KR20080057361A - 인슐레이션 패널 표면처리장치 및 그의 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 화물창에 설치된 인슐레이션 패널의 작업표면에 플라즈마 전처리 등과 같이 표면처리를 연속적으로 수행할 수 있는 인슐레이션 패널 표면처리장치 및 그의 방법을 제공한다.

본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치는 이동을 위한 구동력을 발생시키는 구동부가 구비된 프레임부; 상기 프레임부에 설치되고, 작업표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 노즐부; 상기 노즐부의 상하, 좌우, 전후 이동을 조절하는 노즐이동부; 상기 프레임부에 장착되어 이물질을 흡입하는 청소부; 상기 노즐부와 연결된 플라즈마 전처리를 위한 부가장치를 포함한다.

프레임부, 노즐부, 노즐이동부, 청소부

Description

인슐레이션 패널 표면처리장치 및 그의 방법{Apparatus and method for surface treatment on insulation panel}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인슐레이션 패널 표면처리장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 인슐레이션 패널 표면처리장치의 분해 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 노즐부와 노즐이동부를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 4는 도 2에 도시된 주행엔코더를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리방법들을 설명하기 위한 평면도들이다.

도 6a 내지 도 6d는 도 5a 내지 도 5c에 개시된 인슐레이션 패널 표면처리방법에 대응한 노즐이동방법들을 설명하기 위한 평면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

11 : 이동형 캐리지 12 : 트레일러

20 : 부가장치 21 : 트레일러 커플러

100 : 프레임부 200 : 구동부

300 : 밀착부 400 : 노즐부

500 : 노즐이동부 600 : 청소부

800 : 주행엔코더

본 발명은 선박 화물창에 설치된 인슐레이션 패널의 표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 인슐레이션 패널 표면처리장치 및 그의 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 화물창에서는 인슐레이션 패널에 기 설치된 하드 시트(hard sheet)와, 그 하드 시트 위로 덮여질 유연한 시트(supple sheet)간 접착, 또는 복합 재료간 접착력을 증가시키기 위한 방법으로 수작업에 의해 플라즈마 전처리(plasma pre-treatment)가 수행되고 있다.

플라즈마 전처리는 시트 등의 재료와 에폭시 글루(glue)와 같은 접착제간 결합력, 젖음성, 결합 품질 등을 증가시키기 위한 표면처리를 의미한다.

그러나, 종래 기술에 따른 플라즈마 전처리 작업에는 복수명의 작업자가 요구되며, 작업자들이 직접 수동으로 인슐레이션 패널의 하드 시트에 플라즈마 전처리와 같은 표면처리작업을 수행한 후, 표면처리작업에서 발생된 이물질을 제거하여야 하는 불편함이 있으며, 숙련된 작업자라 하더라도 균일한 품질확보가 어려운 단점이 있다.

왜냐하면, 플라즈마 전처리 작업이 요구되는 곳은 화물창의 바닥뿐만 아니라 측벽 및 천정까지 모두 수행됨에 따라 작업자의 피로도 증가와 함께 작업 효율 저하에 따라 균일한 품질확보가 불가능하기 때문이다.

또한, 플라즈마 전처리 작업이 수행되는 화물창 내부에는 인슐레이션 패널을 비롯하여 시공작업에 사용되는 각종 지지대 또는 작업대 등의 구조 등이 존재하므로, 협소한 작업 공간과 환경에 노출된 작업자의 안전사고가 우려되고 있는 실정이다.

이와 같은 수작업으로 플라즈마 전처리를 진행할 경우, 작업자의 숙련도에 따라서 처리 공정의 신뢰성에 차이가 발생되며, 공정 작업 시간이 길어지는 문제점을 안고 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선박의 화물창에 설치된 인슐레이션 패널의 작업표면에 플라즈마 전처리 등과 같이 표면처리를 연속적으로 수행할 수 있는 인슐레이션 패널 표면처리장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시트(sheet)의 표면에 플라즈마 전처리를 수행할 수 있음으로 작업자의 안전과 작업시간을 절감할 수 있는 인슐레이션 패널 표면처리방법을 제공한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은, 이동을 위한 구동력을 발생시키는 구동부가 구비된 프레임부; 상기 프레임부에 설치되고, 작업표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 노즐부; 상기 노즐부의 상하, 좌우, 전후 이동을 조절하는 노즐이동부; 상기 프레임부에 장착되어 이물질을 흡입하는 청소부; 상기 노즐부와 연결된 플라즈마 전처리를 위한 부가장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 등속주행단계, 상기 간격별주행단계, 제1내지 제3노즐이동단계 등과 같이 표면처리장치를 작동시키면서, 표면처리장치에 설치된 청소부에 의해 이물질을 제거하는 청소단계에 의해 달성된다.

또한, 작업표면은, 선박의 화물창의 내표면 중에서, 플라즈마 전처리가 필요한 시트의 표면과; 그 근처에 형성되어 본 발명을 주행시키기 위한 마찰 지지면으로 사용되는 지지기반을 총칭한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인슐레이션 패널 표면처리장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인슐레이션 패널 표면처리장치의 분해 사시도이다.또한, 도 3은 도 2에 도시된 노즐부와 노즐이동부를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 주행엔코더를 설명하기 위한 분해 사시도이다.또한, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처 리방법들을 설명하기 위한 평면도들이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 5a 내지 도 5c에 개시된 인슐레이션 패널 표면처리방법에 대응한 노즐이동방법들을 설명하기 위한 평면도들이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치에 관한 본 실시예(10)는 이동형 캐리지(11)(moving carriage or cart)와 트레일러(12)(trailer)를 위한 프레임부(100)를 갖는다.

