KR20140040490A - 도장 시스템 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

도장 시스템 테스트 장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치는 작업장에 설치되는 테스트 프레임; 다수개가 구비되어 상기 테스트 프레임에 전, 후, 좌, 우측으로 각각 이격된 위치에 각각 장착되며, 권취된 와이어를 감거나 풀도록 구성되는 윈치모듈; 상기 테스트 프레임으로부터 소정간격 이격된 위치에서 상기 각 윈치모듈과 와이어를 통해 이동 가능하게 배치되며, 도료를 분사하는 도장모듈이 장착되는 플랫폼; 상기 플랫폼의 상, 하부 양측에 각각 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 동시에, 상기 와이어의 장력을 측정하는 다수개의 제1 센서모듈; 상기 플랫폼의 상부에 장착되는 상기 각 제1 센서모듈 중, 하나를 대신하여 장착되어 상기 와이어와 연결되며, 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 와이어의 장력과, 상기 와이어의 회전 각도를 측정하는 제2 센서모듈; 및 상기 윈치모듈과 상기 플랫폼의 연결 시, 상기 와이어가 굽어지는 위치에서 상기 테스트 프레임에 장착되어 상기 와이어를 안정적으로 지지하며, 상기 와이어의 방향전환 각도를 측정하는 도르래 모듈을 포함한다.

Description

도장 시스템 테스트 장치{PAINTING SYSTEM TEST APPARATUS}

본 발명은 도장 시스템 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도장모듈이 장착되는 플랫폼의 이동 제어를 구현하는 도장 시스템 테스트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 일반 건축물보다 그 규모가 크고, 건조 공정도 복잡하며, 수많은 부재와 기자재를 조립하여 하나의 움직일 수 있는 제품을 만드는 과정을 거친다.

최근에는 선박의 대형화 추세에 따라 선체를 이루는 다수개의 블록들을 조립하여 제작하고 있는데, 이러한 블록의 크기가 커짐에 따라 블록의 내, 외부를 도장하거나 내부에 패널을 설치하는 등의 작업에 소요되는 시간과 노력이 증가하고 있다.

여기서, 신조 선박에 대한 도장작업은 해수에 의한 선체의 부식 및 오염을 방지하기 위한 작업으로, 특히 대형선박에 대한 도장은 제작이 완료된 각 선체블록에 대하여 외부도장과 내부도장으로 구분된다.

이러한 도장작업은 선체블록의 외판과 내판에 대한 도장으로, 외판 및 내판의 하부와 측면 및 상부에 대한 도장작업으로 나누어 진행된다. 먼저, 외판도장은 선체블록의 외판 표면을 검사하고, 검사가 이루어진 선체블록의 외판에 부식 방지를 위한 방청도료를 도장한다.

이어서, 방오도료의 부착 성능을 향상시키기 위한 이음도료를 도장한 후, 해양 생물 및 슬라임(Slime) 등의 부착을 방지하기 위한 방오도료를 도장하여 선체블록의 외판에 대한 도장을 완료한다.

그리고 내부도장은 선체블록의 내부상부, 내부측면, 내부하부에 대한 도장으로서, 전술한 외판도장과 같이 표면검사, 방청도료 도장, 이음도료 도장, 및 방오도료의 도장이 순차적으로 이루어진다.

이러한 선체블록의 외판과 내부에 대한 도장작업 중, 선체블록의 외판 측면 도장작업은 통상 도장 작업자와 고소차 운전자가 한 조를 이루어 고소차 상에서 수작업으로 진행된다.

즉, 도장 작업자와 운전자가 고소차의 바스켓에 탑승한 상태로, 도장 작업자가 단일 도장 건을 이용해 선체블록의 외판을 도장하고, 운전자는 작업 진행 속도에 맞추어 다음 도장할 위치로 고소차를 운전하게 된다.

그런데, 이러한 종래 선체블록의 외판에 대한 측면 도장작업은 도장 건을 이용한 작업 속도, 피도면에 대한 스프레이 건의 도장 거리, 및 도장 건을 통한 도료의 분사압력 등이 도장품질을 결정하는 중요한 인자로 작용하나, 수작업의 특성상 현실적으로는 도장 작업자의 숙련도와 경험에만 의존해 왔다.

특히, 대형선박의 선체블록을 도장하기 위해 대형 고소차를 운용하는 경우에는 외부영향이 도장품질에 더욱 민감하게 작용한다.

즉, 외부영향인 도장공장의 노면상태나, 바람, 작업자의 움직임 등에 의한 고소차의 흔들림 등이 균일한 도장작업을 방해하여 작업능률은 물론 도장품질을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 작업자의 안전 면에서도, 도장작업이 고공에서 진행되어 여러 가지 요인으로 인해 고소차가 흔들리는 경우, 작업자의 안전을 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 열악한 작업환경으로 인한 작업자의 근골격계 질환을 초래하게 된다.

이에, 최근에는 산업 자동화 추세와 도장설비의 발달 등으로, 고소차를 기반으로 하는 도장용 로봇장치와 같은 자동화 장비가 개발되어 작업자가 고소차에 직접 탑승할 필요 없이 지상에서 이를 조작하여 도장작업을 자동으로 수행하는 자동 도장 시스템이 적용되는 추세이다.

