KR20190086894A - 반자동 블라스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치는 지면으로부터 수직하게 형성되는 제1 프레임, 상기 제1 프레임에 연결 및 고정되고 상기 제1 프레임으로부터 수직하는 방향으로 연장되는 제2 프레임, 상기 제2 프레임의 상면에 배치되어 상기 상면과 평행한 수평면상에서 상기 제2 프레임과 수직하는 방향으로 수평 이동 가능한 수평 이동 장치, 상기 제2 프레임의 하면에 배치되고 상기 수평 이동 장치의 하면 일부에 분리 가능하게 연결되는 거리 조절 장치, 노즐에서 분사되는 연마재의 분사 방향을 조절하기 위해 상기 노즐을 회전시킬 수 있는 노즐 분사 장치 및 상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 모두에게 전원을 공급하고 상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 각각의 이동 방향을 제어할 수 있는 제어부를 포함하고, 상기 거리 조절 장치는 상기 제2 프레임이 연장되는 방향으로 수평 이동이 가능한 연장부를 포함하고, 상기 노즐 분사 장치는 상기 연장부의 일단에 분리 가능하게 연결된다.

Description

반자동 블라스팅 장치{SEMI-AUTO BLASTING APPARATUS}

본 발명은 반자동 블라스팅 장치에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 원격에서 반자동으로 노즐 구동 장치를 제어할 수 있는 반자동 블라스팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유조선, 시추선, 여객선 등의 대형 선박 및 해양 플랜트는 선체를 구성하기 위한 플로어와 판넬의 결합체가 요구되며, 이와 같은 플로어와 판넬은 각각에 형성된 슬릿과 론지가 끼움 방식으로 결합되어, 단일의 결합체인 블록 또는 타워가 된다.

이러한 블록이나 타워를 이용하여 선박 또는 플랜트를 제조하는 공정에서 블록이나 타워에 도장 공정을 수행하기 전에 칠해질 도장의 수명을 연장하기 위해, 전처리 공정으로 블록 또는 타워의 표면에 모래와 같은 그리트(Grit)라는 연마재를 분사하는 그리트 블라스팅(Grit blasting) 공정을 수행한다.

이러한 그리트 블라스팅 작업은 센딩 호스라고 불리우는 블라스팅 호스에 노즐을 부착시키고, 작업자가 노즐을 직접 핸들링을 하여 수행하게 된다. 이때, 블록 또는 타워의 크기와 부피가 상당하기 때문에, 작업자가 수행해야 하는 그리트 블라스팅 작업의 난이도가 매우 높고, 근로 강도가 강하다.

또한, 그리트 블라스팅 공정은 작업자가 어두운 환경에서 작업하는 경우가 많으므로, 작업 초보자가 작업 정도를 판단하기 어렵고, 다양한 블록 또는 타워의 형상에 대한 그리트 블라스팅 공정을 위해 작업자가 자세를 취하기에 어려운 부분이 있으며, 숙련된 작업자가 작업하더라도 작업하기 어려운 블록 또는 타워의 표면이 있다. 또한, 작업자 마다 숙련도가 다르므로 블라스팅 공정의 결과물에 대하여 균일한 품질을 기대하기 어렵다는 문제점이 있다.

[선행문헌]

공개특허공보(KR) 10-2012-0006917

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 노즐 분사 장치를 이동시킬 수 있는 반자동 블라스팅 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 형상의 블록 또는 타워에 균일한 정도의 블라스팅 공정을 실시하기 위해, 노즐 분사 장치에 장착된 노즐의 분사 방향을 조절할 수 있는 반자동 블라스팅 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 지면으로부터 수직하게 형성되는 제1 프레임, 상기 제1 프레임에 연결 및 고정되고 상기 제1 프레임으로부터 수직하는 방향으로 연장되는 제2 프레임, 상기 제2 프레임의 상면에 배치되어 상기 상면과 평행한 수평면 상에서 상기 제2 프레임에 대해 수직하는 방향으로 수평 이동 가능한 수평 이동 장치, 상기 제2 프레임의 하면에 배치되고 상기 수평 이동 장치의 하면 일부에 분리 가능하게 연결되는 거리 조절 장치, 노즐에서 분사되는 연마재의 분사 방향을 조절하기 위해 상기 노즐을 회전시킬 수 있는 노즐 분사 장치 및 상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 모두에게 전원을 공급하고 상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 각각의 이동 방향을 제어할 수 있는 제어부를 포함하고, 상기 거리 조절 장치는 상기 제2 프레임이 연장되는 방향으로 수평 이동이 가능한 연장부를 포함하고, 상기 노즐 분사 장치는 상기 연장부의 일단에 분리 가능하게 연결되는, 반자동 블라스팅 장치를 제공한다.

상기 제2 프레임은, 상기 제2 프레임의 상면에 배치되어 상기 수평 이동 장치가 결합되고 상기 수평 이동 장치의 이동을 가이드하는 제1 레일 및 상기 제2 프레임의 하면에서 상기 제1 레일과 평행하게 배치되고 상기 거리 조절 장치가 결합되며 상기 거리 조절 장치의 이동을 가이드하는 제2 레일을 포함할 수 있다.

