JP3931653B2 - シャトルフォークの安全装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体に設けられて荷物を移載するシャトルフォークのための安全装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、シャトルフォークを備える移動体を利用して荷物を所定の位置に移載したり、あるいは所定の位置から取り出したりするシステムが知られている。このようなシステムは、例えば、半導体装置を製造する工場においてシリコンウエハ等を所定の位置に移載するために導入されている。
【0003】
シャトルフォークは、例えば、図8(a) に示すように、フォーク固定部1、フォーク移動部2、およびフォーク移動部2を移動させるための不図示の駆動装置から構成されている。ここで、フォーク移動部2は、フォーク固定部1に対して相対的に移動可能なように設けられている。具体的には、フォーク移動部2は、不図示の制御回路からの指示に従って所定の距離だけ矢印方向に送り出され、その後、元の位置に戻るように往復移動する。
【0004】
ところで、シャトルフォークの中には、必要以上にフォークを送り出してしまうことを回避するための安全装置を備えるものがある。図8(a) に示す例では、フォーク移動部2にドグ3が取り付けられると共に、フォーク固定部1にはドグ3を検出するためのセンサ4が取り付けられている。そして、この安全装置は、図8(b) に示すように、何らかの理由によりフォーク移動部2が必要以上に送り出されてしまい、センサ4によりドグ3が検出されたときにシャトルフォークの駆動を強制的に停止するように構成されている。
【0005】
ただし、シャトルフォークのストローク(ここでは、フォーク固定部1に対してフォーク移動部2が送り出される距離)は、作業により異なることがある。例えば、図9(a) は小さなストロークが設定されている場合を示し、図9(b) は大きなストロークが設定されている場合を示している。この場合、もし、フォーク移動部2が図9(a) に示す停止位置を越えたときに駆動装置が強制的に停止されるように安全装置が設計されていたとすると、フォーク移動部2をそれ以上先に送り出すことができなくなってしまう。このため、安全装置(ドグ3およびセンサ4の配置)は、予め設定されている最大ストロークを越えてフォーク移動部2が送り出されることを阻止するように設計される。例えば、シャトルフォークの動作として、図9(a) に示すストローク2、および図9(b) に示すストローク1が設定されている場合には、フォーク移動部2がストローク1を越えたときに駆動装置が強制的に停止されるようにドグ3およびセンサ4の配置が設計されている。
【0006】
なお、シャトルフォークの移動板(フォーク移動部2に相当する)の位置を検出する方法は、例えば、特開平6−135507号公報に記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、シャトルフォークの安全装置が予め設定されている最大ストロークを想定して設計されると、以下の問題が生じる。すなわち、図9(c) に示すように、停止目標位置が比較的近いときに何らかの理由によりフォーク移動部2が必要以上に送り出されてしまうと、フォーク移動部2は、安全装置により停止されることはなくその停止目標位置を越えてしまうことがある。このため、例えば、停止目標位置の先にHEPAフィルタ等が設けられている場合には、それを損傷してしまう危険性もある。
【0008】
本発明の目的は、複数のストロークを設定可能なシャトルフォークにおいて、各ストローク毎に安全性が確保される安全装置を提供することである。
【0009】
本発明の安全装置は、移動体に設けられたシャトルフォークのための装置であって、前記移動体は、少なくとも第1の作業領域および第2の作業領域に停車し、それぞれの作業領域において前記シャトルフォークの移動部を往復させる動作を行うものであり、前記第1の作業領域には、その第1の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第1のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、前記第2の作業領域には、その第2の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第2のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられていることを前提とする。