KR20120119121A - 블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법 - Google Patents

블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법 Download PDF

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Abstract

블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 장치는, 피가공물이 분사재에 의해 가공되는 공정이 수행되는 챔버; 및 챔버의 내부에 마련되어 피가공물이 지면과 교차되는 방향으로 장착되는 수직 장착 유닛을 포함한다. 본 발명에 의하면 피가공물을 수직으로 장착하여 가공함으로써 분사재가 피가공물에 머무는 것을 방지하여 공정의 정확성을 확보하고 택트 타임을 감소시키는 블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법이 제공된다.

Description

블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법{Blast processing apparatus and Method for blast processing with this}
본 발명은, 블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피가공물을 수직으로 장착하고 분사재를 고속으로 분사하여 피가공물을 가공하는 블라스트 가공장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 블라스트 가공은 분사재를 피가공물에 대하여 고속으로 분사하는 것에 의해 절삭, 연마, 버닝(burring), 피막 형성, 스크래핑 가공 등의 장식, 쇼트 피닝처리 등 각종 가공을 실시하는 것을 말한다. 근래는 PDP(플라즈마 디스플레이 패널)의 배면판의 칸막이벽 형성이나 마이크로 리액터, 진공 척(chuck), 정전 척의 핀 형성, 홈 형성, 실리콘 웨이퍼의 표면 형성등 미세 가공에 대해서도 넓게 이용되고 있다.
이러한 블라스트 가공이 사용되는 피가공물 중 강화유리의 가공 기술의 범위는 일반제품에서부터 첨단 정밀제품인 디스플레이, 소형 카메라 렌즈 등 산업 전반에 걸쳐 광범위한데, 가공의 정밀도는 첨단 산업으로 갈수록 나노(㎚)단위의 정확도를 요구하고 있다. 특히, 유선형의 광학 유리제품, 핸드폰용 또는 초소형 카메라 렌즈 등에 사용되는 강화유리는 더욱 더 세밀한 정밀도를 요구하고 있다.
종래에는 핸드폰용 또는 초소형 카메라 렌즈를 생산하기 위해 피가공물인 강화유리를 유선형이나 소형으로 가공하고자 할 때에는 작업자가 원판 유리인 피가공물을 원하는 크기로 다이아몬드 커터에 의해 절단한 다음 절단된 피가공물의 상면을 원하는 형태의 모양으로 마킹(marking)한 후 피가공물을 작업자가 직접 연마하여 원하는 제품을 생산하였다.
이러한 가공방법은 완성품이 극히 소형이어서 대량 생산하는데 한계가 있으므로 생산원가가 상승되었음은 물론 연마 가공에 따른 분진(유리가루)의 비산으로 작업자의 건강을 해치게 되는 치명적인 결함을 갖는다.
따라서, 피가공물인 강화유리 가공 시에 블라스트 가공 장치의 노즐을 통해 분사재를 분사하여 피가공물인 강화유리에 구멍 또는 홈을 형성하는 방식이 개발되었다.
그러나 종래의 블라스트 가공 장치에 있어서는, 피가공물을 수평으로 안착하고 그 위에 분사재를 분사하여 가공함으로써 분사재가 피가공물에 쌓이게 되고 이에 의해 공정의 정확성이 감소하며 택트 타임이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은, 피가공물을 수직으로 장착하여 가공함으로써 분사재가 피가공물에 머무는 것을 방지하여 공정의 정확성을 확보하고 택트 타임을 감소시키는 블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 피가공물이 분사재에 의해 가공되는 공정이 수행되는 챔버; 및 상기 챔버의 내부에 마련되어 피가공물이 지면과 교차되는 방향으로 장착되는 수직 장착 유닛을 포함하는 블라스트 가공 장치가 제공될 수 있다.
상기 블라스트 가공 장치는, 상기 수직 장착 유닛과 연결되어 상기 수직 장착 유닛을 상기 수직 장착 유닛에 장착된 상기 피가공물의 전면의 가로 및 세로 방향으로 이동시키는 수직수평 이동 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 블라스트 가공 장치는, 상기 챔버의 내부에 마련되며 상기 피가공물에 분사재를 분사하는 복수개의 노즐을 포함하고, 상기 복수개의 노즐 간의 간격 조절이 가능하게 마련되는 가변 노즐 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 수직 장착 유닛은, 상기 피가공물이 장착되는 지그 플레이트; 상기 지그 플레이트가 착탈되는 지지판넬; 및 하부에 상기 지지판넬이 결합되는 판넬결합부가 마련되고 상부에는 상기 수직수평 이동 유닛과 상하방향으로 이동 가능하게 연결되는 이동결합부가 마련되는 드라이브 행어를 포함할 수 있다.
상기 지그 플레이트는 강자성체 금속으로 마련되어 상기 지그 플레이트의 전면부와 복수개의 자석 사이에 상기 피가공물을 개재하여 상기 피가공물을 고정시킬 수 있다.
