KR20040110141A - 자동 코팅 및 도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다관절 운동방식을 이용하여 스프레이 건의 6자유도 운동을 수행하는 자동화 도료 코팅 및 도포장치에 관한 것이다.

본 발명은 전면이 개방되고, 그외의 면들은 폐쇄된 형태이며, 상하부를 구획하는 횡방향 격벽을 구비한 케이스와; 케이스 내에 구비된 회전 및 스윙운동을 하는 다수의 아암과; 다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암들을 축선중심으로 회전운동시키는 3개의 회전관절부와; 다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암을 스윙운동시키는 3개의 스윙관절부와; 케이스의 횡방향 격벽 위에 회전가능하게 설치된 턴테이블과; 다수의 아암중에서 최하단측의 아암은 그 자유단부에 스프레이 건 및 실링 건이 선택적으로 장착되고, 이 스프레이 건 및 실링 건은 소정의 원료 공급부에 연통되어 원료를 공급받으며, 회전관절부 및 스윙관절부의 운동량 및 원료 공급부의 공급량을 제어하는 컨트롤러가 케이스의 타측에 구비되고, 케이스의 후방측에 배기덕트 및 배기휠타로 이루어진 배기부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 코팅 및 도포장치{Automatic coating apparatus}

본 발명은 피코팅소재에 도료 및 실링제를 코팅 및 도포하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다관절 운동방식을 이용하여 스프레이 건의 6자유도 운동을수행하는 자동화 도료 코팅 및 도포장치에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 가전제품 또는 통신기기 제품에서는 특유의 전자파가 발생하는 바, 이러한 전자파는 인체에 매우 유해하기 때문에 가급적 가전제품으로부터 외부로 전파되는 것을 차단하는 것이 바람직하다. 이와 같은 전자파 차단을 위해, 전자파 차단용 도료를 제품 케이스의 내ㆍ외표면 상에 코팅 및 도포처리하여 제품의 내부에서 발생하는 전자파가 케이스 외부로 전파되는 것을 차단함으로써, 전자파로부터의 피해를 예방할 수 있다.

이와 같은 코팅작업을 수행하기 위해 종래에는 작업자가 스프레이 건을 이용하여 케이스 표면에 각종 도료를 분사하여 코팅하였으며, 이 스프레이 건은 도장에 널리 이용되는 기구로서 도료를 미스트 상태로 분사하는 기구이다.

이에 따라, 종래에는 이러한 코팅작업을 작업자의 육안 또는 작업 숙련도에 의지하여 수작업으로 실행함에 따라 작업효율이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 제품의 외관코팅작업에서 수동작업시 발생하는 작업자의 유기용제의 노출접촉에 의한 안전 건강 상의 위험, 일정하지 못한 코팅품질, 작업자의 피로감 등에 의해 여러가지 작업능률 저하, 품질저하, 안전, 위험성 등으로부터 보호 및 작업환경을 개선할 필요가 있다.

이에, 본 출원인은 이러한 종래의 단점을 극복하고자 도료의 코팅작업을 자동화하는 장치를 국내등록특허공보 제 378606호(이하, "선특허발명"이라 함)에 개시하였다.

상술한 선특허발명은 3개의 직선운동부와 1개의 회전운동부와 1개의 선회운동부로 이루어져, 선회운동부의 자유단부에 장착되는 스프레이 건을 5자유도로 움직여 소정의 코팅작업을 실시하도록 구성하였다.

하지만, 선특허발명은 3개의 직선운동과 1개의 회전운동과 1개의 선회운동구조로 인해, 스프레이 건의 작동성이 저하되어 피코팅소재의 코팅작업성이 상당히 저하되는 단점이 있었다.

또한, 선특허발명은 상술한 바와 같이 그 작동성이 저하됨에 따라, 피코팅소재의 실링 처리를 위한 도포작업에는 적용하지 못하는 한계가 있었다.

또한, 선특허발명은 케이스의 후방면에 배기부를 설치하여 스프레이 건으로부터 분사되는 도료가 비산되는 것을 채집하여 배기하도록 구성하였지만, 이러한 구성만으로는 비산되는 도료의 효과적인 채집을 달성하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 다관절 구동방식을 적용하여 스프레이 건의 6자유도 운동을 실행함으로써 그 작동성을 향상시키고, 이에 따라 실링 건과 같은 다양한 종류의 후가공용 작업도구에도 적용가능한 다관절을 이용한 자동 코팅 및 도포장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스프레이 건으로부터 분사되는 도료의 채집을 보강하여 보다 쾌적한 환경에서 작업을 수행할 수 있도록 하는 자동 코팅 및 도포장치를 제공하는 데 그 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 자동 코팅 및 도포장치를 일부분 절개하여 도시한 부분 절개 사시도.

