KR910000763B1 - 제품의 자동도포장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

제품의 자동도포장치

제1도는 본 발명 도포장치의 구성을 보이는 개략측 단면도.

제2도는 본 발명 도포장치의 도포부의 구성을 보이는 요부 사시도.

제3도는 본 발명 도포장치의 노즐 및 캠기구의 작동을 보이는 개념 평면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 노즐 및 캠기구의 구성을 보이는 요부 사시도.

제5도는 제4도의 실시예에 대한 제3도와 같은 개념 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징(housing) 3 : 지지부

2 : 도포부 31 : 공압실린더

21 : 대차 32 : 피스톤로드

22 : 안내레일 33 : 지지블록

24 : 이송모터 4 : 배기부

26 : 회동모터 41 : 배풍기

28a : 캠 28b,28b' : 회동로드

28c : 링크로드 42 : 배기관

N : 노즐 N1,N2 : 제1 및 제2노즐

W : 제품

본 발명은 제품의 자동도포장치(automatic coating(or painting) apparatus)에 관한 것으로, 특히 다양한 규격의 제품표면에 균일한 도막(layer)을 형성시킬 수 있는 자동도포장치에 관한 것이다.

제품의 표면에 도료(塗料)를 도포하거나 특별한 기능의 피막을 피복시키는 표면처리방법은 통상 그 도료용액속에 제품을 침지(浸漬)시키거나 브러시로 칠하거나, 또는 분사기(Spray gun)로 도포시키는 방법을 사용하였다. 이와같은 도막 또는 피막을 소정두께로 피복하는데 있어서 소요두께의 피막을 동시에 형성할 수가 없으므로, 통상 수차의 도포작업을 시차를 두고 반복함으로써 도포를 행하였다.

그러나 상술한 종래의 도포방법은 브라운관 패널 또는 광학장치의 표면에 외광 반사방지용 피막을 도포하는등, 고품질의 피막 형성을 요구하는 부위에는 사용이 거의 불가능했다. 즉 상술한 고품질 피막을 형성하기 위해 분사기를 사용하는 경우에는 그 도포작업이 수동으로 이뤄짐에 따른 피막 품질의 저하를 방지하기 위해 분사압력 또는 1회 도포량 및 도포방향을 엄격히 제한시켜야 하므로 도포작업이 매우 어렵고 많은 시간과 고도의 숙련도를 요구하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 이러한 수동작업의 문제점을 해결하기 위해 자동도포장치를 구성한다 하더라도 다양한 규격의 제품에 적용할 수 있는 범용(universal)의 장치 구성이 불가능하여 각 제품에 따른 전용 도포장치를 구성할 수 밖에 없었으며, 따라서 시험용(pilot)제품의 피막 도포는 수작업(手作業)에 의존할 수 밖에 없었다.

또한 이러한 피막의 도포가 개방된 상태에서 진행되었으므로 피막의 품질이 외기(外氣)의 온도나 습도에 좌우되어 피막의 균일한 품질관리가 어려웠으며, 휘발성 및 중독성이 강한 도료의 용제(solvent 또는 thinner)가 주위환경을 오염시켜 작업자를 중독시키거나 주변기기를 손상시키는 문제점도 있었다.

또 상술한 브라운관이나 광학장치등은 통상 매우 고가이므로 도포된 피막이 균일하지 못한 경우에는 이를 폐기하거나 재생(salvaging)시켜야 하므로 이에 따른 공수의 손실이나 생산비의 증가는 매우 심각한 문제였다.

상술한 종래기술의 여러 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 연속적으로 균일한 피막을 도포할 수 있는 제품의 자동도포장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 도포될 제품의 다양한 규격에 따라 적절한 도포를 행할 수 있는 제품의 자동도포장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 도포작업 조건이 주위환경에 영향을 받거나 주위환경을 오염시키지 않는 제품의 자동도포장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제품의 자동도포장치에 있어서, 내부의 공기나, 가스 등을 외부로 배출하는 배기부가 부설된 하우징의 내부 상부측 공간부에, 노즐을 일방향으로 평행이동시키는 동시에 이를 좌우회동시키는 도포부가 설치되고, 이의 하부측 공간부에는 상기 노즐의 이동영역의 하부에 제품이 위치되도록 탑재한 채 이를 승하강시키는 지지부가 설치되되, 상기 도포부는, 상기 노즐이 결합되는 소정의 회동기구를 적재하여 이를 일방향으로 평행운동시키는 소정의 평행운동기구를 구비하며, 상기 지지부는, 상기 제품을 장착하는 지지블럭과, 이 지지블럭이 그 선단부에 고정되는 피스톤로드를 갖는 실린더를 구비하며, 상기 배기부는 상기 하우징의 내부와 연통되는 배풍기와, 이로부터 외부로 연장되는 배기관을 구비하도록 하여 된 점에 그 특징이 있다.

