KR102316166B1 - 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이브 스프링을 제조하는 자동 생산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평평한 형태의 선재를 단부가 서로 마주보며 밀착되도록 링 형태의 소재로 성형하고, 성형된 소재를 자동으로 투입하여 자동으로 용접 및 연마한 후 웨이브 형태로 금형을 이용해 자동 성형한 상태에서 불량 여부를 자동 검사하여 양품과 불량품을 개별 배출하여 작업자 없이 모든 과정을 자동으로 제조할 수 있는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템은, 소재를 적재하여 순차적으로 공급하는 공급부, 공급부의 일측에 구비되어 공급부에서 공급되는 소재를 원형의 경로로 순차적으로 회전 이송시키는 회전 이송부, 회전 이송부가 소재를 이송시키는 경로상에 구비되어 이송되는 소재의 단부를 용접하는 용접부, 용접부의 바로 뒤쪽에 구비되어 용접에 의해 발생된 버를 연마하여 제거하는 연마부, 연마부의 일측에 구비되어 연마부에서 버의 연마가 완료된 소재를 전달받아 물결 형상으로 가압하여 성형하는 가압 성형부, 가압 성형부에서 성형된 소재를 검사하여 선별하는 검사부 및 검사부의 뒤쪽에 구비되어 검사부에서 양품으로 선별된 소재를 가열하여 열처리하는 열처리부를 포함한다.

Description

세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템{Separating Wave Spring Automatic Production System}
본 발명은 웨이브 스프링을 제조하는 자동 생산 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평평한 형태의 선재를 단부가 서로 마주보며 밀착되도록 링 형태의 소재로 성형하고, 성형된 소재를 자동으로 투입하여 자동으로 용접 및 연마한 후 웨이브 형태로 금형을 이용해 자동 성형한 상태에서 불량 여부를 자동 검사하여 양품과 불량품을 개별 배출하여 작업자 없이 모든 과정을 자동으로 제조할 수 있는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 웨이브 스프링은 자동차의 자동 변속기 등에 설치되어 변속 충격을 완화시키는 것으로, 링 형태로 이루어지며 전체적으로 물결 형상으로 굴곡지게 이루어진다.
웨이브 스프링은, 굴곡면이 접촉되는 부품 사이에 완충 작용을 하여 부품의 손상 없이 변속이나 회전 동작을 원활하게 할 수 있게 된다.
이러한 웨이브 스프링은 일반적으로 판 형태의 소재를 프레스 가공을 이용해 링 형태로 절단하여 절단된 소재를 물결 형상으로 가압 성형함에 따라 제조하게 된다.
하지만, 판 형태의 소재에서 스프링으로 성형될 부분만을 절단함에 따라 잔여 부위가 낭비되는 문제가 발생하게 된다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 선행문헌 1(공개특허 10-2018-0109203 웨이브 스프링 제조방법)에서는 일정 길이의 스프링 선재를 양끝이 분리된 링 형상으로 성형하고 이를 용접하여 가압에 의해 웨이브 형상으로 성형하는 구성이 개시되어 있다.
하지만 선행문헌 1은 자동화 설비 없이 가공해야 하기 때문에 정밀한 가공이 어렵고, 작업자에 의해 제조됨에 따라 제조에 소요되는 시간이 증가되어 생산 수율이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 정밀한 검사를 통한 불량품 식별이 어려워 불량 발생률이 증가하는 문제가 발생하게 된다.
