KR20070017124A

KR20070017124A - 저렴하고 자동화된 넓은 표면의 처리 및 코팅 방법

Info

Publication number: KR20070017124A
Application number: KR1020067018011A
Authority: KR
Inventors: 존 스테픈 모톤
Original assignee: 존 스테픈 모톤
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2007-02-08

Abstract

건독 내의 선체와 같은 대형 구조체의 처리 및 코팅 장치 및 그 방법으로서 어레이 내에 배치된 복수의 스프레이 건은 처리될 표면을 따라 이격된 로보틱 암에 의해 위치되어 그 스프레이 패턴을 오버래핑한다. 스프레이의 어레이는 하방으로 이동함으로써 스트립을 도장하고, 그 결과, 스프레이 건은 고정되고, 수평으로 이동하여 첫번째 스트립과 오버래핑도록 인접한 다른 스트립이 도장될 때까지 상방으로 이동되도록 구동된다. 이 스텝은 표면 영역이 전체적으로 충분히 도장될 때까지 반복된다. 오버스프레잉된 페인트를 수집하는 슈라우드가 형성되고, 다른 여분의 페인트는 어레이 조립체 내에 장착된다. 보조 스프레이 건이 위치될 수 있고, 그 스프레이 패턴은 스프레이 건의 어레이로부터 방사된 원래 스프레이 패턴에 의해 놓친 영역에 페인트를 도포하도록 조정된다. 작업 표면을 따른 시스템의 이동은 무인 플랫폼이 이동하는 가상 또는 실제의 참조 트랙에 의해 이루어진다. 컴퓨터로 제어되는 다관절 암은 조립체를 차례로 운반하는 무인 플랫폼에 의해 이동된다. 다른 도구들은 코팅의 도포 이전에 선체를 세정하기 위한 암에 선택적으로 작동가능하게 연결될 수 있다.

저렴하고 자동화된 넓은 표면의 처리 및 코팅 방법

Description

저렴하고 자동화된 넓은 표면의 처리 및 코팅 방법{COST EFFECTIVE AUTOMATED PREPARATION AND COATING METHODOLOGY FOR LARGE SURFACES}

본 출원은 미국 특허상표청에 2004년 2월 2일에 출원된 가출원 제60/540,623호에 대하여 우선권을 주장한다.

본 발명은 환경친화적이고, 쓰레기를 최소화하고, 저렴한 처리 및 코팅 방법과, 큰 표면적을 처리하고 코팅하는 자동화된 시스템을 이용한 장치에 관한 것이다.

건독으로 지지될 수 있는 선체와 같은 넓은 표면은 Ha㎜elmann의 미국 특허 3,611,849 및 Van den Broek의 미국 특허 3,915,092에 개시되어 있다. 상기 두 특허는 선체를 표면처리하고 거의 스프레이 도장하는 선체의 처리를 개시하고 있다. Ha㎜elmann의 특허에는 건독 측벽의 상면과 세로면을 따라 이동가능한 수평 및 수직 지지 구조를 갖는 캐리지(carriage)가 개시되어 있다. 곤돌라의 내부 또는 그 위의 표면 처리 장치는 적어도 건독의 중앙 세로면에 배치될 수 있다. 이것은 상기 장치가 선수로부터 선미까지의 선체의 표면을 처리할 수 있게 한다. 즉, 곤돌라는 건독 내의 선박 갑판으로부터 선박의 용골(keel)로 선체의 표면을 따라 이동될 수 있다. 상기 장치의 방향은 처리되는 인접표면의 경사나 굴곡 또는 이 두가지 모두 의 변화에 따라 자동적으로 변경될 수 있다. 곤돌라는 선체의 표면에 대하여 고압수(highly pressurized water)를 분사하여 기존의 페인트를 제거하고 선체를 스프레이 도장하기 위한 하나 이상의 표면 처리 장치 또는 하나 이상의 어텐던트(attendant)를 지지할 수 있다. 그는 또한 선체의 그릿 블라스팅(grit blasting)을 위한 장치를 지적한다. 그 목적은 윤곽을 가진 넓은 표면을 비교적 빠르게 처리하기 위함이다. 상기한 Ha㎜elmann의 장치와는 다르게, Van den Broek은 건독의 수직측을 따라 장착된 레일 상에 기구를 지지하기 위한 투-암 장치(two-arm device)를 운반하는 지지체를 개시하고 있다. 이 처리 장치는 얇게 오버래핑되는 영역을 갖도록 배치된 모래 또는 그릿 블라스팅 노즐, 로터리 세정 기구(rotary cleaning equipment). 또는 페인트 스프레이 노즐이 될 수 있다.

Ha㎜elmann의 미국 특허 4,285,469와 Van den Broek의 미국 특허 4,445,454도 참고하기 바란다. 후자인 Van den Broek의 특허에 있어서, 선체 처리용 프로세싱 부재(processing member)는 선체를 따라 수평 및 수직으로 이동하기 위한 수평 가이드 휠과 수직 가이드 휠을 각각 포함한다. 이 휠의 방향이 자동적으로 변경되어 원하는 바에 따라 프로세싱 부재가 수평 또는 수직으로 이동될 수 있다.

예컨대, Takeo 등의 미국 특허 4,721,630와 같은 차체의 도장에 관한 다수의 특허가 나오게 되었고, 여기서, 도장 로봇이 차량의 각 측면 상의 레일 위에 이동가능하게 배치되어 있다. Rhinehart 등의 미국 특허 3,460,177 및 Berry, Jr. 등의 미국 특허 5,248,341에 개시되어 있는 바와 같이, 항공기에 관해서도 마찬가지이다.

처리될 표면이 둘러싸이지 않은 선체, 사일로 벽(silo wall), 오일 저장 탱크 등에서는 환경 관련 법규 및 규정을 준수할 필요가 있다. 클린 블라스팅(clean blasting) 및 코팅 동작의 영역을 커버링함으로써 건독에서의 선박의 클린 블라스팅 및 재코팅을 위한 제한된 작업 영역의 필요성이 적어도 부분적으로 충족된 Goldbach 등의 미국 특허 5,398,632에 환경 문제가 개시되어 있다.