그러나, 이러한 자동 도장 시스템의 경우, 선체블록의 외판 및 내부 주위에 도장 작업을 위한 충분한 작업공간이 필요하며, 여전히 도장공장의 노면상태나 기타 외부환경이 도장품질을 결정짓는 요인으로 작용하는 단점은 남아있다.

이에 따라, 최근에는 협소한 작업공간에서도 외부의 영향을 최소화하여 선체블록에 대한 도장품질을 보장할 수 있도록 자동화 도장 설비의 개발이 진행되고 있으며, 그 일환으로 작업장의 구조물에 다수의 케이블을 통하여 도장모듈을 연결하고, 각 윈치를 통한 와이어의 길이제어로 도장모듈이 선체블록을 따라 이동하면서 도장작업을 진행하도록 하는 새로운 개념의 도장 시스템이 연구되고 있다.

이러한 선체 도장 시스템은 도료를 자동 분사하는 도장건으로서의 도장모듈을 구비하는데, 상기 도장모듈은 다수개의 와이어를 통해 연결되는 각 윈치 모듈의 작동을 통해 각 와이어의 길이를 조절함으로써, 선체블록에서 원하는 위치로 자유 이동하게 된다.

이와 같은 도장 시스템은 규모가 큰 블록의 전체에 도장작업을 수행해야 하고, 선박의 종류 및 선체블록의 종류마다 다르게 형성되어 있는 구조물 등에 의하여 방해받지 않아야 하는 바, 개발된 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에는 반드시 도장 작업 중 발생될 수 있는 오차범위 및 도장모듈의 이동을 정확하게 제어하여 도장 시스템의 전체적인 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 테스트 작업에 대한 요구가 절실한 상황이다.

본 발명의 일 실시예는 와이어 구동을 통해 작동하는 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에 테스트하기 위하여 도장모듈이 장착되는 플랫폼에 와이어를 통한 이동 제어를 구현하는 도장 시스템 테스트 장치를 제공하고자 한다.

또한, 플랫폼과 연결되는 각 와이어의 장력과 방향전환 각도를 실시간으로 정확히 측정하는 동시에, 플랫폼의 기울기 측정하여 플랫폼의 이동 방향 및 거리와 위치를 정확하게 측정하는 도장 시스템 테스트 장치를 제공하고자 한다.

또한, 플랫폼의 설정 거리와 실제 이동 거리의 비교를 통해 정확한 플랫폼의 위치 이동 제어가 가능하도록 구성함으로써, 실제 도장 시스템 적용 시, 오차범위를 줄이는 도장 시스템 테스트 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치는 작업장에 설치되는 테스트 프레임; 다수개가 구비되어 상기 테스트 프레임에 전, 후, 좌, 우측으로 각각 이격된 위치에 각각 장착되며, 권취된 와이어를 감거나 풀도록 구성되는 윈치모듈; 상기 테스트 프레임으로부터 소정간격 이격된 위치에서 상기 각 윈치모듈과 와이어를 통해 이동 가능하게 배치되며, 도료를 분사하는 도장모듈이 장착되는 플랫폼; 상기 플랫폼의 상, 하부 양측에 각각 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 동시에, 상기 와이어의 장력을 측정하는 다수개의 제1 센서모듈; 상기 플랫폼의 상부에 장착되는 상기 각 제1 센서모듈 중, 하나를 대신하여 장착되어 상기 와이어와 연결되며, 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 와이어의 장력과, 상기 와이어의 회전 각도를 측정하는 제2 센서모듈; 및 상기 윈치모듈과 상기 플랫폼의 연결 시, 상기 와이어가 굽어지는 위치에서 상기 테스트 프레임에 장착되어 상기 와이어를 안정적으로 지지하며, 상기 와이어의 방향전환 각도를 측정하는 도르래 모듈을 포함할 수 있다.

상기 윈치모듈은 내부에 장착공간이 형성되는 장착 블록; 상기 장착블록의 내부에 상기 와이어가 권치된 상태로, 회전 가능하게 장착되는 드럼; 및 상기 드럼과 연결되어 상기 드럼을 정, 역방향으로 회전시키며, 상기 장착블록의 외측에 장착되는 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 윈치모듈은 상기 드럼의 회전 시, 풀리거나 감기는 상기 와이어에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어를 지지하는 핀치롤러를 더 포함할 수 있다.

제1 센서모듈 상기 플랫폼의 상부 양측과 하부 양측에 소정간격으로 이격되게 장착되는 장착부; 상기 장착부에 회전 가능하게 장착되는 회전부; 상기 회전부에 힌지 연결되는 힌지부; 및 상기 힌지부에 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 와이어의 장력을 측정하는 제1 센서를 포함할 수 있다.

상기 회전부는 상기 플랫폼과 수직하게 장착되는 상기 장착부의 축방향을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 힌지부는 상기 회전부와 함께 회전되면서, 상기 회전부를 중심으로 스윙 회전 가능하게 장착될 수 있다.