도 2는 본 발명의 자동 코팅 및 도포장치의 다관절 구동부를 도시한 사시도.

도 3은 본 장치의 케이스 후방측에 구비된 포집부를 도시한 측단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 케이스 11~17 : 제1 내지 제7아암

21~23 : 회전관절부 31~33 : 스윙관절부

40 : 턴 테이블 50 : 원료 공급부

60 : 컨트롤러 70 : 배기부

80 : 포집부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동 코팅 및 도포장치에 있어서, 전면이 개방되고, 그외의 면들은 폐쇄된 형태이며, 상하부를 구획하는 횡방향 격벽을 구비한 케이스와; 케이스 내에 구비된 회전 및 스윙운동을 하는 다수의 아암과; 다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암들을 축선중심으로 회전운동시키는 3개의 회전관절부와; 다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암을 스윙운동시키는 3개의 스윙관절부와; 케이스의 횡방향 격벽 위에 회전가능하게 설치된 턴테이블과; 다수의 아암중에서 최하단측의 아암은 그 자유단부에 스프레이 건 및 실링 건이 선택적으로 장착되고, 이 스프레이 건 및 실링 건은 소정의 원료 공급부에 연통되어 원료를 공급받으며, 회전관절부 및 스윙관절부의 운동량 및 원료 공급부의 공급량을 제어하는 컨트롤러가 케이스의 타측에 구비되고, 케이스의 후방측에 배기덕트 및 배기휠타로 이루어진 배기부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 케이스의 후방 내측면에는 포집부를 더 구비한다.

바람직하게는, 포집부는 액체 상태의 유체를 저장하는 상, 하부 저장조와, 이 상, 하부 저장조 사이에 배치된 가이드부재와, 이 가이드부재를 따라 낙하하는 유체를 상, 하부 저장조 사이에서 순환시키는 순환펌프로 이루어진다.

바람직하게는, 각 회전관절부 및 스윙관절부는 서보 모터에 의해 구동되도록 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 구동방식을 이용한 자동 코팅 및 도포장치를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 케이스(10)와, 회전 및 스윙가능하게 설치된 제1 내지 제7아암(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)과, 이 다수의 아암(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17) 중에서 일부를 선택적으로 회전 및 스윙 운동시키는 다수의 회전 및 스윙관절부(21, 22, 23, 31, 32, 33)와, 복수의 피코팅소재(3)를 홀딩한 상태에서 회전가능하게 설치된 턴 테이블(40)과, 제 7아암(17)의 자유단부 상에 선택적으로 장착되는 스프레이 건 및 실링 건(25, 35)와, 케이스(10)의 일측에 구비되어 스프레이 건 및 실링 건(25, 35)으로 소정의 원료를 공급하는 원료 공급부(50)와, 케이스(10)의 타측에 구비된 컨트롤러(60)와, 케이스(1)의 후방측에 연통된 배기부(70)와, 케이스(1)의 후방 내측면에 설치된 포집부(80)를 포함한다.

케이스(10)는 전방이 개방되고 그외의 면들은 폐쇄된 형태로 이루어지고, 각 측면들은 외부에서 작업자가 내부의 작업 상황을 확인할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지며, 하부에는 여닫이식 문(10a)이 구비된 소정의 수납공간을 구비하며, 케이스(10)의 상하부를 구획하는 횡방향 격벽(10b)을 구비한다.

다수의 아암(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17)은 최상부측에 배치된 제1아암(11)과, 이 제1아암(11)의 하단부 상에 제1회전관절부(21)에 의해 회전가능하게 설치된 제2아암(12)과, 이 제2아암(12)의 하단부 상에 제1스윙관절부(31)에 의해 스윙가능하게 설치된 제3아암(13)과, 이 제3아암(13)의 하단부 상에 제2스윙관절부(32)에 의해 스윙가능하게 설치된 제4아암(14)과, 이 제4아암(14)의 최하단부 상에 제2회전관절부(22)에 의해 회전가능하게 설치된 제5아암(15)과, 이 제5아암(15)의 하단부 상에 제3스윙관절부(33)에 의해 스윙가능하게 설치된 제6아암(16)과, 이 제6아암(16)의 하단부 상에 제3회전관절부(23)에 의해 회전가능하게 설치된 제 7아암(17)으로 이루어진다.

제1회전관절부(21)는 제1아암(11) 및 제2아암(12)의 서로 인접한 단부 상에 설치된 서보 모터(21a)에 의해 제2아암(12)이 그 축선을 중심으로 회전구동하도록 이루어진다.