미국 해군 및 상업적 건독에 사용될 수 있는 선체의 자동화된 도장 시스템이 Naval Surface Warfare Center, Carderock Division에서 개발되었다. 2003년 겨울에 발행된 미국 해군의 환경 잡지인 "CURRENTS"의 52쪽에 실린 "APACTS Represents Apex an Environmentally Friendly Painting"을 제목으로 한 기사를 참고하기 바란다. Institute for Manufacturing and Sustainment Technologies에서 1999년에 4번째로 발행한 "iMAST"라는 간행물에 "Automated Paint Application, Containment, and Treatment System(APACTS) for Dry Dock Hull Coating Operation"이라는 제목의 Robert E. Keay, Ph.D.에 의한 특집 기사에도 APACTS가 소개되어 있다. an automated paint application containment and treating system(APACTS)은 1997년 초에 탄생한 것이며, 이 개념은 건독 선체의 코팅 동작 중 페인트를 도포하고 캡쳐 오버스프레이(capture overspray)를 동시에 할 수 있는 모바일(mobile), 반자동화, 로보틱-컨트롤(robotics-control)(그러나 실시간 오퍼레이터의 입력을 가짐) 플랫폼을 개발하기 위한 것으로 iMAST 기사에 소개되어 있다. 특허되거나 상업적 이용이 가능한 모바일 및 "at-the-nozzle" 오버스프레이 컬렉션 수단이 당시에 현존하지 않았다고 조사되어 있다. 캡쳐된 오버스프레이는 적절하게 물리적이며, 가능한 한 화학적인 설계상 이동 가능해야 하는 처리 시스템으로 향한다. 기대되는 장점은 더 빠르고 균일한 페인트 도포 속도가 인력을 감소시키고, 공기와 수질의 오염을 억제하기 위한 강화된 규정을 더욱 잘 준수할 수 있다는 것이다. 무공기 페인트 스프레이 시스템에 있어서, 목표지점에 도달하기에 질량이 불충분한 작은 페인트 입자가 동반된 기류에 의해 운반되는 경우에 페인트 오버스프레이가 야기된다는 것이 관찰되었다. 50 미크론 이하의 페인트 입자가 오버스프레이의 가장 큰 원인이라고 판단된다. 페인트 스프레이 건(paint spray gun)을 둘러싸는 슈라우드(shroud)형 엔클로우저(enclosure)가 추천된다. 이 원리는 스프레이가 부딪힘으로써 발생되어 월 제트(wall jet)를 포함하는 오버스프레이를 벽으로부터 분리하여 흡입출구로 향하게 하는 원래의 속도라는데 장점이 있다. 구상된 캡쳐 슈라우드 제어 개념과 페인트 도포기는 일부 공통의 관리 제어하에 두개의 연속적으로 링크된 매니퓰레이터(manipulator)를 채용한다. 이러한 접근은 대형 매니퓰레이터가 고정된 경우 5 자유도를 제공한다.

환경적으로 사운드 방식으로 안티-코로딩(anti-corroding) 및 안티-파울링 페인트(anti-fouling paint)에 도포하기 위해 Carderock Division of the Naval Surface Warfare Center's automated paint application, containment and treatment system(APACTS)이 개발되고 테스트되어 있다. APACTS 시스템은 선체를 따라 페인트 스프레이 건과 컨테인먼트 디바이스(containment device)를 기동하기 위해 퀵 리스폰스 마이크로-메니퓰레이터(quick response micro-manipulator)를 차례로 운반하는 롱 리치 매크로-매니퓰레이터(long reach macro-manipulator)를 지 지하는 셀프 프로펠드 모바일 베이스(self-propelled mobile base)를 사용한다. APACTS는 균일한 두께로 도장하도록 설계되어 있지만, 성공적이지 못하다. 이것은 미리 지정된 사각형 영역 내에 페인트를 도포하는 것이다. 상기 "CURRENTS"의 기사에 소개된 페인트 패턴에 의거하면, 페인트 스프레이 건이 아래에 장착된 실드(shield) 또는 슈라우드에 개략적으로 대응될 수 있는 개략적이고 수직으로 측정된 미터와 1~2 미터 폭 사이의 수평 스트립(horizontal strip)을 커버하기 위해 지그재그 방식 등으로 페인트 스프레이 건이 거의 수직으로 이동하는 것으로 추측된다. 이 수평 스트립이 도장된 후, 페인트 스프레이 건 조립체는 아래로 이동하고, 상하 지그재그 동작과 같은 반대편 수평 방향으로 다시 이동함으로써 방금 도장된 스트립의 바로 위에 인접하거나 일부 오버래핑되는 다른 스트립이 형성된다. 이 동작은 하부 스트립이 도장되어 선체를 따라 선수 또는 선미와 어느 정도 거리를 두고 측방으로 이동하고 연속적으로 도장될 때까지 상기 동작이 반복되고, 그 후, 첫번째 도장 영역(세로 방향으로)과 접촉하는 상방 이동에 의해 추가 영역이 도장되고, 또는, 종전과 같이, 제 1 수직 영역과 이격되어 있지만 이에 평행한 수직 영역을 생성하기 위해 연속된 수평 스트립을 도장함으로써 페인트 스프레이 건의 상하 동작과 상기 장치의 상방으로의 이동에 의해 일련의 수평 스트립을 도장하도록 외측으로 이동될 수 있다. 이어서, 추가적인 상하 수직 영역은 도장됨으로써 전체 선체가 최후에 커버링될 수 있다. 요컨대, 상기 "CURRENTS" 기사의 사진에 의거하면, 슈라우드 아래에서 페인트 스프레이 건이 조작되어 마지막으로 도장된 하나의 영역의 위 또는 아래로 연속되어 함께 연결된 일련의 수평 스트립을 상하 지그재그 동 작으로 도장하여 그것들은 긴 수직영역을 형성하고, 인접시 도장될 선체의 큰 영역을 커버하는 일련의 긴 수직 영역이 형성된다. 인접하고 연장된 두 수직 영역 사이에 도장되지 않은 영역을 회피하기 위해 불과 몇 인치의 얇은 페인트 오버랩이 연장된 수직 영역 사이에 형성되거나 형성되도록 된다. 나란히 스프레이 도장 처리가 행해지는 동안, 페인트의 페더링(feathering)이 채택되어 균일한 두께의 페인트 코팅을 얻기 위해 비교적 작은 간격으로 방금 도장된 인접 스트립과 각 수평 스트립이 오버래핑된다. APACTS의 페인트 스프레이 건의 초기 동작이 "CURRENTS" 기사로부터 추론되지 않으면, 이 동작은 실제로 수평으로 나란하게 될 수 있다. 그러나, 아무튼, APACTS에 사용된 도장 방법은 선체 표면 상에 균일한 페인트 두께를 달성하지 못했다. 이것은 APACTS의 자금조달이 일년 전에 중단되었기 때문이라고 이해된다. 따라서, 슈라우드 아래의 페인트 건의 정밀 이동과 상관없이 APACTS는 본 발명이 지향하는 이점을 달성하는데 실패하였다.

1997년 초기 이후의 APACTS 설계의 목표가 균일한 페인트 두께를 도포하기 위한 것이기는 했지만, 현재 알려져 있는 범위에서는 미국 해군의 프로그램 또는 조선소 도급자에 의해 채택되는데 실패하였다. APACTS의 개발을 통해 수백만 달러의 기금이 형성되고, 조선소 시위 운동 후, 그 사건에 의거하여 2004년 초에 지속되던 자금 조성이 중단된 The Office of Naval Research의 the Navy Surface Warfare Center ManTech Program에 의한 설계는 어떠한 공영 또는 민영 조선소로부터 충분한 관심을 받지 못했다. 그것과 관련해서 상업적 실행가능성과 공급 능력에 대해 문제가 제기되었다.