상기 제2 센서모듈은 상기 플랫폼의 각 모서리부 중, 하나의 모서리부에 장착되는 제1 장착 브라켓; 상기 제1 장착 브라켓에 베어링을 통하여 회전 가능하게 장착되는 회전축; 상기 회전축 일단에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전 가능하게 장착되는 로터리 조인트; 상기 회전축과 수직방향으로 상기 로터리 조인트에 회전 가능하게 장착되는 힌지축; 상기 힌지축에 일단이 고정 장착되어 상기 힌지축과 함께 회전되는 장착로드; 상기 장착로드의 타단에 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 와이어의 장력을 측정하는 제2 센서; 상기 회전축의 타단에 장착되어 상기 회전축의 회전각도를 측정하는 제1 로터리 엔코더; 및 상기 힌지축의 일단에 장착되어 상기 힌지축의 회전각도를 측정하는 제2 로터리 엔코더를 포함할 수 있다.

상기 로터리 조인트에는 상기 힌지축의 양단부에 대응하는 위치에서 상기 힌지축과의 사이에 상기 힌지축의 회전을 지지하도록 각각 베어링이 개재될 수 있다.

상기 힌지축은 상기 와이어를 통하여 상기 회전축과 함께 회전되는 상기 로터리 조인트에 의해 회전되며, 상기 로터리 조인트 상에서 상기 회전축과 수직방향으로 배치된 상태로 회전되어 상기 회전축을 중심으로 상기 장착로드를 스윙 회전시킬 수 있다.

도르래 모듈은 상기 윈치모듈과 이격된 위치에서 상기 테스트 프레임에 장착되는 제2 장착 브라켓; 상기 제2 장착 브라켓에 회전 가능하게 장착되는 상기 회전로드; 상기 회전로드의 일단에 일체로 형성되는 도르래 지지부; 상기 와이어의 이동을 지지하며, 상기 도르래 지지부에 회전 가능하게 설치되는 도르래; 및 상기 회전로드의 타단에 설치되어 상기 와이어의 이동에 따라 상기 도르래와 함께 회전되는 상기 회전로드의 회전각도를 측정하는 제3 로터리 엔코더를 포함할 수 있다.

상기 도르래 모듈은 상기 도르래 지지부에 설치되며, 상기 도르래와의 사이에서 상기 와이어에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어를 지지하는 와이어 지지롤러를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 의하면, 와이어 구동을 통해 작동하는 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에 테스트하기 위하여 도장모듈이 장착되는 플랫폼에 와이어를 통한 이동 제어를 구현할 수 있다.

또한, 플랫폼과 연결되는 각 와이어의 장력과 방향전환 각도를 실시간으로 정확히 측정하는 동시에, 플랫폼의 기울기 측정하여 플랫폼의 이동 방향 및 거리와 위치를 정확하게 측정하여 실제 이동방향 및 거리와 이론 이동방향 및 거리 비교를 통해 장치의 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 플랫폼의 설정 거리와 실제 이동 거리의 비교를 통해 정확한 플랫폼의 위치 이동 제어가 가능하도록 구성함으로써, 실제 도장 시스템 적용 시, 오차범위를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 윈치모듈의 투영 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 플랫폼의 평명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 제1 센서모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 제1 센서모듈의 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 제2 센서모듈의 사시도이다.
도 8은 도 7의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치에 적용되는 도르래 모듈의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 도장 대상물의 외판이나 내부를 도장하기 위한 도장 시스템을 테스트하기 위해 적용될 수 있다.

예를 들면, 본 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 선박의 건조 과정에서 선행블록의 외판 또는 내부 즉, 선체블록의 내, 외부 측면을 자동으로 도장하기 위한 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용 전에 작동의 효율 및 신뢰성을 테스트하기 위해 적용될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 와이어(W) 구동을 통해 작동하는 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에 테스트하기 위해 구성되며, 도장모듈이 장착되는 플랫폼(300)의 이동을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서, 도장모듈(미도시)은 2 축으로 슬라이딩되면서 도료를 다중으로 분사하는 자동 도장건으로 구성될 수 있다.

이러한 도장 시스템 테스트 장치(1)를 하기에서 도 1 내지 도 9를 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 와이어(W) 구동을 통해 작동하는 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에 테스트하기 위하여 도장모듈이 장착되는 플랫폼(300)이 와이어(W)에 의한 이동 제어를 구현하도록 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 플랫폼(300)과 연결되는 각 와이어(W)의 장력과 방향전환 각도를 실시간으로 정확히 측정하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 플랫폼(300)의 기울기 측정하여 플랫폼(300)의 이동 방향 및 거리와 위치를 정확하게 측정하고자 한다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는 플랫폼(300)의 설정 거리와 실제 이동 거리의 비교를 통해 정확한 플랫폼(300)의 위치 이동 제어가 가능하도록 구성함으로써, 실제 도장 시스템 적용 시, 오차범위를 줄일 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 테스트 프레임(100), 윈치모듈(200), 플랫폼(300), 제1, 제2 센서모듈(400, 500), 도르래 모듈(600)을 포함하여 구성될 수 있으며, 이를 각 구성별로 도 3 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 테스트 프레임(100)은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 도장 시스템에서 실제 도장 공장의 설비 프레임을 대신하여 테스트하기 위한 것으로, 실험을 위한 작업장에 설치된다.