상기 지지판넬은, 상기 지그 플레이트를 지지하는 판넬본체; 상기 판넬본체의 전면에 돌출되어 마련되어 상기 지그 플레이트의 판넬결합공에 결합되는 전면돌출부; 상기 판넬본체의 전면에 마련되어 상기 지그 플레이트를 자력(磁力) 결합시키는 판넬자석부; 및 상기 판넬본체의 후면 상부에 마련되어 상기 판넬결합부에 회전가능하게 결합되는 판넬힌지를 포함할 수 있다.
상기 판넬결합부는, 상기 지지판넬의 상부와 힌지결합되는 힌지결합부; 및 상기 지지판넬의 하부와 착탈 가능하게 결합되는 하부착탈부를 포함할 수 있다.
상기 하부착탈부는 전면에 전자석이 부착되며 상기 지지판넬의 판면에 교차하는 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.
상기 수직 장착 유닛은, 상기 판넬결합부의 후면부에서 상기 판넬결합부를 관통하여 상기 지지판넬을 가압하는 판넬회전 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 이동결합부는, 상기 수직수평 이동 유닛과 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM블록; 상기 수직 LM블록과 인접하여 마련되어 상기 수직수평 이동 유닛의 수직 스크류 볼트가 결합되는 수직볼트 결합부; 및 상기 수직볼트 결합부와 인접하여 마련되어 상기 수직수평 이동 유닛의 수직이동 실린더와 결합되는 수직실린더 결합부를 포함할 수 있다.
상기 수직수평 이동 유닛은, 상기 챔버의 상부에 마련되는 드라이브 본체;
상기 드라이브 본체의 내부에 상하 방향으로 마련되어 상기 수직 장착 유닛이 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM레일; 및 상기 드라이브 본체의 하부에 마련되어 상기 드라이브 본체를 상기 수직 장착 유닛에 장착된 상기 피가공물의 가로 방향으로 이동시키는 수평 LM블록을 포함할 수 있다.
상기 수직수평 이동 유닛은, 상기 수직 LM가이드에 결합된 상기 수직 장착 유닛을 상하 방향으로 구동시키는 수직 구동부; 및 상기 드라이브 본체를 상기 수평 LM가이드를 따라 구동시키는 수평 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 수직 구동부는, 일단이 상기 드라이브 본체의 후면 상부에 결합되고 타단은 상기 수직 장착 유닛의 상단부에 결합되는 수직 스크류 볼트; 상기 수직 스크류 볼트의 상단부에 결합되어 상기 수직 스크류 볼트를 회전시키는 수직 서보 모터; 및 상기 스크류 볼트의 하방에 마련되어 상기 수직 장착 유닛을 상하로 이동시키는 수직이동 실린더를 포함할 수 있다.
상기 수평 구동부는, 일단이 상기 드라이브 본체의 하측부에 결합되는 수평 스크류 볼트; 및 상기 수평 스크류 볼트의 타단부에 결합되어 상기 수평 스크류 볼트를 회전시키는 수평 서보 모터를 포함할 수 있다.
상기 가변 노즐 유닛은, 상기 노즐이 관통 결합되며 가장자리에 볼트결합공이 형성되는 노즐플렌지; 상기 노즐플렌지가 슬라이딩 결합되는 노즐결합본체; 및 상기 노즐플렌지의 상기 볼트결합공에 결합되어 상기 노즐플렌지를 고정시키는 고정볼트를 포함할 수 있다.
상기 가변 노즐 유닛은, 상기 챔버의 양측면에 결합되며 상기 노즐결합본체가 상기 피가공물의 판면에 교차되는 방향으로 이동되도록 슬라이딩 결합되는 한 쌍의 노즐본체결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 가변 노즐 유닛은, 상기 노즐본체결합부와 상기 노즐결합본체를 상기 노즐결합본체가 슬라이딩 이동되는 방향으로 연결하여 결합시키는 간격조절볼트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 피가공물을 지면과 교차하는 방향으로 장착하는 단계; 및 (b) 상기 피가공물을 정해진 패턴에 따라 가공하는 단계를 포함하는 블라스트 가공 방법이 제공될 수 있다.
상기 블라스트 가공 방법은, 상기 (a) 단계 전에, 상기 피가공물에 마스킹 작업 후 가공될 복수개의 패턴을 따라 마스킹을 제거하는 단계; 및 상기 피가공물에 형성된 복수개의 패턴에 따라 복수개의 노즐의 간격을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 피가공물을 상기 피가공물에 형성된 패턴을 따라 이동시키면서 가공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 피가공물을 수직으로 장착하여 가공함으로써 분사재가 피가공물에 머무는 것을 방지하여 공정의 정확성을 확보하고 택트 타임을 감소시키는 블라스트 가공 장치 및 이를 이용한 블라스트 가공 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 지그 플레이트의 정면도이다.
도 5는 지지판넬의 사시도이다.
