JP2009013474A - 表面処理装置および方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数のワークを効率よく表面処理する装置および方法を提供する。
【解決手段】ワーククリップ連結レール21とワーククリップ操作バー31は同一長手方向に延びており、ワーク11を挟持しているワーククリップ10の一つの挟持プレートをワーククリップ操作部材32により押圧すると、ワーク11を挟持している二つの挟持プレートの先端部が開放されて、ワーク11がワーククリップ10から解放され、操作部材32による挟持プレート2に対する押圧を解除すると、二つの挟持プレートの先端部2aが互いに当接する方向へ付勢されてワーク11がワーククリップ10に固定保持される、ことを特徴とする表面処理装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、電気めっき、陽極酸化処理等の表面処理時にワークを保持する複数のワーククリップを備えた表面処理装置および該表面処理装置を使用した表面処理方法に関する。
なお、本明細書において、表面処理装置とは、表面処理工程の前後の工程を含む一連のワーク表面処理工程に係る製造装置を言い、表面処理方法とは、表面処理工程の前後の工程を含む一連のワーク表面処理工程に係る製造方法を言う。また、陽極酸化処理とは、アルマイト処理のように、ワークを電解質溶液中に浸漬して、電流を陽極バーからワークへ通電して実施する表面処理を言う。
従来、上記型式の表面処理装置において、ワーククリップへのワークの取付けは、以下のように行っていた。すなわち、人手により、スプリング力に抗して二つの挟持プレートをつまみ挟持プレートの先端部を開放する。次に、開放された先端部に、人手によりワークを当接して位置決めし、挟持プレートのつまみを解除する。この解除により二つの挟持プレートの先端部が閉じて、ワーククリップ先端部がワークを挟持する。この作業を、所定数のワークについて所定回数実施する。ワークを挟持した所定数のワーククリップを一つのレールに配設する。そして、ワークとワーククリップとレールの集成体を電解質溶液槽へ浸漬する。続いてレールからワークへ通電して表面処理(電気めっき)を実施していた(特許文献1参照)。表面処理が終了すると、集成体を溶液槽から取出し、人手により、ワーククリップの二つの挟持プレートをスプリング力に抗してつまみ、挟持プレートの先端部を開放して、表面処理が施されたワークを取外す。
特開平3−111566号公報
このようなワーク取付け取外しに関しては、人手によりワーククリップのワーク挟持部にワークを挟持させ、あるいはワーク挟持部からワークを取外す方式であるため、多数のワークを同時に表面処理しようとする場合に作業が繁雑になり、効率よく作業を行うことができないという問題があった。しかも、この作業は自動化が困難であるため、表面処理コストに課題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気めっきや陽極酸化処理等のバッチ式表面処理において、多数のワークを効率よく表面処理する装置および方法を提供することである。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の表面処理装置および表面処理方法を提供する。
請求項1に記載の発明によれば、表面処理装置100は、
複数のワーククリップ10を整列させて連結しているワーククリップ連結レール21と、ワーククリップ操作部材32が配置されているワーククリップ操作バー31と、を備え、
ワーククリップ連結レール21とワーククリップ操作バー31は同一長手方向に延びており、
ワーク11を挟持しているワーククリップ10の一つの挟持プレート2を前記ワーククリップ操作部材32により押圧すると、ワーク11を挟持している二つの挟持プレート1,2の先端部1a,2aが開放されて、ワーク11がワーククリップ10から解放され、
操作部材32による挟持プレート2に対する押圧を解除すると、二つの挟持プレート1,2の先端部1a,2aが互いに当接する方向へ付勢されてワーク11がワーククリップ10に固定保持される、ことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ワーククリップ操作バー31を長手方向の一方向に変位させることにより多数のワーククリップ10の挟持部1a,2aを一時に開放したり閉鎖したりすることが可能となる。そして、ワーククリップ操作バー31を長手方向と垂直な方向に変位させる操作と前記長手方向に変位させる操作と組合わせてシーケンシャル操作を実行することにより、多数のワークをワーククリップに一時に挟持したり解放したりすることが可能となる。このワーククリップ操作バー31の2次元的変位操作は、アクチュエータにより容易に実行可能である。このため、本表面処理装置100は、多数のワークを効率よく表面処理することができ、さらには自動的に多数のワークを表面処理することも可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、表面処理装置100は、
ワーククリップ10の挟持プレート1,2は、H字形状またはU字形状をしており、
