KR20110087142A - 상방향 도장장치 - Google Patents

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KR20110087142A
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Abstract

와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치가 개시된다. 한 쌍의 와이어로 와이어 레일을 형성하는 와이어 레일 형성부; 및 와이어 레일 상을 이동하는 이송도장부를 포함하되, 와이어 레일 형성부는, 각각 주행 및 방향전환이 가능한 한 쌍의 대차부; 한 쌍의 대차부 상부에 각각 설치된 한 쌍의 승강부; 및 한 쌍의 승강부의 상부에 각각 설치되고, 한 쌍의 와이어를 각각 감거나 푸는 한 쌍의 윈치를 포함하는 상방향 도장장치를 제공함으로써, 도료를 분사하는 노즐이 선체의 저면 또는 블록의 저면과 일정한 거리 및 각도를 유지하여 고품질의 도막을 얻을 수 있고, 도장 작업을 자동화 할 수 있다.

Description

상방향 도장장치{OVER-HEAD PAINTING APPARATUS USING WIRE RAIL}
본 발명은 상방향 도장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치에 관한 것이다.
선체의 표면에는 도막을 형성하여 선각의 부식 및 손상을 방지한다. 그런데, 도막의 표면이 균일하지 못할 경우에는 완성된 선박을 운항할 때 물과의 마찰저항에 의해 선박의 추진효율이 낮아질 수 있다. 특히 선체의 저면은 항상 물과 접촉하게 되므로, 선체의 저면 또는 선체의 저면 일부를 구성하게 될 블록의 표면(이하, '블록의 저면'이라 칭한다)에 형성되는 도막은 균일한 두께를 갖도록 도장한다.
균일한 두께의 도막을 얻기 위해서는, 도료가 분사되는 노즐이 선체 또는 블록의 저면과 일정한 간격을 유지하도록 하며 도장해야 하고, 노즐과 블록의 저면이 형성하는 각도 또한 일정하게 유지하여야 한다.
도 1에는 선박의 블록이 지지대 위에 거치된 모습이 예시되어 있다.
도 1을 참조하면, 블록(20)은 복수의 지지대(25)에 의해 작업장 바닥면으로부터 다소 이격 된 상태로 지지된다. 여기서, 도시된 블록(20)은 선체(도시되지 않음)의 저면 일부를 구성하게 될 블록들 중 하나의 예로 든 것임을 밝힌다.
블록(20)에 대한 용접, 도장 및 검사 등의 작업은 도시된 바와 같이 지지대(25)에 의해 지지된 상태로 행해질 수 있는데, 이는 블록(20)의 저면(21)에도 도장 및 검사 등의 작업을 행할 수 있어야 하기 때문이다. 따라서, 지지대(25)는 작업자가 블록(20) 아래로 통행할 수 있을 정도의 높이를 갖는 것이 일반적이다.
선체(도시되지 않음)가 완성된 후에는, 선체에 해양생물이 부착되는 것을 방지하거나 극지방을 운항하면서 얼음과 충돌하여 선체 표면이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 선체에 방오도료(防汚塗料) 및 내빙도료(耐氷塗料)와 같은 특수도료를 이용한 마무리 도장 및 검사 등이 행해질 수 있다.
그런데, 블록(20)의 저면(25) 및 저면(25)과 인접한 곡면부(22)를 도장하기 위해서는 작업자가 블록(20) 아래로 들어가서 블록(20)의 저면(21)을 향하여 상방향 작업을 행해야 한다. 상방향 도장은 피로도가 높기 때문에, 작업의 능률이 저하되고 작업자의 경추 및 척추 등에 무리가 되거나 근골격계 질환이 유발되기도 한다.
또한, 상술한 바와 같이 두께가 균일한 고품질의 도막을 얻기 위해서는 숙련자가 필요한데, 현재 작업자의 고령화와 작업의 어려움 때문에 필요한 인력의 수급에 어려움을 겪고 있는 실정이다.
따라서, 블록(20)의 저면(25)에 대한 도장을 위한 각종 자동화 장비를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 그 결과, 블록(20)의 저면(21)에 도장을 하기 위한 다양한 장치가 개발되었는데, 그 일례가 도 2에 도시되어 있다.
