JP2772461B2 - リング加工装置 - Google Patents

リング加工装置

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JP2772461B2
JP2772461B2 JP34616093A JP34616093A JP2772461B2 JP 2772461 B2 JP2772461 B2 JP 2772461B2 JP 34616093 A JP34616093 A JP 34616093A JP 34616093 A JP34616093 A JP 34616093A JP 2772461 B2 JP2772461 B2 JP 2772461B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は線材からコイリングされ
たものを1巻きで切断して切断開口部を溶接してリング
に形成するリング加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来知られている装置はコイリング用ベ
ースとコイル切断開口部の溶接用ベースが分離されてお
り、コイリングされ切断されたリングは搬送用ガイドを
介して水平旋回のインデックステーブル上の治具に位置
決めセットされ、開口部の溶接,焼鈍が行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにコイリン
グ用ベースと溶接用ベースが分離されているため大きな
床面積が必要となるとともにサイクルタイムが長くなる
という問題があった。またコイル1巻き分を切断したあ
と、ガイドを介して溶接工程へ搬送されたものを把持す
るため溶接時の位置のばらつきが生じて品質にむらが生
じるという問題があった。本発明は従来の技術の有する
このような問題点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは省スペース,サイクルタイムの短縮、品質の
安定化が得られるリング加工装置を提供しようとするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、機台の垂直取付板と、該垂直取付板と平
行に送り出されるように設けられた線材送り出し案内装
置と、該線材送り出し案内装置の直前に位置して前記垂
直取付板に進退可能に設けられたリング切断装置と、該
リング切断装置の次に設けられほぼ垂直面内で環状に成
形するリング成形装置と、前記機台に水平軸で旋回且軸
方向移動可能に設けられ放射方向等角度の腕を有する搬
送体と、該搬送体の間欠駆動割出手段と、該搬送体のそ
れぞれの腕に設けられた切断リング把持装置と、該切断
リング把持装置を開閉する手段と、前記搬送体の搬送経
路中に設けられた切断リング端溶接手段と、前記搬送体
の搬送経路中の該切断リング端溶接手段の次に設けられ
た溶接部焼鈍手段と、前記搬送体の搬送経路中の前記溶
接部焼鈍手段の次に設けられた切断リング排出手段と、
前記各要素の駆動制御手段とを含んでなり、リング成形
後の切断リングの溶接,焼鈍の工程を把持したままで搬
送し排出するものである。
【0005】
【作用】送り出された線材は成形装置により所定の大き
さのリングが形成されるように成形され、1巻分が形成
されると線材送りは停止される。搬送体の腕に設けられ
た把持装置が開閉手段の作用でリング1巻を把持し、切
断装置が把持されたリングを切断する。搬送体が旋回さ
れ切断リングを溶接位置に割出し、切断リング端の切断
面が溶接される。再び搬送体が旋回され溶接したリング
を焼鈍位置に割出され溶接部が焼鈍される。搬送体が旋
回されリングが排出位置に割出され把持部材が開閉手段
で開放され選別箱にリングが排出される。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を図1〜図17にもとづき説
明する。全体の構成を示す図1,切断図の図2において
機台1の正面には垂直の取付板101が設立されてお
り、取付板101の取付面左位置には線材を水平に送り
出す線材送り出し案内装置2が設けられており、また取
付板101の前面には成形されたリングを把持して次工
程へ搬送する把持装置305を有し水平軸を中心として
