KR20220139555A - 파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템 - Google Patents

파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템 Download PDF

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조기수
장석수
이상락
김찬은
유영준
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(주)에스엠아이
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Abstract

본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치는, 소정의 위치에 배치된 파이프를 도장하고, 도장 중에 발생되는 비산 도료를 집진하여 수집공간으로 배출시키기 위한 장치로, 상기 소정의 위치에 배치된 파이프에 도료를 분사하기 위한 도장 장치; 및 상기 도장 장치의 후방에 배치되어 상기 비산 도료를 집진하여 상기 수집공간으로 배출되도록 하는 집진 장치;를 포함하며, 상기 집진 장치는, 소정의 내부공간을 제공하여 상기 비산 도료가 일시적으로 저장되도록 하며, 상기 내부공간에 제공되는 흡입력에 의해 상기 저장된 상기 비산 도료가 출구를 통해 상기 수집공간으로 배출되도록 하기 위한 저장부, 및 상기 저장부의 전방에 위치하여 상기 내부공간으로 상기 비산 도료가 유입되기 위한 유입공간을 규정하는 규정부를 포함하며, 상기 유입공간은, 상기 규정부가 상기 전방의 중앙 부분에 위치하여 상기 규정부의 측부와 상기 전방을 규정하는 모서리와의 간극으로 규정되며, 상기 흡인력에 의한 상기 내부공간으로의 상기 비산 도료의 유입을 원활히 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템{Pipe painting dust collection apparatus and pipe painting automation system}
본 발명은 파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 오일이나 가스를 시추, 생산, 이송하는데 필요한 초고압 파이프의 외면을 도장하는데 사용될 수 있는 파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템에 관한 것이다.
초고압 파이프는 육상 및 해상의 땅속 수 킬로미터 유정에서 오일 또는 가스를 시추, 생산 및 이송하는데 사용되는 파이프로, 직경은 다양하며 길이 또한 다양한 것이 존재한다.
이러한 초고압 파이프는 소재 절단, 단조/열처리, 가공/조립, 압력테스트, 도장 및 포장/출하 단계를 거쳐 제조되게 되며, 이 중 도장 단계는 압력테스트를 통과한 파이프를 회전시키면서 스프레이 방식의 수작업으로 진행되게 된다.
수작업에 의한 스프레이 도장은 보통 1차 도장부터 6차 도장까지 진행되는 것이 일반적이며, 이러한 수작업에 의한 도장은 도장 시간 및 건조 시간이 과다하게 오래 걸리는 문제가 발생되는 동시에 과다한 도료가 사용되어 낭비되는 도료가 증가한다는 문제가 있다.
또한, 수작업의 특성 상 도막의 형성이 불균일하다는 문제가 발생되어 품질적인 측면에서 불량율이 증대된다는 문제가 있으며, 궁극적으로는 작업자의 건강에 치명적이라는 문제가 있다.
그러므로, 초고압 파이프의 도장 공정에 있어서 도장 공정의 효율성을 증대시키는 동시에 품질의 균일성을 확보하여 생산성 등을 극대화하기 위한 자동화 설비에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 도장이 필요한 파이프의 공급, 이동, 도장, 건조 및 배출 등의 일련의 공정이 자동화되어 도장 공정의 효율성을 증대시키는 동시에 품질의 균일성을 확보하여 생산성 등을 극대화할 수 있는 파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치는, 소정의 위치에 배치된 파이프를 도장하고, 도장 중에 발생되는 비산 도료를 집진하여 수집공간으로 배출시키기 위한 장치로, 상기 소정의 위치에 배치된 파이프에 도료를 분사하기 위한 도장 장치; 및 상기 도장 장치의 후방에 배치되어 상기 비산 도료를 집진하여 상기 수집공간으로 배출되도록 하는 집진 장치;를 포함하며, 상기 집진 장치는, 소정의 내부공간을 제공하여 상기 비산 도료가 일시적으로 저장되도록 하며, 상기 내부공간에 제공되는 흡입력에 의해 상기 저장된 상기 비산 도료가 출구를 통해 상기 수집공간으로 배출되도록 하기 위한 저장부, 및 상기 저장부의 전방에 위치하여 상기 내부공간으로 상기 비산 도료가 유입되기 위한 유입공간을 규정하는 규정부를 포함하며, 상기 유입공간은, 상기 규정부가 상기 전방의 중앙 부분에 위치하여 상기 규정부의 측부와 상기 전방을 규정하는 모서리와의 간극으로 규정되며, 상기 흡인력에 의한 상기 내부공간으로의 상기 비산 도료의 유입을 원활히 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치의 상기 집진 장치는, 상기 저장부의 개구된 전방에 설치되어 상기 유입공간을 통해 상기 내부공간으로의 이물질의 유입을 차단하기 위해 망으로 구현되는 차단부를 더 포함하며, 상기 규정부는, 상기 차단부에 고정되어 상기 차단부의 전방에 위치 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치의 상기 파이프는, 다른 구성요소의 