도 2에는 종래의 상향 도료 분사 장치가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 상향 도료 분사 장치(1)는 우레탄 휠(17) 및 유압실린더(13)가 설치된 우레탄 휠(17')에 의해 작업장의 바닥면 상에서 평면이동이 가능하고, 상방향으로 스프레이 노즐(10)이 설치되어 도료를 분사한다.
따라서, 상향 도료 분사 장치(1)는 블록(도 1의 20)을 지지하고 있는 복수의 지지대(도 1의 25)들 사이의 공간을 평면이동 하면서 블록(도 1의 20)의 저면에 도료를 분사한다.
상술한 바와 같이, 고품질의 도막을 얻기 위해서는 스프레이 노즐(10) 및 블록(20)의 저면(21) 사이의 간격 및 각도가 일정하게 유지되어야 한다. 그런데, 작업장의 바닥면에는 다양한 공구, 전원 케이블 및 유압호스 등이 놓여있을 수 있으며, 작업장의 바닥면에 요철부가 형성되어 블록(20)의 저면과 평행을 형성하지 못하는 경우가 많다.
따라서, 상향 도료 분사 장치(1)는 블록(20)의 하측을 이동하며 저면(21)을 향하여 도료를 분사할 수는 있으나, 도장 중 스프레이 노즐(10)과 블록(20)의 저면(21) 사이의 간격 및 각도를 일정하게 유지할 수는 없으므로, 고품질의 도막을 얻기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도료를 분사하는 노즐이 선체의 저면 또는 블록의 저면과 일정한 거리 및 각도를 유지하며 도장할 수 있는 도장장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상방향 도장장치로서, 한 쌍의 와이어로 와이어 레일을 형성하는 와이어 레일 형성부; 및 상기 와이어 레일 상을 이동하는 이송도장부를 포함하되, 상기 와이어 레일 형성부는, 각각 주행 및 방향전환이 가능한 한 쌍의 대차부; 상기 한 쌍의 대차부 상부에 각각 설치된 한 쌍의 승강부; 및 상기 한 쌍의 승강부의 상부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 와이어를 각각 감거나 푸는 한 쌍의 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치가 제공된다.
상기 이송도장부는, 상기 와이어 레일을 따라 일측 또는 타측으로 이동하는 이동모듈; 상기 이동모듈의 상측에 설치되는 헤드틸팅부; 및 상기 헤드틸팅부의 상측에 설치되는 도장헤드부를 포함할 수 있다.
상기 도장헤드부는, 상기 헤드틸팅부에 의해 상기 이동모듈에 대하여 상기 와이어 레일과 나란한 축 또는 상기 와이어 레일과 수직인 축을 회전중심축으로 회전할 수 있다.
상기 한 쌍의 와이어 중 어느 하나의 단부는 일측의 윈치에 고정되고, 다른 하나의 단부는 타측의 윈치에 고정되며, 상기 승강부는 상기 대차부에 대하여 상기 윈치의 높이를 상승 또는 하강시킬 수 있다.
상기 윈치에는 상기 와이어에 작용하는 장력을 측정하는 장력측정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 이동모듈은, 상기 와이어 레일이 관통하는 하우징; 상기 와이어 레일에 외주면이 접하는 구동바퀴; 및 상기 구동바퀴를 일방향 또는 타방향으로 회전시키고, 상기 하우징 내에 설치된 이동용 구동수단을 포함할 수 있다.
상기 이동모듈은, 상기 와이어 레일에 외주면이 접하고, 상기 와이어 레일을 상기 구동바퀴 방향으로 가압하는 가압바퀴를 더 포함할 수 있다.
상기 이동모듈은, 상기 하우징 내에 설치되고, 외주면이 상기 와이어 레일에 접하는 지지롤러를 더 포함할 수 있다.
도장헤드부는, 평판 형상의 상면이 형성된 헤드 베이스; 상기 상면에 대하여 수직한 방향으로 도료를 분사하는 적어도 하나의 노즐; 도장하려는 대상의 저면과 상기 상면간의 거리 및 상기 저면과 상기 상면이 형성하는 각도 중 하나 이상을 측정하는 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 상기 상면 상에 분산 배치되는 적어도 세 개의 거리센서를 포함하고, 상기 센싱부가 측정하는 상기 거리에 따라 상기 승강부가 승강하거나, 상기 센싱부가 측정하는 상기 각도에 따라 상기 헤드틸팅부가 회전할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도료를 분사하는 노즐이 선체의 저면 또는 블록의 저면과 일정한 거리 및 각도를 유지하여 고품질의 도막을 얻을 수 있고, 도장 작업을 자동화 할 수 있다.
