KR20130046799A

KR20130046799A - 도장 공정 자동 제어 방법

Info

Publication number: KR20130046799A
Application number: KR1020110111387A
Authority: KR
Inventors: 심현보
Original assignee: 심현보
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-05-08
Also published as: WO2013062390A1; US9492833B2; KR101266494B1; US20150174600A1

Abstract

본 발명은 도장 제품의 생산 조건에 관한 데이터를 분석하여, 최적의 생산 조건을 설정할 수 있는 도장 공정 자동 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 도장장치부를 이용하여, 제품의 도장 작업을 수행하는 단계, 도막측정부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 측정하는 단계, 도장조건산출부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 생산 품질 조건과 비교하여, 생산조건을 업데이트 하는 단계 및 생산정보저장부를 이용하여, 상기 도장조건산출부에서 산출된 생산 조건 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

도장 공정 자동 제어 방법{Automatic control of painting process}

본 발명은 도장 공정의 자동 제어 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 도장 제품의 생산 조건에 관한 데이터를 분석하여, 최적의 생산 조건을 설정할 수 있는 도장 공정 자동 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도장 공정은 탈지조 또는 전해탈지조, 제1탕세조, 표면조정도, 화성피막조, 제2탕세조, 수세조, 순수세조 등의 공정을 순차적으로 수행한다.

이러한, 종래 도장 공정에 있어서, 제품별 행 거타입, 행거당 거치수량, 전착전압, 전착전류, 전착통전시간, 전착조의 온도, 도료, 촉진제, 탈지제의 양, 전해탈지의 전압, 건조로 온도 등의 생산 조건이 관리되어야 한다.

하지만, 종래 도장 공정에 있어서, 각 공정의 상태는 아날로그 계기로 측정되는데, 작업자가 일정 시간 간격으로 공정 상태를 확인하거나, 육안으로 공정 상태를 판단하여 각 공정의 생산 조건을 조절함에 따라 도장 공정의 생산 조건을 체계적으로 관리하고 제어하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 종래 도장 공정은 LOT성 다량의 불량 제품이 발생하며, 이러한 불량 제품의 발생 시, 생산 작업의 원인을 규명하기 위한 추적 작업이 불가능한 문제점이 발생하였다.

또한, 생산 조건의 세밀한 제어가 불가능하여, 필요 이상의 원자재를 소모하는 문제점이 있으며, 공정 특성상 사전에 설비를 가동해야 함에 따라 인력 및 공정 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 제품 생산에 따른 작업자의 정보가 체계적으로 관리되지 않아 작업자의 실적을 정확하게 관리할 수 없으며, 미숙한 작업자의 개선 교육을 실시하는데 어려움이 있으며, 불량 발생에 따른 인적 요소의 원인을 추적하기 어려운 문제점이 있다.

더불어, 행거는 생산 횟수에 따라 주기적으로 선별하여, 박리 작업을 수행하여야하는데, 행거의 개별 이력 관리가 불가능하여, 제품 불량률이 증가하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 배경이 되는 대한민국 공개특허 공보 제10-2003-0016506호 (2003. 03. 03)에 기재된 도장정보 제공시스템 및 그 제어방법을 들 수 있으며, 본 발명에서는 도장 제품의 생산 조건에 관한 실제 도막 두께 데이터를 분석하여, 최적의 생산 조건을 설정할 수 있는 도장 공정 자동 제어 방법을 제공하고자 한다.

대한민국 공개특허 공보 10-2003-0016506B1, 2003. 03. 03, 4쪽 27줄 내지 30줄, 도면 1.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법의 목적은 실제 생산된 도장 제품의 품질을 평가하여, 최적의 생산 조건 정보를 설정하고, 도장 작업에 적용하는데 있다.

다른 목적은, 전처리 작업을 더 수행하여, 도장 작업 이전에 제품과 행거 및 작업자 정보를 입력하는데 있다.

또 다른 목적은, 행거에 거치된 제품을 스캔하여 제공하는데 있다.

또 다른 목적은, 제품의 스캔 정보를 이용하여, 생산 조건 정보를 산출하는데 있다.

또 다른 목적은, 도장 작업의 생산 조건에 따라 도장 장치를 제어하는데 있다.