상기 수평 이동 장치는, 상기 수평 이동 장치의 외형을 형성하는 제1 하우징, 상기 제1 하우징 내부에 배치되는 복수의 주행 모터, 상기 복수의 주행 모터 각각과 연결되는 감속기와 주행 휠(drive wheel) 및 상기 제1 하우징 하부에 연결되어 상기 제1 레일을 주행하는 제1 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 거리 조절 장치는, 상기 거리 조절 장치의 외형을 형성하고 상기 수평 이동 장치의 하측 일부에 분리 가능하게 부착되며 상기 연장부의 전체 또는 일부를 수용할 수 있는 수용부가 형성된 제2 하우징, 상기 제2 하우징 내부에 배치되는 적어도 한 개 이상의 구동 모터, 상기 구동 모터와 연결되어 상기 연장부를 상기 제2 프레임이 형성된 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 적어도 2개 이상의 가이드 휠(guide wheel) 및 상기 제2 하우징의 일측에 연결되어 상기 제2 레일을 주행하는 제2 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 연장부는 단면이 "H"자 형상일 수 있다.

상기 수용부는, 상기 연장부의 형상과 대응하는 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 레일은 단면이 "H"자 형상일 수 있다.

상기 노즐 분사 장치는, 상기 노즐 분사 장치의 외형을 형성하고 상기 노즐 분사 장치의 외부로부터 내부로 이물질의 유입을 방지하는 제3 하우징, 상기 제3 하우징 내부에 배치되는 노즐 회전 모터, 길이 방향을 따라 일측에 장공이 형성되는 링크, 상기 장공을 관통하여 상기 노즐 회전 모터의 회전축에 결합하고 상기 링크의 일측과 상기 회전축을 연결하는 고정핀, 상기 링크의 타측에 일단이 고정 연결되고 타단은 상기 제3 하우징 외부로 노출되는 노즐 구동축 및 상기 노즐 구동축의 타단에 분리 가능하게 연결되며 적어도 하나 이상의 노즐이 부착될 수 있는 노즐 행거(nozzle hanger)를 포함하고, 상기 회전축과 상기 고정핀 및 상기 장공에 의한 링크의 왕복운동을 상기 노즐 구동축을 이용하여 상기 노즐 행거의 회전운동으로 변환시킬 수 있다.

상기 노즐 분사 장치는, 상기 제3 하우징 내부에 배치되어 상기 노즐 구동축을 지지하고, 상기 노즐 구동축의 회전을 도와주기 위한 적어도 1개 이상의 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 회전축에 연결되는 고정용 지그, 상기 고정용 지그가 상기 고정핀과 연결되는 면에 부착되는 플랜지형 덮개를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 반자동 블라스팅 장치는 반자동화된 노즐 분사 장치를 사용하여, 제품 표면에 균일한 정도의 그리트 블라스팅을 수행할 수 있으며, 이를 통해 일정한 수준 이상의 제품 품질을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반자동 블라스팅 장치는 그리트 블라스팅을 수행하는 작업자의 근로 강도를 대폭 완화할 수 있으며, 작업 효율을 극대화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ선에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치, 거리 조절 장치와 노즐 분사 장치를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치 및 거리 조절 장치가 제1 및 제2 레일로부터 분리되고, 노즐 분사 장치가 연장부(Extended member)로부터 분리된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치의 정면투영도 및 측면투영도이다.
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 분사 장치의 측면투영도 및 후면투영도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치가 제품의 표면에 블라스팅 공정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서 설명되는 모든 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에 설명된 실시 예들과 다르게 변형되어 다양한 실시 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 공지 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위해서 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있으며, 각 구성요소들에 참조번호를 기재할 때, 동일한 구성요소들에 대해서는 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시하였다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 다양한 변형 실시 예들이 있을 수 있다.

그리고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 이하에서는 지면을 기준으로 중력 방향에서 지면과 가까운 방향을 "상방"또는 "상측"으로 설명하고, 이와 반대되는 방향을 "하방" 또는 "하측"으로 설명할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 첨부된 도 1 내지 5b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치(100)에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ선에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치, 거리 조절 장치와 노즐 분사 장치를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치 및 거리 조절 장치가 제1 및 제2 레일로부터 분리되고, 노즐 분사 장치가 연장부로부터 분리된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 이동 장치의 정면투영도 및 측면투영도이며, 도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 분사 장치의 측면투영도 및 후면투영도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치(100)는 제1 프레임(1001), 제2 프레임(1002), 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200), 노즐 분사 장치(1300) 및 제어부(1004)를 포함한다.

제1 프레임(1001)은 지면(10)으로부터 수직하게 형성되며, 반자동 블라스팅 장치(100)를 전체적으로 지면(10)으로부터 일정 간격 이격하여 지지한다.

