KR20120061450A - 선체 도장 전처리 장치 - Google Patents

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Abstract

선체 도장 전처리 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치는, 고소작업대의 탑승부에 고정되어 선체의 외측면에 도장 전처리 작업을 행하는 장치로서, 탑승부에 분리 가능하게 결합된 고정부와, 연마재가 원호형 궤적을 따라 왕복이동 되도록 설치된 연마 헤드부와, 고정부 및 연마 헤드부 사이를 연결하고 연마재에 의해 선체의 외측면이 연마되도록 연마 헤드부의 위치 및 각도를 조절하는 헤드 가동부를 포함할 수 있다.

Description

선체 도장 전처리 장치{APPARATUS FOR PRETREATMENT PRIOR TO PAINTING ON HULL OF SHIP}
본 발명은 선체 도장 전처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체의 외측면에 형성될 도막의 품질을 향상시키기 위하여 도장 전처리를 행하는 장치에 관한 것이다.
선체의 외측면에는 도막을 형성하여 선체의 부식 및 손상을 방지한다. 이러한 도막으로는 선체에 해양생물이 부착되는 것을 방지하는 방오도료(防汚塗料)나 극지방의 유빙과 충돌하여 선체 표면이 손상되는 것을 방지하기 위한 내빙도료(耐氷塗料) 등 다양한 것을 예로 들 수 있다.
그런데, 도막의 표면이 균일하지 못할 경우에는 선박을 운항할 때 물과의 마찰저항에 의해 추진효율이 낮아질 수 있다. 특히 선체의 저면은 항상 물과 접촉하게 되므로, 도막의 표면이 최대한 균일하게 형성되어야 한다. 그리고, 도막이 선체의 외측면으로부터 쉽게 탈락되지 않도록 충분한 내구성을 가져야 한다.
이와 같이 표면이 균일하고 내구성이 높은 고품질의 도막을 얻기 위해서는 도장작업 시 선체에 도포되는 도료의 두께가 균일해야 하며, 도료가 선체에 견고히 부착될 수 있어야 한다.
따라서, 도료가 선체에 견고하게 부착되도록 하기 위해서는 샌딩(sanding) 또는 스위핑(sweeping)과 같은 선체 도장 전처리 작업이 행해진다.
대형 선박의 경우 선체를 한 번에 건조하기 어려울 수 있으므로, 부분품인 블록(block) 단위로 제조한 후 이 블록들을 조립하는 과정으로 건조한다. 그런데, 선체의 건조과정 중 블록의 표면이 손상될 수 있으므로, 블록을 제조하기 전 강판 등 원자재의 표면에 보호도료를 도포하거나 블록을 제조한 후 블록의 표면에 보호도료를 도포하는 것이 일반적이다.
그러므로, 선체의 조립이 완료된 후에는 선체의 외측면에 보호도료에 의한 보호도막이 형성되어 있는 것이 일반적이며, 이러한 표면에는 선체의 조립 과정 중에 흠집이 형성되거나 이물질 등이 부착되어 있을 가능성이 높다.
상술한 샌딩 또는 스위핑과 같은 선체 도장 전처리 작업은 이와 같은 이물질을 제거하고, 도료가 부착될 표면의 조도(surface roughness)를 높여 도료가 견고히 부착될 수 있게 한다.
선체 도장 전처리 작업은 샌드 페이퍼와 같은 연마재(abrasion material)를 이용하여 도장할 면을 연마하는 방법으로 행해진다. 그런데, 대형 선박은 작업자가 선체의 외측면에 직접 도달하기 어려우므로 고소작업대에 탑승하여 도장 전처리 작업을 행하는 경우가 많다.
이와 같이 작업자가 선체 도장 전처리 작업을 수작업으로 행하는 경우에는 선체의 외측면의 면적에 비해 작업속도가 낮으므로 작업의 효율이 저하되거나 과다한 인력이 소요될 수 있고, 작업자가 상당한 강도의 육체노동을 반복하게 되므로 근골격계 질환이 유발될 수 있다.
