KR101154093B1 - 론지 이면부 도장 시스템 - Google Patents

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KR101154093B1
KR101154093B1 KR1020110012669A KR20110012669A KR101154093B1 KR 101154093 B1 KR101154093 B1 KR 101154093B1 KR 1020110012669 A KR1020110012669 A KR 1020110012669A KR 20110012669 A KR20110012669 A KR 20110012669A KR 101154093 B1 KR101154093 B1 KR 101154093B1
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정윤하
이동훈
김호경
이정형
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에스티엑스조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 론지 이면부 도장 시스템은, 이동대차; 상기 이동대차에 탑재되어 작업현장으로 이동되며, 도장 구역 내에서 자율 주행 및 도장작업을 수행하도록 된 도장로봇; 상기 이동대차에 탑재되어 도장로봇에 도료호스, 에어호스, 전원케이블이 하나의 라인으로 통합된 통합호스를 자동 공급하도록 된 통합호스공급장치; 및 상기 이동대차에 탑재되어 통합호스를 통해 도장로봇에 도료가 공급되도록 하는 에어리스도료펌프;를 포함한다.

Description

론지 이면부 도장 시스템{The Painting System for back??side of Longitudinal Stiffener Using the painting machine}
본 발명은 선박 블록 내부의 론지 이면부 도장 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 블록 내부에 시공되는 론지는 선박의 강성을 만족시키기 위한 보강재로 사용되는데, 도 1은 일반적인 형태의 론지 이면부에 대해 도장 작업하는 예를 도시한 개략도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 론지는 T자 형태의 이면부를 형성하게 되는데, 이와 같은 형태의 론지 이면부를 도장하기 위한 방법 중 하나로서, 작업자가 도장용 롤러를 이용해 직접 도장 작업하는 방법이 있다.
이때, 도장작업을 요하는 론지 이면부를 벽면과 천장면으로 구분했을 때, 작업자는 도장용 롤러를 이용해 천장면을 먼저 도장 작업한 후, 자세를 바꾸어 벽면을 재차 도장 작업하게 된다.
이와 같은 도장방법은 도장작업을 두 차례에 걸쳐 나누어 진행해야 하기 때문에 번거롭고 작업시간이 길어질 뿐만 아니라, 론지의 높이가 낮아서 작업하기가 매우 어려운 문제가 있었다.
또한, 론지가 설치되는 곳이 주로 사람이 겨우 들어갈 정도의 밀폐된 공간에 존재하기 때문에, 작업자의 이동이 자유롭지 못하여 불안정한 자세로 작업해야 하고, 이로 인해, 작업자의 근골격계 질환을 유발하게 되는 것은 물론 선박의 도장 품질을 저해시키는 문제가 있었다.
마찬가지로, 스프레이건 및 폴건을 이용하여 스프레이 도장작업을 하는 경우에도 작업환경이 개선되지 않는 근본적인 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 형태의 모바일 도장 로봇들이 제안되고 있으나, 기존의 도장 로봇들은 론지의 높이나 폭 변화에 따른 대응이 어려운 구조여서, 도료의 낭비가 심하거나 도장되는 영역이 매우 한정되는 문제가 있었다.
또한, 이와 같은 도장로봇들은 한쪽의 작업면 만을 도장할 수 있는 구조로 이루어져 있기 때문에 작업자가 장비를 여러 번 이동시켜야 하는 문제가 있었다.
특히, 이와 같은 종래의 도장로봇들은 실제 도장작업을 수행하는 장비인 도장로봇과, 상기 도장로봇에 도료를 공급해주는 도료 펌프와 이송장비 등 다수의 장비를 개별 이동하게 됨에 따라 한 명의 작업자가 모든 장비를 구동하고, 또 이동시키는데 한계가 있었고, 이로 인해, 작업이 지연되는 문제가 있었다.
