KR102252775B1

KR102252775B1 - 도장로봇

Info

Publication number: KR102252775B1
Application number: KR1020160117593A
Authority: KR
Inventors: 이상헌; 윤대규
Original assignee: 현대중공업지주 주식회사
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: KR20180029529A

Abstract

본 발명은 베이스프레임에 선회축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 선회프레임, 상기 선회프레임에 어퍼축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 어퍼프레임, 상기 어퍼프레임에 암축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 암프레임, 상기 암프레임에 결합되는 연결프레임, 상기 연결프레임에 결합되어 도료를 분사하는 손목프레임, 상기 선회프레임, 상기 어퍼프레임, 상기 암프레임, 및 상기 손목프레임을 회전시키기 위한 구동부, 상기 어퍼프레임을 외부로부터 보호하기 위해 상기 어퍼프레임을 덮도록 설치되는 커버부, 상기 선회프레임과 상기 어퍼프레임 사이에 위치하도록 설치되고 상기 어퍼프레임의 회전을 제한하기 위한 스토퍼, 및 상기 스토퍼로부터 상기 커버부를 보호하기 위한 보호부를 포함하고, 상기 보호부는 상기 커버부가 상기 스토퍼로부터 이격되도록 상기 커버부와 상기 스토퍼 사이에 위치하게 설치되는 것을 특징으로 하는 도장로봇에 관한 것이다.

Description

도장로봇{Painting Robot}

본 발명은 선박, 차량, 건설기계, 핸드폰 등을 도장(塗裝)하는데 이용되는 도장로봇에 관한 것이다.

일반적으로 선박, 차량, 건설기계, 핸드폰 등은 다양한 부품들이 조립됨으로써 제조된다. 이러한 선박, 차량, 건설기계, 핸드폰 등 및 이를 구성하는 부품들(이하, '대상물'이라 함)은 디자인적인 측면에서 도장공정을 거쳐 제조되기도 하지만, 습기 등과 같은 외부환경으로부터 부식되는 것을 방지하기 위한 도장공정을 거쳐 제조되기도 한다. 이러한 도장공정을 수행함에 있어서 도장로봇이 이용된다.

상기 도장로봇은 복수개의 프레임을 이용한 다관절로 이루어져 대상물에서 도장이 필요한 위치에 따라 도료를 분사하는 위치를 변경하면서 상기 도장공정을 수행한다. 이와 같이 도료를 분사하는 위치를 변경하기 위해, 상기 도장로봇은 상기 프레임들을 회전시키는 구동부를 포함한다. 상기 구동부는 구동력을 발생시키는 복수개의 구동유닛, 및 상기 구동유닛들이 발생시킨 구동력을 상기 프레임들 각각에 전달하기 위해 감속기 등을 갖는 동력전달유닛을 포함한다.

종래 기술에 따른 도장로봇은 선회프레임 및 어퍼프레임을 포함한다.

상기 선회프레임은 바닥면에 설치되는 베이스프레임의 상측에 회전 가능하게 결합된다. 상기 선회프레임은 바닥면에 대해 수직한 선회축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 선회프레임은 선회구동유닛이 발생시킨 구동력에 의해 회전할 수 있다.

상기 어퍼프레임은 상기 선회프레임에 회전 가능하게 결합된다. 상기 어퍼프레임은 상기 선회축에 대해 수직한 어퍼축을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 어퍼프레임은 어퍼구동유닛이 발생시킨 구동력에 의해 회전할 수 있다.

여기서, 상기 선회프레임과 상기 어퍼프레임 사이에는 스토퍼(Stopper)가 설치된다. 상기 스토퍼(Stopper)는 상기 어퍼프레임의 회전 각도를 제한하기 위한 것이다.

한편, 종래 기술에 따른 도장로봇은 어퍼프레임의 내부로 먼지, 도료, 신나 등과 같은 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위해 커버가 어퍼프레임을 덮도록 설치된다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 도장로봇은 상기 어퍼프레임이 회전함에 따라 상기 커버가 상기 스토퍼에 걸려서 손상 내지 파손되는 문제가 있다. 상기 커버가 손상 내지 파손되면, 도장로봇의 내부로 이물질이 침투하게 되므로 작은 스파크에도 폭발 등의 안전사고가 발생할 위험이 있다. 따라서, 종래 기술에 따른 도장로봇은 상기 커버에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업으로 인해 도장공정이 지연됨으로써, 대상물에 대한 생산성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 어퍼프레임의 회전으로 인해 어퍼프레임을 덮는 커버가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있는 도장로봇을 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 도장로봇은 베이스프레임에 선회축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 선회프레임; 상기 선회프레임에 어퍼축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 어퍼프레임; 상기 어퍼프레임에 암축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 암프레임; 상기 암프레임에 결합되는 연결프레임; 상기 연결프레임에 결합되어 도료를 분사하는 손목프레임; 상기 선회프레임, 상기 어퍼프레임, 상기 암프레임, 및 상기 손목프레임을 회전시키기 위한 구동부; 상기 어퍼프레임을 외부로부터 보호하기 위해 상기 어퍼프레임을 덮도록 설치되는 커버부; 상기 선회프레임과 상기 어퍼프레임 사이에 위치하도록 설치되고 상기 어퍼프레임의 회전을 제한하기 위한 스토퍼; 및 상기 스토퍼로부터 상기 커버부를 보호하기 위한 보호부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 도장로봇에 있어서, 상기 보호부는 상기 커버부가 상기 스토퍼로부터 이격되도록 상기 커버부와 상기 스토퍼 사이에 위치하게 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 커버가 스토퍼로부터 이격되도록 구현됨으로써, 어퍼프레임의 회전으로 인해 커버가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있으므로 도장공정이 지연되는 것을 방지하여 대상물에 대한 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 커버에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용 절감을 통해 전체적인 운영비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도장로봇의 개략적인 사시도
도 2는 본 발명에 따른 도장로봇의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 도장로봇의 개략적인 구성도
도 4는 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 커버부 및 스토퍼를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 5는 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 보호부를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 6은 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 어퍼프레임이 회전하는 경우 커버부가 스토퍼로부터 이격되는 것을 나타낸 도 4의 A 부분의 개략적인 작동상태도
도 7은 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 보호부와 스토퍼의 두께를 비교한 도 4의 B 부분의 개략적인 개략적인 측면도
도 8은 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 커버기구를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 9는 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서 수용부 및 관통공을 설명하기 위한 도 8의 I-I선을 기준으로 한 개략적인 단면도
도 10은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇이 벽체에 설치된 모습을 나타낸 개략적인 사시도
도 11은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇이 벽체에 설치된 모습을 나타낸 개략적인 평면도
도 12는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇이 갖는 장점을 설명하기 위한 비교 실시예를 나타낸 개략적인 평면도