이하에 본 발명의 한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도에 보인 본 발명 자동도포장치는 하우징(housing ; 1)의 내부에 도료가 분사되는 노즐(N)이 좌우회동(swivel)하며 평행이동하게 되는 도포부(spraying portion : 2)와 하나 또는 복수의 제품(W)이 상하방향으로 위치 조정가능하게 지지되는 지지부(supporting portion : 3)와, 도포부(2)에서 비산되는 도료등을 포함한 하우징(1)내의 공기를 외부로 배출하는 배기부(exhausting portion : 4)가 각각 수납되어 구성된다.

상기 노즐(N)을 좌우회동 및 평행운동하도록 이동시키는 도포부(2)는 제1도 및 제2도에 보는 바와같이, 평행운동기구(parallel movement mechanism)상에 좌우회동기구(swivel mechanism)가 적재된 형태로 구성된다.

상기 평행운동기구는 한쌍의 상호 평행한 안내레일(22)을 따라 구르는 복수의 롤러(roller ; 21a)상에 실린대차(carriage ; 21)를 설치하고, 이에 리드스크류(lead screw ; 23) 및 볼나사(ball screw)등 적절한 기구로 된 상대이송수단으로 상대운동할 수 있도록 결합하고, 이 리드스크류(23)에 벨트 및 풀리 또는 체인 및 기어 등의 적절한 전동기구(25)를 통해 회전력을 제공하는 정역회전 가능한 이송모터(24)를 구비하여 구성된다.

좌우회동기구는 대차(21)상에 프레임(27)을 고정하여 이에 회동모터(swivel motor ; 26)를 장착하고 이 회동모터(26)의 회전축에 대체로 원판형인 캠(cam ; 28a)을 고정한뒤, 일단에 노즐(nozzle ; N)이 결합되며 타단이 대차(21)에 고정된 회동축(29)과 힌지(hinge) 결합되는 회동로드(28b)의 중간과 이 캠(28a)의 외측간을 링크로드(link rod, 28c)로 힌지 결합함으로써 연결하여 회동로드(28b)가 소정범위의 각도를 좌우로 회동할 수 있는 캠-링크기구를 형성함으로써 구성된다.

여기서 상술한 캠-링크기구외에도 기어와 부채꼴기어의 결합등 회동모터(26)의 회전운동을 회동로드(28b)의 소정범위내의 회동운동으로 전환시킬수 있는 기구라면 어떠한 것이든 본 발명 구성에는 지장이 없다.

다음, 상기 지지부(3)는 제1도에 보인 바와같이 하우징(1) 하부에 설치되어 미도시된 외부의 압축공기 공급원으로부터 공압을 제공받는 공압실린더(air cylinder ; 31)의 피스톤로드(piston rod : 32)의 상단에 제품(W : 도면에는 외광반사방지막을 도포하기 위한 브라운관을 도시하였다)을 지지하는 지지블록(33)을 결합하고, 공압실린더(31)의 둘레에는 도포부(2)에서 낙하되는 도료에 의해 공압실린더(31)가 오손되는 것을 방지하기 위해 적절한 차단판(34)을 설치하고, 그 상면 대략 피스톤로드(32)의 하강위치의 중간정도의 레벨(level)에는 제품(W)의 반입 반출등 준비작업을 하기 위한 작업 스테이션(work station)이 되는 작업판(35)을 하우징(1)의 양단에 걸쳐 고정설치한다. 그리고 상기 작업판(35)은 상하의 공기가 유통되도록 다수의 통기구멍(35a)이 형성된 격자판(grid plate)인 것이 바람직하다. 또 지지블록(33)의 하단과 이 작업판(35)의 중앙부 상면의 사이에는 피스톤로드(32)의 상하운동에 따라 공압실린더(31)의 내면에 도료등이 투입되지 않도록 신축성있게 이를 밀폐하는 벨로우즈(bellows ; 36)를 설치하는 것이 바람직하다.

다음 배기부(4)는 하우징(1)의 일측에 설치된 송풍기(blower)등으로 된 배풍기(air exhausting fan ; 41)와 이에 연결되어 미도시된 집진처리장치 또는 환경오염의 우려가 없는 외부까지 연장되는 배기관(42)으로 구성된다.

또 도시되지는 않았으나 하우징(1)의 일측, 작업판(35) 높이 정도의 레벨에는 제품(W)을 개방시 반입 또는 반출이 가능하며 폐쇄시 외부로부터 밀폐가 가능한 적적한 개폐문(예를들어 고무등 탄성재질로 된 러버 커튼(rubber curtain))이 설치되는 것이 바람직하다.

