KR102238835B1 - 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템 - Google Patents

프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템에 관한 것으로, 강판(P)을 프레싱 절단하여 제1 세미버너캡(1a)으로 가공하는 제1 금형(100a), 상기 제1 세미버너캡(1a)에 모따기(Chamfer) 공정을 수행하여 제2 세미버너캡(1b)으로 가공하는 제2 금형(100b), 상기 제2 세미버너캡(1b)에 리스트라이킹(restriking) 공정을 수행하여 제3 세미버너캡(1c)으로 가공하는 제3 금형(100c)이 연속하여 배치되고, 상기 제1 금형(100a), 상기 제2 금형(100b) 및 상기 제3 금형(100c)은 동시에 동작되어 상기 제1 세미버너캡(1a), 상기 제2 세미버너캡(1b) 및 제3 세미버너캡(1c)을 연속하여 가공하는 프로그래시브 금형(100)과 상기 프로그래시브 금형(100)으로부터 상기 제3 세미버너캡(1c)을 연속적으로 공급받고, 상기 제3 세미버너캡(1c)에 돌기(7)를 안착하고 용접하여 버너캡(1)으로 가공하는 자동용접장치(300)를 포함한다. 본 발명은 프레스 후 바로 용접까지 수행하는 버너캡 연속 생산 시스템을 구성하므로 버너캡의 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템{Burner cap continuous production system using progressive inner transfer composite mold method}
본 발명은 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산 효율을 높이기 위한
프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템에 관한 것이다.
프레스 금형에는 여러 가지 공법이 있는데, 그 중에 프로그레시브 공법이 있다. 프로그레시브 공법은 하나의 제품을 완성하기 위해 다수의 공정을 순차적으로 이동시키며 연속작업을 하는 프레스 생산 방식으로 가공능률과 생산성을 향상시킬 수 있는 금형공정이다.
프로그래시브 금형은 생산성의 증대로 생산기간의 단축과 원가 절감, 재고품의 감소, 작업공간의 효율 증대, 안전성의 향상, 복합가공의 가능 등의 특징이 있다.
그런데 종래의 프로그래시브 금형은 프로그래시브 금형 후 용접작업일 필요할 때, 일 예로 프로그래시브 금형에서 생산된 세미버너캡을 수거하고 작업자가 세미버너캡에 돌기를 부착하고 용접하는 수작업이 수행되었다.
일반적으로 버너캡 생산 공정은 간단한 지그를 이용한 수작업 용접을 통해 제작되고, 이로 인해 기존의 용접 라인은 수동 지그 장비 1대에 작업자 1인이 필요한 시스템으로 인해 한 개의 버너캡을 용접하는데 필요한 시간 사이클이 최소 30초 이상이다. 용접 지그 준비에 2초, 핀 삽입에 2초, 원반 삽입 및 용접 대기 2초, 용접 시간 12초, 제품의 언로드 및 포장 4초 정도가 소요된다.
이는 인건비의 문제와 용접 설비 설치를 위한 공간과 작업 공간, 소비 전력의 문제, 숙련도에 따라 용접 품질에 차이가 나는 문제 등을 야기하며, 특히 용접 불량 문제는 신뢰도 측면에서 치명적인 상황을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프레스 후 용접까지 연속적으로 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 하고, 모든 공정이 자동으로 수행되어 품질을 향상시킬 수 있도록 한 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템은 강판을 프레싱 절단하여 제1 세미버너캡으로 가공하는 제1 금형, 상기 제1 세미버너캡에 모따기(Chamfer) 공정을 수행하여 제2 세미버너캡으로 가공하는 제2 금형, 상기 제2 세미버너캡에 리스트라이킹(restriking) 공정을 수행하여 제3 세미버너캡으로 가공하는 제3 금형이 연속하여 배치되고, 상기 제1 금형, 상기 제2 금형 및 상기 제3 금형은 동시에 동작되어 상기 제1 세미버너캡, 상기 제2 세미버너캡 및 제3 세미버너캡을 연속하여 가공하는 프로그래시브 금형과 상기 프로그래시브 금형으로부터 상기 제3 세미버너캡을 연속적으로 공급받고, 상기 제3 세미버너캡에 돌기를 안착하고 용접하여 버너캡으로 가공하는 자동용접장치를 포함한다.
상기 버너캡은 원판 형상의 본체와 상기 본체의 상면 일부가 하방으로 요입되어 형성된 단차홈과 상기 본체의 상면에 돌기를 포함하는 형상이며, 상기 제1 세미버너캡은 상기 원판 형상의 본체와 상기 단차홈을 포함한 버너캡 형상이고, 상기 제2 세미버너캡은 상기 제1 세미버너캡에서 상기 본체의 가장자리가 라운드 처리된 형상이고, 상기 제3 세미버너캡은 상기 제2 세미버너캡의 단차홈을 상기 버너캡의 단차홈과 동일한 치수로 가공한 형상이다.
