KR20200137067A - 자동 조색 및 페인팅 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르는 자동 조색 및 페인팅 장치는, 색상을 감지하는 색감지 센서부; 각기 상이한 색상의 페인트들을 수용하는 다수의 페인트 수용장치; 에어를 공급하는 콤프레샤; 상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트를 분사부를 통해 외부로 분사하며, 상기 콤프레샤로부터의 에어량을 조절하여 상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트 토출량을 조절하는 다수의 에어량 조절기; 상기 페인트 분사부 및 상기 색감지 센서부를 이동하는 이동기구; 및 상기 색감지 센서부를 통해 미리 정해둔 기준영역에 대한 색상을 감지하고, 미리 정해진 페인팅 대상 영역들을 하나씩 순차적으로 이동하면서 해당 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하고, 상기 기준영역에 대한 색상과 이동된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 결정하고, 상기 조색비율에 따라 상기 다수의 에어량 조절기를 제어하여 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 각기 상이한 색상의 페인트들을 토출하여 상기 이동된 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 제어부;를 구비함을 특징으로 한다.

Description

자동 조색 및 페인팅 장치 및 방법{Auto coloring and painting apparatus and method}
본 발명은 페인팅 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페인팅 대상 영역에 대해 현재의 색상을 인식하고 그 색상이 미리 정의된 색상과 상이한 경우 페인팅을 실시할 수 있게 하고 이동형 로봇으로 구현하여 부분 도색의 효율성과 안전성을 제공할 수 있는 자동 조색 및 페인팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 조선소의 선박 외벽, 아파트의 내벽 및 외벽, 건축 현장의 외벽,대형 탱크, 지하실 등에 대한 산업현장에서의 도장은 페인트 분사 기계 공구를 이용하여 사람이 직접 수작업으로 이행하였다.
상기 조선소의 선반 외벽 또는 아파트의 외벽 페인팅의 경우에는 밧줄에 의지하여 시계의 추처럼 좌우로 반복하며 위에서 아래로 내려오면서 페인팅을 수행하므로, 동일한 작업의 반복성과 이로 인한 시간적 손실이 많고 안전에 대한 위험성이 매우 높은 문제가 있엇다.
또한, 대형 탱크나 선박의 내부, 지하실과 같이 밀폐된 공간에서의 도장은 마스크 또는 안전공구를 착용하고 작업하더라도 작업자의 호흡기를 통해 페인트가 흡입되는 문제가 있었다.
이와 같이 종래에는 페인트 분사기를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 이동케이블 장치를 장착하고 좌우방향으로 이동시키면서, 조선소의 선박 외벽, 아파트 외벽, 건물 외벽 등을 손쉽고 안전하게 페인팅 작업을 할 수 있게 페인팅 시스템을 개발하여, 페인팅 기능공의 생명을 안전하게 보호하고 추락사고와 같은 산업재해를 방지하며 밀폐된 공간에서 페인팅 작업시 발생할 수 있는 질식사고를 방지하고 있다.
그러나 종래 산업 현장에서는 부분 도색이나 특정 색상과 유사한 색상으로의 도색도 요구되었으나, 이는 육안으로 확인한 후에 도색하여야 하므로 종래의 페인팅 시스템을 적용하는 데에는 한계가 있었다.
이에 종래에는 부분 도색이나 특정 색상과 유사한 색상으로의 도색을 이행할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다.