操作バー31には、軸直角断面の両側にワーククリップ操作部材32が一定間隔を置いて配置されており、
H字形状またはU字形状の中央凹部1c,2cは、操作バー31の少なくとも一部を中央凹部1c,2c内へ進入可能にするスペースを有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、ワーククリップの中央部にワーククリップ操作バー31を配設することが可能となるので装置全体を小型化できる。さらに、操作バー31およびワーククリップ操作部材32の単純化、小型化が可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、表面処理方法は、
ワーク連結準備ステーションにおいて、複数のワーククリップ10と、連結レール21と、操作バー31と、を搬入して、連結レール21へ複数のワーククリップ10を整列させて連結し、連結レール21と操作バー31が同一長手方向に延びるように配置するステップS1と、
操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21に近接する方向Dに移動させるステップS2と、
操作バー31の延びる一方向Cに操作バー31を変位させ、操作部材32が複数の挟持プレート2を一時に押圧して、当接している各二つの挟持プレート1,2の各先端部1a,2aを開放するステップS3と、
先端部1a,2aが開放しているワーククリップ10を連結している連結レール21と、操作バー31と、が操作部材32を介して係合している関連構成体をワーク連結ステーションへ移動するステップS4と、
ワーク連結ステーションにおいて、複数のワーク11を配列するステップS5と、
関連構成体を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつワーク11へ近接する方向Dに、開放している先端部1a,2aの間へワーク11が入るまで、移動させるステップS6と、
前記一方向と逆方向Eに操作バー31を変位させ、操作部材32による各挟持プレート2に対する押圧を解除して、複数のワーク11を各挟持プレート1,2に一時に挟持させるステップS7と、
操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21から離間する方向Fに移動させるステップS8と、
ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21を、表面処理ステーションへ移動するステップS9と、
表面処理ステーションにおいて、ワーク11に表面処理を実施するステップS10と、
ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21をワーク出荷ステーションまで移動するステップS11と、
ワーク出荷ステーションにおいて、操作バー31を、連結レール21と操作バー31が同一長手方向に延びるように配置するステップS12と、
操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21に近接する方向Dに移動させるステップS2と、
操作バー31の延びる一方向Cに操作バー31を変位させ、各操作部材32が各挟持プレート2を押圧して、各二つの挟持プレート1,2の各先端部1a,2aを開放して、複数のワーク11を一時に解放するステップS13と、
関連構成体を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつワーク11から離間する方向Fに、移動させるステップS14と、
ワーク11を出荷するステップS15と、を備えることを特徴とする。
効率的な表面処理方法の各ステップを具体的に表したものである。
本発明において、表面処理は、液体または気体の処理用流体をワークの表面に接触させることによって行う。処理用流体の接触方法は、ワークを処理用液体中に浸漬する、あるいは処理用気体を満たしたチャンバー内に納入する方法に限定されず、処理用流体を塗布しまたは吹き付ける場合も本発明に含まれる。また、ワークの材質は何ら限定されず、アルミニウムまたはその合金、鉄、ステンレス鋼、チタン、マグネシウム等の各種金属、樹脂、セラミックス、ガラス等の表面処理に広く用いることができる。具体的な表面処理として、陽極酸化処理、メッキ、エッチング、電解研磨、化成処理、塗装等の表面処理を例示できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る表面処理装置の斜視図である。図2は、図1の表面処理装置の正面図である。図3は、本発明に係る表面処理装置のワーククリップの斜視図である。図4は、図3のワーククリップがワークを把持している側面図であるとともに、本発明に係る表面処理装置の外観図でもある。図5は、本発明に係る表面処理方法を説明するための図である。