이동형 캐리지(11)는 인슐레이션 패널에서 사용되는 통상의 주행 구조 또는 레일 등을 이용한 전용 주행 구조를 이용하되, 이때 트레일러(12)를 이동형 캐리지(11)의 끝단에 연결시켜, 결국 그 트레일러(12)를 견인할 수 있는 역할을 담당한다.

즉, 트레일러(12)는 이동형 캐리지(11)에 의해 견인되는 피견인물이다.트레일러(12)는 적어도 하나 또는 복수개로서 노즐부(400)와 연결된 플라즈마 전처리용 부가장치(20)인 내부 변압기(Inside Transformer), 발전기(Generator), 전처리 변압기(Pre-Transformer), 노즐작동 제어기(Remote Control) 등을 탑재하여 운반할 수 있도록 구성되어 있다.

이를 위해 트레일러(12)는 피견인 형식의 동작구조를 갖는 트레일러 골격 프레임부와, 트레일러 골격 프레임부의 상부에 상기 부가장치(20)를 탑재 및 고정시키기 위한 록킹장치(도시 안됨)을 갖는다. 여기서, 트레일러 골격 프레임부란 통상의 부수차(附隨車) 또는 종륜차(從輪車)의 형식의 프레임 구조를 의미한다.

또한, 트레일러(12)의 피견인 형식의 동작구조는 하기에 상세히 설명할 이동 형 캐리지(11)의 구동부(200)와; 상기 구동부(200)를 구동기준면에 밀착시키는 밀착부(300)와 유사 또는 축소된 구성을 갖고 있다.

예컨대, 트레일러(12)도 별도의 구동부(도시 안됨)를 더 갖을 수 있고, 이때 이동형 캐리지(11)와 달리 주행모터를 갖고 있지 않고 단순히 회전 가능한 복수개의 피동형 휠을 구비하고 있다.

이동형 캐리지(11)와 트레일러(12)의 사이에는 트레일러 커플러(21)가 결합되어서, 결국 이동형 캐리지(11)는 트레일러(12)에 의해 플라즈마 전처리를 위한 부가장치(20)를 견인하면서 주행할 수 있다.노즐부(400)는 플라즈마 전처리를 위한 부가장치(20)와 해당 규격의 케이블을 통해 연결되어 있다.

이동형 캐리지(11) 또는 트레일러(12)는, 프레임부(100)의 중앙을 기준으로 프레임부(100)에 지지되게 설치된 밀착부(300)와, 상기 밀착부(300)의 양단에 설치되어서 상기 밀착부(300)의 볼스크루 조립체 및 밀착모터(도시 안됨)의 밀착력을 전달받도록 결합된 복수개의 구동부(200)를 갖을 수 있다.

구동부(200)의 구동을 위한 지지기반(예 : 마찰 지지면)은 인슐레이션 패널에 미리 형성된 공간이나, 인슐레이션 패널에 고정된 레일 등이 될 수 있다.

예컨대, 구동부(200)의 구성은 본 출원인에 출원된 특허출원 "제10-2006-0130090호"의 레일방식의 주행장치와; "제10-2006-0130119호"의 레일을 이용한 주행장치를 그 예로 들 수 있다.

구동부(200)는 주행모터의 구동력을 이용하여 이동형 캐리지(11)를 주행시킬 수 있도록, 화물창 작업 장치에서 사용되는 주지의 주행 구조, 또는 레일을 이용한 주행 구조 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

예컨대, 구동부(200)는 그의 구동에 사용할 복수개의 휠을 밀착부(300)에 의해 상기 지지기반과 밀착시킨 상태에서, 상기 휠에 연결된 주행모터가 작동할 경우, 이동형 캐리지(11) 또는 트레일러(12)의 주행에 필요한 구동력을 발생시키도록 되어 있다.

밀착부(300)는 프레임부(100)에 지지된 상태로 구동부(200)를 상기 지지기반 쪽으로 밀착시키거나 또는 릴리스 시키는 역할을 한다.

여기서, 밀착부(300)의 밀착 작동시, 각각의 구동부(200)가 프레임부(100)의 폭방향을 기준으로 상호 멀어지도록 이동되므로, 구동부(200)의 휠이 상기 지지기반에 가압 밀착된다.이후, 구동부(200)의 휠이 회전 작동할 때, 이동형 캐리지(11)와 트레일러(12)는 상기 지지기반을 따라 주행할 수 있게 된다.

밀착부(300)의 릴리스 작동시, 각각의 구동부(200)가 프레임부(100)의 폭방향을 기준으로 상호 가까워지도록 이동되므로, 구동부(200)의 휠이 탑패드(3)의 플라이우드(3b)의 외측면으로부터 이격된다.그런 경우, 이동형 캐리지(11)와 트레일러(12)를 포함한 본 실시예(10)가 상기 지지기반에서 분리될 수 있다.

노즐부(400)를 구비한 본 실시예(10)는, 선박의 하물창에 설치된 하드 시트를 포함한 인슐레이션 패널의 해당 표면 또는 인슐레이션 패널의 작업표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 플라즈마 처리장치로서의 역할을 수행한다.

본 실시예(10)에서 X축방향은 장치길이방향, 즉 프레임부(100)의 길이 방향이나 본 실시예(10)가 주행하는 방향 등으로 정의될 수 있고, Y축방향은 장치폭방 향, 즉 프레임부(100)의 폭방향 등으로 정의될 수 있고, Z축방향은 장치높이방향, 즉 프레임부(100)의 상면에서 수직한 상하 방향 등으로 정의될 수 있다.

본 실시예(10)의 이동형 캐리지(11)에는 노즐부(400)를 탈부착시킬 수 있고, 도 6a내지 도 6d에 설명할 바와 같은 노즐부(400)의 움직임을 위한 노즐이동부(500)가 실장되어 있다.

