WO2020262978A2 - 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 그 블라스팅 방법 - Google Patents

제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 그 블라스팅 방법 Download PDF

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WO2020262978A2
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    • B24C9/00Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material

Definitions

  • the present invention relates to a blasting device, and more particularly, automatically recognizes the shape of a blasting target product (workpiece), and automatically recognizes a product shape that performs a blasting process in a work chamber in a closed space based on the recognized information. It relates to a robot blasting apparatus and a blasting method using the same.
  • Blasting refers to a surface treatment method in which scales such as impurities and metal oxides on a film adhered to a metal surface are removed by spraying an abrasive material. This is because scale has a property of corroding components such as metal depending on its composition, and if it is not removed, metal products are corroded.
  • This blasting operation can be applied to mold products or display processing parts.
  • a wheel mold product will be exemplified.
  • an object of the present invention is to automatically receive a workpiece, automatically recognize the shape of the workpiece, and then spray the abrasive under predetermined conditions based on the recognized shape information to perform a blasting operation. It is to provide a robot blasting device for automatic product shape recognition and a blasting method using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a robot blasting device for automatic product shape recognition and a blasting method using the same by minimizing damage to the surface of a workpiece by setting blasting conditions according to the characteristics of a workpiece.
  • the present invention for achieving the above object, a conveyor belt for transporting the workpiece; A working chamber for blasting by spraying an abrasive material in a closed space and receiving the transferred object through an inlet; And a washing unit installed on the conveyor belt at the outlet side of the working chamber to wash the blasted workpiece, wherein the working chamber includes at least one sensor for recognizing the shape of the workpiece and spraying an abrasive to the workpiece. It provides a robot blasting device for automatic product shape recognition including an abrasive spraying means.
  • the working chamber includes a door for opening and closing the inlet and outlet, a driving means for adjusting the degree of opening and closing of the door, a viewing window for observing the inside, and a hopper provided at the lower end to discharge the abrasive to the outside. It is configured to include an abrasive collection tank formed in a structure, and a collection pipe connector at the lower side of the abrasive collection tank so that the external abrasive collection pipe is connected.
  • the abrasive spraying means includes a robot arm part penetrating one end of the chamber and located inside the chamber, and a spray nozzle provided on one side of the robot arm part, and by a control operation of the control device. The abrasive is sprayed along the blasting work path.
  • control device controls the degree of opening of the door by driving the driving means according to the size of the workpiece.
  • the other end of the abrasive collection pipe is connected to the abrasive collection and filtering device.
  • the working chamber is supplied with a workpiece to be transported along a conveyor belt; Recognizing the shape of the supplied workpiece by a sensor provided in the working chamber; Modeling, by the control device, an external shape of the workpiece based on the recognized shape; Setting, by the control device, a blasting work path based on the modeled information; It provides a robot blasting method for automatic product shape recognition, including the step of spraying an abrasive material onto the workpiece along the blasting operation path by the abrasive spraying means.
  • the step of recognizing and modeling the shape of the object may be omitted.
  • abrasive spraying condition setting step of setting a type of abrasive, abrasive spraying time, abrasive spraying pressure, and spraying distance
  • the abrasive spraying condition setting step includes the This can be done before the workpiece is supplied or before the abrasive is sprayed.
  • the opening degree of the door for opening and closing the inlet and outlet of the work chamber is adjusted according to the size of the workpiece.
  • the workpiece to be blasted is transferred into the work chamber through a conveyor belt, and the work environment due to the problem that the operator must carry and move directly. Is improved.
  • the abrasive is sprayed along the set work path, so that productivity improvement can be expected. And since this blasting process is automatically performed, the defect rate of the process or product can be minimized.
  • FIG. 1 and 2 are perspective views of an automatic product shape recognition robot blasting device according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a robot blasting device for automatic product shape recognition, which is an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a blasting method using a robot blasting device for automatic product shape recognition according to a preferred embodiment of the present invention.
  • control device 310 modeling unit
  • abrasive collection tank 410 abrasive collection pipe
  • abrasive collection and filtering device 600 abrasive spraying means
  • washing unit 710 washing nozzle
  • the present invention proposes a blasting apparatus and method for removing impurities such as scale on the surface of the workpiece by detecting the external shape of the object to be automatically transferred and spraying the abrasive along the work path created on the basis thereof.
  • the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings.
  • the blasting apparatus 100 includes a conveyor belt 110 for transferring the workpiece 10 and a working chamber 200 having a predetermined shape on the conveyor belt 110 do.
  • the working chamber 200 is formed in a substantially hexahedral shape with a space formed therein, but it is not necessarily configured to be limited to this shape.
