KR101523470B1 - 탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 방법 - Google Patents

탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 방법 Download PDF

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김승환
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Abstract

본 발명은 탠덤 프레스 시스템에서 프레스 사이에서 가공품을 이송하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 가공 라인(L) 상에 일렬로 차례대로 배치된 다수의 프레스 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템에서, 상기 프레스 장치 사이에서 가공품을 이송하는 가공품 이송 장치로서, 이웃한 두 프레스 장치의 사이에 위치하고 하나의 프레스 장치에서 가공된 가공품을 다음의 프레스 장치로 교대로 전달하는 두 가공품 이송 로봇을 포함하며, 상기 두 가공품 이송 로봇은 상기 가공 라인(L)을 사이에 두고 양측에 대향하여 위치하는 탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 장치 및 이를 이용하는 이송 방법이 제공된다.

Description

탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 방법 {METHOD FOR TRANSFERRING WORK OF TANDEM PRESS SYSTEM}
본 발명은 탠덤 프레스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탠덤 프레스 시스템에서 프레스 사이에서 가공품을 이송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
탠덤 프레스 라인은 다수의 프레스 장치를 가공물의 반송 방향을 따라서 일렬로 배치하여 가공물을 차례대로 프레스 가공하여 완성품을 생산한다. 탠덤 프레스 라인에서 하나의 프레스 장치에 의해 가공된 가공품은 이송 로봇에 의해 다음의 프레스 장치로 이송된다. 탠덤 프레스 라인에 의한 가공품 생산 시간은 프레스 장치에 의해 수행되는 프레스 가공 시간과 가공품이 프레스 장치 사이에서 이송되는 가공품 이송 시간을 포함하는데, 프레스 가공 시간에 비해 가공품 이송 시간이 상대적으로 길다. 종래에는 하나의 이송 로봇에 의해서만 가공품이 다음 프레스 장치로 이송되기 때문에, 이송 시간을 줄이는데 한계가 있었다.
등록특허공보 등록번호 제10-1254023호
본 발명의 목적은 탠던 프레스 시스템에서 하나의 프레스 장치에서 다음 프레스 장치로 가공품을 신속하게 이송하는 가공품 이송 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
가공 라인(L) 상에 일렬로 차례대로 배치된 다수의 프레스 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템에서, 상기 프레스 장치 사이에서 가공품을 이송하는 가공품 이송 장치로서, 이웃한 두 프레스 장치의 사이에 위치하고 하나의 프레스 장치에서 가공된 가공품을 다음의 프레스 장치로 교대로 전달하는 두 가공품 이송 로봇을 포함하며, 상기 두 가공품 이송 로봇은 상기 가공 라인(L)을 사이에 두고 양측에 대향하여 위치하는 탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 장치가 제공된다.
상기 가공품 이송 로봇은 상기 가공품이 이송 방향을 따라 가면서 상기 가공 라인(L)으로부터 측면 바깥으로 멀어졌다가 상기 가공 라인(L)에 가까워지는 경로를 따라 이동하도록 상기 가공품을 이송할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
가공 라인(L) 상에 일렬로 차례대로 배치된 다수의 프레스 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템에서, 이웃한 두 프레스 장치 중 상류측에 위치하는 제1 프레스 장치에서 하류 측에 위치하는 제2 프레스 장치로 진공흡착부를 구비하는 이송 로봇을 이용하여 가공품을 이송하는 방법으로서, 상기 제1 프레스 장치에서 가공되어서 상기 제1 프레스 장치의 안착부에 안착된 가공품을 수직 위로 상승시키는 언로딩 단계; 상기 언로딩 단계에 의해 상기 제1 프레스 장치의 안착부 위에 위치하는 가공품을 상기 제2 프레스 장치 쪽으로 수평이동시켜서 상기 제2 프레스 장치의 안착부 위에 위치시키는 가공품 수평 이송 단계; 상기 가공품 수평 이송 단계에 의해 상기 제2 프레스 장치의 안착부 위에 위치하는 가공품을 수직 아래로 하강시켜서 가공품을 상기 제2 프레스 장치의 안착부에 안착시키는 로딩 단계; 상기 로딩 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 상기 제1 프레스 장치 쪽으로 경사지게 상승시키는 경사 상승 단계; 상기 경사 상승 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 제1 프레스 장치 쪽으로 수평이동시키는 수평 이동 단계; 상기 수평 이동 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 후방으로 경사지게 하강시켜서 상기 제1 프레스 장치의 안착부에 안착된 가공품을 진공흡착하는 경사 하강 단계를 포함하는 탠던 프레스 시스템의 가공품 이송 방법이 제공된다.
