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KR101516689B1 - 보수 장치 - Google Patents

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KR101516689B1
KR101516689B1 KR1020117014175A KR20117014175A KR101516689B1 KR 101516689 B1 KR101516689 B1 KR 101516689B1 KR 1020117014175 A KR1020117014175 A KR 1020117014175A KR 20117014175 A KR20117014175 A KR 20117014175A KR 101516689 B1 KR101516689 B1 KR 101516689B1
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휴베르트 팔핑게르
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팔핑거 시스템즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 큰 면적의 강 구조물 표면(200)용 보수 장치(100)로서, 이동식 서포트 시스템을 포함하고, 상기 서포트 시스템은 적어도 하나의 수직 서포트(10)를 구비하되, 상기 수직 서포트에는 이 수직 서포트(10)를 따라 수직으로 이동할 수 있는 수평 서포트(20)가 적어도 하나의 작업 부스(21, 24)와 함께 배치되고, 상기 적어도 하나의 수평 서포트(20)에는 적어도 두 개의 아암 시스템(22, 25)이 제공되되, 적어도 하나의 아암 시스템(22, 25)에는 공구 홀더가 배치되는 보수 장치(100)에 관한 것이다.

Description

보수 장치{MAINTENANCE DEVICE}
본 발명은 이동식 서포트 시스템을 포함한 넓은 면적의 강 구조물 표면용 보수 장치로서, 서포트 시스템은 적어도 하나의 수직 서포트를 구비하고, 이 수직 서포트에는 이 수직 서포트를 따라 수직 방향으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 수평 서포트가 적어도 하나의 작업 부스(booth)를 포함하여 배치되는 보수 장치에 관한 것이다.
큰 면적의 구조물, 특히 강으로 제조된 구조물의 표면을 검사 및 처리하는 것은 많은 기술 분야에서 요구된다. 예컨대, 선박의 선체는 정기적으로 부식 방지처리가 이루어져야 한다. 이를 위해, 기존의 손상된 도료를 특수한 방법으로 제거하고, 청소된 선체의 강 표면에 새로운 도료를 제공할 수 있어야 한다. 이러한 공정은 "재코팅(Recoating)"이라 지칭된다. 이러한 공정을 수작업으로 실시하는 것은 매우 노동 집약적이며 투입된 인력에는 대부분 건강상 부담이 된다. 또한, 작업이 실시되어야 할 면적이 넓으므로 선체의 모든 지점에 도달할 수 있기 위해서는 복잡하고 비용이 많이 드는 비계 구조(scaffolding structure)가 요구된다.
따라서, 예컨대 EP 0 640 440 A1에는 실질적으로 수직인 선박의 빈 벽부 표면을 처리하기 위한 장치가 개시되어 있다. 상기 특허 명세서에서 프레임은 두 개의 폴(pole) 부재를 지니며, 이 프레임에는 선체 벽부에 대해 상대적으로 이동 가능한 부스(booth)가 배치된다. 이러한 장치는 경직된 대형 장치로서, 특히 선체의 선수(bow) 처리에는 오히려 적합하지 않다.
또한, 미국 특허 US 4,285,469에도 수직 표면을 청소하기 위한 장치가 개시되어 있는바, 이 장치는 선체 청소를 위해 물 분사 장치를 구비하고 안벽(quay wall)에 고정되는 방식으로 설치된다. 그러나 이러한 유형의 장치는 이동식으로 이용하기에는 전혀 적합하지 않다.
미국 특허 US 3, 548,541에는 처음에 언급한 유형의 장치로서, 수직 서포트를 구비하되 이 수직 서포트에 작업 부스를 포함한 수평 서포트가 배치된 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 일반적으로 수평 서포트의 구조를 바탕으로 경미한 유연성만을 구비하며, 또한 "재코팅" 공정을 수행하는 중에 유일한 작업 단계, 즉 모래 분사를 실시하는 데 한해 적합하다.