APACTS 설계의 기능을 면밀하게 조사하면, 코팅 방법의 최상의 결과를 증명하는데 있어서 어떤 한계가 보여진다. 본 발명에 관한 한 APACTS 설계는 코팅 도포에 대해 정밀하고, 직접적인 작동자 제어를 필요로 한다는 것은 타당하다. 상기 시스템은 표면 처리, 모니터링, 또는 진단 기능과 같은 다른 처리를 수행하지 않는다.

상기한 바와 같이, 폐기물과 환경오염 없이 실내환경 및 실외환경에서, 최소의 인력에 의해 거의 자동적으로 프로세스를 프로그래밍하고 모니터링하는 연료 저장 탱크, 그레인 엘리베이터, 및 다른 대형 구조뿐만 아니라 특히 건독 내 선체의 크고 거의 수직인 표면의 자동화된 처리 및 도장에 대한 필요가 존재한다는 것을 인식해야 한다.

본 발명은 넓은 표면의 처리를 위해 표면 처리, 코팅 도포와 표면 측정, 및 진단 동작을 자동적으로 수행하는, 복잡하게 관련된 컴퓨터 프로그램에 의해 안내되고 교환가능한 도구(tool)에 의한 컴퓨터로 제어되는 모바일 로보틱 시스템이다. 이러한 표면의 예로서 대형 선체가 있지만, 본 발명은 동일한 필요를 가진 다양한 넓은 표면의 자동화된 표면 처리 및 코팅에 사용될 수 있다.

상기 방법의 제 1 스텝은 목표가 되는 작업 표면을 결정하는 표면 치수를 얻는 것이다. 이것은 한정적인 것은 아니지만, 디자이너 CAD 파일 입력, 디지털 이미징, 및 레이저 맵핑의 사용과 같은 이용가능한 다양한 기술적 수단 및 그 조합을 포함할 수 있다. 이 데이터는 처리 동작을 위해 로보틱하게 제어된 암을 프로그래밍하기 위한 기존의 프로세스에 사용된다. 데이터 치수 취득 방법을 부분적으로 개시한 미국 특허 6,365,221 및 6,562,139를 참고하기 바란다. 표면 데이터의 취득은 감소된 환경적 충격에 따른 이러한 프로젝트의 플래닝에 있어서의 증가된 정밀도를 고려하여 차례로 포함된 표면을 처리하기 위해 요구되는 순환 시간 또는 물질의 양을 산출 및 추정하는데도 유용하다.

산업은 점차 자동화되고 있다. 자동차 제조업체는 오랫동안 자동화된 수단에 의해 차체를 도장하고 있다. 다관절 암을 가진 로보트, 외부에 장착된 다양한 형태의 스프레이 도구는 자동적으로 프로그래밍되어 다양한 구조의 차체를 도장한다. 일반적으로 이러한 로보트는 고정된 위치에 부착되고, 페인트 부스(paint booth)를 통해 조립 라인이 차체를 이동시키는 동안 프로그래밍된 바에 따라 동작을 수행한다. 프로세스에 있어서 폐기물을 최소화하면서 반복적으로 균일하게 도장된다.

작업 수행을 위해 다관절 암이 건독의 측면에 장착된 종래 기술에 의해 상기 개시된 내용과는 반대로, 본 발명은 예컨대, 건독의 갑판, 각종 넓은 작업 표면의 측면을 따라 부착된 상태로 이동하는 컴퓨터로 제어되는 모바일 시스템, 자동화된 로보트 다관절 암, 그 도구, 및 물질을 포함하여 상기 코팅 시스템을 효과적으로 형성한다. 글로벌 포지셔닝 위성 시스템, 레이저 가이디드 포지셔닝 시스템, 또는 디지털 비디오 이미징 시스템 등에 의해 정해지는 가상 라인, 또는 선체에 인접한 건독의 갑판에 일시적 또는 영구적으로 위치되어 고정되는 실제 라인을 따라 이동하도록 모바일 시스템이 프로그래밍된다. 모바일 시스템은 적절한 센서를 사용함으로써 작업 표면에 관하여 나란히 이동할 수 있도록 모바일 시스템에 의해 프로세싱된 가상 또는 실제 라인으로부터 포지셔닝 또는 안내 데이터를 취득한다. 이것은 미리 취득되어 프로세싱된 표면 수치 데이터와의 조합으로 이루어진다.

표면 수치 데이터가 얻어진 후, 프로세싱 및 모바일 시스템 안내 명령이 프로그래밍되고, 상기 시스템은 수행될 다음 작업을 위해 적절한 도구를 선택한다. 컴퓨터는 수신된 데이터를 프로세싱하여 수행될 프로세스 스텝을 위해 최적화된 도구 경로를 결정한다. 다관절 암의 상단부는 교환가능한 손목부에 의해 연결된 다양한 도구를 운반하도록 설계된다. 단일 모바일 시스템이 도구 교환에 의해 하나의 모바일 프로세스 스텝을 동시에 수행하는데 사용될 수 있고, 또는, 복수의 모바일 시스템이 다양한 도구를 개별적으로 홀딩하고 코팅 도포에 의해 직접적으로 후속되는 서비스 처리를 일렬로 수행할 수 있다.

도장될 영역이 적절하게 측정됨으써, 표면 처리 및 세정 장치, 바람직하게는 복구를 위한 울트라 하이 프레셔(UHP, Ultra High Pressure) 워터 제트와 진공 슈라우드, 및 소비된 물과 제거된 물질의 여과를 위한 수단을 포함하는 서비스 처리 및 복구가 채택된다.

여기에 개시된 상기 코팅 도포는 환경 문제에 역점을 두면서 코팅의 균일한 도포를 제어 및 최적화하도록 설계된 진공 슈라우드 구조내의 센서와 복수의 스프레이 헤드를 포함한다.

코팅의 도포에 앞서, 일반적으로 목표가 되는 작업 표면은 세정되어 코팅 도포를 위해 처리된다. 이 스텝에서는 일반적으로 기존 코팅의 제거뿐만 아니라, 산화물, 염화물, 녹, 및 다른 오염물질의 제거가 필요하다. 바람직한 표면 처리 도구는 UHP 워터 블라스팅 방법과 통합되고, 환경문제를 충분하게 준수하는 진공 슈라우드를 사용함으로써 파편 캡쳐, 물 여과, 및 리싸이클링의 수단도 제공한다. 상기 도구는 다관절 로보트 암의 단부에 물리적으로 부착되고, 그 동작을 위해 필요한 각종 공급 라인에 연결되어 있으면서 이펙터(effector)로서 기능한다. 적절한 센서는 도구 위치에 대한 실시간 데이터를 얻도록 도구 상에 위치되고 프로세스 수행을 원조한다.

