JP3702681B2 - ワーク自動積み込み装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク収容パレットをパレット段替え装置に搬入し、ワークをワーク収容パレットから自動的に取り出し、搬送装置に積み込み、空になった空パレットをパレット段替え装置から搬出するワーク自動積み込み装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、たとえば、自動車のサイドメンバーパネルなどのワークの組み付け工程を行うライン(製造ライン)の近くには、ラインに供給するワークが収容されたパレットが配置されていた。ワークは車種に応じて複数種類が用意され、種類別にパレットに収容されるため、ライン近くにはワークの種類数に相当する複数のパレットを配置するための広大なスペースが必要であった。
そこで、特開平5−337760号には、ラインの近くにパレットを配置するスペースを設けないようにしたワーク搬送システムが開示されている。このシステムは、図6に示すように、上段にあるパレット搬入部50と、パレット搬入部50から取り出されたワークを製造ラインまで搬送するために配置したレールと、パレット搬入部50の下方にある回収コンベア51を有する。パレット搬入部50には、トラックから移送されたパレットを所定位置まで上昇させるコンベア付きのリフタ52と、リフタ52上のパレットをストック位置Sまで搬送させる中間コンベア53と、ストック位置Sに配置されたガイドローラ機構付きリフタ54と、ストック位置に搬入されたパレット上のワークをレール上の台車55に搭載するワーク搬送機構56が設けられている。
従来のワーク搬送システムでは、トラックから移送されたパレット60は、まずリフタ52によって上昇され、リフタ52に設けられているコンベアと中間コンベア53とが駆動されることによってパレット60がストック位置Sまで搬送される。ストック位置Sにはガイドローラ54があるが、ガイドローラ54は駆動手段をもたないため、中間コンベア間に配設されたパレット押し出し装置によってパレット60は中間コンベア53からストック位置Sまで搬送される。ストック位置Sにあるパレットからはワーク搬送機構56によってワークが取り出され台車にのせられる。すべてのワークが取り出され空になった空パレットはガイドローラ機構付きリフタ54によって下降され、下降位置にある回収コンベア51が駆動されてパレット搬入側に戻される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のワーク搬送システム(ワーク自動積み込み装置)では、つぎに示す▲1▼、▲2▼の理由により、作業性が好ましくない。
▲1▼ 異なる大きさのパレットを搬送することができない。
▲2▼ 回収コンベアによる空パレットの搬送に多くのエネルギーを消費している。本発明の目的は、作業性が従来より優れたワーク自動積み込み装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、つぎの通りである。
(1) 上段にかつ左右方向両側に配置された第1、第2のステーションと、下段にかつ左右方向両側に配置された第3、第4のステーションを有し、前記第1のステーションの下側に前記第4のステーションが配置され、前記第2のステーションの下側に前記第3のステーションが配置されたラックと、該ラックに載置されたパレットを前記ラックの左右方向に移動させる左右方向移動装置と、前記パレットを前記ラックの上下方向に移動させる昇降装置とを備えたパレット段替え装置と、
該パレット段替え装置の前記第2のステーションからワークを取り出すワーク取り出し装置と、
取り出されたワークを搬送する搬送装置と、
を備え、
ワークを収容したワーク収容パレットが、前記第1のステーションで搬入され前記左右方向移動装置によって第2のステーションに移動され、ワークが前記ワーク収容パレットから前記ワーク取り出し装置によって取り出され、空とされた空パレットが、前記昇降装置によって前記第3のステーションに下降され、前記第3のステーションから前記左右方向移動装置によって第4のステーションに移動され、搬出される、ワーク自動積み込み装置において、
複数の前記パレット段替え装置を有する組が、1つの前記ワーク取り出し装置を挟んで、2組設けられ、前記搬送装置が前記組の上方を通るように配置され、
前記ワーク取り出し装置が、前記第2のステーションにあるワーク収容パレットに収容されているワークと前記搬送装置との間を移動可能ないろいろな姿勢をとることができる多関節ロボットと、該ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、
前記搬送装置が、ワークをもたれ掛けさせる上下方向に延びる支持部と該支持部の下部に設けられ前記支持部に対して交わる方向に延びるワークの受け部と前記支持部から離れた位置で前記受け部から上方に突出する係止部とを備えたハンガーと、該ハンガーの移動を案内するレールとを有している、
ワーク自動積み込み装置。