도 1은 선박의 블록이 지지대 위에 거치된 모습을 예시한 사시도.
도 2는 종래의 상향 도료 분사 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 이송도장부의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 이송모듈의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치의 틸팅 구동수단을 예시한 분해사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치를 이용한 도장방법을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고, 본 발명에 대한 설명에서 사용되는 '수직', '평행' 및 '나란함'은 기하학적인 '수직', '평행' 및 '나란함'을 의미하는 것이 아니라, 가공오차 및 이송오차 등을 고려한 실질적인 '수직', '평행' 및 '나란함'을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치의 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)는, 나란하게 배치된 한 쌍의 와이어(151, 251)로 와이어 레일(wire rail)을 형성하는 와이어 레일 형성부 및 와이어 레일 상을 이동하는 이송도장부(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 와이어 레일 형성부는, 한 쌍의 대차부(110, 210)와, 대차부(110, 210)의 상부에 각각 설치된 한 쌍의 승강부(130, 230)와, 승강부(130, 230)의 상부에 각각 설치된 한 쌍의 윈치(150, 250)를 포함할 수 있다.
대차부(110, 210)는 각각 차체(111, 211) 및 차체(111, 211)에 설치된 복수의 바퀴(112, 212)를 포함하여, 각각 주행 및 방향전환이 가능할 수 있다.
승강부(130, 230)는 일방향으로 신축 가능한 유압장치(도시되지 않음) 및 전동장치(도시되지 않음)를 이용하여 대차부(110, 210)에 대하여 윈치(150, 250)의 높이를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 승강부(130, 230)에는 주름관(bellows)과 같이 신축 가능한 방진커버(131, 231)를 설치하여 도장 작업 중에 발생되는 미세분진 등이 승강부(130, 230) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
윈치(150, 250)는 와이어(151, 251)를 감거나 풀어 길이를 조절할 수 있는 장치로서, 일측의 윈치(150)에 의해 길이가 조절되는 와이어(151)의 단부는 타측의 윈치(250)에 고정될 수 있고, 타측의 윈치(250)에 의해 길이가 조절되는 와이어(251)의 단부는 일측의 윈치(150)에 고정될 수 있다. 이때, 와이어(151, 251)가 나란히 배치될 수 있다.
대차부(110, 210)를 정지시킨 상태에서 윈치(150, 250)를 이용하여 와이어(151, 251)의 길이를 단축시키면, 와이어(151, 251)에 작용하는 장력이 증가되면서 와이어(151, 251)에 의해 형성되는 와이어 레일이 점차 직선에 가까워질 수 있다.
단, 와이어(151, 251)에 지나치게 강한 장력이 작용하는 것을 방지하기 위하여, 윈치(150, 250)에는 와이어(151, 251)에 작용하는 장력을 측정할 수 있는 장력측정수단(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 이 장력측정수단(도시되지 않음)을 이용하여 와이어(151, 251)의 처짐은 최소화하면서 와이어(151, 251)가 장력에 의해 파단 되는 것을 방지할 수 있다.
와이어(151, 251)에 의해 형성되는 와이어 레일 상에는 이송도장부(300)가 이송 가능하게 설치된다. 이송도장부(300)는 와이어(151,251)의 길이방향을 따라 일측 또는 타측으로 이동 가능하다.
도 4에는 도 3에 도시된 이송도장부의 사시도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 이송도장부(300)는 와이어(151, 251)에 의해 형성된 와이어 레일 상에 설치되어, 와이어 레일을 따라 일측 또는 타측으로 이동 가능한 이송모듈(310)과, 이송모듈(310)의 상측에 설치되는 헤드틸팅부(330)와, 헤드틸팅부(330)의 상측에 설치되는 도장헤드부(350)를 포함할 수 있다.
도장헤드부(350)는 평판 형상의 상면이 형성된 헤드 베이스(351)와, 헤드 베이스(351) 상에 설치된 지지대(352)와, 지지대(352)에 결합되어 상방향으로 도료를 분사하는 노즐(353)을 포함한다.