여기서, 상기 테스트 프레임(100)은 상기 플랫폼(300)이 도면을 기준으로 전, 후, 좌, 우, 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 서로 이격되는 격벽을 통해 공간을 형성하게 된다.

상기 윈치모듈(200)은 상기 테스트 프레임(100)에 전, 후, 좌, 우측으로 각각 이격된 위치에 각각 장착되며, 권취된 와이어(W)를 감거나 풀도록 구성된다.

이러한 윈치모듈(200)은 상기 테스트 프레임(100)의 전방 좌, 우측 중앙부와 후방 좌, 우측 중앙부에 각각 2개씩 장착되어 총 8개가 구비된다.

이에 따라, 상기 와이어(W)는 8개의 윈치모듈(200)로부터 총 8 개가 구비되어 상기 플랫폼(300)과 연결된다.

여기서, 상기 윈치모듈(200)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 장착블록(210), 드럼(220), 및 구동모터(230)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 장착블록(210)은 내부에 장착공간이 형성되며, 전술한 바와 같이, 상기 테스트 프레임(100)에 장착된다.

본 실시예에서, 상기 드럼(220)은 상기 장착블록(210)의 내부에 상기 와이어(W)가 권치된 상태로, 회전 가능하게 장착된다.

그리고 상기 구동모터(230)는 상기 드럼(220)과 연결되어 상기 드럼(220)을 장착블록(210)의 내부에서 정, 역방향으로 회전시키며, 상기 장착블록(210)의 외측에 장착된다.

여기서, 상기 구동모터(230)는 그 회전방향 및 회전수 조절이 가능한 AC서보 모터로 구성될 수 있으며, 내부에 미도시된 엔코더가 구비되어 모터의 회전수 측정이 가능하도록 구성된다.

이와 같이 구성되는 윈치모듈(200)은 상기 구동모터(230)의 작동에 의한 드럼(220)의 회전 시, 풀리거나 감기는 상기 와이어(W)에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어(W)를 지지하는 핀치롤러(240)를 더 포함 할 수 있다.

상기 핀치롤러(240)는 상기 장착블록(210)의 내부에서 상기 드럼(220)과 수평 방향으로 장착되며, 드럼(220)으로부터 와이어(W)가 안정적으로 풀리거나 감길 수 있도록 상기 드럼(220)에 권취된 와이어(W)의 외측을 지지하는 기능을 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 플랫폼(300)은 상기 테스트 프레임(100)의 각 격벽이 형성하는 공간에 위치되도록 상기 테스트 프레임(100)으로부터 소정간격 이격된 위치에서 상기 각 윈치모듈(200)과 와이어(W)를 통해 이동 가능하게 배치되며, 전술한 도료를 분사하는 도장모듈(미도시)이 장착된다.

이러한 플랫폼(300)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제1, 제2 센서모듈(400, 500)이 장착되는 양측에 다수개의 장착홀(310)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1, 제2 센서모듈(400, 500)은 상기 각 장착홀(310) 중, 사용자의 요구에 따라 그 위치를 변경하여 장착할 수 있다.

즉, 상기 각 장착홀(310)은 상기 플랫폼(300)의 각 모서리부에 대응하는 위치에서 상, 하부에 각각 형성될 수 있으며, 제1, 제2 센서모듈(400, 500)의 장착 위치별로 와이어(W)의 이론장력 대비 실제장력의 확인이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 플랫폼(300)은 상면 중앙에 상기 플랫폼(300)의 기울기를 측정하는 기울기 센서(320)가 장착될 수 있다.

상기 기울기 센서(320)는 각 윈치모듈(200)의 와이어(W)와 연결되어 이동하는 플랫폼(300)의 기울기를 측정하여 미도시된 제어기로 그 신호를 출력하게 되며, 제어기는 기울기 센서(320)의 출력신호에 따라 플랫폼(300)의 자세정보를 계측 및 판단하게 된다.

본 실시예에서, 상기 제1 센서모듈(400)은 다수개로 구비되어 플랫폼(300)의 상, 하부 양측에 상기 각 장착홀(310)을 통해 각각 장착되며, 와이어(W)와 연결되어 상기 플랫폼(300)의 이동을 지지하는 동시에, 와이어(W)의 장력을 측정하게 된다.

이러한 제1 센서모듈(400)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 장착부(410), 회전부(420), 힌지부(430), 및 제1 센서(440)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 장착부(410)는 상기 플랫폼(300)의 상부 양측과 하부 양측의 각 모서리부에 소정간격으로 이격되게 장착되며, 상기 플랫폼(300)의 상부와 하부에서 상기 플랫폼(300)과 수직하게 장착될 수 있다.

본 실시예에서, 회전부(420)는 상기 장착부(410)에 회전 가능하게 장착된다.

이러한 회전부(420)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 하단이 상기 플랫폼(300)에 수직하게 장착되는 상기 장착부(410)의 단부에서 장착부(410)의 축방향을 중심으로 롤링 회전 가능하게 장착될 수 있다.