본 발명은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실제 도장작업을 수행하는 도장로봇과, 상기 도장로봇에 도료 및 에어공급을 위한 통합호스공급장비, 및 에어리스도료펌프를 이동대차 하나에 탑재시켜 통합 관리되도록 하는 론지 이면부 도장 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 작업자 한 명이 론지 이면부에 대한 도장작업을 쉽고 안정적으로 수행할 수 있게 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 도장 작업면이 연속되거나 절곡되는 면인지, 또는 단절되는 면인지를 감지하여 도장로봇이 이에 대응할 수 있도록 함으로써, 자율주행 및 자동도장작업이 이루어지도록 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이동대차; 상기 이동대차에 탑재되어 작업현장으로 이동되며, 도장 구역 내에서 자율 주행 및 도장작업을 수행하도록 된 도장로봇; 상기 이동대차에 탑재되어 도장로봇에 도료호스, 에어호스, 전원케이블이 하나의 라인으로 통합된 통합호스를 자동 공급하도록 된 통합호스공급장치; 및 상기 이동대차에 탑재되어 통합호스를 통해 도장로봇에 도료가 공급되도록 하는 에어리스도료펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 이동대차에 모터 동력에 의해 구동되는 주행장치, 및 상기 주행장치를 제어하기 위한 운전조작부가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 도장로봇은, 자율주행이 가능한 주행본체부; 상기 주행본체부에 탑재되어 자동 도장작업을 수행하는 도장작업부; 및 상기 주행본체부에 탑재되어 자율주행 및 도장작업을 제어하도록 된 제어부;를 포함한다.
이때, 상기 주행본체부, 모터의 동력으로 구동되는 주행바퀴; 및 주행 방향을 전환하기 위한 아이들 바퀴;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도장작업부는, 도료를 작업면에 분사하는 스프레이건; 상기 스프레이건에 도료가 공급 또는 차단되도록 작동하는 솔레노이드밸브; 및 상기 스프레이건의 노즐부가 상하방향으로 스윙 운동되도록 하는 피칭모터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 주행본체부 상부에 설치되고, 스프레이건의 분사 높이를 조절하기 위한 높이조절노브와, 스프레이건의 작동을 온/오프 제어하기 위한 건 스위치, 및 도장로봇 전체의 전원을 온/오프 제어하기 위한 전원 스위치를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 주행본체부의 주행 전, 후방에서 작업면이 절곡되는 지를 감시하는 전, 후방거리감지센서, 및 주행본체부의 주행 전, 후방에서 작업면이 단절되는 지를 감지하는 전, 후방부재감지센서를 포함하는 센서부를 형성할 수 있다.
본 발명은 실제 도장작업을 수행하는 도장로봇과, 상기 도장로봇에 도료 및 에어공급을 위한 통합호스공급장비, 및 에어리스도료펌프를 이동대차 하나에 탑재시켜 통합 관리되도록 하는 론지 이면부 도장 시스템을 제공함으로써, 장비의 유지 및 보수관리가 편리하고, 작업장의 장소 이동이 편리하기 때문에 도장작업시간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 작업자 한 명이 론지 이면부에 대한 도장작업을 쉽고 안정적으로 수행할 수 있게 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함으로써, 인력운용의 효율성을 높이는 효과를 갖는다.
본 발명의 또 다른 목적은 도장 작업면이 연속되거나 절곡되는 면인지, 또는 단절되는 면인지를 감지하여 도장로봇이 이에 대응되도록 함으로써, 자율주행 및 자동도장작업이 이루어지도록 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함으로써, 작업효율이 향상되는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적으로 선박 블록 내부에 시공되는 론지 형상을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 론지 이면부 도장시스템을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 저면사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 자율주행을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 피칭 도장방법을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇에 의한 도장절차를 설명하는 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 론지 이면부 도장시스템을 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 론지 이면부 도장시스템은 크게, 이동대차(100), 도장로봇(300), 통합호스공급장치(400), 및 에어리스도료펌프(500)를 포함한다.
먼저, 이동대차(100)에 대해 설명하면, 일반적인 대차의 형태로 제작되며, 상부에 도장로봇(300), 통합호스공급장치(400), 및 에어리스도료펌프(500)가 탑재되는 베이스 구조물의 역할을 하게 된다.
이와 같은 이동대차(100)의 상부에는 각 구성요소들이 수용되는 하우징이 설치될 수 있는데, 상기 하우징을 형성함으로써, 이동대차(100)의 외관을 간결하게 구성할 수 있게 된다.