도 6은 피가공물과 지그 플레이트가 지지판넬에 장착되는 과정을 설명하는 지지판넬의 측면도이다.
도 7은 드라이브 행어의 사시도이다.
도 8은 수직수평 이동 유닛의 사시도이다.
도 9는 도 8의 측면도이다.
도 10은 가변 노즐 유닛의 사시도이다.
도 11는 도 10의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 다른 블라스트 가공 방법의 순서도이다.
도 13은 피가공물을 패턴에 따라 이동시키면서 가공하는 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 장치(1)는, 피가공물(10)이 분사재(20)에 의해 가공되는 공정이 수행되는 챔버(100)와, 챔버(100)의 내부에 마련되어 피가공물(10)이 지면과 교차되는 방향으로 장착되는 수직 장착 유닛(200)과, 수직 장착 유닛(200)과 연결되어 수직 장착 유닛(200)을 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 전면의 가로 및 세로 방향으로 이동시키는 수직수평 이동 유닛(300)과, 챔버(100)의 내부에 마련되며 피가공물(10)에 분사재(20)를 분사하는 복수개의 노즐(410)을 포함하고, 복수개의 노즐(410) 간의 간격 조절이 가능하게 마련되는 가변 노즐 유닛(400)을 포함한다.
챔버(100)는 피가공물(10)에 분사재(20)를 고속으로 분사하여 블라스트 가공이 이루어지는 곳으로 블라스트 가공 장치(1)의 중앙 부분에 마련된다.
챔버(100)의 내부에는 피가공물(10)을 지면과 교차되는 방향으로 장착시키는 수직 장착 유닛(200)이 마련된다.
수직 장착 유닛(200)은, 피가공물(10)이 장착되는 지그 플레이트(210)와, 지그 플레이트(210)가 착탈되는 지지판넬(220)과, 하부에 지지판넬(220)이 결합되는 판넬결합부(231)가 마련되고 상부에는 수직수평 이동 유닛(300)과 상하방향으로 이동 가능하게 연결되는 이동결합부(232)가 마련되는 드라이브 행어(230)를 포함한다.
도 4는 지그 플레이트의 정면도이고, 도 5는 지지판넬의 사시도이며, 도 6은 피가공물과 지그 플레이트가 지지판넬에 장착되는 과정을 설명하는 지지판넬의 측면도고, 도 7은 드라이브 행어의 사시도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 지그 플레이트(210)는 강자성체 금속으로 마련되는 판 형상의 부재이며, 지그 플레이트(210)의 가장자리에는 판면을 관통하여 형성되는 판넬결합공(211)이 형성되고 중앙부에는 판면을 관통하여 피가공물(10)에 형성되는 패턴과 동일한 형태의 패턴이 형성된다. 지그 플레이트(210)는 전면부에 피가공물(10)을 피가공물(10)에 형성된 패턴과 지그 플레이트(210)에 형성된 패턴이 일치되도록 한 후, 복수개의 자석(30)을 피가공물(10)에 부착하여 피가공물(10)을 고정시킨다.
지지판넬(220)은, 도 5를 참조하여 살펴보면, 지그 플레이트(210)를 지지하는 판넬본체(221)와, 판넬본체(221)의 전면에 돌출되도록 마련되어 지그 플레이트(210)의 판넬결합공(211)에 삽입되는 전면돌출부(222)와, 판넬본체(221)의 전면에 마련되어 지그 플레이트(210)를 자력(磁力) 결합시키는 판넬자석부(223)와, 판넬본체(221)의 후면 상부에 마련되어 판넬결합부(231)에 회전가능하게 결합되는 판넬힌지(224)를 포함한다.
전면돌출부(222)는 지그 플레이트(210)의 판넬결합공(211)에 결합되어 지그 플레이트(210)를 지지판넬(220)에 장착했을 때 지그 플레이트(210)가 지지판넬(220)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 또한, 판넬본체(221)의 가장자리에는 자력을 갖는 판넬자석부(223)가 마련되어 지그 플레이트(210)를 지지판넬(220)에 장착 시 지지판넬(220)을 자력에 의하여 고정시켜준다.
판넬힌지(224)는 판넬본체(221)의 가로방향으로 회전축을 갖도록 마련되어 드라이브 행어(230)의 판넬결합부(231)에 힌지결합된다.
도 6을 참조하여 피가공물(10)이 지면과 교차되는 방향으로 장착되는 과정을 살펴보면, 먼저 지그 플레이트(210)의 전면에 피가공물(10)을 피가공물(10)의 패턴에 맞추어 대고 피가공물(10)의 전면에 복수개의 자석(30)을 장착하여 피가공물(10)을 지그 플레이트(210)의 전면에 고정시킨다. 다음으로, 피가공물(10)이 장착된 지그 플레이트(210)를 판넬결합공(211)이 지지판넬(220)의 전면돌출부(222)에 결합되도록 장착하고 판넬자석부(223)에 의하여 지그 플레이트(210)를 지지판넬(220)의 전면부에 고정시킨다.
