KR20210035783A - 자동화 도장 장치 - Google Patents

Abstract

자동화 도장 장치가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 도장 대상면에 혼합원료를 분사하는 분사모듈; 상기 분사모듈에 연결된 복수의 케이블의 길이를 제어하여 상기 분사모듈을 미리 설정된 패턴을 따라 위치 이동시키는 윈치모듈; 상기 케이블 각각의 장력을 측정하는 장력센서; 및 상기 윈치모듈을 제어하여 상기 분사모듈이 이동하면서 혼합원료를 분사하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 장력센서에 의해 측정된 장력 정보로부터 초기 입력된 상기 분사모듈의 위치 정보를 자동으로 보정하여, 상기 분사모듈이 위치한 지점을 실시간으로 파악할 수 있다.

Description

자동화 도장 장치{AUTOMATIC COATING APPARATUS}

본 발명은 자동화 도장 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 이동모듈을 설치하지 않아도 분사모듈이 이동하면서 연속적으로 혼합원료를 균일하게 분사하는 동시에, 배출노즐에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 자동화 도장 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박에 대한 도장작업은 해수에 의한 선체의 부식 및 오염을 방지하기 위한 작업으로, 특히 대형선박의 도장 대상면은 블록 단위로 제작되는 각 선체의 선행블록, 즉, 대형선박의 선체를 이루도록 다수의 블록 단위로 선행하여 제작되는 선체블록에 대하여 외부도장과 내부도장으로 구분된다.

상기 외부도장은 선행블록의 외판에 대한 도장으로, 외판의 하부와 측면 및 상부에 대한 도장작업으로 나누어서 진행된다.

이러한 선행블록의 외부도장은, 선행블록의 외판 표면을 검사하고, 검사가 이루어진 선행블록의 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 선행블록의 외판에 대한 도장을 완료한다.

이러한 선행블록의 외판에 대한 도장작업 중, 특히, 선행블록의 측면 도장작업은 고공에서 이루어지는 작업으로, 통상 도장 작업자와 고소차 운전자가 한 조를 이루어 고소차 상에서 수작업으로 진행되었다. 예를 들어, 도장 작업자와 운전자가 고소차의 바스켓에 탑승한 상태로, 도장 작업자는 단일 도장 건을 이용하여 선행블록의 외판을 도장하고, 운전자는 작업 진행 속도에 맞추어 다음 도장할 위치로 고소차를 운전하였다.

그런데, 이러한 종래 선행블록의 외판에 대한 측면 도장작업은 도장 건을 이용한 도장속도, 피도면에 대한 도장 건의 도장 거리, 및 도장 건을 통한 혼합원료의 분사압력 등이 도장품질을 결정짓는 중요한 인자로 작용함에도, 수작업의 특성상 현실적으로는 도장 작업자의 숙련도와 경험에만 의존해 왔다.

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

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

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

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

그러나, 이러한 종래의 자동화 도장 시스템에 의할 경우, 시스템을 제어하는 제어부에서 분사모듈의 정확한 위치를 파악하지 못하고, 케이블에 연결된 분사모듈이 흔들리는 문제가 발생하였고, 이러한 문제를 극복하기 위해 종래의 자동화 도장 시스템에는 분사모듈이 탑재되는 별도의 이동모듈이 설치되어야 했다.

즉, 종래의 자동화 도장 시스템에 의할 경우, 이동모듈이 도장 영역으로 이동한 후 정지된 상태에서, 이동모듈의 흔들림이 정지되면 이동모듈에 탑재된 분사모듈이 횡방향으로 이동하면서 분사를 하는 방식을 적용해야 했고, 그 결과, 종래의 자동화 도장 시스템에 의할 경우, 분사모듈이 이동하면서 연속적으로 도장하는 것이 가능하지 않았다.

또한, 종래의 자동화 도장 시스템에 의할 경우, 분사모듈의 배출노즐에 발생하는 이물질 등을 제거하기 위해 별도의 인력이 투입되거나 이를 제거하기 위해 도장 장치의 운전을 중지해야 했다.

따라서, 별도의 이동모듈을 설치하지 않아도 분사모듈이 이동하면서 연속적으로 혼합원료를 균일하게 분사하는 동시에, 배출노즐에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 자동화 도장 장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 이동모듈을 설치하지 않아도 분사모듈이 이동하면서 연속적으로 혼합원료를 균일하게 분사하는 동시에, 배출노즐에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 자동화 도장 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 도장 대상면에 혼합원료를 분사하는 분사모듈; 상기 분사모듈에 연결된 복수의 케이블의 길이를 제어하여 상기 분사모듈을 미리 설정된 패턴을 따라 위치 이동시키는 윈치모듈; 상기 케이블 각각의 장력을 측정하는 장력센서; 및 상기 윈치모듈을 제어하여 상기 분사모듈이 이동하면서 혼합원료를 분사하도록 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 장력센서에 의해 측정된 장력 정보로부터 초기 입력된 상기 분사모듈의 위치 정보를 자동으로 보정하여, 상기 분사모듈이 위치한 지점을 실시간으로 파악하는, 자동화 도장 장치를 제공한다.