이때, 상기 이동대차(100)에는 모터 동력에 의해 구동되는 주행장치(200)가 설치될 수 있다. 이러한 주행장치(200)는 이동대차(100) 내부에 설치되어 동력을 제공하는 주행모터(미도시)와 상기 모터의 동력을 제공받는 바퀴로 구성될 수 있다.
또한, 상기 이동대차(100)는 주행방향의 뒤쪽에 운전조작부(600)를 설치할 수 있는데, 상기 운전조작부(600)를 통해 이동대차(100)의 주행, 정지, 방향전환 등을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 이동대차(100)에는 도장로봇(300)이 탑재되어 작업현장으로 이동되며, 도장 구역 내에서 자율 주행 및 도장작업을 수행하게 된다.
여기서, 상기 이동대차(100)에는 도장시스템의 구동을 위한 전원공급부(미도시)를 구비할 수 있는데, 전원공급부의 형태는 충전식 배터리가 이용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 저면사시도이다.
도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇(300)은 크게 주행본체부(310), 도장작업부(330) 및 제어부(350)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 주행본체부(310)는 도장작업부(330) 및 제어부(350)를 탑재한 상태로 자율주행하게 되는데, 이를 위한 주행본체부(310)는 내부에 주행모터(미도시)를 탑재하게 되며, 상기 주행모터로부터 동력을 제공받아 구동되는 주행바퀴(311)가 주행본체부(310)의 하부에 설치된다.
이때, 상기 주행바퀴(311)는 주행본체부(310)의 좌우 양측에 한 쌍이 마주보도록 설치될 수 있다. 그리고, 상기 주행바퀴(311)가 설치된 전방 주행본체부(310)에는 주행 방향을 전환하기 위한 아이들 바퀴(313)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 주행본체부(310)는 도장작업부(330) 및 제어부(350)가 탑재되는 일측에 손잡이(315)를 설치할 수 있다. 이때, 손잡이(315)는 주행로봇(300)을 이동대차(100)로부터 도장 작업면 위치까지 들고 이동하는데 이용하게 된다.
그리고, 상기 주행본체부(310)의 주행방향 일측에 도장 작업면과 접촉되도록 연장되는 롤러아암(317)이 형성될 수 있는데, 상기 롤러아암(317)은 도장 작업면과의 주행로봇(300) 사이를 일정 간격 유지시켜, 도장거리가 확보되도록 하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 이와 같은 롤러아암(317)은 1개 이상 다수 개를 동시에 설치되도록 함으로써, 신뢰성이 향상되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 주행본체부(310)에는 도장작업부(330)가 탑재되어 자동 도장작업을 수행하게 된다.
상기 도장작업부(330)는 크게 스프레이건(331), 솔레노이드밸브(333), 피칭모터(335)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스프레이건(331)은 통합호스(410)를 통해 공급되는 도료를 작업면에 분사하게 되는데, 상기 스프레이건(331)은 주행본체부(310) 상에 설치되는 피칭모터(335)에 축 결합된다. 상기 피칭모터(335)는 상기 스프레이건(331)의 노즐부가 도장작업면에 대해 상하방향으로 스윙 운동되도록 함으로써, 론지의 수직면과 수평면이 동시에 도장되도록 할 수 있다.
본 발명의 실제 도장작업은 스프레이건(331)의 피칭운동(상하)에 의해서 이루어지게 되는데 피칭모터(335)의 회전속도를 제어함으로써, 도장의 두께 및 품질을 제어할 수 있게 된다.
이때, 상기 스프레이건(331) 일측에는 도료의 공급 및 차단을 제어할 수 있는 솔레노이드밸브(333)가 설치될 수 있다.
그리고, 상기 주행본체부(310)에는 제어부(350)가 탑재되어 자율주행 및 도장작업을 제어하게 된다.
이때, 상기 제어부(350)는 주행본체부(310) 상부에 설치되고, 스프레이건의 분사 높이를 조절하기 위한 높이조절노브(351)와, 스프레이건의 작동을 온/오프 제어하기 위한 건 스위치(353), 및 도장로봇(300) 전체의 전원을 온/오프 제어하기 위한 전원 스위치(355)를 포함하는 제어패널을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(350)에는 주행본체부(310)에 설치되는 전, 후방거리감지센서(SW1)(SW2), 및 전, 후방부재감지센서(SW3)(SW4)가 포함될 수 있다.
