JP4051846B2 - 板材搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、板材加工機等の板材搬出領域から板材積載領域に板材を1枚ずつ搬送し、板材積載領域に複数の積載山を形成するように積み作業を行う板材搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パンチプレス等の板材加工機で加工された製品板材を、板材搬送装置で搬出し、所定の板材積載領域に仕分け状態に積むことが行われている。図9に概念図を示すように、板材加工機71および板材搬送装置72は、いずれも数値制御式の制御装置73で制御され、その制御は、加工プログラム74および搬送プログラム75によって行われる。
搬送プログラム75は、加工プログラム74と一緒に、自動プログラム作成装置76から出力される。この時点で、搬送プログラム75には積載位置のデータとして各軸(X,Y,Z軸)の座標データが記述される。このように作成される搬送プログラム75は、複数種類生成される加工プログラム74が順次実行されても、仕分け状態の積み時に支障が生じないように生成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自動プログラム装置76で出力した後、現場でオプレータがスケジューラ77でスケジュールを作成する時に、加工プログラム74の並べ替えを行うことがある。加工プログラム74と共に、搬送プログラム75も並べ替えられる。このような並べ替えは、素材の準備状況や、工具段取り等に応じて行われる。したがって積載状態は、スケジュールによって毎回変わることになり、自動プログラム作成装置76で作成した積載位置のデータをそのまま使用すると、積載した山に板材搬送装置72が干渉するという問題が発生する。このような干渉は、板材搬送装置72で板材を落下する位置を高くすると生じないが、高位置から板材を落下させると、板材の落下位置がずれるため、積載山が整わず、崩れることがある。
【0004】
この発明の目的は、スケジュール変更されても、既に積まれている積載山に板材保持部が干渉せずに積むことができ、また出来るだけ綺麗に積むことのできる板材搬送装置を提供することである。
この発明の他の目的は、板材積載領域を効果的に利用して積めるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、無駄な処理を省くことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を、実施形態に対応する図1を参照して説明する。この板材搬送装置は、板材保持部(4)およびこの板材保持部(4)を移動させる移動機構(5)を有する搬送機械部(1)と、プログラム制御される搬送制御装置(2)とを備える。その基本動作として、板材保持部(4)の一部で板材(M)を保持して、板材搬出領域(A)から板材積載領域(B)に板材(M)を1枚ずつ搬送し、板材積載領域(B))において、先に積まれた板材(M)に近接するまで板材保持部(4)を下降させて保持を開放する積み作業を行い、複数の積載山(C1〜Cn)を形成する。この発明は、このような板材搬送装置であって、次の事項を有するものである。すなわち、前記積み作業時に、いずれかの積載山(C1〜Cn)に板材保持部(4)が干渉するか否かを判定する干渉判定手段(43)と、干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部(4)の最終下降位置を干渉しない位置に変更する下降位置変更手段(44)と、変更された下降位置で板材保持部(4)から板材(M)を開放させる開放指令手段(46)とを設けたものである。
この構成によると、板材搬出領域(A)の板材(M)は、板材保持部(4)で保持され、移動機構(5)の移動により板材積載領域(B)の上方に搬送される。この後、板材保持部(4)を下降させる積み作業に移る。このとき、干渉判定手段(43)は、板材積載領域(B)に既に積まれたいずれかの積載山(C1〜Cn)に板材保持部(4)が干渉するか否かを判定する。干渉しない場合は、先に積まれた板材(W)に近接するまで板材保持部(4)を下降させて保持を開放する積み作業を行う。干渉すると判定された場合は、下降位置変更手段(44)は、積み作業における板材保持部(4)の最終下降位置を、干渉しない位置に変更する。例えば、干渉しない範囲で出来るだけ低い位置に変更する。この変更された位置まで板材保持部(4)が下降すると、開放指令手段(46)は、この下降位置で板材保持部(4)に板材を開放させる。この開放により板材(M)は落下して積まれることになる。したがって、板材(M)の搬送順がスケジュール変更されても、既に積まれている積載山(C1〜Cn)に板材保持部(4)が干渉せずに積むことができる。また、干渉する場合のみ最終下降位置を高い位置とし、通常は、先に積まれた板材(M)に近接するまで板材保持部(4)を下降させて保持を開放するので、出来るだけ綺麗に積むことができる。
