JP2002331484A - 作業用ロボットの治工具交換方法及びその治工具ストッカ - Google Patents
作業用ロボットの治工具交換方法及びその治工具ストッカInfo
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Abstract
を、所定位置にある治工具ストッカ60の空き箇所に載
せ、作業用ロボット20から離脱させ、この状態の作業
用ロボット20にて、次に装着すべき治工具(50B〜
50Fのいづれか)が前記所定位置に到達するまで治工
具ストッカ60を回転させ、次の治工具(50B〜50
Fのいづれか)を作業用ロボット20に装着する。 【効果】 治工具を容易に交換できるとともに、例えば
生産ラインのスペースファクタを向上を図ることができ
る。
Description
治工具を交換自在にする作業用ロボットの治工具交換方
法、及び作業用ロボットに着脱自在な複数の治工具を回
転軸に対して放射状に配置する治工具ストッカに関す
る。
産ラインを設けることが多い。このような生産ラインで
は作業用のロボットが多く使用され、このロボットに対
応させた専用の治工具をストックできるの治工具ストッ
カを設けることも多く、生産ラインに見合った作業用ロ
ボットの治工具交換方法を考える必要がある。
例えば特開平6−320274号公報「作業ロボットに
よる治工具自動交換方法」が知られている。上記技術
は、同公報の図3によれば、ラック本体8Aに複数のキ
ャリア9a〜9gを引出し可能に取付け、これらのキャ
リア9a〜9gにラック本体8Aから突出又はラック本
体8Aに収納するシリンダ9iをそれぞれ設け、キャリ
ア9a〜9gに治具3a〜3fを載せ、これらの治具3
a〜3fの内から作業に必要な治具3a〜3fをロボッ
ト15のアーム15aに装着するために、逐次キャリア
9a〜9gを引出してアーム15aに装着するようにし
たものである。
による治工具自動交換方法では、ロボット15のアーム
15aに持たす治具3a〜3fを交換する場合に、逐
次、キャリア9a〜9gを引出す必要があり、治具3a
〜3fの交換作業が繁雑である。また、作業ロボットに
よる治工具自動交換方法では、キャリア9a〜9gを引
出すためのスペースが必要であり、生産ラインのスペー
スファクタの悪化を招く。さらに、ラック本体8Aから
キャリア9a〜9gを引出すために、それぞれシリンダ
9iなどの駆動手段を設ける必要があり、生産設備費の
高騰を招く。
に持たす治工具を容易に交換することができ、生産ライ
ンのスペースファクタの悪化を防止することができ、簡
易な設備で治工具を交換することのできる治具ストッカ
での治工具交換方法、及びその治工具ストッカを提供す
ることにある。
に請求項1は、複数の治工具を回転自在な治工具ストッ
カに回転軸に対して放射状に配置し、作業用ロボットに
治工具を交換自在とした作業用ロボットの治工具交換方
法であって、装着している治工具を、所定位置にある治
工具ストッカの空き箇所に載せ、作業用ロボットから離
脱させ、この状態の作業用ロボットにて、次に装着すべ
き治工具が所定位置に到達するまで治工具ストッカを回
転させ、次の治工具を作業用ロボットに装着することを
特徴とする。
に回転可能に且つ放射状に配置しておき、装着している
治工具を治工具ストッカの空き箇所に載せて作業用ロボ
ットから離脱させ、次の作業で使用する治工具を装着す
るために作業用ロボットで治工具ストッカを回転させる
ようにした。
せるようにすることで、治工具ストッカから回転手段を
省くことができ、生産設備費の低減を図ることができ
る。また、作業用ロボットで治工具ストッカを回転させ
るようにすることで、作業用ロボットの稼働率の向上を
図る。この結果、作業用ロボットの有効利用を図ること
ができる。さらに、治具ストッカを回転式にすること
で、治工具を容易に交換できるようにするとともに、例
えば生産ラインのスペースファクタの向上を図るように
する。
カは、作業用ロボットに着脱自在な複数の治工具を回転
軸に対して放射状に配置する治工具ストッカにおいて、
作業用ロボットに係合する係合部を備えることで、作業
用ロボットで回転させることを特徴とする。治工具スト
ッカに作業用ロボットに係合する係合部を備えること