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 일측단 및 또 다른 구성요소가 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 타측단을 구비하며, 상기 도장 장치는, 상기 일측단의 외면을 그립하여 상기 일측단을 지지하는 외면지지부, 상기 타측단의 내부공간으로 삽입되어 확장에 의해 상기 타측단을 지지하는 내면지지부 ,및 상기 외면지지부 및 상기 내면지지부에 의해 각각 상기 일측단 및 상기 타측단이 지지된 파이프의 외면에 도료를 분사하는 도료분사부를 포함하며, 상기 외면지지부 및 상기 내면지지부는, 상기 도료분사부에 의해 도료가 분사되는 도중에 회전되며, 상기 내면지지부는, 상기 도료분사부에 의한 상기 타측단의 도장이 가능하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치의 상기 집진 장치는, 상기 일측단으로부터 상기 타측단에 이르는 길이가 커버되는 크기로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치의 상기 집진 장치는, 상기 규정부의 일면에 배치되어 상기 유입공간을 통해 상기 내부공간으로 유입되지 못한 비산 도료를 흡수하기 위한 도료흡수부, 및 상기 도료흡수부의 교체 시기를 제공하도록 상기 도료흡수부에 의해 흡수된 도료의 양을 센싱할 수 있는 흡수도료센싱부를 더 포함하며, 상기 도료흡수부는, 도료 흡수 기능이 저하되면, 상기 규정부의 일면으로부터 교체가 가능하도록 배치되고, 상기 흡수도료센싱부는, 상기 도료를 흡수한 상기 도료흡수부의 중량을 측정하여 상기 도료흡수부의 교체시기를 제공하도록, 상기 도료흡수부의 하측단에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템은, 도장이 필요한 파이프가 외부로부터 공급된 후, 제1 위치에서 제2 위치로 이동시켜 하나씩 차회 공정으로 제공되도록 하는 제공 장치; 파이프 도장 집진 장치; 상기 제공 장치로부터 상기 파이프를 그립하여 상기 파이프 도장 집진 장치로 이동시키기 위한 이동 로봇 장치; 상기 파이프 도장 집진 장치에 의해 도장이 완료된 파이프를 외부로 배출되도록 하되, 제3 위치에서 제4 위치로 이동시키면서 상기 도장이 완료된 파이프를 건조시키기 위한 배출 장치; 및 상기 제공 장치, 상기 파이프 도장 집진 장치, 상기 이동 로봇 장치 및 상기 배출 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 장치;를 포함하며, 상기 이동 로봇 장치는, 상기 파이프 도장 집진 장치에 의해 상기 도장이 완료된 파이프를 그립하여 상기 배출 장치의 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 제공 장치로부터 상기 파이프 도장 집진 장치를 경유하여 상기 배출 장치로 이동되기 위한 상기 도장이 필요한 파이프의 이동 경로를 최소화하고, 상기 제공 장치, 상기 파이프 도장 집진 장치 및 상기 배출 장치가 설치되기 위한 공간이 최소화되도록, 상기 제공 장치, 상기 파이스 도장 집진 장치 및 상기 배출 장치에 의해 포위되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템의 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로의 이동 방향은, 상기 제3 위치에서 상기 제4 위치로의 이동 방향과 동일하며, 상기 파이프 도장 집진 장치는, 상기 이동 로봇 장치에 의해 상기 제2 위치로 이동된 상기 파이프가 상측에서 바라본 상태를 기준으로 90도 회전된 상태로 도장되기 위한 공간에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 도장 집진 장치 및 파이프 도장 자동화 시스템에 의하면, 도장이 필요한 파이프의 공급, 이동, 도장, 건조 및 배출 등의 일련의 공정이 자동화되어 도장 공정의 효율성을 증대시키는 동시에 품질의 균일성을 확보하여 생산성 등을 극대화할 수 있다.
또한, 비산 방지 등의 작업 환경을 개선하여 작업자의 건강을 보호하는 동시에 다양한 종류의 파이프 도장에 적용 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 의해 도장이 되는 파이프의 일예를 도시한 도면.
도 5 내지 도 7은 도장이 필요한 파이프가 도장을 위해 도장 장치에 장착되는 상황을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도장 장치에 의한 도장 시 비산 도료가 집진 장치에 의해 집진되는 상황을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 집진 장치의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 배출 장치에 의해 도장이 완료된 파이프가 건조되는 상황을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 배출 장치에 의해 도장이 완료된 파이프의 도막 두께가 측정되는 상황을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 의해 도장이 되는 파이프의 일예를 도시한 도면이다.
우선, 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)에 대한 구체적인 설명에 앞서 상기 파이프 도장 자동화 시스템(10)에 의해 도장이 완료된 파이프(P2)에 대해 도 4를 참조로 간략히 설명한다.