노즐이동부(500)는 다축 로봇, 높이 조절이 가능한 X-Y스테이지(stage), 선형이송로봇 등을 이용하여 노즐부(400)의 상하, 좌우, 전후 이동을 제어할 수 있는 조절수단을 의미하는 것으로서, X축방향, Y축방향, Z축방향, X축방향과 Y축방향 사이의 경사방향에 대응한 상기 노즐부의 왕복직선운동과 상기 노즐부의 회전운동을 동시에 수행하는 다축운동을 수행하도록 되어 있다.

예컨대, 별도의 높이 조절수단은 일종의 엘리베이터 기구물로서 노즐이동부(500)에 부가 설치되거나, 또는 노즐부(400) 자체의 노즐을 상하로 움직여주도록, 이동판(510)에 부설되는 별도의 기구물로서 본 실시예에 사용될 수 있다.

또한 노즐이동부(500)는 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 프레임부(100)에 설치된 상태에서 노즐부(400)를 Y축방향을 기준으로 왕복직선운동, 즉 셔틀작동(shuttle moving)(예 : 좌우병진운동)을 수행할 수 있도록 되어 있다.

또한 본 실시예(10)는 이동형 캐리지(11) 또는 트레일러(12) 중 어느 하나에 복수개의 청소부(600)를 더 구비하고 있다.

복수개의 청소부(600)는 각각 진공을 발생시켜서 인슐레이션 패널 자체의 시공 내지 설치 작업시에 발생 가능한 먼지, 칩 조각 등과 같은 이물질을 흡입하여 제거하는 역할을 담당한다.

각각의 청소부(600)는 흡입 패드(suction pad)라 호칭되는 것으로서 인슐레이션 패널의 작업표면을 향하도록 배치된 흡입 덕트부(610)와; 이런 흡입 덕트부(610)의 상부에서 관통하게 연결된 연결블록(611)과; 이런 연결블록(611)에 관통하게 연결된 주름관(620)과; 이런 주름관(620)의 상단에서 관통하게 연결된 집진기(630)와; 이런 집진기(630)의 상부에 배치되어 상기 집진기(630)의 과열을 방지하는 냉각팬(640)과; 이런 냉각팬(640)을 회전시키거나 상기 집진기(630)의 통상의 진공청소기의 내부 구성요소와 같은 내부 흡입 작동 장치를 작동시키도록 상기 냉각팬(640)의 상부에 결합된 청소모터(650)를 포함한다.

여기서, 집진기(630)는 고정 브래킷에 의해 프레임부(100)의 전방측 가로대(105)에 고정되어 있다.고정 브래킷에는 하향으로 유한한 스트로크 거리 범위 내에서 슬라이딩 작동 가능하게 연결된 슬라이딩 브래킷이 결합되어 있다.슬라이딩 브래킷은 연결블록(611)과 연결되어 있다.

또한, 주름관(620)에는 스프링(621)이 삽입되어 있고, 스프링(621)의 상단과 하단은 각각 집진기(630)와 연결블록(611)에 접촉되어 있다.

집진기(630)는 고정 브래킷에 의해서 프레임부(100)의 전방측 가로대(105)에 고정 상태로 있는 반면, 연결블록(611)은 슬라이딩 브래킷에 의해서 상기 고정 브래킷을 기반으로 슬라이딩 작동될 수 있는 상태이다.이때, 스프링(621)의 탄성 반발력은 집진기(630) 및 고정 브래킷을 기반으로 하여 연결블록(611)과 슬라이딩 브래킷 및 흡입 덕트부(610)를 아래쪽으로 밀어낼 수 있고, 이에 따라, 흡입 덕트 부(610)를 작업표면에 기밀하게 접촉시키도록 돕는다.이런 경우, 흡입 덕트부(610)는 세밀하게 이물질을 청소할 수 있다.

아울러, 이동형 캐리지(11)는 그의 전반적인 작동에 관여하는 제반적인 구성 요소[예 : 각종 서보 모터 형식의 주행모터, 밀착모터, 청소모터(650), 각종 노즐이동모터와, 각종 센서, 구동 브레이커, 밀착 브레이커, 모터엔코더, 주행엔코더(800), 노즐 분사 제어, 로드셀, 변위측정기(potentiometer)를 포함한 제반적인 전기/전자 구성 요소]를 통상적인 방법에 의해 제어하거나, 노즐이동부(500)의 다축운동 등을 제어하는 통상의 컨트롤러(도시 안됨)를 더 갖는다.

구동 브레이커 또는 밀착 브레이커는, 본 발명에서 사용된 주행모터 또는 밀착모터 등의 모터회전축과 연결된 브레이커회전축을 기준으로 사용된다.

각각의 브레이커는 브레이커회전축을 내장한 브레이커하우징과; 상기 브레이커하우징 내부에 구비된 컨트롤러 제어식 구속수단과; 비상용 휴대 전원(예 : 축전지, 콘덴서 등의 비상 축전원)을 갖는다. 컨트롤러 제어식 구속수단이란 본 실시예의 컨트롤러에 전기적으로 연결된 전자석 모듈과; 모터 작동 전원의 정전 사고 또는 모터 고장 등이 발생할 때를 감지하는 감지 모듈을 포함하여 구성된다. 컨트롤러 제어식 구속수단은 상기 감지 모듈의 제어 작동에 대응하여 상기 휴대 전원이 전자석 모듈에 인가될 때, 상기 전자석 모듈이 브레이커회전축에 전자력을 가하여 고착됨에 따라, 브레이커회전축을 급정지 및 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.