  • the working chamber 200 has an inlet 201 and an outlet 202 along the conveying direction of the conveyor belt 110, and a door 210 is provided at the inlet 201 and the outlet 202.
  • a door 210 is provided at the inlet 201 and the outlet 202.
  • the door 210 is a configuration that is opened and closed in the vertical direction by the driving force of a series of cylinder type 220, according to the size (height) of the workpiece 10 placed on the conveyor belt 110, the control device to be described later.
  • the degree of opening is controlled by
  • the working chamber 200 is provided with a viewing window 230 on one surface of the working chamber 200 so that the operator can visually check the blasting operation process.
  • one or more lights 240 for illuminating the interior of the working chamber 200 are also provided. The lighting 240 is because the space inside the working chamber 200 may be dark in some cases, and may also be necessary when cleaning the interior after completing the blasting operation.
  • one or more sensors 250 for recognizing the shape of the workpiece 10 are installed in the working chamber 200.
  • the sensor 250 may be a laser sensor.
  • the shape information of the object 10 recognized by the sensor 250 is transmitted to the control device 300 to be described later.
  • an abrasive collection tank 400 is installed at the lower end of the working chamber 200.
  • the abrasive collection tank 400 is for recovering abrasives used during the blasting operation in the inner space of the working chamber 200, and is formed in a structure such as a hopper to enable easy recovery.
  • an abrasive collection pipe 410 is connected to the lower end of the abrasive collection tank 400.
  • the abrasive collection pipe 410 is formed to extend to a predetermined length, and is connected to the abrasive collection and filtering device 500. Therefore, the abrasive material used in the working chamber 200 may be collected and filtered by the abrasive material collection and filtering device 500.
  • an abrasive spraying means 600 is installed at one end of the working chamber 200.
  • the abrasive spraying means 600 may be referred to as a robot shape as shown. This robot is supported by the body part 610 and the body part 610, and a part of the robot arm 620 is located in the working chamber 200.
  • the robot arm 620 is a multi-joint It is composed of and can move freely in the front and rear direction, the vertical direction, the left and right directions within the working chamber 200.
  • a spray nozzle capable of spraying an abrasive is provided at the end of the robot arm 620.
  • a washing unit 700 is formed on the conveyor belt on the outlet 202 side of the working chamber 200 to clean the workpiece 10 that is transferred after blasting is completed.
  • the washing unit 700 includes one or more washing nozzles 710 capable of spraying air or a washing liquid.
  • the control device 300 is a device that controls the overall operation of the robot blasting apparatus 100 for automatically recognizing a product shape according to the present embodiment, and may be a computer device provided outside the work chamber 200.
  • the control device 300 includes a modeling unit 310 that generates a three-dimensional modeling of the workpiece 10 based on the shape information of the workpiece 10 recognized by the sensor 250, and the generated three-dimensional It includes a work path setting unit 320 for setting a work path (that is, a transfer path of the spray nozzle for spraying the abrasive) using the modeling information.
  • the set work path information will be transmitted to the abrasive spraying means 600.
  • the control device 300 may further include a setting unit 330 for setting an abrasive spray condition.
  • the setting unit 330 allows the selection of an appropriate abrasive according to the characteristics or material of the workpiece 10, or various conditions such as time, pressure, and distance between the spray nozzle and the workpiece 10 at which the abrasive is sprayed. Can be set.
  • the characteristic or material of the workpiece 10 can be directly input by the operator, or the laser sensor 250 grasps and transmits the characteristics/materials of the workpiece 10 or uses a separate detection sensor (not shown). It could be hiring.
  • the robot automatically transfers the workpiece 10 through the conveyor belt 110 and performs blasting treatment on the transferred workpiece 10 in the sealed working chamber 200. Since it is performed by the drive of the arm 620, it is possible to improve the working environment and the effect, and then, using the blasting device configured as described above, the processing process of blasting the workpiece 10, that is, the wheel mold product, is examined. .
  • the injection conditions for the wheel mold product 10 to be blasted are input (s100). This will generally be provided by the company that requested the blasting target product. This is because the manufacturer knows the characteristics or material information of the wheel mold product 10. Based on the product information provided as described above, the operator may operate and set the abrasive spray condition setting unit 330. However, the blasting processing company may continue to use the accumulated DB value according to the blasting processing operation.
  • the blasting target product is the wheel mold product 10, and can be set by taking the spraying condition as an example as shown in Table 1 below.
  • Injection pressure 4kgf / cm 2 Spray distance (distance from the end of the injection nozzle to the wheel mold product) 120 ⁇ 150mm Abrasive materials used Al 2 O 3 (Brown color) Injection nozzle feed speed 2 ⁇ 2.5m/min
  • the wheel mold product 10 is transferred on the conveyor belt 110 (s102). And the transferred wheel mold product 10 must be supplied into the working chamber 200 (s104), and at this time, the door on the inlet 201 side of the working chamber 200 has an appropriate height according to the size of the wheel mold product 10 As long as the cylinder will be opened by the driving force.