따라서, 선체 도장 전처리 작업을 수행하는 작업자를 보호하고 작업의 효율을 향상시키기 위한 연구 및 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 선체 도장 전처리 작업의 효율을 향상시키고 도장 전처리 작업의 품질을 향상시킬 수 있는 선체 도장 전처리 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고소작업대의 탑승부에 고정되어 선체의 외측면에 도장 전처리 작업을 행하는 장치로서, 상기 탑승부에 분리 가능하게 결합된 고정부와, 연마재가 원호형 궤적을 따라 왕복이동 되도록 설치된 연마 헤드부와, 상기 고정부 및 상기 연마 헤드부 사이를 연결하고 상기 연마재에 의해 상기 선체의 외측면이 연마되도록 상기 연마 헤드부의 위치 및 각도를 조절하는 헤드 가동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치가 제공될 수 있다.
상기 연마 헤드부는, 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 서로 나란한 회전축을 중심으로 각각 회동 가능하게 결합되고 서로 이격 배치된 한 쌍의 회동로드와, 양단부가 상기 한 쌍의 회동로드의 단부에 각각 회동 가능하게 결합된 연결 프레임과, 상기 연결 프레임에 결합되고 상기 연마재를 교체 가능하게 홀딩하는 홀딩 프레임을 포함할 수 있다.
그리고 상기 연마 헤드부는, 상기 베이스 플레이트에 설치된 왕복동 실린더와, 상기 왕복동 실린더에 의해 그 길이방향으로 각각 왕복이동되는 한 쌍의 선형구동로드를 구비한 선형왕복이동장치를 더 포함할 수 있고, 상기 한 쌍의 선형구동로드의 단부는 상기 한 쌍의 회동로드에 각각 회동 가능하게 결합될 수 있다.
여기서 상기 연마 헤드부는, 상기 홀딩 프레임에 설치되어 상기 연마재에 가해지는 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함할 수 있다.
한편 상기 연마 헤드부는, 상기 베이스 플레이트의 일측에 분산 배치된 복수의 지지롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부는, 고정 프레임과, 상기 고정 프레임의 상측에 결합되고 상기 탑승부에 분리 가능하게 결합된 상측 클램프와, 상기 고정 프레임의 하측에 일단부가 분리 가능하게 결합된 지지바와, 상기 지지바의 타단부에 설치되고 상기 탑승부 중 상기 상측 클램프가 결합된 부분보다 하측에 분리 가능하게 결합된 하측 클램프를 포함할 수 있다.
여기서 상기 헤드 가동부는, 일단부가 상기 고정 프레임에 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합된 암과, 일면은 상기 암의 타단부에 상기 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합되고 타면에는 상기 베이스 플레이트가 상기 일방향에 수직한 방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합된 헤드 지지 프레임과, 상기 암을 상기 고정 프레임에 대하여 회동시키는 암 회동수단과, 상기 헤드 지지 프레임을 상기 암에 대하여 회동시키는 헤드 회동수단을 포함할 수 있다.
이때, 상기 암 가동수단은 일단부가 상기 고정 프레임에 회동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 암에 회동 가능하게 결합된 유압실린더장치이고, 상기 헤드 가동수단은 일단부가 상기 암에 회동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 헤드 지지 프레임에 회동 가능하게 결합된 유압실린더장치일 수 있다.
상기 연마 헤드부는, 상기 베이스 플레이트에 설치되고 상기 베이스 플레이트 및 상기 선체의 외측면 사이의 거리 및 평행도를 측정하는 센싱부를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 센싱부는, 상기 베이스 플레이트에 분산 배치된 적어도 세 개의 거리센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 선체 도장 전처리 작업의 속도를 향상시키고 선체 도장 전처리 된 면의 균일도를 향상시킴으로써 선체 외측면에 고품질의 도막이 형성되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 연마 헤드부의 일측을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 헤드 가동부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 일 사용예를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 다른 사용예를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치에 의해 선체 도장 전처리 작업이 행해지는 방법을 설명하기 위한 도면.