선행문헌 1(공개특허 10-2018-0109203 웨이브 스프링 제조방법)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 최초 선재를 단부가 서로 마주보며 밀착되게 링 형태의 소재로 성형하고 다량의 소재를 적재하여 순차적으로 공급함에 따라 하나씩 개별 가공이 가능하게 하고, 회전 반경 내에서 용접 및 연마가 순차적으로 자동으로 이루어짐에 따라 설치 공간을 최소화할 수 있으며, 용접 및 연마 가공된 소재를 가압 성형부로 자동 이송하여 소재가 전체적으로 웨이브 형태로 성형되도록 함과 동시에 성형 완료된 소재는 검사부를 통해 정밀하게 웨이브의 굴곡 정도나 하중 검사를 수행하여 양품과 불량품으로 분리하여 배출 할 수 있어서 불량 발생률을 최소화 하면서 전체적으로 자동으로 이루어지는 시스템에 의해 제조에 소요되는 시간을 단축하여 생산 수율을 높일 수 있는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템은, 소재(M)를 적재하여 순차적으로 공급하는 공급부(100), 상기 공급부(100)의 일측에 구비되어 상기 공급부(100)에서 공급되는 소재(M)를 원형의 경로로 순차적으로 회전 이송시키는 회전 이송부(300), 상기 회전 이송부(300)가 소재(M)를 이송시키는 경로상에 구비되어 이송되는 소재(M)의 단부를 용접하는 용접부(400), 상기 용접부(400)의 바로 뒤쪽에 구비되어 용접에 의해 발생된 버를 연마하여 제거하는 연마부(500), 상기 연마부(500)의 일측에 구비되어 연마부(500)에서 버의 연마가 완료된 소재(M)를 전달받아 물결 형상으로 가압하여 성형하는 가압 성형부(600), 상기 가압 성형부(600)에서 성형된 소재(M)를 검사하여 선별하는 검사부(700) 및 상기 검사부(700)의 뒤쪽에 구비되어 검사부(700)에서 양품으로 선별된 소재(M)를 가열하여 열처리하는 열처리부(900)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급부(100)와 회전 이송부(300) 사이에는 소재(M)를 순차적으로 하나씩 투입하는 투입부(200)가 더 구비되되, 상기 투입부(200)는, 공급부(100)와 회전 이송부(300) 사이에서 왕복 이동하며 공급부(100)로부터 소재(M)를 하나씩 파지하여 이송하는 소재 파지툴(210)이 구비되고, 상기 소재 파지툴(210)의 이송 경로상에는 회전에 의해 원형의 소재(M)에서 단부를 외측으로 정위치되도록 정렬하는 소재 정렬부(220)가 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 검사부(700)는, 소재(M)를 수평 상태로 유지한 상태에서 광센서(711)를 이용해 굴곡 정도를 파악하여 외형을 검사하는 외형 검사부(710) 및 외형 검사가 완료된 소재(M)를 가압하면서 하중을 검사하는 하중 검사부(720)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 공정상 상기 검사부(700)의 뒤쪽에는 검사 완료된 소재(M)를 불량과 양품으로 선별하여 배출하는 배출부(800)가 더 구비되되, 상기 배출부(800)는 경사진 판 형태로 이루어지고 회전 가능하게 구비되어 불량과 양품을 각각 다른 경로로 배출되도록 유도하는 회전 배출판(810)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 공급부(100)와, 용접부(400) 및 연마부(500)는 회전 이송부(300)를 중심으로 작업 반경 내에서 원형으로 순차적으로 배치되어 설치 면적을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전자동 시스템에 의해 세퍼레이팅 웨이브 스프링을 자동 생산할 수 있어서 작업자 없이 빠른 속도로 제조함에 따라 생산 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 원형의 경로로 소재를 이송시키면서 제조 가능하여 설치 면적을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 자동 검사 시스템에 의해 양품과 불량품을 자동 선별하여 배출함에 따라 생산 정밀도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템의 전체 평면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템의 전체 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 공급부를 상세히 나타낸 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 투입부를 상세히 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 용접부의 구성을 상세히 나타낸 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 연마부의 구성을 간략히 도시한 개략도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 가압 성형부로 소재를 투입하는 상태를 나타낸 사시도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 가압 성형부에서 성형된 소재를 검사부로 이송하는 상태를 나타낸 사시도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 외형 검사부의 사시도
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 하중 검사부의 사시도
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 배출부의 사시도
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 열처리부의 사시도
본 발명은 웨이브 스프링 자동생산 시스템에 관한 것으로, 특히 소재의 낭비를 최소화하기 위해 평평한 형태의 선재를 단부가 서로 마주보며 밀착되도록 링 형태의 소재로 성형하고, 이를 순차적으로 투입하면서 용접, 연마 작업을 수행함에 따라 단부를 일체화하여 프레스 금형에 의해 웨이브가 형성되도록 성형하고, 성형된 소재는 검사를 통해 불량품과 양품을 분리하여 별도의 경로로 배출함에 따라 작업자 없이 정밀한 제조가 가능한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템의 전체 평면도고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템의 전체 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 크게 소재(M)를 적재하여 순차적으로 공급하는 공급부(100), 상기 공급부(100)의 일측에 구비되어 상기 공급부(100)에서 공급되는 소재(M)를 원형의 경로로 순차적으로 회전 이송시키는 회전 이송부(300) 및 상기 공급부(100)로부터 소재(M)를 개별적으로 하나씩 파지하여 상기 회전 이송부(300)로 투입하는 투입부(200)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 회전 이송부(300)가 소재(M)를 이송시키는 경로상에 구비되어 이송되는 소재(M)의 단부를 용접하는 용접부(400) 및 상기 용접부(400)의 바로 뒤쪽에 구비되어 용접에 의해 발생된 버(burr)를 연마하여 제거하는 연마부(500)를 포함하여 구성된다.