  • the size of the wheel mold product 10 may be measured by a sensor (not shown) installed on the conveyor belt 110.
  • the door on the inlet 201 side is closed to become a closed space.
  • the laser sensor 250 installed in the working chamber 200 operates.
  • the laser sensor 250 serves to recognize the shape of the wheel mold product 10 (s106).
  • Various methods may be applied to the shape recognition method, but for example, an automatic shape recognition measurement program capable of generating and recognizing 3D coordinate values may be proposed.
  • the modeling unit 310 When the shape recognition of the wheel mold product 10 is completed, it is transmitted to the modeling unit 310. Then, the modeling unit 310 three-dimensionally models the wheel mold product 10 by using the shape-recognized information (s108). You can perform blasting with only the modeled information, but in this case, you may be able to redo the processed part or you may not be able to do some. That is, it is not known that any part of the modeled wheel mold product 10 has been blasted or is still in a state before treatment.
  • shape-recognized information s108
  • the working path setting unit 320 sets the path for the three-dimensionally modeled wheel mold product 10 (s110).
  • the route setting may be performed by an automatic driving route setting program capable of automatically driving according to the shape of the modeled shape coordinate value.
  • Path setting information for spraying the abrasive for the wheel mold product 10 is transmitted to the abrasive spraying means 600 (s112). Then, the abrasive spraying means 600 sprays the abrasive onto the wheel mold product 10 using the input spray condition information and the route setting information to perform blasting treatment (s114).
  • the blasting operation continues until both the abrasive blasting time and the set path among the blasting conditions are completed. And when the completion point arrives, the blasting operation is completed.
  • the blasting operation is completed (s116)
  • the wheel mold product 10 is discharged through the work chamber 200, the outlet 202.
  • the door on the exit 202 side receives the opening information of the door on the entrance side 201 and opens the same height.
  • the wheel mold product 10 discharged through the outlet 202 is cleaned by air or a cleaning liquid sprayed by the cleaning nozzle 710 while passing through the cleaning unit 700 installed on the conveyor belt 110. It is preferable that the cleaning operation is performed for a predetermined time while the conveyor belt 110 is temporarily stopped.
  • the abrasive sprayed during the blasting operation is supplied to the abrasive collection tank 400 installed at the bottom of the working chamber 200, and the abrasive in the abrasive collection tank 400 is collected and collected through the abrasive collection pipe 410. It is transmitted to the filtering device 500 (s130).
  • the blasting operation for the wheel mold product 10 is completed by this process.
  • the steps from inputting the injection condition and recognizing the shape of the workpiece 10 to setting the injection path can be omitted. That is, since the shape information and spraying conditions of the first transferred object 10 are already input, the blasting operation of the next transferred object 10 only needs to be used as it is.
  • this embodiment describes a wheel mold product as an example, but the blasting apparatus and method of the present invention include a diffuser that is a display process component, a hydraulic flat straightener requiring automatic shape recognition, a thermal spray coating device, and It can also be applied to straighteners and room blasting equipment.
  • a diffuser that is a display process component, a hydraulic flat straightener requiring automatic shape recognition, a thermal spray coating device, and It can also be applied to straighteners and room blasting equipment.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 그 블라스팅 방법을 제안한다. 본 발명은 피 가공물을 자동 공급받고, 그 피 가공물의 형상을 자동인식한 다음 인식된 형상정보를 기초로 연마재를 소정 조건에서 분사하여 블라스팅 작업을 수행할 수 있다. 또한, 피 가공물의 특성에 따라 블라스팅 조건은 선행된다. 따라서 작업환경이 개선과 함께 제품 불량률 및 피 가공물의 표면 손상 최소화로 인한 생산성이 향상되는 이점이 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 03.07.2020] 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 그 블라스팅 방법
본 발명은 블라스팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블라스팅 대상제품(피가공물)의 형상을 자동인식하고, 인식된 정보를 기초로 밀폐된 공간의 작업 챔버 내에서 블라스팅 과정을 수행하는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 이를 이용한 블라스팅 방법에 관한 것이다.
블라스팅 작업은 금속면에 부착한 피막상의 불순물, 금속 산화물과 같은 스케일을 연마재 분사에 의해 제거하는 표면처리공법을 말한다. 스케일은 그 성분에 따라 금속 등의 성분을 부식시키는 성질이 있어 이를 제거하지 않으면 금속제품이 부식되기 때문이다.