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.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(1)에는 고정부(100), 헤드 가동부(200) 및 연마 헤드부(300)가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(1)는 작업자가 탑승하는 고소작업대의 탑승부(10)에 고정되어 선체의 외측면에 도장 전처리 작업을 행할 수 있다. 고정부(100)는 고소작업대의 탑승부(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 도시되지는 않았으나, 고정부(100)는 탑승부(10)뿐만 아니라 고소작업대의 다른 부분에도 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 고정부(100)에 대해서는 뒤에서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
연마 헤드부(300)는 선체의 외측면(도시되지 않음)에 선체 도장 전처리 작업을 행하는 부분이다, 헤드 가동부(200)는 고정부(100) 및 연마 헤드부(300)를 연결하며, 헤드 가동부(200)에 의해 연마 헤드부(300)의 위치 및 각도가 조절될 수 있다.
헤드 가동부(200)에 대해서는 뒤에서 도 3을 참조하여 상세히 설명하고, 연마 헤드부(300)에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
미설명 부호는 탑승부(10)에 설치된 가드 레일(11, 12)이다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 연마 헤드부가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 연마 헤드부(300)에는 헤드 베이스(310) 및 연마재 홀더(320)가 포함될 수 있다.
헤드 베이스(310)에는 베이스 플레이트(311), 리브(312, 315) 및 선형왕복이동장치(330)가 포함될 수 있고, 연마재 홀더(320)에는 제1 홀딩 프레임(321), 제2 홀딩 프레임(322) 및 연결 프레임(323)이 포함될 수 있다.
선형왕복이동장치(330)에는 왕복동 실린더(331), 제1 선형구동로드(332), 제2 선형구동로드(333), 고정 브라켓(334, 335), 회동 연결 브라켓(341, 342), 회전축(345, 346), 제1 회동로드(347) 및 제2 회동로드(348)가 포함될 수 있다.
헤드 베이스(310)는 도시된 바와 같이 사각형일 수도 있고 도시되지는 않았으나 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형상을 가질 수도 있다.
헤드 베이스(310)에는 왕복동 실린더(331)가 설치될 수 있다, 베이스 플레이트(311)에 고정 브라켓(334, 335)이 결합되고, 왕복동 실린더(331)의 양단부가 고정 브라켓(334, 335)에 의해 베이스 플레이트(311)에 각각 결합될 수 있다.
여기서, 선형왕복이동장치(330)는 왕복동 실린더(331)에 의해 제1 선형구동로드(332) 및 제2 선형구동로드(333)를 그 길이방향으로 왕복이동시킬 수 있는 장치로서, 이러한 장치로는 도시된 바와 같이 왕복동형 유압실린더가 사용될 수 있다.
참고로 도시되지는 않았으나, 선형왕복이동장치(330)로는 래크(rack)와 피니언(pinion), 나사봉 및 볼스크류(ball screw), 리니어 모터(linear motor)와 같이 다양한 선형구동장치를 적용할 수 있다.
헤드 베이스(310)의 일면에는 왕복동 실린더(331)에 의해 제1 선형구동로드(332) 및 제2 선형구동로드(333)가 왕복이동 되는 방향과 나란한 방향으로 리브(312, 315)가 형성될 수 있다. 리브(312, 315)에는 사프트 홀(313, 314)이 각각 형성될 수 있으며, 샤프트 홀(313, 314)은 그 중심점을 연결하는 선이 제1 선형구동로드(332) 및 제2 선형구동로드(333)가 왕복이동 되는 방향과 수직한 방향으로 형성될 수 있다.
참고로, 본 명세서에서 사용되는 '나란함' 및 '수직'은 수학적이거나 기하학적인 '나란함' 및 '수직'을 의미하는 것이 아니라, 기계가공오차 및 이송오차 등을 고려한 실질적인 '나란함' 및 '수직'을 의미한다.
헤드 베이스(310)에는 한 쌍의 회전축(345, 346)이 서로 나란하게 각각 설치될 수 있다. 이때 한 쌍의 회전축(345, 346)은 베이스 플레이트(311)에 수직한 방향으로 관통하는 형상으로 설치될 수 있다. 여기서, 베이스 플레이트(311)에 수직한 방향을 일방향이라 칭하기로 한다.