일 예로, 상기 제어부는 상기 분사모듈에 연결된 상기 복수의 케이블의 장력을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 분사모듈이 제1 방향으로 이동하는 경우 혼합원료를 분사하고, 제2 방향으로 이동하는 경우 혼합원료가 분사되지 않도록 할 수 있다.

이때, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직 방향일 수 있다.

이때, 상기 분사모듈은, 복수의 원료가 공급되는 원료공급부; 상기 원료공급부와 연결되되, 상기 복수의 원료가 유입되어 배출노즐을 통해 혼합 원료가 배출되도록 하는 배출부; 및 상기 배출노즐의 이물질을 제거하는 세척부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 분사모듈이 상기 제2 방향으로 이동하는 경우 상기 세척부를 제어하여 상기 배출노즐의 이물질을 제거할 수 있다.

이때, 상기 배출부는 상기 배출노즐 방향으로 공기를 분사하는 공압부를 더 포함하되, 상기 공압부는 상기 세척부에서 상기 배출노즐 방향으로 세척액이 분사될 때 공기를 분사할 수 있다.

이때, 상기 세척부는 상기 배출부와 연결되는 세척액노즐을 포함하고, 상기 공압부는 상기 배출부와 연결되는 공압노즐을 포함하되, 상기 배출노즐의 단부로부터 상기 공압노즐이 상기 세척액노즐 보다 이격된 위치에 설치될 수 있다.

한편, 상기 세척부는 상기 배출노즐을 브러싱하는 브러시를 포함하되, 상기 브러시는 상기 배출노즐의 내부로 적어도 일부가 삽입되어 상기 배출노즐 내부를 브러싱할 수 있다.

이때, 상기 배출부는 상기 배출노즐 방향으로 공기를 분사하는 공압부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 배출노즐 내부의 브러싱 후 상기 브러시가 상기 배출노즐 내부에서 빠져나온 후, 상기 공압부에서 공기를 분사하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 이동모듈을 설치하지 않아도 분사모듈이 이동하면서 연속적으로 혼합원료를 균일하게 분사하는 동시에, 배출노즐에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거하여 자동화 도장 공정의 구현이 가능하다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화 도장 장치의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 장치의 개략도를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 스프레이 장치를 나타낸 것이다.

, 이동 방향, 도포 패턴 등이 제어된다. 예를 들어, 상기 분사 거리는 600~1500㎜, 상기 분사 속도는 650㎜/s 이하로 조절될 수 있고, 상기 도포 패턴은 'ㄹ'자로 이동하면서 연속 분포하도록 제어될 수 있다.

이때, 분사모듈(60, 600)은 미리 설정된 도장 패턴을 따라 이동하는 동시에 혼합원료의 분사가 제어될 수 있고, 예를 들어, 분사모듈(60, 600)이 제1 방향으로 이동하는 경우 혼합원료를 분사하고, 제2 방향으로 이동하는 경우 혼합원료가 분사되지 않도록 제어부(90)에 의해 제어될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 방향은 도장 대상면의 횡 방향을, 상기 제2 방향은 도장 대상면의 종 방향을 각각 지칭할 수 있다. 즉, 분사모듈(60, 600)이 'ㄹ'자 도포 패턴으로 이동하되, 도장 대상면의 횡 방향으로 이동할 때 혼합원료를 분사하고, 종 방향으로 이동할 때 혼합원료를 분사하지 않도록 제어되며, 혼합원료를 분사하지 않을 때 배출노즐의 이물질이 제거되도록 제어부에 의해 제어될 수 있다. 상기 배출노즐의 구체적인 구성 및 이물질을 제거하는 방법은 도 5 내지 도 11을 들어 후술한다.

따라서, 자동화 도장 장치는 연속적인 도장 공정을 중지하지 않고도, 상기 배출노즐에 형성되는 이물질을 효율적으로 제거함에 따라 도장 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

윈치모듈(70, 700)은 분사모듈(60, 600)에 연결된 복수의 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)의 길이를 제어하여 분사모듈(60, 600)을 미리 설정된 패턴을 따라 이동시킨다. 이때, 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)은 8개가 분사모듈에 연결되고, 각 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)은 상부 풀리(800a), 방향전환 풀리(800c) 및 하부 풀리(800b)를 거쳐 분사모듈(60, 600)의 위치, 기울어진 각도 등의 자세, 이동 방향, 이동 속도 등을 제어할 수 있다.