물리적 부착은 로보트 프로그래밍 및 교환가능한 손목부의 사용에 의해 자동적으로 이루어질 수 있고, 또는, 이것은 부분적으로 시스템의 동작을 전문가의 모니터링에 의해 원조될 수 있다. 부착이 된 경우, 필요한 UHP 물 압력 라인, 진공 도관, 여과와 리싸이클 라인이 제공된다면 이것들은 자동 수단 또는 전문가에 의해 연결될 수 있다. 미리 얻어진 표면 수치 데이터를 사용함으로써, 상기 시스템은 작업 표면과 맞물리고, 컴퓨터에 의해 상기 방식으로 디렉팅(directing)되어, 표면 처리 프로세스가 이루어진다. 표면 처리 도구는 상기 사용된 방법에 의해 필요한 방식으로 작업 표면에 대하여 적절하게 위치된다. 수직 및 수평 이동 속도는 실시간 디저털 이미지 프로세싱이나 수동 검사 수단, 또는 이 둘 모두를 통해 자동적으로 측정됨에 따라 요구되는 표면 처리의 확장에 의해 결정된다. 작업 표면이 상이하게 될 수 있는 만큼 유니크 챌린지(unique challenge)를 제공하고, 따라서, 상기 시스템은 자동 모드와 수동 모드 모두로 동작될 수 있다. 실제 서비스 처리 프로세스는 때로는 다이렉트 오퍼레이터 컨트롤을 위해 전문가에 의한 조정이 필요하다. 이것은 자동화된 수단과 툴링(tooling)이 도달하기 힘들다는 것을 발견하고, 필연적으로 비현실적으로 될 수 있는 특정 문제 영역 또는 섹션을 위해 필요할 수 있다. 표면 처리와 관련한 필수 기구, 파워 펌프, 진공 여과 및 리싸이클링 시스템 등은 서비스 처리 절차를 용이하게 하기 위해 작업 영역에 단순하게 위치될 수 있다. 대안으로서, 상기 기구는 모바일 시스템과 연동하는 인접 모바일 공급 플랫폼 상에 위치될 수 있다. 표면 처리 스텝이 완료되어 적절하게 확인되면, 코팅 도포 문제가 시작될 수 있다. 상기한 바와 같이, 코팅 도포 도구도 로보트 암의 단부에서 손목부에 물리적으로 부착되어 엔드 이펙터(end effector)로서 기능한다. 필요하다면, 유체, 공기, 및 전기적 공급 라인이 그곳에 모두 적절하게 부착된다. 이것은 로보트 프로그래밍과 교환가능한 손목부의 사용을 통한 자동적 수단에 의해 다시 달성되고, 또는, 필요에 따라 시스템의 동작을 전문가가 모니터링함으로써 원조될 수 있다. 적절한 센서는 코팅 도구 상에 위치되어 포지셔닝을 위한 실시간 데이터를 얻고, 가능한 한 최대 균일성과 코팅 도포 정밀도를 확보하기 위한 프로세스의 수행을 돕는다. 코팅 도포 프로세스와 관련된 필요한 공급 기구는 중앙에 위치되어 표면 처리 절차를 용이하게 하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 공급 기구는 공급 시스템과 연동하는 인접 모바일 공급 플랫폼 상에 위치될 수 있다. 코팅을 위한 도포 기구에 포함된 것은 자동화된 물질 재공급이 코팅 프로세스를 중단하지 않고 달성되는 수단이다. 자동화된 재공급을 달성하기 위해, 적절한 모니터링 장치가 시스템에 통합된다.

모바일 시스템을 구성하는 기구는 건독, 또는 다른 설비 내에 영구적으로 설치되지 않고 필요에 따라 크레인에 의해 작업 영역 내로 내려지거나 제거될 수 있다.

상기 시스템은 두개의 대형 소프트웨어 프로그램의 통합과 조합을 본질적으로 필요로 한다. 첫번째 소프트웨어 프로그램은 작업 부분, 예컨대, 선수로부터 선미까지 선체를 따라 나란히 모바링 시스템의 이동을 제어한다. 두번째 소프트웨어 프로그램은 코팅될 표면에 대한 도구의 위치를 유지하는 주요 임무를 담당한다. 작업 표면에 대하여 상기 도구가 위치되고 이동되는 근접성, 스탠드오프각(stand-off angle)과 속도는 수행될 기능과 수집될 필요가 있는 데이터에 의해 결정되어 자동 동작을 가능하게 한다. 코팅의 두께를 측정하는 센서는 실시간으로 코팅 두께를 리포팅(reporting)하는 자동화된 코팅 프로세스에 통합되기 때문에 코팅 도포 프로세스의 제어와 균일성을 향상시킨다. 소프트웨어 프로그램은 표면 데이터 취득 통로를 포함할 수도 있고, 단일 소자일 수도 있다. 모든 프로그램은 서로 관련되어 있고, 본 발명의 바람직한 동작을 가능하게 하도록 서로 인터페이싱할 필요가 있다. 프로세스의 방법, 체킹, 및 에러 회피 수행하는데 주의가 요구된다.

본 발명의 다른 목적, 융통성, 및 성능은 도면을 참조하여 진행될 설명에 따라 개시될 것이다.

도 1은 도장될 선체의 선수에서 사용되는 페인트 스프레이 건의 배치를 나타낸 개략 평면도이다.

도 2는 선체의 선미에 도달할 때까지 선체에 페인트를 도포하는 추가 런(run)뿐만 아니라 도 1에 도시된 것에 인접한 상방 런(upward run)에 사용된 스 프레이 패턴을 나타내는 도 1에 도시된 페인트 스프레이 건의 배치를 나타내는 개략 평면도이다.

도 3은 터치업 동작을 위해 하나의 페인트 스프레이 건을 사용하는 것을 나타낸 도 1 및 도2에 도시된 스프레이 페인트 배치를 나타낸 개략도이다.

도 4는 모바일 플랫폼, 웨건 트레일러, 자동화된 다관절 암 조립체, 및 다관절 암 조립체의 단부에 장착되어 선체를 클린닝 또는 도장하는 처리 스테이지를 포함하는 본 발명의 다른 구성부품을 나타낸 개략도이다.

본 발명은 선체와 다른 대형 외부 구조의 도장에 있어서 페인트 쓰레기를 제거 또는 최소화함과 동시에 균일한 두께의 도포를 제공한다. 본 발명의 도장 시스템은 본래 완전히 자동화되어 도장 기능을 수행하면서 도장될 선체 또는 다른 대형 구조의 측면을 따라 프랫폼의 동작을 제어하기 위해 오퍼레이터가 직접 모바일 플랫폼에 전원을 공급하여 가동시킬 필요가 없다.

