KR20220142858A - 도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템 - Google Patents

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KR20220142858A
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Abstract

본 발명에 따른 도장장치는 대차, 상기 대차에 탑재되는 애플리케이터, 주변 장애물, 주변 온도, 주변 습도 및 주변 풍속 중 적어도 하나를 감지하는 센서, 상기 센서에 의해 감지된 정보에 기반하여 상기 대차 및 상기 애플리케이터를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템 {PAINTING APPARATUS AND PAINTING SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템에 관한 것이다.
주차장 바닥재, 주차선, 옥상의 방수재, 도로의 차선, 노면 표시 등에서부터 건축물 외벽, 선체 외판 등 다양한 분야에서 도장이 이루어지고 있다. 종래에는 작업자가 일일이 수작업으로 도장하는 경우가 대부분이었으나, 이에 따라 각종 사고에 쉽게 노출될 뿐만 아니라, 작업성이 저하되는 등 많은 문제가 있었다. 따라서, 자동화 도장기를 통한 도장방법이 다양하게 개발되고 있다.
일례로, 등록특허 10-0733163은 선체 외판 도장 작업 시스템에 관한 것으로, 주행장치가 지상에서 좌우로 이동함과 동시에, 바스켓이 수직리프터에 의해 상하로 이동하면서, 도장로봇을 이용해 특정한 패턴으로 도장하는 방법을 개시하고 있다. 하지만 상기 방법에 따르면 작업자가 바스켓에 직접 탑승해서 조작해야 하기 때문에 위험할 뿐만 아니라, 주변 여건상 주행장치가 선체 외판에 가까이 다가갈 수 없을 경우 본 시스템을 제대로 활용할 수 없게 되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근 로봇, 센서 기술을 도입한 다양한 자동/무인 도장장치가 개발되고 있다. 하지만 여전히 사용자가 도료 분사 압력, 시간, 양, 각도, 거리 등을 입력하면 그에 따라 단순 동작하는 데 그치는 수준이며, 추가 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 도장 영역을 효율적으로 관리할 수 있는 도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 도장장치는 대차, 상기 대차에 탑재되는 애플리케이터, 주변 장애물, 주변 온도, 주변 습도 및 주변 풍속 중 적어도 하나를 감지하는 센서, 상기 센서에 의해 감지된 정보에 기반하여 상기 대차 및 상기 애플리케이터를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
또한 상기 컨트롤러는 사용자에 의해 입력된 현장 도면에 기반하여 도장 영역에 대한 맵을 생성하고, 상기 맵에 기반하여 특정한 경로를 생성하며, 상기 대차가 상기 경로를 따라 이동하도록 제어할 수 있다.
또한 상기 센서는 주변 장애물을 감지하고, 상기 컨트롤러는 상기 센서에 의해 감지된 주변 장애물에 기반하여 상기 맵을 보정할 수 있다.
또한 도장 영역에 대해 청소, 연마, 전처리, 후처리 및 도막 검사 중 적어도 하나를 수행하기 위한 작업키트를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 작업키트는 도막 색상, 도막 두께, 초킹 현상 및 도막 경도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 검사수단을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 검사수단에 의해 측정된 도막 상태에 기반하여 상기 작업키트를 더 제어할 수 있다.
또한 상기 작업키트는 도장 영역에 퍼티 작업을 수행하기 위한 퍼티작업수단 및 도장 영역에 단차가 있는지를 측정하기 위한 단차측정수단을 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 단차측정수단에 의해 측정된 결과로서 도장 영역에 단차가 있을 경우, 상기 애플리케이터를 이용해 도장 작업을 하기 전에 상기 퍼티작업수단을 이용해 퍼티 작업을 하여 도장 영역을 평탄화하도록 제어할 수 있다.
또한 도막 검사는 도장 작업 완료 직후 또는 정기적 후속 주기에 따라 색차 측정기, 초음파 두께 측정기, 테이프 검사 키트 등을 체결하여 도막 색상, 두께, 노후화(초킹 현상), 도막 경도 등 도막 상태를 검사하는 방법으로 서베이를 실시하고 이를 토대로 상태 검사 및 재도장 정보를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 도장시스템은 전술한 도장장치 및 사용자가 원하는 정보를 입력하고, 상기 센서에 의해 감지된 정보 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 있는 사항을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 중앙처리장치를 포함할 수 있다.
또한 상기 중앙처리장치는 사용자에 의해 입력된 정보, 상기 센서에 의해 감지된 정보 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 있는 사항을 저장할 수 있다.
본 발명에 따른 도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템은 무인으로, 대차가 자율적으로 이동하면서 애플리케이터를 이용해 도료를 도포하고 작업키트를 이용해 청소, 연마, 전처리, 후처리, 도막 검사 등을 수행함으로써, 작업성을 개선할 수 있다.