そして、この安全装置は、上記シャトルフォークの移動部が第1のストロークだけ送り出されたことを検出する第1の検出手段と、上記シャトルフォークの移動部が第2のストロークだけ送り出されたことを検出する第2の検出手段と、上記移動体の位置を検出する第3の検出手段と、上記移動体が上記第1の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第1のストロークまで送り出されたことが上記第1の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止し、上記移動体が上記第2の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第2のストロークまで送り出されたことが上記第2の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止する制御手段と、を有する。
【0010】
上記構成において、移動体が第1の領域に位置しているときは、シャトルフォークの動作は第1の検出手段により制限される。すなわち、シャトルフォークの移動部が第1のストロークを越えて送り出されることが阻止される。同様に、移動体が第2の領域に位置しているときは、シャトルフォークの移動部が第2のストロークを越えて送り出されることが阻止される。
【0011】
このように、本発明の安全装置によれば、シャトルフォークの移動部の送出し量の限界値が移動体の位置に応じて個別に決定される。すなわち、シャトルフォークの移動部の送出し量の限界値を、そのシャトルフォークが行うべき作業に応じて個別に決めることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークが使用される環境を説明する図である。実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークは、移動体10に取り付けられて使用される。なお、移動体10は、例えば、自動倉庫のスタッカークレーンの荷台、または工場内で使用される搬送車もしくは搬送ロボット等である。
【0013】
移動体10は、不図示のセンタ装置からの指示に従って、或いは予めインストールされているプログラムに従って、作業領域11a〜11dへ走行してゆき、移載作業のために停止する。ここで、各作業領域において行われる移載作業の動作は、予め決められている。具体的には、各作業領域において移動体10が搭載するシャトルフォークのストロークが予め決められている。
【0014】
この実施形態では、シャトルフォークの動作として、2種類のストロークが設定されているものとする。具体的には、「作業領域11a及び11cでは、シャトルフォークはストローク1(例えば、800ミリメートル)でフォーク移動部を往復させる。」、「作業領域11b及び11dでは、シャトルフォークはストローク2(例えば、600ミリメートル)でフォーク移動部を往復させる。」が定義されている。そして、ストローク1が設定されている作業領域11aおよび11cには、それぞれそのことを表示するための標識としてのドグ12が設けられている。
【0015】
移動体10は、図2に示すように、1または複数の作業領域に設けられているドグ12を検出するためのセンサ13を備えている。なお、センサ13は、特に限定されるものではないが、例えば、光学式のセンサにより実現可能である。この場合、センサ13は、発光素子および受光素子を含み、通常時は、発光素子から出力される光が受光素子により受光される。そして、移動体10が作業領域11aまたは11cに停止したときに、発光素子から出力される光がドグ12により遮られて受光素子に到達しないように構成されている。したがって、移動体10は、このセンサ13の出力により、シャトルフォークのストロークがストローク1であるのか、ストローク2であるのかを認識できる。
【0016】
図3(a) 〜図3(c) は、実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークの構成および動作を説明する図である。なお、フォーク固定部1、フォーク固定部1に対してスライドするように往復運動するフォーク移動部2、およびフォーク移動部2に取り付けられているドグ3は、基本的に、図8に示した既存のものと同じである。
【0017】