이하에서는 본 발명에 따른 도장로봇에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 선박, 차량, 건설기계, 핸드폰 등 및 이를 구성하는 부품들과 같은 대상물을 도장(塗裝)하는 도장공정을 수행하는 것이다. 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 베이스프레임(2)에 결합되는 선회프레임(3), 상기 선회프레임(3)에 결합되는 어퍼프레임(4), 상기 어퍼프레임(4)에 결합되는 암프레임(5), 상기 암프레임(5)에 결합되는 연결프레임(6), 상기 연결프레임(6)에 결합되는 손목프레임(7), 및 구동력을 발생시키는 구동부(8, 도 2에 도시됨)를 포함한다.

상기 선회프레임(3)은 상기 베이스프레임(2)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 선회프레임(3)은 선회축(3a, 도 3에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하게 상기 베이스프레임(2)에 결합될 수 있다. 상기 선회프레임(3)은 상기 구동부(8)에 의해 상기 선회축(3a)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 선회프레임(3)이 상기 선회축(3a)을 중심으로 회전함에 따라, 상기 손목프레임(7)이 향하는 방향이 상기 선회축(3a)을 중심으로 변경될 수 있다.

상기 어퍼프레임(4)은 상기 선회프레임(3)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 어퍼프레임(4)은 어퍼축(4a, 도 3에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하게 상기 베이스프레임(2)에 결합될 수 있다. 상기 어퍼프레임(4)은 상기 구동부(8)에 의해 상기 어퍼축(4a)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 어퍼축(4a) 및 상기 선회축(3a)은 서로 수직한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 선회축(3a)이 바닥면(미도시)에 대해 평행한 방향을 향하도록 배치된 경우, 상기 어퍼축(4a)은 상기 바닥면에 대해 수직한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 바닥면은 상기 도장공정이 이루어지는 작업공간의 바닥일 수 있다. 상기 선회축(3a)이 상기 바닥면에 대해 수직한 방향을 향하도록 배치된 경우, 상기 어퍼축(4a)은 상기 바닥면에 대해 평행한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 어퍼프레임(4)이 상기 어퍼축(4a)을 중심으로 회전함에 따라, 상기 손목프레임(7)이 향하는 방향이 상기 어퍼축(4a)을 중심으로 변경될 수 있다.

상기 암프레임(5)은 상기 어퍼프레임(4)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 암프레임(5)은 암축(5a, 도 3에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하게 상기 어퍼프레임(4)에 결합될 수 있다. 상기 암프레임(5)은 상기 구동부(8)에 의해 상기 암축(5a)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 암축(5a) 및 상기 어퍼축(4a)은 서로 평행한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 암프레임(5)이 상기 암축(5a)을 중심으로 회전함에 따라, 상기 손목프레임(7)이 향하는 방향이 상기 암축(5a)을 중심으로 변경될 수 있다.

상기 연결프레임(6)은 상기 암프레임(5)에 결합된다. 상기 연결프레임(6)은 상기 암프레임(5) 및 상기 손목프레임(7)의 사이에 위치하도록 상기 암프레임(5) 및 상기 손목프레임(7) 각각에 결합될 수 있다. 상기 암프레임(5)에는 도료를 이송하기 위한 이송력을 제공하는 도장펌프가 설치될 수 있다. 상기 도장펌프는 도료가 도료파이프를 따라 상기 손목프레임(7) 쪽으로 이송되어서 분사되도록 이송력을 제공할 수 있다. 상기 도료파이프는 도료를 공급하는 도료저장장치에 연결될 수 있다. 상기 연결프레임(6)은 상기 암프레임(5)에 고정되게 결합될 수 있다. 상기 연결프레임(6) 및 상기 암프레임(5)은 일체로 형성될 수도 있다.