で、治工具ストッカを作業用ロボットで回転させ得るよ
うにした。これにより、治工具ストッカに専用の回転手
段を設ける必要はなく、治工具ストッカのコストの低減
を図ることができる。
ーブルの外縁部に設けたことを特徴とする。係合部を治
工具ストッカのテーブルの外縁部に設けることで、テー
ブルに作業用ロボットを係合させやすくする。この結
果、作業用ロボットの動作を簡略化することができ、テ
ーブルを迅速に回転させることができる。
回転軸上に設けることで作業用ロボットの先端部に係合
させ、作業用ロボットの先端部を回転させることでテー
ブルを廻すようにしたことを特徴とする。治工具ストッ
カの回転軸上に係合部を設け、この係合部に作業用ロボ
ットの先端部を係合させ、作業用ロボットの先端部を回
転させることで、テーブルを連続的に廻すことができる
ようにする。すなわち、テーブルを連続的に廻すことで
治工具交換時間の短縮を図ることができる。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係る作業用ロボットの治工
具ストッカを配置した作業ラインの一例を示す平面図で
あり、車両のフロアパネルのシーリング作業ラインを示
す。シーリング作業ライン10は、パネル搬送用台車1
1で複数枚のフロアパネル13・・・(・・・は複数個を示
す。以下同じ)を搬送し、又はパネル搬送用台車12で
複数枚のフロアパネルを搬送し、例えば、一方のパネル
搬送用台車11に載せたフロアパネル13の一枚を作業
用ロボットとしてのピックアップ用ロボット20で吊り
上げて載置台14に載置し、次に、載置台14上のフロ
アパネル13をセット用ロボット15でシーリング作業
位置Pまで移動し、シーリングガン17でフロアパネル
13にシーリングを施し、シーリング済みのフロアパネ
ル13を搬出用コンベヤ18に搬出する作業ラインであ
る。
せた図示せぬフロアパネルについても行なうことができ
る。しかし、このときには、ピックアップ用ロボット2
0に装着してあった吊り治具を、別の吊り治具に交換す
る必要がある。本発明では、吊り治具の交換のために回
転テーブル状の治工具ストッカ60(作業ロボットの治
工具ストッカ)をピックアップ用ロボット20の旋回範
囲に配置したことを特徴とする。49は、ピックアップ
用ロボット20及び治工具ストッカ60を制御する制御
部である。
用台車11及びピックアップ用ロボット20の側面を示
す。パネル搬送用台車11は、複数枚のフロアパネル1
3(図1参照)を平置きに載置し、搬送するようにした
台車であり、図1に示すパネル搬送用台車12は別のフ
ロアパネル(不図示)を縦置きに載置し、搬送するよう
にした台車である。
ボット20」と略記する)は、床19に設置した座部2
1と、この座部21に回転自在に取付けた回転台22
と、この回転台22にスイング自在に取付けた第2のア
ーム25と、この第2のアーム25にスイング自在に取
付けた第1のアーム24と、この第1のアーム24にス
イング及び回転可能に取付けたハンド部23と、このハ
ンド部23に取付けることで治工具としての吊下げ治具
50A側に設けた受け側アタッチメント31に嵌合させ
る装着側アタッチメント36と、この装着側アタッチメ
ント36の近傍に設けることで治工具ストッカ60(図
1参照)のテーブル62に嵌合して回転させる先端ピン
28とからなる。なお、先端ピン28はプレート29を
介してハンド部23に取付け、吊下げ治具50Aは、後
述するように治工具ストッカ60に収納する。
タッチメント及び装着側アタッチメントの正面断面図に
て示す。受け側アタッチメント31は、吊下げ治具50
Aに取付ける受けブロック32と、この受けブロック3
2に形成した嵌合凹部32aと、この嵌合凹部32aに
設けた係止ピン33と、ブロック32に形成した位置決
め孔34とからなる。
0のハンド部23に取付ける装着ブロック37と、この
装着ブロック37に形成したシリンダ部38と、このシ
リンダ部38にスライド可能に取付けたピストン39
と、このピストン39のピストンピン39aに取付けた
アーム部41と、このアーム部41に形成した駆動ピン
42と、この駆動ピン42に嵌合させる長孔43aを備
えるとともに装着ブロック37の嵌合凸部37aに回転