한국공개 특허 제2006-0103569호 한국등록 특허 제1377700호 한국등록 특허 제1322270호
본 발명은 페인팅 대상 영역에 대해 현재의 색상을 인식하고 그 색상이 미리 정의된 색상과 상이한 경우 페인팅을 실시할 수 있게 하고 이동형 로봇으로 구현하여 부분 도색의 효율성과 안전성을 제공할 수 있는 자동 조색 및 페인팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 자동 조색 및 페인팅 장치는, 페인팅 대상 영역에 대해 색상을 감지하는 색감지 센서부; 각기 상이한 색상의 페인트들을 수용하는 다수의 페인트 수용장치; 에어를 공급하는 콤프레샤; 상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트를 분사부를 통해 외부로 분사하며, 상기 콤프레샤로부터의 에어량을 조절하여 상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트 토출량을 조절하는 다수의 에어량 조절기; 상기 페인트 분사부 및 상기 색감지 센서부를 이동하는 이동기구; 및 상기 색감지 센서부를 통해 미리 정해둔 기준영역에 대한 색상을 감지하고, 미리 정해진 페인팅 대상 영역들을 하나씩 순차적으로 이동하면서 해당 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하고, 상기 기준영역에 대한 색상과 이동된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 결정하고, 상기 조색비율에 따라 상기 다수의 에어량 조절기를 제어하여 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 각기 상이한 색상의 페인트들을 토출하여 상기 이동된 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 페인팅이 완료되면, 상기 색감지 센서부를 통해 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하고, 상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이한지 체크하고, 상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 다시 결정하고, 상기 다시 결정된 조색비율에 따라 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅함을 특징으로 한다.
또한, 상기 색상의 감지를 위해 기준영역 또는 페인팅 대상 영역을 밀폐하는 밀폐부; 및 상기 밀폐된 기준영역 또는 페인팅 대상영역에 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사하는 광원부;를 더 구비하며, 상기 제어부는 색상의 감지시에 상기 밀폐부와 상기 광원부를 이용하여 해당 영역을 밀폐한 상태에서 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사함을 특징으로 한다.
또한, 상기 기준영역은 상기 페인팅 대상 영역 중 어느 하나임을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동기구는 상기 페인팅 분사부를 회전시켜 페인팅 분사부의 분사방향을 회전시키며, 상기 제어부는 상기 페인트의 토출시에 상기 이동기구를 구동하여 상기 페인팅 분사부를 회전시켜 페인팅을 이행함을 특징으로 한다.
또한, 외부의 제어 센터 또는 사용자 단말기와 네트워크로 연결되어 데이터를 송수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 통신부를 통해 상기 제어부는 상기 이동기구를 제어하여 상기 페인팅 대상 영역으로 이동하게 하거나 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 이행할 수 있게 원격 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, GPS 모듈을 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 GPS 모듈을 통해 현재 자동 조색 및 페인팅 장치의 위치 또는 상기 페인팅 대상 영역의 위치를 제공받아 위치기반 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자동 조색 및 페인팅 방법에 있어서, 미리 정해둔 기준영역에 대한 색상을 감지하는 단계; 페인팅 대상 영역들을 하나씩 순차적으로 이동하면서 해당 영역에 대한 색상을 감지하는 단계; 상기 기준영역에 대한 색상과 이동된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 결정하는 단계; 및 상기 조색비율에 따라 상기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 각기 상이한 색상의 페인트들을 토출하여 상기 이동된 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 페인팅이 완료되면, 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하는 단계; 상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이한지 체크하는 단계; 상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 다시 결정하는 단계; 및
상기 다시 결정된 조색비율에 따라 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 색상의 감지시에는 해당 영역을 밀폐한 상태에서 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기준영역은 상기 페인팅 대상 영역 중 어느 하나임을 특징으로 한다.
또한, 상기 페인팅 분사방향을 회전시켜 페인팅을 이행함을 특징으로 한다.
본 발명은 페인팅 대상 영역에 대해 현재의 색상을 인식하고 그 색상이 미리 정의된 색상과 상이한 경우 페인팅을 실시할 수 있게 함으로써 부분 도색의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 페인팅을 이행한 후에 페인팅된 영역의 색상을 확인하고 해당 색상이 미리 정의된 색상과 상이한 경우에는 조색비율을 변경하여 다시 페인팅을 이행할 수 있게 하여 부분 도색의 신뢰도를 높일 수 있게 한다.