상기 손목프레임(7)은 상기 연결프레임(6)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 손목프레임(7)은 상기 연결프레임(6)에 결합된 상태에서 상기 구동부(8)로부터 제공되는 구동력에 의해 회전할 수 있다. 상기 손목프레임(7)은 복수개의 손목부재를 포함할 수 있다. 상기 손목부재들은 서로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 손목부재들은 상기 구동부(8)에 의해 서로 다른 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

예컨대, 상기 손목프레임(7)은 제1손목부재(71, 도 2에 도시됨), 제2손목부재(72, 도 2에 도시됨), 및 제3손목부재(73, 도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 6축의 다관절 구조로 구현될 수 있다. 상기 제1손목부재(71)는 상기 연결프레임(6)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제2손목부재(72)는 상기 제1손목부재(71)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제3손목부재(73)는 상기 제2손목부재(72)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 도료는 상기 제3손목부재(73)로부터 분사될 수 있다. 상기 제3손목부재(73), 상기 제2손목부재(72), 및 상기 제1손목부재(71)는 상기 구동부(8)에 의해 서로 다른 회전축을 중심으로 개별적으로 회전할 수 있다.

상기 구동부(8)는 상기 선회프레임(3), 상기 어퍼프레임(4), 상기 암프레임(5), 및 상기 손목프레임(7)을 회전시키기 위한 것이다. 상기 구동부(8)는 상기 선회프레임(3), 상기 어퍼프레임(4), 상기 암프레임(5), 및 상기 손목프레임(7)을 각각의 회전축을 중심으로 회전시킬 수 있다.

상기 구동부(8)는 선회구동유닛(81)을 포함할 수 있다. 상기 선회구동유닛(81)은 상기 선회프레임(3)을 상기 선회축(3a)을 중심으로 회전시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 선회구동유닛(81)은 상기 선회프레임(3)에 결합될 수 있다. 상기 선회구동유닛(81)은 상기 베이스프레임(2)에 설치될 수도 있다. 상기 구동부(8)는 상기 선회구동유닛(81)이 발생시킨 구동력을 상기 선회프레임(3)에 전달하기 위한 선회전달유닛을 포함할 수 있다. 상기 선회전달유닛은 상기 선회구동유닛(81) 및 상기 선회프레임(3) 각각에 연결되어서 상기 선회구동유닛(81)이 발생시킨 구동력으로 상기 선회프레임(3)을 회전시킬 수 있다.

상기 구동부(8)는 어퍼구동유닛(82)을 포함할 수 있다. 상기 어퍼구동유닛(82)은 상기 어퍼프레임(4)을 상기 어퍼축(4a)을 중심으로 회전시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 어퍼구동유닛(82)은 상기 선회프레임(3)에 결합될 수 있다. 상기 어퍼구동유닛(82)은 상기 어퍼프레임(4)에 결합될 수도 있다. 상기 구동부(8)는 상기 어퍼구동유닛(82)이 발생시킨 구동력을 상기 어퍼프레임(4)에 전달하기 위한 어퍼전달유닛을 포함할 수 있다. 상기 어퍼전달유닛은 상기 어퍼구동유닛(82) 및 상기 어퍼프레임(4) 각각에 연결되어서 상기 어퍼구동유닛(82)이 발생시킨 구동력으로 상기 어퍼프레임(4)을 회전시킬 수 있다. 상기 어퍼전달유닛은 감속기 등을 포함할 수 있다.

상기 구동부(8)는 암구동유닛(83)을 포함할 수 있다. 상기 암구동유닛(83)은 상기 암프레임(5)을 상기 암축(5a)을 중심으로 회전시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 암구동유닛(83)은 상기 어퍼프레임(4)에 결합될 수 있다. 상기 암구동유닛(83)은 상기 암프레임(5)에 결합될 수도 있다. 상기 구동부(8)는 상기 암구동유닛(83)이 발생시킨 구동력을 상기 암프레임(5)에 전달하기 위한 암전달유닛을 포함할 수 있다. 상기 암전달유닛은 상기 암구동유닛(83) 및 상기 암프레임(5) 각각에 연결되어서 상기 암구동유닛(83)이 발생시킨 구동력으로 상기 암프레임(5)을 회전시킬 수 있다. 상기 암전달유닛은 감속기 등을 포함할 수 있다.

상기 구동부(8)는 손목구동유닛(84)을 포함할 수 있다. 상기 손목구동유닛(84)은 상기 손목프레임(7)을 회전시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 손목구동유닛(84)은 상기 암프레임(5)에 결합될 수 있다. 상기 손목구동유닛(84)은 상기 연결프레임(6) 또는 상기 손목프레임(7)에 결합될 수도 있다. 상기 구동부(8)는 상기 손목구동유닛(84)이 발생시킨 구동력을 상기 손목프레임(7)에 전달하기 위한 손목전달유닛을 포함할 수 있다. 상기 손목전달유닛은 상기 손목구동유닛(84) 및 상기 손목프레임(7) 각각에 연결되어서 상기 손목구동유닛(84)이 발생시킨 구동력으로 상기 손목프레임(7)을 회전시킬 수 있다. 상기 손목전달유닛은 감속기 등을 포함할 수 있다. 상기 손목구동유닛(84)이 상기 암프레임(5)에 결합되는 경우, 상기 손목전달유닛은 상기 연결프레임(6)을 사이에 두고 서로 이격된 손목구동유닛(84) 및 상기 손목프레임(7)을 연결하는 샤프트 등을 포함할 수 있다. 상기 손목프레임(7)이 복수개의 손목부재를 포함하는 경우, 상기 구동부(8)는 상기 손목구동유닛(84) 및 상기 손목전달유닛을 각각 복수개 포함할 수 있다. 상기 구동부(8)는 상기 손목부재의 개수와 동일한 개수로 상기 손목구동유닛(84) 및 상기 손목전달유닛을 각각 복수개 포함할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 커버부(9), 스토퍼(10) 및 보호부(11)를 포함할 수 있다.