상기 연마부(500)의 일측에는 연마부(500)에서 버(burr)의 연마가 완료된 소재(M)를 전달받아 물결 형상으로 가압하여 성형하는 가압 성형부(600)가 구비되고, 시스템의 경로상 상기 가압 성형부(600)의 뒤쪽에는 상기 가압 성형부(600)에서 성형된 소재(M)를 검사하여 선별하는 검사부(700) 및 상기 검사부(700)의 뒤쪽에 구비되어 검사 완료된 소재(M)를 양품과 불량품으로 구별하여 별도로 배출시키는 배출부(800)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 배출부(800)의 뒤쪽에는 검사부(700)에서 양품으로 선별된 소재(M)를 가열하여 열처리하는 열처리부(900)를 포함하여 구성된다.
상기 회전 이송부(300)는 턴테이블 형태로 회전되며 소재(M)를 경로를 따라 순차적으로 이송하는 것으로, 회전 경로를 따라 개별적으로 구동되는 다수개의 소재 고정툴(310)이 구비된다.
그리고 상기 배출부(800)는 상기 배출부(800)는 경사진 판 형태로 이루어지고 회전 가능하게 구비되어 불량과 양품을 각각 다른 경로로 배출되도록 유도하는 회전 배출판(810) 및 양품으로 배출되는 소재(M)를 열처리부(900) 측으로 이송하는 배출 컨베이어(820)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 회전 배출판(810)에서 소재(M)가 배출 컨베이어(820) 측으로 배출되는 끝부분에는 배출 컨베이어(820)에 다른 소재(M)가 이송되고 있을 경우 회전 배출판(810)에 올려진 소재(M)가 이송되는 소재(M)의 상부로 배출되지 않도록 막아주다가 소재(M)의 배출 이송이 완료되고 배출 컨베이어(820)에 소재(M)가 투입될 공간이 있을 경우 소재(M)가 투입되도록 해제하는 배출 제어부재(811)가 더 구비된다.
상기 배출 컨베이어(820)의 뒤쪽 끝부분에는 양품으로 배출되는 소재(M)를 전달받아 상기 열처리부(900) 측으로 이송하여 열처리부(900)로 투입하는 투입 컨베이어(910)가 구비되고, 상기 열처리부(900) 내측에는 소재(M)를 열처리 경로를 따라 적정 속도로 이송하는 열처리 이송 컨베이어(920)가 구비된다.
이로 인해 선재를 이용해 소재를 원형으로 성형한 후 서로 맞닿는 단부를 가공 위치로 정렬시켜 용접, 연마 작업을 순차적으로 자동 수행하고, 이를 가압 성형부에 의해 웨이브 형상으로 성형하여 제조할 수 있게 되며, 제조된 제품을 검사를 통해 양품과 불량품으로 구분하여 배출하고 양품은 열처리되도록 함에 따라 전 공정을 자동으로 수행할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 공급부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 공급부(100)는 다량의 소재(M)를 적재하는 것으로 다수개가 원형 경로로 배치되는 소재 매거진(110) 및 상기 소재 매거진(110)의 하부에 구비되어 소재 매거진(110)을 지지하면서 소재(M)가 모두 소진되면 다른 소재 매거진(110)을 공급 위치로 회전 이동시키는 회전 공급 테이블(120)을 포함하여 구성된다.
이로 인해 다량의 소재(M)를 적재한 상태에서 순차적으로 공급하여 연속적으로 작업을 수행하며 웨이브 스프링을 제조할 수 있게 된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 투입부를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 투입부(200)는 소재 매거진(110)에 적재된 소재(M)를 하나씩 순차적으로 파지하여 이송하는 소재 파지툴(210) 및 상기 소재 파지툴(210)의 이송경로 상에 구비되어 투입된 소재(M)를 가공 정위치로 정렬하는 소재 정렬부(220)를 포함하여 구성된다.