実施形態の安全装置は、図3(a) に示すように、フォーク固定部1に取り付けられる複数のセンサ(リミットスイッチ)21a、21bを含む。ここで、センサ21a、21bは、それぞれ、例えば、上述のような光学式のセンサにより実現可能である。また、センサ21aは、図3(b) に示すように、第1のストロークに対応する位置に設けられており、センサ21bは、図3(c) に示すように、第2のストロークに対応する位置に設けられている。具体的には、スイッチ21aは、フォーク移動部2がストローク1をわずかに越えたときにドグ3を検出するような位置に取り付けられる。一方、スイッチ21bは、フォーク移動部2がストローク2をわずかに越えたときにドグ3を検出するような位置に取り付けられる。尚、第1のストロークは、第2のストロークよりも大きいものとする。
【0018】
図4は、実施形態の安全装置の構成図である。実施形態の安全装置は、上述したセンサ13、21a、21bに加え、スイッチ22a〜22c、およびリレー(或いは、コンタクタ等)23を備える。
スイッチ22a〜22cは、電源Vccと接地との間に設けられる。そして、スイッチ22bおよびスイッチ22cが互いに並列に接続されると共に、それら並列に接続されたスイッチに対してスイッチ22aが直列的に接続されている。また、スイッチ22a、22b、22cは、それぞれセンサ21a、21b、13の出力により制御される。具体的には、スイッチ22aは、通常時は閉状態(導通状態)を保持しており、センサ21aがドグ3を検出したときに開状態(非導通状態)に制御される。スイッチ22bは、通常時は閉状態を保持しており、センサ22aがドグ3を検出したときに開状態に制御される。スイッチ22cは、センサ13がドグ12を検出したときにのみ閉状態に制御される。
【0019】
リレー23は、スイッチ22a〜22cによりX点とY点とが導通して電流が流れると、電源31からモータ32へ電力を供給する。換言すれば、リレー23は、スイッチ22a〜22cによりX点とY点との間が電気的に遮断されると、電源31からモータ32への電力の供給を停止する。ここで、モータ32は、シャトルフォークのフォーク移動部2を駆動するためのモータである。従って、スイッチ22a〜22cによりX点とY点との間が電気的に遮断されると、モータ32が停止し、シャトルフォークのフォーク移動部2がそれ以上送り出されることが停止される。
【0020】
具体的な動作を説明する。まず、移動体10が作業領域11aまたは11cにおいて作業をする場合には、センサ13がドグ12を検出することにより、スイッチ22cが閉状態に制御される。この場合、X点とZ点との間が導通状態になるので、X点とY点との間が導通状態となるか否かは、スイッチ22aの状態に依存する。すなわち、電源31からモータ32へ電力が供給されるか否かは、センサ21aの出力に依存する。ここで、センサ21aは、図3(b) を参照しながら説明したように、フォーク移動部2が第1のストロークにきたときにドグ3を検出する。したがって、移動体10が作業領域11aまたは11cにおいて作業をする場合には、フォーク移動部2が第1のストロークにきた時にスイッチ22aが開状態に制御され、フォーク移動部2の送出しが停止する。
【0021】
一方、移動体10が作業領域11bまたは11dにおいて作業をする場合は、センサ13はドグ12を検出しないので、スイッチ22cは開状態を保持する。このとき、スイッチ22aが閉状態であるものとすると、X点とY点との間が導通状態となるか否かは、スイッチ22bの状態に依存する。すなわち、電源31からモータ32へ電力が供給されるか否かは、センサ21bの出力に依存する。ここで、センサ21bは、図3(c) を参照しながら説明したように、フォーク移動部2が第2のストロークにきた時にドグ3を検出する。したがって、移動体10が作業領域11bまたは11dにおいて作業をする場合は、フォーク移動部2が第2のストロークにきた時にスイッチ22bが開状態に制御され、フォーク移動部2の送出しが停止する。
【0022】
このように、実施形態の安全装置は、移動体10が作業領域11aまたは11cにおいて作業をする場合には、フォーク移動部2が第1のストロークを越えて送り出されることを回避するように動作し、移動体10が作業領域11bまたは11dにおいて作業をする場合には、フォーク移動部2が第2のストロークを越えて送り出されることを回避するように動作する。
【0023】
なお、上述の構成は、本発明の一実施形態であって、以下に記載の様々な変形例も本発明の範囲に属する。
(1)上述の実施形態では、センサ13を用いてドグ12を検出できるか否かにより移動体10が位置する作業領域が認識され、それに基づいてスイッチ22cが制御されている。しかし、移動体10が位置する作業領域を認識する方法はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、移動体10がセンタ装置からの指示に従って所定の作業領域で作業を行う場合は、その指示に基づいて自分が位置する作業領域を認識するようにしてもよい。また、移動体10が自分の走行距離および走行方向を検出する装置を備えている場合は、それらの検出結果に基づいて自分が位置する作業領域を認識してもよい。いずれの場合も、その認識結果に基づいてスイッチ22cが制御される。
