KR20150101639A - 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템 - Google Patents

코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템 Download PDF

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오승용
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홍경헌
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Abstract

본 발명은 복수의 레일을 포함하는 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템에 관한 것이다. 코팅장치는 외관을 형성하는 부스, 부스의 내부에 위치하고, 피코팅체에 코팅물질을 분사하는 분사유닛, 부스를 관통하며 연장되도록 설치되고, 피코팅체가 각각 로딩되는 복수의 컨베이어을 포함한다. 복수의 컨베이어를 따라 피코팅체가 이동하여 효율적으로 부대시설을 이용할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템{COATING UNIT AND COATING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 레일을 포함하는 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템에 관한 것이다.
자동차 및 가전제품 등의 도장 및 도포 등 코팅방법으로서 스핀코팅이 이용되고 있다. 피코팅체를 스핀들(spindle)에 안착되어 레일을 따라 이동할 수 있다. 코팅물질이 분사되는 분사유닛이 마련된 부스 내에서 피코팅체가 효율적으로 코팅될 수 있도록 스핀들은 회전할 수 있다.
이러한 피코팅체가 직접적으로 코팅되는 부스, 분사유닛 등을 포함하여 코팅장치라 하고, 피코팅체의 코팅, 스핀들에 로딩 및 언로딩되는 단계를 모두 포함하여 코팅시스템이라 한다.
코팅시스템에는 적어도 하나의 코팅장치가 마련될 수 있고, 스핀들에 로딩된 피코팅체는 레일을 따라 이동하며 코팅장치를 통과할 수 있다. 이때, 레일은 1열로 마련되어 하나의 코팅장치에서 단일의 피코팅체의 코팅만이 가능하였다. 또한, 1열로 이동하는 레일에 2열 이상의 코팅작업이 이루어지면 코팅시간 부족과 공정편차가 발생할 수 있다.
또한, 코팅공정의 수율을 안정화하기 위해서는 온도 및 습도의 조절과 급기 및 배기의 공조시설과 건조시설을 필요로 한다. 최근에는 코팅공정에 대한 다양한 특성 만족과 미려한 외관 구현을 요구하게 되면서 코팅레이저 수가 커지는 경향이다. 따라서, 부스를 포함하는 부대시설의 사용효율이 더욱 중요해지고 있다.
본 발명의 일 측면은 복수의 레일을 포함하여 코팅효율이 좋은 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템을 제공한다.
또한 복수의 피코팅체가 동일한 변위로 평행하게 마련된 복수의 레일을 따라 각각 이동하는 코팅장치 및 이를 갖는 코팅시스템을 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 코팅장치는 외관을 형성하는 부스, 상기 부스의 내부에 위치하고, 피코팅체에 코팅물질을 분사하는 분사유닛, 상기 부스를 관통하며 연장되도록 설치되고, 상기 피코팅체가 각각 로딩되는 복수의 컨베이어을 포함한다.
상기 분사유닛은 상기 복수의 컨베이어에 대응하도록 복수 개가 마련되는 될 수 있다.
상기 복수의 컨베이어은 서로 평행하게 연장되는 제 1컨베이어와 제 2컨베이어를 포함할 수 있다.
상기 분사유닛은 상기 제 1컨베이어와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 1분사노즐과, 상기 제 2컨베이어와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 2분사노즐을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 제 1분사노즐과 상기 적어도 하나의 제 2분사노즐 중 하나가 상기 피코팅체에 코팅물질을 분사하도록, 상기 제 1컨베이어와 상기 제 2컨베이어의 사이에 위치하는 격벽을 포함할 수 있다.
상기 복수의 컨베이어 중 하나에 안착되고, 적어도 하나의 피코팅체를 수용하는 스핀들(spindle)을 포함할 수 있다.
상기 스핀들은 안착된 하나의 컨베이어에 소정의 간격으로 복수 개가 마련될 수 있다.
상기 부스 내부의 공기를 상기 부스의 상하부로 강제이동시키도록 설치되는 송풍장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 코팅시스템은 적어도 하나의 부스, 상기 적어도 하나의 부스를 관통하여 연장되고, 각각 이격되어 마련되는 복수의 컨베이어, 상기 복수의 컨베이어에 각각 안착되고, 적어도 하나의 피코팅체를 수용하는 적어도 하나의 스핀들을 포함한다.