상기 제1 금형은 가동측에 설치되며 하면에 피어싱 가공, 단조 가공, 블랭킹 가공을 수행하기 위한 펀치가 일정 간격을 두고 순차적으로 설치된 제1 상부프레스와 고정측에 설치되며 상면에 상기 제1 상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제1 하부프레스를 포함한다.
상기 제2 금형은 가동측에 설치되며 모따기 가공을 수행하기 위한 펀치가 구비된 2 상부프레스와 고정측에 설치되며 상면에 상기 제2 상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제2 하부프레스를 포함한다.
상기 제3 금형은 가동측에 설치되며 리스트라이킹 가공을 위한 펀치가 구비된 제3 상부프레스와 고정측에 설치되며 상기 제3상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제3 하부프레스를 포함한다.
상기 제3 금형에서 가공된 제3 세미버너캡을 상기 자동용접장치로 이송하기 위한 이송컨베이어를 포함하고, 상기 제1 금형에서 가공된 제1 세미버너캡을 상기 제2 금형의 다이로 이송하고, 상기 제2 금형에서 가공된 제2 세미버너캡을 상기 제3 금형의 다이로 이송하며, 상기 제3 금형에서 가공된 제3 세미버너캡을 상기 이송컨베이어로 이송하기 위한 이송로봇암을 포함한다.
상기 이송로봇암은 상기 제1 금형 내지 제3 금형의 후방측에서 상기 다이의 높이에 대응되도록 길게 설치된 수평레일부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 수평레일부의 승하강에 의해 승강 가능하다.
상기 수평레일부의 승하강은 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 수행된다.
상기 이송로봇암의 이동은 두 개의 풀리를 연결한 벨트와 두 개의 풀리 중 하나와 연결된 모터의 구동에 의해 수행된다.
상기 이송로봇암은 진공흡착에 의해 상기 제1 세미버너캡 내지 제3 세미버너캡의 상면을 파지하며, 상기 제1 금형과 제2 금형의 사이에 스크랩이 모아져 수거할 수 있도록 된 수거부가 구비된다.
상기 제1 금형에서 단조 가공과 블랭킹 가공의 사이에는 아이들 공정이 포함되게 구성된다.
상기 이송컨베이어는 상기 제3 금형에서 연결되게 배치되어 상기 제3 세미버너캡을 수평방향으로 이송시키는 제1 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어와 수직으로 배치되고 수평방향으로 이송된 제3 세미버너캡을 수직방향으로 이송시키는 제2 컨베이어를 포함한다.
상기 자동용접장치는, 회전원판과 상기 회전원판의 상면에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 구비된 안착다이와 상기 회전원판의 외주를 둘러 상기 외주와 일정 간격을 두고 배치된 돌기결합수단과 용접수단과 상기 제2 컨베이어의 단부로 이송된 제3 세미버너캡을 파지하여 상기 안착다이에 안착시키는 자동공급수단과 상기 자동공급수단과 반대편 방향에 위치되고 상기 용접이 완료된 제3 세미버너캡을 안착다이에서 파지하여 배출레일부로 이송하는 자동배출수단과 상기 회전원판을 회전시켜 상기 회전원판 상의 안착다이가 상기 돌기결합수단 및 상기 용접수단에 순차적으로 대응되게 하는 회전구동수단을 포함한다.
상기 안착다이는, 상기 회전원판에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 절개한 절개홈에 대응되게 구비되고, 상기 회전원판에 일단이 고정된 탄성수단을 매개로 상기 회전원판의 소정 높이에 설치된다.
상기 돌기결합수단은 상기 회전원판의 회전에 의해 상기 안착다이가 상기 돌기결합수단에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 조립부가 하강하여 상기 안착다이에 안착된 상기 제3 세미버너캡에 돌기를 결합한다.
상기 용접수단은 상기 회전원판의 회전에 의해 상기 안착다이가 상기 용접수단에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 용접부가 하강하여 상기 안착다이에 안착된 상기 제3 세미버너캡의 돌기 가장자리를 용접한다.
상기 자동공급수단은 상기 제2 컨베이어의 상측과 상기 회전원판의 상측을 연결하도록 배치되는 레일부와 상기 레일부를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 상기 제2 컨베이어의 단부로 공급된 제3 세미버너캡을 파지하여 상기 회전원판의 안착다이에 안착시키는 파지부를 포함한다.
상기 자동배출수단은 상기 배출레일부의 상측과 상기 회전원판의 상측을 연결하도록 배치되는 레일부와 상기 레일부를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 상기 회전원판의 버너캡을 파지하여 상기 배출레일부로 이송시키는 파지부를 포함한다.