드라이브 행어(230)는, 도 7을 참조하여 살펴보면, 세로방향이 긴 직사각형 형상의 행어본체와, 행어본체의 하부에 마련되어 지지판넬(220)이 결합되는 판넬결합부(231)와, 행어본체의 상부에 마련되어 수직수평 이동 유닛(300)에 결합되는 이동결합부(232)를 포함한다.
판넬결합부(231)는, 지지판넬(220)의 상부와 힌지결합되는 힌지결합부(231a)와, 지지판넬(220)의 하부와 착탈 가능하게 결합되는 하부착탈부(231b)를 포함한다. 힌지결합부(231a)에는 상술한 지지판넬(220)의 판넬힌지(224)가 회전가능하도록 결합되며, 하부착탈부(231b)는 전면에 전자석이 부착되어 지지판넬(220)의 하부를 자력 결합으로 고정시킨다. 또한, 하부착탈부(231b)는 판넬결합부(231)의 하부에 볼트스크류(231c)로 결합되어 볼트스크류(231c)에 의해 판넬결합부(231)의 판면으로부터의 간격 조절이 가능하다.
한편, 수직 장착 유닛(200)은, 판넬결합부(231)의 후면부에서 판넬결합부(231)를 관통하여 지지판넬(220)을 가압하는 판넬회전 실린더(240)를 더 포함한다.
판넬회전 실린더(240)는 지지판넬(220)을 판넬결합부(231)의 판면과 교차하는 방향으로 가압하여 지지판넬(220)의 하부를 하부착탈부(231b)로부터 분리시키고 지지판넬(220)이 힌지결합부(231a)를 중심축으로 하여 소정 각도로 회전되도록 회전 이동시킨다.
이에 의하여 지지판넬(220)이 판넬회전 실린더(240)에 의하여 소정의 각도록 회전되었을 때, 지지판넬(220)에 지그 플레이트(210)를 장착함으로써 지그 플레이트(210) 장착 작업을 수월하게 할 수 있다.
다음으로 이동결합부(232)는, 수직수평 이동 유닛(300)과 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM블록(232a)과, 수직 LM블록(232a)과 인접하여 마련되어 수직수평 이동 유닛(300)의 수직 스크류 볼트(341)가 결합되는 수직볼트 결합부(232b)와, 수직볼트 결합부(232b)와 인접하여 마련되어 수직수평 이동 유닛(300)의 수직이동 실린더(343)와 결합되는 수직실린더 결합부(232c)를 포함한다.
이동결합부(232)의 각 구성은 이하에서 서술하는 수직수평 이동 유닛(300)과 함께 설명하기로 한다.
도 8은 수직수평 이동 유닛의 사시도이고, 도 9는 도 8의 측면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 살펴보면, 수직수평 이동 유닛(300)은, 챔버(100)의 상부에 마련되는 드라이브 본체(310)와, 드라이브 본체(310)의 내부에 상하 방향으로 마련되어 수직 장착 유닛(200)이 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM레일(320)과, 드라이브 본체(310)의 하부에 마련되어 드라이브 본체(310)를 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 가로 방향으로 이동시키는 수평 LM블록(330)과, 수직 LM레일(320)에 결합된 수직 장착 유닛(200)을 상하 방향으로 구동시키는 수직 구동부(340)와, 드라이브 본체(310)를 챔버(100)의 상면에 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 가로 방향으로 마련되는 수평 LM레일(110)를 따라 구동시키는 수평 구동부(350)를 포함한다.
드라이브 본체(310)는 수직수평 이동 유닛(300)을 지지하는 프레임으로 내부에는 수직 LM레일(320)이 마련되고 하부에는 수평 LM블록(330)이 마련된다.
수직 LM레일(320)은 드라이브 행어(230)의 이동결합부(232)에 마련되는 수직 LM블록(232a)과 결합되어 드라이브 행어(230)를 상하 방향으로 이동 가능하게 한다.
수평 LM블록(330)은 챔버(100)의 상면에 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 가로 방향으로 마련되는 수평 LM레일(110)과 결합되어 드라이브 본체(310)를 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 가로 방향으로 이동 가능하게 한다.
수직 구동부(340)는, 일단이 드라이브 본체(310)의 후면 상부에 결합되고 타단은 수직 장착 유닛(200)의 상단부에 결합되는 수직 스크류 볼트(341)와, 수직 스크류 볼트(341)의 상단부에 결합되어 수직 스크류 볼트(341)를 회전시키는 수직 서보 모터(342)와, 수직 스크류 볼트(341)의 하방에 마련되어 수직 장착 유닛(200)을 상하로 이동시키는 수직이동 실린더(343)를 포함한다.