상기 적어도 하나의 부스의 내부공기를 상기 적어도 하나의 부스의 상하부로 강제순환시키기 위해 설치되는 적어도 하나의 송풍장치를 포함할 수 있다.
상기 복수의 컨베이어는 상부구간과, 상기 상부구간보다 하부에 위치하는 하부구간, 상기 상부구간과 상기 하부구간을 연결하는 승강구간을 이동할 수 있다.
상기 적어도 하나의 스핀들은 상기 복수의 컨베이어에 안착되는 안착부와, 상기 적어도 하나의 피코팅체가 수용되는 수용부, 상기 안착부와 상기 수용부를 연결하는 회전축을 포함할 수 있다.
상기 회전축은 상기 이동레일구간에서 바닥면과 수직하게 위치할 수 있다.
복수의 컨베이어를 따라 피코팅체가 이동하여 효율적으로 부대시설을 이용할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수 개의 피코팅체가 동일한 변위로 이동하며 코팅될 수 있고, 이종 제품간의 동시생산이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅시스템을 도시한 도면이다.
도 2, 도 3은　본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅장치의 스핀들을 도시한 도면이다.
도 5a, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅시스템의 컨베이어를 이동하는 스핀들을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅시스템을 도시한 도면이다.
코팅시스템은 피코팅체(300, 도 4)를 투입 및 배출하고, 이를 코팅 및 건조하는 등의 과정이 이루어지는 공정을 의미한다. 코팅시스템은 피코팅체(300)가 투입되어 코팅 및 건조된 후, 배출될 수 있도록 컨베이어(10)로 연장되어 마련될 수 있다. 컨베이어(10)는 피코팅체(300)의 코팅작업이 완만하게 이루어질 수 있도록, 충분한 길이로 연장되어 마련될 수 있다.
코팅시스템은 피코팅체(300)에 코팅물질을 분사하여 직접적으로 코팅이 이루어지는 코팅장치(100)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 컨베이어(10)는 적어도 하나의 코팅장치(100)를 관통하며 연장된다. 코팅장치(100)를 빠져나온 피코팅체(300)가 건조될 수 있도록, 컨베이어(10)는 다른 코팅장치(100)까지 충분한 길이로 연장되어 마련될 수 있다. 또한, 컨베이어(10)는 컨베이어(10)에 피코팅체(300)가 투입 및 배출되는 작업을 할 수 있는 공간이 마련되도록 연장될 수 있다.
컨베이어(10)는 각각 이격되어 마련되는 복수의 컨베이어(12, 14)로 마련될 수 있다. 컨베이어(10)는 서로 평행하는 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)를 포함한다. 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)는 서로 다른 피코팅체(300)가 투입될 수 있고, 하나의 코팅장치(100)내에서 각각 코팅될 수 있다. 즉, 하나의 코팅장치(100)로 이종의 피코팅체(300)를 코팅할 수 있다.
컨베이어(10)는 바닥면에서 상부 및 하부로 이동할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어(10)는 상부구간(15)과, 상부구간(15)보다 하부에 위치하는 하부구간(16), 상부구간(15)과 하부구간(16)을 연결하는 승강구간(17)을 이동할 수 있다. 피코팅체(300)는 컨베이어(10)에 안착되어 컨베이어(10)와 함께 상부구간(15), 승강구간(17), 하부구간(16) 등을 이동할 수 있다.
코팅시스템의 전체적인 공정을 설명하자면, 하부구간(16)에는 작업자들이 배치되어 컨베이어(10)에 피코팅체(300)를 투입할 수 있다. 투입된 피코팅체(300)가 컨베이어(10)와 함께 이동하며 승강구간(17)을 지나 상부구간(15)으로 이동할 수 있다. 상부구간(15)으로 진입한 피코팅체(300)는 코팅장치(100)를 관통하며 코팅되고, 코팅장치(100)를 빠져나오며 건조될 수 있다. 피코팅체(300)는 복수 개의 코팅장치(100)를 통과하며 코팅과 건조를 반복하고, 다시 승강구간(17)을 지나 하부구간(16)으로 이동할 수 있다. 하부구간(16)에 배치된 작업자들에 의해 코팅이 완료된 피코팅체(300)는 컨베이어(10)에서 배출될 수 있다.