상기 파이프(P2)는 초고압 파이프로 육상 및 해상의 땅속 수 킬로미터 유정에서 오일 또는 가스를 시추하거나, 생산 및 이송하는데 사용될 수 있는 파이프로, 직경은 다양하며 길이 또한 다양할 수 있다.
상기 파이프(P2)는 초고압 밸브, 조인트 등의 다른 구성요소의 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 일측단(PS1)을 구비하고, 상기 초고압 밸브, 조인트 등의 또 다른 구성요소가 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 타측단(PS2)을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 일측단(PS1)은 상기 다른 구성요소의 내부공간으로 삽입되는 측단이므로 도료에 의한 도장이 필요 없을 수 있으나, 상기 타측단(PS2)은 상기 또 다른 구성요소가 내부공간으로 삽입되어 외부로 노출되는 측단이므로 도료에 의한 도장이 필요할 수 있다.
상기와 같은 이유로 본 발명에서는 도료에 의한 도장 시 상기 일측단(PS1) 및 상기 타측단(PS2)을 지지하는 구성이 서로 상이할 수 있으며, 이 부분에 대한 구체적인 설명은 도 5 내지 도 7을 참조로 후술한다.
한편, 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)은 상기와 같은 파이프(P1)를 도장하기 위한 시스템이긴 하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도장이 필요한 각종 부품, 예를 들어, 밸브 또는 조인트 등을 도장하는데도 사용될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)은 도장이 필요한 파이프(P1)를 제공하기 위한 제공 장치(100), 도료를 분사하여 상기 파이프(P1)를 도장하기 위한 도장 장치(200), 상기 파이프(P1)를 그립하여 각 장치 간의 이동을 구현하기 위한 이동 로봇 장치(300), 도장이 완료된 파이프(P2)를 건조시키고 외부로 배출시키기 위한 배출 장치(400) 및 전체적인 프로세스를 관할하는 제어 장치(500) 등을 포함할 수 있다.
상기 제공 장치(100)는 도장이 필요한 파이프(P1)가 외부로부터 공급된 후, 제1 위치에서 제2 위치로 이동시켜 하나씩 차회 공정으로 제공되도록 하는 장치일 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 서로 상대적인 개념으로, 상기 제1 위치는 외부로부터 도장이 필요한 파이프(P1)가 상기 제공 장치(100)로 공급되는 위치이며, 상기 제2 위치는 상기 제1 위치에 위치한 파이프(P1)가 이동되어 이동 로봇 장치(300)에 의해 그립되어 차회 공정으로 이동될 수 있는 위치일 수 있다.
상기 제공 장치(100)는 상기 파이프(P1)가 상기 제2 위치에 최종적으로 위치하기 위해 돌출되어 형성되는 스토퍼(110)를 구비할 수 있으며, 상기 스토퍼(110)로 인해 상기 파이프(P1)는 상기 제1 위치로부터 이동되어 상기 제2 위치에 안정적으로 위치할 수 있다.
상기 제공 장치(100) 내에서의 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로의 파이프(P1)의 이동은 체인 또는 밸트 등의 이동 수단에 의해 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제공 장치(100)는 도장이 필요한 파이프(P1)가 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 이동되는 과정에서 표면 등에 묻은 수분을 제거하여 도장의 품질이 향상되도록 소정의 온도로 예열되도록 하는 히터부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 히터부는 다양한 방식으로 열을 인가할 수 있으며, 종류에는 제한이 없다.
한편, 상기 제공 장치(100)는 상기 히터부와 함께 상기 파이프(P1)의 표면 등에 묻은 수분에 초음파를 조사할 수 있는 초음파 조사부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 초음파 조사부는 초음파에 의한 수분 진동으로 수분의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
도장 장치(200)는 파이프(P1)를 도장하기 위한 도료를 분사하는 장치로, 파이프(P1)의 상기 일측단(PS1)의 외면을 그립하여 상기 일측단(PS1)을 지지하는 외면지지부(210), 상기 타측단(PS2)의 내부공간으로 삽입되어 확장에 의해 상기 타측단(PS2)을 지지하는 내면지지부(220),및 상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)에 의해 각각 상기 일측단(PS1) 및 상기 타측단(PS2)이 지지된 파이프(P1)의 외면에 도료를 분사하는 도료분사부(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도료분사부(230)에 의해 도료가 파이프(P1)에 분사되는 경우 발생되는 비산 도료는 집진 장치(600)에 의해 집진되어 수집공간으로 배출될 수 있으며, 상기 집진 장치(600)는 상기 도장 장치(200)의 후방에 배치될 수 있다.
상기 도장 장치(200)에 의한 도장 및 상기 집진 장치(600)에 의한 비산 도료 집진에 대한 구체적인 설명은 도 5 내지 도 9를 참조로 후술하기로 한다.