도 9를 참조하면, 수직 스크류 볼트(341)는, 드라이브 본체(310) 후면 상부와 드라이브 행어(230)의 이동결합부(232)에 마련되는 수직볼트 결합부(232b)에 결합된다. 수직 스크류 볼트(341)의 상단부에는 수직 스크류 볼트(341)를 회전시키는 수직 서보 모터(342)가 마련된다. 이에 의해서 수직 서보 모터(342)가 회전하면 수직 스크류 볼트(341)가 구동되어 드라이브 행어(230)를 상하 방향으로 이동시킨다.
또한, 수직이동 실린더(343)는 드라이브 행어(230)의 이동결합부(232)에 마련되는 수직실린더 결합부(232c)의 하부에서 수직실린더 결합부(232c)와 결합되어 드라이브 행어(230)를 상하 방향으로 이동시킨다.
수직 스크류 볼트(341)와 수직이동 실린더(343)에 의하여 드라이브 행어(230)를 상하방향으로 이동시킬 수 있으며 수직 서보 모터(342)와 수직이동 실린더(343)의 작동은 이들과 전기적으로 연결된 제어 유닛(500)에 의하여 제어된다.
수평 구동부(350)는, 일단이 드라이브 본체(310)의 하측부에 결합되는 수평 스크류 볼트(351)와, 수평 스크류 볼트(351)의 타단부에 결합되어 수평 스크류 볼트(351)를 회전시키는 수평 서보 모터(352)를 포함한다.
수평 스크류 볼트(351)는 드라이브 본체(310)의 측면에 마련되어 드라이브 본체(310)의 하측부와 일단이 결합되고, 수평 스크류 볼트(351)의 타단부에 결합되는 수평 서보 모터(352)가 구동되면 수평 스크류 볼트(351)가 드라이브 본체(310)를 수평 스크류 볼트(351)의 길이 방향으로 이동시킨다. 수직 서보 모터(342)와 마찬가지로 수평 서보 모터(352)의 작동은 제어 유닛(500)에 의하여 제어된다.
이와 같이, 수직수평 이동 유닛(300)에 의하여 이와 연결된 수직 장착 유닛(200)을 수직 장착 유닛(200)에 장착된 피가공물(10)의 가로 및 세로 방향으로 이동시킬 수 있으며 수직 장착 유닛(200)의 이동은 제어 유닛(500)에 의하여 제어된다.
도 10은 가변 노즐 유닛의 사시도이고, 도 11은 도 10의 평면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하여 살펴보면, 가변 노즐 유닛(400)은, 노즐(410)이 관통 결합되며 가장자리에 볼트결합공(421)이 형성되는 노즐플렌지(420)와, 노즐플렌지(420)가 슬라이딩 결합되는 노즐결합본체(430)와, 노즐플렌지(420)의 볼트결합공(421)에 결합되어 노즐플렌지(420)를 고정시키는 위치고정볼트(440)와, 챔버(100)의 양측면에 결합되며 노즐결합본체(430)가 피가공물(10)의 판면에 교차되는 방향으로 이동되도록 슬라이딩 결합되는 한 쌍의 노즐본체 결합부(450)와, 노즐본체 결합부(450)와 노즐결합본체(430)를 노즐결합본체(430)가 슬라이딩 이동되는 방향으로 연결하여 결합시키는 간격조절볼트(460)를 포함한다.
노즐(410)은 분사재(20)를 피가공물(10)에 분사하며 복수개의 노즐(410)이 노즐결합본체(430)에 결합되고 각각의 노즐(410)은 제어 유닛(500)에 의하여 분사재(20)의 분사 압력이 제어된다.
노즐플렌지(420)는 노즐(410)이 관통 결합되며, 노즐결합본체(430)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 복수개의 노즐(410)은 피가공물(10)에 형성되는 패턴에 따라 노즐(410)의 개수와 노즐(410) 간의 간격이 조절된다. 이를 위하여 노즐플렌지(420)를 통하여 노즐(410)을 노즐결합본체(430)에 슬라이딩 이동시키며 원하는 위치에서 노즐플렌지(420)의 볼트결합공(421)에 위치고정볼트(440)를 체결하여 노즐플렌지(420)를 고정시킨다. 위치고정볼트(440)는 노즐플렌지(420)의 볼트결합공(421)에 나사 결합되며 노즐결합본체(430)의 판면에 압착되어 노즐플렌지(420)를 고정시킨다.
한 쌍의 노즐본체 결합부(450)는 챔버(100)의 양측면에 고정결합되며, 노즐본체 결합부(450)에 노즐결합본체(430)가 슬라이딩 결합된다. 이 때, 간격조절볼트(460)는 노즐본체 결합부(450)와 노즐결합본체(430)를 노즐결합본체(430)가 슬라이딩 이동되는 방향으로 간격조절이 가능하도록 연결시킨다. 이에 의해, 간격조절볼트(460)를 회전시킴으로써 노즐(410)의 분사구(411)가 피가공물(10)에 접근 또는 이격되도록 노즐결합본체(430)의 위치를 조절할 수 있다.