즉, 각 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)은 상부 풀리(800a) 및 하부 풀리(800b)에 의해 미리 설정된 장력이 유지되면서 상부 풀리(800a) 및 하부 풀리(800b)로부터 분사모듈(60, 600)까지의 길이가 제어되고, 방향전환 풀리(800c)에 의해 분사모듈(60, 600)의 다양한 위치, 자세 및 이동 방향의 제어가 가능하다.

예를 들어, 상부 풀리(800a) 및 하부 풀리(800b)는 각각 4개씩 프레임(도면에 미도시)에 설치될 수 있고, 방향전환 풀리(800c)는 4개 내지 12개가 설치될 수 있다. 예를 들어, 분사모듈(60, 600)은 상부 풀리(800a)가 설치된 위치 보다 높게 이동하지 않고, 하부 풀리(800b)가 설치된 위치 보다 낮게 이동하지 않게 설계되어, 분사모듈(60, 600)의 이동을 안정적으로 제어할 수 있다.

케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)은 스테인리스 스틸을 소재로 하는 금속 케이블을 사용하거나 또는, 고 강성이면서 내부식성 및 내열성의 섬유 케이블로 아라미드 섬유를 소재로 하는 케블라 케이블이 적용될 수 있다.

윈치모듈(70, 700)은 2 개가 분사모듈(60, 600)을 사이에 두고 서로 반대방향으로 설치될 수 있고, 하나의 윈치모듈(70, 700)에는 4개의 윈치가 설치될 수 있다.

상기 윈치의 구조는 도 3을 들어 설명한다. 도 3을 참조하면, 윈치(710)는 바닥면에 드럼 베이스(711)가 설치되고, 드럼 베이스(711) 상에 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)을 감거나 푸는 케이블 드럼(712)이 회전 가능하게 설치되며, 드럼 베이스(711)의 일 측에 모터 등 구동수단(713)이 설치되며, 구동수단(713)의 회전축은 케이블 드럼(712)에 연결되어 케이블 드럼(712)을 정역 회전 제어하는 구성이 적용될 수 있다.

하나의 윈치(712)는 분사모듈(60, 600)과 연결되는 하나의 케이블을 감거나 풀어서 상부 풀리(800a) 및 하부 풀리(800b)로부터 분사모듈(60, 600)까지의 케이블 길이를 개별 제어할 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 윈치모듈(70, 700)에 포함된 8개의 윈치(710)는 각각의 케이블을 감거나 풀어서 분사모듈(60, 600)의 위치, 기울어진 각도 등의 자세, 이동 방향, 이동 속도 등을 정교하게 제어할 수 있다.

즉, 윈치모듈(70, 700)에 설치된 각 윈치(710)는 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)을 통해 분사모듈(60, 600)의 양 측에 연결되어 각 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)의 길이제어에 의해 미리 설정된 도장패턴을 따라 도장모듈(60, 600)의 이동 등을 제어할 수 있다.

장력센서(80)는 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8) 각각의 장력을 측정할 수 있는 것으로, 예를 들어, 윈치모듈(70, 700)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 장력센서(80)는 각 윈치(710)에 설치되어 케이블 드럼(712)의 회전이 정지된 상태를 유지하도록 하는 힘을 측정할 수 있다.

제어부(90)는 윈치모듈(70, 700)을 제어하여 분사모듈(60, 600)이 이동하면서 미리 설정된 도장패턴을 따라 혼합원료를 분사하도록 제어할 수 있다. 상기 도장패턴은 도장 대상면의 형태를 기초로 제어부(90)에 입력될 수 있다. 즉, 분사모듈(60, 600)이 도장 대상면을 따라 이동하면서 도장 대상면의 형태에 따라 분사 각도 등이 자동으로 제어되어, 도장 작업 중 사용자가 도장 장치를 별도로 제어할 필요 없이 자동으로 도장 작업이 수행될 수 있다.

이때, 제어부(90)는 분사모듈(60, 600)이 제1 방향으로 이동할 때 혼합원료가 분사되도록 하고, 분사모듈(60, 600)이 제2 방향으로 이동할 때 혼합원료가 분사되지 않도록 제어할 수 있으며, 제2 방향으로 이동할 때 분사모듈(60, 600)의 배출노즐에 형성된 이물질이 제거되도록 할 수 있다.

한편, 제어부(90)는 장력센서(80)에 의해 측정된 장력 정보로부터 초기 입력된 분사모듈(60, 600)의 위치 정보를 자동으로 보정하여, 분사모듈(60, 600)이 위치한 지점을 실시간으로 파악할 수 있다. 종래의 자동화 도장 장치에 의할 경우, 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)의 감김과 풀림 상태를 이용하여 기구학적 제어만으로 분사모듈(60, 600)의 위치를 확인하기 때문에, 초기 제어부(90)에 입력된 분사모듈(60, 600)의 위치 정보가 실제 위치와 다르게 되는 현상이 빈번하게 발생했다. 그리고, 분사모듈(60, 600)이 이동할 때, 분사모듈(60, 600)의 실제 위치가 제어부(90)에 전달되는 분사모듈(60, 600)의 위치 정보와 상이해짐에 따라, 분사모듈(60, 600)의 이동 방향이 미리 설정된 이동 방향에서 벗어나는 현상이 빈번하게 발생했다.