이동 로봇 장치(300)는 상기 제공 장치(100)로부터 상기 파이프(P1)를 그립하여 상기 도장 장치(200)로 이동시키기 위한 로봇으로, 6축 제어가 가능한 다관절 로봇일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이동 로봇 장치(300)는 도장 장치(200)에 의해 도장이 완료된 파이프(P2)를 배출 장치(400)로 이동시킬 수 있다.
상기 배출 장치(400)는 상기 도장 장치(200)에 의해 도장이 완료된 파이프(P2)를 외부로 배출되도록 하되, 제3 위치에서 제4 위치로 이동시키면서 상기 도장이 완료된 파이프(P2)를 건조시키기 위한 장치일 수 있다.
여기서, 상기 제3 위치 및 상기 제4 위치는 서로 상대적인 개념으로, 상기 제3 위치는 이동 로봇 장치(300)에 의해 도장이 완료된 파이프(P2)가 안착되는 위치이며, 상기 제4 위치는 상기 제3 위치에 위치한 파이프(P2)가 건조되면서 이동되고 외부로의 배출을 위한 최종적인 위치일 수 있다.
상기 배출 장치(400) 내에서의 상기 제3 위치에서 상기 제4 위치로의 파이프(P2)의 이동은 체인 또는 밸트 등의 이동 수단에 의해 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)은 상기 제공 장치(100), 상기 도장 장치(200), 상기 이동 로봇 장치(300) 및 상기 배출 장치(400)의 동작을 제어하기 위한 제어 장치(500)를 포함할 수 있으며, 상기 제어 장치(500)는 일종의 콘트롤러 일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)에 제공되는 상기 제공 장치(100), 상기 도장 장치(200) 및 상기 배출 장치(400)는 공간 상에 배치되는 위치와 관련하여 최적화되어 공정의 효율성 및 생산성 등을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 이동 로봇 장치(300)는 상기 도장 장치(200)에 의해 상기 도장이 완료된 파이프(P2)를 그립하여 상기 배출 장치(400)의 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 제공 장치(100)로부터 상기 도장 장치(200)를 경유하여 상기 배출 장치(400)로 이동되기 위한 상기 도장이 필요한 파이프(P1)의 이동 경로를 최소화하고, 상기 제공 장치(100), 상기 도장 장치(200) 및 상기 배출 장치(400)가 설치되기 위한 공간이 최소화되도록, 상기 제공 장치(100), 상기 도장 장치(200) 및 상기 배출 장치(400)에 의해 포위되도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 이동 로봇 장치(300)는 전술한 바와 같이 다관절 로봇으로 구성될 수 있는데, 상기 제2 위치로 이동된 상기 파이프(P1)를 도 3에 도시된 바와 같이 상측에서 바라본 상태를 기준으로 180도 이내의 범위로 회전시켜 상기 도장 장치(200)에 장착되도록 함으로써 도장이 필요한 파이프(P1)의 이동 경로를 최소화할 수 있는 것이다.
바람직하게는 상기 제공 장치(100) 내에서의 도장이 필요한 파이프(P1)의 이동 방향인 제1 위치에서 제2 위치로의 이동 방향과 상기 배출 장치(400) 내에서의 도장이 완료된 파이프(P2)의 이동 방향인 제3 위치에서 제4 위치로의 이동 방향이 동일하도록, 상기 제공 장치(100) 및 상기 배출 장치(400)를 공간 상에 배치하고, 상기 도장 장치(200)를 상기 이동 로봇 장치(300)에 의해 상기 제2 위치로 이동된 상기 파이프(P1)가 상측에서 바라본 상태를 기준으로 90도 회전된 상태로 도장되기 위한 공간에 배치함으로써, 공간 상의 효율성 등을 극대화할 수 있는 것이다.
도 5 내지 도 7은 도장이 필요한 파이프가 도장을 위해 도장 장치에 장착되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 8은 도장 장치에 의한 도장 시 비산 도료가 집진 장치에 의해 집진되는 상황을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 집진 장치의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도장 장치(200) 및 집진 장치(600)에 대한 구체적인 설명에 앞서 상기 도장 장치(200) 및 상기 집진 장치(600)를 포함하여 파이프 도장 집진 장치로 정의할 수 있으며, 이하에서 사용되는 파이프 도장 집진 장치(600)는 상기 도장 장치(200)와 상기 집진 장치(600)를 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
상기 파이프 도장 집진 장치(600)는 소정의 위치에 배치된 파이프(P1)를 도장하고, 도장 중에 발생되는 비산 도료를 집진하여 수집공간으로 배출시키기 위한 장치일 수 있다.
우선, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 도장 장치(200)는 이송 로봇 장치(300)에 의해 이동된 도장이 필요한 파이프(P1)의 일측단(PS1)의 외면을 그립하여 상기 일측단(PS1)을 지지하는 외면지지부(210), 상기 도장이 필요한 파이프(P1)의 타측단(PS2)의 내부공간으로 삽입되어 확장에 의해 상기 타측단(PS2)을 지지하는 내면지지부(220), 및 상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)에 의해 각각 상기 일측단(PS1) 및 상기 타측단(PS2)이 지지된 파이프(P1)의 외면에 도료를 분사하는 도료분사부(230)를 포함할 수 있다.