제1 프레임(1001)은 일반적으로 H빔으로 구성될 수 있다. 하지만, H빔 이외에도, 반자동 블라스팅 장치(100)를 지면(10)으로부터 일정 간격 이격시켜 지지할 수 있는 구조물이라면 필러, 컬럼과 같은 기둥도 제1 프레임(1001)을 구성할 수 있다.

제2 프레임(1002)은 제1 프레임(1001)이 지면(10)으로부터 형성된 방향에 대하여 수직하는 방향으로 연장되며, 제1 프레임(1001)으로부터 연장형성된다. 따라서, 제2 프레임(1002)은 제1 프레임(1001)에 연결 및 고정된다.

이 때, 제2 프레임(1002)에 걸리는 하중을 분산하기 위해, 제1 프레임(1001)과 제2 프레임(1002)을 연결하는 별도의 브라켓 프레임(1003)이 제1 프레임(1001)과 제2 프레임(1002)의 일면 각각에 연결 및 고정될 수 있다. 브라켓 프레임(1003)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 프레임(1002)의 상면과 제1 프레임(1001)의 측면에 사선으로 배치되어 각 프레임에 연결될 수 있다. 하지만, 브라켓 프레임(1003)의 배치는 필수가 아니며, 도 1에 도시된 브라켓 프레임(1003)의 배치 관계는 예시에 불과하다.

수평 이동 장치(1100)는 제2 프레임(1002)의 상면에 배치된다.

수평 이동 장치(1100)는 제2 프레임(1002)의 상면과 평행한 수평면 상에서 제2 프레임(1002)에 대해 수직하는 방향으로 수평 이동할 수 있다.

거리 조절 장치(1200)는 제2 프레임(1002)의 하면에 배치되고 수평 이동 장치(1100)의 하면 일부에 분리 가능하게 연결된다. 그리고, 거리 조절 장치(1200)는 제2 프레임(1002)이 연장되는 방향으로 수평 이동이 가능한 연장부(1203)를 포함하여, 연장부(1203)를 직선 이동 시킬 수 있다.

연장부는 일반적으로 "H"자 형상을 가진 단면으로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스크류가 외주면에 형성된 기둥 또는 직육면체의 기둥 형상 등, 다양한 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

노즐 분사 장치(1300)는 연장부(1203)의 일단에 분리 가능하게 연결되며, 거리 조절 장치(1200)에 의해, 제2 프레임(1002)이 연장된 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다.

노즐 분사 장치(1300)에는 노즐(1307)이 장착된 노즐 행거(nozzle hanger) (1306)가 부착되며, 이러한 노즐 행거(1306)를 회전시킬 수 있다. 노즐(1307)은 노즐 행거(1306)가 회전함에 따라, 일정한 각도로 회전을 하게 되며, 노즐(1307)에서 분사되는 연마재의 분사 방향 역시 일정한 각도 범위 내에서 조절된다.

노즐(1307)은 연마재가 충전되어 있는 별도의 탱크(미도시)와 연결된 호스(1008)에 연결되어 있으며, 그리트와 같은 연마재를 고속, 고압으로 분출할 수 있다.

제어부(1004)는 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300) 모두에게 전원을 공급할 수 있도록, 각각의 장치들(1100, 1200, 1300)과 전기적으로 연결된다.

하지만, 제어부(1004)가 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300) 각각과 전기적으로 연결될 경우, 전기 설비가 복잡해지게 되므로, 본 실시예에서 제어부(1004)는 수평 이동 장치(1100)와 전선(1007)을 통해 전기적으로 연결된다. 이 경우, 수평 이동 장치(1100)에 연결된 전선(1007)은 수평 이동 장치(1100)의 내부로부터, 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300) 각각의 내부까지 연장될 수 있다. 이 때, 제어부(1004)는 수평 이동 장치(1100)의 내부로부터, 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300) 각각의 내부까지 연장된 전선(1007)을 통해 수평 이동 장치(1100) 외에도, 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300)에 전원을 공급할 수 있다.

또한, 제어부(1004)로부터 수평 이동 장치(1100)까지의 물리적인 거리가 멀 경우, 제어부(1004)와 수평 이동 장치(1100)를 연결하는 전선은 필연적으로 길어지게 된다. 이렇게 길이가 늘어난 전선(1006)은 수평 이동 장치(1100)의 이동에 따라 다른 구조물에 엉킬 수 있다.

따라서, 이와 같은 경우에는 케이블 트롤리 행거(cable trolley hanger) 또는 케이블 크레인(cable crane)(1005)을 이용하여 길이가 늘어난 전선(1006)의 일부를 권선된 상태로 지면(10)으로부터 들어올려 관리할 수 있다. 케이블 트롤리 행거 또는 케이블 크레인(1005)은 권선되어 지면으로부터 들어올려진 전선(1006)의 길이를 조절할 수 있으며, 수평 이동 장치(1100)의 이동에 따라 제어부(1004)와 수평 이동 장치(1100)의 거리에 알맞게 전선(1006)의 길이를 조절할 수 있다.