상기 수평 이동 단계가 수행되는 경로의 높이는 상기 가공품 수평 이송 단계가 수행되는 경로의 높이보다 낮을 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 탠던 프레스 시스템의 이웃한 두 프레스 장치 사이에서 하나의 프레스 장치에서 다음 프레스 장치로 가공품을 이송하는 가공품 이송 장치가 2개의 가공품 이송 로봇을 구비하므로, 하나의 이송 로봇에 의한 종래의 방식에 비해 가공품 이송 시간을 현저하게 줄일 수 있다.
또한, 가공품 이송 로봇은 가공품이 바깥쪽으로 멀어졌다가 안쪽으로 가까워지는 경로를 형성하므로 두 가공품 이송 로봇에 의한 간섭을 피할 수 있다.
그리고, 진공흡착부가 가공품의 로딩과 언로딩 시에는 수직으로 상하이동하고, 로딩 직후 및 언로딩 직전에는 경사지게 상하이동하므로 이동 경로가 최소화 되어서, 이송 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품 이송 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템을 개략적으로 도시한 평면 배치도이다.
도 2는 도 1의 제1 프레스 장치와 제2 프레스 장치 사이에 구비되는 가공품 이송 로봇 쌍을 더욱 구체적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가공품 이송 장치를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품 이송 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 가공품 이송 방법에 따라 도 1의 제1 프레스 장치와 제2 프레스 장치 사이에서 가공품이 이송되는 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품 이송 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템의 개략적인 구성이 평면 배치도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 도 1을 참조하면, 탠덤 프레스 시스템(100)은 다수의 프레스 장치(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비하는 가공부(110)와, 가공 대상물인 소재를 가공부(110) 쪽으로 이동시키는 반입 컨베이어(120)와, 반입 컨베이어(120)로 공급될 소재가 적재되는 다수의 디스태커(130a, 130b)와, 디스태커(130a, 130b)에 적재된 소재를 반입 컨베이어(120)로 이송하는 소재 공급 로봇(140)과, 가공부(110)로 전달되기 전 소재의 이미지를 획득하는 이미지 획득부(150)와, 반입 컨베이어(120)의 소재를 가공부(110)로 반입하는 소재 반입 로봇(160)과, 하나의 프레스 장치에서 다음의 프레스 장치로 전달하는 다수의 가공품 이송 장치(161, 162, 163)와, 가공부(110)로부터 완성품을 반출하는 완성품 반출 로봇(170)과, 완성품을 외부로 이송하는 반출 컨베이어(180)를 포함한다.
가공부(110)는 가공 순서를 따라서 가상의 가공 라인(L) 상에 일렬로 차례대로 배치된 제1 프레스 장치(110a), 제2 프레스 장치(110b), 제3 프레스 장치(110c) 및 제4 프레스 장치(110d)를 구비한다. 최초의 가공 대상물인 소재는 제1 프레스 장치(110a)에 의해 가공되어서 제1 가공품이 되고, 제1 가공품은 제2 프레스 장치(110b)로 전달되고 제2 프레스 장치(110b)에 의해 가공되어서 제2 가공품이 되며, 제2 가공품은 제3 프레스 장치(110c)로 전달되고 제3 프레스 장치(110c)에 의해 가공되어서 제3 가공품이 되고, 제3 가공품은 제4 프레스 장치(110d)로 전달되고 제4 프레스 장치(110d)에 의해 가공되어서 완성품이 된다. 프레스 장치(110a, 110b, 110c, 110d)은 통상적인 구성을 가지고 작동하는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 가공부(110)가 4개의 프레스 장치(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 가공부(110)는 2개, 3개 또는 5개 이상의 프레스 장치를 구비할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
반입 컨베이어(120)는 가공 대상물인 소재를 가공부(110)에서 첫 번째 가공을 수행하는 제1 프레스 장치(110a)의 근처로 이동시킨다. 반입 컨베이어(120)는 로딩 위치로 로딩된 소재를 언로딩되는 언로딩 위치로 이동시키며, 로딩 및 언로딩시 반입 컨테이너(120)는 정지한 상태를 유지한다.