이 회전축(345, 346)의 일단부에는 제1 회동로드(347) 및 제2 회동로드(348)가 각각 결합되고, 회전축(345, 346)의 타단부에는 회동 연결 브라켓(341, 342)의 일단부가 각각 연결될 수 있다. 그리고, 회동 연결 브라켓(341, 342)의 타단부에는 제1 선형구동로드(332) 및 제2 선형구동로드(333)가 각각 회동 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 선형왕복이동장치(330)가 작동되어 제1 선형구동로드(332)가 왕복동 실린더(331)에 의해 그 길이방향으로 왕복이동 되면, 회동 연결 브라켓(341)의 단부가 이동되면서 회전축(345)을 회전시키고, 따라서 제1 회동로드(347)가 회전축(345)을 회전중심으로 소정의 각도범위 내에서 왕복회동 하게 될 수 있다.
마찬가지로, 제2 선형구동로드(333) 또한 선형왕복이동장치(330)가 작동되면 회동 연결 브라켓(342)이 회전축(346)을 회전시키게 되고, 이 회전력은 회전축(346)을 통하여 제2 회동로드(348)로 전달되어 제2 회동로드(348)가 회전축(346)을 회전중심으로 소정의 각도범위 내에서 왕복회동 하게 될 수 있다.
여기서, 제1 회동로드(347) 및 제2 회동로드(348)는 연결 프레임(323)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 연결 프레임(323)의 양단부는 제1 회동로드(347)의 타단부 및 제2 회동로드(348)의 타단부에 상술한 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 제1 회동로드(347) 및 제2 회동로드(348)의 타단부는 각각 원호형 궤적을 따라 왕복이동하게 될 수 있으며, 이를 연결하는 연결 프레임(323)의 궤적 또한 원호형이 될 수 있다.
연결 프레임(323)에는 제1 홀딩 프레임(321) 및 제2 홀딩 프레임(322)이 고정 결합될 수 있다. 따라서, 제1 홀딩 프레임(321), 제2 홀딩 프레임(322) 및 연결 프레임(323)은 서로 고정 결합되어 원호형 궤적을 나타낼 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 연마 헤드부(300)에는 한 쌍의 리브(312, 315) 및 한 쌍의 홀딩 프레임(321, 322)이 포함되는데, 필요에 따라 리브 및 홀딩 프레임의 수는 가감될 수 있다.
L은 제1 홀딩 프레임(321)이 이동되는 영역 및 제2 홀딩 프레임(322)이 이동되는 영역 중 중복되는 부분의 폭을 나타내는데, 이에 대해서는 도 6을 참조하여 뒤에서 다시 설명한다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 헤드 가동부가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 헤드 가동부(200)의 일측은 고정부(100)에 연결된다. 우선 고정부(100)에 대해 먼저 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(도 1의 1)의 고정부(100)에는 고정 프레임(110), 브라켓(111), 상측 클램프(120), 하측 클램프(130) 및 지지바(131)가 포함될 수 있다.
고정 프레임(110)의 상측에는 상측 클램프(120)가 설치된다. 상측 클램프(120)는 도시된 바와 같이 고소작업대의 탑승부(10)에 설치된 가드 레일(11, 12) 중 상측에 배치된 가드 레일(11)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
고정 프레임(110)의 하측부에는 지지바(131)의 일단부가 분리 가능하게 결합될 수 있고, 지지바(131)의 타단부에는 하측 클램프(130)가 설치될 수 있다. 하측 클램프(130)는 고소작업대의 탑승부(10)에 설치된 가드 레일(11, 12) 중 하측에 배치된 가드 레일(12)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 고정 프레임(110)의 상측은 상측 클램프(120)에 의하여 고소작업대의 탑승부(10)에 결합될 수 있고, 고정 프레임(110)의 하측은 하측 클램프(130)에 의해 고소작업대의 탑승부(10)에 결합될 수 있다. 즉, 고정 프레임(110)은 고소작업대의 탑승부(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(도 1의 1)의 헤드 가동부(200)에는 암(210), 암 회동수단(220), 헤드 회동수단(230) 및 헤드 지지 프레임(250)이 포함될 수 있다.
암(210)의 일단부는 고정 프레임(110)에 설치된 브라켓(111)에 회동 가능하게 결합된다. 이때, 암(210)이 회동 가능한 회전중심과 나란한 방향을 일방향이라 칭하기로 한다.