可能に取付けた係止カム43と、装着ブロック側に設け
た近接センサ44と、位置決め孔34に嵌合させること
で受け側アタッチメント31を位置決めする位置決めピ
ン45とからなる。図中、46はシリンダ部38とピス
トン39との間に介在させることで、ピストン39をロ
ボット20側に付勢するスプリングである。
着側アタッチメント32を矢印a・・・の如く移動させる
ことで、嵌合凹部32aに嵌合凸部37aを嵌合させ
る。次に、シリンダ部38のエアを減圧することで、ピ
ストン39を矢印bの如く移動させる。ピストン39を
矢印bの如く移動させることで、係止カム43を矢印c
の如く回転させる。係止カム43を矢印cの如く回転さ
せることで、係止ピン33に係止カム43を係止する。
なお、装着側アタッチメント36から受け側アタッチメ
ント31を離脱するときは、前記動作手順を逆に進めれ
ばよい。
具ストッカに載置する治工具の平面図であり、吊下げ治
具の一例を示す。吊下げ治具50Aは、治具ベース51
の上部に受け側アタッチメント31を取付け、治具ベー
ス51の下部に吊下げフレーム52を取付け、この吊下
げフレーム52の先端にバキュームカップ53・・・を取
付けたものである。なお、後述する治工具としての吊下
げ治具50B〜50F(図5に図示)は、吊下げ治具5
0Aと同一構造の治具であり、二点鎖線で示すフロアパ
ネルの形状に合せて吊下げフレームを形成し、これらの
吊下げフレームの先端にバキュームカップを取付けた各
フロアパネル専用の治工具である。
具ストッカの平面図である。治工具ストッカ60は、支
持台61に複数の吊下げ治具50A〜50Fを載置する
テーブル62を回転可能に取付け、このテーブル62に
複数の吊下げ治具50A〜50Fをそれぞれ支持する受
けフレーム63A〜63Fを60゜ピッチで取付け、テ
ーブル62に図3に示すロボット20の先端ピン28を
係合する係合部64A〜64Fを60゜ピッチで取付
け、これらの係合部64A〜64Fに嵌合させることで
テーブルを所定の角度で維持するストッパピン65を支
持台61に昇降可能に取付け、テーブル62の回転角度
を60゜ごとに検出するために、テーブル62に6個の
近接スイッチ発信部66A〜66Fを配置するとともに
支持台61に6個の近接スイッチ受信部67A〜67F
を配置したものである。
Fは5゜ピッチで支持台61に一列に並べる。本図では
近接スイッチ受信部67Aに近接スイッチ発信部66A
が臨んでおり、吊下げ治具50Aが所定位置にある。仮
に、テーブル62を時計廻りに60゜廻せば、近接スイ
ッチ受信部67Bに近接スイッチ発信部66Bが臨み、
吊下げ治具50Bが所定位置に至る。この様に、近接ス
イッチ受信部67A〜67Fは、近接スイッチ発信部6
6A〜66Fのうちの一個のみを検出する配列とした。
取付けたエアシリンダ69の先端に取付けることで、支
持台61に昇降可能にしたものであり、図中、62aは
テーブル62の外縁部、71はテーブル62の回転軸、
72は支持台61に設けることで回転軸71を回転自在
に支持する軸受け部である。
ト20(作業用ロボット)に着脱自在な複数の吊り治具
50A〜50F(50C,50Fのみ示す)を回転軸7
1に対して放射状に配置する治工具ストッカであり、治
工具ストッカ60にロボット20に係合する係合部64
A〜64Fを備えることで、治工具ストッカ60をロボ
ット20で回転させ得るようにしたものである。これに
より、治工具ストッカ60に専用の回転手段を設ける必
要はなく、治工具ストッカ60のコストの低減を図るこ
とができる。
A〜64Fを治工具ストッカ60のテーブル62の外縁
部62aに等ピッチで設けたものであるとも言える。
具ストッカの正面図であり、支持台61に回転軸71に
てテーブル62を回転自在に取付けたことを示し、係合
部64A〜64F(64C,64Fのみ図示)を治工具
ストッカ60のテーブル62の外縁部62aに設けるこ
とで、テーブル62にロボット20(図2参照)を係合
させやすくしたものである。この結果、ロボット20の
動作を簡略化することができ、テーブル62を迅速に回
転させることができる。
次に説明する。先ず、吊り治具の交換手順の一例を示
す。図7〜図9では、「吊り治具50A〜50F」(図
5参照)を「吊り治具A〜F」で表示するものとする。