이때, 노즐(353)은 헤드 베이스(351)의 상면에 수직한 방향으로 도료를 분사할 수 있다. 그리고, 노즐(353)의 수는 가감될 수 있는데, 노즐(353)이 복수일 경우에는 와이어(151, 251)에 수직한 방향으로 배치되어 도장헤드부(350)가 와이어(151, 251)에 의해 형성된 와이어 레일 상을 이동할 때 도료가 분사되는 면적이 확장되도록 할 수 있다.
도장헤드부(350)에는 센싱부가 포함될 수 있다. 센싱부는 헤드 베이스(351)의 상면 및 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(도 1의 21) 사이의 거리를 측정할 수 있고, 더 나아가 헤드 베이스(351)의 상면 및 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(도 1의 21)이 형성하는 각도를 측정할 수 있다.
센싱부는 헤드 베이스(351)의 상면에 분산 배치된 거리센서(361, 362, 363)를 포함하는데, 상술한 바와 같은 거리 및 각도를 측정하기 위하여 최소 세 개의 거리센서(361, 362, 363)가 필요하며, 필요에 따라 그 수를 추가할 수 있다.
헤드틸팅부(330)는 이송모듈(310)에 대하여 헤드 베이스(351)를 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 헤드틸팅부(330)는 와이어(151, 251)에 의해 형성된 와이어 레일이 형성하는 평면에 나란한 축 중 와이어(151, 251)와 나란한 축(X축) 및 와이어(151, 251)와 수직한 축(Y축)을 회전중심축으로 하여 헤드 베이스(351)를 회전시킬 수 있다.
헤드틸팅부(330)는 방진커버(331) 및 틸팅 구동수단(도 6의 340 참조)을 포함할 수 있다. 방진커버(331)는 주름관과 같이 신축 가능한 것으로, 도장 작업 중에 발생되는 미세분진 등이 틸팅 구동수단(340) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5에는 도 4에 도시된 이송모듈의 구조를 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있다. 이하, 도 4 및 도 5를 함께 참조하여 이송모듈에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 이송모듈(310)은 하우징(311), 구동바퀴(318) 및 이송용 구동수단(313)을 포함할 수 있다.
하우징(311)에는 복수의 통공(312, 312a)이 형성되고, 이 통공(312, 312a)을 통해 와이어(151, 152)에 의해 형성된 와이어 레일이 하우징(311)을 관통하는 형상으로 결합될 수 있다.
하우징(311) 내측의 와이어 레일, 즉 와이어(151, 251)의 하우징(311) 내측 부분에는 구동바퀴(318)의 외주면이 접할 수 있다. 구동바퀴(318)는 구동바퀴축(317)의 양단부에 결합되고, 구동바퀴축(317)에는 제2 기어(316)가 결합 또는 형성될 수 있다. 제2 기어(316)에는 구동축(314)의 일단부에 형성된 제1 기어(315)가 치합되며, 구동축(314)의 타단부는 하우징(311) 내에 설치된 이송용 구동수단(313)에 연결될 수 있다.
이송용 구동수단(313)은 모터와 같이 회전력을 생성하는 장치로, 구동축(314)을 일방향 또는 타방향으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 이송용 구동수단(313)의 작동에 의해 구동바퀴축(317)의 양단부에 결합된 구동바퀴(318)가 일방향 또는 타방향으로 회전할 수 있다.
이때, 하우징(311) 내에는 와이어 레일, 즉 와이어(151, 251)를 구동바퀴(318) 방향으로 가압하는 가압바퀴(319)가 설치될 수 있다. 이 경우, 구동바퀴(318)의 회전력이 와이어(151, 152)에 더욱 잘 전달되므로, 구동바퀴(318)가 일방향 또는 타방향으로 회전하면, 이송모듈(310)이 와이어 레일, 즉 와이어(151, 251)를 따라 일측 또는 타측으로 이송될 수 있다.