(2)記左右方向移動装置は前記ラックの下段の左右方向と直交する方向両側に配設されパレットの下面を保持可能なローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、該ローラは前記第3のステーションから前記第4のステーションに向かって下方に傾斜している、(1)記載のワーク自動積み込み装置。
(3)記左右方向移動装置が前記ラックの上段および下段の前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、前記ラックの前記第2のステーションに位置する前記ローラは前記左右方向と直交する方向に移動可能とされ前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされている、
(1)または(2)記載のワーク自動積み込み装置。
【0005】
上記(1)のワーク自動積み込み装置では、ワーク取り出し装置が、ロボットと、ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、ツールによって容易に第2のステーションにあるパレットからワークを把持して取り出すことができる。ツールによって把持されたワークはロボットの作動によってハンガーに載せられる。ハンガーは支持部と受け部を有し、受け部はワークがハンガーから落ちるのを防止し支持部はワークがもたれ掛かるのを支えるので、ワークは大小にかかわらず、1種類のハンガーに載せることができ、ハンガーが汎用性を有することから作業性に優れる。
上記(2)のワーク自動積み込み装置では、左右方向移動装置がラックの上段に配設されパレットの下面を保持可能なローラとローラを駆動する駆動装置を有し、ローラが第3のステーションから第4のステーションに向かって下方に傾斜しているので、パレットが第4のステーションへ移動しやすくなり、ローラの駆動力を少なくすることができ、作業性に優れる。
上記(3)のワーク自動積み込み装置では、ラックの第2のステーションに位置するローラが、左右方向と直交する方向に移動可能とされ、ラックの左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされるので、パレットの幅が大きい場合にはローラ間の間隔が大きくされ、パレットの幅が小さい場合にはローラ間の幅が小さくされるので、大きさの異なるパレットを保持することができ、作業性に優れる。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1は本発明実施例のワーク自動積み込み装置を示し、図2、図3は本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置を示し、図4は本発明実施例のワーク自動積み込み装置の搬送装置を示し、図5は本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置の配置方法を示す。
【0007】
まず、本発明実施例のワーク自動積み込み装置を、図1〜図4を参照して、説明する。ワークWは、たとえば、自動車の外板の一部であるサイドメンバーパネルである。
ワーク自動積み込み装置は、図1に示すように、パレット段替え装置10と、ワーク取り出し装置20と、搬送装置30と、を有する。
【0008】
パレット段替え装置10は、図1〜図3に示すように、ラック11と、左右方向移動装置12A、12Bと、昇降装置13と、を有する。
【0009】
ラック11は、上下2段の棚とされる。ラック11の上段には左右方向に複数のステーションが配置されている。図1には左右方向に第1のステーション1st、第2のステーション2stの2つのステーションが配置されている例を示す。ステーションが3つ以上の場合には、第1のステーション1stと第2のステーション2stの間にステーションが1つ以上配置される。ラック11の下段には左右方向に複数のステーションが配置されている。図1には左右方向に第3のステーション3stと第4のステーション4stの2つのステーションが配置されている例を示す。ステーションが3つ以上の場合には第3のステーション3stと第4のステーション4stの間にステーションが1つ以上配置される。なお、第1のステーション1stの下側に位置するステーションは第4のステーション4stである。第2のステーション2stの下側に位置するステーションは第3のステーション3stである。
【0010】
左右方向移動装置12A、12Bは、図3に示すように、ラック11の上段と下段のそれぞれに設けられている。上段の左右方向移動装置12Aはパレット40を第1のステーション1stから第2のステーション2stに移動させる。下段の左右方向移動装置12Bはパレット40を第3のステーション3stから第4のステーション4stに移動させる。本発明実施例では、上段および下段の左右方向移動装置12A、12Bが、ラック11の上下段のそれぞれに、図1に示すような左右方向と直交する方向(前後方向)両側に配設されたローラ12rと、ローラ12rを駆動する図示されないパワーモータからなる例を示している。