예를 들어, 상기 케이블의 감김과 풀림 상태를 이용하여 기구학적으로 분사모듈(60, 600)의 위치를 제어부(90)에서 계산한다. 그리고, 장력센서(80)에 검출되는 상기 각 케이블의 장력 정보가 제어부(90)에 입력된다. 이후, 제어부(90)는 상기 기구학적으로 계산된 분사모듈(60, 600)의 위치와 상기 각 케이블의 장력 정보를 비교하여 분사모듈(60, 600)이 위치한 지점을 실시간으로 정확하게 파악하게 된다.

이때, 장력센서(80)는 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)이 분사모듈(60, 600)과 연결된 부분에 설치되어 상기 각 케이블에 발생하는 장력을 직접 측정할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자동화 도장 장치는, 장력센서(80)에 의해 측정된 장력 정보로부터 초기 입력된 분사모듈(60, 600)의 위치 정보를 자동으로 보정하고, 분사모듈(60, 600)이 이동하는 경우에도 장력 정보를 바탕으로 분사모듈(60, 600)의 위치 정보를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있게 됨에 따라, 신속하면서도 균일한 도장 작업이 가능하도록 하였다.

또한, 제어부(90)는 분사모듈(60, 600)에 연결된 복수의 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)의 장력을 미리 설정된 범위 내에서 유지하여 상기 케이블이 처지거나 과도하게 팽팽해지는 현상을 방지할 수 있다. 종래의 자동화 도장 장치에 의할 경우, 상기 케이블의 감김과 풀림이 기구학적으로만 제어가 가능할 뿐이어서 상기 케이블의 감김과 풀림이 반복됨에 따라 일부 케이블의 장력이 발생하지 않거나 과도한 장력이 발생하였고, 그 결과 분사모듈이 이동할 때 소정의 진동이 발생하여 균일한 도장 작업을 달성하지 못하는 문제가 있었다.

예를 들어, 제어부(90)는 상기 각 케이블에 걸리는 장력이 미리 설정된 범위 초과인 경우 해당 케이블을 풀고, 미리 설정된 범위 미만인 경우 해당 케이블을 감아서, 분사모듈(60, 600)의 평행을 유지하는 동시에 상기 케이블에 발생하는 장력을 미리 설정된 범위 내에서 유지되도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 자동화 도장 장치는, 제어부(90)가 분사모듈(60, 600)에 연결된 복수의 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)에 발생하는 각 장력이 미리 설정된 범위 내에 유지되도록 제어하여, 분사모듈(60, 600)의 균형을 유지하고 진동이 발생하는 것을 방지함으로써, 신속하면서도 균일한 도장 작업이 가능하도록 하였다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 분사모듈(600)은 본체(610), 거리조절부(620), 회전부(630), 및 스프레이 장치(640)를 포함한다.

본체(610)는 전술한 8개의 케이블(c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8)이 연결되며, 후술하는 스프레이 장치(640)가 설치된 거리조절부(620)가 장착된다.

일 예로, 본체(610)는 흔들림방지센서(도면에 미도시)가 추가적으로 부착될 수 있고, 사용자가 미리 설정한 각도 이상으로 본체(610)의 흔들림이 제어부(90)에 의해 감지되는 경우, 제어부(90)는 자동으로 분사모듈(600)의 이동을 정지시키고, 스프레이 장치(640)에 의한 혼합원료의 분사를 정지시킬 수 있다.

거리조절부(620)는 스프레이 장치(640)와 도장 대상면과의 거리를 조절한다. 예를 들어, 도장 대상면이 평면인 경우 거리조절부(620)는 미리 설정된 거리를 유지할 수 있다. 예를 들어, 도장 대상면에 포함된 평평하지 않은 영역, 일 예로, 곡면 영역을 도장하는 경우, 스프레이 장치(640)와 도장 대상면과의 거리가 일정하게 유지되도록 거리조절부(620)가 작동할 수 있다. 예를 들어, 거리조절부(620)는 본체(610)에 마련된 가이드레일(도면에 미도시)을 따라 이동하거나 또는 길이가 조절됨으로써, 스프레이 장치(640)와 도장 대상면과의 거리가 제어될 수 있다. 예를 들어, 거리조절부(620)는 제어부(90)에 의해 자동으로 제어될 수 있다.