다수의 디스태커(destacker)(130a, 130b)는 반입 컨베이어(120)를 사이에 두고 양측에 각각 위치하는 제1 디스태커(130a)와 제2 디스태커(130b)를 구비한다. 각 디스태커(130a, 130b)에는 반입 컨베이어(120)로 공급될 소재가 적층되어서 적재된다. 디스태커(130a, 130b)에 적층된 소재 중 상단에 위치하는 소재가 소재 공급 로봇(140)에 의하여 반입 컨베이어(120)의 로딩 위치로 이송된다. 도시되지는 않았으나, 각 디스태커(130a, 130b)에 적층된 소재의 높이가 일정하게 유지되도록 각 디스태커(130a, 130b)는 유압리프트와 같은 높이 조절부를 구비한다.
소재 공급 로봇(140)은 두 디스태커(130a, 130b)의 사이에 위치해서 디스태커(130a, 130b)에 적재된 소재를 반입 컨베이어(120)의 로딩 위치로 이송한다. 소재 공급 로봇(140)은 진공흡착 방식으로 소재를 잡아서 이송한다. 소재 공급 로봇(140)으로는 통상적인 6축 로봇이 사용되는데, 더욱 신속한 소재의 이송을 위하여 이송 로봇(140)의 끝단에는 진공흡착부가 슬라이드 왕복이동이 가능하고 그 자체가 이송 로봇(140)의 끝단에 슬라이드 왕복이동이 가능한 슬라이드 이동부가 설치되어서 사용될 수 있다.
이미지 획득부(150)는 반입 컨베이어(120)의 언로딩 위치(P2)에 위치한 소재의 이미지를 획득한다. 상세히 도시되지는 않았으나 이미지 획득부(150)는 언로딩 위치에 대응하여 설치된 암실과, 암실 내에 설치된 카메라와, 암실 내에 설치된 조명과, 카메라로부터 획득한 이미지로부터 소재의 가장자리 선을 검출하는 영상 처리부를 구비한다. 이미지 획득부를 통해 검출된 소재의 가장자리 선에 대한 정보는 제어장치(190)로 전달되어서, 언로딩 위치에 위치한 소재의 정확한 위치와 자세를 포함하는 정렬 상태가 파악된다.
소재 반입 로봇(160)은 반입 컨베이어(120)의 언로딩 위치에 위치한 소재를 이송하여 가공부(110)의 제1 프레스 장치(110a)에 마련되는 가공 위치에 위치시킨다. 소재 반입 로봇(160)으로는 진공흡착 방식으로 소재를 잡아서 이동시키는 6축 로봇이 사용된다. 소재 반입 로봇(160)은 제어장치(190)로부터 전달된 언로딩 위치에 위치한 소재의 정렬 상태 데이터를 이용하여 소재의 자세를 제어하면서 이송하여 제1 프레스 장치(110a)의 가공 위치에 정확하게 위치시킨다.
다수의 가공품 이송 장치(161, 162, 163)는 제1 프레스 장치(110a)에 위치하는 제1 가공물을 제2 프레스 장치(110b)로 이송하는 제1 가공품 이송 장치(161)와, 제2 프레스 장치(110b)에 위치하는 제2 가공품을 제3 프레스 장치(110c)로 이송하는 제2 가공품 이송 장치(162)와, 제3 프레스 장치(110c)에 위치하는 제3 가공품을 제4 프레스 장치(110d)로 전달하는 제3 가공품 이송 장치(163)를 구비한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 제1 가공품 이송 장치(161)은 제1 프레스 장치(110a)와 제2 프레스 장치(110b)의 사이에 위치하는 제1A 가공품 이송 로봇(161a)과 제1B 가공품 이송 로봇(161b)을 구비한다. 두 가공품 이송 로봇(161a, 161b)은 가공 라인(L)을 사이에 두고 양측에 서로 대향하여 위치한다. 두 가공품 이송 로봇(161a, 161b)은 제1 프레스 장치(110a)의 가공 위치(P1)에서 프레스 가공된 제1 가공품(M1)을 제2 프레스 장치(110b)의 가공 위치(P2)로 교대로 전달한다. 가공품 이송 로봇(161a, 161b)으로는 진공흡착 방식으로 소재를 잡아서 이동시키는 6축 로봇이 사용된다. 두 프레스 장치(110a, 110b) 사이의 거리를 고려하여, 가공품 이송 로봇(161a, 161b)의 끝단에는 바깥으로 길게 연장되고 진공흡착부(165)가 고정된 연장 아암(166)이 설치된다. 두 가공품 이송 로봇(161a, 161b)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가공품(M1)이 제1 프레스 장치(110a)로부터 이송 방향을 따라 제2 프레스 장치(110b) 쪽으로 가면서 가공 라인(L)으로부터 측면 바깥으로 멀어졌다가 다시 가공 라인(L)에 가까워지는 경로를 따라 이동하도록 제1 가공품(M1)을 이송한다. 그에 따라, 두 가공품 이송 로봇(161a, 161b)에 각각 이송되는 두 가공품(M1)의 간섭을 피할 수 있게 된다.