이때, 상기 전, 후방거리감지센서(SW1)(SW2)는 각각 주행본체부(310)의 주행방향 전방과 후방에 설치되어, 주행본체부(310)의 주행 전, 후방에 장애물이 존재하는지, 또는 작업면이 절곡되어 꺽이는 면이 있는지를 감지하게 된다.
이때, 주행방향 전방에 장애물 또는 꺽이는 면이 감지되면, 주행본체부(310)를 정해진 방향으로 회전시켜 감지 대상면에 대한 도장작업이 자동 수행되도록 할 수 있다.
또한, 상기 전, 후방부재감지센서(SW3)(SW4)는 각각 주행본체부(310)의 주행방향 전방과 후방에 설치되어, 주행본체부(310)의 주행 전, 후방에서 작업면이 단절되는 지를 감지하게 된다.
이때, 주행방향 전, 후방에서 작업면이 단절되어 더 이상 존재하지 않을 경우, 전, 후방거리감지센서(SW1)(SW2) 만으로는 작업면의 시작과 끝을 알 수 없기 때문에 전, 후방부재감지센서(SW3)(SW4)를 이용하여 쉽게 작업면의 시작과 끝을 알 수 있도록 함으로써, 도장로봇(300)의 자율 주행이 가능하도록 한다.
또한, 상기 제어부(350)에는 장비의 방위각을 계측할 수 있는 자이로 센서(미도시)가 더 포함될 수 있다.
그리고, 상기 이동대차(100)에는 통합호스공급장치(400)가 탑재되어 도장로봇(300)에 도료호스, 에어호스, 전원케이블이 하나의 라인으로 통합된 통합호스(410)를 자동 공급되도록 할 수 있다.
이때, 통합호스공급장치(400)의 실시예에 따른 구성에 대해 설명하면, 통합호스(410)가 롤 형태로 권취되고, 도장로봇(300)의 진행에 따라 통합호스(410)를 자동공급 및 회수되도록 할 수 있다.
이때, 상기 통합호스(410)는 스프레이건(331)이 탑재된 도장로봇(300)을 운용하는데 필요한 도료호스와 에어호스 그리고 전원케이블 등을 하나의 호스로 통합한 것이다.
이때, 상기 통합호스공급장치(400) 일측에 이동대차(100)에 통합호스(410)를 통해 도료가 공급되도록 하는 에어리스도료펌프(500)가 설치될 수 있다.
이하, 도 5내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 도장시스템을 이용한 실제 도장작업의 예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 자율주행을 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇의 피칭 도장방법을 도시한 개략도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도장로봇에 의한 도장절차를 설명하는 순서도이다.
도 5내지 도 7을 참조하면, 하나의 론지 공간에 도장로봇(300)을 초기 위치에 셋팅한 후, 론지 높이를 입력하고 시작을 하게 되면, 후방거리감지센서(SW2) 및 후방부재감지센서(SW4)를 이용하여 초기 도장위치로 이동하게 된다.
이후, 도장로봇(300)이 롤러아암(317)을 이용하여 작업면과 일정한 도장거리가 확보된 상태로 진행하게 되며, 탑재된 도장작업부(330)의 스프레이건(331)이 피칭운동 되면서, 도장작업을 수행하게 된다.
그런 다음, 전방거리감지센서(SW1) 및 전방부재감지센서(SW3)를 이용하여 론지의 끝부분까지 도장 및 이동하게 된다.
이때, 론지의 끝 부분에 위치 했을 경우, 반대편 론지 작업면을 도장하기 위해서 도 5에서와 같이 도장로봇(300)을 회전 및 전/후진시켜 반대편 도장 초기 위치로 이동을 하게 된다. 이후, 같은 방법으로 도장 및 이동하면서 반대편 론지 작업면을 도장 작업하게 된다.
이때, 작업면에 대한 도장패턴을 보면 도 6에서와 같이 진행방향을 따라 물결 형상의 파형을 형성하게 된다. 이와 같은 파형의 간격 및 높이는 스프레이건(331)의 높이조절과 피칭모터(335)의 회전속도에 의해 조절할 수 있게 되며, 이는 도장품질에 영향을 미치게 된다.