ラック11の下段に配設されたローラ12rは、図3に示すように、第3のステーション3stから第4のステーション4stに向かって下方に傾斜している。
なお、第1のステーション1stから第2のステーション2stに向かうローラ12rも下方に傾斜されていてもよい。
また、ラック11の前後方向両側に配設された、第1のステーション1st、第3のステーション3st、第4のステーション4stに位置するローラ12rはそれぞれ前後方向の幅が大きくされている。第2のステーション2stに位置するローラ12rはそれぞれ前後方向の幅がほかのローラ12rと比べ小さくされている。また、第2のステーション2stに位置するローラ12rは前後方向に移動可能とされているので、ローラ12rの前後方向の間隔(ローラ12rが配設された幅)が変化可能である。なお、他のローラ(第1のステーション1st、第3のステーション3stと第4のステーション4stに位置するローラ)12rも前後方向幅が可変とされていてもよい。
また、ラック11の第2のステーション2st内には、左右方向移動装置11Aによってパレット40がラック11から外へ飛び出すのを防止するための停止装置が配置されている。停止装置は、たとえば、パレット40が第2のステーション2stに移動されたときにパレット40に係合する出没可能な位置決めピン、パレット40が第2のステーションに移動されたことを検知しローラ12rの駆動を停止させるセンサーなどを使用できる。
また、ラック11の第4のステーション4st内には、左右方向移動装置11Bによってパレット40がラック11から外へ飛び出すのを防止するための停止装置が配置されている。
【0011】
昇降装置13は、ラック11の第4のステーション4stに配設された昇降板13aと昇降板13aを昇降する図示されない駆動装置とからなる。昇降板13aは第2のステーション2stに位置するローラ12rの上方まで昇動可能である。
【0012】
ワーク取り出し装置20は、第2のステーション2stにあるワーク収容パレット40のワークWと搬送装置30との間を移動可能なロボット21と、ロボット21の先端に取り付けられたワークWを把持可能なツール22とを有している。
ロボット21は、多関節ロボットを使用することにより、いろいろな姿勢をとることができる。ロボット21は、第2のステーション2stの隣に配置されている。図1は、2台のロボットが配置されている例を示している。
ツール22は、ワークWを挟むタイプ、ワークWを吸着するタイプなど、容易にワークWを把持することができるものが用いられる。
【0013】
搬送装置30は、ワークWをもたれ掛けさせるための、上下方向に延びる支持部31a(図4には四角形の枠体を示すが、板状でもよい)と支持部31aの下部に設けられ支持部31aに対して交わる方向(たとえば、水平方向)に延びるワークWの受け部31bとを備えたハンガー31と、ハンガー31の移動を案内するレール32と、ハンガー31をレール32に沿って移動させる図示されない駆動装置とを有している。
受け部31bは支持部31aから離れた位置に受け部31bから上方に突出した係止部31cを備える。また、支持部31aの上部に、ワークWを掛ける引っ掛け部31dを備えていてもよい。図4に示すように、支持部31aの両側(表側と裏側)に受け部31bおよび係止部31cが設けられている場合には、1つのハンガー31に2つのワークWを載置することができる。
レール32はパレット段替え装置10の上方を通り、ワークWを加工するラインまで延びている。
【0014】
ワークWは種類ごとにパレット40に収容されるので、ワークWが複数種類ある場合には、パレット40は複数種類が用意される。1つのパレット段替え装置10には同じ種類のパレット40を載置することが望ましい。そのため、パレット段替え装置10はパレット40の種類数に相当する数が用意される。その場合には、パレット段替え装置10は、ラック11の第2のステーション2stをロボット21側に位置させ、前後および、もしくは左右に配置される。図1には、パレット段替え装置10が、ロボット21を挟んで左右にそれぞれ前後に3つ配置されることにより、合計6つ配置され、6種類のパレット40(ワークW)を載置できる例を示している。
また、ワークWが自動車のサイドメンバーパネルの場合、右側パネルと左側パネルの2枚が1組となって、ラインで加工される。その場合、図1に示すように配置された複数 (図1では6つ)のパレット段替え装置10が、図5に示すように、2組用意される。それにより、一方のパレット段替え装置10は右側パネルRを、他方のパレット段替え装置10は左側パネルLを収容できる。また、レール32は両方のパレット段替え装置10の上方を通るように配置される。それにより、一方のパレット段替え装置10の上方で右側パネルRが積み込まれ、他方のパレット段替え装置10の上方では左側パネルLが積み込まれ、2つが1組となって、ラインまで搬送される。
【0015】
つぎに、本発明実施例のワーク自動積み込み装置の作用について、説明する。