まず、図4を参照して本実施形態の表面処理装置100を説明する。図4は、ワーク11の表面に電気めっき処理をする表面処理装置100を表している。表面処理装置100は、溶液槽51、電解溶液52、陽極バー53、陰極バー54、ワーククリップ10、ワーククリップ10を保持するワーククリップ連結レール21、表面処理工程の前後で使用するワーククリップ操作バー31(図1参照)、電源(図示せず)等から構成されている。溶液槽51内には、電解溶液である硫酸52が貯留されている。この電解溶液52には、ワーク11がワーククリップ10に挟持されて浸漬されている。ワーククリップ10は、連結レール21を介して陰極バー54と接続されている。ワーク11は、材質が例えば鉄であり、その表面に電気めっきをする。
なお、図4において、簡略化のためワーククリップ10は、2個のみ図示しているが、実際には30個のワーククリップが整列して連結レール21に連結されている。
次に、図3を参照しながら、ワーククリップ10の説明をする。ワーククリップ10は、通電バー54に対して電気的に接続されている一方の挟持プレート1と、この挟持プレート1に対して軸6で半回動自在に支持された他方の挟持プレート2と、両挟持プレート1,2の先端部が互いに当接する方向へ付勢するスプリング4と、ワーククリップ連結レール21にワーククリップ10を係止するための係止部材3と、を備える。係止部材3には、ボルト22が挿通するための孔3aが設けられている。ボルト22(図2参照)により、ワーククリップ10と連結レール21とが締結される。これらのワーククリップ10を構成する部品は、全てステンレス鋼により製作されている。なお、他方の挟持プレート2も、挟持プレート1を介して通電バー54に対して電気的に接続されている。
図2に示すように、ワーククリップ10の挟持プレート1、2は、H字形状をしているが、U字形状であっても良い。H字形状(またはU字形状)の中央凹部1c,2cは、操作バー31の少なくとも一部を中央凹部内へ進入可能にするスペースを有する。この構成により、装置全体を小型化でき、操作バー31およびワーククリップ操作部材32の単純化、小型化が可能となる。
図4に示すように、他方の挟持プレート2の上端部2bをA方向へ押すことにより、一方の挟持プレート1の下端部1aと他方の挟持プレート2の下端部2aとが離間する。A方向へ押す力を解除すると、スプリング4の力で挟持プレート2は、軸6を回動中心としてB方向へ回動して、挟持プレート1の下端部1aと挟持プレート2の下端部2aとが近接してワーク11を挟持する。このように、挟持プレート2の上端部2bをA方向へ押す力をオン・オフすることによりワークを着脱自在とすることができるため、ワーク着脱機構がシンプルとなり、多数のワークを一度に表面処理するバッチ処理の自動化が容易となる。
次に、図1、2を参照しながら、ワーククリップ連結レール21およびワーククリップ操作バー31について説明する。ワーククリップ連結レール21は、図1の一点鎖線に示すように、一定間隔置きに孔21a(図示せず)が設けられた細長い棒状体である。そして、連結レール21は、図2に示すように、左右に各1個が1対となって形成されており、その先頭部および後尾部においてその左右の各1個が連結固定されており(図示せず)、実質的に一体化されている。
連結レール21は、例えば30個のワーククリップ10を整列状態にして、ボルト22を介して連結して保持している。ボルト22は、連結レール21の孔21aおよびワーククリップ10の係止部材3の孔3aを挿通して、連結レール21とワーククリップ10の係止部材3とを締結している。
ワーククリップ操作バー31は、電解溶液による電気めっき実施段階には使用されず、その前段階および後段階において使用される。電気めっき実施の前段階とは、ワーククリップの挟持プレートを開閉してワークを挟持させる、ワーク連結準備ステーションおよびワーク連結ステーションにおけるステップであり、後段階とは、ワーククリップの挟持プレートを開放して挟持されていたワークを、解放して取出し出荷するワーク出荷ステーションにおけるステップである。
操作バー31は、図1、図2に示すように、一定間隔置きに軸直角断面の両側にピン32(ワーククリップ操作部材)が配置された細長い棒状体である。操作バー31は、ワーク連結準備ステーションおよびワーク出荷ステーションにおいて、ワーククリップの対称中心線上に配置される。図2の仮想線(2点鎖線)で示された部材は、ワーククリップを押圧操作する位置における操作バー31を表す。そして、ワーククリップ連結レール21とワーククリップ操作バー31は同一長手方向に延びる。
操作バー31の機能を以下に説明する。操作バー31を長手方向に移動して、ワーク11を挟持しているワーククリップ10の挟持プレート2をピン32により押圧すると、ワークを挟持している二つの挟持プレート1、2の先端部1a、2aが開放されて、ワーク11がワーククリップ10から解放される。操作バー31を反対方向に移動して、ピン32による挟持プレート2に対する前記押圧を解除すると、スプリング4により二つの挟持プレート1、2の先端部1a、2aが互いに当接する方向へ付勢されて前記ワークがワーククリップ10に固定保持される。
次に、図5を参照しながら、本発明に係る表面処理方法を説明する。
ワーク連結準備ステーションにおいて、30個のワーククリップ10と、1組のワーククリップ連結レール21と、一つのワーククリップ操作バー31と、を搬入して、連結レール21へ30個のワーククリップ10を整列させてボルト22により連結する。そして、連結レール21と操作バー31が同一長手方向に延びるように配置する(ステップ1)。