따라서 본 발명의 목적은 위에서 언급한 종래 기술의 단점을 제거하고, 이용 시에 특히 우수한 유연성을 지닌 처음에 언급한 유형의 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 적어도 하나의 수평 서포트에 적어도 두 개의 암 시스템(arm system)을 제공하되, 적어도 하나의 아암 시스템에 공구 홀더가 배치됨으로써 달성된다. 본원의 장치는 실질적으로 타워 크레인과 유사한 이동식 서포트 시스템이며, 적어도 두 개의 아암 시스템을 바탕으로 강 구조물 표면에서 두 개의 다른 작업 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 예컨대 하나의 아암 시스템에는 물 분사를 이용하여 표면을 청소하기 위한 공구가 장착될 수 있고 반면, 제 2의 아암 시스템에는 모래 분사를 위한 분사 헤드가 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로 두 개의 아암 시스템 가운데 적어도 하나의 아암 시스템은 자동화된 공구를 수용하기 위해 인크리멘탈(incremental) 방식으로 제어되는 5축 관절 아암 시스템(articulated arm system)이다. 5축 시스템을 통해서는 자동화된 공구가 접근성이 떨어지는 지점으로도 이송될 수 있고, 반면 증분 방식의 제어를 통해서는 예컨대 처리되어야 할 강 구조물 표면의 소정 표면 영역에 걸쳐서 자동화된 공구가 안내될 수 있다.
자동화된 공구는 대개 물 또는 다양한 입자를 위한 분사 헤드, 도포 헤드 및 점검 시스템을 포함하는 하나의 그룹에서 선택될 수 있다. 이러한 공구들은 특히 위에서 설명한 선체의 "재코팅"에 이용된다. 본 발명의 제1 실시예로는 두 개의 아암 시스템이 상호 독립적으로 제어될 수 있다. 이에 대해 대안적으로 두 개의 아암 시스템이 상호 의존되어 제어되는 것도 제공될 수 있다. 예컨대 두 개의 아암 시스템의 상호 의존은 제1 아암 시스템이 예컨대 표면 코팅을 하고, 반면 제2 아암 시스템은 바로 앞서 도포 된 코팅층의 품질을 검사하는 점검 시스템을 포함하는 경우에 바람직하다. 상호 독립적으로 작동하는 아암 시스템은 특히 작업을 신속하게 진행하기 위해 두 개의 아암 시스템이 동일한 공구를 장착하는 경우에 이용된다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 일 실시예로 적어도 하나의 수평 서포트의 제1 단부에는 제1 아암 시스템을 포함한 제1 작업 부스가, 적어도 하나의 수평 서포트의 제2 단부에는 제2 작업 부스를 포함한 제 2 아암 시스템이 제공된다. 이러한 구조는 특히, 바람직하게는 수평 서포트에 직접 배치되는 제1 작업 부스가 제1 아암 시스템을 통해 강 구조물 표면을 처리하고, 반면 제2 작업 부스는 제2 아암 시스템을 통해 예컨대 수작업으로 작업 표면을 처리할 수 있도록 강 구조물 표면에 직접 접근하기에 적합하다. 1인 혹은 2인용 작업 부스들은 통상 코팅 제거 시 폐기 물질의 폐기를 보장하기 위해, 혹은 떨어져 나온 폐기 물질이나 재코팅 시 잉여 분사 미스트(over spay mist)에 의한 외부 환경 오염을 줄이도록 부스 영역의 밀폐를 보장하기 위해 빠짐없는 구조를 갖춘다. 특히 최종 작업 및 코팅 작업을 수동으로 실시하는 작업 인력을 위해 부스 공간의 배기 및 작업 공간으로의 신선 공기 공급이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 보수 장치의 특별한 유연성은 수평 서포트들 가운데 하나의 수평 서포트에 대해 적어도 부분적으로 수평면으로 회동 가능하고 그럼으로써 특히 작업 부스 혹은 해당 공구가 선체에 보다 용이하게 접근할 수 있음으로써 달성된다. 또한, 유연성은 본 발명의 특히 바람직한 실시예로 수평 서포트 및/또는 수직 서포트가 자신의 길이방향으로 텔레스코픽(telescopic) 방식으로 연장됨으로써 보조된다. 그 결과, 서포트의 치수가 조정 가능하여, 본원의 보수 장치는 매우 다양한 응용 분야에 이용될 수 있다.