상기 소재 파지툴(210)은 자석, 진공흡착 등의 방법으로 소재(M)의 상부로 이동하여 소재(M)를 하나씩 소재 매거진(110)으로부터 꺼내어 분리하는 분리툴(211) 및 소재(M)가 일정 구간 승강되며 분리되면 소재(M)의 내주연을 따라 3방향으로 확장 및 축소되도록 구비되고, 실린더의 동작에 의해 소재(M)의 내측에서 확장 및 축소되며 소재(M) 내측을 지지하거나 해제하는 소재 내측 지지툴(212)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 소재 정렬부(220)는 투입된 소재(M)를 회전시켜 링 형태의 소재(M)에서 서로 분리된 상태로 마주보는 단부를 가공 위치로 정렬하는 회전 정렬판(221) 및 상기 회전 정렬판(231)의 뒤쪽에 구비되어 소재(M)의 단부 내측으로 끼워지며 소재(M)의 단부를 정위치로 고정시키는 정위치 고정부재(222)를 포함하여 구성된다.
이로 인해 소재(M)를 소재 매거진(110)으로부터 하나씩 분리하여 내측을 고정 파지한 상태로 안정적으로 이송하여 투입할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 용접부의 구성을 상세히 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 용접부(400)는 소재(M)의 단부를 가용접하는 가용접부(410) 및 상기 가용접부(410)의 뒤쪽에 구비되어 소재(M)를 보다 견고하게 본용접하는 본용접부(420)를 포함하여 구성된다.
상기 가용접부(410)는, 소재(M)의 상부에서 승하강되며 소재(M)를 가용접하는 승하강식 가용접팁(411) 및 소재(M)의 하부에서 소재(M)를 지지하면서 상기 승하강식 가용접팁(411)이 하강함에 따라 소재(M)의 하부에서 상기 승하강식 가용접팁(411)과 통전되며 소재(M)를 가용접하는 고정식 가용접팁(412)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 고정식 가용접팁(412)의 소재 고정툴(310) 측 위치에는 소재(M)의 이송 경로를 따라 양측이 경사지게 이루어진 제1 소재 이격수단(413)이 구비된다.
상기 제1 소재 이격수단(413)은 소재(M)가 고정된 소재 고정툴(310) 측에서 승하강되는 판 형태로 이루어지고, 소재(M)가 가용접부(410)로 진입되는 구간에서는 소재(M) 이송 경로를 따라 양측이 경사지게 이루어진다.
이러한 제1 소재 이격수단(413)은 실린더나 액추에이터, 서보모터 등에 의해 승하강되는 구조로 이루어지며, 소재(M)가 가용접부(410)로 진입될 때 승강된 상태를 유지하여 소재(M)가 경사면을 따라 고정식 가용접팁(412)과 이격되며 용접 위치로 진입되고, 진입 후 하강하여 소재(M)가 고정식 가용접팁(412)에 밀착되도록 해제한다.
이후 가용접이 완료되면 다시 승강하며 소재(M)를 고정식 가용접팁(412)에서 이격시키고 소재(M)가 이격된 상태로 다음 공정으로 이송되어 소재(M)가 손상되거나 가공 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 가용접부(410)의 바로 뒤쪽에는 가용접에 의해 단부가 접합된 소재(M)에서 단부를 다시한번 견고하게 본용접하는 본용접부(420)가 구비된다.
상기 본용접부(420)는, 소재(M)의 상부에서 승하강되며 소재(M)를 본용접하는 승하강식 본용접팁(421) 및 소재(M)의 하부에서 소재(M)를 지지하면서 상기 승하강식 본용접팁(421)이 하강함에 따라 소재(M)의 하부에서 상기 승하강식 본용접팁(421)과 통전되며 소재(M)를 본용접하는 고정식 본용접팁(422)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 고정식 본용접팁(422)에서 소재 고정툴(310) 측 위치에는 소재(M)의 이송 경로를 따라 양측이 경사지게 이루어진 제2 소재 이격수단(423)이 구비된다.
상기 제2 소재 이격수단(423)은 소재(M)가 고정된 소재 고정툴(310) 측에서 승하강되는 판 형태로 이루어지고, 소재(M)가 본용접부(420)로 진입되는 구간에서는 소재(M) 이송 경로를 따라 양측이 경사지게 이루어진다.