하우징(311)에 형성된 통공(312, 312a)은 와이어(151, 251)와 마찰하지 않도록 와이어(151, 251)의 직경보다 다소 크게 형성될 수 있다. 따라서, 이송모듈(310)이 와이어 레일을 따라 일측 또는 타측으로 이송될 때 하우징(311)이 흔들릴 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 하우징(311) 내에는 지지롤러(323, 326)가 설치될 수 있다. 지지롤러(323, 326)는 지지롤러축(322, 327)의 양단부에 결합되고, 지지롤러축(322, 327)은 하우징(311) 내에 설치된 지지모듈(321, 325)에 의해 와이어(151, 251) 방향으로 가압될 수 있다. 이 경우, 지지롤러(323, 326)는 하우징(311)을 와이어 레일, 즉 와이어(151, 251) 상에 안정적으로 지지되도록 하여, 이송용 구동수단(313)의 작동에 의해 이송모듈(310)이 와이어 레일 상에 일측 또는 타측으로 이송될 때 하우징(311)이 안정적으로 이송되도록 할 수 있다.
지금까지 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이송모듈의 구조를 설명하였다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과하며 본 발명이 적용되는 환경에 따라 와이어(151, 251)를 이용하여 구동할 수 있도록 다양하게 구현될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치의 틸팅 구동수단이 예시되어 있다.
도 6을 참조하면, 제1 틸팅용 구동수단(341)은 제1 브라켓(343)에 의해 고정될 수 있다. 제1 틸팅용 구동수단(341)은 제1 틸팅축(342)과 연결될 수 있고, 이 경우, 일방향 또는 타방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 제2 틸팅용 구동수단(344)는 제2 브라켓(346)에 의해 고정될 수 있다. 제2 틸팅용 구동수단(344)에는 제2 틸팅축(345)이 연결되어, 일방향 또는 타방향으로 회전될 수 있다.
제1 브라켓(343)은 헤드 베이스(351)의 저면에 결합되고, 제2 브라켓(346)은 이송모듈(310)의 하우징(311) 상면에 결합될 수 있다. 제1 틸팅축(342) 및 제2 틸팅축(349)은 각각 연결블록(347)에 형성된 결합공(348, 349)에 삽입 고정될 수 있다.
따라서, 제1 틸팅용 구동수단(341)이 작동하면 제1 틸팅축(342)에 결합된 연결블록(347)이 제1 틸팅축(342)의 회전중심축(r1)을 중심으로 회동하게 되고, 제2 틸팅용 구동수단(344)이 작동하면 제2 틸팅축(345)에 결합된 연결블록(348)이 제2 틸팅축(345)의 회전중심축(r2)을 중심으로 회동하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 도 6에 예시된 바와 같이 제1 틸팅축(342)의 회전중심축(r1)과 제2 틸팅축(345)의 회전중심축(r2)은 서로 수직일 수 있으며, 또한 이 두 축(342, 345) 중 어느 하나는 도 4에 도시된 X축에 나란하고, 다른 하나는 Y축에 나란할 수 있다.
그러므로, 도 4를 함께 참조하면, 제1 틸팅용 구동수단(341) 및 제2 틸팅용 구동수단(344)의 작동에 따라, 헤드 베이스(351)를 이송모듈(310)에 대하여 X축 및 Y축을 회전중심축으로 하여 회전시켜, 헤드 베이스(351)의 상면이 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(도 1의 21)과 평행을 유지하게 할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치를 이용한 도장방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 3 내지 도 6을 함께 참조하여 상술한 바와 같은 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)의 작동에 대해 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 이용한 도장방법에는, 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치를 작업 위치로 이동시키는 단계(S10), 와이어의 장력을 조절하는 단계(S20), 이송도장부를 초기 위치로 이송시키는 단계(S30), 도장헤드부 틸팅 및 거리 조정단계(S40), 이송도장부 이송 및 도료분사단계(S50), 이송도장부의 이송이 완료되었는지 확인하는 단계(S60), 도장 작업이 완료되었는지 확인하는 단계(S70) 및 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치를 다음 작업 위치로 이동시키는 단계(S80)가 포함될 수 있다.
작업 위치로 이동시키는 단계(S10)는, 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 작업 위치, 즉 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21) 하측으로 이동시키는 단계이다. 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)는 대차부(110, 210)를 주행 및 방향전환시켜 작업 위치로 이동시킬 수 있다. 이때, 필요에 따라 대차부(110, 210) 사이의 간격을 조절하여 와이어(151, 251)에 의해 형성되는 와이어 레일의 길이를 조절할 수 있다.