도면에 도시된 바와 같이, 모바일 지지 플랫폼(20)은 상기한 바와 같이, 실제 또는 가상의 라인(16)을 추종한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 선체(21)의 외부 표면을 도장 하기 위해, 페인트 스프레이 건의 조립체 유닛 또는 어레이(22)가 형성된다. 상기 어레이를 따라 다섯 개의 스프레이 건(10, 11, 12, 13, 및 17)이 있고, 각각은 조절 가능한 스프레이 팬 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 4개의 스프레이 건을 사용하여 폭이 45인치인 스프레이 패턴을 형성하기 위해, 각각은 폭이 18인치인 스프레이 팬 패턴을 형성한다. 이것은 수평으로 배열된 페인트 스프레이 건(10, 11, 12, 및 13)에 의해 이루어진다. 보조 스프레이 건(17)은 폭이 9인치의 스프레이 팬 패턴을 형성하기 위해 조정된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 스프레이 건(10, 11, 12, 및 13)과 보조 스프레이 건(17)으로부터 퍼지는 페인트 스프레이 패턴은 도장될 선체를 가진 선박의 스템(stem)(24)에 좌측에서 시작하는 폭이 45인치인 스프레인 패턴을 형성한다. 각 스프레이 건(10, 11, 12, 13, 및 17)은 작업 표면에 수직으로 위치된다. 스프레이 건은 페인트 충돌을 회피하기에 충분한 오프셋인 패턴을 스프레잉함으로써 상기 패턴이 얇은 에셜란(shallow echelon)으로 되거나 엇갈릴 수 있다.

예컨대, 10㎜의 균일한 두께가 선체(21)에 도포되는 것으로 가정하면, 로보틱 시스템의 좌측단 센서(14)는 최초에 선체(21)의 상단 좌측 코너 포인트에 위치된다. 로보트는 페인트 스프레이 시스템의 양 측면에 장착된 위치 센서를 사용하여 도장될 선박의 측면을 대향하고, 어레이(22)에 위치하여 선체(21)의 상방 에지에서 시작하고, 어레이(22)는 스프레이 건에 평행하게 선체(21)에서 포인팅된다. 스프레이 페인트 건 어레이(22)에는 페인트가 공급되어 페인트가 표면과 충돌할 때 각 스프레이 건 패턴은 5㎜ 두께의 페인트를 남긴다. 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 스프레이 건(10, 11, 12, 및 13) 각각은 폭이 18인치인 팬 패턴을 스프레잉하고, 보조 건(17)은 폭이 9인치인 팬 패턴을 스프레잉한다. 페인트가 도포됨에 따라 어레이(22)는 선체(21)에 대하여 일정비율로 수직하방으로 이동되고, 선체(21)로부터의 일정한 거리는 전체 폭이 45인치인 선체(21)상의 스트립이 선박의 워타라인(25)에 도장될 때까지 유지된다. 수직 트래블의 단부가 선박의 워터라인(25)에 도달한 후, 스프레이 페인트 건 어레이(22)는 고정되고 선체(21)의 워터라인 레벨(25)에서 우측으로 36인치 이동되며, 보조 건(17)으로 페인트가 충분히 공급되고, 다른 스프레이 건이 기동됨에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 선박의 워터라인(25)으로 어레이(22)가 다시 이동함으로써 다음 스트립이 도장될 때까지 페인트 건 어레이(22)가 방금 도장된 스트립 상에 9인치 오버랩을 가진 선체(21)를 따라 인접하여 수직 상방으로 이동함으로써 도장이 다시 시작된다. 수직 트래블의 단부가 선박의 워터라인(25)에 도달한 후, 스프레이 페인트 건 어레이(22)는 다시 선체(21)의 워터라인에서 우측으로 36인치 이동되면서 스프레인 건으로 페인트가 충분히 공급되고, 다음 스트립이 하방을 향하여 워터라인(25)에 도장될 때까지 방금 도장된 스트립 상에 9인치의 오버랩을 가진 선체(21)를 따라 방금 도장된 스트립에 인접하여 수직 상방으로 페인트 건 어레이(22)가 이동함으로써 도장이 다시 시작되고, 그결과, 센서(15)에 의해 신호됨에 따라 선박의 선미에 도달될 때까지 상기 프로세스가 계속된다. 선미 부분이 워터라인 위에 있는 경우, 각 스트립의 하방 한계는 선체(21)의 세로방향 중심선과 일치된다. 마지막 스트립의 도장에 있어서, 어레이(22)의 좌측부에 있는 페인트 스프레이 건은 고정되거나 오버스프레이 방지의 필요에 따라 조정된다. 원한다면, 선체(21)의 우측상의 마지막 스트립에 대한 도장은 페인트 스프레이 건(17)에 의한 다음 터치업을 위해 연기될 수 있다.

선체(21)의 도장이 워터라인 아래와 그 상부 에지 사이에서 완료되는 경우, 선체(21)의 하부 코팅이 완료되는 것을 보장하기 위해 선택된 용골 블록의 일시적인 제거가 필요하거나 분리된 동작으로 페인트 스프레이 건(17)에 의해 도장될 용 골 부분을 프로그램이 형성할 수 있는 상기 방식과 동일하게 페인트의 깊이가 적절한 스프레이를 사용하여 워터라인과 선박의 용골 사이가 도장된다.

상기한 바와 같이, 도장될 소정 영역은 도 3에 도시된 바와 같이, 터치업 스프레이 페인트 건(17)을 위해 확보될 수 있다. 그러나 이것은 선박을 위해 포함된 원래 프로그래밍의 부분에 따라 터치업 영역이 자동적으로 도장되지 않는 불필요한 방법이다. 일반적으로, 이 영역은 스템, 및 도장될 선박의 선미, 또는 그 부근이 될 수 있고, 또한, 콘덴서 쿨링 워터 아웃렛과 같은 선체(21) 내의 개구부 주위가 될 수 있다. 각 경우에 있어서, 10㎜ 등의 바람직한 코팅 두께는 소정 영역에 사용되지 않을 것이며, 더 두꺼운 코팅이 사용될 것이다.

선체(21)의 길이를 따르는 로보틱 도장 시스템의 트래블은 모바일 플랫폼(20) 내에 위치될 사람이 없이 이루어진다는 것이 강조된다. 초음파, 적외선, 레이저, 도는 다른 수단을 사용한 안내 시스템은 도장된 라인, 레이저 라인, 테이프 라인이나 GPS, LGPS 등의 수단에 의할 가능성이 있는 가상의 라인이 될 수도 있는 참조 트랙(16)을 판독하는 모바일 플랫폼(30)의 새시(chassis) 상에 장작된다. 이러한 방식으로, 도장될 선체(21) 또는 다른 넓은 구조체에 대한 모바일 플랫폼(20)의 이동이 자동화될 수 있다. 모바일 플랫폼(20)은 참조 라인(16)을 따라 이동하기 때문에, 도장을 위한 처리에 있어서 선체를 세정하는데 사용되는 기구 또는 어레이(22)의 포지셔닝은 다관절 암(27)의 제어를 통해 어레이(22) 또는 다른 기구에 효과적으로 연결된 센서에 의해 도장될 다른 구조 또는 센서(14, 15)로부터의 데이터에 의해 선체(21)에 대하여 제어된다.