이때, 컨베이어(10)가 하부구간(16) 및 상부구간(15)을 갖는 것은 코팅장치(100)의 송풍장치(150) 설치를 위함이고, 이에 관하여 후술한다.
도 2, 도 3은　본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅장치(100)를 도시한 도면이다.
코팅장치(100)는 외관을 형성하는 부스(110), 부스(110)의 내부에 위치하는 분사유닛(120), 부스(110)를 관통하며 설치되는 복수의 컨베이어(10)을 포함한다. 코팅장치(100)는 코팅시스템에 적어도 하나가 설치될 수 있다.
부스(110)는 컨베이어(10)가 관통할 수 있도록, 양 측이 개방된 박스의 형태로 마련될 수 있다. 또한, 부스(110)는 분사유닛(120)이 설치될 수 있도록 외벽을 포함할 수 있고, 부스(110) 내부의 공기를 순환시키기 위한 송풍장치(150)를 포함할 수 있다.
송풍장치(150)는 코팅과정 중 발생하는 유해성물질의 배출을 위해 코팅장치(100)에 설치될 수 있다. 송풍장치(150)는 부스(110) 내부의 공기를 부스(110)의 상하부로 강제이동시키도록 설치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 부스(110)의 상부에서 부스(110)내부로 투입된 공기는 부스(110)를 관통하며 하부로 빠져나갈 수 있다.
송풍장치(150)는 부스(110) 내부공기를 강제순환시키는 팬(미도시)과, 부스(110) 내부공기의 온도 및 습도를 조절할 수 있는 열교환기(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이러한 팬(미도시)과 열교환기(미도시) 등은 코팅장치(100)의 외부에 설치될 수 있고, 덕트를 통해 연결되어 코팅장치(100) 내부로 조화된 공기를 순환시킬 수 있다. 또한, 부스(110)의 상면에는 필터(160)가 설치되어 송풍장치(150)를 통해 부스(110) 내부로 유입되는 공기의 이물질을 걸러낼 수 있다.
송풍장치(150)가 부스(110) 내부공기를 상부에서 하부로 배출시킬 수 있도록, 부스(110)는 하부공간을 필요로 한다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어(10)는 하부구간(16) 및 상부구간(15)을 갖도록 설치되고, 상부구간(15)에 설치된 부스(110)는 하부로 공기가 배출될 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 또한, 컨베이어(10)는 수평하게 이동하도록 설치되고, 부스(110) 하부공간을 바닥면에서 함몰되도록 마련할 수 있다.
분사유닛(120)은 피코팅체에 코팅물질을 분사할 수 있도록 부스(110) 내부에 설치될 수 있다. 분사유닛(120)은 부스(110) 내부에 설치되는 설치부(122)와, 피코팅체(300)에 코팅물질을 분사하는 노즐(124, 126)을 포함할 수 있다. 설치부(122)는 부스(110)의 내벽에 고정되거나 부스(110)의 일 측에 설치되어 노즐(124, 126)을 지지할 수 있다.
　분사유닛(120)은 복수의 컨베이어(10)에 대응하도록 복수 개가 마련되는 될 수 있다. 즉, 분사유닛(120)은 제 1컨베이어(12)와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 1분사노즐(124)과, 제 2컨베이어(14)와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 2분사노즐(126)을 포함할 수 있다.
제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)에 위치한 피코팅체(300)가 이종의 제품인 경우, 제 1분사노즐(124)과 제 2분사노즐(126)이 중복되어 분사되는 것을 방지하도록 격벽(140)이 마련될 수 있다. 즉, 제 1분사노즐(124)과 제 2분사노즐(126) 중 하나가 피코팅체(300)에 코팅물질을 분사하도록, 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)의 사이에는 격벽(140)이 위치할 수 있다.
또한, 격벽(140)은 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)를 향해 각각 분사되는 에어커튼(Air Curtain, 145)을　포함할 수 있다. 에어커튼(145)은 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)에 각각 위치한 피코팅체(300)에 제 1분사노즐(124)과 제 2분사노즐(126)에서 각각 분사되는 코팅물질이 효과적으로 도포될 수 있도록 돕는다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅장치(100)의 스핀들(200)을 일부 도시한 도면이고, 도 5a, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 코팅시스템의 컨베이어(10)를 이동하는 스핀들(200)을 도시한 도면이다.