한편 본 실시예의 블라스트 가공 장치(1)는, 챔버(100)의 일측에 마련되어 일련의 구동을 제어하는 제어 유닛(500)과, 챔버(100)의 하부에 마련되어 챔버(100)에서 피가공물(10)을 가공하고 난 후 분사재(20) 및 피가공물(10)의 분진을 회수하는 호퍼(600)와, 호퍼(600)와 연결되어 분사재(20)와 피가공물(10)의 분진을 분리하는 사이클론(700)과, 사이클론(700)의 하부에 마련되어 피가공물(10)의 분진과 분리된 분사재(20)를 노즐(410)로 공급하는 분사재 공급 유닛(800)을 더 포함한다.
이러한 구성을 갖는 블라스트 가공 장치(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 피가공물(10)을 마스킹(masking)한 후 가공될 형상을 따라 마스킹을 제거하여 패터닝하고, 패턴이 형성된 피가공물(10)을 지그 플레이트(210)의 전면부에 자석(30)을 이용하여 장착한다.
다음으로 판넬회전 실린더(240)를 구동하여 지지판넬(220)을 수직면으로부터 소정의 각도를 갖도록 회전시킨다. 지지판넬(220)이 소정의 각도를 갖도록 회전된 상태에서 지그 플레이트(210)를 지지판넬(220)의 전면돌출부(222)와 판넬자석부(223)에 맞추어 지지판넬(220)에 장착시킨다. 장착 후, 판넬회전 실린더(240)를 원위치하여 지지판넬(220)을 판넬결합부(231)의 하부착탈부(231b)에 자력(磁力) 결합하여 고정시킨다.
이에 의하여, 피가공물(10)이 챔버(100) 내부에서 지면과 교차하는 방향으로 장착되어 피가공물(10)에 분사재(20)를 분사하여 가공할 때에 분사재(20)가 피가공물(10)에 머무는 것을 방지하고 분사재(20)가 중력에 의해 하방으로 낙하하는 효과가 있다. 분사재(20)가 피가공물(10)에 분사된 후 자동으로 낙하함으로써, 피가공물(10)에 분사되는 분사재(20)의 가공 효율을 향상시키고 분사재(20)를 제거하는 공정 시간을 감소시켜 택트 타임을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 가변 노즐 유닛(400)은, 피가공물(10)에 형성되는 패턴이 복수개의 동일 패턴인 경우 동일 패턴의 간격에 맞추어 복수개의 노즐(410) 간격을 조절한다. 또한, 동일 패턴의 개수에 따라 가변 노즐 유닛(400)에 장착되는 노즐(410)의 개수를 변경할 수도 있다. 가변 노즐 유닛(400)에서의 노즐(410) 간격 조절 방법은 전술하였으므로 생략한다.
노즐(410) 간격을 조절함으로써, 복수개의 패턴 가공을 한번에 수행할 수 있으며 피가공물(10)의 손실률을 20% 이하로 감소시켜 원재료 단위당 더 많은 형상을 생산할 수 있는 효과가 있다.
다음으로, 피가공물(10)이 장착된 수직 장착 유닛(200)을 수직수평 이동 유닛(300)에 의하여 피가공물(10)의 패턴부 전방에 노즐(410)의 분사구(411)가 위치하도록 피가공물(10)을 이동시키고, 노즐(410)의 분사구(411)에서 분사재(20)가 분사되도록 작동시킨 후 피가공물(10)의 패턴을 따라 피가공물(10)이 가공되도록 피가공물(10)을 피가공물(10)의 가로 및 세로 방향으로 반복적으로 이동시킨다. 이러한 피가공물(10)의 이동은 제어 유닛(500)에 의하여 제어된다.
이와 같이, 피가공물(10)을 이동시키면서 피가공물(10)의 패턴에 따라 분사재(20)를 분사함으로써, 분사재(20)의 사용량을 감소시키고 작업 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 피가공물(10)을 이동시키면서 가공함으로써 노즐(410)을 고정시켜 사용할 수 있고, 이에 의해서 노즐(410)의 떨림이 방지되어 가공면에서의 품질을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 블라스트 가공 장치(1)에 의하면, 피가공물(10)이 챔버(100) 내부에서 지면과 교차하는 방향으로 장착됨으로써 피가공물(10)에 분사되는 분사재(20)의 가공 효율을 향상시키고 분사재(20)를 제거하는 공정 시간을 감소시켜 택트 타임을 향상시킬 수 있고, 노즐(410) 간격을 조절함으로써 복수개의 패턴 가공을 한번에 수행할 수 있어 피가공물(10)의 손실을 감소시키며, 피가공물(10)을 이동시키면서 피가공물(10)의 패턴에 따라 분사재(20)를 분사함으로써 분사재(20)의 사용량을 감소시키고 작업 속도를 향상시키고, 피가공물(10)을 이동시키면서 가공함으로써 노즐(410)을 고정시켜서 노즐(410)의 떨림이 방지되어 가공면에서의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 방법을 설명한다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 장치(1)에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 방법의 순서도이고, 도 13은 피가공물을 패턴에 따라 이동시키면서 가공하는 방법을 설명하는 도면이다.