図7(a)〜(c)は本発明に係る治工具ストッカの作
用説明図(その1)である。(a)において、ロボット
20に吊下げ治具Aを装着した。この状態のロボット2
0の位置を原位置と呼ぶ。また、テーブル62は、スト
ッパピン65(図6参照)でロックしたことにより、回
転はしない。
0の原位置から、所定位置に臨ました治工具ストッカ6
0の空き箇所に、吊り治具Aを矢印の如く載せる。所
定位置とは吊り治具A〜F(A,Dのみ示す)を交換を
するときのテーブル62の回転位置を言う。(c)にお
いて、ロボット20から吊り治具Aを矢印の如く離脱
させ、ロボット20を治工具交換位置で待機させる。こ
の状態のロボット20の位置を治工具交換位置と呼ぶ。
ストッカの作用説明図(その2)である。(a)におい
て、次作業用吊り治具を決定する。ここでは、次作業に
吊り治具Bを用いることにする。そして、ロボット20
の位置を二点鎖線で示す治工具交換位置からロボット2
0の先端ピン28を矢印の如く移動し、次に、垂直に
下降させることで、所定位置にある係合部64Aに先端
ピン28を係合させる。
65を下降させてテーブル62を回転可能な状態にす
る。そして、ロボット20でテーブル62を矢印の如
く右回転する。後述するように、近接スイッチ受信部6
7F(図5参照)に近接スイッチ発信部66Fが位置し
たことを制御部49(図1参照)からの指示で知らさ
れ、ストッパピン65を上昇させてテーブル62をロッ
クする。すなわち、テーブルを60゜右に回転させ、吊
り治具Bを所定位置に臨ませる。
28を上昇させ、ロボット20を矢印の如く治工具交
換位置に戻す。なお、吊り治具Cに決定した場合は前記
(a)〜(b)の動きを繰り返し、吊り治具Dに決定し
た場合は前記(a)〜(b)の動きを3回行なう。ま
た、吊り治具Eに決定した場合は前記(a)〜(b)の
動きを左回りに2回行ない、吊り治具Fに決定した場合
は前記(a)〜(b)の動きを左回り1回行なえばよ
い。
ストッカの作用説明図(その3)である。(a)におい
て、治工具交換位置からロボット20を矢印の如く移
動する。(b)において、ロボット20に吊下げ治具B
を装着する。(c)において、ロボット20に吊下げ治
具Bを装着したロボット20を矢印の如く原位置に戻
す。
具交換方法の示すシステム図である。なお、本図では
「吊り治具50A〜50F」(図5参照)を「治工具A
〜F」と呼ぶ。作業用ロボットの治具交換方法で使用す
るシステムでは、次作業用治工具(例えば、治工具A〜
Fのうちの一つ)を決定したときに、機種情報として制
御部49に入力する機種情報と、ロボット20を動作さ
せるために制御部49から出力するロボット制御情報
と、所定の近接センサ発信部(66A〜66Fのうちの
一つ)が所定の近接センサ受信部(67A〜67Fのう
ちの一つ)に位置したときに次作業治工具であることを
知らせるために制御部49に入力する近接センサ情報
と、テーブル62を回転可能に又は停止状態にするため
にストッパピン65を上下させるために制御部49から
出力するストッパピン動作情報と、を制御部49で制御
する。
業用治工具をDに決定したときには、制御部49は、テ
ーブル62を60゜ごとに右に3回廻す情報をロボット
20に与え、テーブル62回転開始時にはOFF、テー
ブル62停止時にはONの情報を制御部49からストッ
パピン65を駆動するエアシリンダ69に与え、近接セ
ンサ受信部67Dは、近接センサ発信部66Dが近接セ
ンサ受信部67Dに位置したときに近接センサ情報を制
御部49にフィードバックするようにしたものである。
また、次作業用治工具をFに決定したときには、回転テ
ーブルを60゜ごとに左に1回廻す情報をロボットに与
えることになる。
具交換方法の手順を示すフロー図である。なお、ST×
×はステップ番号を示す。また、本図では「吊り治具」
を単に「治工具」と呼ぶ。 ST01:ロボットを原位置に待機させる。 ST02:ロボットをロボット治工具交換位置に移動す
る。 ST03:ロボットから装着していた治工具を離脱させ
る。 ST04:ロボットをロボット治工具交換位置で待機さ
せる。 ST05:次作業用治工具を決定する。
部にロボットの先端ピンを係合させる。 ST07:ストッパピンを下降させてテーブルを回転可
