KR20200141293A - 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도장작업시 작업자가 파지하고 있는 스프레이 건과 피도면과의 이격 거리는 물론 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 측정하여 그 측정값을 제어부를 통하여 도장기의 압력은 물론 도료의 분사량 또한 실시 간으로 제어함에 따라 항시 균일한 도막 두께로 도장이 이루어질 수 있도록 스프레이 건에 피도면과의 이격 거리를 측정하도록 구비되는 거리측정센서와 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 감지하도록 구비되는 모션 센서를 포함하는 감지수단; 및 상기 감지수단의 각 측정값에 따라 에어리스 도장기의 압력 조절과 함께 도료의 분사량을 실시 간으로 제어하도록 마련되는 제어부;를 포함하는 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치를 제공하는 데 있다.
그에 따라 피도면의 형태나 작업자의 작업 패턴과 관계없이 피도면으로 항상 균일한 두께의 도막 두께가 형성되는 효과와 함께 작업의 난이도가 저감되고 재작업을 방지함은 물론 도장 품질을 향상시켜 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과도 가진다.
그에 따라 피도면의 형태나 작업자의 작업 패턴과 관계없이 피도면으로 항상 균일한 두께의 도막 두께가 형성되는 효과와 함께 작업의 난이도가 저감되고 재작업을 방지함은 물론 도장 품질을 향상시켜 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과도 가진다.
Description
본 발명은 스프레이 건을 이용한 도장에 따른 도장조건 제어장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 도장작업시 작업자가 파지하고 있는 스프레이 건과 피도면과의 이격 거리는 물론 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 측정하여 그 측정값을 제어부를 통하여 도장기의 압력은 물론 도료의 분사량 또한 실시 간으로 제어함에 따라 항시 균일한 도막 두께로 도장이 이루어질 수 있도록 한 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박이나 해양구조물을 건조하는 과정에서 도장작업을 수행하게 되는 데, 상기 선박이나 해양구조물의 특성상 도포면적이 넓기 때문에 작업능률을 높이기 위하여 고압의 공기 또는 유압을 이용한 에어리스(airless) 도장기를 사용하여 도장하고 있다.
이러한 에어리스 도장기는 펌프의 설정압력에 따라 스프레이 건을 통하여 일정 범위의 유량으로 도료가 분사되고, 작업자는 스프레이 건을 파지하여 작업환경 및 개인 작업패턴에 따라 도장한다.
이렇게, 에어리스 도장기를 사용하여 도장하는 과정에서 피도면과의 이격 거리와 스프레이 건의 이동속도가 일정하지 않을 경우에는 도료가 항상 일정한 유량으로 분사되더라도 피도면에 균일한 도막 두께로 도장되지 않은 단점을 가진다.
그로 인해 재작업은 물론 과도막으로 인한 도장 불량상태가 야기되었다.
상기와 같이 도료를 도장시 균일한 도막 두께로 도장하기 위한 종래 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-1078538호(이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)에 게시된 바와 같이 도장 작업자가 직접 도장하는 실시 조건과 동일한 도장 작업을 구현하면서 도막의 품질을 높이고, 자동도장장비의 활용성을 높여 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있도록 스프레이 건에 압력밸브 컨트롤러를 구비하여 도료가 과도하게 뿌려져 과도막 형성을 방지하는 자동도장장비의 과도막 방지장치를 이용한 도장방법과 같은 기술도 제안된 바 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0117875호(이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에 게시된 바와 같이 선체 블럭이나 선체 구조물과 같은 피도물에 자동도장장비를 이용한 도장시, 해당하는 최적의 표준 도장 조건 설정과 함께 레귤레이터의 토출 압력을 실시간으로 감지하여 설정된 토출 압력으로 실시간 유지시키고, 피도물과 도장건의 분사 거리도 실시간으로 감지하여 설정된 분사 거리를 실시간으로 유지시킴으로써, 균일한 도막 형성과 함께 최상의 도장 품질을 얻을 수 있도록 한 레귤레이터가 장착된 자동도장장비를 이용한 도장방법과 같은 기술이 제안된 바 있다.
또, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0033972호(이하 '선행기술문헌 3'이라 한다)에 게시된 바와 같이 작업자의 스프레이 작업 패턴과 작업 환경에 영향을 받지 않고 균일한 도막 두께를 형성할 수 있도록 피도면과의 거리를 측정하는 거리 측정부, 이동속도를 측정하는 속도 측정부, 도막 두께 데이터를 저장하는 데이터 베이스 및 유출되는 도료의 유량을 연산하고 제어하는 제어부를 포함하는 도료 분사장치와 같은 기술도 제안된 바 있다.