또한, 페인팅 대상 영역으로 이동할 수 있는 이동형 로봇으로 구현하고 카메라를 이용하여 원격 조종할 수 있어, 사람이 들어가기 힘든 공간 또는 조선소의 선박 외벽 또는 건축 현장의 외벽 등 수작업에 따라 안전에 대한 위험성이 높은 산업현장에서 추락사고 또는 질식사고를 방지할 수 있게 한다.
또한, 본 발명은 미리 정의된 색상 및 현재의 색상을 인식할 때에 주변환경으로부터의 영향을 제한하기 위해 외부광을 차단한 상태에서 미리 정해진 색온도의 광을 제공함으로써, 부분 도색의 신뢰도를 높일 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 자동 조색 및 페인팅 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 자동 조색 및 페인팅 방법의 절차도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 락카형태의 페인트 스프레이와 에어호스를 연결하기 위한 기구물을 예시한 도면.
본 발명은 특정 위치에서의 색상(R,G,B)을 인식하고, 그 색이 미리 정의된 색상과 상이한 경우에는 상기 정의된 색상으로 C,M,Y(Cyan, Magenta, Yellow) 색상의 페인트를 조색하여 상기 특정 위치에 대한 페인팅을 수행하여 부분 도색의 효율성을 높인다.
또한, 본 발명은 상기 페인팅후에 상기 특정 위치에 대한 색상을 다시 인식하고, 그 색이 미리 정의된 색상과 상이한 경우에는 C,M,Y(Cyan, Magenta, Yellow) 색상의 페인트의 조색비율을 가변하여 상기 특정 위치에 대한 페인팅을 다시 수행하여 부분 도색의 신뢰도를 높인다.
또한, 페인팅 대상 영역으로 이동할 수 있는 이동형 로봇으로 구현하고 카메라를 이용하여 원격 조종할 수 있어, 사람이 들어가기 힘든 공간 또는 조선소의 선박 외벽 또는 건축 현장의 외벽 등 수작업에 따라 안전에 대한 위험성이 높은 산업현장에서 추락사고 또는 질식사고를 방지할 수 있게 한다.
또,한 본 발명은 미리 정의된 색상 및 현재의 색상을 인식할 때에 주변환경으로부터의 영향을 제한하기 위해 외부광을 차단한 상태에서 미리 정해진 색온도의 광을 제공함으로써, 부분 도색의 신뢰도를 높인다.
이로서 본 발명은 건물의 외벽이나 울타리, 혹은 구조물 등의 유지보수를 위해 부분 도색이 필요하거나 특정 색상의 도색이 필요할 때에 전문 지식이 없는 비전문가도 쉽게 작업할 수 있게 한다.
이러한 본 발명에 따르는 자동 조색 및 페인팅 장치 및 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<자동 조색 및 페인팅 장치의 구성>
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 색감지 센서와 아두이노를 활용한 자동 조색 및 페인팅 장치의 구성도이다.
상기 색감지 센서와 아두이노를 활용한 자동 조색 및 페인팅 장치는, 밀폐부(100)와, LED 광원부(102)와, 색감지 센서부(104)와, 제어부(106)와, 기구구동부(108)와, 콤프레샤(110)와, 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,114)와, 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)와, 분사부(124)로 구성된다.
상기 밀폐부(110)는 색감지 영역에 대한 주변환경의 영향을 제한하기 위해 외부광을 제한하기 위한 것으로 페인팅 대상 영역을 밀폐하는 기능을 수행한다.
상기 LED 광원부(102)는 상기 밀폐부(110)에 의해 외부광을 제한하기 위해 밀폐된 페인팅 대상 영역에 미리 정해진 색온도를 가진 광을 제공한다.
상기 색감지 센서부(104)는 상기 밀폐부(110)에 의해 외부광이 제한된 상태에서 LED 광원부(102)의 광이 조사되는 페인팅 대상 영역을 촬상하는 카메라부(103)를 구비하고, 상기 카메라부(103)를 통해 촬상된 페인팅 대상 영역에 대한 이미지에서 색상(R,G,B)을 인식하고, 그에 따른 색상정보를 제어부(106)에 제공한다.