상기 커버부(9)는 상기 어퍼프레임(4)을 보호하기 위한 것이다. 상기 커버부(9)는 상기 어퍼프레임(4)을 보호하기 위해 상기 어퍼프레임(4)을 덮도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버부(9)는 먼지, 신나, 도료 등과 같은 이물질이 상기 어퍼프레임(4)의 내부로 침투하는 것을 방지함으로써, 상기 어퍼프레임(4)을 보호할 수 있다. 상기 커버부(9)는 유연성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 커버부(9)는 비닐로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버부(9)는 상기 어퍼프레임(4)이 어퍼축(4a)을 중심으로 시계방향(R1 화살표 방향, 도 4에 도시됨) 또는 반시계방향(R2 화살표 방향, 도 4에 도시됨)으로 회전하는 경우에도 상기 어퍼프레임(4)과 함께 회전하면서 상기 어퍼프레임(4)의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 커버부(9)는 상기 어퍼프레임(4)만 덮도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 이물질이 도장로봇(1)의 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있으면 암프레임(5) 및 선회프레임(3) 중 적어도 하나의 프레임을 같이 덮도록 설치될 수도 있다. 상기 커버부(9)는 상기 보호부(11)에 의해 상기 스토퍼(10)로부터 이격된 위치에 위치될 수 있다. 이에 따라, 상기 커버부(9)는 상기 스토퍼(10)에 접촉되지 않을 수 있다.

상기 스토퍼(10)는 상기 어퍼프레임(4)의 회전을 제한하기 위한 것이다. 예컨대, 상기 스토퍼(10)는 상기 어퍼프레임(4)이 시계방향(R1) 또는 반시계방향(R2)으로 회전하는 경우, 상기 어퍼프레임(4)이 360˚ 회전하는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 어퍼프레임(4)이 360˚ 회전하게 되면, 상기 어퍼프레임(4)에 X축 방향(도 1에 도시됨)으로 연결되게 설치되는 암프레임(5), 연결프레임(6) 및 손목프레임(7) 중 적어도 하나가 상기 선회프레임(3) 또는 바닥면에 충돌할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 어퍼프레임(4)이 360˚ 회전하게 되면, 상기 어퍼프레임(4)의 내부 또는 외부에 설치되는 도료파이프, 제어케이블이 절단되는 등 손상 내지 파손될 수 있다. 상기 스토퍼(10)는 상기 어퍼프레임(4)의 회전을 제한함으로써, 상기 암프레임(5), 연결프레임(6) 및 손목프레임(7) 중 적어도 하나가 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 도료파이프 및 상기 제어케이블이 손상 내지 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 스토퍼(10)는 상기 어퍼프레임(4)의 회전을 제한하기 위해 회전기구(101) 및 차단기구(102)를 포함할 수 있다.

상기 회전기구(101)는 상기 어퍼프레임(4)과 상기 선회프레임(3) 사이에 위치하도록 상기 어퍼프레임(4)에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 회전기구(101)는 상기 어퍼프레임(4)과 상기 선회프레임(3)이 결합되는 결합부분에서, 상기 어퍼프레임(4)에서 상기 선회프레임(3) 쪽으로 돌출된 플렌지 형태의 돌출부분에 나사결합 또는 용접결합될 수 있다. 이 경우, 상기 회전기구(101)는 Y축(도 6에 도시됨)을 기준으로 상기 어퍼프레임(4)의 돌출부분의 일측에 결합될 수 있다. 상기 돌출부분의 타측에는 후술할 보호부(11, 도 5에 도시됨)가 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전기구(101)는 상기 어퍼프레임(4)이 시계방향(R1) 또는 반시계방향(R2)으로 회전할 경우, 상기 어퍼프레임(4)과 함께 회전할 수 있다. 상기 회전기구(101)는 단면이 원형으로 형성되는 돌출부분의 원주를 따라 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 회전기구(101)는 상기 돌출부분의 일부에만 결합되도록 중공의 반원형태로 형성될 수 있다. 상기 어퍼프레임(4)이 어퍼축(4a)을 중심으로 회전하면 상기 회전기구(101)의 끝단이 상기 차단기구(102)에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 상기 어퍼프레임(4)은 상기 회전기구(101)가 상기 차단기구(102)에 접촉되어 더 이상 회전되지 못함으로써, 회전이 제한될 수 있다. 상기 어퍼프레임(4)이 시계방향(R1)으로 회전하면, 상기 회전기구(101)의 일측 끝단이 상기 차단기구(102)에 접촉될 수 있다. 상기 어퍼프레임(4)이 반시계방향(R2)으로 회전하면, 상기 회전기구(101)의 타측 끝단이 상기 차단기구(102)에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전기구(101)는 상기 어퍼프레임(4)이 어느 방향으로 회전하여도 상기 차단기구(102)에 접촉될 수 있다.

