KR20120064613A - 도장 로봇 및 도장 시스템 - Google Patents

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KR20120064613A
KR20120064613A KR1020110109294A KR20110109294A KR20120064613A KR 20120064613 A KR20120064613 A KR 20120064613A KR 1020110109294 A KR1020110109294 A KR 1020110109294A KR 20110109294 A KR20110109294 A KR 20110109294A KR 20120064613 A KR20120064613 A KR 20120064613A
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fixed
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KR1020110109294A
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Inventor
신기 다카하시
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가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

도장 부스를 소형화함과 아울러, 케이블을 덮는 케이블 보호 부재를 생략할 수 있는 도장 로봇 및 도장 시스템을 제공한다. 도장 로봇(50)은 도장 부스(20)의 측벽(22)에 고정되는 고정부(62)와, 고정부(62)에 대해 선회 가능하게 마련되는 선회부(64)와, 선회부(64)에 마련되는 아암(66)과, 아암(66)의 선단부에 마련되는 도장 건(68)과 측벽(22)에 고정되는 고정부(62)의 고정면(120)에, 케이블(92a, 92b)을 인입하는 케이블 인입부(112a, 112b)를 구비한다.

Description

도장 로봇 및 도장 시스템 {PAINTING ROBOT AND PAINTING SYSTEM}
본 발명은 도장 로봇 및 도장 시스템에 관한 것이다．
종래에는 도장 로봇은 도장 부스의 측벽에 마련되었다. 이 도장 로봇에 접속되는 케이블은 도장 로봇의 위쪽에서 도장 부스의 측벽을 관통하고, 도장 부스 외부로 연장되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 따라서, 도장 부스에 있어서는 적어도 케이블의 배선에 필요한 천장높이가 필요하게 되었다.
한편, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도장 부스내에서 도장 로봇(201)에 접속되는 케이블(209)은 방폭(防爆) 규격상, 예를 들면, 와이어 브레이드(202) 등의 케이블 보호 부재에 의해서 기계적 손상으로부터 보호받는 것이 요구된다. 도 7에 있어서, 도장 로봇(201)의 고정부(204)에 마련된 벨 마우스(206)의 선단에는 커넥터(208)가 접속되어 있다. 와이어 브레이드(202)는 이 커넥터(208)에 비틀어 넣어져 벨 마우스(206)에 접속되어 있다. 케이블(209)은 와이어 브레이드(202)의 내부를 통해 배선된다.
따라서, 도장 로봇(201)을 도장 부스내에 설치하기 위해서는 도장 로봇(201)의 본체를 도장 부스의 측벽(210)에 설치하는 작업 이외에, 케이블(209)을 도장 부스의 측벽(210)에 형성한 관통 구멍(212)에 통과시키고, 케이블(209)과 측벽(210)의 사이에 생기는 간극을 시일재(214)로 시일하는 제 1 작업 및 도장 부스내의 케이블(209)을 케이블 보호 부재에 의해서 덮는 제 2 작업이 필요하였다.
[선행 기술문헌]
[특허문헌 1]일본 특허공보 제4520268호 (제5쪽, 도 2)
본 발명은 도장 부스를 소형화하는 것이 가능한 도장 로봇 및 도장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 케이블을 덮는 케이블 보호 부재를 생략하는 것이 가능한 도장 로봇 및 도장 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 발명에 따른 도장 로봇은 도장 부스의 측벽에 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 대해 선회 가능하게 마련되는 선회부와, 상기 선회부에 마련되는 아암과, 상기 아암의 선단부에 마련되는 도장 건을 구비하고, 상기 측벽에 고정되는 상기 고정부의 고정면에 케이블을 인입하는 케이블 인입부가 마련된다.
제 1 발명에 따른 도장 로봇에 있어서, 상기 케이블 인입부는 상기 고정부의 상측에 마련되어도 좋다.
제 1 발명에 따른 도장 로봇에 있어서, 상기 케이블 인입부는 벨 마우스이어도 좋다.
제 1 발명에 따른 도장 로봇에 있어서, 상기 케이블 인입부 대신에, 상기 케이블이 접속되는 커넥터로 해도 좋다.
제 1 발명에 따른 도장 로봇에 있어서, 상기 고정면에, 해당 도장 로봇의 내부에 형성된 기밀실에 보호 기체를 공급하는 급기관이 접속되는 제 1 관 접속부 및 해당 기밀실로부터 해당 보호 기체를 배출하는 배기관이 접속되는 제 2 관 접속부가 더 마련되어도 좋다.
