KR20080036455A - 선체 외판 자동도장 로봇시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체 외판 자동도장 로봇시스템에 관한 것이며, 그 목적은 선체 주위에서 이루어지는 타작업과의 간섭을 배제하는 한편, 도장 작업능률 및 작업효율을 향상시킬 수 있는 선체 외판 자동도장 로봇시스템을 제공함에 있다.

본 발명은 구동모터를 통해 선체 갑판 상에 설치되는 주행레일을 따라 선체의 전,후 방향으로 이동하는 이동성 캐리지와, 이 이동성 캐리지에 설치되어, 출력단에 고정된 텔레스코픽 구조체를 선체 외판에 대해 수직하게 승,하강 시키는 호이스트형 승,하강장치와, 이 호이스트형 승,하강장치의 출력단에 고정되며 도장장비가 탑재되는 텔레스코픽 본체로부터 그 상면에 도장로봇이 설치된 종단구조체를 안테나식 슬라이딩 시키되 선체 외판을 향하는 종단구조체의 선단에 설치된 변위센서를 통해 선체 외판과의 일정거리를 유지하도록 한 다단식 텔레스코픽 구조체와, 상기 이동성 캐리지/호이스트형 승,하강장치/다단식 텔레스코픽 구조체/도장로봇의 구동을 제어하는 제어부로 구성된 선체 외판 자동도장 로봇시스템에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

도장로봇, 스프레이건, 텔레스코픽(telescopic)구조체, 캐리지

Description

선체 외판 자동도장 로봇시스템{automatic painting robot system for the shell plating}

도 1은 본 발명에 따른 도장 로봇시스템의 구성을 보이는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 도장 로봇시스템의 구성을 보이는 측면 개략도

도 3은 본 발명에 따른 자동도장 로봇시스템을 이용한 선체 외판에 대한 작업상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 선체 외판 (2) : 선체 갑판

(5) : 주행레일 (10) : 이동성 캐리지

(11) : (캐리지용) 구동모터 (20) : 호이스트형 승,하강장치

(21) : (승,하강장치용) 구동모터 (23) : 와이어

(25) : 외팔보형 지지바 (30) : 텔레스코픽 구조체

(31) : 텔레스코픽 본체 (32) : 텔레스코픽 2단구조체

(33) : 텔레스코픽 종단구조체 (34) : 변위센서

(35) : 도장장비 (40) : 도장로봇

(41) : 스프레이건

본 발명은 선체 외판 자동 도장 로봇시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 많은 도장작업을 필요로 하는 선체 와판에 대한 작업능률 및 작업효율을 향상시킬 수 있는 자동도장 로봇시스템에 관한 것이다.

종래에는 선체 외판 도장 작업의 경우, 스프레이 작업자와 고소차 운전자 2명이 한 조를 이루어 도장 작업을 수행해 왔다. 상기한 2인 1조의 작업형태는 고소차의 바스켓에 올라 탄 상태로 스프레이건을 이용하여 선체 외판을 도장하는 한 명의 작업자와 상기 작업자의 작업 진행 속도에 맞추어 다음 도장할 위치로 고소차를 이동 시키는 또 다른 운전자를 필요로 하였다. 이러한 구조의 종래 도장 작업은, 스프레이건의 수평 방향 작업 속도와 선체 외판과 스프레이건의 이격 거리, 그리고 스프레이가 겹치는 구간은 전적으로 스프레이 작업자의 숙련과 경험에 의한 것이어서 도막 품질의 불안정으로 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

아울러, 특히 대형 선체의 외판을 도장할 시, 대형 고소차의 주행 시, 외부영향 즉, 외부바람과 고소차에 탑승한 작업자의 움직임에 의해 흔들림이 발생되고 이로 인해 균일한 도장작업이 곤란하여 작업능률 및 도장효율이 저하되는 현상이 발생되었다.

또한, 대형 선박 외판 도장작업은 높은 위치까지 도장작업을 진행해야 하나, 외부바람과 작업자의 움직임에 의해 고소차가 흔들려 고소작업에 따른 작업자의 안전을 보장할 수 없는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

최근 들어서는 고도의 산업화 및 장비의 발달로 인해 상기 고소차를 기반으로 하는 도장용 로봇장치와 같은 자동화된 장비를 이용하여 직접 작업자가 고소차에 탑승할 필요 없이 간단히 지상에서 자동의 도장작업을 수행할 수 있도록 하는 도장 시스템이 보급되고 사용되고 있다.