【0006】
この発明において、前記干渉判定手段(43)で干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部(4)の水平面上の位置を変更する平面位置変更手段(45)を設けても良い。
このように、水平面上の位置を変更することで、板材積載領域(B)を効果的に利用し、できるだけ落下高さが低くて済む積載山(C1〜Cn)の位置を選ぶことができ、より一層綺麗に積むことができる。
【0007】
前記搬送制御装置(2)は、複数の搬送プログラム(6)のうちの任意の一つの搬送プログラム(6)に従って前記搬送機械部(1)を制御するものであり、前記複数の搬送プログラム(6)を前記搬送制御装置(2)に実行させる順序であるスケジュールを変更するスケジュール設定手段(35)を設け、前記干渉判定手段(43)および下降位置変更手段(44)は、スケジュール変更された時のみに起動するものとする。平面位置変更手段(45)も、スケジュール変更された時のみに起動するものとしても良い。
この構成の場合、干渉判定手段(43)および下降位置変更手段(44)は、スケジュール変更された時のみに起動するため、無駄な判定処理が省ける。また、不測に下降位置が変更されることが防止される。このように、干渉判定手段(43)および下降位置変更手段(44)をスケジュール変更された時のみに起動する構成は、例えば、下降位置変更手段(44)が、干渉すると判定された場合にオペレータの入力を待って動作を行うものである場合等に、無駄に動作を止めることが防止でき、効果的である。
【0008】
なお、この発明の上記各構成の場合に、前記干渉判定手段(43)は、積載山(C1〜Cn)と板材保持部(4)とを表示装置の画面に表示してオペレータによる干渉の判定を支援するものとし、前記下降位置変更手段(44)および平面一変更手段(45)は、オペレータで操作される入力手段からの入力によって変更するものとしても良い。
また、この発明の上記各構成の場合に、前記複数の搬送プログラム(6)を作成する自動プログラム作成装置(31)を備え、この自動プログラム装置(31)は、前記板材搬出領域(B)を構成する板材加工機(3)の加工プログラム(7)を作成する機能を併せ持つものとしても良い。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この板材搬送装置は、搬送機械部1と、この搬送機械部1を制御する搬送制御装置2とを備える。搬送機械部1は、板材保持部4およびこの板材保持部4を移動させる移動機構5を有するものである。この板材搬送装置は、搬送制御装置2で搬送プログラム6を実行することにより、板材保持部4の一部で板材Wを保持して、板材搬出領域Aから板材積載領域Bに板材Mを1枚ずつ搬送し、板材積載領域Bにおいて、先に積まれた板材Mに近接するまで板材保持部4を下降させて保持を開放する積み作業を行い、複数の積載山C1〜Cnを形成する。板材搬出領域Aは、板材加工機3のテーブル9上の領域である。板材積載領域Bは、パレット10上、または台車(図示せず)上等の領域である。板材加工機3は、加工プログラム7により加工機制御装置8で制御されるものである。
【0010】
板材加工機3および搬送機械部1の具体例を、図2,図3と共に説明する。板材加工機3は、テーブル9上で、素材となる板材Wから製品となる板材Mを複数枚切り取る加工が可能なものである。板材加工機3は、図示の例ではパンチプレスとされているが、この他にレーザ加機等であっても良い。板材加工機3は、加工位置Qで加工を行う加工手段12と、テーブル9上で板材Wを移動させる送り手段13とを備えている。送り手段13は、板材Wをワークホルダ14で把持して前後(Y軸方向)および左右(X軸方向)に移動させる手段であり、前後移動するキャリッジ15に、左右移動するクロススライド16を設置し、クロススライド16に複数のワークホルダ14を取付けたものとされている。
【0011】
板材加工機3と左右に並べて板材貯蔵装置17が設けられ、両者の間に補助テーブル18が設置されている。板材貯蔵装置17は、製品板材Mを仕分け状態に積む板材積載領域Bと、素材集積領域E2と、残材集積領域E3とを一列に並べて設けたものである。各領域B,E1,E2は、これらの領域の並び方向に移動可能なパレットを所定の位置に停止させた状態のパレット上面で構成される。
【0012】
搬送機械部1は、板材保持部4を移動機構5により、前後(Y軸方向)、左右(X軸方向)、および上下(Z軸方向)の3軸方向に移動可能としたものである。板材保持部4は、複数の吸着パッド19をパッド支持フレーム20を平面的に並べて設け、板材Mを上面より吸着可能としたものである。吸着パッド19は、吸引装置(図示せず)に接続された真空吸着パッド、または磁気吸着力で吸着する電磁吸着パッドからなる。吸着パッド19が真空吸着パッドである場合、各吸着パッド19を個別の吸引路で真空源に接続したものとすることが好ましい。複数の吸着パッド19のうちの一部のもの、または全部のものを、小吸着パッド(図示せず)が集まったパッド郡からなるものとし、個々の小吸着パッド毎に別吸引路で真空源に接続したものとしても良い。複数の吸着パッド19の配列範囲は、例えば矩形状の範囲とされる。なお、板材保持部4は、吸着パッド19に代えて、板材Mの縁部を掴むグリッパを設けたものであっても良い。