이들 도면을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 가공 방법은, 피가공물(10)에 마스킹 작업 후 가공될 복수개의 패턴을 따라 마스킹을 제거하는 단계(S100)와, 피가공물(10)에 형성된 복수개의 패턴에 따라 복수개의 노즐(410)의 간격을 조절하는 단계(S200)와, 피가공물(10)을 지면과 교차하는 방향으로 장착하는 단계(S300)와, 피가공물(10)을 피가공물(10)에 형성된 패턴을 따라 이동시키면서 가공하는 단계(S400)를 포함한다.
도 13을 참조하여 보다 자세히 설명하면, 피가공물(10)에 복수개의 패턴을 형성하고, 복수개의 패턴의 간격에 맞추어 복수개의 노즐(410) 간격을 조절하고, 피가공물(10)을 챔버(100)에 지면과 교차되는 방향으로 장착하고, 피가공물(10)의 패턴을 따라 분사재(20)를 분사하는 시작점으로 피가공물(10)을 이동시킨 후 피가공물(10)의 패턴을 따라 노즐(410)의 분사구(411)가 위치되도록 피가공물(10)을 가로 및 세로 방향으로 이동시키면서 분사재(20)를 분사하여 가공한다.
이와 같이, 본 발명의 블라스트 가공 방법에 의하면, 피가공물(10)을 지면과 교차하는 방향으로 장착하고 복수개의 노즐(410)을 이용하여 복수개의 패턴을 따라 피가공물(10)을 이동시키면서 가공함으로써, 피가공물(10)에 분사되는 분사재(20)의 가공 효율을 향상시키고 분사재(20)를 제거하는 공정 시간을 감소시켜 택트 타임을 향상시킬 수 있고, 노즐(410) 간격을 조절함으로써 복수개의 패턴 가공을 한번에 수행할 수 있어 피가공물(10)의 손실을 감소시키며, 피가공물(10)을 이동시키면서 피가공물(10)의 패턴에 따라 분사재(20)를 분사함으로써 분사재(20)의 사용량을 감소시키고 작업 속도를 향상시키고, 피가공물(10)을 이동시키면서 가공함으로써 노즐(410)을 고정시켜서 노즐(410)의 떨림이 방지되어 가공면에서의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 블라스트 가공 장치
10 : 피가공물 20 : 분사재
30 : 자석 100 : 챔버
101 : 수평 LM레일 200 : 수직 장착 유닛
210 : 지그 플레이트 211 : 판넬결합공
220 : 지지판넬 221 : 판넬본체
222 : 전면돌출부 223 : 판넬자석부
224 : 판넬힌지 230 : 드라이브 행어
231 : 판넬결합부 231a : 힌지결합부
231b : 하부착탈부 231c : 볼트스크류
232 : 이동결합부 232a : 수직 LM블록
232b : 수직볼트 결합부 232c : 수직실린더 결합부
240 : 판넬회전 실린더 300 : 수직수평 이동 유닛
310 : 드라이브 본체 320 : 수직 LM레일
330 : 수평 LM블록 340 : 수직 구동부
341 : 수직 스크류 볼트 342 : 수직 서보 모터
343 : 수직이동 실린더 350 : 수평 구동부
351 : 수평 스크류 볼트 352 : 수평 서보 모터
400 : 가변 노즐 유닛 410 : 노즐
411 : 분사구 420 : 노즐플렌지
430 : 노즐결합본체 440 : 위치고정볼트
450 : 노즐본체 결합부 460 : 간격조절볼트
500 : 제어 유닛 600 : 호퍼
700 : 사이클론 800 : 분사재 공급 유닛

Claims (20)

  1. 피가공물이 분사재에 의해 가공되는 공정이 수행되는 챔버; 및
    상기 챔버의 내부에 마련되어 피가공물이 지면과 교차되는 방향으로 장착되는 수직 장착 유닛을 포함하는 블라스트 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직 장착 유닛과 연결되어 상기 수직 장착 유닛을 상기 수직 장착 유닛에 장착된 상기 피가공물의 전면의 가로 및 세로 방향으로 이동시키는 수직수평 이동 유닛을 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에 마련되며 상기 피가공물에 분사재를 분사하는 복수개의 노즐을 포함하고, 상기 복수개의 노즐 간의 간격 조절이 가능하게 마련되는 가변 노즐 유닛을 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수직 장착 유닛은,
    상기 피가공물이 장착되는 지그 플레이트;
    상기 지그 플레이트가 착탈되는 지지판넬; 및
    하부에 상기 지지판넬이 결합되는 판넬결합부가 마련되고 상부에는 상기 수직수평 이동 유닛과 상하방향으로 이동 가능하게 연결되는 이동결합부가 마련되는 드라이브 행어를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지그 플레이트는 강자성체 금속으로 마련되어 상기 지그 플레이트의 전면부와 복수개의 자석 사이에 상기 피가공물을 개재하여 상기 피가공물을 고정시키는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지판넬은,
    상기 지그 플레이트를 지지하는 판넬본체;
    상기 판넬본체의 전면에 돌출되도록 마련되어 상기 지그 플레이트의 판넬결합공에 삽입되는 전면돌출부;