パレット段替え装置10のラック11の上段の第1のステーション1stに、複数枚のワークWが収容されたワーク収容パレット40を、たとえば、リフトを用いることにより載置する。ワーク収容パレット40は、下面がラック11に配設されたローラ上に乗った状態にある。なお、第1のステーション1st、第3のステーション3stと第4のステーション4stに位置するローラ12rは前後方向の幅が大きくされているので、パレット40の前後方向の幅が大きくてももしくは小さくても、パレット40の下面を保持することができる。また、第2のステーションに位置するローラ12rは、あらかじめ、前後方向両側のローラ間の間隔がワーク収容パレット40を保持できる大きさに調整されている。そのため、第2のステーション2stに位置するローラ12rが他のローラ12rに比べて前後方向の幅が小さくされていても、異なる大きさのパレット40を保持することができる。
【0016】
ローラ12rが駆動されることにより、ワーク収容パレット40が第1のステーション2stから第2のステーション2stへ移動する。ローラ12rが第1のステーション1stから第2のステーション2stに向け下方に傾斜している場合には、ローラ12rを駆動する駆動力が小さくてもワーク収容パレット40の移動が円滑に行われる。
【0017】
つづいて、複数配置されたパレット段替え装置10の中から、ラインで必要とされているワークWを収容しているワーク収容パレット40が載置されているパレット段替え装置10に向かってロボット21が駆動される。ロボット21はツール22によって、パレット段替え装置10の第2のステーション2stにあるワーク収容パレット40から最もロボット側に位置する1つのワークWを把持する。ワークWを把持したままロボット21は駆動され、パレット段替え装置10の上方にあるハンガー31の受け部31bにワークWの下側を置き、支持部31aにワークWの上部をもたれかけさせ、ツール22がワークWの把持を解除する。これにより、ワークWはハンガー31へ積み込まれる。ワークWは下部が、係止部31cに当接するので、支持部31aに一定の角度で傾斜してもたれかかった姿勢を維持することができる。ハンガー31はワークWをもたれかけさせて保持するものであるため、形、大きさの異なるワークWであっても載置でき、搬送することができる。
ハンガー31に載置されたワークWは、ワークWを使用する図示されないラインまで延びるレール32によって、ラインまで搬送される。
ラインでワークWが降ろされ、空にされたハンガー31は、パレット段替え装置に戻り、再び、別のワークWを載置してラインまで搬送することを繰り返し行う。ワークWがワーク収容パレット40から順に取り出され、最終的に、パレット40は空になる。
【0018】
第2のステーション2stでパレット40が空とされたことがセンサーなどで検知されると、下方にある昇降装置30の昇降板31が上昇し、空パレット40をローラ12rより上方へ上昇させる。このとき、第3のステーション3stにはパレット40は配置されていない。第2のステーション2stに設けられたピンがパレット40に係合している場合には、パレット40の上昇によりピンの係合が解除される。
そして、第2のステーション2stにある前後両側のそれぞれのローラ12rがラック11の前後両側端へ移動する。つづいて、空パレット40の下面を保持したまま昇降板31を下降させ、空パレット40を下降させる。ローラ12rが前後両側端にあることから、空パレット40は下面が第2のステーション2stにあるローラ12rに保持されることなく第2のステーション2stを通過し、第3のステーション3stに移動される。
【0019】
つづいて、ラック11の下段のローラ12rが駆動され、空パレット40が第3のステーション3stから第4のステーション4stへ移動する。ローラ12rが第3のステーション3stから第4のステーション4stに向かって下方に傾斜している場合には、ローラ12rを駆動する駆動力が小さくても、ワーク収容パレット40の移動が円滑に行われる。そのため、ローラ12rが傾斜していない場合に比べ、ローラ12rを駆動するのに消費する駆動力を少なくすることができる。
第4のステーション4stに到達した空パレット40は、パレット段替え装置の外へ搬出される。
【0020】
第1のステーション1stから第2のステーション2stにワーク収容パレット40が配置されると、第1のステーション1stには、つぎのワーク収容パレット40を配置させることができる。
【0021】
【発明の効果】
請求項1のワーク自動積み込み装置によれば、ワーク取り出し装置が、ロボットと、ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、ツールによって容易に第2のステーションにあるパレットからワークを把持して取り出すことができる。ツールによって把持されたワークはロボットの作動によってハンガーに載せられる。ハンガーは支持部と受け部を有し、受け部はワークがハンガーから落ちるのを防止し支持部はワークがもたれ掛かるのを支えるので、いずれの大きさのワークであっても、ハンガーに載せることができ、作業性に優れる。