【0013】
パッド支持フレーム20は、一体物であっても良いが、この例では、吸着パッド19の配列範囲を拡縮可能なものとされている。具体的には、パッド支持フレーム20は、固定フレーム部20aと可動フレーム部20bとを有し、各フレーム部20a,20bに吸着パッド19が取付けられている。可動フレーム部20bは、一対のものが固定フレーム部20aの左右両側に設けられ、各々拡縮駆動源で左右方向に進退自在なように、可動フレーム部20aに支持されている。
【0014】
移動機構5は、前後移動可能な前後移動台21と、この前後移動台21に左右移動可能に設置された走行体22と、この走行体22に昇降自在に設置された昇降体23とを有し、昇降体23の下端に板材保持部4が、そのパッド支持フレーム20の部分で取付けられている。前後移動台21は、板材貯蔵装置17の左右両側に設けられたレール24上を進退自在であり、Y軸駆動源25で進退駆動される。走行体22の左右走行、および昇降体23の昇降は、X軸駆動源26およびZ軸駆動源27で行われる。各軸の駆動源25〜27にはサーボモータ等が用いれらる。
【0015】
図1と共に制御系を説明する。加工プログラム7および搬送プログラム6は、自動プログラム作成装置31により互いに対となって複数生成され、各々加工プログラム記憶手段32および搬送プログラム記憶手段33に記憶される。自動プログラム作成装置31は、板取りの図形データと、板厚,材質,板材加工機3の条件、板材搬送装置の条件等を入力することで、各プログラム7,6を自動生成するコンピュータ装置であり、入力操作手段34を有している。自動プログラム作成装置31は、作図支援手段を有しており、いわゆるCAD/CAM装置で構成される。
各プログラム記憶手段32,33に記憶された複数の加工プログラム7および搬送プログラム33は、スケジュール設定手段35で設定された順序で、加工機制御装置8および搬送制御装置2でそれぞれ実行される。スケジュール設定手段35は、初期設定された実行順であるスケジュールを、入力操作手段37の入力により、スケジュール変更部36で変更可能とされている。
【0016】
搬送制御装置2は、搬送プログラム6を解読して実行するプログラム実行手段38を有し、プログラム実行手段38に、移動機構5の各軸(X〜Z)方向の動作を各々制御するX軸制御部39,Y軸制御部40,およびZ軸制御部41と、保持制御部42とが設けられている。各軸制御部39〜41は、各々図2,図3のX軸駆動源26,Y軸駆動源25,およびZ軸駆動源27を制御するものであり、搬送プログラム6の各軸の移動指令の座標値に移動させる制御を行う。これら各軸制御部39〜41は、搬送プログラム6の移動指令の座標値を、プログラム実行手段38の外部からの指令で変更可能なものとされている。保持制御部42は、搬送プログラム6の指令に従い、板材保持部4を保持状態と保持解除状態とに切換制御する手段であり、板材保持部4が吸着パッド19を有するものである場合、その吸着パッド19を吸着状態と吸着解除状態とに切換制御する。
【0017】
この搬送制御装置2は、前記プログラム実行手段38の他に、干渉判定手段43、加工位置変更手段44、平面位置変更手段45、および開放指令手段46を設けたものである。
干渉判定手段43は、板材Mを板材積載領域Bに積む作業時に、いずれかの積載山C1〜Cnに板材保持部4が干渉するか否かを判定する手段である。
下降位置変更手段44は、干渉判定手段43で干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部4の最終下降位置を、干渉しない位置に変更する手段である。この最終下降位置は、搬送プログラム6に設定された座標値であり、この座標値を変更する。具体的には、搬送プログラム6に設定されたZ軸座標値に対して、Z軸制御部41で出力する指令を異なる値に変更する。
平面位置変更手段45は、干渉判定手段43で干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部4を下降させるX軸方向およびY軸方向の位置を変更する手段であり、オペレータの入力等によって変更可能とされている。平面位置変更手段45は、必ずしも設けなくても良い。
開放指令手段46は、変更された下降位置で、板材保持部4から板材Mを開放させる手段であり、板材保持部4が変更された下降位置に達した後、板材保持部4に開放指令を与える。この開放指令は、具体的には吸着パッド19の吸引を解除する指令である。
【0018】