본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 도장장치부를 이용하여, 제품의 도장 작업을 수행하는 단계, 도막측정부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 측정하는 단계, 도장조건산출부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 생산 품질 조건과 비교하여, 생산조건을 업데이트 하는 단계 및 생산정보저장부를 이용하여, 상기 도장조건산출부에서 산출된 생산 조건 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 제품의 도장 작업을 수행하는 단계 이전에, 도장 공정의 전처리 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법에 있어서, 전처리 작업을 수행하는 단계는 작업입력부를 이용하여, 작업자의 정보 및 제품 정보를 입력하는 단계 및 스캔장치부를 이용하여, 행거에 로딩된 제품 인식 및 행거의 바코드를 스캔하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 행거에 로딩된 제품을 스캔하는 단계 이후에, 도장조건산출부를 이용하여, 기존에 설정된 생산 조건 정보와 비교하여, 생산 조건을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 생산 조건을 산출하는 단계 이후에, 도장장치제어부를 이용하여, 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법에 있어서, 작업자의 정보 및 제품 정보를 입력하는 단계는 작업입력부를 이용하여, 제품이 거치되는 행거의 타입 및 행거당 거치 수량을 확인하는 단계 및 작업자의 고유 식별 정보를 인식하고, 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법에 있어서, 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는 정량펌프를 이용하여, 탈지제, 표면조정제, 피막제, 촉진제, 중화제 중 어느 하나 이상을 보충하며, 피엘씨(PLC-Programmable Logic Controller)를 이용하여, 전착조의 온도 또는 건조로의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법에 있어서, 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는 전착조의 전극봉 또는 전극판 또는 전도체와 연결된 정류기를 이용하여, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 통전전류 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법에 있어서, 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는 상기 도장장치제어부에 포함된 타이머에 설정된 시간에 따라 정류기 또는 온도제어장치를 구동하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법은 실제 생산된 도장 제품의 품질을 평가하여, 생산 조건 정보를 설정함으로써, 동일한 제품의 추가 생산 시, 최적의 생산 조건을 적용할 수 있으며, 원자재 사용량을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전처리 작업을 더 수행하여, 도장 작업 이전에 제품 및 작업자 정보를 입력함으로써, 작업자의 실적을 효율적으로 관리할 수 있으며, 추후, 불량 제품에 관한 추적이 용이한 효과가 있다.

또한, 행거에 거치된 제품을 스캔하여 제공함으로써, 제품의 실제 면적과 제품의 특성에 따라 생산 조건을 정확하게 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도작 작업의 생산 조건에 따라 도장 장치를 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법을 실시하기 위한 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법의 전체 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법의 S40, S50의 상세흐름을 나타내는 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법 S80 단계의 일실시예를 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

[도 1]은 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법을 실시하기 위한 시스템 구성도로, 자동제어시스템(100)은 작업입력부(10), 스캔장치부(20), 도장장치제어부(30), 도장창치부(40), 도장조건산출부(50), 도막측정부(60) 및 생산정보저장부(70)를 포함한다.

[도 2]는 상기 자동제어시스템(100)을 이용한 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법의 전체 흐름을 나타내는 흐름도로, 먼저 작업입력부(10)를 이용하여, 작업자의 정보 및 제품 정보를 입력하는 단계를 수행한다.(S10)

본 발명에 따른 상기 S10 단계는 작업입력부(10)를 이용하여, 제품정보와 제품이 거치되는 행거의 타입 및 행거 당 거치 수량을 확인하는 단계 및 작업자의 고유 식별 정보를 인식하고, 입력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

즉, S10단계를 통해, 제품을 거치하는 행거가 적합한지 여부와 거치할 제품의 수량을 확인해야하며, 본 발명의 실시예에서 상기 작업입력부(10)는 작업자가 휴대하기 용이한 PDA단말기로 구현하였으나, 이에 한정하지 않고, 스마트폰, 핸드터미널, CCD카메라 등의 정보 입력 장치로 구현이 가능하다.

또한, 본 발명에 있어서, 제품을 거치하는 행거와 입고되는 제품의 적재용기에는 각 행거 또는 제품을 식별하기 위한 식별부재가 포함되는 것이 바람직하며, 상기 식별부재는 고열바코드 또는 RFID 태그 등으로 구현하는 것이 바람직하다.

즉, 고열바코드 또는 RFID 태그 등으로 구현된 행거의 식별정보를 인식하여, 행거이력정보를 관리할 수 있으며, 이러한 행거이력정보는 도장 제품의 생산 정보에 중요한 데이터로 이용이 가능한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 S10 단계에서 작업자의 정보를 입력하는 것은 작업자의 실적을 자동으로 관리할 수 있으며, 추후 불량 제품 생산에 따른 작업자 추적이 가능하도록 하기 위함이다.