본 발명은 프레스 후 바로 용접까지 수행하는 버너캡 연속 생산 시스템을 구성하므로 버너캡의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 버너캡 제품의 특성의 문제로 제품의 사이드면을 가공해야할 필요성이 있으며, 이를 프로그래시브 금형에서 수행하므로 가공능률과 생산성을 향상시킬 수 있으며, 프로그래시브 금형과 연속하도록 연결 설치된 자동용접장치에서 돌기 결합 및 용접이 자동으로 수행되므로 균일하고 규격화된 용접 품질을 갖는 버너캡을 생산할 수 있고 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템을 보인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템에서 생산된 버너캡을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 버너캡의 생산 단계를 보인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 금형을 보인 정면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 금형의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치를 보인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 돌기결합수단을 보인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 용접수단을 보인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 자동공급수단을 보인 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 자동배출수단을 보인 구성도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템을 보인 평면도이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템(10)(이하, 바너캡 연속 생산 시스템)은 프로그래시브 금형(100), 이송컨베이어(200) 및 자동용접장치(300)를 포함한다.
프로그래시브 금형(100)은 제1 금형(100a), 제2 금형(100b) 및 제3 금형(100c)을 포함한다.
제1 금형(100a)은 강판을 프레싱 절단하여 제1 세미버너캡(1a)으로 가공하고, 제2 금형(100b)은 제1 세미버너캡에 모따기(Chamfer) 공정을 수행하여 제2 세미버너캡(1b)으로 가공하고, 제2 세미버너캡(1b)에 리스트라이킹(restriking) 공정을 수행하여 제3 세미버너캡(1c)으로 가공한다. 프로그래시브 금형(100)은 제1 금형(100a), 제2 금형(100b) 및 제3 금형(100c)이 연속하여 배치되고, 제1 금형(100a), 제2 금형(100b) 및 제3 금형(100c)은 동시에 동작되어 제1 세미버너캡(1a), 제2 세미버너캡(1b) 및 제3 세미버너캡(1c)을 연속하여 가공한다.
이송컨베이어(200)는 제3 금형(100c)에서 가공된 제3 세미버너캡(1c)을 자동용접장치(300)로 이송한다.
자동용접장치(300)는 프로그래시브 금형(100)으로부터 제3 세미버너캡(1c)을 연속적으로 공급받고, 제3 세미버너캡(1c)에 돌기(7)를 안착하고 용접하여 최종 형상인 버너캡(1)으로 가공한다.
본 발명의 실시예의 버너캡 연속 생산 시스템(10)은 프레스 후 용접까지 연속적으로 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템에서 생산된 버너캡을 보인 도면이다.
도 2에 도시된 바에 의하면, 버너캡(1)은 원판 형상의 본체(3)와 본체(3)의 상면 일부가 하방으로 요입되어 형성된 단차홈(5)과 본체(3)의 상면에 돌기(7)를 포함하는 형상이다.
상기한 버너캡(1)은 버너캡 연속 생산 시스템(10)을 활용하여 연속 생산이 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 버너캡의 생산 단계를 보인 단면도이다.
도 3에 도시된 바에 의하면, 버너캡(1)은 제1 금형(100a)에서 제1 세미버너캡(1a)으로 가공되고, 제2 금형(100b)에서 제2 세미버너캡(1b)으로 가공되며, 제3 금형(100c)에서 제3 세미버너캡(1c)으로 가공다. 이후 제3 세미버너캡(1c)은 자동용접장치(300)로 이송되어 돌기(7)가 결합되고 용접된다.
제1 세미버너캡(1a)은 원판 형상의 본체(3)와 단차홈(5)을 포함한 버너캡 형상이다. 제2 세미버너캡(1b)은 제1 세미버너캡(1a)에서 본체(3)의 가장자리가 라운드 처리된 형상이다. 제3 세미버너캡(1c)은 제2 세미버너캡(1b)의 단차홈(5)을 최종 버너캡(1)의 단차홈(5)과 동일한 치수로 가공한 형상이다.
제1 세미버너캡(1a)은 강판에 피어싱(PIERCING) 가공 , 단조(FORGING) 가공, 블랭킹(BLACKING) 가공을 순차적으로 수행하여 형성된 것이고, 제2 세미버너캡(1b)은 제1 세미버너캡(1a)에 모따기(CHAMPER) 가공을 수행한 것이고, 제3 세미버너캡(1c)은 제2 세미버너캡(1b)에 리스트라이킹(RESTRIKING) 가공을 수행한 것이다.
피어싱 가공은 기준 점이 되는 구멍을 형성하는 것이다. 단조 가공은 단차홈(5)을 형성하는 것이다. 블랭킹 가공은 원판 형상의 본체(3)에 맞게 잘라 제1 세미버너캡(1a)을 가공하는 것이다.
모따기 가공은 본체(3)의 날까로운 모서리를 라운드지게 깍아내는 것이다. 여기서는 펀칭 가공을 통해 날카로운 모서리 부분을 절삭하여 라운드지게 가공한다.