헤드 지지 프레임(250)의 일면에는 브라켓(251)이 설치되고, 헤드 지지 프레임(250)의 타면에는 복수의 샤프트 지지 브라켓(253, 254, 256, 257)이 설치될 수 있다.
브라켓(251)은 암(210)의 타단부에 상술한 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합된다. 즉, 헤드 지지 프레임(250)의 일면은 암(210)의 타단부에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
헤드 지지 프레임(250)의 타면에는 복수의 샤프트 지지 브라켓(253, 254, 256, 257)이 설치된다. 이 중 헤드 지지 프레임(250)의 상측에 배치된 지지 브라켓(253, 254)에 의해 샤프트(252)의 양단부가 지지되고, 헤드 지지 프레임(250) 하측에 배치된 지지 브라켓(256, 257)에 의해 샤프트(255)의 양단부가 지지된다. 여기서, 샤프트(252, 255)가 배치되는 방향은 상술한 일방향에 대하여 수직일 수 있다.
샤프트(252, 255)는 리브(도 2의 312, 315)에 형성된 샤프트 홀(313, 314)을 각각 관통하며 결합될 수 있다. 즉, 헤드 지지 프레임(250)의 타면에는 베이스 플레이트(도 2의 311)의 타면이 샤프트(252, 255)에 의해 상술한 일방향에 수직한 방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합될 수 있다.
암 회동수단(220)에는 실린더(221) 및 로드(223)가 포함될 수 있다. 로드(223)는 실린더(221)에 의해 길이방향으로 구동될 수 있다. 따라서, 실린더(221)의 작동에 의해 실린더(221) 및 로드(223)의 전체길이, 즉 암 회동수단(220)의 양단부 길이가 변화될 수 있다.
실린더(221)의 단부는 고정 프레임(110)에 회동 가능하게 결합되고, 로드(223)의 단부는 암(210)에 회동 가능하게 결합된다. 따라서, 실린더(221)의 작동에 따라 암(210)의 일단부가 고정 프레임(110)에 대하여 회동될 수 있다. 즉, 실린더(221)가 로드(223)를 길이방향으로 구동시켜 암 회동수단(220)이 신장 또는 단축되면, 암(210)이 고정 프레임(110)에 대하여 상술한 일방향을 회전 중심으로 일측 또는 타측으로 회동될 수 있다.
헤드 회동수단(230)에는 실린더(231) 및 로드(233)가 포함될 수 있다. 로드(233) 또한 실린더(231)에 의해 구동될 수 있으므로, 헤드 회동수단(230)의 양단부 길이가 변화될 수 있다. 실린더(231)의 단부는 암(210)에 회동 가능하게 결합되고, 로드(233)의 단부는 헤드 지지 프레임(250)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 헤드 회동수단(230)의 작동에 따라 헤드 지지 프레임(250)이 암(210)에 대하여 상술한 일방향을 회전 중심으로 일측 또는 타측으로 회동될 수 있다.
그러므로, 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230)에 의해 헤드 지지 프레임(250)의 위치 및 상술한 일방향을 회전중심으로 하는 각도가 변경될 수 있다. 이때, 헤드 지지 프레임(250)에는 상술한 바와 같이 연마 헤드부(도 2의 300)의 베이스 플레이트(도 2의 311)가 결합되므로, 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230)에 의해 연마 헤드부(도 2의 300)의 위치 및 상술한 일방향을 회전중심으로 하는 각도가 변경될 수 있다.
이에 대해서는 4를 참조하여 설명한다.
참고로, 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230)으로는 유압실린더장치가 사용될 수 있다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 일 사용예가 도시되어 있다. 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 도 1에 도시된 상태에 비하여 연마 헤드부(300)가 고소작업대의 탑승부(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동되어 있다. 이는 암 회동수단(220)의 작동에 의해 연마 헤드부(300)가 고소작업대의 탑승부(10)로부터 멀어지는 방향으로 암(210)이 회동되었기 때문이다.
이때, 제1 홀딩 프레임(321)에는 연마재(324)가 교체 가능하게 홀딩 될 수 있고, 제2 홀딩 프레임(322)에도 연마재(325)가 교체 가능하게 홀딩 될 수 있다.