상기 S10 단계에서 입력된 제품 정보 및 작업자 정보는 상기 도장조건산출부(50)에 전달된다.

다음으로, 상기 스캔장치부(20)를 이용하여, 행거에 로딩된 제품 또는 행거의 바코드를 스캔하는 단계를 수행한다.(S20)

본 발명의 실시예에서 상기 S20 단계는 특정 구간에 전하 결합 소자 카메라(CCD-charge coupled device camera)를 설치하여, 제품의 이미지 및 행거의 바코드를 스캔하고, 스캔된 제품의 이미지 및 행거의 바코드는 상기 도장조건산출부(50)에 전달된다.

본 발명에 따른 S20 단계를 통해, 바코드 정보의 인식률을 향상시키고, 공정마다 소요되는 도료, 촉진제, 탈지제 등의 원자재를 제품의 생산 면적에 따라 적정하게 보충할 수 있는 것이다.

본원 발명에 따른 S10 단계 및 S20 단계를 통해, 제품 용기에 형성된 바코드 정보, 행거의 바코드 정보 및 작업자의 정보를 일괄적으로 관리하여, 생산 정보를 체계적으로 관리할 수 있는 것이다.

다음으로, 상기 도장조건산출부(50)를 이용하여, 기존에 설정된 생산 조건 정보와 비교하여, 생산 조건을 산출하는 단계를 수행한다.(S30)

본 발명에 따른 상기 S30 단계는 기존에 상기 생산정보저장부(70)에 저장된 생산 조건 정보를 이용하여, 입력된 제품 정보 및 이미지 스캔 정보를 이용하여 생산 조건을 도출해내는 단계를 말하며, 도출된 생산 정보 조건은 상기 도장장치제어부(30)에 전달하게 된다.

다음으로, 상기 도장장치부(40)를 이용하여, 제품의 도장 작업을 수행하는 단계를 수행한다.(S40, S50)

상기 S40, S50 단계는 [도 3]에 도시된 바와 같이, 상기 도장장치제어부(30)의 제어신호를 도장장치부(40)의 세부 장치인 유량제어장치(41), 정량펌프(43), 정류기(45) 및 온도제어장치(47)에 원자재 투입량, 전해탈지조의 전압, 전착통전전압, 전착통전전류, 전착통전시간, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 신호를 제공하게 된다.

상세하게는 상기 유량제어장치(41)를 이용하여, 순수저장조에 공급되는 순수를 조절하며, 상기 유량제어장치(41)는 순수수세의 전도도, PH meter의 값을 인식하여, 순수저장탱크의 밸브를 제어하여, 순수를 공급하며, 순수수세의 레벨게이지에 따라 공급을 중단하는 것이다.

상기 정량펌프(43)를 이용하여, 탈지제, 표면조정제, 피막제, 촉진제, 중화제 중 어느 하나 이상을 보충하게 되며, 전착조의 전극봉과 연결된 상기 정류기(45)를 이용하여, 전해탈지조의 전압, 전착조의 통전전압, 통전전류 및 통전시간을 제어한다.

즉, 본 발명에 따른 상기 도장장치제어부(30)를 포함함으로써, 제품의 면적에 따른 최적의 전압값을 산출할 수 있으며, 산출된 전압을 상기 정류기(45)를 통해 전해탈지조에 공급할 수 있는 것이다.

이는 종래 제품 면적을 고려하지 않은 일정 전압의 공급에 따른 미탈지가 발생 및 과전압에 따른 제품 손상 발생을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 온도제어장치(47)를 이용하여, 전착조의 온도 또는 건조로의 온도를 제어하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 도장장치제어부(30)는 타이머를 더 포함하는 것이 바람직하며, 본 발명에 따른 상기 타이머는 통신기능을 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 상기 타이머에 전달되는 제어신호에 따라 상기 정류기(45) 및 상기 온도제어장치(47)의 구동 시간을 조절할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 S40, S50 단계는, 제품 도장에 따른 생산일보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 제어신호에 따라 상기 도장장치부(40)는 도장 작업을 수행하며, 본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 순서로 도장작업을 수행하였다.

탈지제를 보충하여, 탕세(S41), 제1탈지 내지 제3탈지(S42), 제1수세 내지 제2수세(S43) 작업을 수행하고, 표면조정제를 보충하여 표면조정 작업(S44)을 수행하며, 피막제, 촉진제, 중화제를 보충하여, 화성피막 작업(S45)을 수행한다.