바람직하게는, 서포트 시스템은 실질적으로 강 구조물 표면에 대해 평행하게 증분 방식으로 프로그램밍되어 이동한다. 이때, 타워 시스템 혹은 각각의 아암 시스템은 연속적으로 강 구조물 표면을 따라 안내되되, 특히 수평 및 수직의 사행(蛇行) 운동(meandering movement)이 자동화되어 수행된다. 이러한 방식으로 표면 처리가 진척된다. 본 발명에 따른 보수 장치의 특별히 유연 작동 방식을 보장하기 위하여 바람직하게는 서포트 시스템이 레일 시스템상에서 이동할 수 있다. 대안으로서 서포트 시스템이 자동차 위에 배치될 수도 있다. 자동차에 배치되는 것은 특히 단시간의 작업을 위해 고유의 레일 시스템이 필요하지 않고 보수 시스템이 자동차, 특히 화물차를 이용하여 어느 위치로든 용이하게 접근할 수 있다는 장점이 있다.
위에 설명된 보수 시스템은 특히 선체 및/또는 스틸 탱크(steel tank) 외부 벽부의 처리 및/또는 점검에 적합하다.
다음에서는 해당 도를 가진 제한되지 않는 실시예들을 이용하여 본원의 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 보수 장치의 제1 실시예를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 보수 장치를 상세하게 도시한 상세도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 보수 장치의 제2 실시예를 도시한 제1 측면도이다.
도 2b는 도 2a를 위쪽에서부터 도시한 개략도이다.
도 2c는 도 2a의 보수 장치를 도시한 제2 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보수 장치의 제3 실시예를 도시한 측면도이다.
도 4는 선체에 사용되는 본 발명에 따른 다수의 보수 장치를 위쪽에서부터 도시한 개략도이다.
도 1a은 본 발명에 따른 보수 장치(100)의 바람직한 일 실시예로서, 플랫폼(11)에 배치된 수직 서포트(10)에 수평 서포트(20)가 수직 방향으로 이동할 수 있는 일 실시예를 도시한다.
플랫폼(11)은 레일 시스템(30)을 따라 이동할 수 있고, 전원 공급 장치(12), 물 공급 장치(13), 압축 공기 공급 장치(14) 및/또는 예컨대 모래 및/또는 도료를 위한 재료 공급 장치(15)와 같은 장치들을 구비할 수 있으며, 이 장치들은 수직 서포트(10)를 따라 설치된 공급 라인(미도시)을 통해 수평 서포트(20)와 연결된다. 또한, 플랫폼(11) 하부에 높이 조절 시스템(16)이 제공되고, 이 높이 조절 시스템을 이용해서는 플랫폼(11) 및 그에 따라 수직 서포트(10)가 필요한 방식으로 가공되어야 할 강 표면을 따라 배향될 수 있고, 반면 레일 시스템(30)을 따라 이루어지는 변위를 통해서는 실질적으로 가공되어야 할 강 표면에 대해 평행하게 이루어지는 운동이 가능하다.