이러한 블라스팅 작업은 금형제품이나 디스플레이 공정부품 등에 적용 가능하다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 휠 금형제품을 예를 들기로 한다.
일정한 형상의 휠 금형제품이 생산되면 필연적으로 표면에는 스케일이 발생한다. 그래서 블라스팅 작업을 하여 이러한 스케일이 제거된 표면을 갖는 휠 금형제품을 제공해야만 한다.
예전에는 이러한 블라스팅 작업은 밀폐된 공간이 아닌 개방된 장소에서 작업이 이루어져 연마재가 사방으로 비산되는 것을 제어하지 못했다.
이를 해결하고자 근래에는 일정 내부 공간을 구비한 챔버에 휠 금형제품을 넣고 외부에서 작업자가 직접 블라스팅 작업은 수행하는 추세이다. 그러나 이러한 작업환경은 작업자의 건강을 악화시키는 주된 원인이 된다. 종래의 블라스팅 작업장소는 자동화되지 못하여, 블라스팅 대상 제품을 직접 챔버로 옮기고 연마재 등을 사용하기 때문에 작업자의 근골격계 질환, 호흡기 질환, 안구질환 등의 각종 질환에 시달리고 있다.
또한, 작업자가 챔버 내를 육안으로 직접 확인하면서 수작업을 하기 때문에 챔버 내의 연마재 등으로 인한 작업 시야를 확보할 수 없다. 그래서 대상제품에 대한 블라스팅 작업이 균일하지 못하여 공정불량이나 제품불량을 초래하고, 수작업으로 인한 생산속도가 느려 생산효율이 좋지 않은 문제가 있다.
최근에 대상제품을 모델링 하여 블라스팅 처리속도를 향상시키는 노력이 있다. 그러나 이러한 기술은 작업자가 모델링을 하기 위하여 대상제품에 정보를 각각 입력해야 하는 문제가 남아있었다. 이는 여전히 생산효율에 제한이 있다는 것을 의미한다고 할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 피 가공물을 자동 공급받고, 그 피 가공물의 형상을 자동인식한 다음 인식된 형상정보를 기초로 연마재를 소정 조건에서 분사하여 블라스팅 작업을 수행할 수 있게 하는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 이를 이용한 블라스팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 피 가공물의 특성에 따라 블라스팅 조건이 셋팅되게 하여 피 가공물의 표면의 손상을 최소화하여 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 이를 이용한 블라스팅 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피 가공물을 이송하는 컨베이어 벨트; 이송된 피 가공물을 입구를 통해 공급받고 밀폐된 공간 내에서 연마재를 분사하여 블라스팅하는 작업 챔버; 상기 작업 챔버의 출구 측 컨베이어 벨트에 설치되어 블라스팅 완료된 피 가공물을 세척하는 세척부를 포함하며, 상기 작업 챔버는 내부에 상기 피 가공물의 형상을 인식하는 적어도 하나의 센서 및 상기 피 가공물에 연마재를 분사하는 연마재 분사수단이 포함되는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치를 제공한다.
본 실시 예에 따르면 상기 작업 챔버는, 상기 입구 및 출구를 개폐하는 도어, 상기 도어의 개폐 정도를 조절하는 구동수단, 내부를 관찰하는 투시창, 하단에 마련되고 연마재를 외부로 배출하도록 호퍼(hopper) 구조로 형성된 연마재 수거탱크, 외부의 연마재 수거관이 연결되도록 상기 연마재 수거탱크의 하측의 수거관 연결구를 포함하여 구성된다.
본 실시 예에 따르면, 상기 센서의 감지 값을 전달받고 피 가공물의 외형을 모델링하는 모델링부, 상기 모델링된 정보를 기초로 블라스팅 작업 경로를 셋팅하는 경로 설정부, 연마재 분사조건을 셋팅하는 셋팅부를 포함하는 제어장치를 더 포함한다.
본 실시 예에 따르면, 상기 연마재 분사수단은 상기 챔버의 일단을 관통하여 챔버 내부에 위치하는 로봇팔 부분과, 상기 로봇팔 부분의 일측에 마련된 분사노즐을 포함하면서, 상기 제어장치의 제어동작에 의하여 상기 블라스팅 작업경로를 따라 연마재를 분사한다.
본 실시 예에 따르면, 상기 제어장치는 상기 피 가공물의 크기에 따라 상기 구동수단을 구동시켜 상기 도어의 열림정도를 조절한다.