상기 힌지부(430)는 상기 회전부(420)에 일단이 힌지 연결되는데, 상기 회전부(420)의 회전 시, 회전부(420)와 함께 회전되면서, 상기 회전부(420)를 중심으로 스윙 회전 가능하게 장착될 수 있다.

즉, 상기 힌지부(430)는 회전부(410)의 회전방향을 따라 회전되면서, 일단의 힌지 연결점을 중심으로 스윙 회전될 수 있다.

그리고 상기 제1 센서(440)는 상기 힌지부(430)의 타단에 장착되며, 와이어(W)와 연결되어 상기 와이어(W)의 장력을 측정하여 제어기로 그 신호를 출력하게 된다.

여기서, 제1 센서(440)는 로드셀로 이루어질 수 있다.

이러한 로드셀은 강제 원기둥 주위에 변형(비틀림)을 전기 저항으로 변환하는 변경 게이지를 장착한 것으로, 로드 버튼에 하중이 가해지면 응력에 비례한 변형이 발생하고, 그 변형에 따라 변형 게이지의 전기저항 변화로 흐르는 전류가 달라지는 것을 전기신호로 변환시키는 센서의 한 종류로서, 압축형 로드셀과 인장형 로드셀로 구분된다.

여기서, 압축형 로드셀은 압축력에 의한 하중을 측정하기 위한 것이고, 입장형 로드셀은 인장력에 의한 하중을 측정하기 위한 것이다.

즉, 본 실시예에서, 상기 제1 센서(440)는 압축형과 인장형 로드셀 중, 와이어(W)의 장력을 측정하기 위하여 인장형 로드셀이 사용될 수 있다.

이와 같이 구성되는 제1 센서모듈(400)은 상기 플랫폼(300)의 하부 각 모서리부와 상부 각 모서리부에 장착되어 상기 각 윈치모듈(200)의 와이어(W)와 연결되며, 플랫폼(300)과 와이어(W)를 통해 상기 윈치모듈(200)을 상호 연결하게 된다.

본 실시예에서, 상기 제2 센서모듈(500)은 상기 플랫폼(300)의 상부에 장착되는 상기 각 제1 센서모듈(400) 중, 하나를 대신하여 플랫폼(300)의 모서리부에 장착되어 상기 와이어(W)와 연결되며, 상기 플랫폼(300)의 이동을 지지하는 와이어(W)의 장력과, 상기 와이어(W)의 회전 각도를 측정할 수 있다.

이러한 제2 센서모듈(500)은, 도 7과 도 8에서 도시한 바와 같이, 제1 장착 브라켓(510), 회전축(520), 로터리 조인트(530), 힌지축(540), 장착로드(550), 제2 센서(560), 및 제1, 제2 로터리 엔코더(570, 580)를 포함하여 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 장착 브라켓(510)은 상기 플랫폼(300)의 각 모서리부 중, 하나의 모서리부에서 장착홀(310)을 통해 상기 제1 센서모듈(400)을 대신하여 장착된다.

상기 회전축(520)은 상기 제1 장착 브라켓(510)에 베어링(B)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.

이러한 회전축(520)은 상기 플랫폼(300)과 수직방향으로 장착되며, 상기 회전축(520)의 축방향을 기준으로 롤링 회전 가능하게 장착될 수 있다.

즉, 상기 회전축(520)은 와이어(W)의 이동에 의해 제1 장착 브라켓(510) 상에 베어링(B)을 통하여 전술한 제1 센서모듈(400)의 회전부(420)와 같이 회전축(520)의 축방향을 기준으로 롤링 회전될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 로터리 조인트(530)는 회전축(520) 일단에 장착되어 상기 회전축(530)과 함께 회전 가능하게 장착된다.

그리고 상기 힌지축(540)은 상기 회전축(520)과 수직방향으로 상기 로터리 조인트(530)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

여기서, 상기 로터리 조인트(530)에는 상기 힌지축(540)의 양단부에 대응하는 위치에서 상기 힌지축(540)과의 사이에 상기 힌지축(540)의 회전을 지지하도록 각각 베어링(B)이 개재될 수 있다.

이러한 베어링(B)은 상기 로터리 조인트(530) 상에서 상기 힌지축(540)의 회전을 안정적으로 지지 및 안내하는 기능을 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 장착로드(550)는 상기 힌지축(540)에 일단이 고정 장착되어 상기 힌지축(540)과 함께 회전된다.

여기서, 상기 힌지축(540)은 상기 와이어(W)를 통하여 회전축(520)과 함께 회전되는 상기 로터리 조인트(530)에 의해 상기 회전축(520)의 회전방향으로 회전되는 동시에, 상기 로터리 조인트(530) 상에서 상기 회전축(520)과 수직방향으로 배치된 상태로 회전되어 상기 회전축을 중심으로 상기 장착로드(550)를 스윙 회전시킬 수 있다.

상기 제2 센서(560)는 제1 센서(440)와 동일하게 로드셀로 이루어질 수 있으며, 상기 장착로드(550)의 타단에 장착되고, 상기 와이어(W)와 연결되어 상기 와이어(W)의 장력을 측정하여 제어기로 그 신호를 출력하게 된다.