이러한 제2 소재 이격수단(423)은 실린더나 액추에이터, 서보모터 등에 의해 승하강되는 구조로 이루어지며, 소재(M)가 본용접부(420)로 진입될 때 승강된 상태를 유지하여 소재(M)가 경사면을 따라 고정식 본용접팁(422)과 이격되며 용접 위치로 진입되고, 진입 후 하강하여 소재(M)가 고정식 본용접팁(422)에 밀착되도록 해제한다.
이후 본용접이 완료되면 다시 승강하며 소재(M)를 고정식 본용접팁(422)에서 이격시키고 소재(M)가 이격된 상태로 다음 공정으로 이송되어 소재(M)가 손상되거나 가공 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이로 인해 소재(M)를 회전 이송부(300)에 의해 순차적으로 이송하면서 자동으로 용접 작업을 수행하되, 가용접과 본용접을 통해 보다 견고한 용접이 가능하게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 연마부의 구성을 간략히 도시한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 상기 연마부(500)는 소재(M) 용접 과정에서 발생된 버(burr)를 제거하는 것으로, 회전 이송부(300)에 의해 소재(M)가 이송되는 경로에서 용접부(400) 뒤쪽에 구비된다.
이러한 연마부(500)는 먼저 소재(M)의 용접부위 하부를 연마하는 하부 연마부(510)가 구비되고, 그 바로 뒤쪽에 소재(M)의 용접부위 상부를 연마하는 상부 연마부(520)가 구비되며, 그 뒤쪽에는 소재(M) 용접 부위의 내측과 외측을 동시에 연마하는 측면 연마부(530)가 구비된다.
상기 하부 연마부(510)는, 회전 구동에 의해 용접 부위에서 하부 측을 연마하여 버를 제거하는 하부 연마커터(511) 및 소재(M)의 상부에서 소재(M)를 지지하여 하부 연마커터(511)가 소재(M)를 연마할 때 소재가 유동되지 않도록 지지하는 상부 지지부(512)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 하부 연마커터(511) 및 상부 지지부(512)는 액추에이터, 또는 볼스크류 구조에 의해 정밀하게 상하 승하강 가능하게 구비되어 소재(M)를 가공 위치로 이동한 상태에서 소재(M) 측으로 접근하여 연마 작업을 수행하고 작업 후 다시 소재(M)로부터 이격되어 소재(M)의 이송을 원활하게 할 수 있게 된다.
그리고 상부 연마부(520)는, 회전 구동에 의해 용접 부위에서 상부 측을 연마하여 버를 제거하는 상부 연마커터(511) 및 소재(M)의 하부에서 소재(M)를 지지하여 상부 연마커터(511)가 소재(M)를 연마할 때 소재가 유동되지 않도록 지지하는 하부 지지부(522)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 상부 연마커터(511) 및 하부 지지부(522)는 액추에이터, 또는 볼스크류 구조에 의해 정밀하게 상하 승하강 가능하게 구비되어 소재(M)를 가공 위치로 이동한 상태에서 소재(M) 측으로 접근하여 연마 작업을 수행하고 작업 후 다시 소재(M)로부터 이격되어 소재(M)의 이송을 원활하게 할 수 있게 된다.
상기 측면 연마부(530)는 소재(M)의 용접부위에서 내측과 외측 양측에 구비되어 소재(M) 측으로 가까워지거나 멀어지게 이동하면서 용접 부위의 측면을 제거하는 것으로, 회전 구동에 의해 동시에 회전되며 소재(M)를 연마하는 양측 연마커터(531)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 양측 연마커터(531)는 액추에이터, 또는 볼스크류 구조에 의해 동시에 소재(M)의 상하, 및 소재(M) 측으로 가까워지거나 멀어지게 이동되도록 구비되는 것으로, 소재(M)의 하부로 이송 되어 소재(M) 이송 경로를 개방하면서 소재(M)의 이송이 완료되면 소재(M) 측으로 승강된다.
그리고 동시에 정밀하게 소재(M) 측으로 가까워지게 구동되어 소재(M)를 연마하고, 연마가 완료되면 소재(M)로부터 이격되면서 다시 하강하여 소재(M)의 이송 경로를 개방할 수 있어서 소재(M) 측면의 버를 정밀하게 제거하면서 이송 경로에 지장을 주지 않게 된다.