본 실시 예에 따르면, 상기 연마재 수거관의 타단은 연마재 수거 및 여과장치와 연결된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 작업 챔버가 컨베이어 벨트를 따라 이송되는 피가공물을 공급받는 단계; 상기 작업 챔버 내에 구비된 센서가 상기 공급된 피 가공물의 형상을 인식하는 단계; 제어장치가 인식된 형상을 기초로 피 가공물의 외형을 모델링하는 단계; 상기 제어장치가 상기 모델링 된 정보를 기초로 블라스팅 작업 경로를 셋팅하는 단계; 연마재 분사수단이 상기 블라스팅 작업경로를 따라 상기 피 가공물에 연마재를 분사하는 단계를 포함하는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법을 제공한다.
본 실시 예에 따르면, 상기 컨베이어 벨트를 따라 연속되어 이송되는 피 가공물이 동일하면 상기 피 가공물의 형상 인식 및 모델링 단계를 생략할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 상기 피 가공물의 특성에 따라, 연마재의 종류 선택, 연마재 분사시간, 연마재 분사압력 및 분사거리를 셋팅하는 연마재 분사조건 셋팅단계를 더 포함하고, 상기 연마재 분사조건 셋팅단계는 상기 피가공물 공급받기 전, 또는 연마재를 분사하는 전에 수행할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 상기 작업 챔버의 입구 및 출구를 개폐하는 도어는 상기 피가공물의 사이즈에 따라 열림정도가 조절된다.
상기 연마재의 분사단계 완료 후, 작업 챔버에서 나오는 피 가공물을 세척하는 세척단계를 더 포함한다.
이상과 같은 본 발명의 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치 및 그 블라스팅 방법에 따르면, 블라스팅하고자 하는 피 가공물을 컨베이어 벨트를 통해 작업 챔버내로 이송시키고 있어, 작업자가 직접 들고 이동해야 하는 문제 해결로 인하여 작업환경이 개선된다.
또, 작업 챔버 내로 이송된 피 가공물의 형상을 인식하고 모델링 한 다음 설정된 작업 경로를 따라 연마재를 분사하고 있어, 생산성 향상을 기대할 수 있다. 그리고 이러한 블라스팅 과정이 자동으로 진행되기 때문에 공정이나 제품 불량률을 최소화할 수 있다.
또, 피 가공물의 특성에 따라 셋팅된 연마조건에 따라서 피 가공물의 표면에 있는 스케일만을 효과적으로 제거 가능하다는 점에서, 피 가공물의 표면 손상을 최소화할 수 있어, 향상된 고객만족도를 기대할 수도 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치의 사시도
도 3은 본 발명의 실시 예인 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치의 분리 사시도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어장치의 블록 구성도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치를 이용한 블라스팅 방법을 보인 흐름도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 피 가공물(휠 금형제품) 110: 컨베이어 벨트
200: 작업 챔버 201: 작업 챔버 입구
202: 작업 챔버 출구 210: 도어
220: 구동수단(실린더) 230: 투시창
240: 조명 250: 센서
300: 제어장치 310: 모델링부
320: 작업경로 설정부 330: 연마재 분사조건 셋팅부
400: 연마재 수거탱크 410: 연마재 수거관
500: 연마재 수거 및 여과장치 600: 연마재 분사수단
610: 몸체부 620: 로봇팔
700: 세척부 710: 세척노즐
본 발명은 자동 이송되는 피 가공물의 외형 형상을 감지하고 이를 기초로 생성된 작업 경로를 따라 연마재를 분사하여 피 가공물의 표면에 있는 스케일 등의 불순물을 제거하는 블라스팅 장치 및 방법을 제안한 것이고, 이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 블라스팅 장치(100)는, 피 가공물(10)을 이송시키는 컨베이어 벨트(110) 및 그 컨베이어 벨트(110) 상에 소정 형상의 작업 챔버(200)가 설치된다. 작업 챔버(200)는 내부에 공간이 형성된 대략 육면체 형상으로 형성되나, 이러한 형상에 반드시 한정되게 구성할 필요는 없다.
작업 챔버(200)는 컨베이어 벨트(110)의 이송방향을 따라 입구(201) 및 출구(202)를 가지며, 입구(201) 및 출구(202)에는 도어(210)가 마련된다. 도어(210)가 완전하게 닫히게 되면 작업 챔버(200)의 내부는 완전하게 밀폐된다. 그리도 도어(210)는 일련의 실린더 방식(220)의 구동력에 의하여 상하 방향으로 개폐되는 구성이며, 컨베이어 벨트(110) 상에 놓여진 피 가공물(10)의 사이즈(높이)에 따라 후술하는 제어장치에 의해 개방되는 정도가 조절된다.
도 3에 도시된 바와 같이 작업 챔버(200)는 작업자가 블라스팅 작업 과정을 육안으로 확인할 수 있도록 일면에 투시창(230)이 마련된다. 또한 작업 챔버(200)의 내부를 조명하는 하나 이상의 조명(240)도 구비된다. 조명(240)은 경우에 따라 작업 챔버(200) 내부 공간이 어두울 수 있기 때문이며, 또한 블라스팅 작업을 완료한 후 내부를 세척할 때에도 필요할 수 있다.