상기 목적을 따르는 제 2 발명에 따른 도장 시스템은 측벽에 관통 구멍이 형성된 도장 부스와, 상기 도장 부스에 운반된 워크피스(Workpiece)를 도장하는 도장 로봇과, 상기 도장 부스의 밖에 설치되고, 해당 도장 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어 장치를 구비하고, 상기 도장 로봇은 관통 구멍과 일직선이 되어 있는 측벽에 고정되고, 상기 관통 구멍에 면하는 위치에 케이블을 인입하는 케이블 인입부가 마련된 고정부와, 상기 고정부에 대해 선회 가능하게 마련되는 선회부와, 상기 선회부에 마련되는 아암과, 상기 아암의 선단부에 마련되는 도장 건을 갖고, 상기 로봇 제어 장치로부터 연장하는 상기 케이블이 상기 관통 구멍을 통해 상기 케이블 인입부에 인입된다.
본 발명에 의하면, 도장 로봇 및 도장 시스템에 있어서 종래에 비해, 도장 부스를 소형화할 수 있다. 또한, 케이블을 덮는 케이블 보호 부재를 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템이 갖는 도장 로봇 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템이 갖는 도장 로봇 시스템의 계통도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템이 갖는 도장 로봇의 고정부의 확대도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 화살표 A가 가리키는 방향으로 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도장 시스템이 갖는 도장 로봇의 고정부의 확대도이다.
도 7은 와이어 브레이드를 나타내는 설명도(단면도)이다.
계속해서, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명을 구체화한 실시형태에 대해 설명하고, 본 발명의 이해에 제공한다. 또, 각 도면에 있어서, 설명에 관련되지 않은 부분은 도시를 생략하는 경우가 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(10)은 도장 부스(20)와, 도장 로봇 시스템(30)을 구비하고 있다.
도장 부스(20)는 공조기(42)와, 워터 커텐부(44)와, 수조(46)를 갖고 있다.
공조기(42)는 도장 부스(20)내의 공기조절을 관리하는 동시에, 기류를 생성할 수 있다.
도장 부스(20)내의 기류 중에 포함되는 미착 도장은 도장 로봇(50)의 아래쪽의 벽면을 따라 마련된 워터 커텐부(44) 및 워터 커텐부(44)의 하부에 마련된 수조(46)에 의해서 포집된다.
도장 부스(20)내에는 워크피스 공급 장치(52)가 마련되어 있다. 워크피스 공급 장치(52)는 바닥면과 교차하는 축 X주위로 선회하는 선회대(54)를 가지며, 도장 대상으로 되는 워크피스(Workpiece) W를 공급할 수 있다. 선회대(54)의 일단측에 도장 부스(20)의 외부로부터 워크피스 W가 세트되고, 선회대(54)가 선회하는 것에 의해, 워크피스 W가 도장 로봇(50)의 동작 범위내로 이동한다.
도장 로봇 시스템(30)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 도장 로봇(50) 및 로봇 제어 장치(60)를 갖고 있다.
도장 로봇(50)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 도장 부스(20)의 측벽(22)에 고정되는 고정부(62)와, 고정부(62)에 마련되고, 도장 부스(20)의 벽면에 교차하는 선회 축 S주위로 선회하는 선회부(64)와, 선회부(64)에 마련되는 아암(66)과, 아암(66)의 선단부에 마련되는 도장 건(68)을 구비하고, 워크피스 공급 장치(52)에 의해서 동작 범위내로 운반된 워크피스 W를 도장할 수 있다. 도장 로봇(50)은 도장 부스(20)의 측벽(22)에 예를 들면 벽걸이 설치된다. 도장 로봇(50)의 내부에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 실질적으로 밀폐되는 복수의 기밀실(72a?72d)이 형성되고, 도장 로봇(50)의 각 관절을 구동하는 모터(74a?74f)는 이 기밀실(72a?72d)에 마련된다.
기밀실(72a?72d)은 배기관(76)을 거쳐서 도 2, 도 3에 나타내는 기체 배기부(도 1에 있어서는 도시하지 않음)(78)에 통해 있다.
