KR20040058496A - 선박외판 자동 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박외판 자동 도장장치에 관한 것이며, 그 목적은 실제 도장 작업자가 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 공정을 구현하면서 도장 속도, 면적 및 도막의 품질을 향상시킬 수 있도록 구성된 선박외판 자동 도장장치를 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 안정적인 미립화 상태로 도료 분사를 On/Off할 수 있는 에어리스 자동 스프레이 건(60)과 도장 건의 이송 및 자동 위치를 감지하여 건과 피도체의 거리를 유지시켜 주는 스프레이 폭 방향 변경장치(500)와 이를 제어하는 초음파 위치감지센서(150), X, Y, Z 3축 구동 및 동시 속도제어가 가능하게 설치된 제어시스템으로 구성되었으며, 도장 건의 분사각도와 속도를 제어할 수 있는 순간 각도조절장치(160)와 , 입력된 값에 따라 수동/자동으로 장비운전방법을 선택하여 구동할 수 있는 조작패널(80)을 포함하여 구성된 선박외판 자동 도장장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

선박외판 자동 도장장치{Automatic painting equipment for ship's hull outside area}

본 발명은 선박외판 자동 도장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 도장 작업자가 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 공정을 구현하면서 도장 속도, 면적 및 도막의 품질을 향상시킬 수 있도록 구성된 선박외판 자동 도장장치에 관한 것이다.

조선 선박 건조 공정에서의 도장 작업은 사용 도료별 우수한 스프레이 패턴과 적은 도료 분진 발생량을 나타내어야하며, 설정된 도장 압력에서 안정적인 미립화가 이루어져야하고, 도장된 도막의 미관은 수려해야 한다.

종래에는 선박외판에 대한 도장 자동화는 최적의 도장속도(건 이송속도), 피도체와의 건 이격거리, 도료별 미립화 압력, 도장작업 중 발생하는 외부 바람의 영향 등의 다양한 변수에 의해 장비를 제어하는 것이 어려웠으며, 특히 중첩도장 부위에 대한 과도막 제어가 불가능하였다. 또한, 자동도장 장비의 경우 도료별 도장방법에 대한 표준화가 이루어지지 않아 다양한 도장 조건 및 방법에 따른 실제 도장 공정을 구현하는데 많은 시간과 노력이 투입되어 이에 대한 자동화 장비의 개발이 어려운 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로,

그 목적은 실제 도장 작업자가 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 공정을 구현하면서 도장 속도, 면적 및 도막의 품질을 향상시킬 수 있도록 구성된 선박외판 자동 도장장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 에어리스 자동 스프레이건을 장착한 Z축 도장 건 거리조절 장치 위에 X축과 Y축 총 3축 구동 하에서 미립화 조건을 유지하며 안정적으로 구동할 수 있도록 X축 구동장치와 Y축 구동장치를 설치하고, 요구되는 도장조건 입력 값을 조작패널에 입력하여 실제 도장 공정조건과 동일한 도장 방법을 구현하도록 하였으며, 매번 도장되는 도장 구획의 중첩 도장 부위에 대해서 과도막이 형성되지 않도록 순간 각도 조절장치를 설치하여 중첩부위 도장 분사속도를 제어할 수 있도록 설계 제작되었다. 또한, 모든 도장 작업이 동일한 조건에서 이루어지도록 표준 도장방법을 설정하여 도장 데이터를 입력함으로써 피도체의 형상이나 도료의 종류에 상관없이 자동 도장을 수행할 수 있는 장비를 제공함으로서 발명이 추구하는 목적을 달성할 수 있다.

도 1 은 본 발명 선박 외판 자동도장장치 전체 구성도,

도 2 는 본 발명 선박 외판 자동도장장치 정면도,

도 3 은 본 발명 피도체와의 거리조절 및 건 구동축 상세도,

도 4 는 본 발명 도료분사 폭, 방향, 각속도 변경 장치도,

도 5 는 본 발명의 표준도장 방법.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 도장기 (20) : 도장호스