한편, 제어부(1004)는 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300) 각각의 이동 방향, 속력을 제어할 수 있는 제어 수단을 포함할 수 있다. 이러한 제어 수단은 터치스크린과 같은 디스플레이로 구성되거나, 노브(knob)나 버튼이 구비된 제어 기판으로 구성될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 제2 프레임(1002)은 제1 레일(1009) 및 제2 레일(1010)을 포함한다.

제1 레일(1009)은 제2 프레임(1002)의 상면에 배치되며, 제1 레일(1009)의 상부로부터 수평 이동 장치(1100)가 제1 레일(1009)에 결합된다.

제1 레일(1009)에 결합된 수평 이동 장치(1100)는 제1 레일(1009)을 따라 제2 프레임(1002)의 상면과 평행한 수평면 상을 제2 프레임(1002)이 형성된 방향과 수직되는 방향으로 직선 이동할 수 있다.

이렇게, 제1 레일(1009)은 수평 이동 장치(1100)의 직선 운동을 가이드하며, 제2 프레임(1002)의 상면에서 수평 이동 장치(1100)를 지지한다.

제2 레일(1010)은 제2 프레임(1002)의 하면에서 제1 레일(1009)과 평행하게 배치된다. 일반적으로, 제2 레일(1010)은 제2 프레임(1002)의 하면에 배치될 때, 제2 프레임(1002)의 상면에 배치된 제1 레일(1009)의 위치와 대응되지 않고 어긋나도록 배치된다. 이는, 거리 조절 장치(1200)가 제2 레일(1002)과 결합하여, 제2 프레임(1002)이 연장되는 방향에서 거리 조절 장치(1200)의 무게 중심이 균형을 이루도록 하기 때문이다. 하지만, 제2 프레임(1002)이 연장되는 방향에서 거리 조절 장치(1200)의 무게 중심이 균형을 이루도록 할 수만 있다면, 제2 레일(1010)은 제1 레일(1009)이 배치된 위치에 대응되는 위치에서 제2 프레임(1002)의 하면에 배치될 수도 있다.

한편, 거리 조절 장치(1200)의 일측은 수평 이동 장치(1100)의 하측에 분리 가능하게 결합되므로, 제2 레일(1010)은 수평 이동 장치(1100)가 이동을 할 때, 거리 조절 장치(1200)가 수평 이동 장치(1100)와 동일한 방향으로 이동하도록 가이드한다.

도 3을 참조하면, 수평 이동 장치(1100)가 미소거리를 정밀하게 이동할 수 있도록 하기 위해, 제1 레일(1009)보다 작은 주행 레일(1009a)이 제1 레일(1009) 상에 결합될 수 있다.

특히, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 수평 이동 장치(1100)가 제1 레일(1009)에 결합되면, 수평 이동 장치(1100)에 포함된 주행 휠(1104)이 주행 레일(1009a) 상을 주행할 수 있도록 구성된다.

이러한 주행 휠(1104)은, 도 4a 및 4b를 참조하면, 복수의 주행 모터(1102)와 기어 등으로 결합되어 주행 모터(1102)로부터 동력을 제공받아 회전한다.

수평 이동 장치(1100)를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제1 하우징(1101)이 수평 이동 장치(1100)의 외형을 형성하며, 제1 하우징(1101) 내부에 복수의 주행 모터(1102)가 배치된다. 도 4b를 참조하면, 2개의 주행 모터(1102)가 배치되어 있는 것을 예시하고 있다. 하지만, 주행 모터(1102)는 주행 휠(1104)이 배치되는 개수와 동일하게 배치될 수 있으며, 주행 휠(1104)이 2개 이상으로 구성될 경우, 도 4b에 도시된 예시와는 다르게 주행 모터(1102) 역시 2개 이상 배치될 수 있다.

복수의 주행 모터(1102) 각각은 하나의 감속기(1103)와 하나의 주행 휠(drive wheel)(1104)과 연결된다. 또한, 감속기(1103)는 적어도 2개 이상 배치되어야 한다. 따라서, 주행 모터(1102)는 2개 이상이 배치되며, 감속기(1103) 각각에 주행 휠(1104)이 적어도 1개 이상 연결된다.

주행 휠(1104)은 주행 모터(1102)와 연결되어 주행 모터(1102)로부터 동력을 제공받아 회전하고, 감속기(1103)는 회전하는 주행 휠(1104)의 회전 속력을 감속하거나, 주행 모터(1102)로부터 발생되는 동력을 효율적으로 주행 휠(1104)에 전달하는 역할을 한다.

제1 하우징(1101) 하부에는 제1 가이드 롤러(1105)가 연결되며, 일반적으로 제1 가이드 롤러(1105)는 2개가 마련된다. 2개의 제1 가이드 롤러(1105)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 레일(1009)의 단면이 "H"자 형상일 경우, 제1 레일(1009)의 양측에 각각 배치되도록 구성되는 것이 일반적이다.