각각의 브레이커는 해당 모터회전축에 연결된 작동 풀리, 동력전달 연결구, 피동 풀리, 볼스크루 조립체의 샤프트축부재 등과 같은 각종 축 연결 부재들을 회전이 불가능한 상태로 고착시켜서, 유사시 구동부(200)의 휠과 지지기반간 마찰력을 그대로 유지시키는 역할을 담당한다.

한편, 이동형 캐리지(11)의 컨트롤러는 외부 시스템(도시 안됨)과 연동 가능하게 접속되고 자체 전원(배터리 : 도시 안됨) 또는 외부 전원을 공급받아 하기에 설명할 해당 구성 요소들에게 해당 작동 전원 또는 제어 신호를 공급하는 제어회로를 갖는다.

이하, 이동형 캐리지(11)에 대해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이동형 캐리지(11)의 프레임부(100)는 알루미늄합금 재질로서 경량로 제작되어 있다.

프레임부(100)는 컨트롤러를 장착하는 역할과, 본 발명에서 설명할 해당 구성 요소들의 지지기반이 된다.

프레임부(100)는 상기 해당 구성 요소들을 소정 위치에서 용이하게 조립, 체결, 장착 또는 탈착시킬 수 있게 해주는 복수개의 축부재(103, 104), 가로대(105, 106) 및 주지의 프레임 연결을 위한 체결구를 갖고 있어서, 비틀림 없는 구조로서 제작되어 있다. 여기서, 축부재(103, 104) 또는 가로대(105, 106)는 각각의 길이방향을 따라서, 4표면에 고정홈 또는 장착 구멍 등을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

프레임부(100)는 그의 양측에서 프레임부(100)의 길이 방향(예 : X축방향)을 기준으로 연장된 각각의 좌측과 우측에 배열된 축부재(103, 104)의 외측면에 복수 개의 손잡이(110)를 설치하고 있다.손잡이(110)는 이동형 캐리지(11)의 운반 및 보관을 용이하게 하는 용도로 사용된다.예컨대, 손잡이(110)는 각 축부재(103, 104)당 2개씩 총 4개가 설치될 수 있으나, 그 개수는 한정하지 않는다.

프레임부(100)는 각각의 축부재(103, 104)의 저면에 복수개의 이동롤러(120)를 구비한다.이동롤러(120)는 인슐레이션 패널의 상면에서 단순 구름작동하는 것으로서, 이동형 캐리지(11)의 주행을 안정되게 할 수 있다.예컨대, 이동롤러(120)는 각각의 축부재(103, 104)당 3개씩 총 6개가 설치될 수 있으나, 그 개수는 한정되지 않는다.

프레임부(100)의 체결구는 축부재(103, 104)의 끝단 또는 중간부위를 가로대(105 ∼ 108)에 연결시키는 수단으로서, 미리 설계된 방향, 치수, 스펙, 레이아웃 등에 맞게 프레임부(100)의 구조물 형상을 자유롭게 조립 제작시킬 수 있도록 해준다.

프레임부(100)는 전방측과 후방측에서 복수개의 프레임다리(101, 102)를 더 구비하여 지면과 같은 보관 위치에서 수평하게 세워질 수 있고, 프레임다리(101, 102)에는 각각 마찰 및 충격 완충 재질의 마개가 더 부착되어 있는 것이 바람직하다.

프레임부(100)에서 좌, 우 축부재(103, 104)는 작업표면의 폭보다 상대적으로 넓은 폭 간격을 유지하고 있는 것이 바람직하다.

이런 넓은 폭 간격의 설계에 의해서, 프레임부(100)는 작업표면의 상측 공간에 배치된 상태로 주행할 수 있고, 다양한 목적 수행을 위한 구성 요소를 상대적으 로 폭넓고 여유롭게 배치할 수 있거나, 설계 또는 전체 레이아웃의 심플화를 기대할 수 있고, 장치장착공간을 용이하게 확보시킬 수 있다.

프레임부(100)의 좌, 우 축부재(103, 104) 중 어느 하나에는 주행엔코더(800)가 설치되어 있다. 하기에 결합 구조를 상세히 설명할 주행엔코더(800)는 이동형 캐리지(11)의 실제 주행 속도를 감지하여 컨트롤러에 피드백 시킴에 따라, 이동형 캐리지(11)의 주행 속도를 보상하고 일정하게 유지시킬 수 있도록 컨트롤러와 연결되어 있다.

또한, 프레임부(100)의 가로대(105, 106) 각각의 상면에 설치된 가이드레일들과, 그 곳에 각각 대향되도록 노즐이동부(500)의 이동판(510)에 설치된 가이드블록들은 노즐부(400)의 수평이동을 가이드하도록 프레임부(100)와 상기 이동판(510)의 사이에 설치된 복수개의 선형작동가이드(150, 151)로서 이해될 것이다.

이하, 노즐부(400)를 손쉽게 탈부착 할 수 있고, 적어도 프레임부(100)를 지지기반으로 하여 노즐부(400)에게 움직임을 부여할 수 있는 노즐이동부(500)에 대해서 설명하고자 한다.

여기서, 노즐부(400)에게 부여될 움직임은, 미리 사전에 기구 구조적으로 구성되어 작동 가능한 움직임으로서, Y축방향의 왕복직선운동, X-Y축방향을 포함한 수평면에서의 수평이동, X축방향과 Y축방향 사이의 경사 방향을 변경시키면서 지그재그로 움직이는 위빙작동(weaving), X-Y-Z축방향 관련 3축운동, 회전운동 중 어느 하나를 의미한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 노즐부(400)는 그의 노즐부하우징 저면에서 하향 으로 돌출된 노즐(410)과, 부가장치에서 플라즈마 전처리를 위한 케이블에 연결되도록 상기 노즐부(400)의 노즐부하우징 상면에 형성된 케이블 연결포트를 포함한다.