리스트라이킹 가공은 이전 가공에서 만든 형상보다 정확하게 하기 위하여 일종의 치수를 얻는 가공이다. 리스트라이킹(restriking) 이전 가공에서 만든 형상을 보다 정확하게 하기 위하여 일종의 치수를 얻는 가공이다. 리스트라이킹 가공은 스트라이킹 해머를 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 금형을 보인 정면도이다.
도 4에 도시된 바에 의하면, 프로그래시브 금형(100)은 제1 금형(100a), 제2 금형(100b) 및 제3 금형(100c)이 일렬로 설치되고 동시에 동작하여, 제1 세미버너캡(1a), 제2 세미버너캡(1b) 및 제3 세미버너캡(1c)의 연속 생산이 가능하다.
제1 금형(100a)은 가동측(101)에 설치되는 제1 상부프레스(110a)와 고정측(103)에 설치되는 제1 하부프레스(120a)를 포함한다. 제1 상부프레스(110a)는 하면에 피어싱 가공, 단조 가공, 블랭킹 가공을 수행하기 위한 펀치 또는 해머가 일정 간격을 두고 순차적으로 설치된다. 제1 하부프레스(120a)는 상면에 제1 상부프레스(110a)의 펀치 또는 해머에 대응되게 배치된 다이(D)를 포함한다.
제1 금형(100a)은 제1 상부프레스(110a)의 펀치 또는 해머가 제1 하부프레스(120a)의 다이와 협력하여 피어싱 가공, 단조 가공, 블랭킹 가공이 순차적으로 연속적으로 수행된다.
제2 금형(100b)은 가동측(101)에 설치되는 제2 상부프레스(110b)와 고정측(103)에 설치되는 제2 하부프레스(120b)를 포함한다. 제2 상부프레스(110b)는 모따기 가공을 수행하기 위한 펀치가 구비된다. 제2 하부프레스(120b)의 상면에 제2 상부프레스(110b)의 펀치에 대응되게 배치된 다이(D)를 포함한다.
제2 금형(100b)은 제2 상부프레스(110b)의 펀치가 제2 하부프레스(120b)의 다이와 협력하여 모따기 가공이 수행된다.
제3 금형(100c)은 가동측(101)에 설치되는 제3 상부프레스(110c)와 고정측(103)에 설치되는 제3 하부프레스(120c)를 포함한다. 제3 상부프레스(110c)는 리스트라이킹 가공을 위한 펀치가 구비된다. 제3 하부프레스(120c)는 제3 상부프레스(110c)의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함한다.
제3 금형(100c)은 제3 상부프레스(110c)의 펀치가 제3 하부프레스(120c)의 다이와 협력하여 리스트라이킹 가공 공정이 수행된다.
제1 금형(100a)은 단부에 절단날부를 포함한다. 제1 금형(100a)은 블랭킹 가공을 통해 제1 세미버너캡(1a)을 가공하고, 후술할 이송로봇암(150)이 블랭킹 가공된 제1 세미버너캡(1a)을 파지하고 이송하면, 제1 세미버너캡(1a)이 분리된 스크랩을 절단하여 버리기 위한 절단날부(115)를 포함한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 프로그래시브 금형의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바에 의하면, 제품(버너캡)의 가공은 가동측(101)이 고정측(103)에 대해 이동됨에 의해 제1 상부프레스(110a), 제2 상부프레스(110b) 및 제3 상부프레스(110c)가 제1 하부프레스(120a), 제2 하부프레스(120b) 및 제3 하부프레스(120c)에 이동되어 수행된다.
제1 상부프레스(110a), 제2 상부프레스(110b) 및 제3 상부프레스(110c)는 제품의 가공시에 제1 하부프레스(120a), 제2 하부프레스(120b) 및 제3 하부프레스(120c)에 각각 밀착되었다가 가공이 완료되고 제품의 이송시에는 분리된다.
제1 금형(100a)에서 가공된 제1 세미버너캡(1a)을 제2 금형(100b)의 다이로 이송하고,제2 금형(100b)에서 가공된 제2 세미버너캡(1b)을 제3 금형(100c)의 다이(D)로 이송하며, 제3 금형(100c)에서 가공된 제3 세미버너캡(1c)을 이송컨베이어(200)로 이송하기 위한 이송로봇암(150)을 포함한다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 이송로봇암(150)은 제1 금형(100a) 내지 제3 금형(100c)의 후방측에서 다이(D)의 높이에 대응되도록 길게 설치된 수평레일부(140)에 이동 가능하게 설치되고, 수평레일부(140)의 승하강에 의해 승강 가능하다.