(30) : 유량계 (40) : 압력계

(50) : 도료용기 (60) : 스프레이 건

(70) : 스프레이 팁 (80) : 조작패널

(90) : 피도체 (100) :지지 구조체

(101) : X축 구동축 (110) : 하판 지지체

(120) : 하부 보호덮개 (130) : Y축 구동장치

(140) : X축 구동장치 (150) : 초음파 위치감지센서

(160) : 순간 각도조절장치 (170) : 에어실린더

(180) : 도장 구동축 (200) : 지지부재

(210) : 근접 안전센서 (220) : 제 1 구동 모터

(230) : 제 2 구동 모터 (300) : 스프레이 방향조절장치

(400) : Z축 거리조절장치 (500) : 스프레이 폭·방향 변경장치

(600) : 고정장치 (1000) : 에어 유닛

(2000) : 레귤레이터 (3000) : 도료분사 폭

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

실제 선박외판 도장작업 방법에 따른 도장 자동화 시스템을 접목시킨 선박 외판 자동 도장장비 및 표준 방법으로서, 에어리스 자동 스프레이건(60)의 On/Off 기능, 피도체와 거리감지 및 조절기능, 도장 공정시 건의 이동속도 조절 그리고, 상, 하, 좌, 우, 전, 후 이동이 자유로이 구동되는 3축 동시 제어 및 스프레이 방향, 폭이 제어 가능하도록 제작되었으며, 도료 종류별 분사 방법에 대한 다양한 표준 도장방법을 기본 프로그램으로 작성하여 쉽게 자동장비를 운전할 수 있도록 하였고, 도장작업 중 속도제어를 통해 각 구간별 마무리 도장과 중첩 도장에서의 도막 두께를 균일하게 얻을 수 있도록 제작되어 실제 사람이 도장했을 때와 동일한 도장 품질과 생산성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 따라서 조선 선박 외판도장에서 도장 작업자가 가장 많이 도장하는 스프레이 방법에 따라 설정된 도장 건과 피도체와의 분사거리, 스프레이 건 이송속도, 스프레이건(60)의 이동 폭을 자동화된 프로그램을 이용하여 입력하여 조절 분사함으로써 실제 외판 적용시 누구나 신속하게작업조건을 입력하여 사용할 수 있도록 하였다. 또한, 상기의 장비에 의한 도막 품질 정도 관리의 정확성을 위해서 사용 도료의 점도에 따라 스프레이건에서의 미립화 압력과 이때의 토출유량, 적정 노즐구경, 최적 건 이송속도 등의 표준을 실험을 통해 측정하여 이를 이용하여 장비를 구동하도록 설정하였다.

도 1 은 본 발명 선박 외판 자동도장장치 전체 구성도를, 도 2 는 본 발명 선박 외판 자동도장장치 정면도를, 도 3 은 본 발명 피도체와의 거리조절 및 건 구동축 상세도를, 도 4 는 본 발명 도료분사 폭, 방향, 각속도 변경 장치도를, 도 5 는 본 발명의 표준도장 방법을 각각 도시한 것으로, 도료용기(50)로부터 도료를 흡입하여 자동도장장비로 이송시켜 도장이 가능하도록 하는 도장기(10)와 도료호스(20), 도장되는 도료의 유량과 토출압력을 측정·제어하는 유량계(30)와 압력계(40), 안정적인 미립화 상태로 도료 분사를 On/Off할 수 있는 에어리스 자동 스프레이 건(60)과 도장 건의 이동 및 자동 위치를 감지하여 건과 피도체의 거리를 유지시켜 주는 스프레이 폭 방향 변경장치(500)와 이를 제어하는 초음파 위치감지센서(150), X, Y, Z 3축 구동 및 동시 속도제어가 가능하게 설치된 제어시스템으로 구성되었으며, 도장 건의 분사각도와 속도를 제어할 수 있는 순간 각도조절장치(160)와 도료를 공급받아 상기 피도체(90)에 도료를 분사할 수 있는 모든 도장방법을 장치의 제어 프로그램에 따라 데이터를 입력할 수 있도록 구성하였으며, 입력된 값에 따라 수동/자동으로 장비운전방법을 선택하여 구동할 수 있는 조작패널(80)을 포함하여 구성된다.

상기 선박외판 자동도장장치는 지지구조체(100)와 다수의 지지부재(200)가연결 설치되어 이루어지며, 중앙부에는 X축 구동축(101)을 기준으로 피도체(90)와의 거리를 에어 실린더(170)에 의해 거리조절 및 스프레이 방향과 스프레이 폭(3000) 방향 변경장치(500)가 설치되고, 상기 구동장치와 지지부재(200)등이 장치 하부에 지지 설치되도록 하판 지지체(110)가 설치되고, 도 1 과 같이, Y축 구동장치(130)가 외부에 노출되지 않도록 지지부재(200)의 하부 주위는 덮개(120)를 설치하여 도료 분진에 의한 오염을 방지하도록 구성된다.