상기 제어부(106)는 아두이노로 구현된다. 상기 제어부(106)는 상기 페인팅 대상 영역들 각각에 대해 순차적으로 이동하면서 페인팅 대상 영역에 대해 검지한 색상(R,G,B)정보가 미리 정의된 색상정보와 동일한지 체크하고, 상기 검지된 색상정보가 미리 정의된 색상정보와 동일하면 이동기구(131)를 구동하여 다음 페인팅 대상 영역으로 이동하여 색상정보를 검지한다. 이와 달리 상기 검지된 색상정보가 미리 정의된 색상정보와 상이하면, 상기 제어부(106)는 미리 정의된 색상정보에 대응되는 색상으로 페인트를 조색하기 위해 C,M,Y(Cyan, Magenta, Yellow) 색상의 페인트 조색비율을 검출하고, 상기 조색비율에 따라 기구구동부(108)를 제어하여 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)의 에어량을 조절하여, 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)로부터의 페인트 토출량을 조절하여 상기 미리 정의된 색상정보에 대응되는 색상을 상기 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)로부터의 페인트로부터 조색하여 분사하여 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 수행한다.
또한, 상기 제어부(106)는 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅이 수행된 후에는 다시 상기 페인팅 대상 영역에 대해 검지한 색상(R,G,B)정보가 미리 정의된 색상정보와 동일한지 체크하고, 상기 검지된 색상정보가 미리 정의된 색상정보와 동일하지 않으면 상기 C,M,Y(Cyan, Magenta, Yellow) 색상의 페인트 조색비율을 변경하여 다시 페인팅을 이행하고, 그렇지 않으면 다음 색감지 영역으로 이동한다.
상기 기구구동부(108)는 상기 제어부(106)의 제어에 따라 상기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)의 밸브를 구동하는 스텝모터를 구동한다.
상기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)는 상기 콤프레샤(110)로부터의 에어량을 조절하여 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)로부터의 페인트 토출량을 조절하여 분사부(124)로 제공한다.
상기 콤프레샤(110)는 분사방식의 페인팅을 위한 에어를 생성하여 상기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)로 제공한다.
상기 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)는 마젠타, 옐로우, 시안 색상의 페인트를 수용하며, 각기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)에 연결된 상태에서 콤프레샤(110)를 통해 제공되는 에어에 따라 자신이 수용하고 있는 페인트를 분사부(124)로 공급한다. 특히 상기 페인트 공급량은 콤프레샤(110)의 에어량에 의해 생성되는 공기압에 따라 가변된다.
상기 분사부(124)는 상기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)를 통해 제공되는 페인트를 외부, 즉 페인팅 대상 영역으로 분사하여 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 이행한다.
상기 자동 조색 및 페인팅 장치는 이동형 로봇으로 구현될 수 있어, 로봇 본체(미도시)와, 상기 본체 상에 형성되는 카메라부(103)와, 전원부(미도시), 본체 구동부(130), 통신부(170), GPS 모듈(180)을 더 구비할 수 있다. 또한, 전술한 기구구동부(108), 콤프레샤(110), 제1 내지 제3에어량 조절기(112, 114, 116), 제1 내지 제3 페인트 수용장치(118, 120, 122), 분사부(124)도 이동형 로봇 본체 상에 형성될 수 있다. 즉, 로봇 본체는 카메라(103)를 포함한 색감지 센서부(104), 전원부(배터리), 콤프레샤(110), 제1 내지 제3 에어량 조절기(112, 114, 116), 제1 내지 제3 페인트 수용장치(118, 120, 122), 분사부(124) 등의 각 구성부품이 설치되며, 그 하부에는 본체 구동부(130)를 통해 제어되는 이동기구(131)를 구비된다. 이때, 편의상 본체 구동부(130)와 기구구동부(108)로 분리하여 각 구성부품별 제어하는 방식이나 이를 하나의 기구구동부로 통합하여 구현할 수 있다.