操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21に近接する方向(D方向)に移動させる(ステップ2)。この状態を図5(a)に示す。そして、操作バー31の延びるC方向に操作バー31を変位させる。60個のピン32が、30枚の挟持プレート2を一時に押圧して、30枚の挟持プレート2を一時にA方向へ回動させる。その結果、30枚の挟持プレート2の当接している各二つの挟持プレート1、2の30箇所の先端部1a、2aが、一時に開放する(ステップ3)。
先端部が開放している30個のワーククリップ10を連結している連結レール21と、操作バー31と、がピン32を介して係合している関連構成体を、ワーク連結ステーションへ移動する(ステップ4)。ワーク連結ステーションにおいて、30個のワーク11を一定間隔を置いて配列する(ステップ5)。
図5(a)に示すように、関連構成体を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつワーク11へ近接する方向(D方向)に、30個のワーククリップ10の開放している先端部1a、2aの間へ30個のワーク11が入るまで、移動させる(ステップ6)。ステップ6が完了した状態を、図5(b)に示す。
次に、図5(c)に示すように、C方向と逆方向であるE方向に操作バー31を変位させると、挟持プレート2に対するピン32の係合が解除されて、ピン32による押圧が解除される。すると、スプリング4の付勢力により挟持プレート2は、B方向へ回動する。その結果、ワーク11が、挟持プレート1、2に挟持される(ステップ7)。
次に、図5(d)に示すように、操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21から離間する方向であるF方向に移動させる(ステップ8)。以上で、表面処理工程の前段階が完了する。
なお、ワーク連結準備ステーションとワーク連結ステーションは同一のステーションであっても良い。そのときは、ステップ4を省略することができる。
次に、ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21を、表面処理ステーションへ移動する(ステップ9)。
表面処理ステーションにおいて、図4に示すように、ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21を、溶液槽51に貯留された電解液である硫酸52内へ浸漬する。後は、周知の電気めっき方法により、ワーク11の表面に電気めっきを実施する(ステップ10)。
表面処理が完了すると、ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21を、硫酸52内から取出す。これより表面処理工程の後段階が開始する。すなわち、ワーク11を挟持したワーククリップ10を連結した連結レール21をワーク出荷ステーションまで移動する(ステップ11)。
ワーク出荷ステーションにおいて、操作バー31を、連結レール21と操作バー31が同一長手方向に延びるように配置する(ステップ12)。次に、操作バー31を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつ連結レール21に近接する方向であるD方向に移動させる(ステップ2)。操作バー31の延びるC方向に操作バー31を変位させ、ピン32が挟持プレート2を押圧して、二つの挟持プレート1、2の先端部1a、2aを開放して、ワーク11を解放する(ステップ13)。
関連構成体(ワーククリップ10、連結レール21、操作バー31)を、操作バー31の延びる方向に対して垂直方向かつワーク11から離間する方向であるF方向に、移動させる(ステップ14)。最後に、ワーク11を出荷する(ステップ15)。
以上で、本発明に係る表面処理方法が完了する。
なお、ワーク11は、本実施形態では、プレートであるが、角材、円柱材、中空材その他のいかなる形状のワークに対しても本発明を適用することが可能であることは言うまでもない。
以上のように、多数のワークを効率よく表面処理する装置および方法を提供することが可能となる。さらには自動的に多数のワークを表面処理することも可能な装置および方法を提供することも可能となる。
本発明に係る表面処理装置の斜視図である。 図1の表面処理装置の正面図である。 本発明に係る表面処理装置のワーククリップの斜視図である。 図3のワーククリップがワークを把持している側面図であるとともに、本発明に係る表面処理装置の外観図でもある。 本発明に係る表面処理方法を説明するための図である。
符号の説明
10 ワーククリップ
11 ワーク
21 ワーククリップ連結レール
31 ワーククリップ操作バー
100 表面処理装置

Claims (3)

  1. 複数のワーク(11)を表面処理用流体(52)に接触させて表面処理する表面処理装置(100)であって、
    表面処理用流体(52)と、
    前記ワーク(11)をその先端部(1a,2a)で挟んで保持するための二つの挟持プレート(1,2)と、二つの該挟持プレート(1,2)の前記先端部(1a,2a)を互いに当接する方向へ付勢する付勢手段(4)と、を有する複数のワーククリップ(10)と、