와이어의 장력을 조절하는 단계(S20)는, 윈치(150, 250)로 와이어(151, 251)의 길이를 단축시켜 와이어(151, 251)에 적절한 크기의 장력이 작용하게 함으로써 와이어 레일의 처짐을 최소화하는 단계이다. 이때, 윈치(150, 250)에 각각 구비된 장력감지수단(도시되지 않음)을 이용하여 와이어(151, 251)에 작용하는 장력을 측정하면서 윈치(150, 250)를 조절하여, 와이어(151, 251)에 작용하는 장력이 파단강도를 넘지 않는 범위에서 와이어 레일의 처짐을 최소화한다.
이송도장부를 초기 위치로 이송시키는 단계(S30)는, 와이어(151, 251)에 의해 형성된 와이어 레일 상의 이송도장부(300)를 도장을 시작할 위치로 이송시키는 단계이다. 보통 이송도장부(300)를 와이어 레일의 일측 또는 타측으로 이송시키는데, 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)의 형상에 따라서 이송도장부(300)의 초기 위치가 달라질 수 있다. 이는 작업자가 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 직접 조종하거나, 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 제어하는 제어장치(도시되지 않음)에 이 사항을 입력할 수 있다.
도장헤드부 틸팅 및 거리 조정단계(S40)는 노즐(353) 및 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)이 도료의 특성에 맞는 거리를 갖도록 하고, 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)에 대하여 도료가 수직으로 분사되도록 노즐(353)의 각도를 조절하는 단계이다.
센싱부의 거리센서(361, 362, 363)는 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)까지의 거리를 각각 측정할 수 있다. 이때, 거리센서(361, 362, 363)에 의해 측정되는 값이 오차범위를 고려한 후에도 서로 다를 경우에는, 노즐(353)의 도료를 분사하는 방향이 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)과 수직을 형성하지 않은 것일 수 있다.
이럴 경우, 헤드틸팅부(330)를 이용하여 도장헤드부(350)의 이송모듈(310)에 대한 각도를 조절하여, 거리센서(361, 362, 363)에 의해 측정되는 값이 모두 오차범위 이내에서 같아지도록 한다. 거리센서(361, 362, 363)에 의해 측정되는 값이 모두 같아지면 헤드 베이스(351)의 상면이 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)과 평행하게 되므로, 노즐(353)이 도료를 분사하는 방향이 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)과 수직을 형성하게 될 수 있다.
이후, 거리센서(361, 362, 363)가 측정한 헤드 베이스(351)의 상면 및 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)과의 거리가 도료의 특성에 따라 미리 정해진 거리보다 가깝거나 먼 경우, 거리센서(361, 362, 363)에 의해 측정되는 값이 미리 정해진 거리의 오차범위 이내에 들 때까지 승강부(130, 230)를 이용하여 윈치(150, 250) 및 대차부(110, 210) 사이의 거리를 조정한다.
상술한 바와 같은 과정에 의해 노즐(353)과 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)이 도료의 특성에 맞는 거리에서 수직한 방향으로 분사될 수 있게 될 수 있다. 그리고, 도장 작업이 진행되는 동안, 거리센서(361, 362, 363)에 의해 측정되는 값에 따라 헤드틸팅부(330) 및 승강부(130, 230)를 작동시켜 노즐(353)과 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21) 사이의 거리 및 각도를 일정하게 유지한다.
이송도장부 이송 및 도료분사단계(S50)는, 이송도장부(300)를 와이어(151, 251)에 의해 형성된 와이어 레일 상에서 이동시키며 노즐(353)로 도료를 분사하는 것이다.
이송도장부의 이송이 완료되었는지 확인하는 단계(S60)는, 이송도장부(300)가 와이어 레일의 일측으로부터 타측까지 이동한 다음, 다시 와이어 레일의 일측으로 이동해야 하는지의 여부를 확인하는 단계이다.
즉, 이송도장부(300)가 와이어 레일을 따라 이동하면서 도료를 분사하여 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)에 도막을 형성하는데, 형성하고자 하는 도막의 두께에 따라 이송도장부(300)가 왕복해야 할 회수가 다를 수 있다.