또한, 이동기구(131)는 2륜, 4륜 또는 그 이상의 바퀴가 구비될 수 있으며, 이동기구(131)는 어려운 지형 환경을 극복하기 위해 바퀴(wheel) 대신에 캐터필러 밴드(caterpillar band) 등이 사용될 수 있다. 특히, 자동 조색 및 페인팅을 위한 로봇 본체는 선박 외벽 또는 아파트 외벽 등을 이동할 수 있어 낙하 방지 구조물을 구비할 수 있다. 가령, 선박 등의 금속의 경우에는 자석을 이용한 낙하 방지 구조물이 사용될 수 있다.
따라서, 자동 조색 및 페인팅 장치는 이동기구(131)를 통해 페인팅 대상 영역들을 순차적으로 하나씩 이동시킴과 아울러 분사부(124)를 단독으로 회전시키거나 이동기구(131)상에 분사부(124)가 형성되므로 분사부(124)는 고정시키고 이동기구(131)를 회전시켜 여러 방향으로 페인팅을 효과적으로 이행한다.
가령, 본체 구동부(130)는 서보모터를 통해 구동축을 통해 연결된 이동기구(131)로서 본체의 2륜 또는 4륜 바퀴를 구동시켜 본체를 전/후/좌/우로 이동가능하게 할 수 있다. 즉, 본체 구동부(130)는 바퀴부를 포함한 이동기구(131)를 이동시키는 구동 모터(서보모터)와, 상기 구동모터의 속도 및 방향을 제어하는 모터 드라이버(미도시)를 구비하다. 이때, 제어부(106)는 제어 명령(후술하는 사용자 단말기의 제어 명령을 통신부를 통해 수신받고 수신받은 경우도 포함)에 따라 상기 모터 드라이버를 통해 상기 모터를 제어하거나 상기 카메라를 제어하는데, H 브릿지 회로(H-bridge circuit)를 이용하여, 본체를 전/후/좌/우로 움직일 수 있게 한다.
또한, 제어 센터(미도시) 또는 외부의 사용자 단말기(미도시)와 네트워크로 연결되면, 사용자는 자신의 단말기를 통해 통신부(170)와 연결하여 자동 조색 및 페인팅 장치를 원격 제어할 수 있다. 이때, GPS 모듈(180)을 통해 현재 본체의 위치 또는 페인팅 대상 영역을 위치를 파악하여 LBS(위치기반 서비스)를 제공할 수 있다.
즉, 사용자 단말기(노트북 PC, 스마트폰 등)에서 통신부(170) 및 GPS 모듈(180)을 통해 자동 조색 및 페인팅 장치의 제어부(106)는 본체 구동부(130)를 통해 색감지 센서부(104)의 카메라부(103)와 이동기구(131)를 제어하여 페인팅 대상 영역으로 이동하게 하거나 기구구동부(108)를 통해 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 이행할 수 있게 사용자가 직접 제어(원격 조종)할 수 있도록 한다. 여기서, 통신부(170)는, 예를 들어, FB155BC 블루투스 모듈과 FB200AS 블루투스 리시버(Receiver)를 이용할 수 있고, 이때에는 블루투스 모듈을 이용한 최대 통신 거리는 15m까지 가능하다. 또한, 근거리 무선통신망으로 와이파이(wifi)가 더 추가될 수 있다.
또한, 외부의 사용자 단말기와 자동 조색 및 페인팅 장치의 모니터링을 위한 제어센터가 네트워크로 연결된 서버 시스템을 더 구현할 수 있고, 상기 서버 시스템(미도시)은 사용자 식별정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함할 수 있고, 다수의 외부 사용자 단말기가 상기 서버 시스템에 접속하여 자동 조색 및 페인팅 프로그램을 다운받아 설치하여, 스마트폰용 앱(어플리케이션) 프로그램으로 웹 또는 모바일 상에서 서비스할 수 있다.