도 4는 본 발명의 결합된 구성부품을 나타내는 개략도이다. 본 발명의 중요한 부분은 대형 구조체, 특히, 선체의 외부와 같은 자동화된 처리를 제공할 수 있다는 것이다. 상기 구조가 도장되기 전에 있어서, 상기한 바와 같이, 이것은 도장 동작을 위한 처리에 있어서 기존의 페인트를 제거하여 구조체의 표면을 세정할 필요가 있다. 동일한 코팅의 목적을 위해 다양한 구조체를 세정하기 위한 다양한 시스템이 존재한다. 예컨대, 모래, 알루미늄이 함유된 섬유 블라스팅 매체, 스틸 그릿(steel grit), 및 다른 형태의 그릿은 도장될 표면에 대하여 오염될 수 있기 때문에 기존의 페인트, 부식, 및 해양 식물과 해양 동물의 점착이 제거된다. 이러한 경우에 있어서, 모래 또는 그릿 또는 다른 블라스팅 매체, 및 제거된 물질은 수집되어 처리되거나 여과되어 재순환될 필요가 있다. 선체를 위해 초고압 제트의 사용이 바람직하다. 효과적인 시스템을 위해, 제트는 슈라우딩될 필요가 있고, 여분의 물은 제거된 페인트 및 부식물질과 함께 여과된다. 한번 여과된 물은 재순환된거나 처리될 수 있다. 물로부터 여과된 물질은 적절한 방식으로 처리되는 것뿐만 아니라 어떤 경우에는 연료 등으로 사용되기 위해 재생될 수도 있다.

도 4에 있어서, 조립체 유닛으로서 어레이(22)가 설명을 목적으로 확대된 것으로 간주될 수 있고, 제거된 페인트, 부식물 등과 함께 낭비된 그릿 또는 물이 될 수 있고, 제거를 위한 기능을 하는 물질이 도 4에 도시된 조립체 유닛(22)으로부터 운반된 경우에 있어서 페인트를 제거하여 표면을 세정하기 위한 수단으로서 컨테이너(35)로 도관(37)을 통해 여과된 물이 재순환된다. 이것은 파이핑(36)을 통해 이루어질 수 있다. 상기한 바와 같이, 컨테이너(35)는 모바일 플랫폼(20)에 의해 견 인되는 웨건(31)으로 운반될 수 있다. 조립체 유닛(22)은 세정될 표면으로부터 제거되는 물질을 수집하기 위해 항상 슈라우드와 다른 수단을 포함하고 있다. 상기 유닛(22)은 일반적으로 세정 동작이 워터라인(25)의 상부 또는 하부에서 동일하다는 것을 제외하고 자동화된 도장 프로세스를 위해 논의된 동일한 방식으로 이동을 위해 제어될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 도장 동작에 있어서, 설명을 목적으로 확대된 컨테이너(35)는 선체에 도포될 페인트를 포함한다. 일반적으로, 이것은 웨건(31)에 의해 운반되는 페인트의 복수의 55갤론의 드럼으로 이루어진다. 그러나, 모든 적절한 형태의 컨테이너 또는 컨테이너들이 이것을 위해 채택될 수 있다. 복수의 통 또는 다른 컨테이너가 사용되는 경우, 그 내부에 연속적으로 페인트를 운반하도록 컨테이너들을 배열할 필요가 있다. 세정 또는 도장을 위해, 웨건(20)은 마킹된 또는 가상의 라인(16)을 자동적으로 추종한다. 세정 동작을 위해, 다관절 암(27)은 스템(24)으로부터 선미로 선체(21)의 거의 전체 표면 상으로 이동하도록 프로그래밍된다. 도장 동작에 있어서, 오버스프레이와 같은 선체(21)로의 부착물로부터 벗어날 수 있는 모든 페인트는 도관(34)을 통과하여 진공 소스(32)를 통한 진공에 의해 제거됨으로써 웨건(31)에 의해 운반된 컨테이너로 전달될 수 있다. 도 4에 용골 블록(40)이 도시되어 있다. 일반적으로, 용골 블록은 나무로 구성되지만, 이동 가능한 경우, 자동화된 그 제거와 복구는 본 발명의 자동화된 시스템으로서 배열될 수 있다. 닻 또는 콘덴서 쿨링 워터 등을 위한 개구부는 도 4에 도시되어 있지 않지만 선박의 일측 또는 양측에 존재할 수 있다. 그러나, 자동화된 세정 기구 및 터치업 스프레이 도장 건(17)에 있어서, 원한다면, 개구부 주위와 개구부의 어느 정도의 내부에 자동화된 세정 및 자동화된 도장을 형성할 수 있다.

여기서 언급한 가출원 제60/540,623호와 이전의 특허와 공개공보와 이러한 가출원은 참조에 의해 포함된다. 다관절 암의 컴퓨터 프로그래밍과 설계는 당업자의 전문 기술 내에서 바람직하다. UHP 워터 제트가 코팅을 위해 표면을 처리하는 초기 스텝에 바람직한 수단이긴 하지만, 모래, 그릿, 또는 스틸 그릿에 의한 연마 세정과 같은 다른 공지된 프로세스가 채택될 수도 있다. 또한, 에어리스(airless), 에어 어시스티드 에어리스(air assisted airless), 스피닝 디스크, 삼각 또는 팬형 스프레이, 라운드(round) 타원형, 또는 타원형 스프레이 패턴을 포함하는 코팅을 도포하기 위한 다양한 공지 방법이 사용될 수 있고, 원뿔형 스프레이 패턴이 사용될 수 있다. 브릿지(bridge), 폴리우레탄, 폴리머, 에폭시, 및 다른 공지된 코팅 물질이 사용될 수 있는 도장을 위해 the Corps of Engineers에 의한 상기한 것과 유사한 니켈 플레임 코팅(nickel flame coating)과 같은 프리머(primer), 안티-파울링, 안티-코로시브, 파우더, 금속이 코팅될 수 있다. 코팅은 일반적으로 50,000 ~ 100,000 볼트 범위 내의 정전 전하에 의해 도포될 수 있기 때문에, 그 점착의 결과로 그라운디드 스틸 헐(grounded steel hull)이 향상된다. 혼합 또는 용해를 제공하기 위해 가열된 코팅에 있어서, 코팅 도구의 일부로서 레이저와 같은 적절한 소스의 가열 수단이 채택될 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래 코팅 물질에 적용되는 것뿐만 아니라, 종래와 다른 물질을 종래와 다른 수단에 의해 적용하기 위한 프로세스에도 적용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예를 개시했지만, 후술될 청구범위의 범위 내에서 다른 수정 및 개량이 가능하다는 것이 이해될 것이 다.