그런데, 암(210)이 회동되는 경우 연마 헤드부(300)도 함께 회동되므로 고소작업대의 탑승부(10)에 대한 연마 헤드부(300)의 각도가 변경될 수 있다. 즉, 연마 헤드부(300)를 선체의 외측면(도시되지 않음)을 향하여 이동시킬 때 연마 헤드부(300)의 각도가 변경되면 선체의 외측면(도시되지 않음)과 헤드 베이스(310)의 베이스 플레이트(도 2의 311) 사이의 평행도가 변경되므로 안정적인 선체 도장 전처리 작업이 어려워질 수 있다.
따라서, 연마 헤드부(300)를 선체의 외측면(도시되지 않음)을 향하여 이동시키는 중 선체의 외측면(도시되지 않음) 및 연마 헤드부(300)의 사이가 충분히 가까워진 후에는 연마 헤드부(300)의 각도를 조절하여 선체의 외측면(도시되지 않음) 및 베이스 플레이트(도 2의 311)가 나란하게 배치되도록 조절할 수 있다.
이를 위해서는 암(210)에 대한 헤드 베이스(310)의 각도를 조절하면 되는데, 이는 상술한 바와 같이 헤드 회동수단(230)을 이용하여 구현할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 헤드 베이스(310)의 베이스 플레이트(도 2의 311)에는 복수의 거리센서가 분산 배치될 수 있다. 즉, 연마 헤드부(300)에는 복수의 거리센서(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다.
거리센서(도시되지 않음)는 선체의 외측면(도시되지 않음) 및 연마 헤드부(300) 사이의 거리를 측정할 수 있고, 거리센서(도시되지 않음)가 세 개 이상일 경우에는 각 거리센서에서 측정되는 값을 비교함으로써 베이스 플레이트(도 2의 311) 및 선체의 외측면(도시되지 않음) 사이의 평행도를 측정할 수 있다.
이를 이용하여 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230)의 작동량 및 속도를 조절하면 연마 헤드부(300)를 선체의 외측면(도시되지 않음)에 적절한 속도 및 각도로 접근시킬 수 있으므로, 선체의 외측면(도시되지 않음)이 헤드 베이스(310)에 대하여 왕복동 하는 연마재(324, 325)에 의해 안정적으로 연마되도록 할 수 있다.
한편, 고소작업대의 탑승부(10), 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230) 등이 오동작 등에 의해 선체의 외측면(도시되지 않음) 방향으로 필요 이상으로 이동될 수 있다. 이럴 경우 선체의 외측면(도시되지 않음)에 연마재(324, 325)가 과도하게 밀착되므로 선체의 외측면(도시되지 않음)이 손상될 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 헤드 베이스(310)의 베이스 플레이트(도 2의 311 참조)의 일면에는 복수의 지지롤러(351)가 분산배치 될 수 있다. 연마재(324, 325)가 선체의 외측면(도시되지 않음)으로 과도하게 밀착되는 경우, 지지롤러(351)가 선체의 외측면(도시되지 않음)에 접하여 헤드 베이스(310)가 더 이상 선체의 외측면(도시되지 않음) 방향으로 이동되지 못하게 함으로써 선체의 외측면(도시되지 않음)을 보호할 수 있다.
또는, 연마재(324, 325)를 각각 홀딩하는 홀딩 프레임(도 2의 321, 322)에 압력센서(도시되지 않음)를 설치하고, 이 압력센서(도시되지 않음)를 이용하여 선체의 외측면(도시되지 않음)에 의해 연마재(324, 325)에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
압력센서(도시되지 않음)에 의해 측정되는 압력이 과대한 경우에는 연마 헤드부(300)가 선체의 외측면(도시되지 않음)과 멀어지는 방향으로 암 회동수단(220)을 작동시키고 압력이 과소한 경우에는 가까워지는 방향으로 작동시키면, 선체의 외측면(도시되지 않음)이 연마재(324, 325)에 의해 연마되는 정도를 일정하게 조절하는 것이 가능해질 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치의 다른 사용예가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 연마 헤드부(300)의 헤드 베이스(310) 일면이 상방향을 향하고 있다.