상기 도료분사부(230)는 도료가 저장된 도료저장탱크로부터 도료가 이송되어 최적의 분사량 및 분사압으로 상기 도료를 분사하기 위한 분사노즐을 포함할 수 있으며, 상기 분사노즐과 상기 파이프(P1) 간의 거리는 상기 분사량 및 상기 분사압을 기초로 정해질 수 있다.
상기 도료분사부(230)는 상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)에 의해 파이프(P1)가 고정된 상태에서 좌우방향으로 이동하면서 도료를 분사할 수 있으며, 이때 상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)는 상기 도료분사부(230)에 의해 도료가 분사되는 도중에 회전될 수 있다.
상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)의 회전에 의해 상기 파이프(P1)는 외면에 균일한 도장이 구현될 수 있다.
상기 도료분사부(230)는 단일개로 구성되어 상기 파이프(P1)를 향하여 일방향으로 도료를 분사할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개가 독립적으로 이동하면서 도료를 분사하거나 서로 연동되어 도료를 분사할 수도 있다.
한편, 상기 도장 장치(200)는 전술한 바와 같이 파이프(P1)의 일측단(PS1) 및 타측단(PS2)을 지지하는 방식이 서로 다른데, 이는 파이프(P1)의 특성을 고려한 이유이다.
즉, 도장이 필요한 파이프(P1)의 일측단(PS1)은 다른 구성요소의 내부공간으로 삽입되는 측단이므로 도료에 의한 도장이 필요 없을 수 있으나, 타측단(PS2)은 또 다른 구성요소가 내부공간으로 삽입되어 외부로 노출되는 측단이므로 도료에 의한 도장이 필요할 수 있다.
상기와 같은 이유로, 외면지지부(210)는 일측단(PS1)의 외면을 그립하는 반면 내면지지부(220)는 타측단(PS2)의 내면을 지지함으로써 상기 도료분사부(230)에 의한 상기 타측단(PS2)의 도장이 가능하도록 할 수 있는 것이다.
이하에서는 상기와 같은 외면지지부(210) 및 내면지지부(220)에 의해 파이프(P1)가 고정되는 과정에 대해 설명한다.
우선, 이송 로봇 장치(300)에 의해 제공 장치(100)의 제2 위치에 배치된 도장이 필요한 파이프(P1)가 도 5에 도시된 바와 같이 외면지지부(210)와 내면지지부(220) 사이에 위치하게 된다.
이후에는 상기 이송 로봇 장치(300)의 위치 이동에 의해 파이프(P1)의 일측단(PS1)을 상기 외면지지부(210)를 향하여 이동시키면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 외면지지부(210)가 작동하여 상기 파이프(P1)의 일측단(PS1)이 고정된다.
이후에는 상기 내면지지부(220)가 상기 파이프(P1)의 타측단(PS2)을 향하여 이동하게 되어 상기 타측단(PS2)의 내부공간으로 삽입되게 되고, 도 7에 도시된 바와 같이 확장에 의해 상기 타측단(PS2)이 고정된다.
상기 파이프(P1)의 일측단(PS1) 및 타측단(PS2)이 각각 상기 외면지지부(210) 및 상기 내면지지부(220)에 의해 지지되고 나면, 이송 로봇 장치(300)는 상기 파이프(P1)로부터 분리되게 된다.
한편, 상기에서는 이송 로봇 장치(300)의 위치 이동에 의해 파이프(P1)의 일측단(PS1)이 이동되어 상기 외면지지부(210)에 의해 고정되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 외면지지부(210)가 위치 이동되어 상기 일측단(PS1)을 고정 지지하는 것도 가능하다.
도 8을 참조하면, 도장 장치(200)의 도료분사부(230)에 의해 도료가 분사되어 파이프( P1)가 도장되는 도중 발생될 수 있는 비산 도료는 집진 장치(600)에 의해 집진되어 소정의 수집공간으로 배출될 수 있다.
상기 집진 장치(600)는 상기 도장 장치(200)의 후방에 배치될 수 있으며, 저장부(610) 및 규정부(620)를 포함할 수 있다.
상기 저장부(610)는 소정의 내부공간(S1)을 제공하여 상기 비산 도료가 일시적으로 저장되도록 하며, 상기 내부공간(S1)에 제공되는 흡인력에 의해 상기 저장된 상기 비산 도료가 출구(690)를 통해 상기 수집공간으로 배출되도록 하는 구성요소일 수 있다.
상기 규정부(620)는 상기 저장부(610)의 전방에 위치하여 상기 내부공간(S1)으로 상기 비산 도료가 유입되기 위한 유입공간(S2)을 규정하기 위한 구성요소일 수 있다.