상기 차단기구(102)는 상기 어퍼프레임(4)과 상기 선회프레임(3) 사이에 위치하도록 상기 선회프레임(3)에 결합될 수 있다. 상기 차단기구(102)는 상기 회전기구(101)가 360˚ 회전하는 것을 막기 위한 것이다. 상기 차단기구(102)는 상기 회전기구(101)의 회전경로 상에 위치하도록 상기 선회프레임(3)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 차단기구(102)는 반원형태로 형성되는 상기 회전기구(101)의 일측 끝단과 타측 끝단 사이에 위치될 수 있다. 이에 따라, 상기 차단기구(102)는 상기 회전기구(101)가 회전하지 못하도록 회전경로의 일부를 차단할 수 있다. 따라서, 상기 회전기구(101)는 상기 차단기구(102)를 기준으로 시계방향(R1) 또는 반시계방향(R2)으로 회전할 수 있다. 상기 차단기구(102)는 직방체 또는 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 차단기구(102)는 상기 선회프레임(3)과 함께 일체로 금형제작될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며 상기 차단기구(102)는 상기 선회프레임(3)에 나사결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 차단기구(102)는 상기 선회프레임(3)으로부터 용이하게 분리되거나 결합될 수 있으므로, 상기 차단기구(102)에 대한 유지보수작업 및 교체작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 차단기구(102)는 상기 선회프레임(3)에 한 개만 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 어퍼프레임(4)의 회전 각도를 더 제한하기 위해 복수개 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 차단기구(102)들은 상기 회전기구(101)의 회전경로 상에서 서로 이격된 위치에 위치하도록 상기 선회프레임(3)에 결합될 수 있다.

상기 보호부(11)는 상기 스토퍼(10)로부터 상기 커버부(9)를 보호하기 위한 것이다. 상기 보호부(11)는 상기 커버부(9)와 상기 스토퍼(10) 사이에 위치하도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 보호부(11)는 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 수 있다. 상기 커버부(9)가 상기 스토퍼(10)로부터 이격되는 방향은 상기 선회프레임(3)에서 상기 어퍼프레임(4)을 향하는 방향일 수 있다. 상기 방향은 Y축 방향일 수 있다. 따라서, 상기 보호부(11)는 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 선회프레임(3)으로부터 이격시킬 수도 있다. 상기 보호부(11)는 알루미늄 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 스텐레스강(Stainless Steel) 등 다른 재질로 형성될 수도 있다. 상기 보호부(11)는 중공의 원반형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 수 있으면 중공의 반원형태로 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 커버부(9)가 상기 스토퍼(10)에 접촉되면, 상기 어퍼프레임(4)이 회전할 경우 상기 커버부(9)가 상기 스토퍼(10)와 상기 선회프레임(3) 사이에 끼이거나 찢어질 수 있다. 상기 커버부(9)가 상기 스토퍼(10)와 상기 선회프레임(3) 사이에 끼일 경우, 상기 어퍼프레임(4)은 회전되지 못할 수 있다. 상기 커버부(9)가 찢어질 경우, 상기 어퍼프레임(4)의 내부 더 나아가 도장로봇(1)의 내부로 이물질이 침투할 수 있다. 도장로봇(1)의 내부로 이물질이 침투하면, 도장로봇(1)의 부품들이 이물질로 인해 내구성이 저하되어 수명이 짧아질 수 있을 뿐만 아니라 작은 스파크에도 폭발 등 안전사고가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 보호부(11)는 상기 어퍼프레임(4)이 회전되지 못하거나 이물질이 내부로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커버부(9)는 상기 보호부(11)에 의해 상기 스토퍼(10)로부터 이격됨으로써, 상기 어퍼프레임(4)이 회전하더라도 상기 스토퍼(10)에 접촉되지 않을 수 있다.

상기 보호부(11)는 Y축(도 6에 도시됨)을 기준으로 상기 어퍼프레임(4)의 돌출부분의 타측에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부분을 기준으로 일측에는 상기 스토퍼(10)가 위치되고 타측에는 상기 보호부(11)가 위치될 수 있다. 상기 보호부(11)는 상기 스토퍼(10)와 전부 또는 일부가 중첩되도록 상기 돌출부분에 결합될 수 있다. 상기 스토퍼(10)에 전부가 중첩되도록 결합될 경우, 상기 보호부(11)는 상기 플렌지 형태의 돌출부분의 원주를 전부 둘러싸도록 원형으로 형성될 수 있다. 상기 스토퍼(10)에 일부가 중첩되도록 결합될 경우, 상기 보호부(11)는 상기 스토퍼(10)의 길이보다 더 긴 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 보호부(11)는 Z축(도 5에 도시됨)을 기준으로 상기 스토퍼(10)가 결합되는 돌출부분의 상측과 반대되는 하측에 위치하도록 상기 돌출부분에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 보호부(11)는 외부로 노출되는 상기 스토퍼(10)의 일부. 예컨대, 상기 스토퍼(10)의 일측 끝단 및 타측 끝단을 덮음으로써, 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 커버부(9)가 상기 스토퍼(10)의 일측 끝단과 타측 끝단에 접촉되는 것을 방지함으로써, 상기 커버부(9)가 손상 내지 파손되어 도장공정이 지연되는 것을 방지할 수 있다.