더욱이 대차가 주기적으로 이동하면서 검사수단을 이용해 도장 상태, 예컨대 도장이 손상되었는지, 추가 도장이 필요한지 등을 감지하고, 이에 기반하여 적절한 작업을 실시함으로써 도장 상태를 일정하게 유지 또는 사용자에게 제안할 수 있다.
또한 도장 상태를 기록함으로써, 경년 변화 양상을 용이하게 파악하고, 도장 영역을 효율적으로 관리하며, 재도장 시기 및 부위를 관리할 수 있고, 도료 종류, 도장 조건, 주변 환경 등에 연관된 빅 데이터를 축적할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도장시스템의 구성도이다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 도장시스템(100)에 대해 상세하게 설명한다.
도 1을 본 발명의 실시예에 따른 도장시스템(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면 도장시스템(100)은 도장장치(110) 및 중앙처리장치(120)를 포함하고, 도장장치(110)는 대차(111), 애플리케이터(112), 작업키트(113), 센서(114), GPS(115), 통신수단(116) 및 컨트롤러(117)를 포함한다.
대차(111)는 애플리케이터(112), 작업키트(113), 센서(114), GPS(115), 통신수단(116), 컨트롤러(117) 등이 탑재되는 본체 및 본체에 결합되는 바퀴를 포함한다.
바퀴는 예컨대 휠 형태, 무한궤도 형태, 삼각 무한궤도 형태 등을 가질 수 있으며, 대차(111)가 도장 영역을 적절하게 이동할 수 있다면 그 형태는 특별히 제한되지 않는다.
또한 대차(111)는 수직 벽면에서 이동하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
예를 들면 대차(111)는 프로펠러를 포함할 수 있다. 따라서 프로펠러를 이용해 수직 벽면을 향해 대차(111)를 압박하는 추력을 형성함으로써, 대차(111)가 수직 벽면에 밀착되게 할 수 있다.
또는 대차(111)는 흡입수단을 포함할 수 있다. 따라서 흡입수단을 이용해 본체 하부와 수직 벽면 사이에 공기를 흡입하여 음압을 형성함으로써, 대차(111)가 수직 벽면에 흡착되게 할 수 있다.
또는 수직 벽면이 철재인 경우, 대차(111)는 자석, 예컨대 전자석을 포함할 수 있다. 따라서 그 자력에 의해 대차(111)가 수직 벽면에 부착되게 할 수 있다.
나아가 대차(111)는 낙하 방지를 위해, 대차(111)에 부력을 제공하는 프로펠러를 포함할 수 있다.
애플리케이터(112)는 도장 영역에 도료를 도포하는 역할을 한다.
예를 들면 애플리케이터(112)는 에어리스 스프레이 형태, 제트 스프레이 형태, 림 스프레이 형태, HVLP(High Volume Low Pressure) 스프레이 형태, 롤러 형태, 슬릿 다이 또는 슬롯 다이 형태 등을 가질 수 있으나, 본 발명의 보호범위가 이들 형태로 제한되는 것은 아니다.
작업키트(113)는 도장 영역에 대해 특정한 작업을 수행하는 역할을 한다.
예를 들면 작업키트(113)는 브러시를 포함할 수 있다. 따라서 브러시를 이용해 도장 영역을 청소할 수 있다. 또는 작업키트(113)가 도장 영역을 청소하기 위해, 이물질을 흡입하기 위한 흡입수단, 이물질을 날려 보내기 위한 송풍수단, 이물질을 씻어 내기 위한 살수수단 등을 포함하는 것도 가능하다.
또한 작업키트(113)는 도장 영역을 연마하기 위한 연마수단, 예컨대 블라스팅 머신을 포함할 수 있다. 또한 작업키트(113)는 도장 영역에 퍼티 작업을 수행하기 위한 퍼티작업수단을 포함할 수 있다.또한 작업키트(113)는 도막 검사를 위한 검사수단을 포함할 수 있다. 이러한 검사수단은 예컨대 색차 측정기를 이용해 도막 색상을 측정할 수도 있고, 초음파 두께 측정기를 이용해 도막 두께 또는 단차 발생 여부를 측정할 수도 있으며, 대차(111)에 테이프가 부착된 바퀴가 구비되어 필요시 도막 위로 테이프가 부착된 바퀴를 구동하여 도막 위에 테이프를 붙였다 떼어 가루가 묻어 나오는 부분의 투명도를 측정함으로써 구도막 가루화 현상, 즉 초킹(chalking) 현상을 측정할 수도 있고, 그밖에 도막의 부착력 및 경도 등을 측정할 수도 있다. 따라서 이를 통해 도장이 손상되었는지, 예컨대 도장 색상이 적정 수준을 유지하고 있는지, 도막 두께가 적정 수준을 유지하고 있는지, 도막에 단차가 있는지, 도막 경도가 적정 수준을 유지하고 있는지 등을 검사할 수 있다.