수평레일부(140)의 승하강은 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 수행될 수 있다. 이송로봇암(150)의 수평방향 이동은 두 개의 풀리를 연결한 벨트와 두 개의 풀리 중 하나와 연결된 모터의 구동에 의해 수행될 수 있다.
이송로봇암(150)은 수평레일부(140)에 다수 개가 설치되어 제1 금형(100a)에서 가공된 제1 세미버너캡(1a)을 제2 금형(100b)으로 이송하고, 제2 금형(100b)에서 가공된 제2 세미버너캡(1b)을 제3 금형(100c)으로 이송하고, 제3 금형(100c)에서 가공된 제3 세미버너캡(1c)을 이송컨베이어(200)로 이송할 수 있다. 실시예에서 이송로봇암(150)은 수평레일부(140)에 4개가 구비된다.
이송로봇암(150)은 진공흡착에 의해 제1 세미버너캡(1a) 내지 제3 세미버너캡(1c)의 상면을 파지한다. 이송로봇암(150)은 진공을 가하여 제1 세미버너캡(1a) 내지 제3 세미버너캡(1c)을 파지하며, 일 예로, 제1 세미버너캡(1a)을 파지한 이송로봇암(150)은 상승 - 제2 금형(100b) 방향으로 이동 - 제2 금형(100b)의 다이의 상부에 위치한 다음 하강 - 진공해제 - 상승 - 제1 금형(100a) 방향으로 이동 - 하강의 과정을 반복하면서, 제1 세미버너캡(1a)을 파지하여 제2 금형(100b)의 다이에 안착시킨다.
또한, 제2 세미버너캡(1b)을 파지한 이송로봇암(150)은 상승 - 제3 금형(100c) 방향으로 이동 - 제3 금형(100c)의 다이의 상부에 위치한 다음 하강 - 진공해제 - 상승 - 제2 금형(100b) 방향으로 이동 - 하강의 과정을 반복하면서, 제2 세미버너캡(1b)을 파지하여 제3 금형(100c)의 다이에 안착시킨다.
또한, 제3 세미버너캡(1c)을 파지한 이송로봇암(150)은 상승 - 제1 컨베이어(210) 방향으로 이동 - 하강 - 진공해제 - 상승 - 제3 금형(100c) 방향으로 이동 - 하강의 과정을 반복하면서, 제3 세미버너캡(1c)을 파지하여 제1 컨베이어(210)에 공급한다.
제1 세미버너캡(1a) 내지 제3 세미버너캡(1c)을 제2 금형(100b), 제3 금형(100c) 및 제1 컨베이어(210)에 각각 이송시키는 이송로봇암(150) 들의 동작은 동일한 패턴으로 반복 수행된다.
제1 금형(100a)과 제2 금형(100b)의 사이에 스크랩(S)이 모아져 수거할 수 있도록 된 수거부(160)가 구비된다. 스크랩(s)은 강판(P)에서 제1 세미버너캡(1a)을 가공하고 남은 나머지 부분을 의미한다.
도 6에서 해칭 부분은 해당 공정에서 가공되고 있는 부분을 표시한 것이다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 제1 금형(100a)에서 단조(FORGING) 가공과 블랭킹(BLANKING) 가공의 사이에 아이들(IDLE) 공정이 포함된다. 아이들 공정은 그 스테이지에서 가공하지 않고 쉬는 단계이다. 이는 금형의 강도 보강, 열확산의 시간 여유, 프레스 하중 중심 등의 조정을 위해 필요하다.
이송컨베이어(200)는 제3 금형(100c)에서 연결되게 배치되어 제3 세미버너캡(1c)을 수평방향으로 이송시키는 제1 컨베이어(210)와, 제1 컨베이어(210)와 수직으로 배치되고 수평방향으로 이송된 제3 세미버너캡(1c)을 수직방향으로 이송시키는 제2 컨베이어(220)를 포함한다.
제1 컨베이어(210)와 제2 컨베이어(220)를 수직으로 배치한 것은 프로그래시브 금형(100)과 자동용접장치(300)를 수직으로 배치하여, 설치 공간을 많이 확보하지 않도록 함으로써 설치 공간의 효율성을 높인다. 제1 컨베이어(210)와 제2 컨베이어(220)는 양측 풀리와 양측 풀리를 감은 이송벨트와 풀리 중 하나에 연결되어 이송벨트가 양측 풀리를 감은 상태로 회전하게 하는 모터를 포함하는 구조일 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치를 보인 평면도이다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 자동용접장치(300)는 회전원판(310), 돌기결합수단(330), 용접수단(340), 자동공급수단(350), 자동배출수단(360) 및 회전구동수단(370)을 포함한다.
회전원판(310)은 상면에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 안착다이(320)가 구비된다. 돌기결합수단(330)과 용접수단(340)은 회전원판(310)의 외주를 둘러 상기 외주와 일정 간격을 두고 배치된다. 자동공급수단(350)은 제2 컨베이어의 단부로 이송된 제3 세미버너캡(1c)을 파지하여 상기 안착다이(320)에 안착시킨다.