기체 배기부(78)에는 배기관(76)이 접속되는 개방 밸브(80)가 마련되고, 이 개방 밸브(80)가 열리는 것에 의해서, 기밀실(72a?72d) 내부의 기체(보호 기체)를 외부로 배출하고, 개방 밸브(80)가 닫히는 것에 의해서, 기밀실(72a?72d) 내부의 기체를 밀봉할 수 있다. 이 개방 밸브(80)는 에어 구동되며, 제어관(82)으로부터 에어가 공급되면 밸브를 개방한다. 기체 배기부(78)에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 도장 로봇(50)의 측부터 차례로, 1) 기체가 배기관(76)내를 설정된 범위내의 유량으로 흐르면 신호를 출력하는 플로 스위치(84), 2) 배기관(76)내의 압력(기밀실(72a?72d)의 압력)이 설정 값보다도 높아지면 배기관(76)내의 기체를 배출하고, 기밀실(72a?72d)의 내부압력을 저감하는 압력 조정 밸브(86), 및 3) 배기관(76)내의 압력(기밀실의 압력)이 설정값보다도 낮아지면 신호를 출력하는 압력 검출기(88)가 더 마련되어 있다. 플로 스위치(84) 및 압력 검출기(88)는 각각 출력한 신호를 전달하는 신호선(90a, 90b)을 거쳐서, 도장 부스(20)의 밖에 설치된 로봇 제어 장치(60)에 접속된다.
또, 기체 배기부(78)는 도장 부스(20)의 외벽면에 설치된다.
로봇 제어 장치(60)는 도장 로봇(50)의 동작을 제어할 수 있다. 로봇 제어 장치(60)와 도장 로봇(50)은 도장 로봇(50)의 각 모터(74a?74f)를 구동하기 위한 케이블(92)(모터(74a?74f)에 구동 전류를 공급하는 전원케이블(92a) 및 모터(74a?74f)의 인코더에 접속되는 신호 케이블(92b)의 총칭)에 의해서 접속된다(도 3, 도 4 참조).
로봇 제어 장치(60)에는 보호 기체를 공급하는 기체 공급부(94)가 마련되어 있다. 기체 공급부(94)는 급기관(96)을 통하여 도장 로봇(50)의 기밀실(72a?72d)에 보호 기체를 공급할 수 있다. 또한, 기체 공급부(94)는 제어관(82)을 통하여 기체를 공급하고, 기체 배기부(78)의 개방 밸브(80)를 제어할 수 있다. 상세하게는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기체 공급부(94)에는 외부에 마련된 압력기체 발생원(도시하지 않음)으로부터 보호 기체인 압축공기가 도입된다. 이 보호 기체는 필터(102)를 통과한 후, 3개의 경로로 분기하고, 보호 기체 A, B, C로 나뉘어져, 각각 제 1 압력 조정기(104a), 제 2 압력 조정기(104b) 및, 제 3 압력 조정기(104c)로 송출된다.
보호 기체 A는 제 1 압력 조정기(104a)에 의해, 도장 로봇(50)의 주위의 분위기의 압력보다 약간 높은 압력으로 조정된다. 보호 기체 B는 제 2 압력 조정기(104b)에 의해, 제 1 압력 조정기(104a)보다도 높은 압력으로 조정된다. 제 1 및 제 2 압력 조정기(104a, 104b)에 의해서 압력이 각각 조정된 보호 기체 A, B는 제 1 전자밸브(106a)를 통과하고, 급기관(96) 및 도장 로봇(50)의 내부에 마련된 내부 급기관(105)을 통하여, 도장 로봇의 기밀실(72a?72d)에 송출된다.
한편, 보호 기체 C는 제 3 압력 조정기(104c)에 의해, 개방밸브(80)를 동작시킬 수 있는 정도의 압력으로 조정된다. 압력이 조정된 보호 기체 C는 제 2 전자밸브(106b)를 통과하고, 제어관(82)을 통하여 기체 배기부(78)의 개방 밸브(80)에, 개방 밸브(80)의 구동원으로서 공급된다.
다음에, 도장 로봇(50)의 고정부(62)에 대해, 상세하게 설명한다.