상기 보호부(11)는 모서리(111, 도 6에 도시됨)가 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 모서리(111)는 상기 보호부(11)가 반원형태로 형성될 경우, 일측 끝단과 타측 끝단을 의미할 수 있다. 상기 모서리(111)는 상기 보호부(11)를 형성하는 면과 면 사이에 각지게 형성되는 부분 모두를 의미할 수도 있다. 상기 보호부(11)가 상기 스토퍼(10)로부터 상기 커버부(9)를 이격시킴으로써, 상기 커버부(9)는 상기 보호부(11)에 접촉될 수 있다. 상기 보호부(11)는 모서리(111)가 곡면으로 형성됨으로써, 상기 커버부(9)와 접촉 시 발생하는 마찰을 감소시킬 수 있으므로 상기 커버부(9)가 손상 내지 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

상기 보호부(11)는 상기 스토퍼(10)보다 두께가 얇게 형성될 수 있다. 상기 스토퍼(10)의 두께(L1, 도 7에 도시됨)는 Y축 방향으로 형성되는 스토퍼(10)의 길이를 의미한다. 상기 보호부(11)의 두께(L2, 도 7에 도시됨)는 Y축 방향으로 형성되는 보호부(10)의 길이를 의미한다. 상기 보호부(11)는 상기 스토퍼(10)보다 두께가 얇게 형성됨으로써, 상기 어퍼프레임(4)의 돌출부분으로부터 Y축 방향으로 돌출되는 길이를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 보호부(11)는 상기 커버부(9)를 상기 스토퍼(10)로부터 이격시킬 때, 상기 커버부(9)가 받는 압력을 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 보호부(11)에 의해 상기 커버부(9)가 받는 피로도를 최소화시킴으로써, 상기 커버부(9)에 대한 유지보수 비용 및 교체 비용을 절감하여 도장공정에 대한 전체적인 운영비용을 절감할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 수용부(41), 관통공(42) 및 커버기구(43)를 더 포함할 수 있다.

상기 수용부(41)는 상기 어퍼프레임(4)의 내부에 마련된 공간이다. 상기 수용부(41)에는 도장제어부(20)가 설치될 수 있다. 상기 도장제어부(20)는 상기 수용부(41)에 수용되어 상기 어퍼프레임(4)를 형성하는 측벽들 중 하나에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 어퍼프레임(4)은 상기 수용부(41)를 통해 내부에 설치된 도장제어부(20)를 지지할 수 있다. 상기 도장제어부(20)는 도료를 이송하기 위한 이송력을 제공하는 도장펌프(미도시)를 제어하기 위한 것이다. 상기 도장펌프는 상기 연결프레임(6)에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 도료를 이송하기 위한 이송력을 제공할 수 있으면 상기 베이스프레임(2), 상기 어퍼프레임(4), 상기 암프레임(5), 상기 손목프레임(7) 중 한 곳에 설치될 수도 있다. 상기 도장제어부(20)는 상기 도장펌프를 제어하기 위한 제어회로, 솔레노이드밸브 및 전원케이블(201) 등으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도장제어부(20)는 도료, 신나 등과 같은 이물질로부터 보호되어야 한다. 예컨대, 도료, 신나 등과 같은 발화성 물질이 상기 수용부(41)에 침투되면, 전기장비들의 약한 스파크에도 도장로봇이 폭발하는 등 안전사고가 발생할 수 있기 때문이다. 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 도장제어부(20)를 상기 수용부(41)에 위치하도록 설치함으로써, 이물질로부터 상기 도장제어부(20)를 보호할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 도장제어부(20)를 상기 수용부(41)에 위치하도록 설치함으로써, 상기 도장제어부(20)가 상기 어퍼프레임(4)의 외부에 설치될 경우에 비해 회전반경을 줄일 수 있으므로 주변에 설치된 장비에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 수용부(41)에 상기 도장제어부(20) 뿐만 아니라 도장공정에 필요한 다른 부품도 설치될 수 있다.