이로 인해 용접 부위를 전체적으로 고르게 자동으로 연마하여 버를 제거할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 가압 성형부로 소재를 투입하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 가압 성형부에서 성형된 소재를 검사부로 이송하는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 가압 성형부(600)는 소재(M)를 웨이브 형상으로 가압 성형하는 프레스 금형(610)과, 연마부(500)에서 연마작업까지 완료된 소재(M)를 상기 프레스 금형(610)으로 투입하는 소재 금형 투입부(620) 및 프레스 금형(610)에 의해 성형 완료된 소재(M)를 검사부(700) 측으로 이송하는 소재 검사부 이송부(630)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 소재 금형 투입부(620)와 소재 검사부 이송부(630)는 프레스 금형(610)의 양측에서 액추에이터에 의해 각각 개별적으로 슬라이딩 구동되면서 소재 측으로 하강하여 전자석 구조에 의해 소재를 부착시키고 이를 상부로 승강시켜 이송한 후 목표 지점에서 다시 하강하여 전자석에서 자력을 해제함에 따라 목표 지점에 안착시킬 수 있게 된다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 외형 검사부의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 하중 검사부의 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 검사부(700)는 공정상 가압 성형부(600)의 바로 뒤쪽에 구비되어 가압 성형까지 완료된 소재(M)의 외형을 검사하는 외형 검사부(710)와, 공정상 상기 외형 검사부(710)의 뒤쪽에 구비되어 하중 검사를 수행하는 하중 검사부(720)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 하중 검사부(720)는 다수개가 나란하게 구비되어 여러개의 소재를 동시에 검사할 수 있게 된다.
이때, 상기 하중 검사부(720)의 공정상 앞쪽에는 외형 검사가 완료된 소재(M)를 다수개로 구비되는 하중 검사부(720)에서 비어있는 하중 검사부(720)를 파악하여 순차적으로 이송하는 순차 이송 테이블(730)이 구비된다.
상기 순차 이송 테이블(730)은 액추에이터에 의해 하중 검사부(720)가 나열되는 방향을 따라 이동하면서 비어있는 위치로 소재(M)를 이송한다.
상기 외형 검사부(710)는 소재(M)의 외형을 검사함에 있어서 광센서(711)를 이용하여 적절한 굴곡을 이루도록 성형되었는지 검사하고, 검사가 완료된 소재(M)는 하중 검사부 측 이송부(712)에 의해 상기 순차 이송 테이블(730)로 이송된다.
상기 하중 검사부 측 이송부(712)는 외형 검사부(710)와 하중 검사부(720) 사이에서 회전되며 실린더의 승하강 동작에 의해 소재(M) 측으로 접근하고, 전자석에 의해 소재(M)를 부착시켜 승강된 후 하중 검사부(720) 측으로 회전되어 소재(M)를 하강시켜 전자석의 자력을 해제함에 따라 순차 이송 테이블(730)로 소재(M)를 이송할 수 있게 된다.
상기 하중 검사부(720)는 상기 외형 검사부(710)에서 검사되어 순차 이송 테이블(730)에 의해 이송된 소재를 하중 검사부(720)로 투입하는 하중 검사부 투입부(721) 및 하중 검사가 완료된 소재(M)를 배출부(800) 측으로 이송하는 배출부 측 이송부(722)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 하중 검사부 투입부(721)와 배출부 측 이송부(722)는 소재 금형 투입부(620)와 소재 검사부 이송부(630)와 같은 구조로 이루어지고 소재(M)의 이송 경로를 따라 왕복 이동되며 전자석에 의해 소재(M)를 부착시켜 이송할 수 있게 된다.
이로 인해 작업자 없이 소재(M)를 검사부(700) 측으로 투입하고, 외형 검사부(710)와 하중 검사부(720)로 이송하면서 검사를 수행한 후 배출부(800) 측으로 이송하여 배출할 수 있게 된다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 배출부의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 상기 배출부(800)는, 외형 검사부(710)와 하중 검사부(720)에서 이송된 소재(M)를 배출하는 구성으로, 하중 검사부(720)의 배출부 측 이송부(722)에서 이송되는 소재(M)의 불량 여부를 신호에 의해 전달받아 양품과 불량품을 다른 경로로 배출되도록 회전에 의해 배출 경로를 변경 설정하는 회전 배출판(810) 및 양품으로 배출된 소재(M)를 열처리부(900) 측으로 이송하여 배출하는 배출 컨베이어(820)를 포함하여 구성된다.