Claims

자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치에 있어서,

상기 넓은 구조체에 인접한 라인을 따라 이동하도록 된 무인 컴퓨터 제어 모바일 플랫폼;

상이한 표면 처리 또는 측정 도구가 선택적으로 장착될 수 있는 손목기기에서 상기 암의 말단이 종단된 상기 플랫폼 상에 장착된 컴퓨터로 제어되는 다관절 암; 및

상기 표면에 대한 상기 도구 각각의 배치 관계가 컴퓨터로 제어되도록 상기 각 도구와 작동가능하게 연결된 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 도구는 상기 표면에 코팅을 도포하기 위한 도포 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 도포 장치는 복수의 코팅 도포 건의 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 배열의 두개 이상의 코팅 도포 건을 포함하고, 상기 각 건은 오버래핑 패턴으로 상기 표면에 의해 리시빙될 페인트를 도포하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 패턴은 약 50%가 오버래핑되는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 각 건으로부터 스프레잉된 페인트의 구조는 상기 표면에 평행한 방향으로 보았을 때 삼각형인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 각 구조는 팬형인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

하나의 상기 건은 터치업 기능을 수행하도록 다른 건과 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

하나의 상기 건은 보조 기능을 수행하도록 다른 건에 대하여 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인은 GPS로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인은 CAD 파일 정보로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인은 디지털 이미징으로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인은 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 표면 상의 컴퓨터가 인식가능한 임시 라인인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 라인은 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 표면 상의 컴퓨터가 인식가능한 라인인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 4 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 스프레잉된 페인트의 충돌만을 회피하기 위해 필요에 따라 그곳으로부터 이탈된 거의 동일한 수평면 내에 포함된 스프레이 패턴을 가진 복수의 코팅 도포 건을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 3 항에 있어서,

하나 이상의 상기 건은 상기 표면에 의해 리시빙되는 라운드형상을 형성하는 코팅 도포 건인 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 그 폭의 약 50%를 오버래핑하는 스프레이 패턴을 형성하는 코팅 도포 건의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 코팅 도포 건의 어레이를 포함하고, 상기 어레이는 거의 일정한 속도로 상기 표면에 대하여 이동하고 상기 표면으로부터 거의 동일한 간격을 두도록 컴퓨터로 제어되어, 상기 건의 어레이로부터 상기 표면상에 리시빙된 페인트가 거의 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 상기 표면에 점착된 기존의 코팅, 부식과 녹, 및 다른 물질을 상기 표면으로부터 제거하는 표면 세정 도구를 포함하고, 상기 도구는 상기 표면에 상기 물질이 점착되는 것을 방지하고 세정 처리에 사용된 물질이 가까운 대기로 방출되는 것을 방지하는 슈라우드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 상기 표면에 코팅 물질을 스프레잉하는 복수의 코팅 도포 건; 상기 표면으로부터 이격되어 있고 코팅 물질이 슈라우드로부터 주변 대기로 방출되는 것을 거의 방지하는 건용 슈라우드; 및 상기 표면에 점착되지 않은 코팅 물질을 제거하기 위해 상기 슈라우드에 작동가능하게 연결되고, 상기 슈라 우드로부터 떨어진 위치에 있는 진공 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표면에 도포되는 코팅 두께를 실시간으로 측정하기 위해 작동가능하게 결합된 추가적인 센서를 갖는 하나 이상의 도구, 및 상기 추가적인 센서로부터 수신된 데이터에 의거하여 상기 표면에 도포될 코팅 물질의 두께를 실시간으로 제어하는 페인트 두께 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표면에 코팅을 도포하는 하나 이상의 도구는 상기 도구에 의해 미리 도포된 코팅의 젖은 에지를 인식하고, 상기 장치를 제어하는 컴퓨터 시스템에 데이터를 제공하는 다른 센서를 포함하여, 이전의 코팅을 상기 도구에 의한 코팅의 추가적인 도포가 오버래핑하여 상기 이전에 도포된 코팅과 상기 도구에 의해 이후에 도포되는 코팅 사이의 오버래핑이 상기 표면에 도포되는 코팅의 두께 균일성을 극대화하는 량을 오버래핑하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표면의 세정과 코팅 물질을 리시빙하는 처리를 위한 하나 이상의 도구에는 상기 세정 물질과 이 물질에 의해 세정된 물질이 가까운 대기로 방출되는 것을 방지하는 진공 슈라우드가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 세정 물질은 상기 표면에 대하여 블라스팅되는 초고압 워터 제트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 세정 물질은 물과 연마 매체의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 세정 물질은 상기 표면에 대하여 블라스팅되는 연마재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 세정 물질은 스폰지 제트 블라스팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 23 항에 있어서,

상기 세정은 레이저 코팅 애블레이션(ablation)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

하나 이상의 상기 도구는 표면 세정 도구이며, 상기 표면 처리 도구는 상기 표면의 프로파일 및 상기 표면의 청정도를 측정하는 다른 센서와 작동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

오디오 게이지 측정기, 디지털 카메라, 레이저 맵핑 수단, 초음파 코팅 두께 측정 수단, 또는 그 조합의 구성에 의해 상기 표면의 완전성을 측정하는 표면 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 표면의 완전성을 측정하는 표면 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치에 있어서,

상기 구조체에 인접하여 형성된 라인을 따라 이동하도록 된 무인 모바일 플랫폼; 상기 플랫폼 상에 장착되어 컴퓨터로 제어되는 다관절 암; 상기 암에 의해 운반되는 슈라우딩된 조립체 유닛으로서, 상기 다관절 암의 제어를 통해 상기 표면으로부터의 간격과 방향을 제어하는 센서와 작동가능하게 결합된 슈라우딩된 조립체 유닛; 및 상기 표면을 세정 또는 코팅하기 위한 상기 유닛 내의 표면 처리 부재를 포함하고: 상기 유닛은 자동화된 이동을 위해 컴퓨터로 제어되어 상기 다관절 암이 상기 표면으로부터 이격되고 상기 표면에 평행한 상기 표면 처리 부재를 유지하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
제 32 항에 있어서,

상기 조립체 유닛은 복수의 페인트 스프레이 건의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
제 33 항에 있어서,

상기 어레이 내의 둘 이상의 스프레이 건은 팬형 페인트 스프레이를 전달하고, 하나 이상의 상기 건은 터치업 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인은 GPS로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징 으로 하는 자동화된 넓은 구조체 표면의 처리 장치.
제 32 항에 있어서,

상기 어레이는 스프레이 패턴이 거의 동일 수평면에 배치된 복수의 페인트 스프레이 건을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
제 32 항에 있어서,

상기 어레이 내의 인접한 스프레이 건의 스프레이 패턴은 팬형이고, 그 폭의 약 50%가 오버래핑되는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
제 37 항에 있어서,

상기 페인트 스프레이 건의 어레이는 거의 일정한 속도로 상기 표면에 대하여 이동됨으로써 상기 표면상으로 리시빙된 페인트는 거의 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자동화된 넓은 실외 구조체의 외측 처리 장치.
구조체의 외부 표면 상에 오버래핑하는 거의 수직 스트립을 도장하도록 넓은 실외 구조체의 외측에 대한 자동화된 페인트의 스프레잉 방법에 있어서:

상기 표면으로부터 일정 간격으로 이격된 스프레이 페인트 건의 어레이를 이 동하는 스텝;

상기 표면을 향하여 팬형 페인트 패턴을 스프레잉하여, 인접한 상기 패턴의 약 50%가 서로 오버래핑됨으로써 거의 균일한 두께의 코팅이 상기 표면 상의 스트립에 걸쳐 형성되는 스텝; 및