노즐부(400)는 복수개(예 : 3개)의 토글클램프(520, 521, 522)에 의해 신속하게 노즐이동부(500)에 탈부착이 가능하다.

토글클램프(520, 521, 522)들은 이동판(510)의 전방측벽(511)과 후방측벽(512) 각각의 측면에 설치된다.

이동판(510)은 토글클램프(521, 522) 중 어느 하나의 클램프손잡이 부분이 토글 작동시에 간섭되지 않도록 클램프손잡이보다 상대적으로 큰 폭에 대응하고, 클램프손잡이의 작동에 의해 그려지는 원호를 고려한 장공(519)을 복수개로 더 형성하고 있는 것이 바람직하다.

만일, 본 발명에서 노즐부(400)가 복수개로 구비할 경우, 그에 대응하게 별도의 복수개의 토글클램프들이 더 필요하고, 이들을 위한 해당 전방측벽 및 후방측벽의 클램프설치 공간을 더 확보하여 설계될 것이다.

설명의 용이성을 위해서, 한 개의 노즐부(400)를 사용하는 경우, 중앙 토글클램프(520)는 전방측벽(511)의 측면에서 배치되어 있되, 그의 클램프 가압축의 끝단에 중앙가압판(523)을 결합시키고, 중앙가압판(523)을 복수개의 좌, 우가이드에 의해 수평이동하게 결합시켜서, 노즐부(400)의 노즐부하우징의 일측곡면을 압착시키거나 센터를 잡는데 도움을 주도록 되어 있다.

또한, 한 쌍의 측부 토글클램프(521, 522)는 후방측벽(512)의 좌측과 우측에 각각 배치되어 있되, 그의 클램프 가압축의 끝단에 측부가압판(524)을 결합시키고, 측부가압판(524)을 복수개의 해당 상, 하가이드에 의해 수평이동하게 결합시켜서, 노즐부(400)의 노즐부하우징의 측단 좌측 및 우측에서 돌출된 체결턱 부위(401, 402)를 이동판(510)의 후방측벽(512)쪽으로 압착시키도록 되어 있다.

이런 탈부착 구조는 노즐부(400)로 하여금 설치, 유지 보수를 매우 용이하게 할 수 있도록 해준다.

노즐부(400)가 장착된 이동판(510)의 저면에는 앞서 언급한 바와 같이 선형작동가이드(150, 151)가 체결되어 있다.

이동판(510)의 후방측벽(512)의 배면에는 볼스크루 너트블록(530)이 고정되어 있다.

볼스크루 너트블록(530)의 축결합구멍에는 해당 볼스크루 샤프트(540)가 통상의 볼스크루 체결구조와 같은 방식으로 결합된다.

베어링서포트(550)는 볼스크루 샤프트(540)의 좌측 끝단과 우측 부위에서 볼스크루 샤프트(540)를 회전 가능하게 각각 지지하고 있다.

이때, 볼스크루 샤프트(540)의 우측 끝단은 해당 베어링서포트(550)의 외측면으로 돌출되며, 앞서 설명한 결합 방식과 동일하게 종동 풀리(560)와 결합된다.

여기서, 종동 풀리(560)는 동력전달 연결구(561), 주동 풀리(562) 및 풀리 축심에 연결된 모터회전축을 통해서 노즐이동모터(563)의 회전력을 전달받도록 되어 있다.노즐이동모터(563)는 근접한 곳의 베어링서포트(550) 및 그의 모터브래킷을 이용하여 베어링서포트(550)에 지지되어 있다.

먼저, 노즐이동부(500)는 Y축방향으로 왕복직선운동을 위해 설계될 수 있다.

이 경우, 선형작동가이드(150, 151)와 베어링서포트(550)의 기저부위는 각각 가로대(105, 106) 및 축부재(103, 104)를 통해 프레임부(100)에 직접 지지된다.

노즐이동모터(563)의 정회전 또는 역회전에 따라서, 볼스크루 샤프트(540) 및 볼스크루 너트블록(530)이 작동함에 따라, 결국 이동판(510)을 비롯한 노즐부(400)가 Y축방향 또는 선형작동가이드(150, 151)의 길이방향을 따라 왕복직선운동 또는 셔틀작동을 할 수 있게 된다.

또한, 노즐이동부(500)는 X-Y축방향의 수평면에서 수평이동을 위해서 X-Y스테이지(590)를 더 구비할 수 있다.

X-Y스테이지(590)는 X축 또는 Y축방향으로 그의 스테이지이동판(591)을 움직일 수 있도록 구성된 것이다.예컨대, X-Y스테이지(590)는 프레임부(100)의 상부에 설치된 후, 통상의 복수개의 스테이지모터(592)를 프레임부(100)에 고정시키고, 각각의 스테이지모터(592)로부터 회전력을 전달받도록 베벨기어(593), 볼스크루 샤프트(594), 샤프트용 베어링블록(595), 볼스크루 너트블록(596) 등을 통상의 볼스크루 체결구조로 결합하고 있다.

이때, 볼스크루 너트블록(596)들은 X-Y스테이지(590)의 스테이지이동판(591)을 지지하도록 되어 있다.또한, 통상의 스테이지 선형작동가이드(597)가 스테이지이동판(591)과 프레임부(100)의 사이에 더 사용될 수 있다.또한, 스테이지이동판(591)은 노즐부(400)의 노즐(410)이 관통할 수 있도록 공간 영역을 중앙 부위에 형성하고 있는 것이 바람직하다.