한편, 2개의 제1 가이드 롤러(1105)는 수평 이동 장치(1100)의 이동에 따라, 제1 레일(1009)을 주행하며, "H"자 형상의 제1 레일(1009)의 굴곡진 내부면 중 적어도 어느 두 개의 대칭되는 면을 따라 주행한다.

이는, 주행 휠(1104)이 제1 레일(1009)보다 단면적이 적은 주행 레일(1009a) 상을 주행할 때, 수평 이동 장치(1100)가 좌우 측면의 균형을 잃고, 전복되는 것을 방지하기 위한 것으로써, 제1 가이드 롤러(1105)는 주행 레일(1009a)을 주행하는 수평 이동 장치(1100)가 탈선하거나 전복되는 것을 방지하는 역할을 한다.

다시 도 3을 참조하면, 거리 조절 장치(1200)는 제2 하우징(1201), 적어도 한 개 이상의 구동 모터(1202), 적어도 2개 이상의 가이드 휠(guide wheel)(1204) 및 제2 가이드 롤러(1205, 1206)를 포함한다.

제2 하우징(1201)은 거리 조절 장치(1200)의 외형을 형성하고 수평 이동 장치(1100)의 하측 일부에 분리 가능하게 부착된다. 또한, 제2 하우징(1201)은 연장부(1203)의 전체 또는 일부를 수용할 수 있는 수용부(1201a)가 형성된다.

수용부(1201a)는 연장부(1203)의 형상과 대응하는 형상을 가지도록 형성되며, 연장부(1203)의 단면이 "H"자 형상일 경우, 수용부(1201a) 역시 "H"자 연장부(1203)를 수용할 수 있도록, 연장부(1203)의 단면적의 크기보다 더 큰 "H"자 구멍이 형성될 수 있다.

제2 하우징(1201) 내부에는 적어도 한 개 이상의 구동 모터(1202)가 배치되며, 가이드 휠(1204)은 구동 모터(1202)와 연결되어 구동 모터(1202)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 이때, 가이드 휠(1204)은 적어도 2개 이상의 가이드 휠(1204)이 배치되며, 구동 모터(1202)는 가이드 휠(1204)의 개수와 동일하게 배치될 필요는 없다.

구동 모터(1202)로부터 동력을 전달받은 가이드 휠(1204)은 연장부(1203)의 표면과 접촉하여 회전하면서, 마찰력에 의해, 연장부(1203)를 제2 프레임(1002)이 형성된 방향과 평행한 방향으로 이동시킨다.

하지만, 가이드 휠(1204)은 마찰력을 이용하는 바퀴 형상에 한정되는 것은 아니며, 연장부(1203)에 치가 형성된 경우, 이 치와 치합하는 기어 또는 톱니 바퀴형태로 형성되어, 연장부(1203)와 치합에 의해, 제2 프레임(1002)이 형성된 방향과 평행한 방향으로 연장부(1203)를 이동시킬 수도 있다.

가이드 휠(1204)이 마찰력을 이용하는 바퀴 형상으로 형성된 경우, 적어도 2개 이상의 가이드 휠(1204)이 연장부(1203)의 표면과 각각 접촉하도록 배치되어, 마찰력을 최대한 증가시키도록 구성된다.

또한, 연장부(1203)의 일단에는 노즐 분사 장치(1300)가 분리 가능하게 연결되므로, 2개 이상의 가이드 휠(1204)은, 일반적으로 연장부(1203)의 타단의 표면에 접촉하도록 구성된다. 하지만, 2개 이상의 가이드 휠(1204)이 노즐 분사 장치(1300)가 부착될 수 있는 연장부(1203)의 일단의 표면에 접촉되도록 구성되는 것을 제한하는 것은 아니다.

한편, 제2 하우징(1201)의 일측에는 제2 가이드 롤러(1205, 1206)가 연결되며, 제2 레일(1010)의 적어도 2개 이상의 표면을 주행하기 위해 적어도 2개 이상의 제2 가이드 롤러(1205, 1206)로 구성된다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 제2 레일(1010)의 단면이 "H"자 형상일 경우, 2개의 제2 가이드 롤러(1205, 1206)는 각각 제2 레일(1010)의 하측 표면과 좌측면을 주행하도록 배치된다. 하지만, 이는 예시적으로 나타낸 것일 뿐이며, 제2 가이드 롤러(1205, 1206)의 배치는 이와 다르게 다양한 구조로 배치될 수 있다. 즉, 2개의 제1 가이드 롤러(1105)가 제1 레일(1009)에 배치된 구조로도 배치될 수도 있다.