하지만, 이러한 도장작업을 수행하는 경우라 할지라도, 선체외판 주위에 도장작업을 위한 작업공간을 필요로 하는 바, 이러한 작업공간의 간섭으로 인하여 건조 중인 선체에 대해 다른 병행작업의 수행이 곤란함을 가지게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 건조 중인 선체 상에 설치될 수 있는 자동 도장장비를 이용하여, 선체 주변에서 작업 중인 타 작업과의 공간 상 간섭을 피해 선박의 건조의 작업 효율성을 향상시키며, 아울러, 도장작업능률과 작업효율을 향상시킬 수 있는 자동도장 로봇시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 구동모터를 통해 선체 갑판 상에 설치되는 주행레일을 따라 선체의 전,후 방향으로 이동하는 이동성 캐리지

상기 이동성 캐리지에 설치되어, 출력단에 고정된 텔레스코픽 구조체를 선체 외판에 대해 수직하게 승,하강 시키는 호이스트형 승,하강장치

상기 호이스트형 승,하강장치의 출력단에 고정되며 도장장비가 탑재되는 텔레스코픽 본체로부터 그 상면에 도장로봇이 설치된 종단구조체를 안테나식 슬라이딩 시키되 선체 외판을 향하는 종단구조체의 선단에 설치된 변위센서를 통해 선체 외판과의 일정거리를 유지하도록 한 다단식 텔레스코픽 구조체

상기 이동성 캐리지에 탑재되어, 이동성 캐리지/호이스트형 승,하강장치/다단식 텔레스코픽 구조체/도장로봇의 구동을 제어하는 제어부

로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 도장 로봇시스템의 구성을 보이는 사시도 및 측면 개략도로서, 본 발명에 따른 선체 외판을 위한 자동도장 로봇시스템은 크게 선체 갑판에 설치된 주행레일(5)을 따라 선미와 선후를 따라 이동되는 이동성 캐리지(10)와 이 이동성 캐리지(10)에 설치된 호이스트형 승,하강장치(20)와 이 호이스트형 승,하강장치(20)의 와이어(23) 끝단에 지지되어 선체 외판(1)을 대향하며 승,하강이동되는 다단식 텔레스코픽 구조체(30); 및 이 다단식 텔레스코픽 구조체(30)에 탑재되어 선체 외판(1)에 대한 도장작업을 수행하는 스프레이건(41)을 구비하는 도장로봇(40) 및 ,이동성 캐리지(10)/호이스트형 승,하강장치(20)/다단식 텔레스코픽 구조체(30)/도장로봇(40)의 구동을 제어하는 것과 더불어 일련의 도장작업조건을 제어하는 제어부(50)로 구성된다.

보다 구체적으로 상기 이동성 캐리지(10)는, 제어부(50)의 구동신호로부터 작동되는 구동모터(11)를 통해 선체 갑판(2)에 설치된 주행레일(5)을 따라 선체 전후방향으로 주행하는 것으로, 바람직하게는 상기 주행레일(5)과 랙피니언 주행방식을 통해 상기 제어부(50)를 통한 주행 및 정지동작에 따른 위치제어를 정확히 구현하도록 하며, 아울러, 이러한 이동성 캐리지(10)는 일측에는 본 발명에 따른 호이스트형 승,하강장치(20)의 지지하중을 부담하기 중량체로 이루어지는 것이며, 또한 이동성 캐리지(10)의 전도방지를 위해 웨이트 밸런스를 유지하기 위해 상기 호이스트형 승,하강장치(20)의 반대측 하단에는 주행레일(5)에 걸림된 상태로 취하는 서포터용 안전롤러를 구성하도록 한다.