앞서, 살펴본 바와 같은 본 발명은 실제 도장작업을 수행하는 도장로봇과, 상기 도장로봇에 도료 및 에어공급을 위한 통합호스공급장비, 및 에어리스도료펌프를 이동대차 하나에 탑재시켜 통합 관리되도록 하는 론지 이면부 도장 시스템을 제공함으로써, 장비의 유지 및 보수관리가 편리하고, 작업장의 장소 이동이 편리하기 때문에 도장작업시간을 단축할 수 있게 된다. 또한, 작업자 한 명이 론지 이면부에 대한 도장작업을 쉽고 안정적으로 수행할 수 있게 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함으로써, 인력운용의 효율성을 높일 수 있고, 도장 작업면이 연속되거나 절곡되는 면인지, 또는 단절되는 면인지를 감지하여 도장로봇이 이에 대응되도록 함으로써, 자율주행 및 자동도장작업이 이루어지도록 하는 론지 이면부 도장시스템을 제공함으로써, 작업효율이 향상될 수 있다.
100: 이동대차 200: 전동형 주행장치
300: 도장로봇 310: 주행본체부
311: 주행바퀴 313: 아이들 바퀴
315: 손잡이 317: 롤러아암
330: 도장작업부 331: 스프레이건
333: 솔레노이드밸브 335: 피칭모터
337: 호스장착부 350: 제어부
351: 론지높이조절노브 353: 건 스위치
355: 전원 스위치 SW1: 전방거리감지센서
SW2: 후방거리감지센서 SW3: 전방부재감지센서
SW4: 후방부재감지센서 400: 통합호스공급장비
410: 통합호스 500: 에어리스도료펌프
600: 운전조작부

Claims (7)

  1. 이동대차(100);
    상기 이동대차(100)에 탑재되어 작업현장으로 이동되며, 도장 구역 내에서 자율 주행 및 도장작업을 수행하도록 된 도장로봇(300);
    상기 이동대차(100)에 탑재되어 도장로봇(300)에 도료호스, 에어호스, 전원케이블이 하나의 라인으로 통합된 통합호스(410)를 자동 공급하도록 된 통합호스공급장치(400); 및
    상기 이동대차(100)에 탑재되어 통합호스(410)를 통해 도장로봇(300)에 도료가 공급되도록 하는 에어리스도료펌프(500);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동대차(100)에 모터 동력에 의해 구동되는 주행장치(200), 및 상기 주행장치(200)를 제어하기 위한 운전조작부(600)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도장로봇(300)은,
    자율주행이 가능한 주행본체부(310);
    상기 주행본체부(310)에 탑재되어 자동 도장작업을 수행하는 도장작업부(330); 및
    상기 주행본체부(310)에 탑재되어 자율주행 및 도장작업을 제어하도록 된 제어부(350);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주행본체부(310)는,
    모터의 동력으로 구동되는 주행바퀴(311)와;
    주행 방향을 전환하기 위한 아이들 바퀴(313); 및
    주행방향 일측에 형성되어 도장 작업면과 주행로봇(300) 사이의 도장거리를 확보하도록 하는 롤러아암(317);을 포함하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도장작업부(330)는,
    도료를 작업면에 분사하는 스프레이건(331);
    상기 스프레이건(331)에 도료가 공급 또는 차단되도록 작동하는 솔레노이드밸브(333); 및
    상기 스프레이건(331)의 노즐부가 상하방향으로 스윙 운동되도록 하는 피칭모터(335);를 포함하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부(350)는,
    주행본체부(310) 상부에 설치되고, 스프레이건의 분사 높이를 조절하기 위한 높이조절노브(351)와, 스프레이건의 작동을 온/오프 제어하기 위한 건 스위치(353), 및 도장로봇(300) 전체의 전원을 온/오프 제어하기 위한 전원 스위치(355)를 포함하는 제어패널을 형성하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어부(350)는,
    주행본체부(310)의 주행 전, 후방에서 작업면이 절곡되는 지를 감시하는 전, 후방거리감지센서(SW1)(SW2), 및 주행본체부(310)의 주행 전, 후방에서 작업면이 단절되는 지를 감지하는 전, 후방부재감지센서(SW3)(SW4)를 포함하는 센서부를 형성하는 것을 특징으로 하는 론지 이면부 도장 시스템.
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