그러나 선행기술문헌 1 내지 2는 도장작업에 따른 작업자의 스프레이 작업 패턴이나 작업 환경에 따라 균일하게 두께로의 도장이 원활하게 이루어지지 않는 단점을 가진다.
선행기술문헌 3은 저장된 도막 두께 데이터에 비하여 압력 제어가 이루어지지 않아 도료가 정확하게 분사되지 않는 단점을 가진다.
상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결과제는 도장작업시 작업자가 파지하고 있는 스프레이 건과 피도면과의 이격 거리는 물론 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 측정하여 그 측정값을 제어부를 통하여 도장기의 압력은 물론 도료의 분사량 또한 실시 간으로 제어함에 따라 항시 균일한 도막 두께로 도장이 이루어질 수 있도록 한 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 구체적인 기술적 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 기술적 해결수단은 에어리스 도장기와 연결라인으로 연결되는 스프레이 건을 이용하여 도장하는 과정에서 그 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건을 제어하기 위한 제어장치로서, 상기 제어장치는 스프레이 건에 피도면과의 이격 거리를 측정하도록 구비되는 거리측정센서와 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 감지하도록 구비되는 모션 센서를 포함하는 감지수단; 및 상기 감지수단의 각 측정값에 따라 에어리스 도장기의 압력 조절과 함께 도료의 분사량을 실시 간으로 제어하도록 마련되는 제어부;를 포함한다.
상기 에어리스 도장기의 압력은 하기 수식에 의해 산출하는 것을 특징으로 한다.
F = -8.27 + 0.009432 L + 0.005239 V
(F: 요구 분사량[L/min], L: 피도면과의 이격 거리[mm], V: 이동속도[mm/s])
상기 도료 분사량은 아래 수식에 의해 산출하는 것을 특징으로 한다.
P = -0.0219 F3 + 0.056 F2 + 134.26 F - 14.206
(P: 도장기 압력[bar], F: 분사량[L/min])
본 발명은 도장작업시 작업자가 파지하고 있는 스프레이 건과 피도면과의 이격 거리는 물론 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 측정하여 그 측정값을 제어부를 통하여 도장기의 압력은 물론 도료의 분사량 또한 실시 간으로 제어함에 따라 항시 균일한 도막 두께로 도장이 이루어질 수 있도록 함으로써, 피도면의 형태나 작업자의 작업 패턴과 관계없이 피도면으로 항상 균일한 두께의 도막 두께가 형성되는 효과와 함께 작업의 난이도가 저감되고 재작업을 방지함은 물론 도장 품질을 향상시켜 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 효과도 가진다.
또한, 균일한 두께는 물론 재작업을 방지함에 따라 도장재의 원가 또한 현저하게 절감할 수 있는 부수적인 효과도 가진다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 개념도,
도 2는 본 발명의 제어과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제어과정을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 개념도이며, 도 2는 본 발명의 제어과정을 설명하기 위한 블록도이다.
도시된 바와 같이 통상적인 에어리스 도장기는 선박이나 해양구조물 등과 같이 도포면적이 넓은 작업대상물에 작업능률을 높이기 위하여 고압의 공기 또는 유압을 이용한 스프레이 방식에 의해 도장할 때 사용하는 장비이다.
이러한 에어리스 도장기는 펌프의 설정압력에 따라 스프레이 건을 통하여 일정 범위의 유량으로 도료가 분사되고, 작업자는 스프레이 건을 파지하여 작업환경 및 개인 작업패턴에 따라 도장한다.
그러나 통상적인 에어리스 도장기를 사용하여 도장하는 과정에서 피도면과의 이격 거리와 스프레이 건의 이동속도가 일정하지 않을 경우에는 도료가 항상 일정한 유량으로 분사되더라도 피도면에 균일한 도막 두께로 도장되지 않은 단점을 가진다.
그로 인해 재작업은 물론 과도막으로 인한 도장 불량상태가 발생하는 단점도 가진다.
본 발명은 도장작업시 작업자가 파지하고 있는 스프레이 건과 피도면과의 이격 거리는 물론 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 감지하여 그 감지 값을 제어부를 통하여 도장기의 압력은 물론 도료의 분사량 또한 실시 간으로 제어함에 따라 항시 균일한 도막 두께로 도장이 이루어질 수 있도록 한 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 에어리스 도장기(100)와 도로 이송호스 등과 같은 연결라인(110)으로 연결되는 스프레이 건(120)을 이용하여 도장하는 과정에서 그 스프레이 건(120)의 위치와 움직임에 대한 도장조건을 제어하기 위한 제어장치(1)는 스프레이 건(120)에 피도면과의 이격 거리를 측정하도록 구비되는 통상적인 거리측정센서(12)와 그 스프레이 건(120)의 이동속도를 실시 간으로 감지하도록 구비되는 통상적인 모션 센서(14)를 포함하는 감지수단(10)을 포함한다.