제2 가이드 롤러(1205, 1206)는 제2 하우징(1201)이 제1 하우징(1101)에 연결되어 있을 경우, 수평 이동 장치(1100)의 움직임에 따라, 제2 레일(1010) 표면을 주행한다. 이는, 거리 조절 장치(1200)가 수평 이동 장치(1100)의 움직임과 연동되어 움직일 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 제2 레일(1010)의 단면이 "H"자 형상일 경우, 제2 가이드 롤러(1205, 1206)는 제2 레일(1010)에 주행 가능하도록 결합되어 있는 구조를 이용하여, 연장부(1203)가 무게 중심을 유지하고 제2 하우징(1201)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 즉, 연장부(1203)가 제2 프레임(1002)이 형성된 방향과 평행한 방향으로 이동하여, 제2 하우징(1201)으로부터 최대한 제2 프레임(1002)과 멀어지는 방향으로 연장될 때, 연장부(1203) 자체의 무게로 인하여, 연장부(1203)의 무게 중심이 이동하게 되면, 연장부(1203)가 제2 하우징(1201)으로부터 이탈하거나 거리 조절 장치(1200)가 수평 이동 장치(1100)로부터 분리될 수도 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 제2 가이드 롤러(1205, 1206)는 제2 레일(1010)의 측면 및 하면에 접촉하도록 결합되는 것이 바람직하다.

도 5a 및 5b를 참조하면, 노즐 분사 장치(1300)는 제3 하우징(1301), 노즐 회전 모터(1302), 링크(1303), 고정핀(1304), 노즐 구동축(1305), 노즐 행거(nozzle hanger)(1306)를 포함한다.

제3 하우징(1301)은 노즐 분사 장치(1300)의 외형을 형성하고, 노즐 분사 장치(1300)의 외부로부터 내부로 유입되는 이물질을 방지할 수 있도록 밀폐될 수 있도록 구성된다.

제3 하우징(1301) 내부에는 노즐 회전 모터(1302)가 배치되며, 노즐 회전 모터(1302)는 회전축(1302a)을 포함한다. 회전축(1302a)에는 고정핀(1304)을 이용하여 링크(1303)가 연결된다.

링크(1303)는 링크(1303)의 길이 방향을 따라 일측에 장공(1303a)이 형성된다. 장공(1303a)은 링크(1303)가 노즐 회전 모터(1302)의 회전축(1302a)과 연결되는 일측(1303b)에 형성되며, 일반적으로는 링크(1303)의 일측(1303b)으로부터 링크(1303)의 중앙부까지 형성된다.

고정핀(1304)은 링크(1303)에 형성된 장공(1303a)을 관통하여, 노즐 회전 모터(1302)의 회전축(1302a)에 결합하며, 링크의 일측(1303b)과 회전축(1302a)을 연결한다.

고정핀(1304)은 회전축(1302a)이 회전함에 따라, 장공(1303a) 내부에서 슬라이딩하며, 이 경우, 링크(1303)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 고정핀(1304)에 의해, 제3 하우징(1301)의 내부에서 제2 프레임(1009)이 형성된 방향과 평행한 방향으로 왕복 운동을 하게 된다.

링크(1303)의 타측(1303c)에는 노즐 구동축(1305)이 연결된다. 노즐 구동축(1305)의 일단(1305a)은 링크(1303)의 타측(1303c)에 형성된 구멍에 고정 연결되며, 노즐 구동축(1305)은 링크(1303)의 왕복운동에 따라 일정각도를 회전할 수 있게 된다.

노즐 구동축(1305)의 타단(1305b)은 제3 하우징(1301) 외부로 노출되며, 타단(1305)에는 노즐 행거(1306)가 분리 가능하게 연결된다. 이때, 링크(1303)의 왕복운동에 의해 노즐 구동축(1305)이 회전하면, 노즐 행거(1306)는 노즐 구동축(1305)이 회전하는 각도만큼 회전할 수 있도록 구성된다.

노즐 행거(1306)에는 적어도 하나 이상의 노즐(1307)이 부착될 수 있도록 복수의 노즐 소켓(1307)이 포함된다. 이러한 노즐 소켓(1307)에는 한 개의 노즐이 장착되며, 노즐에는 호스(1008)가 연결된다.

즉, 장공(1303a)을 슬라이딩하는 고정핀(1304)에 의해 왕복운동을 하는 링크(1303)의 운동을 노즐 구동축(1305)을 이용하여 노즐 구동축(1305)의 타단(1305b)에 연결된 노즐 행거(1306)의 회전운동으로 변환시킬 수 있다.

노즐 행거(1306)가 일정한 각도 범위 내에서 회전하게 되면, 노즐 소켓(1307)에 장착된 노즐 역시, 노즐 행거(1306)가 회전하는 각도 범위 내에서 노즐 행거(1306)와 함께 회전하게 되며, 노즐로부터 분사되는 연마재의 분사 각도와 방향을 조절할 수 있게된다.

한편, 도 5b를 참조하면, 노즐 분사 장치(1300)는, 적어도 1개 이상의 베어링(1310), 고정용 지그(1308) 및 플랜지형 덮개(1309)를 더 포함할 수 있다.

베어링(1310)은 제3 하우징(1301) 내부에 배치되어 노즐 구동축(1305)을 중력 방향과 반대되는 방향으로 지지하며, 노즐 구동축(1305)이 회전할 경우, 베어링(1310)에 의해, 노즐 구동축(1305)의 회전이 원활하게 노즐 행거(1306)로 전달될 수 있도록 한다. 즉, 베어링(1310)은 링크(1303)의 왕복운동에 의해 회전하는 노즐 구동축(1305)이 제3 하우징(1301) 내부에서 잘 회전할 수 있도록 돕는다.