도장 로봇(50)의 고정부(62)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도장 부스(20)의 측벽(22)에 형성된 관통 구멍(110)을 막도록, 관통 구멍(110)과 일직선이 되어 있는 측벽(22)에 고정되어 있다. 도장 부스(20)의 측벽(22)에 고정되는 고정부(62)의 고정면(120)에는 관통 구멍(110)에 면하는 위치에, 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)(이하, 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)를 간략히 "케이블 인입부(112)"로 일괄 표기하는 경우가 있음)와, 제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b)가 마련되어 있다(도 5 참조). 더욱 상세하게는 이 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)와 제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b)는 도장 로봇(50)의 도장 동작의 장해로 되지 않도록, 고정부(62)의 상측(도장 로봇(50)을 측면에서 보아 선회축 S보다도 상측)에 마련되어 있다. 이 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)에는 도장 부스(20)의 측벽(22)에 형성된 관통 구멍(110)을 통해, 전원 케이블(92a) 및 신호 케이블(92b)이 각각 인입된다. 또한, 제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b)에는 도장 부스(20)의 측벽(22)에 형성된 관통 구멍(110)을 통해, 급기관(96) 및 배기관(76)이 각각 접속된다.
즉, 제 1 케이블 인입부(112a)에는 로봇 제어 장치(60)로부터 연장하는 케이블(92) 중, 전원 케이블(92a)이 인입된다. 제 2 케이블 인입부(112b)에는 로봇 제어 장치(60)로부터 연장하는 케이블(92) 중, 신호 케이블(92b)이 인입된다. 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)는, 예를 들면, 고정부(62)의 고정면(120)으로부터 돌출해서 마련된 벨 마우스에 의해 구성되며, 도장 로봇(50)은 내압 보호된다.
또한, 제 1 관 접속부(114a)에는 기체 공급부(94)에 연결되는 급기관(96)이 접속된다. 제 2 관 접속부(114b)에는 기체 배기부(78)에 연결되는 배기관(76)이 접속된다. 제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b)는, 예를 들면, 고정부(62)의 고정면(120)으로부터 돌출해서 마련된 유니언이음에 의해 구성된다.
또, 제 1 케이블 인입부(112a)를 통해 도장 로봇(50)의 내부에 인입된 전원 케이블(92a)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 고정부(62)의 내부에서, 브래킷(122)에 의해서 고정된 커넥터(124)를 거쳐, 각 모터(74a?74f)까지 연장하는 제 1 기내 케이블(126a)에 접속된다. 제 2 케이블 인입부(112b)를 통해 도장 로봇(50)의 내부에 인입된 신호 케이블(92b)은 고정부(62)의 내부에서, 브래킷(도시하지 않음)에 의해서 고정된 커넥터(도시하지 않음)를 거쳐서 각 인코더(도시하지 않음)까지 연장하는 제 2 기내 케이블(126b)에 접속된다. 이 제 1 기내 케이블(126a) 및 제 2 기내 케이블(126b)은 도 3에 있어서는 기내 케이블(126)로서 일괄해서 나타내고 있다.
고정부(62)의 고정면(120)과 도장 부스(20)의 벽면의 사이는 시일되고, 관통 구멍(110)의 내부의 공간 K는 방폭 영역으로 분리되어 있다. 시일 방법은 공간 K를 방폭 영역으로 분리할 수 있으면 임의여도 좋다. 시일 방법으로서, 예를 들면, O링을 이용하여 관통 구멍(110)의 개구부 주위를 둘러싸는 방법이나, 고정면(120)과 도장 부스(20)의 벽면의 사이에 시일재를 도포하는 방법을 들 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 도장 로봇(50)에 인입되는 케이블(92)이 종래와 같이 도장 로봇(50)의 고정부(62)의 위쪽으로 연장되어 있지 않으므로, 그만큼 도장 부스(20)의 천장높이가 억제되고, 도장 부스(20)가 소형화된다.
또한, 케이블(92)이 도장 부스(20)내에 노출되지 않으므로, 종래에 필요하였던 케이블을 케이블 보호 부재에 의해서 덮는 작업을 생략할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)에 부가해서, 제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b)가 도장 로봇(50)의 고정부(62)의 고정면(120)에 마련되어 있으므로, 배선 작업과 배관 작업을 일괄해서 실행할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도장 시스템에 대해 설명한다. 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(10)과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에 따른 도장 시스템이 갖는 도장 로봇(150)은 도 6에 나타내는 바와 같이, 선회축 S가 도장 부스(20)의 관통 구멍(110)을 통과하도록 측벽(22)에 고정된다. 제 1 케이블 인입부(112a) 및 제 2 케이블 인입부(112b)와 제 1 관 접속부(114a) 및 제 2 관 접속부(114b)는 고정부(166)의 관통 구멍(110)에 면하는 위치에 마련되어 있다.