<자동 조색 및 페인팅 방법>
이제 상기한 바와 같이 구성되는 색감지 센서와 아두이노를 활용한 자동 조색 및 페인팅 장치에 적용가능한 자동 조색 및 페인팅 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 자동 조색 및 페인팅 방법의 절차도를 도시한 것이다.
상기 색감지 센서와 아두이노를 활용한 자동 조색 및 페인팅 장치의 제어부(106)는 미도시된 사용자 인터페이스를 통해 페인팅이 요청되면(200단계), 기준 색상(R,G,B)를 검지한다(202단계). 상기 기준 색상(R,G,B)의 검지는 미리 정해둔 기준 영역에 대해 외부광을 차단하고 미리 정해진 색온도의 LED 광을 제공한 상태에서 검지되며, 상기 미리 정해둔 기준 영역은 페인팅 대상 영역 중 어느 한 영역으로 결정될 수도 있다.
상기 기준 색상(R,G,B)의 검지가 완료되면, 상기 제어부(106)는 미도시된 기구이송장치를 구동하여 페인팅 대상 영역들에 대해 순차적으로 하나씩 이동하고(204단계), 이동된 페인팅 대상 영역에서의 색상(R,G,B)을 검지한다(206단계), 상기 색상이 검지되면, 상기 제어부(106)는 상기 이동된 페인팅 대상 영역에서 검지된 색상이 기준 색상과 다른지를 검색한다(208단계).
상기 기준 색상(R,G,B)과 검지된 색상이 서로 상이하면, 상기 제어부(106)는 기준 색상(R,G,B)에 대응되게 페인트 조색비율을 검출하며(210단계), 조색비율의 검출은 표 1에 예시한 바와 같이 미리 결정된 시안, 마젠타, 옐로우 조색비율 테이블을 이용하여 결정된다.
시안 마젠타 옐로우
제1색상(R,G,B) A1 B1 C1
제2색상(R,G,B) A3 B2 C3
...
상기 표 1에서 A1,A2,B1,B2,C1,C2는 비율을 나타내는 숫자이다.
상기 페인트 조색비율이 결정되면, 상기 제어부(106)는 페인트 조색비율에 따라 상기 제1 내지 제3에어량 조절기(112,114,116)의 조절하여 상기 콤프레샤(110)로부터의 에어량을 조절하여 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)로부터의 페인트 토출량을 조절하면서 제1 내지 제3페인트 수용장치(118,120,122)로부터의 페인트를 분사부(124)로 제공하며, 상기 분사부(124)를 통해 토출된 페인트는 상기 페인팅 대상 영역에 분사되어 페인팅이 수행된다(212단계). 여기서, 상기 페인팅의 효율을 높이기 위해 상기 분사부(124)를 회전할 수 있으며 이는 미도시된 이동기구를 통해 수행될 수 있다.
이후 상기 제어부(106)는 상기 페인팅이 완료된 영역에 대해 다시 색상(R,G,B)을 검지하고 상기 검지된 색상과 상기 기준색상이 상이하면, 상기 페인트 조색비율을 변경하고 변경된 페인트 조색비율에 따라 페인팅을 다시 수행한다(214,216,218,220단계).
이와 달리 페인팅이 완료된 영역에 대해 다시 검지한 색상이 기준색상과 동일하면, 상기 제어부(106)는 모든 페인팅 대상 영역들에 대한 페인팅이 완료될 때까지(222단계), 페인팅 대상 영역의 다음 영역으로 이동하여 다음 페인팅을 이행한다.