또한 작업키트(113)는 예컨대 두께 측정기를 이용해 도장 영역에 단차가 있는지를 측정하기 위한 단차측정수단을 포함할 수 있다.
전술한 브러시, 흡입수단, 송풍수단, 살수수단, 연마수단, 퍼티작업수단, 검사수단, 단차측정수단 등은 단지 이해의 편의를 위해 언급한 예시에 불과하며, 작업키트(113)는 도장 분야에서 필요한 청소, 연마, 전처리, 후처리, 도막 검사 등을 수행하기 위해 그밖에 다른 수단들을 얼마든지 더 포함할 수 있다.
센서(114)는 주변 장애물을 감지하는 장애물 센서, 예컨대 카메라, 적외선 카메라, 레이더 센서, 라이다 센서 등을 포함할 수 있다.
또한 센서(114)는 주변 온도를 감지하는 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한 센서(114)는 주변 습도를 감지하는 습도 센서를 포함할 수 있다.
또한 센서(114)는 주변 풍속을 감지하는 풍속 센서를 포함할 수 있다.
GSP(115)는 도장장치(110)의 위치를 식별하고 추적하는 역할을 한다.
통신수단(116)은 중앙처리장치(120)와 무선으로 통신하여, 중앙처리장치(120)로 센서(114)에 의해 감지된 정보, GPS(115)에 의해 측정된 도장장치(110)의 위치, 후술할 컨트롤러(117)에 의해 제어되고 있는 사항 등을 전송하고, 중앙처리장치(120)로부터 사용자에 의해 입력된 정보를 수신할 수 있다.
이러한 통신수단(116)은 예컨대 Wi-Fi, 블루투스, LoRaWAN, 지그비, 이더넷, 4G LTE, 5G, NB-IoT, LPWA, Sigfox, Z-Wave 기술 등을 활용할 수 있으며, 통신수단(116)이 중앙처리장치(120)와 적절하게 통신할 수 있다면 그 방식은 특별히 제한되지 않는다.
컨트롤러(117)는 센서(114)에 의해 감지된 정보, GPS(115)에 의해 측정된 도장장치(110)의 위치, 중앙처리장치(120)를 통해 사용자에 의해 입력된 정보 등에 기반하여 대차(111), 애플리케이터(112) 및 작업키트(113)를 제어한다.
예를 들면 컨트롤러(117)는 대차(111)가 임의로 이동해 가면서 장애물 센서에 의해 감지된 정보, GPS(115)에 의해 측정된 도장장치(110)의 위치 등에 기반하여 도장 영역에 대한 맵(map)을 생성할 수 있다. 또는 컨트롤러(117)는 사용자에 의해 입력된 현장 도면에 기반하여 맵을 생성할 수 있다. 나아가 컨트롤러(117)는 사용자에 의해 입력된 현장 도면에 기반하여 맵을 생성하고, 장애물 센서에 의해 감지된 정보, GPS(115)에 의해 측정된 도장장치(110)의 위치 등에 기반하여 그 맵을 보정할 수 있다.
또한 컨트롤러(117)는 이러한 맵에 기반하여 특정한 경로를 생성하고, 대차(111)가 그 경로를 따라 이동하도록 제어할 수 있다. 예를 들면 컨트롤러(117)는 맵에 기반하여, 중복 동선을 최소화할 수 있는 경로, 도장 영역을 최단 거리로 다닐 수 있는 경로, 주요 구역(이를테면 사용자에 의해 특별 관리를 요하는 것으로 입력된 구역, 검사수단에 의해 도장이 자주 손상되는 것으로 측정되는 구역, 도막에 단차가 있는 구역, 도막 경도가 다른 구역, 전처리 또는 후처리 작업이 필요한 구역 등)과 일반 구역을 구분하여 주요 구역을 일반 구역보다 더 빈번하게 지나가게 되는 경로 등을 생성할 수 있다.
또한 컨트롤러(117)는 대차(111)가 주어진 경로를 따라 이동하도록 제어하되, 장애물 센서에 의해 실시간으로 감지되는 정보에 기반하여 대차(111)가 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다.
또한 컨트롤러(117)는 검사수단에 의해 측정된 정보에 기반하여, 애플리케이터(112)를 이용해 구역별 단차 및 경도를 감안하여 계산된 분사량으로 도료를 도포할지, 애플리케이터(112)를 이용해 도료를 도포하기 전에 작업키트(113)를 이용해 청소, 연마, 전처리, 퍼티 작업 등을 수행할지, 애플리케이터(112)를 이용해 도료를 도포한 후에 작업키트(113)를 이용해 후처리를 수행할지 등을 결정할 수 있다.