다시 말해서, 거리측정센서는 스프레이 건에 통상적인 방식에 의해 구비되어 도장하고자 하는 피도면과 스프레이 건 사이의 이격 거리를 실시 간으로 정확하게 측정한 후 그 측정값을 후술하는 제어부로 전달한다.
아울러, 모션 센서 또한 스프레이 건에 통사적인 방식에 의해 구비되어 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 측정한 후 그 측정값을 후술하는 제어부로 전달한다.
이러한 거리측정센서 및 모션 센서로 구성되는 감지수단은 도장을 위한 도료가 직접적으로 분사되는 스프레이 건에 마련됨으로써, 더욱더 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
한편, 상기 감지수단(10)의 각 측정값에 따라 에어리스 도장기(100)의 압력 조절과 함께 도료의 분사량을 실시 간으로 제어하도록 마련되는 제어부(20);를 포함한다.
상기에서, 에어리스 도장기의 압력은 하기 수식에 의해 산출된다.
F = -8.27 + 0.009432 L + 0.005239 V
(F: 요구 분사량[L/min], L: 피도면과의 이격 거리[mm], V: 이동속도[mm/s])
또한, 상기 도료 분사량 역시 아래 수식에 의해 산출된다.
P = -0.0219 F3 + 0.056 F2 + 134.26 F - 14.206
(P: 도장기 압력[bar], F: 분사량[L/min])
다시 말해서, 도장작업에 따른 피도면과 스프레이 건과의 거리가 근접하면 압력과 유량을 줄이고, 반대로, 피도면과 스프레이 건과의 거리가 멀면 압력과 유량을 늘림으로써, 피도면과 스프레이 건과의 거리에 따라 자동으로 에어리스 도장기의 압력과 도료의 분사량을 조절한다.
그로 인해 피도면의 형태나 작업자의 작업 패턴과 관계없이 피도면으로 항상 균일한 두께의 도막 두께가 형성됨으로써, 작업의 난이도가 저감되고 재작업을 방지함은 물론 도장 품질을 향상시켜 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
이는 도장재의 원가 또한 현저하게 절감할 수 있는 부수적인 조건도 가진다.
본 발명은 작동과정은 상기한 바와 같이 감지수단에 의해 스프레이 건과 피도면과의 거리와 이동속도가 측정되면 이를 제어부에서 측정값으로 산출한다.
그런 다음 제어부에서 다시 그 측정값을 토대로 요구 분사량을 산출한 후 에어리스 도장기의 압력값을 산출함과 아울러 도료의 분사량을 산출한다.
그리고 나서 레귤레이터(regulator)를 제어한 다음 스프레이 건을 통하여 도료를 분사하여 도장작업을 수행한다.
이로써, 피도면으로의 항상 동일한 도막 두께를 갖도록 도장작업이 이루어질 수 있는 것이다.
1 : 제어장치
10 : 감지수단 12 : 거리측정센서
14 : 모션 센서 20 : 제어부
100 : 에어리스 도장기 110 : 연결라인
120 : 스프레이 건
10 : 감지수단 12 : 거리측정센서
14 : 모션 센서 20 : 제어부
100 : 에어리스 도장기 110 : 연결라인
120 : 스프레이 건
Claims (3)
- 에어리스 도장기와 연결라인으로 연결되는 스프레이 건을 이용하여 도장하는 과정에서 그 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건을 제어하기 위한 제어장치로서,
상기 제어장치는 스프레이 건에 피도면과의 이격 거리를 측정하도록 구비되는 거리측정센서와 그 스프레이 건의 이동속도를 실시 간으로 감지하도록 구비되는 모션 센서를 포함하는 감지수단; 및
상기 감지수단의 각 측정값에 따라 에어리스 도장기의 압력 조절과 함께 도료의 분사량을 실시 간으로 제어하도록 마련되는 제어부;를 포함하는 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치. - 제1항에 있어,
상기 에어리스 도장기의 압력은 하기 수식에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치.
F = -8.27 + 0.009432 L + 0.005239 V
(F: 요구 분사량[L/min], L: 피도면과의 이격 거리[mm], V: 이동속도[mm/s])
- 제1항에 있어,
상기 도료 분사량은 아래 수식에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 스프레이 건의 위치와 움직임에 대한 도장조건 제어장치.
P = -0.0219 F3 + 0.056 F2 + 134.26 F - 14.206
(P: 도장기 압력[bar], F: 분사량[L/min])
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