회전부(630)는 스프레이 장치(640)의 적어도 일부에 마련되며, 예를 들어, 거리조절부(620)와 스프레이 장치(640)의 연결 부분에 마련될 수 있다. 회전부(630)는 스프레이 장치(640)의 회전이 가능하도록 한다. 예를 들어, 도장 대상면에 포함된 평평하지 않은 영역, 일 예로, 곡면 영역을 도장하는 경우 도장 대상면에 혼합원료가 수직으로 분사되도록 하기 위해 회전부(630)가 작동할 수 있다. 예를 들어, 회전부(630)는 제어부(90)에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어부(90)에 도장 대상면의 형태를 기초로 하여 도장패턴이 미리 입력될 수 있고, 상기 곡면 영역을 도장하는 경우 회전부(630)에 의해 스프레이 장치(640)가 회전하여 분사 각도 등이 자동으로 제어됨으로써, 평평하지 않은 도장 대상면의 도장 작업 중 사용자가 도장 장치를 별도로 제어하지 않더라도 자동으로 도장 작업이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 스프레이 장치(640)는, 자동화 도장 장치의 연속적인 자동화 도장 공정을 방해하지 않으면서도 상기 배출노즐에 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 설계된다. 이와 관련하여, 도 5 내지 도 11을 들어 설명한다.

도 5 및 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 장치의 개략도를 나타낸 것이다.

도 5을 참조하면, 스프레이 장치는, 원료공급부(10), 배출부(20), 스프레이 장치 제어부(40) 및 세척부(30)를 포함한다.

원료공급부(10)는 배출부(20)로 복수의 원료를 공급하는 것으로, 폴리올과 이소시아네이트와 같은 폴리우레탄폼 제품을 형성하기 위한 발포 원료가 공급되는 곳이다. 도면에 도시되지 않았지만, 적정 압력으로 복수의 원료가 공급되도록 펌프가 설치될 수 있다.

배출부(20)는 원료공급부(10)로부터 복수의 원료를 공급받아 후술하는 배출노즐을 통해 외부로 분사시킨다. 원료공급부(10)로부터 배출부(20)로 복수의 원료가 독립적으로 유입된 후, 배출부(20) 내에서 유입된 복수의 원료의 혼합이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배출부(20)는 독립적으로 유입된 원료가 1차 혼합되는 믹싱챔버(도면에 미도시) 및 1차 혼합된 원료가 임펠러(도면에 미도시), 피스톤(도면에 미도시) 등 공지의 방법에 의해 2차 혼합될 수 있다. 즉, 배출부(20)는 원료공급부(10)로부터 공급받은 복수의 원료를 고르게 혼합한 후 이를 분사시킴으로써 일정한 품질의 발포성능을 발휘하도록 할 수 있다. 한편, 적정 압력으로 복수의 원료가 혼합된 후 외부로 분사될 수 있도록 펌프(도면에 미도시)가 설치될 수 있다.

세척부(30)는 상기 배출노즐의 이물질을 제거한다. 이물질은 복수의 원료가 고화 또는 경화된 것으로, 이러한 이물질이 배출노즐 내부에 잔류하게 되어 발포성형공정에서 배출되는 경우, 폴리우레탄 폼 품질의 급격한 저하를 발생시킨다. 세척부(30)는 예를 들어, 이물질을 녹여 제거할 수 있는 세척액을 사용하거나, 물리적으로 제거하는 브러시 등을 사용할 수 있으며, 도 7 내지 도 11을 들어 후술한다.

스프레이 장치 제어부(40)는 원료공급부(10)에서 배출부(20)로 복수의 원료를 공급하는 동작, 배출부(20)에서 발포원료를 외부로 분사시키는 동작, 및 세척부(30)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 스프레이 장치 제어부(40)는 배출부(20)로부터 혼합 원료가 외부로 배출되지 않을 때, 상기 배출노즐의 이물질을 제거하도록 세척부(30)를 제어할 수 있다. 구체적인 실시예는 도 7 내지 도 11을 들어 후술한다.

도 6를 참조하면, 스프레이 장치는, 도 5을 들어 전술한 스프레이 장치에서 센서부(50)를 더 포함한다.

센서부(50)는 상기 배출노즐 내부에 이물질이 형성되어 있는지 여부를 검출한다. 센서부(50)에서, 상기 배출노즐 내부에 이물질이 존재하는 것으로 검출하는 경우, 스프레이 장치 제어부(40)는 세척부(30)를 제어하여 상기 배출노즐의 이물질을 제거할 수 있다. 센서부(50)는 공지의 센서가 적용될 수 있고, 예를 들어, 자기장에 의한 유도신호가 검출되는 복수의 검출 코일에 유도되는 유도신호의 진폭 변화를 감지하는 자기장 센서, 초음파 센서, 광 센서, 압력 센서 등이 적용될 수 있다.