상기 지지부재(200)의 하부에는 작업조건에 따라지지 구조체(100)가 고정 및 이동되도록 하는 장비안전 고정장치(600)가 설치된다. X, Y축의 이동에 따른 표준 도장방법 프로그램에 의한 운전은 제 1 구동모터(220)에 의하여 구동되며, 피도체(90)와의 거리는 초음파 위치 감지센서(150)에 의해 감지되어 초기 설정된 피도체와 건과의 거리를 유지하도록 에어 실린더(170)에 의해 건 이격 거리가 자동 제어되며, 스프레이 폭 방향 변경 및 자동 스프레이 건(60)의 On/Off는 공기의 공급에 의해 공압식 제어로 이루어진다. 또한, 상기 X, Y축으로 장비 이동시 드라이브의 양측에는 주위의 물체를 검출하고 이동의 끝단을 인식하여 이를 제어할 수 있는 근접 안전센서(210)가 설치되어 장비와 피도체에 설치된 부재간의 충돌 방지 및 차후 도장 시작부위 및 중첩 부위를 인식할 수 있도록 구성한다.

초음파 위치감지센서(150)로부터 감지된 상기 피도체(90)와 건과의 거리를 Z축 도장 건 거리 조절 장치(400) 구동으로 자동 제어하며, 스프레이 폭·방향 변경장치(500)의 끝단에는 도료(50)를 분사하는 자동 스프레이 건(60)이 순간 각도조절장치(160)에 의해 스프레이 방향, 스프레이 폭, 방향, 속도 및 각도변경이 가능하도록 구성하였으며, 연속 도장작업 중 순간적으로 도료 분사 각도를 변경하여 중첩 도장부위의 도막 제어가 가능하도록 구성한다. 상기와 같은 운전을 조작할 수 있도록 한 조작패널(80)의 그 전면에는 다수의 작동 스위치가 구비된 터치스크린 방식의 패널 창이 설치되어 자동 도장장비의 수동/자동 작업 전환의 제어 및 응급 정지 스위치를 설치하여 장비 오작동 발생시 안전하게 전원을 차단할 수 있도록 하였으며, 상기 조작패널(80)에는 전원인가 여부를 인지토록 하는 램프가 설치되고, 그 후면에는 전원이 공급되기 위한 파워코드가 설치되어 운전/비운전 상태를 시각적으로 인지할 수 있으며, 작업의 완료를 알리는 부저가 설치되어 쉽게 장비를 운전할 수 있도록 구성하였다. 선박 외판 자동도장장비에 공급되는 에어 유닛(1000)과, 에어의 압력을 조절하기 위한 다수개의 레귤레이터(2000)가 설치되고, 이를 운전하는 표준 도장 방법의 기본 프로그램은 도 5 와 같다.

장비 데이터 입력 패널에는 도장 건 이송속도, 도장 하고자 하는 면적설정, 중첩비율, 건 단속 시점, 토출 유량 등을 입력할 수 있도록 구성하였다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

정상적인 운전 가동 전 도 1 의 도장기(10)에서 작업성 평가를 위한 도료(50)의 공급이 도료호스(20)에 설치된 유량계(30)와 압력계(40)에 의하여 측정된다. 도료호스(20)에 의해 공급된 도료(50)는 자동 스프레이 건(60)을 통해 분사되며, 이때 적용되는 표준 도장방법에 따라 도장 방향과 분사 폭·방향을 자동으로설정하게 된다. 피도체(90)의 전면으로 도장할 경우 에어 실린더(170)가 수축한 상태로 운전되고 스프레이 방향 조절장치(300)의 위치가 Z축 도장 건 거리 조절 장치(400)와 수직으로 유지되어 운전되며, 굴곡 부위나 하부 도장 부위는 에어 실린더가 전면 방향으로 밀어줌으로서 스프레이 방향 조절장치(300)가 Z축 도장 건 거리 조절장치(400)와 수평으로 유지하면서 X, Y축으로 이동하면서 도 5 의 표준도장방법에 따라 도장작업을 하게 된다. 그리고 도료 스프레이 폭(3000)의 방향을 조절할 경우에는 에어 유닛(1000)으로 공급되는 압축 공기에 의하여 작동되고, 도료 분사 폭(3000)을 수직으로 분사할 경우에는 스프레이 폭 방향 변경장치(500)가 X축 방향과 수직되게 위치하고 도료 분사 폭 방향을 수평으로 분사 할 경우에는 X축 방향과 수평으로 위치하여 X, Y축으로 이동하면서 도 5의 표준 도장 방법에 따라 도장이 이루어진다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 선박 외판 도장시 자동도장장비를 사용함으로써 사람이 도장할 때와 동일한 도장 표준 방법을 사전에 설정하여 운전함으로써 도장 품질을 균일화하고 우수한 도막을 얻을 수 있으며, 신속한 도장 공정을 수행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 하판지지체(110)의 상부에 구비되고, 다수개의 지지부재(200)와 연결되며, 사각문 형상으로 형성되고 양쪽 세로축의 내측에 각각 슬라이드를 구비하여 구성된 지지구조체(100)와,