상기 방법을 적용하면서 상기 어레이를 상기 표면으로부터 전체적으로 이격되게 유지하고, 상기 표면에 대하여 거의 일정한 속도로 상기 어레이를 이동시키는 스텝을 포함하고:

상기 어레이는 상기 표면으로부터 그 밑으로 어레이의 간격을 감지하는 센서와 작동가능하게 결합되어 있고, 상기 간격은 상기 어레이를 지지하는 다관절 암에 의해 상기 방법을 적용하는 동안 거의 일정하게 유지되며, 상기 암은 상기 어레이에 의해 도장된 상기 인접한 스트립을 도포하기 위해 필요한 인접한 상기 구조체를 이동하는 무인 모바일 플랫폼 상에 장착되어 인접 페인트 건의 인접 패턴과 동일한 간격으로 오버래핑되는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법.
제 39 항에 있어서,

인접하여 대응하는 스프레이 페인트 건으로부터 인접한 상기 패턴은 상기 대응 페인트 스프레이 건에 의해 스프레잉된 코팅 물질 내에 발생하는 실질상의 불일치를 회피하도록 얇게 오프셋 되는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법.
제 40 항에 있어서,

상기 패턴은 나머지로부터 하나가 얇은 에셜란 배열로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법.
제 39 항에 있어서,

상기 구조체는 건독 내의 선박이고, 이 선반에는 이 선박의 종축에 거의 평행한 라인에 의해 그 이동이 안내되는 모바일 플랫폼이 있고, 상기 모바일 플랫폼은 컴퓨터로 제어되는 다관절 암을 운반하고, 상기 어레이는 상기 암의 단부에서 지지되고, 상기 암은 상기 선박의 용골과 상부 갑판 에지 사이에 있어서의 어레이의 이동을 제어하고, 상기 모바일 플랫폼은 상기 라인을 따라 이동하여 상기 스트립에 인접하여 도장하기 위해 상기 어레이에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법.
제 39 항에 있어서,

상기 어레이 상에 장착된 스프레이 페인트 건에 의한 선체의 도장은 상기 선박의 워터라인 아래의 선체의 부분과 상기 선박의 워터라인 위의 상기 선체의 부분을 위해 분리된 동작으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법.
제 39 항에 있어서,

상기 페인트 스프레이 건의 어레이 상에 슈라우드가 형성되고, 상기 슈라우드는 진공 수단에 연결되고, 상기 방법을 적용하는 동안 상기 구조체에 점착되지 않은 상기 스프레이 페인트 건으로부터 스프레잉된 다른 페인트와 거의 모든 오버스프레이가 상기 진공 수단에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 자동화된 페인트의 스프레잉 방법
넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치에 있어서,

컴퓨터 제어 시스템;

상기 구조체에 인접하여 형성된 라인을 따라 이동하도록 된 컴퓨터로 제어되는 무인 모바일 플랫폼;

선택된 표면 처리 및 측정 도구가 장착된 손목부 기구 내에서 상기 암의 추가적인 말단이 종단되는 상기 플랫폼 상에 장착된 컴퓨터로 제어되는 다관절 암; 및

상기 컴퓨터 제어 시스템과 작동가능하게 결합되어 상기 컴퓨터 제어 시스템을 위한 상기 표면의 처리 및 측정 도구에 의해 사용되는 데이터를 센서가 수집하여 표면이 세정된 후, 상기 구조체의 세정과 코팅을 포함하는 넓은 구조체를 자동적으로 처리하기 위해 관련된 기능을 수행하기 위해 상기 도구를 교환하고 동작시키는 복수의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치
제 45 항에 있어서,

상기 표면 처리 도구는 복수의 코팅 도포 건의 어레이로 이루어진 코팅 도포 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치
`제 46 항에 있어서,

상기 어레이 내의 둘 이상의 상기 코팅 도포 건은 상기 구조체의 표면 상에 라운드형 코팅 패턴을 전달하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 46 항에 있어서,

둘 이상의 상기 코팅 도포 건은 팬형의 스프레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 46 항에 있어서,

하나 이상의 상기 건은 보조 기능 또는 터치업 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 GPS로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 CAD 파일 정보로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 디지털 이미징으로부터 얻어진 컴퓨터가 인식가능한 가상 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 상기 표면에 비영구적으로 고정된 컴퓨터가 인식가능한 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 상기 표면에 영구적으로 고정된 컴퓨터가 인식가능한 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 라인은 GPS로부터 얻어진 가상 라인, CAD 파일 정보로부터 얻어진 가상 라인, 디지털 이미징으로부터 얻어진 컴퓨터가 인식 가능한 가상 라인, 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 상기 표면 상의 임시 라인, 상기 모바일 플랫폼이 이동하는 표면 상의 영구적 라인, 또는 그 조합으로 이루어진 컴퓨터가 인식가능한 라인인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 어레이는 상기 건에 의해 스프레잉된 코팅 물질의 실질적인 충돌없이 스프레이 패턴이 서로 가깝고 거의 동일 수평면에 있는 복수의 코팅 도포 건을 포함하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 56 항에 있어서,

상기 코팅 도포 건의 스프레이 패턴은 그 폭의 약 50%가 오버래핑되는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 46 항에 있어서,

상기 코팅 도포 건의 어레이는 코팅될 상기 구조체의 표면으로부터 거의 일정한 속도 및 간격으로 상기 표면에 대하여 이동됨으로써 상기 표면에 이루어진 코팅은 거의 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

하나의 상기 도구는 초고압 제트 블라스팅에 의해 상기 구조체의 표면을 세정하는 도구인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 57 항에 있어서,

상기 초고압 블라스팅용 도구는 상기 도구에 의해 상기 구조체로부터 제거된 물질이 가까운 대기를 오염시키는 것을 방지하고, 상기 물질이 상기 물로부터 여과되어 생물학적으로 산화되는 것을 방지하는 슈라우드를 포함하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 58 항에 있어서,

상기 여과 후의 물은 상기 초고압 세정 시스템에 더 사용되기 위해 재순환되는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

오버스프레이가 가까운 대기로 방출되는 것을 거의 방지하기 위한 진공 시스템에 연결된 슈라우드를 포함하는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 구조체는 선박인 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.
제 45 항에 있어서,

상기 도구는, 에어리스 스프레이 코팅 조립체, 에어 어시스티드 에어리스 코팅 조립체, 에어 스프레이 코팅 조립체, 소정 위치의 코팅을 가열 및 용해하기 위한 수단을 포함하는 건조 입자 코팅 스프레이 조립체, 금속 플레임 스프레이 조립체, 정전기적 코팅 조립체, 또는 상기 도구의 기능을 결합시킨 도구로 구성되고; 상기 도구는 초고압 워터 스프레이, 연마식 블라스팅 도구, 알루미늄이 함유된 파이버 블라스팅 매체 도구, 또는 하나의 도구에 세정 기능을 결합시킨 도구를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 넓은 구조체 표면의 자동화된 선택 처리 장치.