割出し旋回且軸方向移動可能な搬送体3が配置されてい
る。
【0007】この搬送体3の割出し最上位置に対応して
第2工程となる切断装置4が前記案内装置2の直前に線
材を切断するように垂直方向に設けられている。また切
断装置4に続いて第1工程となる線材をリングに成形及
び正しい円を描くように案内する成形案内装置5が配置
されている。さらにこの割出最上位置には切断装置の両
側に把持装置305のクランプ部材9が併置されてい
る。更に搬送体3の割出位置に対応してリング切断部の
溶接装置6,次いで焼鈍装置7が配置されており、最終
割出位置で排出部が設けられていて、搬送体3の把持装
置作動部材8の把持開放部材820及び収納選別箱81
2が設けられている。
【0008】次いで個々の要素について説明する。線材
送り出し案内装置2は図1に示すように取付板101の
背面に設けた図示しないNC制御の送りサーボモータよ
り減速機を介して駆動される送り出し下ローラ201が
回転可能に水平に軸承されており、これと対をなす送り
出し上ローラ202がエアシリンダ装置203によりコ
イルばねを内蔵する安全装置付軸204を介して線材の
把持力を付与するように加圧されている。送り出しロー
ラ201,202の送り出し軸線上には取付板101の
前板102にクイル205が配置されていて、フープ状
に巻かれた線材から図示しない矯正装置を経て送り出し
ローラ201,202で送られる線材はクイル205よ
り間欠的に送り出される。
【0009】切断装置4は図3,図4に示すように固定
刃401がクイル直前の下側でリング成形の2巻目が形
成されたときの1巻目の位置で切断するように垂直に前
板102上に設けられていて製品径に合わせてねじによ
り高さが調整可能である。固定刃401に対応する可動
刃402は取付板101に垂直に設けられた案内板40
3に摺動可能に設けられた可動子404の下端に取付け
られており、可動子404と連結する油圧シリンダ装置
405の作動で2巻目のコイル1巻を剪断する。そして
可動刃402の切刃は線材の線径に合わせた半月凹形を
なしており、製品に対応して取替可能である。
【0010】成形案内装置5は図5〜図10に示すよう
に、切断装置4に続いて成形する線材と同形の円周溝を
有する芯金501が取付板101の前板102のブラケ
ットに螺装したねじ502によって、クイル205の軸
線に対して高さ調整可能な芯金支持体503にクイル軸
線を含む垂直面上又は僅かにずれた位置に円周溝中心が
来るように支持されており、成形するリングの径に対応
して高さが調整される。
【0011】クイル205から送り出された線材を芯金
501とでリングに成形する第1成形装置の成形ローラ
(ツール)505は円周に成形線材の径に等しい円周溝
505aを有し軸受506によって回転可能にローラ支
持杆507に軸承されている。このローラ支持杆507
は軸部507bがL形アングル508に旋回可能に支持
されており、側面507aの両側面頭部を円弧としたひ
ねり調整用のボルト509で挟持されている。このひね
り調整用のボルト509はリングにコイルばねの初張力
を与えるときと同じように成形リングにひねりを与える
ものである。
【0012】取付板101上に固定された案内台511
には、摺動可能に嵌装され且ねじ513で位置調整可能
でボルト517で固定される移動子512が設けられて
いてL形アングル508がクイル軸線に対して軸514
で角度調整可能に取付けられ、3本の固定ねじ515で
固定されている。そして成形時の押圧力に対して調整さ
れた角度を保持するため、アングル側面508aを押す
2本のボルト516によって更に固定されている。した
がって移動子512の位置と、L形アングル508の角
度及び芯金501位置を調整することにより成形リング
の径が決められる。
【0013】第1成形装置の成形ローラ505の次に第
2成形装置の成形ローラ(ツール)505Bが設けられ
ていて、第1成形ローラ505で成形されたリングが大
径の場合にスプリングバックにより径の増大を補正する
ものである。この第2成形装置は必ずしも必要としな
い。第2成形装置の第1成形装置と同じ構成の部分には
同数字の後にBを付して説明を省略し、異なる部分につ
いて説明する。移動子512Bにアングルを介して移動