한편, 스프레이 장치 제어부(40)는, 센서부(50)에 의해 상기 배출노즐 내부에 이물질이 형성되어 있는 것으로 검출되는 경우, 세척부(30)를 제어하여 상기 배출노즐의 이물질을 제거하도록 할 수 있다. 즉, 스프레이 장치 제어부(40)는 상기 배출노즐 내부에 이물질이 형성된 경우에만 세척부(30)를 제어함으로써 세척액을 절약하거나, 브러시의 마모를 방지하거나, 또는 전력이 낭비되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 스프레이 장치 제어부(40)는, 상기 배출노즐 내부에 형성된 이물질의 양이 미리 설정된 범위 이상으로 검출되는 경우에만 세척부(30)를 제어하도록 할 수 있다. 즉, 스프레이 장치는 발포성능을 유지 가능한 범위 내에서 세척부(30)의 동작을 제어함으로써, 세척액을 절약하거나, 브러시의 마모를 방지하거나, 또는 전력이 낭비되는 문제를 방지할 수 있다.

도 7 내지 도 11은 본 발명의 각 실시예에 따른 스프레이 장치를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 스프레이 장치는, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 스프레이 장치에서, 공압부(500)를 더 포함하고, 세척부(300)는 세척액을 분사할 수 있다.

공압부(500)는 배출부(200)에 설치되어, 배출노즐(210) 방향으로 공기를 분사할 수 있다. 이때, 공압부(500)는 세척부(300)에서 배출노즐(210) 방향으로 세척액이 분사될 때 공기를 분사할 수 있다.

이때, 공압부(500)는 배출부(200)와 연결되어 배출부(200) 내부로 공기를 분사하는 공압노즐(510)을 포함하고, 세척부(300)는 배출부(200)와 연결되어 배출부(200) 내부로 세척액을 분사하는 세척액노즐(310)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 공압노즐(510)이 세척액노즐(310) 보다 배출노즐의 단부(220)로부터 이격된 위치에 마련될 수 있다. 따라서, 세척액노즐(310)로부터 세척액이 배출노즐(210) 방향으로 분사될 때, 공압노즐(510)에서 고압으로 공기를 배출노즐(210) 방향으로 분사하여, 배출노즐(210) 내부에 형성된 이물질(1)을 효과적으로 녹일 수 있다.

예를 들어, 공압노즐(510)과 배출노즐(210)은 대향하는 위치에 마련될 수 있다. 따라서, 세척액노즐(310)로부터 세척액이 분사될 때, 세척액이 분사되어 이동하는 방향과 반대 방향으로 공압노즐(510)에서 공기가 배출노즐(210) 방향으로 분사됨으로써, 세척액이 배출노즐(210)의 넓은 면적에 분사되도록 하여, 배출노즐(210) 내부에 형성된 이물질(1)을 효과적으로 녹일 수 있다.

즉, 스프레이 장치는, 공압부(500)에서 공기가 분사되어 세척액이 배출노즐(210)의 넓은 면적에 분사되도록 하며, 동시에 이물질을 효과적으로 배출노즐(210) 외부로 배출되도록 하여, 제조된 폴리우레탄 폼의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 8를 참조하면, 스프레이 장치는, 도 7을 들어 전술한 스프레이 장치에서, 복수 개의 공압부(500) 및 복수 개의 세척부(300)를 포함할 수 있다.

즉, 이물질(1)이 많이 형성되는 발포 원료를 사용하는 경우, 이와 같이 복수 개의 공압부(500) 및 세척부(300)를 이용하여 이물질(1)을 효과적으로 제거할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 바와 같이, 세척부(300)는 상기 스프레이 장치 제어부에 의해 동작이 제어될 수 있다. 즉, 상기 스프레이 장치 제어부는, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출되지 않을 때, 세척부(300)로부터 세척액이 분사되고 선택적으로 공기가 분사되도록 하여, 사용자가 별도로 발포원료의 분사 및 세척 작업을 하지 않아도 되는 자동화 발포성형이 가능하도록 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 스프레이 장치는, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 스프레이 장치에서, 세척부(400)가 브러시(410)를 포함할 수 있다.

세척부(400)는 브러시(410), 브러시바디(420), 복수의 로드(441, 442), 및 복수의 핀(431, 432, 433)을 포함할 수 있다.

브러시(410)는 배출부(200) 외부에서 배출노즐(210) 내부로 적어도 일부가 삽입되어 배출노즐(210) 내부를 브러싱할 수 있다. 예를 들어, 브러시(410)는 면사, 러버, 가요성 플라스틱 등의 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 브러시(410)는 대략 원 형태를 가질 수 있고, 브러시(410)의 직경은 배출노즐(210) 단부의 직경 보다 클 수 있다. 즉, 브러시(410)가 배출노즐(210) 내부로 삽입되거나 또는 삽입되어 회전함에 따라 배출노즐(210) 내부에 형성된 이물질(1)들을 제거할 수 있다.

브러시바디(420)는 브러시(410)를 이동수단과 연결하고, 브러시(410)의 회전이 가능하도록 하는 모터가 내장될 수 있다.

브러시바디(420)는 이동수단을 매개로 배출부(200)로부터 연결될 수 있다.