能な状態にする。 ST08:テーブルを左又は右に60゜回転する。 ST09:ストッパピンを上昇させてテーブルをロック
する。 ST10:テーブルの係合部からロボットの先端ピンを
抜き、ロボットを治工具交換位置に戻す。
トで左又は右に、且つ60゜ごとに回転させ、次作業用
治工具を所定位置に臨ませるものであり、ST06〜S
T10のステップは決定する治工具A〜Fの積載位置に
よって、回転方向及び繰り返し回数は相違する。例え
ば、A→B交換のときは回転方向(右)、繰り返し回数
(1回)であり、A→C交換のときは回転方向(右)、
繰り返し回数(2回)であり、A→D交換のときは回転
方向(左)、繰り返し回数(3回)であり、A→E交換
のときは回転方向(左)、繰り返し回数(2回)であ
り、A→F交換のときは回転方向(左)、繰り返し回数
(1回)である。
着する。 ST12:次作業用治工具を装着したロボットを原位置
に戻す。
治工具交換方法は、複数の治工具を回転自在な治工具ス
トッカに回転軸に対して放射状に配置し、作業用ロボッ
トに治工具を交換自在とした作業用ロボットの治工具交
換方法であって、装着している治工具を、所定位置にあ
る治工具ストッカの空き箇所に載せ、作業用ロボットか
ら離脱させ、この状態の作業用ロボットにて、次に装着
すべき治工具が所定位置に到達するまで治工具ストッカ
を回転させ、次の治工具を作業用ロボットに装着するも
のであると言える。
ことができ、生産ラインのスペースファクタを向上させ
ることができ、簡易な設備で治工具を交換することがで
きるとすれば、生産性の向上及び生産設備費の低減を図
る上で好ましいことである。そこで、複数の治工具を治
工具ストッカに回転可能に且つ放射状に配置しておき、
装着している治工具を治工具ストッカの空き箇所に載せ
て作業用ロボットから離脱させ、次の作業で使用する治
工具を装着するために作業用ロボットで治工具ストッカ
を回転させるようにした。
せるようにすることで、治工具ストッカから回転手段を
省くことができ、生産設備費の低減を図ることができ
る。また、作業用ロボットで治工具ストッカを回転させ
るようにすることで、作業用ロボットの稼働率の向上を
図る。この結果、作業用ロボットの有効利用を図ること
ができる。さらに、複数の治工具を回転自在な治工具ス
トッカに回転軸に対して放射状に配置し、作業用ロボッ
トに治工具を交換自在としたので、治工具を容易に交換
できるとともに、例えば生産ラインのスペースファクタ
の向上を図ることができる。
用ロボットの治工具ストッカの正面図である。なお、図
6に示す治工具ストッカ60と同一部品は同一符号を用
い詳細な説明は省略する。図中、50C,50Fは吊下
げ治具、61は支持台、62はテーブル、62aは外縁
部、63C,63Fは受けフレーム、65はストッパピ
ン、69はエアシリンダ、71は回転軸、72は軸受け
部であり、治工具ストッカ80は、回転軸71上に支柱
81を立て、この支柱81の先端に係合部としての受け
側アタッチメント31を取付けたものである。
31と同一品を用いることで、ロボット20(図2参
照)側の先端部としての装着アタッチメント36を嵌合
させ、テーブル62を回転できるようにしたものであ
る。なお、84・・・はテーブル62に60゜ピッチで設
けたストッパピン65の係止片を示す。
ント31(係合部)を治工具ストッカ80の回転軸71
上に設けることでロボット20の装着アタッチメント3
6(先端部)に係合させ、ロボット20の先端部を回転
させることでテーブル62を廻すようにしたものである
と言える。
ことができるようになり、テーブル62を連続的に廻す
ことで治工具交換時間の短縮を図ることができる。
つのテーブル62を回転可能に設けたが、これに限るも
のではなく、テーブルを多段に且つ回転可能に設けるこ
とも妨げない。また、実施の形態では図6に示すよう
に、テーブル62を鉛直軸廻りに水平旋回するようにし
たが、これに限るものではなく、テーブルを水平軸廻り
に旋回させるようにしたものであってもよい。
する。請求項1では、作業用ロボットで治工具ストッカ
を回転させるようにしたので、治工具ストッカから回転
手段を省くことができ、生産設備費の低減を図ることが
できる。また、作業用ロボットで治工具ストッカを回転