方向を向くラック521が固定されており、ラック52
1は取付板101に固定されたブラケット522に支持
された旋回軸523にキー着されたピニオン524と噛
合されていて、成形ローラ位置が旋回軸523を手動で
回転することにより調整される。
【0014】第2成形装置の次に成形直後の2巻目のリ
ングR2の内径を案内する該2巻目のリングR2と同径
の円周溝を有する案内軸531が案内板532によって
上下方向に案内されて位置調整可能な支持体534に取
付けられ、ボルト533により前板102に固定されて
いる。また前記2巻目のリングR2の外径を案内する同
じ円周溝を有する案内軸536が案内板537によって
同様に案内され、前板102に同様にボルトによって位
置調整可能にボルトで固定されている支持体538に取
付けられている。
【0015】さらに前記2巻目のリングR2の終端近く
に該2巻目のリングR2の外径を安定する該2巻目のリ
ングR2と同径の円周溝を線径の約1/2外側にずらし
た位置に有する案内軸538が前板102に位置調整可
能な支持体539に取付けられている。さらにまた1巻
目のリングR1、2巻目のリングR2の内径を同時に案
内するストレートの案内軸541及び外径を案内するス
トレートの偏心案内軸542が位置調整可能に前板10
2にボルトで固定される支持体543に取付けられてい
る。
【0016】搬送体3は図1,図2,図5,図11〜図
13において、2巻のコイルばねのように成形された1
巻目のリングR1を把持し切断後次工程へ搬送する。放
射状に本例では6本の腕301を有する搬送体3は、切
断装置4の真下に機台1に回転可能に軸承された水平旋
回軸302を中心として、図示しないカムにより割出し
且割出し中に軸方向に所定量往復移動するように市販さ
れた公知の駆動装置例えば(株)三共製作所製のインデ
ックスハンドラによって作動される。各腕301の先に
はT字状に取付けられた把持装置305の台板306が
調整ボルト307によって位置調整可能にされボルト3
08によって固定される。
【0017】把持装置305は図11〜図13において
中心対称位置両翼に把持爪部材が間隔調整可能に翼下面
に取付けられている。把持爪部材は翼下面に固定の取付
板310に搬送体旋回軸302と平行して洋鋏形の把持
爪311が支軸312によって支持されている。把持爪
311の爪部分313は1巻目のリングR1を把持する
位置でリングの円弧に沿うリング線径の凹形円弧溝が両
面に削設されている。そして爪部分と反対側の腕には圧
縮コイルばね314が介在されていて閉じ勝手に付勢さ
れているとともに、腕対向面には後述の把持開放ピン8
05が嵌入する円弧溝318が削設されている。
【0018】さらにそれぞれの腕には支軸312と同方
向の貫通穴があけられていて腕の厚みと同じ長さの嵌装
長を有する頭付ピン315がそれぞれそ嵌装されてい
る。そして取付板310には把持爪311の開放状態に
おける貫通穴の真下位置に頭付ピン315と同径の頭付
ピン316が取付板の裏側から挿入されており、圧縮コ
イルばね317により頭付ピン316は頭付ピン315
を押し出し方向に付勢している。
【0019】第2工程の溶接装置6には図14において
機台1の側面に設けられている。溶接装置の固定側ベー
ス601には絶縁材を介して図示しない電源と接続する
図示しない導線を結線した電極取付具602aが絶縁材
を介して固定されている。電極取付具602aは先端に
下電極610aを嵌着した中空部を有する銅管部材60
5aが取付けられており、銅管部材605aには内部を
冷却水を巡還させる注水管603a,排出管604aが
設けられている。そして下電極610aの端面には1巻
目のリングR1の線径に等しい弧状をなす凹溝が削設さ
れており、この凹溝にリングが嵌り込むことにより正し
い径のリングに保持される。
【0020】またベース601にはコラム606aが設
立されており、その頂上に支軸607aで旋回可能に天
秤608aが枢支されている。天秤608aの一端には
エア圧又は油圧等の流体圧シリンダ装置609aのピス
トンロッド端が連結されている。この流体圧シリンダ装
置609aの他端はコラム606aに枢支されている。
天秤608aの他端にはコラム606aに設けた長手方