상기 제1 로터리 엔코더(570)는 상기 회전축(520)의 타단에 장착되어 회전축(520)의 회전각도를 측정하고, 제2 로터리 엔코더(580)는 상기 힌지축(540)의 일단에 장착되어 힌지축(520)의 회전각도를 측정하여 그 신호를 제어기로 출력하게 된다.

여기서, 엔코더는 복수개의 입력단자와 출력단자를 갖는 센서로서 하나의 입력단자에 신호가 가해졌을 때 그 입력단자에 대응하는 출력단자의 조합에 신호가 나타나며, 하나의 신호를 몇 조의 신호로 바꿔서 출력하는 센서로, 보통 회전속도, 회전량 및 회전방향을 검출하기 위해 사용된다.

이러한 엔코더는 주로 인크리멘탈 엔코더(Incremental Encoder)와 앱솔루트 엔코더(Absolute Encoder)로 분류되며, 본 실시예에서 상기 구동모터(230)의 내부에는 앱솔루트 엔코더가 적용되고, 각 로터리 엔코더(570, 580)는 인크리멘탈 엔코더가 적용될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서 적용되는 엔코더는 회전속도, 회전량, 및 회전방향을 검출하는 센서로서 당해 분야에서 널리 알려진 공지기술에 해당하므로 이하 그 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기 도르래 모듈(600)은 상기 윈치모듈(200)과 상기 플랫폼(300)을 와이어(W)를 통해 연결 시, 상기 와이어(W)가 굽어지는 위치에서 상기 테스트 프레임(100)에 장착되어 상기 와이어(W)를 안정적으로 지지하며, 상기 와이어(W)의 방향전환 각도를 측정하게 된다.

이러한 도르래 모듈(600)은, 도 9에서 도시한 바와 같이, 제2 장착 브라켓(610), 회전로드(620), 도르래 지지부(630), 도르래(640), 및 제3 로터리 엔코더(650)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 제2 장착 브라켓(610)은 상기 윈치모듈(200)과 이격된 위치에서 상기 테스트 프레임(100)의 전, 후방 상, 하부에 각각 장착된다.

본 실시예에서, 상기 회전로드(620)는 상기 제2 장착 브라켓(610)에 회전 가능하게 장착된다.

여기서, 상기 제2 장착 브라켓(610)에는 상기 회전로드(620)의 양단부에 대응하여 상기 회전로드(620)와의 사이에 상기 회전로드(620)의 회전을 지지하도록 베어링(B)이 각각 개재될 수 있다.

상기 도르래 지지부(630)는 상기 회전로드(620)의 일단에 일체로 형성되며, 상기 회전로드(620)의 회전 시, 함께 회전된다.

이러한 도르래 지지부(630)에는 상기 와이어(W)를 걸은 상태로, 와이어(W)의 이동을 지지하는 도르래(640)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 도르래(640)는 상기 도르래 지지부(630)에 회전 가능하게 장착되어 상기 윈치모듈(200)과 플랫폼(300)을 와이어(W)를 통해 상호 연결 시, 와이어(W)가 굽어지는 부분에서 윈치모듈(200)의 작동에 의해 드럼(220)으로부터 풀리거나 감기는 와이어(W)의 이동을 지지하면서, 와이어(W)를 상기 플랫폼(300)에 안정적으로 연결할 수 있다.

그리고 상기 제3 로터리 엔코더(650)는 상기 회전로드(620)의 타단에 설치되며, 상기 와이어(W)의 이동에 따라 상기 도르래(640)와 함께 회전되는 상기 회전로드(620)의 회전각도를 측정하여 제1, 제2 로터리 엔코더(570, 580)와 동일하게 제어기로 그 신호를 출력하게 된다.

이와 같이 구성되는 상기 도르래 모듈(600)은 상기 도르래 지지부(630)에 설치되며, 상기 도르래(640)와의 사이에서 상기 와이어(W)에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어(W)를 지지하는 와이어 지지롤러(660)를 더 포함할 수 있다.

상기 와이어 지지롤러(660)는 상기 도르래(640)에 걸쳐진 상태로 이동되는 와이어(W)가 이동할 경우, 상기 도르래(640)와 함께 와이어(W)를 지지함으로써, 상기 도르래(640)로부터 와이어(W)가 이탈되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 제어기는 구동모터(230), 제1, 제2 센서(440, 560), 및 제1, 제2, 제3 로터리 엔코더(570, 580, 650)로부터 출력되는 신호와 기울기 센서(320)로부터 출력되는 신호에 따라, 상기 테스트 프레임(100) 상에서 플랫폼(300)의 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 기 설정된 설정치와 플랫폼(300)의 실제 이동치를 비교하여 플랫폼(300)의 이동을 제어하게 된다.