상기 관통공(42)은 상기 어퍼프레임(4)을 형성하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽을 관통하여 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 관통공(42)은 상기 어퍼프레임(4)의 내부에 형성되는 수용부(41)에 연통될 수 있다. 이에 따라, 상기 도장제어부(20)는 상기 관통공(42)을 통해 상기 수용부(41)에 설치될 수 있다. 상기 도장제어부(20)는 유지보수 및 교체가 필요할 경우, 상기 관통공(42)을 통해 유지보수되거나 상기 관통공(42)을 통해 상기 어퍼프레임(4)의 외부로 이격된 후 교체될 수 있다. 상기 관통공(42)은 상기 어퍼프레임(4)을 형성하는 측벽들 중 Y축 방향에 위치한 측벽에 형성될 수 있다. 상기 Y축 방향에 위치한 측벽은 상기 X축 방향에 위치한 측벽에 비해 폭이 넓으므로 상기 도장제어부(20)를 상기 수용부(41)에 설치하거나 유지보수 및 교체하는데 더 용이할 수 있다. 상기 관통공(42)은 상기 Y축 방향에 위치한 측벽들 중 상기 도장로봇(1)의 바깥쪽에 위치한 측벽에 형성될 수 있다. 상기 도장로봇(1)의 바깥쪽에 위치한 측벽은 상기 Y축 방향에 위치한 측벽들 중 선회축(3a)으로부터 더 멀리 떨어진 위치에 형성된 측벽을 의미한다. 상기 도장로봇(1)의 바깥쪽에 위치하도록 상기 관통공(42)이 형성됨으로써, 작업자는 다른 부품들에 간섭받지 않고 상기 관통공(42)을 통해 도장제어부(20)에 대한 유지보수 작업 및 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 도장로봇(1)은 상기 관통공(42)을 통해 상기 도장제어부(20)에 대한 유지보수 작업 시간 및 교체 작업 시간을 단축시킬 수 있다.

상기 커버기구(43)는 상기 관통공(42)을 개폐하기 위한 것이다. 상기 커버기구(43)는 상기 어퍼프레임(4)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 상기 커버기구(43)는 상기 어퍼프레임(4)으로부터 이격됨으로써 상기 관통공(42)을 개방할 수 있다. 상기 커버기구(43)는 상기 어퍼프레임(4)에 나사결합이나 억지끼워맞춤 등의 방식으로 결합됨으로써 상기 관통공(42)을 폐쇄할 수 있다. 상기 커버기구(43)는 상기 관통공(42)이 밀폐되도록 상기 어퍼프레임(4)에 결합됨으로써 상기 어퍼프레임(4)의 내부가 방폭(防爆) 구조로 형성되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 수용부(41)에 설치된 상기 도장제어부(20)는 도료, 신나 등과 같은 이물질로부터 안전하게 보호될 수 있다.

상기 커버기구(43)는 투명 또는 반투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 커버기구(43)가 투명한 재질로 형성될 경우, 작업자는 상기 커버기구(43)가 상기 어퍼프레임(4)에 결합된 상태에서도 상기 어퍼프레임(4)의 내부를 육안으로 확인할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 상기 커버기구(43)를 상기 어퍼프레임(4)으로부터 분리하지 않고도 상기 수용부(41)에 이물질이 침투되었는지를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 상기 수용부(41)에 설치된 도장제어부(20)가 제대로 작동하고 있는지를 확인할 수 있다. 상기 커버기구(43)는 미관상 반투명한 재질로 형성될 수 있으나, 상기 수용부(41)에 설치되는 부품들을 빛으로부터 차단시키기 위해 반투명한 재질로 형성될 수도 있다. 상기 커버기구(43)는 경량화를 위해 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.

도 10을 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 벽체(Wall, W)에 설치되어서 상기 도장공정을 수행하도록 구현될 수 있다. 상기 벽체(W)는 상기 도장공정이 이루어지는 작업장에 설치된 것으로, 상기 작업장의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 세워져서 설치될 수 있다. 상기 벽체(W)는 상기 작업장의 천장(Ceiling)에 설치될 수도 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 베이스프레임(2)이 상기 벽체(W)에 결합됨으로써, 상기 벽체(W)에 설치된 상태로 상기 도장공정을 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 도장공정이 이루어지는 작업장에서의 설치면적을 줄임으로써, 상기 도장공정이 이루어지는 작업장에 대한 공간 활용도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 동일한 크기의 작업장에서 더 많은 대상물에 대해 도장공정을 수행하도록 배치될 수 있으므로, 상기 도장공정이 완료된 제품에 대한 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다. 상기 벽체(W)가 상기 작업장의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 세워져서 설치되는 경우, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 선회축(3a)이 상기 작업장의 바닥면에 대해 평행한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

도 10 내지 도 12를 참고하면, 상기 베이스프레임(2)은 돌출부재(21), 결합부재(22), 및 체결공(23)을 포함할 수 있다.

상기 돌출부재(21)는 상기 선회축(3a)에 대해 수직한 방향[이하, '제2방향(SD 화살표 방향)'이라 함]으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상기 제2방향(SD 화살표 방향)은 상기 선회프레임(3)에서 상기 벽체(W)를 향하는 방향에 대해 평행한 방향일 수 있다. 상기 제2방향(SD 화살표 방향)을 기준으로, 상기 돌출부재(21)는 상기 선회프레임(3)의 외측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

상기 결합부재(22)는 상기 돌출부재(21)에 결합될 수 있다. 상기 결합부재(22)는 상기 제2방향(SD 화살표 방향)으로 상기 선회프레임(3)으로부터 이격된 위치에서 상기 돌출부재(21)에 결합될 수 있다. 상기 결합부재(22)는 상기 돌출부재(21)의 외측으로 돌출되도록 상기 돌출부재(21)에 결합될 수 있다. 상기 결합부재(22)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다.