또한, 페인팅 대상 영역의 이동을 위해 자동 조색 및 페인팅 장치는 이동형 로봇으로 구현될 수 있어, 제어 센터(미도시) 또는 외부의 사용자 단말기(미도시)와 네트워크로 연결되면, 사용자는 자신의 단말기를 통해 통신부(170)와 연결하여 자동 조색 및 페인팅 장치를 원격 제어할 수 있다. 이때, GPS 모듈(180)을 통해 현재 본체의 위치 또는 페인팅 대상 영역을 위치를 파악하여 LBS(위치기반 서비스)를 제공할 수 있다.
즉, 사용자 단말기(노트북 PC, 스마트폰 등)에서 통신부(170) 및 GPS 모듈(180)을 통해 자동 조색 및 페인팅 장치의 제어부(106)는 본체 구동부(130)를 통해 색감지 센서부(104)의 카메라부(103)와 이동기구(131)를 제어하여 페인팅 대상 영역으로 이동하게 하거나 기구구동부(108)를 통해 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 이행할 수 있게 사용자가 직접 제어(원격 조종)할 수 있도록 한다.
또한, 외부의 사용자 단말기와 자동 조색 및 페인팅 장치의 모니터링을 위한 제어센터가 네트워크로 연결된 서버 시스템을 더 구현할 수 있고, 상기 서버 시스템(미도시)은 사용자 식별정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함할 수 있고, 다수의 외부 사용자 단말기가 상기 서버 시스템에 접속하여 자동 조색 및 페인팅 프로그램을 다운받아 설치하여, 스마트폰용 앱(어플리케이션) 프로그램으로 웹 또는 모바일 상에서 서비스할 수 있다.
이제 본 발명의 바람직한 실시예는 콤프레샤를 이용하여 구현되는 것을 예시하였으나 소규모의 페인팅 작업을 위해 락카형 페인트 스프레이를 이용하여 구현될 수도 있다.
이를 위해 상기 락카형 페인트 스프레이와 에어량 조절기 사이의 연결을 위한 구조물이 요구되며, 이를 위한 구조물을 예시한 것이 도 3이다.
상기 도 3의 (a)는 락카형 페인트 스프레이의 페인트 분사부와 에어관을 연결하기 위한 접합부와 락카형 페이트 스프레이의 몸체부와 상기 접합부사이를 고정하기 위한 고정장치의 구조를 예시하였다. 또한 에어호스와 페인트 분사부를 연결하기 위한 러버의 구조를 예시하였다. 그리고 상기 도 3의 (b)는 상기 도 3의 (a)에 따른 구조를 3D 프린터를 이용하여 출력한 것을 예시한 도면이다.
이러한 본 발명의 색감지 센서와 아두이노를 활용한 자동 조색 및 페인팅 장치는 산업 현장에서 부분 도색의 보완 및 특정 색상의 유사색 도색을 목적으로 채용될 수 있다. 또한 로봇이나 무인 시스템에 장착하여 사람이 들어가기 힘든 공간에 진입하여 도색 작업을 실시할 수 있게 한다. 또한 카메라와 로봇을 이용하여 원격 조정도 가능하며, 이는 당업자에 의해 자명하다.
상기한 본 발명은 페인팅 전후에 색상을 감지하여 페인팅 후에 원하는 색상이 아닌 경우에는 다시 페인팅을 이행함으로써 부분도색시 전체 색상과의 동일성을 강화한다.