앞서 설명한 노즐이동부(500)의 이동판(510) 또는 베어링서포트(550)의 기저부위 또는 상술한 스테이지이동판(519)의 테두리쪽 상면에 설치될 경우, 결과적으로 노즐부(400)는 X-Y축방향의 수평면에서 X축방향 또는 Y축방향으로 수평이동을 할 수 있다.

이를 Z축방향으로 확장 설계할 경우, 상기 스테이지이동판(591)을 승강시킬 수 있도록 Z축방향으로 Z축방향 승강을 위한 볼스크루 샤프트, 볼스크루 너트블록, 스테이지모터를 더 장착할 수 있다.결국, 노즐부(400)는 X축방향 또는 Y축방향으로 수평이동하면서 Z축방향으로 승하강작동(상승작동 또는 하강작동)이 될 수 있다.Z축방향으로 노즐부(400)의 승하강작동을 제어하는 이유는 노즐부(400)의 노즐(410)과 작업표면 사이에서 플라즈마 방출 길이를 일정하게 하여 플라즈마 전처리 효율을 극대화하기 위함이다.

또한, 노즐부(400)는 앞서 설명한 바와 같이, 노즐부(400)의 노즐(410) 자체를 노즐부(400)의 노즐부하우징을 기준으로 상하로 움직일 수 있는, 승하강을 위한 통상적인 승하강작동기구물(420)을 더 구비할 수 있다.

또한, 노즐부(400)는 노즐부하우징에 노즐내부모터(430)를 구비하고, 이런 노즐내부모터(430)의 모터회전축에 원판(431)을 연결한 후, 노즐내부모터(430)로부터 소정 거리 떨어진 원판(431)의 저면에 노즐(410)을 설치하여 노즐(410)이 원판(431)의 축심으로부터 편심되게 배치하게 함으로써, 노즐내부모터(430) 관련 모터회전축 및 원판(431)의 회전작동에 대응하게 노즐(410) 회전운동(r)을 수행할 수 있도록 설계될 수 있다.

노즐(410) 회전운동(r)과 같은 움직임을 발생시키는 노즐부(400) 자체의 회전운동도 앞서 언급한 스테이지이동판(591) 자체를 회전시킬 수 있도록 프레임부(100)에서 지지된 별도의 통상의 턴테이블구조 또는 통상의 회전 스테이지(도시 안됨)를 이용할 경우, 역시 실현 가능하다.

결국, 노즐이동부(500)의 작동 기구물 설계를 통해서, Y축방향으로 왕복직선운동, X-Y축방향의 수평면에서 수평이동, X축방향으로 움직이면서 Y축방향으로 X-Y-Z축방향으로 3축운동, 회전운동 중 어느 하나를 노즐부(400)에게 부여할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 주행엔코더(800)는 프레임부의 좌, 우 축부재 중 어느 하나에 설치되는 고정블록(810)과; 이런 고정블록(810)의 아래쪽 측면에 돌출된 피봇돌기(811)와; 이런 피봇돌기(811)를 돌기구멍(821)에 체결한 후 영문 C자 고정링(824)을 이용하여 유한한 원호각 범위 내에서 회전운동할 수 있게 결합된 회동블록(820)을 포함한다.

고정블록(810)과 회동블록(820) 각각의 스프링좌(812, 822)에는 압축작동 또는 인장작동이 가능한 코일스프링과 같은 탄성체(830)가 장착된다.이때, 탄성체(830)의 상단과 하단은 각각 스프링좌(812, 822)에 결착되어 있는 것이 바람직하다.

회동블록(820)은 피봇돌기(811)를 기준으로 회동시 탄성체(830)의 탄성력을 받는다.이런 회동블록(820)의 롤러 지지부 사이의 장착 공간에는 엔코더롤러(823)가 회전 가능하게 결합된다.

따라서, 엔코더롤러(823)도 상기 회동블록(820)과 함께 탄성체(830)의 탄성력을 이용하여 작업표면에 기밀하게 접촉하면서 구동할 수 있으므로, 실제 주행 환경의 굴곡, 요철 등에 대응하여 정밀한 구동을 수행할 수 있다.

엔코더롤러(823)의 회전중심축은 회동블록(820)의 측면방향으로 돌출되어 있으며, 회동블록(820)의 측면에 회로박스하우징을 고정시킨 엔코더회로부(840)의 내측으로 연장되어 있다.

엔코더롤러(823)의 회전중심축의 끝단에는 엔코더회로부(840)에서 회전각도 또는 회전수를 측정할 수 있는 표식부(도시 안됨)가 체결되어 있고, 엔코더회로부(840)는 상기 표식부의 회전각도 또는 회전수를 측정하고, 그 측정결과를 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치의 컨트롤러에게 피드백 시킴에 따라, 실제 주행 속도의 감지에 대응한 정밀한 속도 제어를 실현한다.

이하, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리방법에 관하여 설명하도록 하겠다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리방법들을 보여주는 모식도로서 상술한 컨트롤러의 해당 제어알고리즘에 의해 실현된다.여기서, 플라즈마 전처리를 위한 부가장치가 온(ON) 상태이고, 노즐부(400)의 움직임은 프레임부(100)의 내부에서 이루어지며, 표면처리장치의 주행이란 프레임부(100)가 그의 구동부 및 밀착부에 의해서 작업표면(4)을 따라 직진 또는 후진하는 것을 의미한다.

도 5a를 참조하면, 제1표면처리방법은 작업표면(4)의 소정의 전체 작업구 간(T) 내에서, 앞서 상술한 이동형 캐리지 및 트레일러를 포함한 인슐레이션 패널 표면처리장치(별칭 : 플라즈마 전처리 장비)(이하, '표면처리장치'라 칭함)를 일정 속도로 주행시키는 동안, 프레임부(100)의 내부에서 노즐부(400)의 왕복직선운동을 반복하여 플라즈마 전처리를 수행하는 방식이다.