도 1a에 도시된 본 발명의 실시예로는 수평 서포트(20)의 일측 단부에 제1 작업 부스(21)가 배치되되, 이 부스는 제1 아암 시스템(22)을 구비하며, 이 아암 시스템 단부에 강 표면의 가공을 위해 자동화된 공구(23), 예컨대 모래 분사 헤드가 위치한다. 제1 아암 시스템(22)은 바람직하게는 증분 방식으로 제어되는 5축 관절 아암 시스템이며, 이 시스템을 이용하여, 예컨대 코팅 및 도장 표면을 청소하기 위하여 공구(23)가 가공되어야 할 강 표면으로 접근 및 그 표면을 따라 안내된다.
마주보는 단부에서는 수평 서포트(20) 상에 제2 작업 부스(24)가 배치되고, 이 부스는 제2 아암 시스템(25)을 통해 자체 위치로 변경될 수 있다. 이러한 제2 작업 부스(24)는 특히 가공 표면의 수작업을 위해 형성된 것으로, 도 1b에 따라 밀폐 장치들을 구비한 신장형 부재(26)를 지니며, 이 부재는 피스톤(27)을 통해 가공되어야 할 표면에 접근 및 밀착된다. 그럼으로써 밀봉되게 폐쇄된 작업 공간이 형성되고, 이 공간은 통풍 시스템(28)을 통해 통풍되고 특히 가공되어야 할 표면을 도료로 코팅하기 위해 제공된다. 가공되어야 할 영역의 밀봉 폐쇄를 통해 이 영역에는 실질적으로 먼지 및 오염물이 없고, 반면 바람직하지 않은 도료 미스트가 외부로 유출되지 않을 수 있다.
뿐만 아니라, 도 1a 및 도1b에 도시된 본 발명에 따른 보수 장치(100)의 구조는 수평 서포트(20) 하면에 평형추 시스템을 구비하며, 이 시스템의 평형추들(29, 29)은 제1 작업 부스(21) 혹은 이 부스의 아암 시스템(22)과 제2 작업 부스(24)의 운동에 따라 동시적으로 변위 된다.
본 도면에 도시된 보수 장치(100)는 동시적인 표면 가공을 가능하게 하되, 예컨대 제1 단계에서 제1 작업자가 제1 작업 부스(21)에서 모래 분사를 이용하여 표면을 청소하는 반면, 제2 작업자는 제2 작업 부스(24)에서 연속하여 표면을 코팅한다.
본 발명에 따른 보수 장치(100)의 추가의 변형 예는 도 2a 내지 2c로부터 추론할 수 있다. 상기 도들에 도시된 실시예는 제2 작업 부스(24)가 수평 서포트(20)의 제2 아암 시스템(25)에 배치되되, 이 아암 시스템은 이전 실시예들과 달리 텔레스코프 방식으로 신장될 수 있다는 점에서 이전 실시예들과 구분된다. 특히 도2b로부터는 제1 작업 부스(21)의 제1 아암 시스템(22)에 예컨대 모래 분사 헤드가 장착된 것을 볼 수 있다. 이때, 제1 아암 시스템(22)은 120°까지 이르는 각도(α)로 회동될 수 있으며, 그럼으로써 수직 서포트(10)가 자신의 플랫폼(11)을 통해 변위 되는 일없이, 더욱 넓은 영역의 표면이 가공될 수 있다. 동시에 제1 아암 시스템(22)도 텔레스코프 방식으로 신장되도록 제공될 수 있다. 제2 작업 부스(24)는 텔레스코프 아암(25)에 배치되되, 이 텔레스코프 아암은 추가로 처리되어야 할 표면에 대해 45°까지 이르는 각도(β)로 회동될 수 있다.