도 3에는 제1 가공품 이송 장치(161)를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품 이송 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 가공품 이송 방법은 언로딩 단계(S10)와, 가공품 수평 이송 단계(S20)와, 로딩 단계(S30)와, 귀환 단계(S40)를 포함한다. 이제, 가공품 이송 방법의 각 단계를 도 4를 함께 참조하여 상세하게 설명한다.
언로딩 단계(S10)에서는 제1 프레스 장치(110a)에서 가공된 제1 가공품(M1)이 제1 가공 위치(P1)의 안착부(P11)에서 수직 위로 상승한다. 이때, 제1 프레스 장치(110a)의 상형(111a)이 설치되 슬라이더(112a)는 위로 상승해 있는 상태이다. 도 4에는 언로딩 단계(S10)가 수행되는 구간이 'A'로 표시되어 있다. 언로딩 단계(S10) 후에는 가공품 수평 이송 단계(S20)가 수행된다.
가공품 수평 이송 단계(S20)에서는 제1 가공품(M1)이 수평 이동하여 제2 프레스 장치(110b)의 제2 가공 위치(P2)의 안착부(P21) 위에 위치한다. 가공품 수평 이송 단계(S20)에서 제1 가공품(M1)은 도 2에 도시된 바와 같이 측면 바깥으로 멀어지다가 다시 가까워지는 경로로 이동하게 된다. 이때, 제2 프레스 장치(110b)의 상형(111b)이 설치된 슬라이더(112b)는 위로 상승해 있는 상태이다. 도 4에는 가공품 수평 이송 단계(S20)가 수행되는 구간이 'B'로 표시되어 있다. 가공품 수평 이송 단계(S20) 후에는 로딩 단계(S30)가 수행된다.
로딩 단계(S30)에서는 가공품 수평 이송 단계(S20)를 통해 제2 가공 위치(P2)의 안착부(P21) 위로 이송된 제1 가공품(M1)이 수직 하강하여 제2 가공 위치(P2)의 안착부(P21)에 안착된다. 도 4에는 로딩 단계(S30)가 수행되는 구간이 'C'로 표시되어 있다.
귀환 단계(S40)에서는 진공흡착부(도 2의 165)가 제2 가공 위치(P2)의 안착부(P21)에서 제1 가공 위치(P1)의 안착부(P11)로 돌아가서 제1 가공 위치(P1)의 안착부(P11)에 안착된 다른 제1 가공품을 진공흡착한다. 귀환 단계(S40)는 진공 흡착부가 제2 가공 위치(P2)의 안착부(P21)에서 제1 프레스 장치(110a) 쪽으로 경사지게 상승하면서 후퇴하는 경사 상승 단계(도 4의 'D' 구간)와, 경사 상승 단계 후 제1 프레스 장치(110a) 쪽으로 수평으로 이동하는 수평 이동 단계(도 4의 'E' 구간)와, 수평 이동 단계 후 제1 가공 위치(P1)의 안착부(P11)로 경사지게 하강하면서 후퇴하여 제1 가공품을 진공 흡착하는 경사 하강 단계(도 4의 'F' 구간)을 구비한다. 수평 이동 단계에서 진공흡착부는 도 2에 도시된 바와 같이 측면 바깥으로 멀어지다가 다시 가까워지는 경로로 이동하며, 수평 이동 단계에서의 이동 경로는 가공품 수평 이송 단계(S20)에서의 이동 경로보다 낮은 높이에서 수행된다.