피코팅체(300)는 스핀들(spindle, 200)에 수용되어 컨베이어(10)에 안착될 수 있다.　하나의 스핀들(200)에는 적어도 하나의 피코팅체(300)가 수용될 수 있고, 스핀들(200)은 복수의 컨베이어(10)에 각각 안착될 수 있다.　스핀들(200)은 안착된 하나의 컨베이어(10)에 복수 개가 마련될 수 있다. 도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이 복수의 스핀들(200)은 하나의 컨베이어(10)에서 소정의 간격으로 이격되어 안착될 수 있다.
제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)에 각각 안착된 스핀들(200)은 서로 수평하게 위치할 수 있다. 또한, 서로 동일한 간격으로 이격되어 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)에 위치한 각각의 스핀들(200)은 서로 나란하게 마련될 수 있다. 따라서, 제 1컨베이어(12)와 제 2컨베이어(14)는 동일한 변위로 이동하며 피코팅체(300)의 코팅작업을 수행할 수 있다.
스핀들(200)은 컨베이어(10)에 안착되는 안착부(210), 피코팅체(300)가 수용되는 수용부(220), 안착부(210)와 수용부(220)를 연결하는 회전축(230)을 포함할 수 있다.
안착부(210)는 스핀들(200)이 컨베이어(10)와 함께 안정적으로 이동하도록, 컨베이어(10)에 안착할 수 있다. 또한, 피코팅체(300)가 효과적으로 코팅될 수 있도록 코팅장치(100) 내부에 구비된 구동벨트(미도시)에 의해 회전할 수 있다. 구동벨트(미도시)는 컨베이어(10)에 안착된 안착부(210)를 회전시키고, 회전하는 피코팅체(300) 전역에 코팅물질이 도포될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 수용부(220)는 피코팅체(300)가 안정적으로 수용될 수 있도록 평평하게 마련될 수 있다. 또한, 수용부(220)는 코팅장치(100)에서 분사된 코팅물질이 통과할 수 있도록 와이어로 이루어진 와이어 랙(wire rack)일 수 있다. 스핀들(200)의 회전시 피코팅체(300)가 원심력에 의해 수용부(220)를 벗어나는 것을 방지하도록, 수용부(220)의 가장자리에는 적어도 하나의 고정돌기(222)가 마련될 수 있다.
도 4에서는 원형의 외관을 형성하고, 6개의 피코팅체(300)가 수용되는 수용부(220)를 도시하였지만 이는 예시적인 것에 불과하다. 수용부(220)의 형상과 피코팅체(300)의 형상 및 수는 설계에 따라 변경될 수 있다.
회전축(230)은 컨베이어(10)에 안착된 안착부(210)와 피코팅체(300)가 수용된 수용부(220)를 연결하도록 연장되어 마련될 수 있다. 또한, 회전축(230)은 구동벨트(미도시)에 의해 회전하는 안착부(210)의 회전력을 수용부(220)로 전달할 수 있다. 회전축(230)은 수용부(220)에 수용된 피코팅체(300)를 안정적으로 지지하기 위해 바닥면에서 수직하게 연장될 수 있다.
도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이 회전축(230)은 승강구간(17)에도 바닥면과 수직하게 위치할 수 있다. 안착부(210)가 단순하게 컨베이어(10)에 안착된 경우, 승강구간(17)에서 회전축(230)은 소정의 경사로 기울어질 수 있다. 이때, 기울어진 회전축(230)으로 인해 소정의 간격으로 이격된 스핀들(300) 간의 간격이 좁아지고 수용부(220)끼리 접촉할 수 있다.
따라서, 스핀들(200)이 승강구간(17)을 통과하는 경우에도 회전축(230)이 바닥면과 수직하게 위치하여야 스핀들(200) 사이의 안전거리를 확보할 수 있다. 승강구간(17)에서 회전축(230)이 바닥면에 수직하게 위치하기 위해, 승강구간(17)은 이동하는 컨베이어(10)와 수평하게 위치한 가이드레일(19)을 포함할 수 있다.
도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이 안착부(210)는 회전축(230)에서 연장되는 제 1부(212)와 제 1부(212)와 연결되는 제 2부(214)를 포함한다. 제 1부(212)와 제 2부(214)는 회동가능하게 마련된 연결부재(216)로 결합될 수 있다.