상기 회전 배출판(810)은 배출 경로를 향해 하향 경사지게 이루어지고, 배출부 측 이송부(722)에서 이송되는 소재(M)가 불량일 경우 90˚ 회전하여 경사진 끝부분이 불량품 배출 경로 측으로 설정되고 이에 따라 불량으로 판별된 소재(M)가 이송되면 불량품 배출 경로로 유도되어 배출된다.
그리고 배출부 측 이송부(722)에서 이송되는 소재(M)가 양품일 경우 회전에 의해 경사진 끝부분이 배출 컨베이어(820) 측으로 위치되도록 설정하되고, 이에 따라 양품으로 판별된 소재(M)는 배출 컨베이어(820) 측으로 유도되어 배출 컨베이어(820)를 따라 열처리부(900)로 이송된다.
이때, 소재(M)가 배출 컨베이어(820)로 투입되는 경로에는 판 형태로 이루어지고, 승하강 동작에 의해 이송된 소재(M)가 배출 컨베이어(820) 측으로 배출되지 않도록 막아주거나 해제하는 배출 제어부재(811)가 더 구비된다.
상기 배출 제어부재(811)는 배출 컨베이어(820)에서 이송된 소재(M)의 투입 위치에 다른 소재(M)가 이송되고 있을 경우 하강하여 소재(M)가 투입되지 않도록 막아주다가 투입 위치의 소재(M)가 이송되어 비어지게 되면 승강함에 따라 소재(M)가 배출 컨베이어(820)로 투입될 수 있도록 해제한다.
이로 인해 소재(M)가 겹쳐진 상태로 열처리부(900)로 이송되어 열처리가 균일하지 못하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템에서 열처리부의 사시도이다.
도 13을 참조하면, 열처리부(900)는 내부에 가열수단을 구비하여 소재(M)를 열처리하는 것으로, 배출 컨베이어(820)의 이송방향 끝부분에 구비되어 성형 완료된 소재(M)를 열처리부(900)로 투입시키는 투입 컨베이어(910)와, 투입된 소재(M)를 열처리부(900) 내부에서 열처리되도록 서서히 이동시키는 열처리 이송 컨베이어(920)와, 열처리 완료된 소재(M)가 배출되도록 유도하는 배출 롤러(930) 및 배출된 소재(M)를 적층 회수하는 회수바(940)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 배출 롤러(930)는 배출 방향으로 하향 경사지게 다수개가 나란히 배출되는 경사 배열 롤러(931)와, 상기 경사 배열 롤러(931)의 하부에 구비되어 경사 배열 롤러(931)가 회전되는 동력을 제공하는 회전 구동부(932) 및 상기 경사 배열 롤러(931)에 연동되게 구비되어 다수개의 경사 배열 롤러(931)가 동시에 회전되도록 체인과 기어 구조로 연결되는 동력 전달 유닛(933)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 회수바(940)는 열처리부(900)에서 가장 뒤쪽에 구비되어 배출 롤러(930)를 통해 배출되는 소재(M)의 중앙에 비워진 부분으로 삽입되며 소재(M)가 회수되도록 유도하는 소재 유도 돌부(941)와, 상기 소재 유도 돌부(941)의 뒤쪽에 형성되는 것으로, 소재 유도 돌부(941)에 의해 회수되는 소재(M)를 회수바(940)의 외측으로 유도하여 소재(M)의 중앙에 회수바(940)가 위치되며 회수되도록 유도하는 소재 유도 경사면(942)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은 웨이브 스프링을 제조함에 있어서 납작한 형태의 선재를 원형으로 성형한 후 다량의 소재를 적재하여 순차적으로 공급하면서 자동으로 용접 및 연마하고, 이를 가압 성형부로 이송하여 웨이브 스프링 형상으로 성형한 후 외형과 하중의 정상 여부를 검사하여 양품과 불량품으로 선별하여 각각 다른 경로로 배출하는 일련의 공정들을 전자동으로 처리할 수 있어서 제품의 품질을 높이고, 작업자의 피로도를 절감하면서 생산 속도를 높여주어 생산 수율을 높일 수 있게 된다.