즉, 제1표면처리방법은 인슐레이션 패널(2)에 형성된 작업표면(4)의 전체 작업구간(T) 내에서 표면처리장치를 등속 주행시키는 등속주행단계를 수행한다.

등속주행단계 중에서는 표면처리장치의 노즐이동부에 의해 노즐부(400)가 장치주행방향에 수직한 Y축방향으로 왕복직선운동을 시작하고, 표면처리장치가 전체 작업구간(T)을 모두 주행할 경우, 노즐부(400)가 원위치되어 노즐부(400)의 왕복직선운동이 작동대기상태로 되는 제1노즐이동단계가 진행된다.

노즐부(400)의 왕복직선운동이나, 하기의 노즐부(400)의 다축운동이 작동대기상태로 된다는 의미는 노즐부(400)를 움직여주는 노즐이동부의 노즐이동모터가 초기화되어 노즐부(400)를 최초 위치로 복귀시키거나, 또는 노즐이동부의 노즐이동모터가 정지 상태로 유지되는 것을 의미한다.

도 5b를 참조하면, 제2표면처리방법은 작업표면(4)의 전체 작업구간(T)을 복수개의 제1간격(S)만큼 등분하여 각각의 간격별로 표면처리장치의 주행 및 정지를 반복하는 과정에서, 노즐부(400)의 왕복직선운동을 반복하여 플라즈마 전처리를 수행하는 방식이다.

즉, 제2표면처리방법은 인슐레이션 패널(2)에 형성된 작업표면(4)의 전체 작업구간(T)을 복수개의 제1간격(S)만큼 등분한 후, 상기 표면처리장치가 각각의 제1 간격(S)만큼 주행과 정지를 반복하는 제1간격별주행단계를 수행한다.

제1간격별주행단계 중에는, 표면처리장치의 주행이 정지될 때마다 노즐부(400)가 그의 노즐이동부에 의해서 장치주행방향에 수직한 Y축방향으로 왕복직선운동을 시작하고, 표면처리장치가 주행할 때 노즐부(400)의 왕복직선운동이 작동대기상태로 되는 제2노즐이동단계가 진행된다.

도 5c를 참조하면, 제3표면처리방법은 다축운동단계에 의해 플라즈마 전처리를 수행하는 방식이다.

제3표면처리방법에서는 작업표면(4)의 전체 작업구간(T)이 복수개의 제2간격(L)만큼 등분된다.

노즐부(400)의 다축운동은 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 것으로서, X축방향, Y축방향, Z축방향, X축방향과 Y축방향 사이의 경사방향(위빙작동의 이동방향), 도 3에 도시된 회전운동(r)의 노즐이동방향(노즐 회전방향)에 대응한 복합적인 움직임을 실행하는 것을 의미한다.

즉, 제3표면처리방법은 인슐레이션 패널(2)에 형성된 작업표면(4)의 전체 작업구간(L)을 복수개의 제2간격(L)만큼 등분한 후, 상기 표면처리장치가 각각의 제2간격(L)만큼 주행과 정지를 반복하는 제2간격별주행단계를 수행한다.

제2간격별주행단계 중에는, 표면처리장치의 주행이 정지될 때마다 노즐부(400)가 그의 노즐이동부에 의해서 노즐부(400)의 다축운동을 시작하고, 표면처리장치가 주행할 때 노즐부(400)의 상기 다축운동이 작동대기상태로 복귀되는 복귀단계가 진행된다.

청소단계는 표면처리동작 도중 진행될 수 있다. 청소단계는 등속주행단계, 제1, 제2간격별주행단계, 제1내지 제3노즐이동단계 등과 같이 표면처리장치의 동작 중에 표면처리장치에 설치된 청소부로 이물질을 제거하는 단계를 의미한다.

등속 주행단계, 제1, 제2간격별주행단계, 제1내지 제3노즐이동단계 중에는 하기에 설명할 제1내지 제4노즐이동방법을 선택하여 수행하는 것이 바람직하다.

도 6a 내지 도 6d는 도 5a 내지 도 5c에 개시된 인슐레이션 패널 표면처리방법에 대응한 노즐이동방법들을 설명하기 위한 평면도들이다.

도 6a를 참조하면, 제1노즐이동방법은 노즐부(400)로 하여금 X-Y스테이지와 같은 노즐이동부에 의해 프레임부(100)의 내부에서 X축방향과 Y축방향을 따라 왕복직선운동하거나, 위빙작동을 수행하는 것을 의미한다.

도 6b를 참조하면, 제2노즐이동방법은 노즐부(400)로 하여금 앞서 설명한 Y축방향 기준의 좌우병진운동과 같은 왕복직선운동용 노즐이동부에 의해 프레임부(100)의 내부에서 Y축방향을 따라 왕복직선운동을 수행하는 것을 의미한다.

도 6c를 참조하면, 제3노즐이동방법은 노즐부(400)로 하여금 통상의 턴테이블구조 또는 통상의 회전 스테이지에 의해 프레임(100)의 내부에서 소정 회전방향을 따라 회전운동을 수행하는 것을 의미한다.

도 6d를 참조하면, 제4노즐이동방법은 노즐부(400)의 노즐부하우징을 X-Y스테이지로 전후 또는 좌우병진운동하는 동안 노즐부(400)의 노즐(410)이 노즐내부모터 및 원판에 의해 회전되는, 즉 X-Y스테이지와 노즐내부모터 및 원판을 이용한 복합운동구조에 의해 수행되는 것을 의미한다.