    상기 판넬본체의 전면에 마련되어 상기 지그 플레이트를 자력(磁力) 결합시키는 판넬자석부; 및
    상기 판넬본체의 후면 상부에 마련되어 상기 판넬결합부에 회전가능하게 결합되는 판넬힌지를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 판넬결합부는,
    상기 지지판넬의 상부와 힌지결합되는 힌지결합부; 및
    상기 지지판넬의 하부와 착탈 가능하게 결합되는 하부착탈부를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부착탈부는 전면에 전자석이 부착되며 상기 지지판넬의 판면에 교차하는 방향으로 이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수직 장착 유닛은,
    상기 판넬결합부의 후면부에서 상기 판넬결합부를 관통하여 상기 지지판넬을 가압하는 판넬회전 실린더를 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 이동결합부는,
    상기 수직수평 이동 유닛과 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM블록;
    상기 수직 LM블록과 인접하여 마련되어 상기 수직수평 이동 유닛의 수직 스크류 볼트가 결합되는 수직볼트 결합부; 및
    상기 수직볼트 결합부와 인접하여 마련되어 상기 수직수평 이동 유닛의 수직이동 실린더와 결합되는 수직실린더 결합부를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 수직수평 이동 유닛은,
    상기 챔버의 상부에 마련되는 드라이브 본체;
    상기 드라이브 본체의 내부에 상하 방향으로 마련되어 상기 수직 장착 유닛이 상하 방향으로 이동 가능하게 결합되는 수직 LM레일; 및
    상기 드라이브 본체의 하부에 마련되어 상기 드라이브 본체를 상기 수직 장착 유닛에 장착된 상기 피가공물의 가로 방향으로 이동시키는 수평 LM블록을 포함하는 블라스트 가공 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수직수평 이동 유닛은,
    상기 수직 LM레일에 결합된 상기 수직 장착 유닛을 상하 방향으로 구동시키는 수직 구동부; 및
    상기 드라이브 본체를 상기 챔버의 상면에 상기 수직 장착 유닛에 장착된 상기 피가공물의 가로 방향으로 마련되는 수평 LM레일을 따라 구동시키는 수평 구동부를 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수직 구동부는,
    일단이 상기 드라이브 본체의 후면 상부에 결합되고 타단은 상기 수직 장착 유닛의 상단부에 결합되는 수직 스크류 볼트;
    상기 수직 스크류 볼트의 상단부에 결합되어 상기 수직 스크류 볼트를 회전시키는 수직 서보 모터; 및
    상기 수직 스크류 볼트의 하방에 마련되어 상기 수직 장착 유닛을 상하로 이동시키는 수직이동 실린더를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수평 구동부는,
    일단이 상기 드라이브 본체의 하측부에 결합되는 수평 스크류 볼트; 및
    상기 수평 스크류 볼트의 타단부에 결합되어 상기 수평 스크류 볼트를 회전시키는 수평 서보 모터를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 가변 노즐 유닛은,
    상기 노즐이 관통 결합되며 가장자리에 볼트결합공이 형성되는 노즐플렌지;
    상기 노즐플렌지가 슬라이딩 결합되는 노즐결합본체; 및
    상기 노즐플렌지의 상기 볼트결합공에 결합되어 상기 노즐플렌지를 고정시키는 위치고정볼트를 포함하는 블라스트 가공 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가변 노즐 유닛은,
    상기 챔버의 양측면에 결합되며 상기 노즐결합본체가 상기 피가공물의 판면에 교차되는 방향으로 이동되도록 슬라이딩 결합되는 한 쌍의 노즐본체 결합부를 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가변 노즐 유닛은,
    상기 노즐본체 결합부와 상기 노즐결합본체를 상기 노즐결합본체가 슬라이딩 이동되는 방향으로 연결하여 결합시키는 간격조절볼트를 더 포함하는 블라스트 가공 장치.
  18. (a) 피가공물을 지면과 교차하는 방향으로 장착하는 단계; 및
    (b) 상기 피가공물을 정해진 패턴에 따라 가공하는 단계를 포함하는 블라스트 가공 방법
  19. 제18항에 있어서,
    상기 (a) 단계 전에,
    상기 피가공물에 마스킹 작업 후 가공될 복수개의 패턴을 따라 마스킹을 제거하는 단계; 및
    상기 피가공물에 형성된 복수개의 패턴에 따라 복수개의 노즐의 간격을 조절하는 단계를 더 포함하는 블라스트 가공 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 피가공물을 상기 피가공물에 형성된 패턴을 따라 이동시키면서 가공하는 것을 특징으로 하는 블라스트 가공 방법.
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