M : 소재 100 : 공급부
110 : 소재 매거진 120 : 회전 공급 테이블
200 : 투입부 210 : 소재 파지툴
211 : 분리툴 212 : 소재 내측 지지툴
220 : 소재 정렬부 221 : 회전 정렬판
222 : 정위치 고정부재 300 : 회전 이송부
310 : 소재 고정툴 400 : 용접부
410 : 가용접부 411 : 승하강식 가용접팁
412 : 고정식 가용접팁 413 : 제1 소재 이격수단
420 : 본용접부 421 : 승하강식 본용접팁
422 : 고정식 본용접팁 423 : 제2 소재 이격수단
500 : 연마부 510 : 하부 연마부
511 : 하부 연마커터 512 : 상부 지지부
520 : 상부 연마부 521 : 상부 연마커터
522 : 하부 지지부 530 : 측면 연마부
531 : 양측 연마커터 600 : 가압 성형부
610 : 프레스 금형 620 : 소재 금형 투입부
630 : 소재 검사부 이송부 700 : 검사부
710 : 외형 검사부 711 : 광센서
712 : 하중 검사부 측 이송부 720 : 하중 검사부
721 : 하중 검사부 투입부 722 : 배출부 측 이송부
730 : 순차 이송 테이블 800 : 배출부
810 : 회전 배출판 811 : 배출 제어부재
820 : 배출 컨베이어 900 : 열처리부
910 : 투입 컨베이어 920 : 열처리 이송 컨베이어
930 : 배출 롤러 931 : 경사배열 롤러
932 : 회전 구동부 933 : 동력 전달 유닛
940 : 회수바 941 : 소재 유도 돌부
942 : 소재 유도 경사면

Claims (5)

  1. 소재(M)를 적재하여 순차적으로 공급하는 공급부(100);
    상기 공급부(100)의 일측에 구비되어 상기 공급부(100)에서 공급되는 소재(M)를 원형의 경로로 순차적으로 회전 이송시키는 회전 이송부(300);
    상기 회전 이송부(300)가 소재(M)를 이송시키는 경로상에 구비되어 이송되는 소재(M)의 단부를 용접하는 용접부(400);
    상기 용접부(400)의 바로 뒤쪽에 구비되어 용접에 의해 발생된 버를 연마하여 제거하는 연마부(500);
    상기 연마부(500)의 일측에 구비되어 연마부(500)에서 버의 연마가 완료된 소재(M)를 전달받아 물결 형상으로 가압하여 성형하는 가압 성형부(600);
    상기 가압 성형부(600)에서 성형된 소재(M)를 검사하여 선별하는 검사부(700); 및
    상기 검사부(700)의 뒤쪽에 구비되어 검사부(700)에서 양품으로 선별된 소재(M)를 가열하여 열처리하는 열처리부(900);를 포함함에 있어서,
    상기 공급부(100)와 회전 이송부(300) 사이에는 소재(M)를 순차적으로 하나씩 투입하는 투입부(200)가 더 구비되되, 상기 투입부(200)는, 공급부(100)와 회전 이송부(300) 사이에서 왕복 이동하며 공급부(100)로부터 소재(M)를 하나씩 파지하여 이송하는 소재 파지툴(210)이 구비되고, 상기 소재 파지툴(210)의 이송 경로상에는 회전에 의해 원형의 소재(M)에서 단부를 외측으로 정위치되도록 정렬하는 소재 정렬부(220)가 구비된 것을 특징으로 하는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 검사부(700)는, 소재(M)를 수평 상태로 유지한 상태에서 광센서(711)를 이용해 굴곡 정도를 파악하여 외형을 검사하는 외형 검사부(710) 및 외형 검사가 완료된 소재(M)를 가압하면서 하중을 검사하는 하중 검사부(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    공정상 상기 검사부(700)의 뒤쪽에는 검사 완료된 소재(M)를 불량과 양품으로 선별하여 배출하는 배출부(800)가 더 구비되되, 상기 배출부(800)는 경사진 판 형태로 이루어지고 회전 가능하게 구비되어 불량과 양품을 각각 다른 경로로 배출되도록 유도하는 회전 배출판(810)을 포함하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급부(100)와, 용접부(400) 및 연마부(500)는 회전 이송부(300)를 중심으로 작업 반경 내에서 원형으로 순차적으로 배치되어 설치 면적을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 세퍼레이팅 웨이브 스프링 자동생산 시스템.
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