회전원판(310)이 회전하여 복수 개의 안착다이(320)를 자동공급수단(350), 돌기결합수단(330), 용접수단(340), 자동배출수단(360)에 대응되는 위치로 위치시킬 수 있다.
자동배출수단(360)은 자동공급수단(350)과 반대편 방향에 위치되고 용접이 완료된 제3 세미버너캡(1c)을 안착다이(320)에서 파지하여 배출레일부(380)로 이송한다. 회전구동수단(370)은 회전원판(310)을 회전시켜 회전원판(310) 상의 안착다이(320)가 돌기결합수단(330) 및 용접수단(340)에 순차적으로 대응되게 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 돌기결합수단을 보인 구성도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바에 의하면, 회전원판(310)이 회전하여 돌기결합수단(330)과 대응되는 위치로 배치된 안착다이(320)는 회전원판(310)에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 절개한 절개홈(311)에 대응되게 구비되고, 회전원판(310)에 일단이 고정된 탄성수단(325)을 매개로 회전원판(310)의 소정 높이에 설치된다. 탄성수단(325)은 스프링으로 돌기결합수단(330)이 안착다이(320) 상의 제3 세미버너캡(1c)에 돌기(7)를 결합하는 힘에 의해 버너캡(1)에 스크래치가 발생하는 것을 방지하고 충격을 완화시키기 위해 구비된다.
돌기결합수단(330)은 회전원판(310)의 회전에 의해 안착다이(320)가 돌기결합수단(330)에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 조립부(331)가 하강하여 안착다이(320)에 안착된 제3 세미버너캡(1c)에 돌기(7)를 결합한다. 이때, 안착다이(320)는 상면에 제3 세미버너캡(1c)을 유동없이 안정적으로 지지하면서 조립부(331)와 간섭되지 않도록 하는 지지몰드(321)를 포함한다. 지지몰드(321)는 하방으로 요입형성되고 저면이 버너캡(1)의 외경에 대응되고 상부로 갈수록 곡면을 형성하면서 내경이 넓어지는 형상으로 형성된다. 지지몰드(321)의 형상은 제3 세미버너캡(1c)을 유동없이 안정적으로 지지하면서 자동배출수단(360)이 용접 완료된 버너캡(1)을 파지할 때 파지가 용이하도록 한다.
돌기결합수단(330)의 조립부(331)의 승하강은 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 수행될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 용접수단을 보인 구성도이다.
도 9에 도시된 바에 의하면, 회전원판(310)이 회전하여 용접수단(340)과 대응되는 위치로 배치된 안착다이(320)는 회전원판(310)에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 절개한 절개홈(311)에 대응되게 구비되고, 회전원판(310)에 일단이 고정된 탄성수단(325)을 매개로 회전원판(310)의 소정 높이에 설치된다. 탄성수단(325)은 스프링으로 돌기결합수단(330)이 안착다이(320) 상의 제3 세미버너캡(1c)에 돌기(7)를 결합하는 힘에 의해 버너캡(1)에 스크래치가 발생하는 것을 방지하고 충격을 완화시키기 위해 구비된다.
용접수단(340)은 회전원판(310)의 회전에 의해 안착다이(320)가 용접수단(340)에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 용접부(341)가 하강하여 안착다이(320)에 안착된 제3 세미버너캡(1c)의 돌기(7) 가장자리를 용접한다.
용접수단(340)의 용접부(341)의 승하강은 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 수행될 수 있다.
도 9에서도 지지몰드(321)의 형상은 제3 세미버너캡(1c)을 유동없이 안정적으로 지지하므로 정확한 위치에 용접이 가능하고 용접 불량이 방지된다. 또한, 용접수단(340)은 용접부(341)의 승하강 및 용접하는 시간 및 위치가 기설정된 세팅값에 따라 자동으로 수행되므로 용접 품질 편차도 발생하지 않는다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 자동공급수단을 보인 구성도이다.
도 10에 도시된 바에 의하면, 자동공급수단(350)은 제2 컨베이어(220)의 상측과 회전원판(310)의 상측을 연결하는 형상으로 배치되는 레일부(351)와 레일부(351)를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 제2 컨베이어(220)의 단부로 공급된 제3 세미버너캡(1c)을 파지하여 회전원판(310)의 안착다이(320)에 안착시키는 파지부(353)를 포함한다.
자동공급수단(350)의 파지부(353)는 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 승하강 될 수 있다. 자동공급수단(350)의 파지부(353)는 하강- 진공흡착- 승강- 이송- 하강- 진공해제 동작을 반복 수행하면서 제2 컨베이어(220)의 단부로 공급된 제3 세미버너캡(1c)을 파지하여 회전원판(310)의 안착다이(320)에 안착시킨다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 자동용접장치의 자동배출수단을 보인 구성도이다.