여기서, 상기 유입공간(S2)은 상기 규정부(620)가 상기 전방의 중앙 부분에 위치하여 상기 규정부(620)의 측부와 상기 전방을 규정하는 모서리와의 간극으로 규정되며, 상기 흡인력에 의한 상기 내부공간(S1)으로의 상기 비산 도료의 유입을 원활히 할 수 있다.
다시 말하면, 상기 저장부(610)의 내부공간(S1)으로 비산 도료를 유입시키기 위해 상기 내부공간(S1)으로 흡인력을 인가하는데, 비산 도료가 내부공간으로 유입되는 공간이 크게 되면, 상기 흡인력에 의한 비산 도료의 유입량은 적게 되어 작업장 내로 비산되는 문제가 발생될 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 상기 저장부(610)의 전방에 배치되는 규정부(620)로 인해 상기 비산 도료가 상기 저장부(610)의 내부공간(S1)으로 유입되기 위한 최적 크기의 유입공간(S2)이 정의됨으로써 상기 흡인력에 의한 비산 도료의 유입량 및 유입 효율성을 극대화할 수 있다.
상기 규정부(620)는 도 8에 도시된 바와 같이 단일개의 판의 형상으로 제조될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 판이 서로 이격되어 형성될 수도 있다.
이 경우, 유입공간(S2)은 판과 판의 사이 공간도 포함될 것이다.
한편, 상기 집진 장치(600)는 상기 비산 도료의 집진 효율성을 향상시키기 위해 외면지지부(210)에 의해 지지된 파이프(P1)의 일측단(PS1) 및 내면지지부(220)에 의해 지지된 파이프(P2)의 타측단(PS2)에 이르는 길이가 커버되는 크기로 형성될 수 있다.
물론, 상기 집진 장치(600)는 도장이 필요한 파이프(P1)의 다양한 길이에 대응하기 위해 최대로 긴 파이프를 기준으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
상기 집진 장치(600)는 상기 규정부(620)의 일면에 배치되어 상기 유입공간(S2)을 통해 상기 내부공간(S1)으로 유입되지 못한 비산 도료를 흡수하기 위한 도료흡수부(630), 및 상기 도료흡수부(630)의 교체 시기를 제공하도록 상기 도료흡수부(630)에 의해 흡수된 도료의 양을 센싱할 수 있는 흡수도료센싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 도료흡수부(630)는 상기 도료를 흡수할 수 있는 스펀지 계열 등의 소재로 제조될 수 있으며, 도료 흡수 기능이 저하되면 상기 규정부(620)의 일면으로부터 교체 가능할 수 있다.
상기 흡수도료센싱부는 상기 도료흡수부(630)의 하측단에 위치하여 상기 도료를 흡수한 상기 도료흡수부(630)의 중량(무게)을 측정할 수 있는 하중 센서 또는 힘 센서의 일종인 로드셀일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9를 참조하면, 집진 장치(600)는 저장부(610)의 개구된 전방에 설치되어 상기 유입공간(S2)을 통해 상기 내부공간(S1)으로의 이물질의 유입을 차단하기 위해 망으로 구현되는 차단부(640)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 규정부(620)는 상기 차단부(640)에 고정되어 상기 차단부(640)의 전방에 위치 고정될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 배출 장치에 의해 도장이 완료된 파이프가 건조되는 상황을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템에 제공되는 배출 장치에 의해 도장이 완료된 파이프의 도막 두께가 측정되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 도장 장치(200)에 의해 도장이 완료되면, 도장이 완료된 파이프(P2)는 이동 로봇 장치(300)에 의해 배출 장치(400)로 이동될 수 있다.
상기 도장이 완료된 파이프(P2)는 상기 배출 장치(400)의 제3 위치로 이동되게 되며, 상기 제3 위치로 이동된 상기 도장이 완료된 파이프(P2)는 체인 또는 밸트 등의 이동 수단에 의해 제4 위치로 이동되면서 건조되어 안정적인 도막이 형성되게 된다.
한편, 본 발명에 따른 파이프 도장 자동화 시스템(10)은 상기 배출 장치(400)에 장착되어 상기 제3 위치에서 상기 제4 위치로 이동되는 상기 도장이 완료된 파이프(P2) 또는 상기 4위치로 이동이 완료된 상기 도장이 완료된 파이프(P2)의 도막 두께를 측정하기 위한 도막 두께 측정 장치(410)를 더 포함할 수 있다.
상기 도막 두께 측정 장치(410)는 접촉식 또는 적외선 방식의 비접촉식 등 다양한 방식의 센서가 적용될 수 있다.
여기서, 상기 도막 두께 측정 장치(410)에 의해 도막의 두께를 측정하는 경우 도장이 완료된 파이프(P2)는 수평 상태를 유지해야만 정확한 측정이 가능하며, 이를 위해 본 발명에서는 수평유지 장치(420)를 더 포함할 수 있다.