도 1 내지 도 3에는 도시하지 않았지만 작업 챔버(200)의 내부에는 피 가공물(10)의 형상을 인식하는 하나 이상의 센서(250, 도 4 참고)가 소정 장치에 설치된다. 실시 예에서 상기 센서(250)는 레이저 센서일 수 있다. 센서(250)에 의해 인식된 피 가공물(10)의 형상정보는 후술하는 제어장치(300)로 전달된다.
또한, 작업 챔버(200)의 하단부는 연마재 수거 탱크(400)가 설치된다. 연마재 수거탱크(400)는 작업 챔버(200)의 내부 공간에서 블라스팅 작업시 사용된 연마재를 회수하기 위한 것이고, 용이한 회수가 가능하도록 호퍼(hopper)와 같은 구조로 형성된다. 그리고 연마재 수거 탱크(400)의 하단에는 연마재 수거관(410)이 연결된다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 연마재 수거관(410)은 소정 길이로 연장되게 형성되고, 연마재 수거 및 여과장치(500)와 연결된다. 따라서 작업 챔버(200) 내에서 사용된 연마재는 상기 연마재 수거 및 여과장치(500)가 수거 및 여과를 할 수 있다.
도 1 및 도 3를 계속 살펴보면, 작업 챔버(200)의 일단에는 연마재 분사수단(600)이 설치된다. 본 실시 예에 따르면 연마재 분사수단(600)은 도시된 바와 같이 일종의 로봇 형상이라 할 수 있다. 이러한 로봇은 몸체부(610)와 상기 몸체부(610)에 의해 지지되며 일부가 상기 작업 챔버(200) 내에 위치하는 로봇팔(620)을 포함하는 구성이다 그리고 상기 로보팔(620)은 다관절로 구성되어 작업 챔버(200) 내에서 전후방향, 상하방향, 좌우방향으로 자유롭게 움직일 수 있다. 그리고 로봇팔(620)의 끝에는 연마재를 분사할 수 있는 분사노즐이 마련된다.
작업 챔버(200)의 출구(202) 측 컨베이어 벨트에는 블라스팅 완료되어 이송되는 피 가공물(10)을 세척하는 세척부(700)가 형성된다. 세척부(700)는 공기나 세척액을 분사할 수 있는 하나 이상의 세척노즐(710)을 포함한다.
도 4는 제어장치(300)를 나타낸다. 제어장치(300)는 본 실시 예에 따른 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하는 디바이스로서, 작업 챔버(200) 외부에 마련된 컴퓨터 장치일 수 있다. 이러한 제어장치(300)는 상기 센서(250)가 인식한 피 가공물(10)의 형상정보를 기초로 그 피 가공물(10)의 3차원 모델링을 생성하는 모델링부(310), 상기 생성된 3차원 모델링 정보를 이용하여 작업 경로(즉 연마재를 분사하기 위한 분사노즐의 이송경로를 말함) 설정하는 작업경로 설정부(320)를 포함한다.
이렇게 설정된 작업 경로 정보는 상기 연마재 분사수단(600)에 전달될 것이다.
상기 제어장치(300)는, 연마재 분사조건을 셋팅하는 셋팅부(330)를 더 포함할 수 있다. 상기 셋팅부(330)는 피 가공물(10)의 특성이나 재질에 따라 적절한 연마재를 선택할 수 있게 하거나, 연마재가 분사되는 시간, 압력, 분사노즐과 피 가공물(10)과의 거리 등의 각종 조건을 설정할 수 있다.
여기서 상기 피 가공물(10)의 특성이나 재질은 작업자가 직접 입력할 수 있거나, 상기 레이저 센서(250)가 피 가공물(10)의 특성/재질들을 파악하여 전달하거나 별도의 감지센서(미도시)를 채용할 수도 있을 것이다.
이러한 블라스팅 장치(100)의 전체적인 구성을 살펴보면 컨베이어 벨트(110)를 통해 피 가공물(10)을 자동 이송하고, 이송된 피 가공물(10)에 대한 블라스팅 처리를 밀폐된 작업 챔버(200) 내에서 로봇팔(620)의 구동에 의해 수행되기 때문에 작업환경 및 효과를 개선할 수 있게 되며, 이어서 이와 같이 구성된 블라스팅 장치를 이용하여 피 가공물(10), 즉 휠 금형제품에 대한 블라스팅을 처리공정을 살펴본다.