상기 호이스트형 승,하강장치(20)는, 상기 이동성 캐리지(10) 내부에 설치되어 제어부(50)로부터 구동신호를 인가받아 정,역회전하는 구동모터(21) 및 감속기와 상기 감속기의 출력축과 연결되어 연동 회전하는 와이어드럼(22)과 이 와이어드럼(22)에 일단이 고정되고, 타단은 다단식 텔레스코픽 본체(30)에 고정된 채 와이어드럼(22)의 정,역회전에 따라 감겨지거나 풀려지며 다단식 텔레스코픽 구조체(30)를 승,하강시키는 와이어(23)와 상기 이동성 캐리지(10)의 일측에 고정되어, 그 외측단에는 상기 와이어드럼(22)으로부터 이어진 와이어(23)를 수직방향으로 안 내하는 가이드롤러(24)를 그 자유단에 구비하는 외팔보형 지지바(25)로 구성된다.

이때 다단식 텔레스코픽 구조체(30)의 가장자리에 고정 지지되어 다단식 텔레스코픽 구조체(30)의 평형을 유지하도록 하는 4개소의 와이어(23)의 구동을 위해 각각 대응되는 4개소의 와이어드럼이 구비되며, 본 발명의 실시예에서는 선체 외판(1)으로부터 동일 거리에 위치하는 한 쌍의 와이어드럼을 구동시키는 2개소의 구동모터(21)를 설치 구성하였다. 이때 각각의 와이어드럼(22)을 정,역회전시키는 2개소의 구동모터(21)는 상기 제어부(50)를 통해 상호 연동된 작동을 구현하도록 한다.

상기 다단식 텔레스코픽 구조체(30)는, 그 상부에 도료탱크 등의 도장장비(35) 및 도장로봇(40)이 탑재되는 것으로, 상기 호이스트형 승,하강장치(20)의 와이어(23) 끝단이 고정되어 수평상태를 유지하는 텔레스코픽 본체(31)와, 텔레스코픽 2단구조체(32) 및 텔레스코픽 종단구조체(33)로 구성되어, 상기 텔레스코픽 본체(31)로부터 텔레스코픽 종단구조체(33)가 확장되어 선체 외판(1)과 가까워지거나 혹은 상호 접혀지며 선체 외판(1)과 멀어지게 된다.

이때 상기 텔레스코픽 종단구조체(33)의 선단에는 대향하는 선체 외판(1)과의 거리를 감지하는 변위센서(34)를 설치 구성한다.

상기 텔레스코픽 종단구조체(33)의 상면에는 그 출력단에 스프레이건(41)을 구비하는 도장로봇(40)이 설치 구성된다.

본 발명의 실시예로서 제시된 3단 구조를 이루는 텔레스코픽 구조체(30)는 상호 순차적으로 확장되거나 삽입되는 구조를 취하는 것으로, 예컨대, 각각의 구조체(31)(32)(33)에 구비된 구동모터(미도시) 및 체인연결된 피동롤러를 통해 상호 인접하는 구조체의 삽입내면에 형성된 롤러안내부를 따라 이동하며 상기 텔레스코픽 본체(31)로부터 순차적으로 확장되거나 혹은 삽입되도록 한다. 아울러, 이러한 다단식 텔레스코픽 구동은 고가차량 등 다양하게 사용되고 있는바, 이러한 상세 구동수단은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동도장 로봇시스템을 이용한 선체 외판에 대한 도장작업순서를 보이는 작업도로서, 상기와 같은 구성의 자동도장 로봇시스템을 이용한 선체 외판에 대한 작업순서를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상측에 도시된 도면(a)를 참조하면, 선미 혹은 선후 측에 위치되는 이동성 캐리지(10) 및 선체 상부로 올려진 다단식 텔레스코픽 구조체(30)가 정위치된 상태에서, 제어부(50)는 미리 저장된 도료 분사 관련정보로부터 자동로봇(40)을 이용한 도료분사 작업을 수행함과 동시 상기 호이스트형 승,하강장치(20)의 구동모터(21)를 작동시켜 도장로봇(40)의 분사속도와 연동하여 다단식 텔레스코픽 구조체(30)를 선체의 하부로 하강시키게 된다.

이때 굴곡된 형상을 갖는 선체 외판(1)을 대향하는 상기 다단식 텔레스코픽 구조체(30)의 선단 즉, 자동로봇(40)이 설치된 텔레스코픽 종단구조체(33)의 선단에 설치된 변위센서(34)를 통해 선체외판(1)과의 거리(D)를 항상 일정하게 유지함으로서, 자동로봇(40)의 출력단에 설치된 스프레이건(41)으로부터 분사되는 도료의 분사거리를 항상 일정하게 유지하도록 한다. 이러한 변위센서(41)를 통해 결정되는 거리는 일반적으로 다축구동을 구현하는 자동로봇(40)의 구동영역 내에서 도료의 적정 분사거리를 유지할 수 있을 정도로 항상 유지하는 것이다.