또한 컨트롤러(117)는 단차측정수단에 의해 측정된 결과로서 도장 영역에 단차가 있을 경우, 도장 작업 전 전처리 또는 퍼티 작업을 수행하여, 도장 영역을 평탄화한 후에 도장 작업을 진행함으로써, 도장면을 일률적으로 구현할 수 있다.
또한 컨트롤러(117)는 검사수단에 의해 측정된 정보(도막 상태), 온도 센서에 의해 감지된 정보, 습도 센서에 의해 감지된 정보, 풍속 센서에 의해 감지된 정보, 사용자에 의해 입력된 정보 등에 기반하여 도장 조건을 자동으로 설정/변경할 수 있다. 해당 정보에 대응되는 도장 조건은 예컨대 수식, 룩업 테이블 등에 기초하여 결정할 수 있다.
중앙처리장치(120)는 사용자가 원하는 정보를 입력하고, 검사수단에 의해 측정된 도막 상태, 센서(114)에 의해 감지된 정보, GPS(115)에 의해 측정된 도장장치(110)의 위치, 컨트롤러(117)에 의해 제어되고 있는 사항 등을 확인하기 위한 인터페이스를 제공한다.
이러한 도장시스템(100)에 의하면 무인으로, 대차(111)가 자율적으로 이동하면서 애플리케이터(112)를 이용해 도료를 도포하고 작업키트(113)를 이용해 청소, 연마, 전처리, 후처리 등을 수행함으로써, 작업성을 개선할 수 있다.
더욱이 대차(111)가 주기적으로 이동하면서 검사수단을 이용해 도장 상태, 예컨대 도장이 손상되었는지, 추가 도장이 필요한지 등을 감지하고, 이에 기반하여 적절한 작업을 실시함으로써 도장 상태를 일정하게 유지할 수 있다.
또한 도장 상태를 기록함으로써, 경년 변화 양상을 용이하게 파악하고, 도장 영역을 효율적으로 관리할 수 있으며, 도료 종류, 도장 조건, 주변 환경 등에 연관된 빅 데이터를 축적할 수 있다.
이상으로 설명한 도장시스템(100)은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도장시스템 중 하나에 불과하다. 본 발명의 기술적 사상은 위 실시예로 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 바에 따라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 용이하게 변경할 수 있는 범위까지 모두 포함한다.

Claims (8)

  1. 대차,
    상기 대차에 탑재되는 애플리케이터,
    주변 장애물, 주변 온도, 주변 습도 및 주변 풍속 중 적어도 하나를 감지하는 센서,
    상기 센서에 의해 감지된 정보에 기반하여 상기 대차 및 상기 애플리케이터를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 도장장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 사용자에 의해 입력된 현장 도면에 기반하여 도장 영역에 대한 맵을 생성하고, 상기 맵에 기반하여 특정한 경로를 생성하며, 상기 대차가 상기 경로를 따라 이동하도록 제어하는 도장장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서는 주변 장애물을 감지하고,
    상기 컨트롤러는 상기 센서에 의해 감지된 주변 장애물에 기반하여 상기 맵을 보정하는 도장장치.
  4. 제1항에 있어서,
    도장 영역에 대해 청소, 연마, 전처리, 후처리 및 도막 검사 중 적어도 하나를 수행하기 위한 작업키트를 더 포함하는 도장장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 작업키트는 도막 색상, 도막 두께, 초킹 현상 및 도막 경도 중 적어도 하나를 측정하기 위한 검사수단을 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 검사수단에 의해 측정된 도막 상태에 기반하여 상기 애플리케이터를 더 제어하는 도장장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 작업키트는 도장 영역에 퍼티 작업을 수행하기 위한 퍼티작업수단 및 도장 영역에 단차가 있는지를 측정하기 위한 단차측정수단을 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 단차측정수단에 의해 측정된 결과로서 도장 영역에 단차가 있을 경우, 상기 애플리케이터를 이용해 도장 작업을 하기 전에 상기 퍼티작업수단을 이용해 퍼티 작업을 하여 도장 영역을 평탄화하도록 제어하는 도장장치.
  7. 제1항에 따른 도장장치 및
    사용자가 원하는 정보를 입력하고, 상기 센서에 의해 감지된 정보 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 있는 사항을 확인하기 위한 인터페이스를 제공하는 중앙처리장치를 포함하는 도장시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는 사용자에 의해 입력된 정보, 상기 센서에 의해 감지된 정보 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 있는 사항을 저장하는 도장시스템.
KR1020210049414A 2021-04-15 2021-04-15 도장장치 및 이를 포함하는 도장시스템 KR102572616B1 (ko)

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