한편 제1도의 본 발명 자동도포장치는 제품(W) 및 그 지지부(3)가 하나만 구비되는 것으로 도시되었으나 경우에 따라서는 복수의 제품(W)에 대한 도료의 도포가 가능하도록 복수의 지지부(3)를 마련할 수 있다. 이때에는 상기 노즐(N,N1,N2)에 의한 도료의 도포영역내에서, 상기 도포부(2)의 평행이동기구의 이동축선방향을 따라 상기 지지부를 일렬로 다수 배치하여 다수의 제품에 대해 도료의 도포가 그 배열 순서대로 이루어지도록 하면 가능하다.

또 도시되지는 않았으나 상술한 각 구성요소의 작동을 제어하는 제어부가 구비되는 것이 바람직하다.

이와같이 구성된 본 발명제품의 자동도포장치는 다음과 같이 작동된다.

먼저 지지부(3)가 작동하게 되는데, 도시되지 않은 개폐문을 개방하여 제품(W)을 하우징(1)내로 반입하여 지지블록(33)상에 탑재시킨뒤 개폐문을 폐쇄한다.

다음 도시되지 않은 제어부의 제어신호에 따라 공압실린더(31)에 압축공기를 공급하면 피스톤로드(32)는 그 선단에 고정된 지지블록(33) 및 제품(W)을 상승시켜 제품(W)은 적절한 위치에서 정지하여 피막도포를 위한 준비상태로 대시하게 된다. 이때 벨로우즈(36)는 상기 지지블록(33)의 상승에 따라 그 내부의 피스톤로드(32)등을 외부로부터 밀폐시킨채 연신(延伸)된다.

이에 이어서 도포부(2)가 작동하게 되는데, 이송모터(24)가 제어부(미도시)에 의해 가동되어 전동기구(25)를 통해 리드스크류(23)를 회전시킴으로써 이에 나사결합된 대차(21)가 상기 안내레일(22)을 따라 구르는 롤러(21a)에 의해 도포를 개시할 적절한 위치까지 평행이동하게 된다.

그리고 도포 개시위치에 이르게되면 회동모터(26)가 회전을 개시하여 그 회전축에 결합된 캠(28a)을 회전되고, 이에 따라 캠(28a)에 힌지결합된 링크로드(28c)는 노즐(N)이 결합된 회동로드(28b)를 상기 회동축(29)에 대해 소정각도만큼 좌우로 회동시키게 된다. 그리고 이에 이어 도료 공급원(미도시)으로부터 노즐(N)에 가압된 도료가 공급되어 노즐(N)은 도료 분사를 개시하게 되고, 이에 따라 제품(W)의 표면에 도료가 도포되게 된다.

여기서 노즐(N)의 제품(W) 표면에 대한 상대적 궤적(trace ; T)을 구체적으로 도시한 것이 제3도인데 안내레일(22)을 따라 제3도의 하방으로 평행이동하는 대차(21)상에서 노즐(N)은 좌우회동운동을 하고 있으므로 노즐(N)의 운동궤적(T)은 도시한 바와같은 지그재그(zigzag)형으로 그리게 된다. 이때에 인접 상하궤적(T)간의 간격은 대차(21)의 평행이동속도, 즉 이송모터(24)의 회전속도에 좌우되며, 각 궤적(T)상에서 노즐(N)의 이동속도는 회동모터(26)의 회전속도에 좌우된다. 따라서 이송모터(24) 및 회동모터(26)의 회전속도와 노즐(N)에의 도료 이송압력을 조절하는데 따라 제품(W)에 도포되는 피막의 두께를 조절할 수 있게 되는바, 각 제품(W) 및 형성피막의 종류에 따라 적절한 수치를 제어부에 세팅(setting)함으로써 최적조건의 피막도포가 이루어질 수 있게 된다.

다음, 제품(W)의 도포가 완료되면 이송모터(24) 및 회동모터(26)가 정지시킴과 아울러, 공압실린더(31)를 축퇴(shrinking)시킨 상태에서 제품(W)을 하우징(1) 외부로 반출한다. 이때에 2차, 3차등 부가적 도포가 필요할 경우에는, 이송모터(24) 및 회동모터(26)가 정지된 상태에서 다음 도포를 개시하기에 필요한 소정시간을 대기한 뒤 이송모터(24)를 역회전시켜 리드스크류(23)를 역회전시키면서 대차(21) 및 노즐(N)을 전진해온 방향과 반대로 역진 및 좌우회동 시키면서 도포작업을 추가적으로 하면 된다.

이상과 같은 도포작업에 있어서, 전기한 바와같이, 상기 하우징(1)의 내부에 하부측에 다수의 지지부(3)가 상기 평행운동기구의 이동축상에 일렬로 배열되어 있는 경우에는 상기 노즐(N,N1,N2)이 상기 평행이동기구와 회동기구에 의해 전진운동과 회동운동을 병행함으로써 상기 다수 지지부(3)에 탑재된 제품(W)에 대한 도료의 도포작업을 그 배열 순서대로 행하여 전체 제품에 대한 도포를 이룰 수 있게 된다.