請求項2のワーク自動積み込み装置によれば、左右方向移動装置がラックの上段に配設されパレットの下面を保持可能なローラとローラを駆動するモータを有し、ローラが第3のステーションから第4のステーションに向かって下方に傾斜しているので、パレットが第4のステーションへ移動しやすくなり、ローラの駆動力を少なくすることができ、作業性に優れる。
請求項3のワーク自動積み込み装置によれば、ラックの第2のステーションに位置するローラが、左右方向と直交する方向に移動可能とされ、ラックの左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされるので、パレットの幅が大きい場合にはローラ間の間隔が大きくされ、パレットの幅が小さい場合にはローラ間の幅が小さくされるので、大きさの異なるパレットを保持することができ、作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の斜視図である。
【図2】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の平面図である。
【図3】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の側面図である。
【図4】本発明実施例のワーク自動積み込み装置の搬送装置の斜視図である。
【図5】本発明実施例のワーク自動積み込み装置のパレット段替え装置の配置を説明する図である。
【図6】従来のワーク搬送システムを示す図である。
【符号の説明】
10 パレット段替え装置
11 ラック
12A、12B 左右方向移動装置
13 昇降装置
20 ワーク取り出し装置
21 ロボット
22 ツール
30 搬送装置
31 ハンガー
31a 支持部
31b 受け部
32 レール
40 パレット
1st 第1のステーション
2st 第2のステーション
3st 第3のステーション
4st 第4のステーション

Claims (3)

  1. 上段にかつ左右方向両側に配置された第1、第2のステーションと、下段にかつ左右方向両側に配置された第3、第4のステーションを有し、前記第1のステーションの下側に前記第4のステーションが配置され、前記第2のステーションの下側に前記第3のステーションが配置されたラックと、該ラックに載置されたパレットを前記ラックの左右方向に移動させる左右方向移動装置と、前記パレットを前記ラックの上下方向に移動させる昇降装置とを備えたパレット段替え装置と、
    該パレット段替え装置の前記第2のステーションからワークを取り出すワーク取り出し装置と、
    取り出されたワークを搬送する搬送装置と、
    を備え、
    ワークを収容したワーク収容パレットが、前記第1のステーションで搬入され前記左右方向移動装置によって第2のステーションに移動され、ワークが前記ワーク収容パレットから前記ワーク取り出し装置によって取り出され、空とされた空パレットが、前記昇降装置によって前記第3のステーションに下降され、前記第3のステーションから前記左右方向移動装置によって第4のステーションに移動され、搬出される、ワーク自動積み込み装置において、
    複数の前記パレット段替え装置を有する組が、1つの前記ワーク取り出し装置を挟んで、2組設けられ、前記搬送装置が前記組の上方を通るように配置され、
    前記ワーク取り出し装置が、前記第2のステーションにあるワーク収容パレットに収容されているワークと前記搬送装置との間を移動可能ないろいろな姿勢をとることができる多関節ロボットと、該ロボットの先端に取り付けられたワークを把持可能なツールとを有し、
    前記搬送装置が、ワークをもたれ掛けさせる上下方向に延びる支持部と該支持部の下部に設けられ前記支持部に対して交わる方向に延びるワークの受け部と前記支持部から離れた位置で前記受け部から上方に突出する係止部とを備えたハンガーと、該ハンガーの移動を案内するレールとを有している、
    ワーク自動積み込み装置。
  2. 記左右方向移動装置は前記ラックの下段の左右方向と直交する方向両側に配設されパレットの下面を保持可能なローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、該ローラは前記第3のステーションから前記第4のステーションに向かって下方に傾斜している、請求項1記載のワーク自動積み込み装置。
  3. 記左右方向移動装置が前記ラックの上段および下段の前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラと該ローラを駆動する駆動装置を有し、前記ラックの前記第2のステーションに位置する前記ローラは前記左右方向と直交する方向に移動可能とされ前記左右方向と直交する方向両側に配設されたローラ間の間隔が変化可能とされている、
    請求項1または請求項2記載のワーク自動積み込み装置。
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