따라서, 도료의 특성에 따라 이송도장부(300)가 와이어 레일 상을 왕복할 회수를 파악하여, 이송도장부(300)를 추가로 이송시키거나 이송도장부(300)의 이송을 정지하게 될 수 있다.
도장 작업이 완료되었는지 확인하는 단계(S70)는 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)에 대한 도장 작업이 모두 완료되었는지 확인하는 단계이다. 확인 결과 도장 작업이 완료되지 않은 경우에는, 대차부(110, 210)를 주행시켜 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 다음 작업 위치로 이동시킨다.
이후 도장 작업이 완료될 때까지, 와이어의 장력을 조절하는 단계(S20)서부터 상술한 도장방법의 단계들을 반복할 수 있다.
도장 작업이 완전히 완료되면, 대차부(110, 210)를 주행시켜 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 미리 정해진 곳으로 이동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치(30)를 이용하면, 선체의 저면(도시되지 않음) 또는 블록의 저면(21)에 대한 도장 작업을 완전 자동화 할 수 있으며, 도장 작업 중 도료의 특성에 적합한 노즐(353)의 거리를 일정하게 유지하고 도료가 수직 방향으로 분사되도록 함으로써 고품질의 도막을 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
110, 210: 대차부 130, 230: 승강부
150, 250: 윈치 151, 251: 와이어
300: 이송도장부 310: 이송모듈
330: 헤드틸팅부 350: 도장헤드부
351: 헤드 베이스 353: 노즐
361, 362, 363: 거리센서

Claims (10)

  1. 한 쌍의 와이어로 와이어 레일을 형성하는 와이어 레일 형성부; 및
    상기 와이어 레일 상을 이동하는 이송도장부를 포함하되,
    상기 와이어 레일 형성부는,
    각각 주행 및 방향전환이 가능한 한 쌍의 대차부;
    상기 한 쌍의 대차부 상부에 각각 설치된 한 쌍의 승강부; 및
    상기 한 쌍의 승강부의 상부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 와이어를 각각 감거나 푸는 한 쌍의 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송도장부는,
    상기 와이어 레일을 따라 일측 또는 타측으로 이동하는 이동모듈;
    상기 이동모듈의 상측에 설치되는 헤드틸팅부; 및
    상기 헤드틸팅부의 상측에 설치되는 도장헤드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도장헤드부는,
    상기 헤드틸팅부에 의해 상기 이동모듈에 대하여 상기 와이어 레일과 나란한 축 또는 상기 와이어 레일과 수직인 축을 회전중심축으로 회전하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 와이어 중 어느 하나의 단부는 일측의 윈치에 고정되고, 다른 하나의 단부는 타측의 윈치에 고정되며,
    상기 승강부는 상기 대차부에 대하여 상기 윈치의 높이를 상승 또는 하강시키는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 윈치에는 상기 와이어에 작용하는 장력을 측정하는 장력측정수단을 더 포함하는 상방향 도장장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 이동모듈은,
    상기 와이어 레일이 관통하는 하우징;
    상기 와이어 레일에 외주면이 접하는 구동바퀴; 및
    상기 구동바퀴를 일방향 또는 타방향으로 회전시키고, 상기 하우징 내에 설치된 이동용 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동모듈은,
    상기 와이어 레일에 외주면이 접하고, 상기 와이어 레일을 상기 구동바퀴 방향으로 가압하는 가압바퀴를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 이동모듈은,
    상기 하우징 내에 설치되고, 외주면이 상기 와이어 레일에 접하는 지지롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 레일을 이용한 상방향 도장장치.
  9. 제2항에 있어서,
    도장헤드부는,
    평판 형상의 상면이 형성된 헤드 베이스;
    상기 상면에 대하여 수직한 방향으로 도료를 분사하는 적어도 하나의 노즐; 및
    도장하려는 대상의 저면과 상기 상면간의 거리 및 상기 저면과 상기 상면이 형성하는 각도 중 하나 이상을 측정하는 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 상면 상에 분산 배치되는 적어도 세 개의 거리센서를 포함하고,
    상기 센싱부가 측정하는 상기 거리에 따라 상기 승강부가 승강하거나, 상기 센싱부가 측정하는 상기 각도에 따라 상기 헤드틸팅부가 회전하는 것을 특징으로 하는 상방향 도장장치.
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