또한, 이상과 같은 도료의 도포작업에 있어서, 상기 도포작업이 개시될 때로부터 완료될 때까지(바람직하기로는 개시한 소정시간 전부터, 완료로부터 소정시간 후까지) 배기부(4)가 작동하여 하우징(1)내의 공기 및 도포 분사된 도료가 제품(W)의 표면에 도포된 피막에 악영향을 끼치거나 주위환경을 오염시키는 일이 없도록 이를 외부로 배출해 내게 된다. 즉 배풍기(41)가 작동하여 하우징(1)내의 공기 및 이에 혼입된 도료방울이나 용제의 증기나 습기등을 배기관(42)을 통해 외부로 배출하는 것이다.

상술한 실시예에 있어서 도포부(2)에 노즐(N)이 1개 배치되는 것으로 하였으나 제4도와 같이 회동로드(28b')의 양측에 제1노즐(N1) 및 제2노즐(N2)을 설치함으로써 또다른 특징을 얻을 수 있다. 즉 제1노즐(N1) 및 제2노즐(N2)에 각각 도료를 공급 분사함으로써 1회에 도포될 피막의 두께를 반으로 나누어 그 궤적이 상호 교차하도록 도포하게 되므로 형성된 피막이 매우 균일해지게 되는데(제5도에서 제1노즐의 궤적(T1)과 제2노즐의 궤적(T2)은 상호 궤적(T2,T1)의 간격을 채우게 된다), 이와같은 경구 양 노즐을 통하여 상호 성분이 다른 2종의 도료를 동시에 분사 도포하는 것도 가능해지게 된다.

이와같이 본 발명 제품의 자동도포장치를 도포작업이 작업자의 숙련도에 의하지 않으면서 매우 균일한 피막을 연속적으로 얻을 수 있는 자동도포장치를 제공할 뿐 아니라, 다양한 제품의 규격에 따라 적절히 조정이 가능하므로 범용의 도포장치로 사용될 수 있어서 특히 다품종 소량생산이나 시험설비로서 매우 적합한 잇점이 있다. 또한 외기와 차단되어 강제 배기를 하는 상태에서 도포가 이뤄지므로 피막품질이 외기에 좌우되거나 주위 환경을 오염시키는 일이 없다.

따라서 상술한 장점은 특히 본 발명을 고도의 피막품질을 요하는 고가의 브라운관이나 광학장치등의 표면처리 피막 도포에 사용하는 경우에는 생산공수나 생산비를 저감시키고 생산제품의 품질을 향상시키는 큰 효과를 발휘하는 것이다.

Claims (6)

1. 내부의 공기나, 가스등을 외부로 배출하는 배기부(4)가 부설된 하우징(1)의 내부 상부측 공간부에, 노즐(N,N1,N2)을 일방향으로 평행이동시킴과 동시에 이를 좌우회동시키는 도포부(2)가 설치되고, 이의 하부측 공간부에는 상기 노즐의 이동영역의 하부에, 제품(W)을 탑재한 채 이를 승하강시키는 지지부(3)가 설치되고, 상기 도포부(2)는, 상기 노즐(N,N1,N2)이 결합되는 소정의 회동기구를 적재하여 이를 일방향으로 평행운동시키는 소정의 평행운동기구를 구비하며, 상기 지지부(3)는, 상기 제품을 장착하는 지지블럭(33)과, 이 지지블럭(33)이 그 선단부에 고정되는 피스톤로드(32)를 갖는 실린더(31)를 구비하며, 상기 배기부(4)는 상기 하우징(1)의 내부와 연통되는 배풍기(41)와, 이로부터 외부로 연장되는 배기관(42)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부(3)가, 상기 도포부(2)에 의한 상기 노즐(N,N1,N2)의 이동영역내의 축상을 따라 하나 또는 복수 배치되도록 된 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 평행이동기구가, 안내레일(22)을 따라 이동되는 대차(21)와, 이 대차(21)를 전동기구(25)를 통해 전달된 이송모터(24)의 회전력으로 이동시키는 상대이송수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 좌우회동기구가, 상기 대차(21)상에 고정된 회동모터(26)의 회전축에 캠(28a)을 설치하고, 회동축(29)을 중심으로 회동하며 노즐(N,N1,N2)이 결합되어 잇는 회동로드(28b,28b')와 상기 캠(28a)을 링크로드(28c)로 연결하여 되는 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 노즐(N,N1,N2)이 회동로드(28b)의 일단에 결합되어 1개로 구성되는 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 노즐(N,N1,N2)이 회동로드(28b')의 양단에 결합된 제1노즐(N1) 및 제2노즐(N2)인 것을 특징으로 하는 제품의 자동도포장치.

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