또한, 제3수세 내지 제4수세 작업(S46)을 수행하고, 수절 작업(S48)을 수행하며, 도료, 빙초산, 첨가물을 보충하고, 전압 및 전류를 제어하고, 통전시간 및 전착조의 온도를 조절하여 전착 작업(S51)을 수행하고, 제1여액 내지 제2여액 작업(S53)을 수행하고, 순수수세(S55) 작업을 수행하고, 건조로의 온도를 조절하여 제품을 건조하는 작업(S57)을 수행하는 것이다.

상기 S40, S50 단계는 공지된 도장 작업에 의해 수행됨에 따라 상세한 설명을 생략하도록 한다.

다음으로, 행거에 거치된 제품을 언로딩하는 단계(S60)를 수행하고, 다음으로, 상기 도막측정부(60)를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 측정하는 단계(S70)를 수행한다.

본 발명의 실시예에서 상기 S70 단계를 통해 측정된 도막 두께의 정보는 rs232, rs485, 블루투스(bluetooth) 중 어느 하나의 수단을 이용하여, 외부에 전달된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 S70 단계는 도막 두께 측정에 따른 검사일보 또는 검사성적서를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 도장조건산출부(50)를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 생산 품질 조건과 비교하여, 생산조건을 업데이트 하는 단계를 수행한다.(S80)

[도 4]는 본 발명에 따른 상기 S80단계의 일실시예를 나타내는 도면으로, 실제 생산된 제품의 도막 두께에 따라 생산품질을 비교할 수 있으며, 도막 편차를 고려한 생산 조건을 재설정하여, 추후 동일한 제품을 생산 시 최적을 생산 조건을 반영할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.

다음으로, 상기 생산정보저장부(70)를 이용하여, 상기 도장조건산출부(50)에서 산출된 생산 조건 정보를 저장하는 단계를 수행한다.(S90)

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도장 공정 자동 제어 방법을 적용 시, 실제 생산된 도장 제품의 품질을 평가하여, 생산 조건 정보를 설정함으로써, 동일한 제품의 추가 생산 시, 도막 편차에 따른 최적의 생산 조건을 적용할 수 있으며, 나아가 원자재 사용량을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 도장 공정 자동 제어 방법으로 구현할 수 있다.

10 : 작업입력부
20 : 도장장치제어부
30 : 스캔장치부
40 : 도장장치부
41 : 정량펌프
43 : 정류기
45 : PLC
50 : 도장조건산출부
60 : 도막측정부
70 : 생산정보저장부
100 : 자동제어시스템

Claims

도장장치부를 이용하여, 제품의 도장 작업을 수행하는 단계;
도막측정부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 측정하는 단계;
도장조건산출부를 이용하여, 생산된 제품의 도막 두께를 생산 품질 조건과 비교하여, 생산조건을 업데이트 하는 단계 및
생산정보저장부를 이용하여, 상기 도장조건산출부에서 산출된 생산 조건 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제품의 도장 작업을 수행하는 단계 이전에,
도장 공정의 전처리 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 전처리 작업을 수행하는 단계는,
작업입력부를 이용하여, 작업자의 정보, 제품 정보 및 행거정보를 입력하는 단계 및
스캔장치부를 이용하여, 행거에 거치된 제품 및 행거의 바코드를 스캔하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 행거에 로딩된 제품을 스캔하는 단계 이후에,
도장조건산출부를 이용하여, 기존에 설정된 생산 조건 정보와 비교하여, 생산 조건을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 생산 조건을 산출하는 단계 이후에,
도장장치제어부를 이용하여, 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 작업자의 정보 및 제품 정보를 입력하는 단계는
작업입력부를 이용하여, 제품이 거치되는 행거의 타입 및 행거당 거치 수량을 확인하는 단계 및
작업자의 고유 식별 정보를 인식하고, 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는,
정량펌프를 이용하여, 탈지제, 표면조정제, 피막제, 촉진제, 중화제 중 어느 하나 이상을 보충하며,
피엘씨(PLC-Programmable Logic Controller)를 이용하여, 전착조의 온도 또는 건조로의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는,
전착조의 전극봉 또는 전극판 또는 전도체와 연결된 정류기를 이용하여, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 통전전류 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 원자재 투입량, 순수공급, 전해탈지전압, 전착통전전압, 전착통전시간, 전착통전전류, 건조온도, 전착조온도 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계는,
상기 도장장치제어부에 포함된 타이머에 설정된 시간에 따라 정류기 또는 온도제어장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 도장 공정 자동 제어 방법.