한편, 제1내지 제4노즐이동방법은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니고, 본 실시예에서 개시된 표면처리장치의 설계 변경을 통해서 다양한 방법들이 더 존재할 수 있음은 물론이다.

즉, 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

따라서, 본 발명은 인슐레이션 패널에 지지된 상태로 주행하면서 인슐레이션 패널의 표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 인슐레이션 패널 표면처리장치 및 그의 방법을 제공함에 따라, 전자세에서 안정되고 효율적인 표면처리작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치는 구동브레이커 및 밀착브레이커를 구비하여 정전에 의한 상용 전원 차단 등과 같은 비상사태조차도 전자세를 유지할 수 있고, 미끄러짐이나 낙하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치는 노즐부를 탈부착 가능하게 구비하여 유지 보수가 뛰어난 장점이 있다.

또한, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치는 주행엔코더를 구비하여 정밀한 속도를 유지하는 고품질의 작업을 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명의 인슐레이션 패널 표면처리장치의 방법은 인슐레이션 패널을 따라 주행하면서 표면처리를 수행함으로써, 처리 공정의 신뢰성을 확보할 수 있고, 공정 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

1. 이동을 위한 구동력을 발생시키는 구동부가 구비된 프레임부;

   상기 프레임부에 설치되고, 작업표면에 플라즈마 전처리를 수행하는 노즐부;

   상기 노즐부의 상하, 좌우, 전후 이동을 조절하는 노즐이동부;

   상기 프레임부에 장착되어 이물질을 흡입하는 청소부;

   상기 노즐부와 연결된 플라즈마 전처리를 위한 부가장치;를

   포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프레임부는

   이동형 캐리지와 트레일러를 트레일러 커플러로 상호 체결한 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 노즐부는

   플라즈마 전처리를 수행하는 노즐;

   상기 노즐을 회전시키는 원판;

   상기 원판에 동력을 제공하는 모터;

   노즐의 승하강을 위한 승하강작동기구물;

   플라즈마 전처리를 위해 상기 부가장치와 연결하는 케이블 연결포트;를

   포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 노즐이동부는

   Y축방향 관련 왕복직선운동, X-Y축방향을 포함한 수평면 관련 수평이동, X-Y-Z축방향 관련 3축운동, 위빙작동, 회전운동 중 어느 하나의 움직임을 상기 노즐부에게 부여하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 노즐이동부는

   복수개의 토글클램프에 의해 탈부착 가능하게 상기 노즐부와 결합된 이동판;

   상기 이동판과 상기 프레임부 사이에 설치된 복수개의 선형작동가이드;

   상기 이동판의 후방측벽에 고정된 볼스크루 너트블록;

   상기 볼스크루 너트블록에 체결된 볼스크루 샤프트;

   상기 볼스크루 샤프트의 양측 끝단을 각각 회전 가능하게 지지하도록 상기 프레임부에 설치된 베어링서포트;

   상기 볼스크루 샤프트를 회전시키도록 종동 풀리, 동력전달 연결구, 주동 풀리를 통해 연결된 노즐이동모터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 부가장치는 트레일러에 장착되는 것으로서, 상기 노즐부와 연동하는 플라즈마 전처리용 내부 변압기(Inside Transformer), 발전기(Generator), 전처리 변압기(Pre-Transformer), 노즐작동 제어기(Remote Control)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 청소부는

   작업표면을 향하도록 배치된 흡입 덕트부;

   상기 흡입 덕트부와 연결된 집진기;

   상기 집진기의 상부에 배치되어 흡입력을 발생하는 냉각팬;

   상기 냉각팬과 연결되어 동력을 제공하는 청소모터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 집진기는

   상기 프레임부에 고정된 고정 브래킷;

   상기 고정 브래킷에 결합되어서 하향으로 슬라이딩 작동하도록 상기 연결블록과 연결된 슬라이딩 브래킷;

   상기 흡입 덕트부의 상부에서 관통하게 연결된 연결블록;

   상기 연결블록에 관통하게 연결되고 스프링이 삽입된 주름관;

   을 더 포함하되, 상기 주름관에는 스프링이 삽입되어 있고, 상기 스프링의 상단과 하단은 각각 상기 집진기와 상기 연결블록에 접촉됨에 따라서, 상기 스프링의 탄성 반발력이 상기 집진기 및 상기 고정 브래킷을 기반으로 하여, 상기 연결블록과 상기 슬라이딩 브래킷 및 상기 흡입 덕트부를 아래쪽으로 밀어낼 수 있게 결합된 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리장치.
9. 인슐레이션 패널 표면처리장치를 주행시키는 동안 노즐부를 왕복직선운동시키는 노즐이동단계;

   상기 표면처리장치의 동작 중에 프레임부에 설치된 청소부로 이물질을 제거 하는 청소단계;

   를 수행하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 노즐이동단계는 전체 작업구간을 복수개의 제1간격만큼 등분한 후 각각의 간격별로 표면처리장치의 주행 및 정지를 반복하되, 주행시에 노즐부의 왕복직선운동을 시작하고, 정지시에 상기 노즐부를 작동대기상태로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 노즐이동단계는 전체 작업구간을 복수개의 제2간격만큼 등분한 후 각각의 간격별로 표면처리장치의 주행 및 정지를 반복하되, 주행시에 노즐부의 다축운동을 시작하고, 정지시에 상기 노즐부를 작동대기상태로 복귀시키되,

    상기 다축운동이 X축방향, Y축방향, Z축방향, X축방향과 Y축방향 사이의 경사방향에 대응한 상기 노즐부의 왕복직선운동과 상기 노즐부의 회전운동을 동시에 수행하도록 설계된 노즐이동부에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 표면처리방법.

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