제2회전관절부(22)는 제4아암(14) 및 제5아암(15)의 서로 인접한 단부 상에 설치된 서보 모터(22a)에 의해 제5아암(15)이 그 축선을 중심으로 회전구동되도록 이루어진다.

제3회전관절부(23)는 제6아암(16) 및 제7아암(17)의 서로 인접한 단부 상에 설치된 서보 모터(23a)에 의해 제7아암(17)이 그 축선을 중심으로 회전구동되도록 이루어진다.

제1스윙관절부(31)는 제2아암(12) 및 제3아암(13)의 서로 인접한 단부 상에 설치된 서보 모터(31a)에 의해 제3아암(13)이 제2아암(12)에 대해 상대적으로 스윙구동되도록 이루어진다.

제2스윙관절부(32)는 제3아암(13) 및 제4아암(14)의 서로 인접한 단부 상에 설치된 서보 모터(32a)에 의해 제4아암(14)이 제3아암(13)에 대해 상대적으로 스윙구동되도록 이루어진다.

제3스윙관절부(33)는 제5아암(15) 및 제6아암(16)의 서로 인접한 부분에 설치된 서보 모터(33a)에 의해 제6아암(16)이 제5아암(15)에 대해 상대적으로 스윙 구동되도록 이루어진다.

한편, 상술한 다수의 회전관절부(21, 22, 23) 및 스윙관절부(31, 32, 33)는 서보 모터(21a, 22a, 23a, 31a, 32a, 33a)에 의해 회전 및 스윙 구동되도록 구성되었지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 로터리 실린더 등과 같이 다양한 구동수단이 적용가능할 것이다.

턴 테이블(40)은 케이스(10)의 횡방향 격벽(10b) 위에 로터리 실린더 및 구동모터 등과 같은 회전 수단에 연결되어 소정 각도로 회전가능하게 설치된다. 바람직하게는, 이 턴 테이블(40)의 회전각도는 360°를 최소 2이상의 정수로 나눈 각도이다.

상술한 제7아암(17)의 장착부 상에는 스프레이 건(25) 및 실링 건(35)이 선택적으로 장착되어, 피코팅소재(3)의 코팅작업 및 도포작업이 실행된다.

원료 공급부(50)는 최종단에 위치하는 아암(즉, 본 실시예의 제7아암(17))에 선택적으로 장착되는 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)으로 각각의 원료를 공급하도록 원료 저장통(51) 및 공급펌프(52) 등으로 구성된다. 여기서, 스프레이 건(25)으로 공급되는 원료는 전자파차폐 도료 또는 침전성 도료가 될 것이고, 실링 건(35)으로 공급되는 원료는 전자파차폐 가스켓, 접착제, 실리콘, 그리스 등과 같은 실링제가 될 것이다. 즉, 이는 원료 공급부(50)가 스프레이 건(25) 및 실링 건(35)에 대해 개별적으로 대응되도록 구성됨을 의미한다.

한편, 스프레이 건(25)에 대응되는 원료 공급부(50)는 본출원인의 선특허발명에 개시된 형태일 수도 있지만, 그외의 다양한 형태의 변경 및 수정이 가능할 것이다.

컨트롤러(60)는 케이스(10)의 전면 상부에 배치된 터치 스크린(61)에 전기적으로 접속되고, 이에 따라 작업자가 터치스크린(61)을 조작함에 따라 상술한 다수의 회전관절부(21, 22, 23) 및 스윙관절부(31, 32, 33)의 운동량 및 원료 공급부(50)의 공급량을 제어한다.

배기부(70)는 케이스(10)의 후방에 구비된 배기덕트(71)와, 이 배기덕트(71) 일측에 설치된 배기팬(미도시)과, 배기덕트(71)의 입구측에 구비된 배기휠타(72)로 이루어진다.

이러한 배기부(70)의 구성에 의해, 배기휠타(72)에 채집된 도료 또는 실링제는 배기팬(미도시)에 의해 배기덕트(71)로 흡입되어 외부로 배출된다.

포집부(80)는 액체 상태의 유체를 저장하는 상, 하부 저장조(81, 82)와, 이 상, 하부 저장조(81, 82) 사이에 배치된 가이드부재(83)와, 이 가이드부재(83)를 따라 워터폴(waterfall) 방식으로 낙하하는 유체를 상, 하부 저장조(81, 82) 사이에서 순환시키는 순환펌프(84)를 포함한다.

상부 저장조(81)는 케이스(10)의 상부측에 배치되고, 하부 저장조(82)는 케이스의 하부측에 배치된다.