도 11에 도시된 바에 의하면, 자동배출수단(360)은 배출레일부(380)의 상측과 회전원판(310)의 상측을 연결하도록 배치되는 레일부(361)와 레일부(361)를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 회전원판(310)의 버너캡(1)을 파지하여 배출레일부(380)로 이송시키는 파지부(363)를 포함한다.
자동배출수단(360)의 파지부(363)는 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 승하강 될 수 있다. 자동배출수단(360)의 파지부(363)는 하강- 진공흡착- 승강- 이송- 하강- 진공해제 동작을 반복 수행하면서 회전원판(310)의 안착다이(320)에 안착된 용접 완료된 버너캡(1)을 배출레일부(380)로 이송시킨다.
상술한 본 발명은 프레스 후 바로 용접까지 수행하는 버너캡 연속 생산 시스템을 구성하므로 버너캡의 생산성을 향상시킬 수 있다.
특히, 버너캡(1) 제품의 특성의 문제로 제품의 사이드면을 가공해야할 필요성이 있으며, 이를 프로그래시브 금형(100)에서 수행할 수 있다. 제1 금형(100a)에서 피어싱 가공, 단조 가공, 블랭킹 가공을 수행하고, 제2 금형(100b)에서 모따기 가공을 수행하며, 제3 금형(100c)에서 리스트라이킹 가공을 연속하여 수행하는 것에서 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 프로그래시브 금형(100)과 연속하도록 연결 설치된 자동용접장치에서 돌기 결합 및 용접이 자동으로 수행되므로 균일하고 규격화된 용접 품질을 갖는 버너캡을 생산할 수 있고 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
P: 강판 1: 버너캡
1a: 제1 세미버너캡 1b: 제2 세미버너캡
1c: 제3 세미버너캡 3: 본체
5: 단차홈 7: 돌기
10: 버너캡 연속 생산 시스템 100: 프로그래시브 금형
101: 가동측 103: 고정측
100a: 제1 금형 110a: 제1 상부프레스
120a: 제1 하부프레스 115: 절단날부
100b: 제2 금형 110b: 제2 상부프레스
120b: 제2 하부프레스 100c: 제3 금형
110c: 제3 상부프레스 120c: 제3 하부프레스
140: 수평레일부 150: 이송로봇암
160: 수거부 200: 이송컨베이어
210: 제1 컨베이어 220: 제2 컨베이어
300: 자동용접장치 310: 회전원판
311: 절개홈 320: 안착다이
321: 지지몰드 325: 탄성수단
330: 돌기결합수단 331: 조립부
340: 용접수단 341: 용접부
350: 자동공급수단 351: 레일부
353: 파지부 360: 자동배출수단
361: 레일부 363: 파지부
370: 회전구동수단 380: 배출레일부

Claims (2)

  1. 강판을 프레싱 절단하여 제1 세미버너캡으로 가공하는 제1 금형, 상기 제1 세미버너캡에 모따기(Chamfer) 공정을 수행하여 제2 세미버너캡으로 가공하는 제2 금형, 상기 제2 세미버너캡에 리스트라이킹(restriking) 공정을 수행하여 제3 세미버너캡으로 가공하는 제3 금형이 연속하여 배치되고, 상기 제1 금형, 상기 제2 금형 및 상기 제3 금형은 동시에 동작되어 상기 제1 세미버너캡, 상기 제2 세미버너캡 및 제3 세미버너캡을 연속하여 가공하는 프로그래시브 금형;
    상기 프로그래시브 금형으로부터 상기 제3 세미버너캡을 연속적으로 공급받고, 상기 제3 세미버너캡에 돌기를 안착하고 용접하여 버너캡으로 가공하는 자동용접장치;
    를 포함하고,
    상기 버너캡은
    원판 형상의 본체와 상기 본체의 상면 일부가 하방으로 요입되어 형성된 단차홈과 상기 본체의 상면에 돌기를 포함하는 형상이며,
    상기 제1 세미버너캡은
    상기 원판 형상의 본체와 상기 단차홈을 포함한 버너캡 형상이고,
    상기 제2 세미버너캡은
    상기 제1 세미버너캡에서 상기 본체의 가장자리가 라운드 처리된 형상이고,
    상기 제3 세미버너캡은
    상기 제2 세미버너캡의 단차홈을 상기 버너캡의 단차홈과 동일한 치수로 가공한 형상이며,
    상기 제1 금형은
    가동측에 설치되며 하면에 피어싱 가공, 단조 가공, 블랭킹 가공을 수행하기 위한 펀치가 일정 간격을 두고 순차적으로 설치된 제1 상부프레스; 및
    고정측에 설치되며 상면에 상기 제1 상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제1 하부프레스;
    을 포함하고,
    상기 제2 금형은
    가동측에 설치되며 모따기 가공을 수행하기 위한 펀치가 구비된 제2 상부프레스; 및