상기 이동수단은 복수의 핀(431, 432, 433) 및 복수의 로드(441, 442)를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 핀은 상기 로드의 회전 이동이 가능하도록 관절과 같은 기능을 수행한다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 세척부(400)는 배출부(200)에 연결된 제1핀(431), 제1핀(431)에 연결되어 회전 동작이 가능한 제1로드(441), 제1로드(441)의 단부에 연결되어 제2로드(442)가 제1로드(441)와는 별도로 회전 동작이 가능하도록 하는 제2핀(432), 및 제2로드(442)의 단부에 연결되어 브러시바디(420)가 제2로드(442)와는 별도로 회전 동작이 가능하도록 하는 제3핀(433)을 포함할 수 있다. 즉, 세척부(400)는 복수의 로드(441, 442) 및 로드의 회전 이동이 가능하도록 하는 복수의 핀(431, 432, 433)이 적용되어, 브러시(410)가 효율적인 동작으로 배출노즐(210) 내부로 출입이 가능하도록 할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 바와 같이, 세척부(400)는 상기 스프레이 장치 제어부에 의해 동작이 제어될 수 있다. 즉, 상기 스프레이 장치 제어부는, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출될 때 도 9(a)와 같이 배출노즐(210)로부터 이격되어 발포원료가 분사되는 것을 가로막지 않도록 하고, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출되지 않을 때 도 9(b)와 같이 배출노즐(210) 내부로 브러시(410)가 삽입되어 배출노즐(210) 내부에 형성된 이물질(1)을 제거하도록 하여, 사용자가 별도로 발포원료 분사 및 세척 작업을 하지 않아도 되는 자동화 발포성형이 가능하도록 할 수 있다.

도 10을 참조하면, 스프레이 장치는, 도 9를 들어 전술한 스프레이 장치에서, 공압부(500)를 더 포함할 수 있다.

공압부(500)는 세척부(400)에서 제거한 이물질(1)을 효율적으로 배출노즐(210) 외부로 방출하도록 배출노즐(210) 방향으로 공기를 분사하는 기능을 하며, 설치 위치 및 개수는 도 7 내지 도 8를 들어 전술한 것을 적용할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 바와 같이, 세척부(400)는 상기 스프레이 장치 제어부에 의해 동작이 제어될 수 있다. 상기 스프레이 장치 제어부는, 세척부(400)에 의해 배출노즐(210) 내부를 브러싱 한 후 브러시(410)가 배출노즐(210) 내부에서 빠져나온 후, 공압부(500)에서 공기를 분사하도록 제어할 수 있다.

즉, 상기 스프레이 장치 제어부는, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출될 때 도 9(a)를 들어 전술한 바와 같이 배출노즐(210)로부터 이격되어 발포원료가 분사되는 것을 가로막지 않도록 하고, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출되지 않을 때 도 9(b)를 들어 전술한 바와 같이 배출노즐(210) 내부로 브러시(410)가 삽입되어 배출노즐(210) 내부에 형성된 이물질(1)을 제거하도록 하며, 브러시(410)가 배출노즐(210) 내부에서 빠져나온 후 다시 혼합 원료가 배출되기 전, 공압부(500)에서 공기를 분사하여 이물질(1)을 배출노즐(210) 외부로 확실하게 배출하도록 하여, 사용자가 별도로 발포원료 분사 및 세척 작업을 하지 않아도 되는 자동화 발포성형이 가능하도록 하는 동시에 고화된 이물질(1)을 제거하여 폴리우레탄 폼의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 11을 참조하면, 스프레이 장치는, 도 10을 들어 전술한 스프레이 장치에서, 세척부가 브러시를 포함하는 세척부(400) 외에 세척액을 분사하는 세척부(300)를 더 포함할 수 있다.

세척부(300)는 도 7 내지 도 8를 들어 전술한 것을 적용할 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6를 들어 전술한 바와 같이, 세척부(300, 400)는 상기 스프레이 장치 제어부에 의해 동작이 제어될 수 있다.

즉, 상기 스프레이 장치 제어부는, 배출부(200)로부터 혼합 원료가 배출되지 않을 때, 세척부(300)로부터 세척액이 분사되고 브러시(410)가 배출노즐(210) 내부로 삽입되어 이물질(1)을 제거하고, 브러시(410)가 배출노즐(210) 내부에서 빠져나온 후 다시 혼합 원료가 배출되기 전, 공압부(500)에서 공기를 분사하여 이물질(1)을 배출노즐(210) 외부로 확실하게 배출되도록 하여, 사용자가 별도로 발포원료 분사 및 세척 작업을 하지 않아도 되는 자동화 발포성형이 가능하도록 하는 동시에 고화된 이물질(1)을 확실하게 제거하여 폴리우레탄 폼의 품질을 향상시킬 수 있다. 이때, 세척액의 분사 및 브러시(410)의 배출노즐(210) 내부로의 삽입은 동시에 이루어질 수도 있고, 그 선후가 변형되어 실시될 수도 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