가이드부재(83)는 케이스(10)의 후방 내측면에 구비되고, 좌우 양측면이 절곡되어 형성된다.

순환펌프(84)는 케이스(10)의 후방 외측면에 구비되어 상, 하부 저장조(81, 82) 사이에 액체를 순환시키도록 구성된다.

이러한 포집부(80)의 구성에 의해, 비산되는 도료 또는 실링제 중의 미스트상태의 분말이 상부 저장조(81)에서 하부 저장조(82)로 낙하하는 액체에 포집됨으로써, 도료 또는 실링제의 비산방지 기능을 보강하여 보다 쾌적한 작업환경을 조성한다.

이하, 이상과 같이 구성된 본 장치의 작동 관계를 상세히 설명한다.

먼저, 작업자는 턴 테이블(40) 위에 홀딩되는 피코팅소재(3)의 형태 및 갯수에 따라 제7아암(17)의 자유단부 상에 장착되는 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)의 6자유도 운동 범위를 설정한다. 즉, 다수의 회전관절부(21, 22, 23)의 회전각도 및 스윙관절부(31, 32, 33)의 스윙각도 등을 설정한다. 이러한 각 운동범위는 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)이 피코팅소재(3)를 정조준하도록 설정되는 것으로, 이아 같이 설정된 값들은 케이스(10)의 전면 상부에 배치된 터치 스크린(61)을 통해 입력한다.

터치스크린(61)을 통해 각 회전관절부 및 스윙관절부의 운동범위가 설정되면, 작업자는 턴 테이블(40)에 복수의 피코팅소재(3)를 위치시킨다. 그런 다음에, 터치스크린(61)의 화면에 표시된 "작업시작"의 표시를 클릭하면, 그 전기적 신호가 컨트롤러(60)로 입력되어 본 장치의 각 회전관절부 및 스윙관절부는 6자유도 운동을 수행하게 되고, 이에 따라 최종단에 위치한 아암(즉, 본 실시예의 제7아암(17))에 선택적으로 장착되는 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)이 작동하여 피코팅소재(3)에 대한 코팅작업 또는 도포작업이 실행된다.

여기서, 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)은 원료 공급부(60)를 통해 각각의 원료가 공급 및 회수된다. 이러한 스프레이 건(25) 또는 실링 건(35)으로 공급되는 원료의 공급량 및 공급압력 등은 원료 라인상에 설치된 유체압력조절기 및 유량계를 이용해 수동 조절 또는 터치스크린(61)에 의해 입력되며, 이에 따라 그 전기적 신호가 컨트롤러(60)에 입력되어 원료의 공급량 및 공급 압력 등이 제어된다.

상기와 같은 본 발명은, 다관절 구동방식을 적용하여 스프레이 건의 6자유도 운동을 실행함으로써 그 작동성을 향상시키고, 이에 따라 실링 건과 같은 다양한 종류의 후가공용 작업도구가 적용가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스프레이 건으로부터 분사되는 도료의 채집을 보강하여 보다 쾌적한 환경에서 작업을 수행할 수 있도록 하는 특징이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 자동 코팅 및 도포장치에 있어서,

   전면이 개방되고, 그외의 면들은 폐쇄된 형태이며, 상하부를 구획하는 횡방향 격벽을 구비한 케이스와;

   케이스 내에 구비된 회전 및 스윙운동을 하는 다수의 아암과;

   다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암들을 축선중심으로 회전운동시키는 3개의 회전관절부와;

   다수의 아암 중에서 선택적인 일부 아암을 스윙운동시키는 3개의 스윙관절부와;

   케이스의 횡방향 격벽 위에 회전가능하게 설치된 턴테이블과;

   다수의 아암중에서 최하단측의 아암은 그 자유단부에 스프레이 건 및 실링 건이 선택적으로 장착되고,

   이 스프레이 건 및 실링 건은 소정의 원료 공급부에 연결되어 원료를 공급받으며,

   회전관절부 및 스윙관절부의 운동량 및 원료 공급부의 공급량을 제어하는 컨트롤러가 케이스의 타측에 구비되고,

   케이스의 후방측에 배기팬, 배기덕트, 및 배기휠타로 이루어진 배기부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 코팅 및 도포장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 케이스의 후방 내측면에는 포집부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 코팅 및 도포장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 포집부는 액체 상태의 유체를 저장하는 상, 하부 저장조와, 이 상, 하부 저장조 사이에 배치된 가이드부재와, 이 가이드부재를 따라 낙하하는 유체를 상, 하부 저장조 사이에서 순환시키는 순환펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 코팅 및 도포장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각 회전관절부 및 스윙관절부는 서보 모터에 의해 구동되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 코팅 및 도포장치.