또한 본 발명은 페인팅 대상 영역을 순차적으로 이동하면서 페인팅을 이행하므로 아파트나 산업현장에서의 부분도색의 자동화를 이행할 수 있다. 또한 상기 분사부의 회전각을 변경하면서 페인팅을 이행하여 부분도색의 효율을 높일 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 밀폐부
102 : LED 광원부
104 : 색감지 센서부
106 : 제어부
108 : 기구구동부
110 : 콤프레샤
112~116 : 제1 내지 제3에어량 조절기
118~122 : 제1 내지 제3페인트 수용장치
124 : 분사부

Claims (12)

  1. 자동 조색 및 페인팅 방법에 있어서,
    미리 정해둔 기준영역에 대한 색상을 감지하는 단계;
    페인팅 대상 영역들을 하나씩 순차적으로 이동하면서 해당 영역에 대한 색상을 감지하는 단계;
    상기 기준영역에 대한 색상과 이동된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 결정하는 단계; 및
    상기 조색비율에 따라 상기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 각기 상이한 색상의 페인트들을 토출하여 상기 이동된 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 단계;를 구비함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페인팅이 완료되면, 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하는 단계;
    상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이한지 체크하는 단계;
    상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 다시 결정하는 단계; 및
    상기 다시 결정된 조색비율에 따라 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 색상의 감지시에는 해당 영역을 밀폐한 상태에서 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준영역은 상기 페인팅 대상 영역 중 어느 하나임을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 페인팅 분사방향을 회전시켜 페인팅을 이행함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 방법.
  6. 자동 조색 및 페인팅 장치에 있어서,
    색상을 감지하는 색감지 센서부;
    각기 상이한 색상의 페인트들을 수용하는 다수의 페인트 수용장치;
    에어를 공급하는 콤프레샤;
    상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트를 분사부를 통해 외부로 분사하며, 상기 콤프레샤로부터의 에어량을 조절하여 상기 다수의 페인트 수용장치로부터의 페인트 토출량을 조절하는 다수의 에어량 조절기;
    상기 페인트 분사부 및 상기 색감지 센서부를 이동하는 이동기구; 및
    상기 색감지 센서부를 통해 미리 정해둔 기준영역에 대한 색상을 감지하고, 미리 정해진 페인팅 대상 영역들을 하나씩 순차적으로 이동하면서 해당 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하고,
    상기 기준영역에 대한 색상과 이동된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 결정하고,
    상기 조색비율에 따라 상기 다수의 에어량 조절기를 제어하여 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 각기 상이한 색상의 페인트들을 토출하여 상기 이동된 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅하는 제어부;를 구비함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부가,
    상기 페인팅이 완료되면, 상기 색감지 센서부를 통해 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상을 감지하고,
    상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이한지 체크하고,
    상기 기준영역에 대한 색상과 상기 페인팅된 페인팅 대상 영역에 대한 색상이 상이하면, 상기 기준영역에 대한 색상으로의 페인팅을 위해 각기 상이한 색상의 페인트들에 대한 조색비율을 다시 결정하고,
    상기 다시 결정된 조색비율에 따라 상기 각기 상이한 색상의 페인트들의 토출량을 조절하면서 상기 페인팅 대상 영역으로 분사하여 페인팅함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 색상의 감지를 위해 기준영역 또는 페인팅 대상 영역을 밀폐하는 밀폐부; 및
    상기 밀폐된 기준영역 또는 페인팅 대상영역에 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사하는 광원부;를 더 구비하며,
    상기 제어부는 색상의 감지시에 상기 밀폐부와 상기 광원부를 이용하여 해당 영역을 밀폐한 상태에서 미리 정해둔 색온도를 가지는 광을 조사함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기준영역은 상기 페인팅 대상 영역 중 어느 하나임을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이동기구는 상기 페인팅 분사부를 회전시켜 페인팅 분사부의 분사방향을 회전시키며,
    상기 제어부는 상기 페인트의 토출시에 상기 이동기구를 구동하여 상기 페인팅 분사부를 회전시켜 페인팅을 이행함을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    외부의 제어 센터 또는 사용자 단말기와 네트워크로 연결되어 데이터를 송수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부를 통해 상기 제어부는 상기 이동기구를 제어하여 상기 페인팅 대상 영역으로 이동하게 하거나 상기 페인팅 대상 영역에 대한 페인팅을 이행할 수 있게 원격 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    GPS 모듈을 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 GPS 모듈을 통해 현재 자동 조색 및 페인팅 장치의 위치 또는 상기 페인팅 대상 영역의 위치를 제공받아 위치기반 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 자동 조색 및 페인팅 장치.
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