    고정측에 설치되며 상면에 상기 제2 상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제2 하부프레스;
    를 포함하고,
    상기 제3 금형은
    가동측에 설치되며 리스트라이킹 가공을 위한 펀치가 구비된 제3 상부프레스;
    고정측에 설치되며 상기 제3 상부프레스의 펀치에 대응되게 배치된 다이를 포함하는 제3 하부프레스;
    를 포함하고,
    상기 제3 금형에서 가공된 제3 세미버너캡을 상기 자동용접장치로 이송하기 위한 이송컨베이어를 포함하고,
    상기 제1 금형에서 가공된 제1 세미버너캡을 상기 제2 금형의 다이로 이송하고, 상기 제2 금형에서 가공된 제2 세미버너캡을 상기 제3 금형의 다이로 이송하며, 상기 제3 금형에서 가공된 제3 세미버너캡을 상기 이송컨베이어로 이송하기 위한 이송로봇암을 포함하며,
    상기 이송로봇암은
    상기 제1 금형 내지 제3 금형의 후방측에서 상기 다이의 높이에 대응되도록 길게 설치된 수평레일부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 수평레일부의 승하강에 의해 승강 가능하며,
    상기 수평레일부의 승하강은 유압 또는 공압을 제공하는 실린더의 작동으로 수행되고,
    상기 이송로봇암의 이동은 두 개의 풀리를 연결한 벨트와 두 개의 풀리 중 하나와 연결된 모터의 구동에 의해 수행되며,
    상기 이송로봇암은 진공흡착에 의해 상기 제1 세미버너캡 내지 제3 세미버너캡의 상면을 파지하며,
    상기 제1 금형과 제2 금형의 사이에 스크랩이 모아져 수거할 수 있도록 된 수거부가 구비되며,
    상기 제1 금형에서 단조 가공과 블랭킹 가공의 사이에는 아이들 공정이 포함되게 구성되며,
    상기 이송컨베이어는
    상기 제3 금형에서 연결되게 배치되어 상기 제3 세미버너캡을 수평방향으로 이송시키는 제1 컨베이어;
    상기 제1 컨베이어와 수직으로 배치되고 수평방향으로 이송된 제3 세미버너캡을 수직방향으로 이송시키는 제2 컨베이어를 포함하고,
    상기 자동용접장치는,
    회전원판;
    상기 회전원판의 상면에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 구비된 안착다이;
    상기 회전원판의 외주를 둘러 상기 외주와 일정 간격을 두고 배치된 돌기결합수단과 용접수단;
    상기 제2 컨베이어의 단부로 이송된 제3 세미버너캡을 파지하여 상기 안착다이에 안착시키는 자동공급수단;
    상기 자동공급수단과 반대편 방향에 위치되고 상기 용접이 완료된 제3 세미버너캡을 안착다이에서 파지하여 배출레일부로 이송하는 자동배출수단;
    상기 회전원판을 회전시켜 상기 회전원판 상의 안착다이가 상기 돌기결합수단 및 상기 용접수단에 순차적으로 대응되게 하는 회전구동수단;
    을 포함하며,
    상기 안착다이는,
    상기 회전원판에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 절개한 절개홈에 대응되게 구비되고, 상기 회전원판에 일단이 고정된 탄성수단을 매개로 상기 회전원판의 소정 높이에 설치되며,
    상기 돌기결합수단은
    상기 회전원판의 회전에 의해 상기 안착다이가 상기 돌기결합수단에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 조립부가 하강하여 상기 안착다이에 안착된 상기 제3 세미버너캡에 돌기를 결합하고,
    상기 용접수단은
    상기 회전원판의 회전에 의해 상기 안착다이가 상기 용접수단에 대응되는 위치로 위치되면 선단의 용접부가 하강하여 상기 안착다이에 안착된 상기 제3 세미버너캡의 돌기 가장자리를 용접하는,
    상기 자동공급수단은
    상기 제2 컨베이어의 상측과 상기 회전원판의 상측을 연결하도록 배치되는 레일부와;
    상기 레일부를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 상기 제2 컨베이어의 단부로 공급된 제3 세미버너캡을 파지하여 상기 회전원판의 안착다이에 안착시키는 파지부;를 포함하며,
    상기 자동배출수단은
    상기 배출레일부의 상측과 상기 회전원판의 상측을 연결하도록 배치되는 레일부와
    상기 레일부를 따라 이동되며 진공 흡착에 의해 상기 회전원판의 버너캡을 파지하여 상기 배출레일부로 이송시키는 파지부;
    를 포함하는,
    프로그래시브 이너 트랜스퍼 복합금형 방식을 활용한 버너캡 연속 생산 시스템.
  2. 삭제
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