상기 수평유지 장치(420)는 제4 위치로 이동되는 도중의 상기 도장이 완료된 파이프(P2) 또는 상기 4위치로 이동이 완료된 파이프(P2)의 하측을 지지하도록 상측 방향으로 위치 이동되어 상기 도장이 완료된 파이프(P2)의 수평을 유지할 수 있다.
상기 수평유지 장치(420)의 위치 이동에 의해 도장이 완료된 파이프(P2)는 상기 배출 장치(400)와 이격된 채로 상기 수평유지 장치(420)에 의해 지지되어 수평을 유지하게 된다.
상기 수평유지 장치(420)는 상기 도장이 완료된 파이프(P2)를 하측에서 지지하기 위해 "V"홈을 가진 지지부재를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수평유지 장치(420)에 의해 파이프(P2)의 수평이 유지되면, 도막 두께 측정 장치(410)에 의해 도막 두께가 측정되게 된다.
여기서, 상기 도막 두께 측정 장치(410)는 상기 수평유지 장치(420)에 의해 수평이 유지된 파이프(P2)의 적어도 2 이상의 지점에 대해 도막 두께를 측정할 수 있다.
이를 위해, 상기 도막 두께 측정 장치(410)는 단일개가 이동 가능하게 장착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개가 고정식 또는 이동식으로 장착될 수도 있다.
제어 장치(500)는 도막 두께 측정 장치(410)에 의해 측정된 도막 두께에 대한 수치의 평균값에 기초하여 도장의 품질을 결정할 수 있다.
만약, 상기 제어 장치(500)는 2 이상의 지점에 대한 도막 두께의 평균값이 미리 설정된 범위 이하라면 정상으로 판단하고 미리 설정된 범위를 벗어나면 불량으로 판단하게 되며, 불량으로 판단한 경우 추가 불량을 방지하기 위해 도장 장치(200)의 도료의 분사량, 분사압력 또는 분사 거리 등을 제어하게 된다.
한편, 상기 제어 장치(500)는 상기 도막 두께 측정 장치(410)에 의해 상기 도장이 완료된 파이프의 일 지점에 대해 측정된 도막 두께가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 상기 도막 두께 측정 장치(410)를 제어하여 다른 지점에 대한 도막 두께가 측정되도록 할 수 있다.
이 경우, 측정된 다른 지점에 대한 도막 두께가 미리 설정된 범위 이하이면, 상기 도막 두께 측정 장치(410)를 다시 제어하여 또 다른 지점에 대한 도막 두께가 측정되도록 할 수 있으며, 측정된 또 다른 지점에 대한 도막 두께에 기초하여 도장의 품질을 최종 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1 지점에 대해 측정된 도막 두께가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 장치(500)는 바로 불량이라고 판단하는 것이 아니라, 상기 제1 지점과 다른 지점인 제2 지점에 대해 도막 두께가 측정되도록 도막 두께 측정 장치(410)를 제어한다.
만약, 상기 제2 지점에 대해 측정된 도막 두께가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 장치(500)는 최종적으로 불량이라고 판단하나, 그렇지 않은 경우, 상기 제1 지점 및 상기 제2 지점과 다른 제3 지점에 대해 도막 두께가 다시 측정되도록 도막 두께 측정 장치(410)를 제어한다.
만약, 상기 제3 지점에 대해 측정된 도막 두께가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 상기 제어 장치(500)는 최종적으로 불량이라고 판단하나, 그렇지 않은 경우, 최종적으로 정상으로 판단한다.