블라스팅 처리하고자 하는 휠 금형제품(10)에 대한 분사조건을 입력한다(s100). 이는 대체로 블라스팅 대상 제품을 의뢰한 업체 측에서 제공할 것이다. 이는 업체가 휠 금형제품(10)의 특성이나 재질 정보 등을 알고 있기 때문이다. 이처럼 제공되는 제품 정보를 기초로 하여 작업자가 연마재 분사조건 셋팅부(330)를 조작하여 설정할 수 있다. 다만 블라스팅 처리 업체가 블라스팅 처리 작업에 따라 계속 누적된 DB 값을 이용할 수도 있을 것이다.
본 실시 예에서 블라스팅 대상제품은 휠 금형제품(10)이고, 다음 [표 1]과 같이 분사조건을 예시로 하여 셋팅할 수 있다.
분사 압력 4kgf/cm2
분사 거리(분사노즐 끝에서 휠 금형제품까지 거리) 120 ~ 150mm
사용 연마재 Al2O3(Brown color)
분사노즐 이송속도 2 ~ 2.5m/min
이러한 분사 조건이 설정된 상태에서, 컨베이어 벨트(110) 상에 휠 금형제품(10)이 이송된다(s102). 그리고 이송된 휠 금형제품(10)은 작업 챔버(200) 내로 공급되어야 하며(s104), 이때 작업 챔버(200)의 입구(201) 측 도어는 상기 휠 금형제품(10)의 사이즈에 따라 적정 높이만큼 실린더 구동력에 의해 개방되게 될 것이다. 여기서 휠 금형제품(10)의 사이즈는 컨베이어 벨트(110) 상에 설치된 센서(미도시)가 측정할 수 있을 것이다.
작업 챔버(200) 내로 휠 금형제품(10)이 공급되면 입구(201) 측 도어는 폐쇄되어 밀폐된 공간이 된다. 이렇게 휠 금형제품(10)이 공급된 다음에는 작업 챔버(200) 내에 설치된 레이저 센서(250)가 동작한다. 레이저 센서(250)는 휠 금형제품(10)의 형상을 인식하는 역할을 한다(s106). 형상 인식방법은 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 예를 들면 3차원 좌표값을 생성하여 인식할 수 있는 자동형상인식 측정 프로그램 등이 제안될 수 있다.
휠 금형제품(10)의 형상 인식이 완료되면, 이는 모델링부(310)로 전달된다. 그러면 모델링부(310)는, 형상 인식된 정보를 이용하여 휠 금형제품(10)을 입체적으로 모델링한다(s108). 모델링 된 정보만 가지고 블라스팅 작업을 할 수 있으나, 이 경우 처리된 부분을 다시 할 수 있거나 일부를 하지 못할 수도 있다. 즉 모델링 된 휠 금형제품(10)의 어느 부분이 블라스팅 되거나 아직 처리 전 상태임을 알 수 없기 때문이다.
따라서 휠 금형제품(10)에 대한 블라스팅 처리를 하기 위한 작업 경로가 필요하다. 이는 작업경로 설정부(320)가 입체적으로 모델링 된 휠 금형제품(10)을 대상으로 하여 경로를 설정한다(s110). 상기 경로 설정은 모델링 된 형상 좌표 값에 대하여 그 형상대로 자동 주행할 수 있는 자동주행 경로설정 프로그램에 의해 수행될 수 있다.
휠 금형제품(10)에 대한 연마재 분사를 위한 경로설정 정보는 연마재 분사수단(600)에 전달된다(s112). 그러면 연마재 분사수단(600)은 입력된 분사조건 정보와 상기 경로설정 정보를 이용하여 휠 금형제품(10)에 연마재를 분사하여 블라스팅 처리한다(s114).
블라스팅 작업은 상기 분사조건 중 연마재 분사 시간 및 설정된 경로가 모두 완료되는 시점까지 계속된다. 그리고 완료 시점이 도래하면 블라스팅 작업은 완료된다. 블라스팅 작업이 완료되면(s116), 휠 금형제품(10)은 작업 챔버(200) 출구(202)를 통해 배출된다. 이때 출구(202) 측 도어는 상기 입구 측(201) 도어의 개방정보를 전달받아 동일한 높이만큼 개방된다.
상기 출구(202)를 통해 배출된 휠 금형제품(10)은 컨베이어 벨트(110) 상에 설치된 세척부(700)를 지나면서 세척노즐(710)이 분사하는 공기나 세척액에 의해 세척 완료된다. 세척작업은 컨베이어 벨트(110)가 일시 중지된 상태에서 소정 시간 동안 진행되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 블라스팅 작업시 분사되는 연마재는 작업 챔버(200)의 하단에 설치된 연마재 수거탱크(400)로 공급되고, 연마재 수거탱크(400)에 있는 연마재는 연마재 수거관(410)을 통해 연마재 수거 및 여과장치(500)로 전달되게 된다(s130).