させるようにしたので、作業用ロボットの稼働率の向上
を図る。この結果、作業用ロボットの有効利用を図るこ
とができる。さらに、複数の治工具を回転自在な治工具
ストッカに回転軸に対して放射状に配置し、作業用ロボ
ットに治工具を交換自在としたので、治工具を容易に交
換することができるとともに、例えば生産ラインのスペ
ースファクタの向上を図ることができる。
係合部を備えることで、治工具ストッカを作業用ロボッ
トで回転させるようにしたので、例えば、治工具ストッ
カに専用の回転手段を設ける必要はなく、治工具ストッ
カのコストの低減を図ることができる。
テーブルの外縁部に設けたので、テーブルに作業用ロボ
ットを容易に係合させることができる。この結果、作業
用ロボットの動作を簡略化することができ、テーブルを
迅速に回転させることができる。
回転軸上に設けることで作業用ロボットの先端部に係合
させ、作業用ロボットの先端部を回転させることでテー
ブルを廻すようにしたので、テーブルを連続的に廻すこ
とができるようにする。すなわち、テーブルを連続的に
廻すことで治工具交換時間の短縮を図ることができる。
を配置した作業ラインの一例を示す平面図
に載置する治工具の平面図
の平面図
の正面図
の1)
の2)
の3)
の手順を示すフロー図
の示すシステム図
の治工具ストッカの正面図
メント)、36…先端部(装着側アタッチメント)、5
0A〜50F…治工具(吊下げ治具)、60,80…治
工具ストッカ、62…テーブル、62a…外縁部、64
A〜64F…係合部、71…回転軸。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の治工具を回転自在な治工具ストッ
カに回転軸に対して放射状に配置し、作業用ロボットに
治工具を交換自在とした作業用ロボットの治工具交換方
法であって、 装着している治工具を、所定位置にある治工具ストッカ
の空き箇所に載せ、作業用ロボットから離脱させ、この
状態の作業用ロボットにて、次に装着すべき治工具が前
記所定位置に到達するまで治工具ストッカを回転させ、
次の治工具を作業用ロボットに装着することを特徴とす
る作業用ロボットの治工具交換方法。 - 【請求項2】 作業用ロボットに着脱自在な複数の治工
具を回転軸に対して放射状に配置する治工具ストッカに
おいて、 この治工具ストッカは、前記作業用ロボットに係合する
係合部を備えることで、前記作業用ロボットで回転させ
ることを特徴とする作業用ロボットの治工具ストッカ。 - 【請求項3】 前記係合部は、前記治工具ストッカのテ
ーブルの外縁部に設けたことを特徴とする請求項2記載
の作業用ロボットの治工具ストッカ。 - 【請求項4】 前記係合部は、前記治工具ストッカの回
転軸上に設けることで前記作業用ロボットの先端部に係
合させ、前記作業用ロボットの先端部を回転させること
で前記テーブルを廻すようにしたことを特徴とする請求
項2記載の作業用ロボットの治工具ストッカ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001139263A JP4390172B2 (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 治工具ストッカと作業用ロボットのシステム |
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---|---|---|---|
JP2001139263A JP4390172B2 (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 治工具ストッカと作業用ロボットのシステム |
Publications (2)
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---|---|---|---|
JP2001139263A Expired - Lifetime JP4390172B2 (ja) | 2001-05-09 | 2001-05-09 | 治工具ストッカと作業用ロボットのシステム |
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