【0024】
(2)上述の実施形態では、フォーク固定部1にセンサ21a、21bが取り付けられ、フォーク移動部2にドグ3が取り付けられているが、反対に、フォーク移動部2にセンサ21a、21bが取り付けられ、フォーク固定部1にドグ3が取り付けられるようにしてもよい。同様に、上述の実施形態では、作業領域内の床面にドグ12が設けられ、移動体10の底部にセンサ13が設けられているが、反対に、移動体10にドグが取り付けられ、作業領域にセンサが設けられる構成であってもよい。ただし、この場合は、センサの出力を移動体10に通知する機能が必要になる。
【0025】
(3)上述の実施形態では、シャトルフォークがストローク1又はストローク2で動作することを前提としているが、シャトルフォークの動作として3種類以上のストロークが設定されていてもよい。以下に、3種類のストロークが設定される場合の安産装置の構成例を説明する。
【0026】
この場合、図5(a) に示すように、フォーク固定部1にセンサ21a〜21cが取り付けられる。ここで、センサ21a〜21cが取り付けられる位置は、それぞれ設定されているストロークを越えた位置に従う。なお、センサ21a〜21cは、それぞれフォーク移動部2に設けられているドグ3を検出する。
【0027】
また、この場合、図5(b) に示すように、シャトルフォークがストローク1で動作する作業領域にはドグ12aおよび12bが設けられ、ストローク1よりも小さいストローク2で動作する作業領域にはドグ12bのみが設けられ、ストローク2よりも小さいストローク3で動作する作業領域にはドグを設けないよういにする。一方、移動体10には、ドグ12aを検出するためのセンサ13a及びドグ12bを検出するためのセンサ13bを設ける。そして、センサ13aおよび13bの出力に基づいて、シャトルフォークのストロークを認識する。
【0028】
図6は、3種類のストロークが設定される場合の安全装置の構成図である。この安全装置の動作は、基本的には、図4に示した装置と同じである。すなわち、センサ13aがドグ12aを検出し、且つセンサ13bがドグ12bを検出した場合は、センサ21aによりフォーク移動部2の送出しが制限される。また、センサ13aがドグ12aを検出せず、且つセンサ13bがドグ12bを検出した場合は、スイッチ22aが閉状態であるものとすると、センサ21bによりフォーク移動部2の送出しが制限される。さらに、センサ13aがドグ12aを検出せず、且つセンサ13bがドグ12bを検出しなかった場合は、スイッチ22aおよび22bが閉状態であるものとすると、センサ21cによりフォーク移動部2の送出しが制限される。
【0029】
なお、図1〜図6に示した実施形態では、フォーク固定部またはフォーク移動部に複数のセンサを設けることによって、複数のストロークのそれぞれに対応する動作制限(フォーク移動部2の送出しを強制的に停止する動作)を実現している。しかし、フォーク固定部またはフォーク移動部に1つのセンサを設けると共に、小さいストロークが設定されている作業領域に適切に障害物を設けることによっても同様の効果が得られる。すなわち、フォーク固定部1およびフォーク移動部2には、図7(a) に示すように、ストローク1を越える第1のストロークを検出するためのセンサ4およびドグ3が設けられる。そして、ストローク1よりも小さいストローク2が設定される作業領域には、図7(b) に示すように、フォーク移動部2がストローク2を越える第2のストロークまで送り出されることを阻止するための阻止部材41が設けられる。これにより、ストローク2が設定されている作業領域において、フォーク移動部2が誤ってそれ以上送り出されてしまった場合には、フォーク移動部2は阻止部材41により押しとどめられることになる。したがって、例えば、フォーク固定部1から見てストローク1よりも近い位置にHEPAフィルタ等が位置するような作業環境においては、阻止部材41によりHEPAフィルタ等の損傷を回避できる。
【0030】
なお、図7に示す方式は、図1〜図6に示した方式と比較すると、安全装置として設けるべきセンサの数が少なくなるので、阻止部材41を設けるべき作業領域の数が少ない場合は、システム全体としてコストの削減が図れる。