상기와 같이 상기 제어 장치(500)는 도장의 품질을 도막의 두께 등으로 판단하며, 일 지점이 아닌 복수의 지점에 대한 도막의 두께를 측정하여 정상 또는 불량을 판단하므로, 판단의 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10: 파이프 도장 자동화 시스템
100: 제공 장치
200: 도장 장치
300: 이동 로봇 장치
400: 배출 장치
410: 도막 두께 측정 장치
420: 수평유지 장치
500: 제어 장치
600: 집진 장치

Claims (7)

  1. 소정의 위치에 배치된 파이프를 도장하고, 도장 중에 발생되는 비산 도료를 집진하여 수집공간으로 배출시키기 위한 파이프 도장 집진 장치에 있어서,
    상기 소정의 위치에 배치된 파이프에 도료를 분사하기 위한 도장 장치; 및
    상기 도장 장치의 후방에 배치되어 상기 비산 도료를 집진하여 상기 수집공간으로 배출되도록 하는 집진 장치;를 포함하며,
    상기 집진 장치는,
    소정의 내부공간을 제공하여 상기 비산 도료가 일시적으로 저장되도록 하며, 상기 내부공간에 제공되는 흡입력에 의해 상기 저장된 상기 비산 도료가 출구를 통해 상기 수집공간으로 배출되도록 하기 위한 저장부, 및 상기 저장부의 전방에 위치하여 상기 내부공간으로 상기 비산 도료가 유입되기 위한 유입공간을 규정하는 규정부를 포함하며,
    상기 유입공간은,
    상기 규정부가 상기 전방의 중앙 부분에 위치하여 상기 규정부의 측부와 상기 전방을 규정하는 모서리와의 간극으로 규정되며, 상기 흡인력에 의한 상기 내부공간으로의 상기 비산 도료의 유입을 원활히 하는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집진 장치는,
    상기 저장부의 개구된 전방에 설치되어 상기 유입공간을 통해 상기 내부공간으로의 이물질의 유입을 차단하기 위해 망으로 구현되는 차단부를 더 포함하며,
    상기 규정부는,
    상기 차단부에 고정되어 상기 차단부의 전방에 위치 고정되는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 집진 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파이프는,
    다른 구성요소의 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 일측단 및 또 다른 구성요소가 내부공간으로 삽입되어 서로 연결되기 위한 타측단을 구비하며,
    상기 도장 장치는,
    상기 일측단의 외면을 그립하여 상기 일측단을 지지하는 외면지지부, 상기 타측단의 내부공간으로 삽입되어 확장에 의해 상기 타측단을 지지하는 내면지지부 ,및 상기 외면지지부 및 상기 내면지지부에 의해 각각 상기 일측단 및 상기 타측단이 지지된 파이프의 외면에 도료를 분사하는 도료분사부를 포함하며,
    상기 외면지지부 및 상기 내면지지부는,
    상기 도료분사부에 의해 도료가 분사되는 도중에 회전되며,
    상기 내면지지부는,
    상기 도료분사부에 의한 상기 타측단의 도장이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 집진 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집진 장치는,
    상기 일측단으로부터 상기 타측단에 이르는 길이가 커버되는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 집진 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집진 장치는,
    상기 규정부의 일면에 배치되어 상기 유입공간을 통해 상기 내부공간으로 유입되지 못한 비산 도료를 흡수하기 위한 도료흡수부, 및 상기 도료흡수부의 교체 시기를 제공하도록 상기 도료흡수부에 의해 흡수된 도료의 양을 센싱할 수 있는 흡수도료센싱부를 더 포함하며,
    상기 도료흡수부는,
    도료 흡수 기능이 저하되면, 상기 규정부의 일면으로부터 교체가 가능하도록 배치되고,
    상기 흡수도료센싱부는,
    상기 도료를 흡수한 상기 도료흡수부의 중량을 측정하여 상기 도료흡수부의 교체시기를 제공하도록, 상기 도료흡수부의 하측단에 위치하는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 집진 장치.
  6. 도장이 필요한 파이프가 외부로부터 공급된 후, 제1 위치에서 제2 위치로 이동시켜 하나씩 차회 공정으로 제공되도록 하는 제공 장치;
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 파이프 도장 집진 장치;
    상기 제공 장치로부터 상기 파이프를 그립하여 상기 파이프 도장 집진 장치로 이동시키기 위한 이동 로봇 장치;
    상기 파이프 도장 집진 장치에 의해 도장이 완료된 파이프를 외부로 배출되도록 하되, 제3 위치에서 제4 위치로 이동시키면서 상기 도장이 완료된 파이프를 건조시키기 위한 배출 장치; 및
    상기 제공 장치, 상기 파이프 도장 집진 장치, 상기 이동 로봇 장치 및 상기 배출 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 장치;를 포함하며,
    상기 이동 로봇 장치는,
    상기 파이프 도장 집진 장치에 의해 상기 도장이 완료된 파이프를 그립하여 상기 배출 장치의 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 제공 장치로부터 상기 파이프 도장 집진 장치를 경유하여 상기 배출 장치로 이동되기 위한 상기 도장이 필요한 파이프의 이동 경로를 최소화하고, 상기 제공 장치, 상기 파이프 도장 집진 장치 및 상기 배출 장치가 설치되기 위한 공간이 최소화되도록, 상기 제공 장치, 상기 파이스 도장 집진 장치 및 상기 배출 장치에 의해 포위되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 자동화 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로의 이동 방향은,
    상기 제3 위치에서 상기 제4 위치로의 이동 방향과 동일하며,
    상기 파이프 도장 집진 장치는,
    상기 이동 로봇 장치에 의해 상기 제2 위치로 이동된 상기 파이프가 상측에서 바라본 상태를 기준으로 90도 회전된 상태로 도장되기 위한 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 파이프 도장 자동화 시스템.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102532737B1 (ko) * 2023-01-12 2023-05-16 주식회사 세연시스템 시스템 비계용 수평재 자동 도장 장치
KR102547720B1 (ko) * 2023-01-12 2023-06-26 주식회사 세연시스템 시스템 비계 자동 생산 시스템

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