고정용 지그(1308)는 노즐 회전 모터(1302)의 회전축(1302a)에 결합되며, 고정용 지그(1308)가 회전축(1302a)과 결합하는 면의 반대면에는 플랜지형 덮개(1309)가 결합된다. 플랜지형 덮개(1309)에는 고정핀(1304)이 결합되며, 플랜지형 덮개(1309)에 의해 고정핀(1304)은 회전이 가능하게된다. 따라서, 고정핀(1304)은 링크(1303)의 장공(1303a) 내부에서 슬라이딩 하는 것이 더욱 용이해진다.

즉, 플랜지형 덮개(1309)는 고정용 지그(1308)가 고정핀(1304)과 연결되는 면에 부착되어, 고정핀(1304)과 직접적으로 연결되고, 고정핀(1304)의 회전을 가능하게 한다.

이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치(100)의 작동을 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치(100)가 제품의 표면에 블라스팅 공정을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

우선, 표면에 연마 공정이 필요한 제품인 타워(20)는, 복수의 제품 회전 롤러(11a)가 장착된 선반(11) 상에 배치된다. 도 6에 도시된 타워(20)는 연마 공정이 필요한 제품의 일례에 해당할 뿐이며, 이외에도 연마 공정이 필요한 다양한 제품이 선반(11) 상에 배치될 수 있다.

타워(20)는 선반(11)에 장착된 복수의 제품 회전 롤러(11a)와 접촉하고 있으므로, 연마 공정 시 필요에 따라 타워(20)의 회전이 가능하며, 타워(20)가 회전 함에 따라 타워(20)의 모든 표면에 대하여 연마 공정을 용이하게 적용할 수 있다.

반자동 블라스팅 장치(100)는 제1 프레임(1001), 제2 프레임(1002), 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200), 노즐 분사 장치(1300) 및 제어부(1004)를 포함한다. 다만, 제어부(1004)는 도 6에서 그 도시가 생략되어 있다.

제어부(1004)는 케이블 크레인(1005)에 의해 수평 이동 장치(1100)의 상측과 연결된 전선(1006)을 통해 수평 이동 장치(1100)에 전원을 공급한다. 수평 이동 장치(1100)는 제어부(1004)로부터 공급된 전원을 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300)로 각각 전달할 수 있다.

수평 이동 장치(1100)는 제2 프레임(1002) 상에 배치된 제1 레일(1009)을 따라, 제2 프레임(1002)의 상면과 평행한 수평면 상을 제2 프레임(1002)과 수직하는 방향으로 직선 이동한다.

수평 이동 장치(1100)의 하측 일부에는 거리 조절 장치(1200)가 연결되어, 수평 이동 장치(1100)의 움직임에 따라 거리 조절 장치(1200)도, 제2 프레임(1002)의 상면과 평행한 수평면 상을 제2 프레임(1002)과 수직하는 방향으로 직선 이동하게 된다.

따라서, 수평 이동 장치(1100)와 거리 조절 장치(1200)는 타워(20)의 길이 또는 높이 방향을 따라 이동하므로, 타워(20)가 복수의 제품 회전 롤러(11a)에 의해 회전하면, 타워(20)의 모든 표면에 연마 공정을 수행할 수 있다.

수평 이동 장치(1100)와 거리 조절 장치(1200)가 타워(20)의 길이 방향을 따라 이동하던 중 특정 위치에서 멈추면, 거리 조절 장치(1200)에 포함된 연장부(1203)는 거리 조절 장치(1200)로부터 제2 프레임(1002)이 형성된 방향으로 연장된다.

이 때, 연장부(1203)의 일단에 연결된 노즐 분사 장치(1300)는 타워(20)의 표면에 근접할 수 있게 된다.

노즐 분사 장치(1300)는 내부에 배치된 노즐 회전 모터(1302), 노즐 회전 모터(1302)의 회전축(1302a), 고정핀(1304) 및 장공(1303a)이 형성된 링크(1303)에 의해 노즐 구동축(1305)과 노즐 행거(1306)를 회전시켜, 노즐로부터 분사되는 연마재의 분사 방향 또는 각도를 조절한다.