제2 가공품 이송 장치(162)는 제2 프레스 장치(110b)와 제3 프레스 장치(110c)의 사이에 위치하는 제2A 가공품 이송 로봇(162a)과 제2B 가공품 이송 로봇(162b)을 구비한다. 두 가공품 이송 로봇(162a, 162b)은 가공 라인(L)을 사이에 두고 양측에 서로 대향하여 위치한다. 두 가공품 이송 로봇(162a, 162b)은 제2 프레스 장치(110b)에서 프레스 가공된 제2 가공품을 제3 프레스 장치(110c)로 교대로 전달한다. 제2 가공품 이송 장치(162)의 구성 및 작동 방식은 제1 가공품 이송 장치(161)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제3 가공품 이송 장치(163)는 제3 프레스 장치(110c)와 제4 프레스 장치(110d)의 사이에 위치하는 제3A 가공품 이송 로봇(163a)과 제3B 가공품 이송 로봇(163b)을 구비한다. 두 가공품 이송 로봇(163a, 163b)은 가공 라인(L)을 사이에 두고 양측에 서로 대향하여 위치한다. 두 가공품 이송 로봇(163a, 163b)은 제3 프레스 장치(110c)에서 프레스 가공된 제3 가공품을 제4 프레스 장치(110d)로 교대로 전달한다. 제3 가공품 이송 장치(163)의 구성 및 작동 방식은 제1 가공품 이송 장치(161)와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
소재 반출 로봇(170)은 제4 프레스 장치(110d)에서 가공된 완성품을 제4 프레스 장치(110d)로부터 언로딩한 후 이송하여 반출 컨테이너(180)에 로딩한다. 소재 반출 로봇(170)으로는 소재 반입 로봇(160)과 동일한 구성의 로봇이 사용될 수 있다.
반출 컨베이어(180)는 소재 반출 로봇(170)을 통해 이송된 완성품을 외부로 반출한다. 반출 컨베이어(180) 대신에 완성품을 적층하여 적재하는 적재 장치가 위치할 수도 있다.
제어장치(190)는 제1, 제2, 제3, 제4 프레스 장치(110a, 110b, 110c, 110d), 반입 컨베이어(120), 소재 공급 로봇(140), 이미지 획득부(150), 소재 반입 로봇(160), 제1A, 제1B 가공품 전달 로봇(161a, 161b)과, 제2A, 제2B 가공품 전달 로봇(162a, 162b), 제3A, 제3B 가공품 전달 로봇(163a, 163b), 완성품 반출 로봇(170) 및 반출 컨베이어(180)와 전기적으로 연결되어서 그 동작을 제어한다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 탠덤 프레스 시스템 110 : 가공부
110a : 제1 프레스 장치 110b : 제2 프레스 장치
110c : 제3 프레스 장치 110d : 제4 프레스 장치
161 : 제1 가공품 이송 장치 162 : 제2 가공품 이송 장치
163 : 제3 가공품 이송 장치

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 가공 라인(L) 상에 일렬로 차례대로 배치된 다수의 프레스 장치를 구비하는 탠덤 프레스 시스템에서, 이웃한 두 프레스 장치 중 상류측에 위치하는 제1 프레스 장치에서 하류 측에 위치하는 제2 프레스 장치로 진공흡착부를 구비하는 이송 로봇을 이용하여 가공품을 이송하는 방법으로서,
    상기 제1 프레스 장치에서 가공되어서 상기 제1 프레스 장치의 안착부에 안착된 가공품을 수직 위로 상승시키는 언로딩 단계;
    상기 언로딩 단계에 의해 상기 제1 프레스 장치의 안착부 위에 위치하는 가공품을 상기 제2 프레스 장치 쪽으로 수평이동시켜서 상기 제2 프레스 장치의 안착부 위에 위치시키는 가공품 수평 이송 단계;
    상기 가공품 수평 이송 단계에 의해 상기 제2 프레스 장치의 안착부 위에 위치하는 가공품을 수직 아래로 하강시켜서 가공품을 상기 제2 프레스 장치의 안착부에 안착시키는 로딩 단계;
    상기 로딩 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 상기 제1 프레스 장치 쪽으로 경사지게 상승시키는 경사 상승 단계;
    상기 경사 상승 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 제1 프레스 장치 쪽으로 수평이동시키는 수평 이동 단계;
    상기 수평 이동 단계 수행 후에 상기 진공흡착부를 후방으로 경사지게 하강시켜서 상기 제1 프레스 장치의 안착부에 안착된 가공품을 진공흡착하는 경사 하강 단계를 포함하는 탠던 프레스 시스템의 가공품 이송 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수평 이동 단계가 수행되는 경로의 높이는 상기 가공품 수평 이송 단계가 수행되는 경로의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 탠덤 프레스 시스템의 가공품 이송 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10137998A (ja) * 1996-11-05 1998-05-26 Komatsu Ltd プレス機械
KR101212195B1 (ko) * 2012-07-19 2012-12-13 미원정밀공업(주) 탠덤 프레스 라인용 더블 로봇라인을 이용한 프레스 성형품 자동 제조시스템

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