   상기 하판지지체(110)의 하부에 구비되어 지지구조체(100)가 안전하게 고정 및 이동되도록 하는 고정장치(600)와,

   상기 지지구조체(100)의 일측면에 구비되어 장비에 에어를 공급하는 에어 유닛(1000)과,

   상기 에어 유닛(1000)으로 공급되는 에어의 압력을 조절하는 다수개의 레귤레이터(2000)와,

   상기 지지구조체(100)의 세로축에 구비된 슬라이드와 양 끝단이 연결되고, 상부면에 슬라이드를 구비한 X축 구동축(101)과,

   상기 X축 구동축(101)의 양 끝단에 구비되고, X축, Y축으로 장비의 이동시 주위의 물체를 검출하고 이동의 끝단을 인식하여 장비의 충돌을 방지하며, 차후 도장 시작부위 및 중첩부위를 인식하는 근접 안전센서(210)와,

   상기 하판지지체(110)의 상부 일측에 구비되어 X축 구동축(101)을 세로축을 따라 상하로 이동시키는 Y축 구동장치(130)와,

   상기 Y축 구동장치(130)에 연결되어 Y축 구동장치를 구동하는 제 2 구동모터(230)와,

   상기 Y축 구동장치(130) 및 제 2 구동모터(230)를 보호하는 하부보호덮개(120)와,

   상기 X축 구동축(101)의 슬라이드 상부 일측에 구비되고, 상부에 슬라이드를 구비한 Z축 거리조절장치(400)와,

   상기 Z축 거리조절장치(400)의 상부 일측에 구비된 X축 구동장치(140)와,

   상기 X축 구동장치(140)를 구동하는 제 1 구동모터(220)와,

   상기 Z축 거리조절장치(400)의 상부 일측에 구비된 에어 실린더(170)와,

   상기 Z축 거리조절장치(400)의 상부 일측에 하단이 피벗 고정되고, 일측이 에어 실린더(170)의 끝단에 연결된 스프레이 폭·방향 변경장치(500)와,

   상기 스프레이 폭·방향 변경장치(500)의 일측에 수평하게 연결 형성된 방향조절장치(300)와,

   상기 방향 조절장치(300)의 일측 끝단에 연결되어 중첩 도장부위에 과도막이 형성되는 것을 방지하도록 하는 순간각도조절장치(160)와,

   상기 순간각도조절장치(160)의 일측에 연결되고, 끝단에 스프레이 팁(70)을 구비하여 도장을 실시하는 스프레이건(60)과,

   상기 에어실린더(170)의 하부에 위치하고, Z축 거리조절장치(400)의 끝단에 구비되어 스프레이건(60)의 이동 및 자동 위치를 감지하며, 스프레이 폭·방향 변경장치(500)를 제어하여 건과 피도체(90)의 거리를 유지시켜 주는 초음파 위치감지센서(150)와,

   상기 스프레이 건(60)에 도료를 공급할 수 있도록 도료용기(50)와 연결된 도장호스(20)와,

   상기 도장호스(20)에 구비되어 도료의 유량 및 압력을 측정하는 유량계(30) 및 압력계(40)와,

   상기 유량계(30) 및 압력계(40)와 도료용기(50) 사이에 구비되어 도료를 흡입하여 자동 도장장비로 이송시켜 도장이 가능하도록 하는 도장기(10)와,

   도료를 분사하는 도장방법을 선택하고, 모든 장치를 제어하며, 각각의 측정 장치에서 입력된 값에 따라 수동/자동으로 장비 운전 방법을 선택하여 구동할 수 있도록 하는 조작패널(80)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박외판 자동 도장장치.