向のリニアベアリングで案内されるスライダ611aの
一端が連結されている。このスライダ611aの下端に
は下電極610aに対向して平坦面の上電極612aが
絶縁材を介してて取付けられている。流体圧シリンダ装
置609aの作動で上電極612aが下降しリングの一
方の切断端部を凹溝に嵌入させるとともに把持する。
【0021】1巻目のリングR1のもう一方の切断端部
を把持する電極部も同一構造であり、同番号にbを付
す。異なるところはリング切断端を衝き合わせるためベ
ース615が移動可能とされている。即ちベース615
は案内台616上でリニアベアリングにより移動可能に
設けられており、ブラケット617に設けられたエア圧
又は油圧の流体圧シリンダ装置618のピストンロッド
とベース615が圧縮ばね619で連結されていて圧縮
ばね619を介して前進させ、ベースの引き戻しは頭付
ボルト620に介して行われる。リング切断端が衝き合
わされたとき指令により回路が形成され電流が流され抵
抗溶接される。
【0022】第3工程の焼鈍装置7は図15に示したよ
うに溶接装置6の固定側を一定間隔で対向固定したもの
であって、溶接装置の番号にA,Bを付して説明を省略
する。この焼鈍装置は供給電流値の制御により溶接部を
焼鈍温度とするものであり所定時間通電されて焼鈍す
る。
【0023】リング成形完了により次のステーションで
リングの放出が可能なように把持装置の作動部材8は図
16に示すように取付板101の前面に設けた案内台8
01に図示しない流体圧シリンダ装置で移動可能な可動
子802が載置されており、可動子802に設立した側
板803に1巻目のリングR1の軸心方向を向くエア又
は油圧の流体圧シリンダ装置804が設けられており、
そのピストンロッド端のL形アングルにさらにリングの
直径方向を向くエア又は油圧の流体圧シリンダ装置80
5が取付けられている。そして流体圧シリンダ装置80
5端に一対の開閉爪806が枢支され、ピストンの進退
によって開閉爪806はそれぞれ90°開閉する。そし
て把持爪806の対向面にリング線径と同じ円弧状の凹
溝が削設されている。この把持爪806は旋回位置決め
された1巻目のリングR1の溶接部を把持することにな
る。
【0024】さらに把持爪806の両側対称位置にそれ
ぞれ把持装置305を向くエア又は油圧の流体圧シリン
ダ装置808が取つけられている。このピストンロッド
端に搬送体3の把持装置305の洋鋏形の把持爪311
の対面に形成した円弧溝318に嵌入して、把持爪31
1を開放する先端テーパの把持開放ピン809が設けら
れている。把持開放ピン809が把持爪311の間に嵌
入して爪が開放された位置において頭付ピン316はば
ね317の作用により頭付ピン315を押し出して貫通
穴に嵌入され爪の開放状態が保たれる。開放された1巻
目のリングR1はシュート811より選別箱812に収
納される。選別箱812にはシャッタ815によって良
品側と不良品側に区分される。不良品は溶接不良,焼鈍
不良の信号によって分別される。
【0025】把持装置305のクランプ装置9は図3に
示すように切断装置4に対して前位置でほぼ対称に搬送
体3の腕301の把持装置305に対応して、前板10
2に、それぞれ取付板904を介してエア又は油圧の流
体圧シリンダ装置901が設けられている。このピスト
ンロッド端に設けた取付体902に図示しないコイルば
ねによって後退可能に付勢された当て板903が設けら
れており、1巻目のリングR1切断前に流体圧シリンダ
装置901を作動させて把持装置305のそれぞれ2本
の頭付ピン315を押し込み、頭付ピン316を貫通穴
から抜き出し、ばね314の力で把持爪311を閉止し
てリングR1を把持するものである。
【0026】この構成になる本発明の動作を説明する。
所望のリング径が得られるように芯金,成形装置,案内
棒を調整したあと、先ず寸動送りでフープ材から矯正装
置を経て送り出しローラ201・202,クイル205
より線材が少し送り出される。所定リングが成形できる
ように調整された芯金501,成形ロール505の間に
線材の先を送り込んでおき、連続運転に入る。
【0027】送り出しローラ201・202の回転でク
イル205から送り出された線材は芯金501と第1成