이는 앞에서 설명했던 지지바(도 3의 131)보다 길이가 긴 지지바(136)로 교체하여 설치한 것이다. 즉, 고정부(100)의 고정 프레임(110)의 상측은 가드 레일(11)에 의하여 지지되도록 하고, 고정 프레임(110)의 하측은 긴 지지바(136)에 의해 가드 레일(12)에 의해 지지되도록 한 것이다.
여기서, 긴 지지바(136)의 일단부는 고정 프레임(110)의 하측에 회동 가능하게 결합되고, 타단부에는 클램프(135)가 설치되어 가드 레일(12)에 분리 가능하게 결합된다.
따라서, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(도 1의 1)의 연마 헤드부(300)가 고소작업대의 탑승부(10) 상방향을 향하게 함으로써 선체의 저면(도시되지 않음)에 대한 선체 도장 전처리 작업이 가능하게 할 수 있다. 즉, 헤드 베이스(310)에 대하여 연마재 홀더(320)를 화살표로 표시한 방향으로 왕복동 되도록 하면, 선체의 저면(도시되지 않음)이 연마재(324, 325)에 의하여 연마되도록 할 수 있다.
이 경우에도 암 회동수단(220) 및 헤드 회동수단(230)을 작동시켜 고정 프레임(110)에 대한 암(210)의 회동 및 암(210)에 대한 연마 헤드부(300)의 회동을 조절함으로써 헤드 베이스(310)가 선체의 저면(도시되지 않음)에 나란하게 접근하게 할 수 있다.
참고로 도시되지는 않았으나, 연마재(324, 325)는 고무와 같은 탄성체를 샌드페이퍼(sandpaper)로 감싼 것과 같이 변형 가능하게 제조되어, 선체의 외측면(도시되지 않음)에 형성된 용접선(seam line)과 같이 불균일한 표면도 균일하게 연마할 수 있도록 할 수도 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치에 의해 선체 도장 전처리 작업이 행해지는 방법을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 선체의 외측면(20)에 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(도 1의 1)를 이용하여 한 번에 작업 할 수 있는 영역(A1, A2, B1, B2, C1, C2)이 도시되어 있다.
한 번에 작업 할 수 있는 영역(A1, A2, B1, B2, C1, C2) 중 어느 하나에 대한 작업을 완료한 후에는 다른 영역에 대한 작업을 시작할 수 있다.
이때 작업의 효율을 높이기 위해서 작업이 완료된 영역과 인접한 영역에 대하여 작업을 행할 수 있다. 즉, A1 영역에 대한 작업이 완료된 후에는 A2 또는 B1으로 연마 헤드부(도 5의 300)를 이동시킬 수 있는데, 연마 헤드부(도 5의 300)가 전체적인 선체 도장 전처리 작업을 행하는 동안 이동되는 거리를 최소화할수록 작업에 소요되는 시간이 절약되어 효율이 향상될 수 있다.
예를 들어, A1, A2, B2, B1, C1, C2 순서로 작업을 행하는 것보다는 A1, B1, C1, C2, B2, A2 순서로 작업을 행할 경우 연마 헤드부(도 5의 300)가 이동되는 거리가 짧다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치(도 1의 1)를 이용하여 선체 도장 전처리 작업을 하는 경우, 작업해야 할 전체적인 영역 내에서 한 번에 작업 할 수 있는 영역(A1, A2, B1, B2, C1, C2)들의 작업순서를 최적화하는 과정을 거칠 수 있다.
한편, 도면에 표시한 a는 인접한 두 작업 영역(A1, A2) 사이에 중복되는 부분의 폭을 나타낸 것이고, b도 인접한 두 작업 영역(A1, B2) 사이에 중복되는 부분의 폭을 나타낸 것이다. 중복되는 부분(a, b)이 넓어지는 경우 선체 도장 전처리 작업의 효율이 낮아지므로, 연마 헤드부(도 5의 300)를 이송할 때 중복되는 부분(a, b)이 최소화되도록 함으로써 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 홀딩 프레임(도 4의 312) 및 제2 홀딩 프레임(도 4의 322)에 각각 홀딩된 연마재(도 4의 324, 325)가 이동되는 영역이 중첩된 부분의 폭(L) 또한 최소화 될수록 작업의 효율 및 선체 도장 전처리 작업이 완료된 선체의 외측면(도시되지 않음)의 균일도가 향상된다.