따라서, 제 1 실시형태에 따른 도장 로봇(50)에 비해, 고정부(166)가 위쪽으로 돌출되는 양이 억제된다(도 4 및 도 6 참조). 그 결과, 도장 부스(20)의 천장높이가 더욱 억제되며, 도장 부스(20)가 더욱 소형화된다.
또, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서의 변경은 가능하다. 예를 들면, 전술한 실시형태나 변형예의 일부 또는 전부를 조합해서 발명을 구성하는 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b)는 도장 로봇의 내부에 케이블을 인입하는 것이면, 임의의 것이라도 좋다. 케이블 인입부의 다른 예 로서, 도장 부스 측벽의 관통 구멍에 면하는 고정부(고정면)에 형성되고, 도장 로봇의 내부에 통하는 시일된 관통 구멍을 들 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 케이블 인입부(112a, 112b) 대신에, 각각 전원케이블(92a) 및 신호 케이블(92b)이 접속되는 제 1 및 제 2 커넥터로 하는 것도 가능하다.
제 1 및 제 2 관 접속부(114a, 114b) 대신에, 각각 도장 로봇의 내부에 급기관 및 배기관을 인입하는 제 1 및 제 2 관 인입부로 하는 것도 가능하다.
10: 도장 시스템 20: 도장 부스
22: 측벽 30: 도장 로봇 시스템
42: 공조기 44: 워터 커텐부
46: 수조 50: 도장 로봇
52: 워크피스 공급 장치 54: 선회대
60: 로봇 제어 장치 62: 고정부
64: 선회부 66: 아암
68: 도장 건 72a, 72b, 72c, 72d: 기밀실
74a, 74b, 74c, 74d, 74e, 74f: 모터
76: 배기관 78: 기체 배기부
80: 개방 밸브 82: 제어관
84: 플로 스위치 86: 압력 조정 밸브
88: 압력 검출기 90a, 90b: 신호선
92: 케이블 92a: 전원 케이블
92b: 신호 케이블 94: 기체 공급부
96: 급기관 102: 필터
104a: 제 1 압력 조정기 104b: 제 2 압력 조정기
104c: 제 3 압력 조정기 105: 내부 급기관
106a: 제 1 전자밸브 106b: 제 2 전자밸브
110: 관통 구멍 112: 케이블 인입부
112a: 제 1 케이블 인입부 112b: 제 2 케이블 인입부
114a: 제 1 관 접속부 114b: 제 2 관 접속부
120: 고정면 122: 브래킷
124: 커넥터 126: 기내 케이블
126a: 제 1 기내 케이블 126b: 제 2 기내 케이블
150: 도장 로봇 162a: 제 1 케이블 인입부
164a: 제 1 관 접속부 166: 고정부
W: 워크피스

Claims (6)

  1. 도장 부스의 측벽에 고정되는 고정부와,
    상기 고정부에 대해 선회 가능하게 마련되는 선회부와,
    상기 선회부에 마련되는 아암과,
    상기 아암의 선단부에 마련되는 도장 건(Gun)과,
    상기 측벽에 고정되는 상기 고정부의 고정면에 케이블을 인입하는 케이블 인입부
    를 구비하는 도장 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 인입부는 상기 고정부의 상측에 마련되는 도장 로봇.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 케이블 인입부는 벨 마우스인 도장 로봇.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 케이블 인입부는 상기 케이블이 접속되는 커넥터인 도장 로봇.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고정면에, 해당 도장 로봇의 내부에 형성된 기밀실에 보호 기체를 공급하는 급기관이 접속되는 제 1 관 접속부 및 상기 기밀실로부터 상기 보호 기체를 배출하는 배기관이 접속되는 제 2 관 접속부를 더 포함하는 도장 로봇.
  6. 측벽에 관통 구멍이 형성된 도장 부스와,
    상기 도장 부스에 운반된 워크피스를 도장하는 도장 로봇과,
    상기 도장 부스의 밖에 설치되고, 해당 도장 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 도장 로봇은
    관통 구멍과 일직선이 되어 있는 측벽에 고정되고, 상기 관통 구멍에 면하는 위치에 케이블을 인입하는 케이블 인입부가 마련된 고정부와,
    상기 고정부에 대해 선회 가능하게 마련되는 선회부와,
    상기 선회부에 마련되는 아암과,
    상기 아암의 선단부에 마련되는 도장 건을 갖고,
    상기 로봇 제어 장치로부터 연장하는 상기 케이블이 상기 관통 구멍을 통해 상기 케이블 인입부에 인입되는
    도장 시스템.
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