60: 분사모듈
70: 윈치모듈
80: 장력센서
90: 제어부
600: 분사모듈
610: 본체
620: 거리조절부
630: 회전부
640: 스프레이 장치
700: 윈치모듈
710: 윈치
711: 드럼 베이스
712: 케이블 드럼
713: 구동수단
800a: 상부 풀리
800b: 하부 풀리
800c: 방향전환 풀리
c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8: 케이블
10: 원료공급부
20: 배출부
30: 세척부
40: 스프레이 장치 제어부
50: 센서부
1: 이물질
100: 원료공급부
200: 배출부
210: 배출노즐
220: 배출노즐의 단부
300, 400: 세척부
310: 세척액노즐
410: 브러시
420: 브러시바디
431: 제1핀
432: 제2핀
433: 제3핀
441: 제1로드
442: 제2로드
500: 공압부
510: 공압노즐

Claims (11)

1. 도장 대상면에 혼합원료를 분사하는 분사모듈;
   상기 분사모듈에 연결된 복수의 케이블의 길이를 제어하여 상기 분사모듈을 미리 설정된 패턴을 따라 위치 이동시키는 윈치모듈;
   상기 분사모듈과 상기 원치모듈 사이에서 상기 케이블에 설치되는 복수의 풀리; 및
   상기 윈치모듈을 제어하여 상기 분사모듈이 이동하면서 혼합원료를 분사하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 복수의 풀리는,
   상기 분사모듈보다 상측에 배치되어 상기 분사모듈이 상측으로 이동되는 높이를 제한하는 상부 풀리 및 상기 분사모듈보다 하측에 배치되어 상기 분사모듈이 하측으로 이동되는 높이를 제한하는 하부 풀리를 포함하고,
   상기 복수의 케이블 중 상기 상부 풀리로부터 연결되는 케이블은 상기 분사모듈의 하단부에 연결되어 상기 분사모듈의 위치가 제어되고,
   상기 복수의 케이블 중 상기 하부 풀리로부터 연결되는 케이블은 상기 분사모듈의 상단부에 연결되어 상기 분사모듈의 위치가 제어되는 자동화 도장 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이블 각각의 장력을 측정하는 장력 센서를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 장력 센서에 의해 측정된 장력 정보로부터 초기 입력된 상기 분사모듈의 위치 정보를 자동으로 보정하여, 상기 분사모듈이 위치한 지점을 실시간으로 파악하는 자동화 도장 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 하부 풀리의 상측에 배치되어, 상기 윈치모듈과 상기 하부 풀리 사이에서 상기 케이블에 설치되는 방향 전환 풀리를 포함하는 자동화 도장 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 케이블은,
   상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리에 의해 미리 설정된 장력이 유지되면서 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리로부터 상기 분사모듈까지의 길이가 제어되고,
   상기 방향 전환 풀리에 의해 상기 분사모듈의 이동 방향의 제어가 가능한 자동화 도장 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 분사모듈이 제1 방향으로 이동하는 경우 혼합원료를 분사하고, 제2 방향으로 이동하는 경우 혼합원료가 분사되지 않도록 하는 자동화 도장 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직 방향인 자동화 도장 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 분사모듈은,
   복수의 원료가 공급되는 원료공급부;
   상기 원료공급부와 연결되되, 상기 복수의 원료가 유입되어 배출노즐을 통해 혼합 원료가 배출되도록 하는 배출부; 및
   상기 배출노즐의 이물질을 제거하는 세척부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 분사모듈이 상기 제2 방향으로 이동하는 경우 상기 세척부를 제어하여 상기 배출노즐의 이물질을 제거하는 자동화 도장 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 배출노즐 방향으로 공기를 분사하는 공압부를 더 포함하되, 상기 공압부는 상기 세척부에서 상기 배출노즐 방향으로 세척액이 분사될 때 공기를 분사하는 자동화 도장 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 세척부는 상기 배출부와 연결되는 세척액노즐을 포함하고,
   상기 공압부는 상기 배출부와 연결되는 공압노즐을 포함하고,
   상기 배출노즐의 단부로부터 상기 공압노즐이 상기 세척액노즐 보다 이격된 위치에 설치되는 자동화 도장 장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 세척부는 상기 배출노즐을 브러싱하는 브러시를 포함하고,
    상기 브러시는 상기 배출노즐의 내부로 적어도 일부가 삽입되어 상기 배출노즐 내부를 브러싱하는 자동화 도장 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 배출부는 상기 배출노즐 방향으로 공기를 분사하는 공압부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 배출노즐 내부의 브러싱 후 상기 브러시가 상기 배출노즐 내부에서 빠져나온 후, 상기 공압부에서 공기를 분사하도록 제어하는 자동화 도장 장치.
    
    

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