평평하게 마련된 상부구간(15) 및 하부구간(16)을 이동하는 경우, 제 1부(212)와 제 2부(214)는 이동하는 컨베이어(10)에 나란하게 위치할 수 있다. 경사를 가지도록 마련된 승강구간(17)의 경우, 회전축(230)이 바닥면에서 수직하게 위치하기 위해 회전축(230)에서 연장된 제 1부(212) 또한 바닥면에서 수직하게 위치한다. 연결부재(216)가 회동하여 제 1부(212)와 연결된 제 2부(214)는 경사를 갖는 컨베이어(10)를 따라 이동할 수 있다.
컨베이어(10)가 이동하는 방향에서 제 2부(214)는 제 1부(212)보다 앞에 위치할 수 있다. 도 5a는 스핀들(200)이 상승하는 경우를 도시한 것으로 가이드레일(19)은 컨베이어(10)와 수평하게 소정의 경사를 갖도록 컨베이어(10)의 상부에 위치한다. 도 5b는 스핀들(200)이 하강하는 경우를 도시한 것으로 가이드 레일(19)은 컨베이어(10)의 하부에 위치한다.
스핀들(200)이 승강구간(17)을 이동하는 경우, 제 2부(214)는 이동하는 컨베이어(10)에 안착되고, 제 1부(212)는 가이드레일(19)에 안착되어 이동할 수 있다. 제 2부(214)는 이동하는 컨베이어(10)에 안착되어 스핀들(200)에 구동력을 제공하고, 제 1부(212)는 가이드레일(19)을 따라 이동하여 회전축(230)이 바닥면과 수직하게 위치할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 코팅장치 및 코팅시스템을 설명함에 있어 특정 형상을 위주로 설명하였으나, 이는 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
10 : 컨베이어 17 : 승강구간
100 : 코팅장치 110 : 부스
120 : 분사유닛 140 : 격벽
150 : 송풍장치 200 : 스핀들
210 : 안착부 220 : 수용부
230 : 회전축 300 : 피코팅체

Claims (13)

  1. 외관을 형성하는 부스;
    상기 부스의 내부에 위치하고, 피코팅체에 코팅물질을 분사하는 분사유닛;
    상기 부스를 관통하며 연장되도록 설치되고, 상기 피코팅체가 각각 로딩되는 복수의 컨베이어;
    을 포함하는 코팅장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분사유닛은 상기 복수의 컨베이어에 대응하도록 복수 개가 마련되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 컨베이어는 서로 평행하게 연장되는 제 1컨베이어와 제 2컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분사유닛은 상기 제 1컨베이어와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 1분사노즐과, 상기 제 2컨베이어와 인접하게 위치하는 적어도 하나의 제 2분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1분사노즐과 상기 적어도 하나의 제 2분사노즐 중 하나가 상기 피코팅체에 코팅물질을 분사하도록,
    상기 제 1컨베이어와 상기 제 2컨베이어의 사이에 위치하는 격벽을 포함하는 코팅장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 컨베이어 중 하나에 안착되고, 적어도 하나의 피코팅체를 수용하는 스핀들(spindle)을 포함하는 코팅장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 스핀들은 안착된 하나의 컨베이어에 소정의 간격으로 복수 개가 마련되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부스 내부의 공기를 상기 부스의 상하부로 강제이동시키도록 설치되는 송풍장치를 포함하는 코팅장치.
  9. 적어도 하나의 부스;
    상기 적어도 하나의 부스를 관통하여 연장되고, 각각 이격되어 마련되는 복수의 컨베이어;
    상기 복수의 컨베이어에 각각 안착되고, 적어도 하나의 피코팅체를 수용하는 적어도 하나의 스핀들;
    을 포함하는 코팅시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부스의 내부공기를 상기 적어도 하나의 부스의 상하부로 강제순환시키기 위해 설치되는 적어도 하나의 송풍장치를 포함하는 코팅시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 복수의 컨베이어는 상부구간과, 상기 상부구간보다 하부에 위치하는 하부구간, 상기 상부구간과 상기 하부구간을 연결하는 승강구간을 이동하는 것을 특징으로 하는 코팅시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스핀들은 상기 복수의 컨베이어에 안착되는 안착부와, 상기 적어도 하나의 피코팅체가 수용되는 수용부, 상기 안착부와 상기 수용부를 연결하는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 승강구간에서 바닥면과 수직하게 위치하는 것을 특징으로 하는 코팅시스템.
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