즉, 이와 같이 구성되는 도장 시스템 테스트 장치(1)는 테스트 프레임(100)의 전, 후방 중앙에 설치된 8개의 윈치모듈(200)로부터 와이어(W)를 상기 각 윈치모듈(200)에 대응하여 테스트 프레임(100)의 전, 후방 상, 하부에 각각 설치된 도르래 모듈(600)을 통해 플랫폼(300)의 상, 하부 각 모서리부에 각각 설치된 제1 센서모듈(400)과 하나의 제2 센서모듈(500)에 연결하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 각 윈치모듈(200)의 구동모터(230)가 정, 역방향으로 작동하면서 드럼(220)에 권취된 상태의 와이어(W)를 감거나 풀게되면, 상기 플랫폼(300)은 테스트 프레임(100) 상에서 전, 후, 상, 하, 좌, 우 방향으로 이동된다.

여기서, 상기 와이어(W)는 윈치모듈(200)에 설치된 핀치롤러(240)를 통하여 윈치모듈(200)의 드럼(220)으로부터 안정적으로 풀리거나 감기게 된다.

이에 따라, 상기 와이어(W)는 각 도르래 모듈(600)에 설치된 와이어 지지롤러(660)를 통하여 절곡된 위치에서 도르래(640)로부터 이탈이 방지된 상태로 이동될 수 있다.

즉, 상기 플랫폼(300)은 8개의 윈치모듈(200)과 와이어(W)를 통해 연결된 상태로 각 윈치모듈(200)의 작동 시, 드럼(220)으로부터 풀리거나 감김으로서 이동되는 와이어(W)에 의해 테스트 프레임(100) 상에서 사용자가 원하는 위치로 자유롭게 이동될 수 있게 구성된다.

이 때, 미도시된 제어기는 각 구동모터(230)로부터 구동모터(230)의 회전수를 출력 받고, 상기 제1, 제2 센서모듈(400, 500)의 제1, 제2 센서(440, 560)와, 제1, 제2 로터리 엔코더(570, 580)로부터 플랫폼(300)의 각 모서리부에 연결된 와이어(W)의 장력과 플랫폼(300) 상에서 회전되는 회전축(520)과 힌지축(540)의 회전각도를 출력 받게 된다.

또한, 상기 제어기는 도르래 모듈(600)의 제3 로터리 엔코더(650)로부터 회전로드(620)의 회전각도에 대한 신호를 출력 받고, 각 윈치모듈(200)의 작동에 따라 이동된 플랫폼(300)의 기울기 센서(320)로부터 플랫폼(300)의 기울기 신호를 출력 받게 된다.

이에 따라, 제어기는 출력된 신호 값을 통하여 플랫폼(300)의 이동방향 및 위치와 기울기 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

즉, 제어기는 각 센서로부터 출력되는 신호를 통하여 플랫폼(300)의 이동방향 및 위치와 기울기를 판단하고, 정확하게 구동모터(230)를 제어함으로써, 플랫폼(300)이 사용자가 원하는 위치에 정위치 될 수 있도록 플랫폼(300)의 이동을 제어하게 된다.

그리고 제어기는 상기 구동모터(230), 제1, 제2 센서(440, 560), 제1, 제2, 제3 로터리 엔코더(570, 580, 650), 및 기울기 센서(320)로부터 출력된 출력 값을 설정된 설정 값, 및 구동모터(230)의 작동제어에 따른 출력 값과 비교함으로써, 오류 및 출력 값에 대한 피드백을 통해 실제 도장 시스템 적용 시, 플랫폼(300) 이동 제어에 따른 오차범위를 줄일 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 도장 시스템 테스트 장치(1)를 적용하면, 와이어(W) 구동을 통해 작동하는 도장 시스템을 실제 선체블록에 적용하기 전에 테스트하기 위하여 도장모듈이 장착되는 플랫폼(300)에 와이어(W)를 통한 이동 제어를 구현할 수 있다.

또한, 플랫폼(300)과 연결되는 각 와이어(W)의 장력과 방향전환 각도를 실시간으로 정확히 측정하는 동시에, 플랫폼(300)의 기울기 측정하여 플랫폼(300)의 이동 방향 및 거리를 정확하게 측정하여 실제 이동방향 및 거리와 이론 이동방향 및 거리 비교를 통해 장치의 효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 플랫폼(300)의 설정 거리와 실제 이동 거리의 비교를 통해 정확한 플랫폼(300)의 위치 이동 제어가 가능하도록 구성함으로써, 실제 도장 시스템 적용 시, 오차범위를 줄일 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 도장 시스템 테스트 장치 100 : 테스트 프레임
200 : 윈치모듈 210 : 장착블록
220 : 드럼 230 : 구동모터
240 : 핀치롤러 300 : 플랫폼
310 : 장착홀 320 : 기울기 센서
400 : 제1 센서모듈 410 : 장착부
420 : 회전부 430 : 힌지부
440 : 제1 센서 500 : 제2 센서모듈
510 : 제1 장착 브라켓 520 : 회전축
530 : 로터리 조인트 540 : 힌지축
550 : 장착로드 560 : 제2 센서
570 : 제1 로터리 엔코더 580 : 제2 로터리 엔코더
600 : 도르래 모듈 610 : 제2 장착 브라켓
620 : 회전로드 630 : 도르래 지지부
640 : 도르래 650 : 제3 로터리 센서
660 : 와이어 지지롤러

Claims (10)