작업자는 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300)를 제어부(1004)를 통해 각각의 이동을 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반자동 블라스팅 장치(100)는 제어부(1004)를 이용하여 작업자가 수평 이동 장치(1100), 거리 조절 장치(1200) 및 노즐 분사 장치(1300)를 각각 조절할 수 있고, 노즐로부터 분사되는 연마재의 분사 방향 또는 각도를 조절할 수 있으므로, 종래에 비하여 소수의 작업자로 작업자의 작업 숙련도에 관계없이, 제품의 전 표면에 대한 연마 공정을 신속하게 수행할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 지면 1006: 전선
20: 타워 1009: 제1 레일
100: 반자동 블라스팅 장치 1010: 제2 레일
1001: 제1 프레임 1100: 수평 이동 장치
1002: 제2 프레임 1200: 거리 조절 장치
1004: 제어부 1300: 노즐 분사 장치
1005: 케이블 크레인

Claims (10)

1. 지면으로부터 수직하게 형성되는 제1 프레임;
   상기 제1 프레임에 연결 및 고정되고 상기 제1 프레임으로부터 수직하는 방향으로 연장되는 제2 프레임;
   상기 제2 프레임의 상면에 배치되어 상기 상면과 평행한 수평면 상에서 상기 제2 프레임에 대해 수직하는 방향으로 수평 이동 가능한 수평 이동 장치;
   상기 제2 프레임의 하면에 배치되고 상기 수평 이동 장치의 하면 일부에 분리 가능하게 연결되는 거리 조절 장치;
   노즐에서 분사되는 연마재의 분사 방향을 조절하기 위해 상기 노즐을 회전시킬 수 있는 노즐 분사 장치; 및
   상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 모두에게 전원을 공급하고 상기 수평 이동 장치, 상기 거리 조절 장치 및 상기 노즐 분사 장치 각각의 이동 방향을 제어할 수 있는 제어부;를 포함하고,
   상기 거리 조절 장치는 상기 제2 프레임이 연장되는 방향으로 수평 이동이 가능한 연장부를 포함하고,
   상기 노즐 분사 장치는 상기 연장부의 일단에 분리 가능하게 연결되는, 반자동 블라스팅 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 프레임은,
   상기 제2 프레임의 상면에 배치되어 상기 수평 이동 장치가 결합되고 상기 수평 이동 장치의 이동을 가이드하는 제1 레일; 및
   상기 제2 프레임의 하면에서 상기 제1 레일과 평행하게 배치되고 상기 거리 조절 장치가 결합되며 상기 거리 조절 장치의 이동을 가이드하는 제2 레일;을 포함하는, 반자동 블라스팅 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 수평 이동 장치는,
   상기 수평 이동 장치의 외형을 형성하는 제1 하우징;
   상기 제1 하우징 내부에 배치되는 복수의 주행 모터;
   상기 복수의 주행 모터 각각과 연결되는 감속기와 주행 휠(drive wheel); 및
   상기 제1 하우징 하부에 연결되어 상기 제1 레일을 주행하는 제1 가이드 롤러;를 더 포함하는, 반자동 블라스팅 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 거리 조절 장치는,
   상기 거리 조절 장치의 외형을 형성하고 상기 수평 이동 장치의 하측 일부에 분리 가능하게 부착되며 상기 연장부의 전체 또는 일부를 수용할 수 있는 수용부가 형성된 제2 하우징;
   상기 제2 하우징 내부에 배치되는 적어도 한 개 이상의 구동 모터;
   상기 구동 모터와 연결되어 상기 연장부를 상기 제2 프레임이 형성된 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 적어도 2개 이상의 가이드 휠(guide wheel); 및
   상기 제2 하우징의 일측에 연결되어 상기 제2 레일을 주행하는 제2 가이드 롤러;를 더 포함하는, 반자동 블라스팅 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 연장부는 단면이 "H"자 형상인, 반자동 블라스팅 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 수용부는,
   상기 연장부의 형상과 대응하는 형상을 가지도록 형성되는, 반자동 블라스팅 장치.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 및 제2 레일은 단면이 "H"자 형상인, 반자동 블라스팅 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 노즐 분사 장치는,
   상기 노즐 분사 장치의 외형을 형성하고 상기 노즐 분사 장치의 외부로부터 내부로 이물질의 유입을 방지하는 제3 하우징;
   상기 제3 하우징 내부에 배치되는 노즐 회전 모터;
   길이 방향을 따라 일측에 장공이 형성되는 링크;
   상기 장공을 관통하여 상기 노즐 회전 모터의 회전축에 결합하고 상기 링크의 일측과 상기 회전축을 연결하는 고정핀;
   상기 링크의 타측에 일단이 고정 연결되고 타단은 상기 제3 하우징 외부로 노출되는 노즐 구동축; 및
   상기 노즐 구동축의 타단에 분리 가능하게 연결되며 적어도 하나 이상의 노즐이 부착될 수 있는 노즐 행거(nozzle hanger);를 포함하고,
   상기 회전축과 상기 고정핀 및 상기 장공에 의한 링크의 왕복운동을 상기 노즐 구동축을 이용하여 상기 노즐 행거의 회전운동으로 변환시킬 수 있는, 반자동 블라스팅 장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 노즐 분사 장치는,
   상기 제3 하우징 내부에 배치되어 상기 노즐 구동축을 지지하고, 상기 노즐 구동축의 회전을 도와주기 위한 적어도 1개 이상의 베어링;을 더 포함하는, 반자동 블라스팅 장치.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전축에 연결되는 고정용 지그;
    상기 고정용 지그가 상기 고정핀과 연결되는 면에 부착되는 플랜지형 덮개;를 더 포함하는, 반자동 블라스팅 장치.
    

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