이와 같은 과정에 의하여 휠 금형제품(10)에 대한 블라스팅 작업이 완료된다.
한편, 본 발명에 따르면 상기 컨베이어 벨트(110) 상에 놓여진 피 가공물(10)이 다른 제품이라면 상기한 과정이 반복해서 진행되지만, 만약 작업 챔버(200)로 공급되는 피 가공물(10)이 동일한 제품이라면, 분사조건 입력과 피 가공물(10)의 형상인식부터 분사경로 설정까지의 단계는 생략 가능하다. 즉 제일 처음 이송되는 피 가공물(10)의 형상 정보 및 분사조건이 이미 입력된 상태이기 때문에 다음 이송되는 피 가공물(10)의 블라스팅 작업은 이러한 정보를 그대로 이용하기만 하면 되기 때문이다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
즉 본 실시 예는 휠 금형제품을 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 블라스팅 장치 및 방법은 일반적인 금형제품 이외에도 디스플레이 공정부품인 디퓨저(diffuser), 자동 형상인식이 필요한 유압 평탄 교정기, 용사코팅장치 및 교정기, 룸 블라스팅 장비 등에도 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 피가공물을 이송하는 컨베이어 벨트;
    이송된 피 가공물을 입구를 통해 공급받고 밀폐된 공간 내에서 연마재를 분사하여 블라스팅하는 작업 챔버; 그리고
    상기 작업 챔버의 출구 측 컨베이어 벨트에 설치되어 블라스팅 완료된 피 가공물을 세척하는 세척부를 포함하며,
    상기 작업 챔버는, 내부에 상기 피 가공물의 형상을 인식하는 적어도 하나의 센서 및 상기 피 가공물에 연마재를 분사하는 연마재 분사수단이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 챔버는,
    상기 입구 및 출구를 개폐하는 도어;
    상기 도어의 개폐 정도를 조절하도록 구동력을 제공하는 구동수단;
    작업 챔버 내부를 관찰하는 투시창;
    하단에 마련되고 연마재를 외부로 배출하도록 호퍼(hopper) 구조로 형성된 연마재 수거탱크; 그리고
    외부의 연마재 수거관이 연결되도록 상기 연마재 수거탱크의 하측의 수거관 연결구를 포함하여 구성되는 제품형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서의 감지 값을 전달받고 피가공물의 외형을 모델링하는 모델링부;
    상기 모델링된 정보를 기초로 블라스팅 작업 경로를 셋팅하는 경로 설정부; 그리고
    연마재 분사조건을 셋팅하는 셋팅부를 포함하는 제어장치를 더 포함하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마재 분사수단은,
    상기 챔버의 일단을 관통하여 챔버 내부에 위치하는 로봇팔 부분과, 상기 로봇팔 부분의 일측에 마련된 분사노즐을 포함하면서,
    상기 제어장치의 제어동작에 의하여 상기 블라스팅 작업경로를 따라 연마재를 분사하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 피 가공물의 크기에 따라 상기 구동수단을 구동시켜 상기 도어의 열림 정도를 조절하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마재 수거관의 타단은 연마재 수거 및 여과장치와 연결되는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 장치.
  7. 작업 챔버가 컨베이어 벨트를 따라 이송되는 피 가공물을 공급받는 단계;
    상기 작업 챔버 내에 구비된 센서가 상기 공급된 피 가공물의 형상을 인식하는 단계;
    제어장치가 인식된 형상을 기초로 피 가공물의 외형을 모델링하는 단계;
    상기 제어장치가 상기 모델링된 정보를 기초로 블라스팅 작업 경로를 셋팅하는 단계; 그리고
    연마재 분사수단이 상기 블라스팅 작업경로를 따라 상기 피 가공물에 연마재를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트를 따라 연속되어 이송되는 피 가공물이 동일하면 상기 피 가공물의 형상 인식 및 모델링 단계를 생략하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 피 가공물의 특성에 따라, 연마재의 종류 선택, 연마재 분사시간, 연마재 분사압력 및 분사거리를 셋팅하는 연마재 분사조건 셋팅단계를 더 포함하고,
    상기 연마재 분사조건 셋팅단계는 상기 피 가공물 공급받기 전, 또는 연마재를 분사하는 전에 수행할 수 있는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 작업 챔버의 입구 및 출구를 개폐하는 도어는 상기 피 가공물의 사이즈에 따라 열림 정도가 조절되는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 연마재의 분사단계 완료 후, 작업 챔버에서 배출되는 피 가공물을 세척하는 세척단계를 더 포함하는 형상 자동인식 로봇 블라스팅 방법.
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