また、上述の実施形態では、各作業領域においてシャトルフォークのストロークは予め決められていることを前提としていたが、センサ13、13a、13bの出力に従って、シャトルフォークを所定のストロークだけ送り出すようにモータ32を制御してもよい。この場合、駆動制御手段は、モータ32の制御回路である。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のストロークを設定可能なシャトルフォークにおいて、設定されているストローク毎に応じて安全装置の動作モードが切り替えられるので、シャトルフォークのフォーク移動部が必要以上に送り出されることが適切に阻止される。よって、安全性が向上する。また、本発明によれば、各作業領域におけるシャトルフォークのストロークを予め設定する必要がないので、搬送システムの構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークが使用される環境を説明する図である。
【図2】作業領域に設けられているドグを検出するためのセンサについて説明する図である。
【図3】実施形態の安全装置を備えるシャトルフォークの構成および動作を説明する図である。
【図4】実施形態の安全装置の構成図である。
【図5】 (a) は、3つのストロークが設定される場合のシャトルフォークの構成図であり、(b) は、それに対応する位置検出方法を説明する図である。
【図6】3つのストロークが設定される場合の安全装置の構成図である。
【図7】他の実施形態の搬送システムについて説明する図である。
【図8】一般的なシャトルフォークの構成を示す図である。
【図9】図8に示すシャトルフォークの動作および問題点を説明する図である。
【符号の説明】
1 フォーク固定部
2 フォーク移動部
3 ドグ
10 移動体
12 ドグ
13 第3の検出手段としてのセンサ
21a〜21c センサ
22a〜22e スイッチ
23 リレー
31 電源
32 モータ
41 阻止部材

Claims (3)

  1. 移動体に設けられたシャトルフォークのための安全装置であって、
    前記移動体は、少なくとも第1の作業領域および第2の作業領域に停車し、それぞれの作業領域において前記シャトルフォークの移動部を往復させる動作を行うものであり、
    前記第1の作業領域には、その第1の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第1のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、
    前記第2の作業領域には、その第2の作業領域に停車した前記移動体が前記シャトルフォークの移動部を第2のストロークを超えて送り出すと、そのシャトルフォークの移動部が接触してしまう物体が設けられており、
    上記シャトルフォークの移動部が第1のストロークだけ送り出されたことを検出する第1の検出手段と、
    上記シャトルフォークの移動部が第2のストロークだけ送り出されたことを検出する第2の検出手段と、
    上記移動体の位置を検出する第3の検出手段と、
    上記移動体が上記第1の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第1のストロークまで送り出されたことが上記第1の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止し、上記移動体が上記第2の作業領域に位置しているときは、上記シャトルフォークの移動部が第2のストロークまで送り出されたことが上記第2の検出手段により検出されると、それ以上その移動部が送り出されないように上記シャトルフォークの駆動を停止する制御手段と、
    を有することを特徴とするシャトルフォークのための安全装置。
  2. 請求項1に記載の安全装置であって、
    上記制御手段は、第1のスイッチ、および互いに並列に接続されると共に上記第1のスイッチに直列的に接続される第2および第3のスイッチを含み、
    上記第1、第2、第3のスイッチは、それぞれ第1、第2、第3の検出手段の出力に従って導通状態または非導通状態に制御され、
    上記制御手段が非導通状態となったときに、上記シャトルフォークの駆動が強制的に停止され
    ことを特徴とするシャトルフォークのための安全装置
  3. 請求項1に記載の安全装置であって、
    上記第1の作業領域に所定の標識が設けられている環境において、
    上記第3の検出手段は、当該移動体の停止時に、上記標識を検出したときは当該移動体が上記第1の作業領域に位置しているものとみなし、上記標識を検出しないときは当該移動体が上記第2の作業領域に位置しているものとみな
    ことを特徴とするシャトルフォークのための安全装置
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