계속해서, 이러한 이동성 캐리지(10)가 정위치된 상태로 호이스트형 승,하강장치(20)의 하강작동과 연동하며 소정의 폭방향에 대한 도장작업을 완료한 후, 다단식 텔레스코픽 구조체(30)가 선체의 하부에 위치된 상태에서 제어부(50)는 이동성 캐리지(10)를 주행시켜 새로운 작업위치로 이동시킨다.

이후, 제어부(50)는 자동로봇(40)을 이용한 도료분사 작업을 수행함과 동시 호이스트형 승,하강장치(20)의 구동모터(21)를 작동시켜 도장로봇(40)의 분사속도와 연동하여 다단식 텔레스코픽 구조체(30)를 선체의 상부로 상승시키게 된다.

이러한 본 발명에 따른 이동성 캐리지(10) 및 호이스트형 승,하강장치(20)의 간헐적인 반복 구동을 통해 선체 외판(1)에 대한 도장작업을 연속적으로 수행하는 것이다.

혹은, 아래측에 도시된 도면(b)는, 도시된 바와 같이, 초기 호이스트형 승,하강장치(20)를 고정시키 채, 먼저 주행레일(5)을 따라 이동성 캐리지(10)를 선체의 전,후로 주행시키며 수평방향에 대한 도장작업을 수행하게 되며, 이러한 수평방향으로의 도장작업을 완료하여 선수 혹은 선미측에 도달한 이동성 캐리지(10)를 고정시킨 채, 상기 호이스트형 승,하강장치(20)를 하강시켜 새로운 작업위치로 이동시킨다.

이후, 다시 이동성 캐리지(10)를 선체의 전,후방향으로 주행시키며, 자동로 봇(40)을 통해 도장작업을 수행하게 된다.

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

상술한 바와 같이 본 발명은 선체 외판에 대한 도장 작업효율과 작업능률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 건조 중인 선체 갑판에 설치될 수 있는 자동 도장장비를 이용하여, 선체 주변에서 이루어지는 타 작업과의 간섭을 방지함으로서 전체 선박 건조작업의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 구동모터를 통해 선체 갑판 상에 설치되는 주행레일을 따라 선체의 전,후 방향으로 이동하는 이동성 캐리지;

   상기 이동성 캐리지에 설치되어, 출력단에 고정된 텔레스코픽 구조체를 선체 외판에 대해 수직하게 승,하강 시키는 호이스트형 승,하강장치;

   상기 호이스트형 승,하강장치의 출력단에 고정되며 도장장비가 탑재되는 텔레스코픽 본체로부터 그 상면에 도장로봇이 설치된 종단구조체를 안테나식 슬라이딩 시키되 선체 외판을 향하는 종단구조체의 선단에 설치된 변위센서를 통해 선체 외판과의 일정거리를 유지하도록 한 다단식 텔레스코픽 구조체;

   상기 이동성 캐리지에 탑재되어, 이동성 캐리지/호이스트형 승,하강장치/다단식 텔레스코픽 구조체/도장로봇의 구동을 제어하는 제어부;

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 선체 외판 자동도장 로봇시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 호이스트형 승,하강 구동부는, 상기 이동성 캐리지 내부에 설치되어 상기 제어부로부터 구동신호를 인가받아 정,역회전하는 구동모터와;

   상기 구동모터의 출력축과 연결되어 연동 회전하는 와이어드럼과;

   이 와이어드럼에 일단이 고정되고, 타단은 상기 다단식 텔레스코픽 본체에 고정된 채 와이어드럼의 정,역회전에 따라 감겨지거나 풀려지며 다단식 텔레스코픽 구조체를 승,하강시키는 와이어와;

   상기 이동성 캐리지의 일측에 고정되어, 그 외측단에는 상기 와이어드럼으로부터 이어진 와이어를 수직방향으로 안내하는 가이드롤러를 구비하는 외팔보형 지지바;로 이루어진 것을 특징으로 하는 선체 외판 자동도장 로봇시스템

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