상기 체결공(23)은 상기 결합부재(22)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 결합부재(22)는 체결부재(30)가 상기 체결공(23)에 삽입되어서 상기 벽체(W)에 체결됨에 따라 상기 벽체(W)에 고정될 수 있다. 상기 결합부재(22)가 상기 체결부재(30)에 의해 상기 벽체(W)에 고정됨에 따라, 상기 베이스프레임(2)은 상기 벽체(W)에 고정될 수 있다. 상기 체결부재(30)는 볼트 등과 같이 나사산을 이용하여 체결되는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 결합부재(22)에서 상기 체결공(23)이 형성된 부분에는 상기 체결부재(30)가 갖는 나사산에 대응되는 형태의 나사산이 형성될 수 있다.

상기 돌출부재(21)가 상기 제2방향(SD 화살표 방향)으로 돌출되도록 형성되고, 상기 결합부재(22)가 상기 제2방향(SD 화살표 방향)으로 상기 선회프레임(3)으로부터 이격된 위치에서 상기 돌출부재(21)에 결합됨에 따라, 상기 베이스프레임(2)은 상기 체결부재(30)가 상기 체결공(23)을 통해 상기 제2방향(SD 화살표 방향)으로 상기 벽체(W)에 체결되어서 상기 벽체(W)에 고정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 벽체(W)에 대한 설치 작업 및 분해 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 체결부재(30)가 상기 선회축(3a)에 대해 평행한 방향으로 상기 벽체(W)에 체결되는 경우, 작업자는 상기 선회프레임(3)과 상기 벽체(W)의 사이(40) 및 상기 베이스프레임(2)과 상기 벽체(W)의 사이(50)를 통해 상기 체결부재(30)를 상기 벽체(W)에 체결하여야 한다. 따라서, 작업자는 상기 선회프레임(3)과 상기 베이스프레임(2)에 대해 간섭되는 좁은 공간(40, 50)을 통해 상기 체결부재(30)를 상기 벽체(W)에 체결하여야 하므로, 상기 벽체(W)에 대한 설치 작업 및 분해 작업에 어려움이 있다. 이 경우, 상기 베이스프레임(2)은 상기 돌출부재(21, 도 11에 도시됨) 없이 구현된다.

다음, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 체결부재(30)가 상기 제2방향(SD 화살표 방향)으로 상기 벽체(W)에 체결되도록 구현됨으로써, 상기 체결부재(30)를 상기 벽체(W)에 체결하는 작업에 대해 상기 선회프레임(3) 및 상기 베이스프레임(2)이 간섭되는 정도를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 도장로봇(1)은 상기 벽체(W)에 대한 설치 작업 및 분해 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 도장로봇 2 : 베이스프레임
3 : 선회프레임 4 : 어퍼프레임
5 : 암프레임 6 : 연결프레임
7 : 손목프레임 8 : 구동부
9 : 커버부 10 : 스토퍼
11 : 보호부 41 : 수용부
42 : 관통공 43 : 커버기구
82 : 어퍼구동유닛 83 : 암구동유닛
84 : 손목구동유닛 20 : 도장제어부

Claims

베이스프레임에 선회축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 선회프레임;
상기 선회프레임에 어퍼축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 어퍼프레임;
상기 어퍼프레임에 암축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 암프레임;
상기 암프레임에 결합되는 연결프레임;
상기 연결프레임에 결합되어 도료를 분사하는 손목프레임;
상기 선회프레임, 상기 어퍼프레임, 상기 암프레임, 및 상기 손목프레임을 회전시키기 위한 구동부;
상기 어퍼프레임을 외부로부터 보호하기 위해 상기 어퍼프레임을 덮도록 설치되는 커버부;
상기 선회프레임과 상기 어퍼프레임 사이에 위치하도록 설치되고 상기 어퍼프레임의 회전을 제한하기 위한 스토퍼; 및
상기 스토퍼로부터 상기 커버부를 보호하기 위한 보호부를 포함하고,
상기 보호부는 상기 커버부가 상기 스토퍼로부터 이격되도록 상기 커버부와 상기 스토퍼 사이에 위치하게 설치되는 것을 특징으로 하는 도장로봇.
제1항에 있어서,
상기 보호부는 상기 커버부와 접촉 시 발생하는 마찰이 감소되도록 모서리가 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 도장로봇.
제1항에 있어서,
상기 보호부는 상기 스토퍼 보다 두께가 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 도장로봇.
제1항에 있어서, 상기 어퍼프레임은
도료를 이송하기 위한 이송력을 제공하는 도장펌프를 제어하기 위한 도장제어부가 설치되는 수용부,
상기 수용부와 연통되고, 상기 어퍼프레임을 형성하는 측벽들 중 적어도 하나의 측벽을 관통하여 형성되는 관통공, 및
상기 관통공을 개폐하기 위해 상기 어퍼프레임에 탈부착 가능하게 결합되는 커버기구를 포함하는 도장로봇.
제4항에 있어서,
상기 커버기구는 투명 또는 반투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 도장로봇.
제1항에 있어서, 상기 베이스프레임은
상기 선회축에 대해 수직한 방향으로 돌출되도록 형성된 돌출부재,
상기 선회축에 대해 수직한 방향으로 상기 선회프레임으로부터 이격된 위치에서 상기 돌출부재에 결합되는 결합부재, 및
체결부재가 상기 선회축에 대해 수직한 방향으로 벽체에 체결되어서 상기 결합부재를 상기 벽체에 고정하도록 상기 결합부재를 관통하여 형성된 체결공을 포함하는 것을 특징으로 하는 도장로봇.