形装置の成形ローラ505により所定の曲率で且僅かな
ひねりが与えられて送られる。第2成形装置の成形ロー
ル505Bにより正確な曲率とされ、内側案内棒53
1、外側案内棒536のほぼ1/2線径分クイル軸線よ
り手前にずれた円周溝に案内されて1巻目の予定ライン
をたどりストレートの案内棒541,542の間を通
り、外側案内棒538のほぼ線径分クイル軸線より手前
側にずれた円周溝に案内されて1巻目のリングR1が形
成される。
【0028】さらに2巻目のリングR2が第1成形装
置,第2成形装置によって正確に作られ、ストレートの
案内棒541,542により案内されて、1巻目のリン
グR1の端が切断刃の寸前に再び来たとき、制御装置の
指令で線材の送り出しが停止される。なお成形されたリ
ングは溶接時の衝き合わせによる分の直径変化に対して
は試運転時に考慮されたリング径としておくものであ
る。
【0029】線材の停止指令とともにクランプ部材9の
流体圧シリンダ装置901を作動させて、当て板903
を搬送体3の把持装置305の2本1組のそれぞれの頭
付ピン315を同時に押し込み、把持爪311に嵌入し
ている頭付ピン316を抜き出しコイルばね314によ
り把持爪311が1巻目のリングR1を180°離れた
位置で把持する。次いで切断装置4の流体圧シリンダ部
材405が作動して可動刃402が下降し、固定刃40
1とで1巻目のリングR1を切断する。
【0030】図示しないモータが作動して図示しないカ
ム式割出装置を回転し、搬送体3は回転とともに軸方向
離れる方向に移動し、1ピッチ(本実施例では60°)
回転して軸方向逆に戻り割出される。同様に次のリング
が成形され、実施例ではさらに1ピッチ割出されて最初
の把持リングが第2工程の溶接位置となる。流体圧シリ
ンダ装置609a,609bによりスライダ611a,
611bが下降されてリングは下電極610a,610
bの凹溝に嵌められて位置決めされるとともに上下に強
く挟持される。
【0031】流体圧シリンダ装置617を作動させて、
ベース601をばね618を介して移動させ1巻目のリ
ングR1の切断端を衝き合わせる。電源が通電されて図
示しない端子より冷却水が流されて冷却されている中空
の銅管部材605a,下電極610a,1巻目のリング
R1,下電極610b,銅管部材605bに電流が所定
時間流され切断端が過熱され抵抗溶接される。このとき
電流値が許容範囲から出た場合は電源装置からのNG指
令で後述する焼鈍の後に選別手段のシャッタ815が作
動し選別箱812の不良品側に排出するようになってい
る。所定時間通電されると上電極612a,612bが
上昇する。
【0032】搬送体3が実施例では2ピッチ旋回移動し
て第3工程の焼鈍位置に割出されたリングR1は流体圧
シリンダ装置609A,609Bの作動で上電極612
A,612Bが下降され、下電極610A,610Bと
の間で溶接部が挟持される。制御装置の指令で電源が入
れられ通電され中空の銅管部材605A,下電極610
A,リングR1,下電極610B,中空の銅管部材60
5Bと流れる電流により加熱され、制御された電圧,電
流が所定時間かけられることによりリングの溶接部が焼
鈍温度に達する。図示しない温度センサにより電流が遮
断される。このとき温度が許容範囲外となったときはN
G信号が出力されて放出工程で流体圧シリンダ部材80
6の作動でシャッタ815により選別箱812の不良品
側に排出される。
【0033】焼鈍工程が終わると、搬送体3は同様に旋
回と軸方向の移動をして1ピッチ割出され、排出位置に
リングR1が位置決めされる。流体圧シリンダ装置80
5が作動され、把持爪806が閉止されて1巻目のリン
グR1の接合部を把持する。次いで一対の流体圧シリン
ダ装置808が作動されて把持開放ピン809が前進さ
れ、搬送体3の把持装置305の把持爪311の対向す
る円弧溝318内に嵌入されて把持爪311を開放す
る。開放端で頭付ピン316が把持爪の腕部の貫通穴に
嵌入して開放状態を保持する。
【0034】把持開放ピン809が引き抜かれ、流体圧
シリンダ装置804の作動で把持されたリングR1は干
渉しない位置に移動される。図示しない流体圧シリンダ
装置の作動で可動子802が移動され、この位置で把持