1. 작업장에 설치되는 테스트 프레임;
   다수개가 구비되어 상기 테스트 프레임에 전, 후, 좌, 우측으로 각각 이격된 위치에 각각 장착되며, 권취된 와이어를 감거나 풀도록 구성되는 윈치모듈;
   상기 테스트 프레임으로부터 소정간격 이격된 위치에서 상기 각 윈치모듈과 와이어를 통해 이동 가능하게 배치되며, 도료를 분사하는 도장모듈이 장착되는 플랫폼;
   상기 플랫폼의 상, 하부 양측에 각각 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 동시에, 상기 와이어의 장력을 측정하는 다수개의 제1 센서모듈;
   상기 플랫폼의 상부에 장착되는 상기 각 제1 센서모듈 중, 하나를 대신하여 장착되어 상기 와이어와 연결되며, 상기 플랫폼의 이동을 지지하는 와이어의 장력과, 상기 와이어의 회전 각도를 측정하는 제2 센서모듈; 및
   상기 윈치모듈과 상기 플랫폼의 연결 시, 상기 와이어가 굽어지는 위치에서 상기 테스트 프레임에 장착되어 상기 와이어를 안정적으로 지지하며, 상기 와이어의 방향전환 각도를 측정하는 도르래 모듈;
   을 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 윈치모듈은
   내부에 장착공간이 형성되는 장착 블록;
   상기 장착블록의 내부에 상기 와이어가 권치된 상태로, 회전 가능하게 장착되는 드럼; 및
   상기 드럼과 연결되어 상기 드럼을 정, 역방향으로 회전시키며, 상기 장착블록의 외측에 장착되는 구동모터;
   를 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 윈치모듈은
   상기 드럼의 회전 시, 풀리거나 감기는 상기 와이어에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어를 지지하는 핀치롤러를 더 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
4. 제1항에 있어서,
   제1 센서모듈은
   상기 플랫폼의 상부 양측과 하부 양측에 소정간격으로 이격되게 장착되는 장착부;
   상기 장착부에 회전 가능하게 장착되는 회전부;
   상기 회전부에 힌지 연결되는 힌지부; 및
   상기 힌지부에 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 와이어의 장력을 측정하는 제1 센서;
   를 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전부는
   상기 플랫폼과 수직하게 장착되는 상기 장착부의 축방향을 중심으로 회전 가능하게 장착되고,
   상기 힌지부는
   상기 회전부와 함께 회전되면서, 상기 회전부를 중심으로 스윙 회전 가능하게 장착되는 도장 시스템 테스트 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 센서모듈은
   상기 플랫폼의 각 모서리부 중, 하나의 모서리부에 장착되는 제1 장착 브라켓;
   상기 제1 장착 브라켓에 베어링을 통하여 회전 가능하게 장착되는 회전축;
   상기 회전축 일단에 장착되어 상기 회전축과 함께 회전 가능하게 장착되는 로터리 조인트;
   상기 회전축과 수직방향으로 상기 로터리 조인트에 회전 가능하게 장착되는 힌지축;
   상기 힌지축에 일단이 고정 장착되어 상기 힌지축과 함께 회전되는 장착로드;
   상기 장착로드의 타단에 장착되며, 상기 와이어와 연결되어 상기 와이어의 장력을 측정하는 제2 센서;
   상기 회전축의 타단에 장착되어 상기 회전축의 회전각도를 측정하는 제1 로터리 엔코더; 및
   상기 힌지축의 일단에 장착되어 상기 힌지축의 회전각도를 측정하는 제2 로터리 엔코더;
   를 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 로터리 조인트에는
   상기 힌지축의 양단부에 대응하는 위치에서 상기 힌지축과의 사이에 상기 힌지축의 회전을 지지하도록 각각 베어링이 개재되는 도장 시스템 테스트 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 힌지축은
   상기 와이어를 통하여 상기 회전축과 함께 회전되는 상기 로터리 조인트에 의해 회전되며,
   상기 로터리 조인트 상에서 상기 회전축과 수직방향으로 배치된 상태로 회전되어 상기 회전축을 중심으로 상기 장착로드를 스윙 회전시키는 도장 시스템 테스트 장치.
9. 제1항에 있어서,
   도르래 모듈은
   상기 윈치모듈과 이격된 위치에서 상기 테스트 프레임에 장착되는 제2 장착 브라켓;
   상기 제2 장착 브라켓에 회전 가능하게 장착되는 상기 회전로드;
   상기 회전로드의 일단에 일체로 형성되는 도르래 지지부;
   상기 와이어의 이동을 지지하며, 상기 도르래 지지부에 회전 가능하게 설치되는 도르래; 및
   상기 회전로드의 타단에 설치되어 상기 와이어의 이동에 따라 상기 도르래와 함께 회전되는 상기 회전로드의 회전각도를 측정하는 제3 로터리 엔코더;
   를 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 도르래 모듈은
    상기 도르래 지지부에 설치되며, 상기 도르래와의 사이에서 상기 와이어에 접촉된 상태로 회전되어 상기 와이어를 지지하는 와이어 지지롤러를 더 포함하는 도장 시스템 테스트 장치.

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