    複数の前記ワーククリップ(10)を整列させて連結しているワーククリップ連結レール(21)と、
    ワーククリップ操作部材(32)が配置されているワーククリップ操作バー31と、を備え、
    前記ワーククリップ連結レール(21)と前記ワーククリップ操作バー31は同一長手方向に延びており、
    前記ワーク(11)を挟持している前記ワーククリップ(10)の一つの前記挟持プレート(2)を前記ワーククリップ操作部材(32)により押圧すると、前記ワーク(11)を挟持している二つの前記挟持プレート(1,2)の前記先端部(1a,2a)が開放されて、前記ワーク(11)が前記ワーククリップ(10)から解放され、
    前記操作部材(32)による前記挟持プレート(2)に対する前記押圧を解除すると、二つの前記挟持プレート(1,2)の前記先端部(1a,2a)が互いに当接する方向へ付勢されて前記ワーク(11)が前記ワーククリップ(10)に固定保持される、ことを特徴とする表面処理装置(100)。
  2. 前記ワーククリップ(10)の前記挟持プレート(1,2)は、H字形状またはU字形状をしており、
    前記操作バー(31)には、軸直角断面の両側に前記ワーククリップ操作部材(32)が一定間隔を置いて配置されており、
    該H字形状またはU字形状の中央凹部(1c,2c)は、前記操作バー(31)の少なくとも一部を前記中央凹部(1c,2c)内へ進入可能にするスペースを有することを特徴とする請求項1に記載の表面処理装置(100)。
  3. 請求項1または2に記載の表面処理装置(100)を使用して、
    ワーク連結準備ステーションにおいて、複数の前記ワーククリップ(10)と、前記連結レール(21)と、前記操作バー(31)と、を搬入して、前記連結レール(21)へ複数の前記ワーククリップ(10)を整列させて連結し、前記連結レール(21)と前記操作バー(31)が同一長手方向に延びるように配置するステップ(S1)と、
    前記操作バー(31)を、前記操作バー(31)の延びる方向に対して垂直方向かつ前記連結レール(21)に近接する方向(D)に移動させるステップ(S2)と、
    前記操作バー(31)の延びる一方向(C)に前記操作バー(31)を変位させ、前記操作部材(32)が複数の前記挟持プレート(2)を一時に押圧して、当接している各二つの前記挟持プレート(1,2)の前記各先端部(1a,2a)を開放するステップ(S3)と、
    前記先端部(1a,2a)が開放している前記ワーククリップ(10)を連結している前記連結レール(21)と、前記操作バー(31)と、が前記操作部材(32)を介して係合している関連構成体をワーク連結ステーションへ移動するステップ(S4)と、
    該ワーク連結ステーションにおいて、複数の前記ワーク(11)を配列するステップ(S5)と、
    前記関連構成体を、前記操作バー(31)の延びる方向に対して垂直方向かつ前記ワーク(11)へ近接する方向(D)に、開放している前記先端部(1a,2a)の間へ前記ワーク(11)が入るまで、移動させるステップ(S6)と、
    前記一方向と逆方向(E)に前記操作バー(31)を変位させ、前記操作部材(32)による前記各挟持プレート(2)に対する前記押圧を解除して、複数の前記ワーク(11)を前記各挟持プレート(1,2)に一時に挟持させるステップ(S7)と、
    前記操作バー(31)を、前記操作バー(31)の延びる方向に対して垂直方向かつ前記連結レール(21)から離間する方向(F)に移動させるステップ(S8)と、
    前記ワーク(11)を挟持した前記ワーククリップ(10)を連結した前記連結レール(21)を、表面処理ステーションへ移動するステップ(S9)と、
    前記表面処理ステーションにおいて、前記ワーク(11)に表面処理を実施するステップ(S10)と、
    前記ワーク(11)を挟持した前記ワーククリップ(10)を連結した前記連結レール(21)をワーク出荷ステーションまで移動するステップ(S11)と、
    該ワーク出荷ステーションにおいて、前記操作バー(31)を、前記連結レール(21)と前記操作バー(31)が同一長手方向に延びるように配置するステップ(S12)と、
    前記操作バー(31)を、前記操作バー(31)の延びる方向に対して垂直方向かつ前記連結レール(21)に近接する方向(D)に移動させるステップ(S2)と、
    前記操作バー(31)の延びる一方向(C)に前記操作バー(31)を変位させ、前記各操作部材(32)が前記各挟持プレート(2)を押圧して、各二つの前記挟持プレート(1,2)の前記各先端部(1a,2a)を開放して、複数の前記ワーク(11)を一時に解放するステップ(S13)と、
    前記関連構成体を、前記操作バー(31)の延びる方向に対して垂直方向かつ前記ワーク(11)から離間する方向(F)に、移動させるステップ(S14)と、
    前記ワーク(11)を出荷するステップ(S15)と、
    を備えることを特徴とする表面処理方法。
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