L을 감소시키기 위해서는, 제1 홀딩 프레임(도 4의 312) 및 제2 홀딩 프레임(도 4의 322)의 길이를 조절하거나, 제1 선형구동로드(도 2의 332) 및 제2 선형구동로드(333)가 이동되는 거리, 즉 왕복동 실린더(331)의 작동범위를 조절하는 방법 등을 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 선체 도장 전처리 장치에 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.
1: 선체 도장 전처리 장치 100: 고정부
110: 고정 프레임 120: 상측 클램프
130: 하측 클램프 131, 136: 지지바
200: 헤드 가동부 210: 암
220: 암 회동수단 230: 헤드 회동수단
250: 헤드 지지 프레임 300: 연마 헤드부
310: 헤드 베이스 311: 베이스 플레이트
320: 연마재 홀더 324, 325: 연마재
330: 선형왕복이동장치 351: 지지롤러

Claims (10)

  1. 고소작업대의 탑승부에 고정되어 선체의 외측면에 도장 전처리 작업을 행하는 장치로서,
    상기 탑승부에 분리 가능하게 결합된 고정부;
    연마재가 원호형 궤적을 따라 왕복이동 되도록 설치된 연마 헤드부; 및
    상기 고정부 및 상기 연마 헤드부 사이를 연결하고, 상기 연마재에 의해 상기 선체의 외측면이 연마되도록 상기 연마 헤드부의 위치 및 각도를 조절하는 헤드 가동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 헤드부는,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 서로 나란한 회전축을 중심으로 각각 회동 가능하게 결합되고, 서로 이격 배치된 한 쌍의 회동로드;
    양단부가 상기 한 쌍의 회동로드의 단부에 각각 회동 가능하게 결합된 연결 프레임; 및
    상기 연결 프레임에 결합되고, 상기 연마재를 교체 가능하게 홀딩하는 홀딩 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연마 헤드부는,
    상기 베이스 플레이트에 설치된 왕복동 실린더; 및
    상기 왕복동 실린더에 의해 그 길이방향으로 각각 왕복이동되는 한 쌍의 선형구동로드를 구비한 선형왕복이동장치를 더 포함하고,
    상기 한 쌍의 선형구동로드의 단부는 상기 한 쌍의 회동로드에 각각 회동 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연마 헤드부는,
    상기 홀딩 프레임에 설치되어 상기 연마재에 가해지는 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연마 헤드부는,
    상기 베이스 플레이트의 일측에 분산 배치된 복수의 지지롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 고정부는,
    고정 프레임;
    상기 고정 프레임의 상측에 결합되고, 상기 탑승부에 분리 가능하게 결합된 상측 클램프;
    상기 고정 프레임의 하측에 일단부가 분리 가능하게 결합된 지지바; 및
    상기 지지바의 타단부에 설치되고, 상기 탑승부 중 상기 상측 클램프가 결합된 부분보다 하측에 분리 가능하게 결합된 하측 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 헤드 가동부는,
    일단부가 상기 고정 프레임에 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합된 암;
    일면은 상기 암의 타단부에 상기 일방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합되고, 타면에는 상기 베이스 플레이트가 상기 일방향에 수직한 방향을 회전중심으로 회동 가능하게 결합된 헤드 지지 프레임;
    상기 암을 상기 고정 프레임에 대하여 회동시키는 암 회동수단; 및
    상기 헤드 지지 프레임을 상기 암에 대하여 회동시키는 헤드 회동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 암 가동수단은, 일단부가 상기 고정 프레임에 회동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 암에 회동 가능하게 결합된 유압실린더장치이고,
    상기 헤드 가동수단은, 일단부가 상기 암에 회동 가능하게 결합되고 타단부가 상기 헤드 지지 프레임에 회동 가능하게 결합된 유압실린더장치인 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 연마 헤드부는,
    상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 베이스 플레이트 및 상기 선체의 외측면 사이의 거리 및 평행도를 측정하는 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 베이스 플레이트에 분산 배치된 적어도 세 개의 거리센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 전처리 장치.
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