도 2c는 본 발명에 따른 보수 장치(100)가 선체(200)의 처리에 이용되는 것을 도시하고 있다. 이때, 보수 장치(100)는 자체의 공간 절감 구조 및 유연한 구조를 바탕으로 선체(200)와 독 벽부(300)(dock wall) 사이에 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 보수 장치(100)는 두 개의 작업 부스(21, 24)를 구비하되, 이 부스들은 각각 표면의 수작업 처리에 이용된다. 이러한 작업 부스들(21, 24)은 각각 텔레스코프 아암(22, 25)에 배치되고, 이 아암 시스템들(22, 24) 각각은 상호 독립적으로 신장 및 회동될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 보수 장치(100)에 의해 동시에 처리되는 선체(200)의 단면을 위에서부터 도시한다. 이들 보수 장치(100) 각각은 자신의 영역에서 한편으로는 선체(200)에 원래 있는 도료를 제거하고 후속하는 단계에서 선체를 새로운 도료로 코팅한다. 또한, 예컨대 고압 물 분사를 이용하여 선체 표면(200)을 청소하기 위해 청소 유닛이 제1 아암 시스템(22)에 배치되고, 반면 제2 작업 부스(24) 내에서는 청소된 표면에 결함 있는 지점이 있는지 점검할 수 있다.
본 발명은 위에 설명된 실시예들에 제한되지 않는다는 점은 자명하다. 특히 다양한 공구들이 제1 작업 부스의 아암 시스템에 적용되도록 제공될 수 있다. 또한, 두 개의 작업 부스가 공구의 수용을 위해 독립적인 아암 시스템을 이용할 수 있다. 이러한 공구들은 세척 또는 청소, 예컨대 표면의 연마 및/또는 코팅과 같은 처리를 위해 설계된 일체의 장비들, 표면 검사를 위한 유닛 및 장치들을 포함한다. 본원의 보수 시스템은 특히 실질적으로 수직 표면, 특히 자동화된 강 표면 처리에 적합하며, 예컨대 전자동 "재코팅" 프로세스를 모니터링 하기 위해 한 사람의 인력만 필요하다.

Claims (13)

  1. 큰 면적의 강 구조물 표면(200)을 위한 보수 장치(100)로서, 이동식 서포트 시스템을 지니고, 상기 서포트 시스템은 적어도 하나의 수직 서포트(10)를 구비하되, 이 수직 서포트에는 이 수직 서포트(10)를 따라 수직 방향으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 수평 서포트(20)가 적어도 하나의 작업 부스(21, 24)를 포함하여 배치되는 상기 보수 장치에 있어서, 적어도 하나의 수평 서포트(20)에 적어도 2개의 아암 시스템(22, 25)이 제공되고, 적어도 하나의 아암 시스템(22, 25)에 공구 홀더가 배치되고, 상기 수평 서포트(20)는 적어도 부분적으로 수평면으로 회동될 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 아암 시스템(22, 25) 가운데 적어도 하나의 아암 시스템은 자동화된 공구들(23)을 수용하기 위해 증분 방식으로 제어되는 5축 관절 아암 시스템인 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자동화된 공구들(23)은 물 또는 다양한 입자용 분사 헤드, 도포 헤드 및 검사 시스템을 포함하는 하나의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 아암 시스템(22, 25)은 상호 독립적으로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 아암 시스템(22, 25)은 상호 종속되어 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수평 서포트(20)의 제1 단부에는 제1 아암 시스템(22)을 구비한 제1 작업 부스(21)가 제공되고, 상기 적어도 하나의 수평 서포트(20)의 제2 단부에는 제2 작업 부스(24)를 구비한 제2 아암 시스템(25)이 제공되는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 작업 부스(24)는 제2 아암 시스템(25)을 통해 강 구조물 표면(200)에 직접 접근할 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수평 서포트(20) 및/또는 상기 수직 서포트(10)는 자체 길이로 텔레스코프 방식으로 연장될 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포트 시스템은 실질적으로 강 구조물 표면(200)에 대해 평행하게 증분 방식으로 프로그래밍 되어 이동되는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포트 시스템은 레일 시스템(30) 위에서 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포트 시스템은 자동차에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 보수 장치(100).
  12. 선체(200) 및/또는 스틸 탱크 외부 벽부의 처리 및/또는 점검을 위해 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 보수 장치(100)를 사용하는 방법.
  13. 삭제
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