爪806が開放される。リングR1はシュート811に
排出され良品は選別箱の良品側に収納される。この工程
終了で製品は完成される。搬送体3は1ピッチ旋回割出
されて1回転する。
【0035】
【発明の効果】上述のように構成したので本発明は以下
の効果を奏する。1つの機台及び垂直取付板に送りロー
ル,コイリング,カットオフ,インデックス,溶接,焼
鈍の各ユニットを設けたので、機械のフロア面積を小さ
くできる。またコイリングからインデックスまでを1連
の作業で取外すことなく連続させたのでサイクルタイム
の向上が実現できた。さらにコイリングされたリングを
直接チャッキングし、切断してインデックスすることに
より溶接時の位置決め精度が向上して安定した高い品質
のリングの製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置の正面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】切断装置,把持爪作動部材及び把持装置の一部
を示す図である。
【図4】切断装置の中心一部断面図である。
【図5】クイル,芯金装置,第1成形装置,第2成形装
置,案内装置の配列を示す正面図である。
【図6】芯金装置の側面図である。
【図7】案内装置の側面図である。
【図8】第1成形装置を示す図で、aは正面図、bは成
形ロールを移動方向としたときの中心断面図である。
【図9】第2成形装置を示す図で、aは正面図、bは成
形ロールを移動方向とした中心断面図である。
【図10】図9aの要部を断面で示す説明図である。
【図11】搬送体に設けた把持装置を示す図で、aは平
面図、bは側面図である。
【図12】図11bのC−C視図である。
【図13】把持装置の把持爪の開放位置と把持位置の関
係を示す図である。
【図14】溶接装置の正面図である。
【図15】焼鈍装置の正面図である。
【図16】把持装置及び搬送体の把持装置の把持爪開放
装置及びシュートを示す図である。
【図17】図16の側面図である。
【符号の説明】
2 線材送り出し案内装置 3 搬送体 4 切断装置 5 成形装置 6 溶接装置 7 焼鈍装置 8 把持装置の作動部材 201,202 送り出しローラ 205 クイ
ル 305 把持装置 311 把持
爪 315,316 頭付ピン 401 固定
刃 402 可動刃 501 芯金 505,505B 成形ローラ 531,532,541,542,538 案内棒 610a,610b,610A,610B 下電極 612a,612b,612A,612B 上電極 806 把持爪 809 把
持開放ピン 812 選別箱 R1 1巻
目のリング R2 2巻目のリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21F 37/00 B21F 3/06 B21F 11/00 B21F 27/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機台の垂直取付板と、該垂直取付板と平
    行に送り出されるように設けられた線材送り出し案内装
    置と、該線材送り出し案内装置の直前に位置して前記垂
    直取付板に進退可能に設けられたリング切断装置と、該
    リング切断装置の次に設けられほぼ垂直面内で環状に成
    形するリング成形装置と、前記機台に水平軸で旋回且軸
    方向移動可能に設けられ放射方向等角度の腕を有する搬
    送体と、該搬送体の間欠駆動割出手段と、該搬送体のそ
    れぞれの腕に設けられた切断リング把持装置と、該切断
    リング把持装置を開閉する手段と、前記搬送体の搬送経
    路中に設けられた切断リング端溶接手段と、前記搬送体
    の搬送経路中の該切断リング端溶接手段の次に設けられ
    た溶接部焼鈍手段と、前記搬送体の搬送経路中の前記溶
    接部焼鈍手段の次に設けられた切断リング排出手段と、
    前記各要素の駆動制御手段とを含んでなり、リング成形
    後の切断リングの溶接,焼鈍の工程を把持したままで搬
    送し排出することを特徴とするリング加工装置。
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