上記構成の動作を説明する。この板材搬送装置は、基本的には、図1に鎖線で示すように、板材搬出領域Aで板材Mを板材保持部4で保持し、移動機構5で板材保持部4を上昇させ、板材保持部4を板材積載領域B上の指令位置まで移動させた後、板材保持部4をZ軸方向の指令位置まで下降させる。ここで板材保持部4による保持を開放することで、板材Mを、板材積載領域Bの先に積まれた板材Mの積載山C1〜Cn上、または板材積載領域Bの未積載部に積む。このときの板材保持部4の最終下降位置は、先に積まれた板材Mに近接する位置、または接する位置であり、搬送プログラム6のZ軸座標値で指令される。板材Mを開放した板材保持部4は、上昇の後、板材搬出領域Aまで移動し、下降して次の板材Mを保持する。
【0019】
このような動作の繰り返し過程で、板材保持部4が板材搬出領域Aから板材積載領域B上の指令位置まで移動した後、板材保持部4が指令値まで下降すると、板材保持部4がいずれかの積載山C1〜Cnに干渉するか否かを、干渉判定手段43が判定する。判定処理を行う時期は、板材保持部4がある程度下降するまでの間であれば良く、X軸移動時であっても、X,Y軸の移動完了時であっても良い。板材保持部4が平面範囲の拡縮動作を行うものである場合は、干渉判定手段43による干渉の判定は、その最大拡大範囲に対して行うようにしても良く、また板材保持部4の現在の拡縮動作状態を搬送プログラム6などから得て、現在の拡縮状態の平面範囲に対して行うようにしても良い。
干渉判定手段43で干渉すると判定された場合は、下降位置変更手段44は、板材保持部4の最終下降位置を、積載山C1〜Cnに干渉しない位置に変更するように、Z軸制御部41に指令を与える。この変更後の最終下降位置は、例えば、板材保持部4と対応する平面範囲の積載山C1〜Cnの中で、最も高い積載山C1〜Cnよりも若干上方となる高さ位置とされる。この変更後の最終下降位置まで板材保持部4が下降すると、開放指令手段46は板材保持部4による板材Mの保持を開放させる。保持の開放された板材Mは、落下して直下の積載山C1〜Cnの上等に積まれる。
【0020】
このように、既に積まれている積載山C1〜Cnに板材保持部4が干渉することなく、積むことができる。また、干渉する場合のみ最終下降位置を高い位置とし、通常は、先に積まれた板材Wに近接するまで板材保持部4を下降させて保持を開放するので、出来るだけ綺麗に積むことができる。
【0021】
干渉判定手段43は、具体的には、板材積載領域Bに積まれた積載山C1〜Cnの高さを、板材Mが積載される都度更新して管理し、その積載山C1〜Cnと板材保持部4との干渉を判定するものである。この高さ管理は、一例を挙げれば、次のように行われる。
【0022】
干渉判定手段43は、図4に示すように高さ管理部47を有し、高さ管理部47は図5に示す処理を行う。すなわち、同図(B)に示すように、板材積載領域Bを縦横のマトリクス状に区分し、マトリクスデータ記憶手段(図示せず)には、各区分b11〜bmn(m,nは任意の自然数である。)毎に高さデータの記憶領域を設定する。
各回の板材搬送時に、同図(A)に示す処理を行う。まず、次に板材Mを積むデータとして、積み位置(X座標,Y座標)と、積み品である板材Mの縦横のサイズと、板材Mの板厚とを取り込む(S1)。これらのデータは、搬送プログラム6または加工プログラム32から得られる。処理の簡易のため、板材Mの形状にかかわらず、板材Mが収まる最小の矩形の縦横サイズを用いる。
つぎに、マトリクスデータ記憶手段の各区分b11〜bmnの高さデータのうち、板材Mの積み位置に対して平面的に重なり部分の生じる区分b11〜bmnの高さデータを取り込む(S2)。平面的に重なり部分の生じる区分であるか否かは、板材Mの積み位置(X座標,Y座標)と縦横サイズから区別される。このように取り込まれた積み作業で使用するマトリクス区分b11〜bmn(図示の例ではb11〜b43)の内の最大高さを算出する。
この後、搬送プログラム6の積み時の高さ指令値を上記の最大高さと比較し、最大高さに確実に干渉しない範囲でできるだけ低い高さ(最大高さに所定の余裕高さを加算した高さ)に、高さ指令値を変更する(S3)。
このように変更された高さ指令値まで板材Mを下降させて積んだ後、その積み作業に使用したマトリクス区分b11〜bmnの高さデータを、板厚分だけ加算した値に更新する(S4)。
【0023】
このように、板材積載領域Bの高さを管理することにより、センサを使用しなくても満杯検知を行うことが可能になり、また板材保持部4の干渉も防ぐことができる。
なお、上記の説明は、平面位置変更手段45を用いずに、板材保持部4の最終下降位置の高さだけを下降位置変更手段44で自動変更するように説明したが、図5と共に示した高さ管理は、平面位置変更手段45を用いて板材積み位置の平面位置を変える場合にも使用できる。ただし、その場合は、ステップS4で高さを更新するマトリクス区分b11〜bmnは、実際に積み作業に使用したマトリクス区分とする。
【0024】
図6は、干渉判定手段43の変形例を示す。この例では、干渉判定手段43は積載状態画面表示部48を有するものとされ、図1の下降位置変更手段44および平面位置変更手段45は、オペレータが操作する入力操作手段49の入力で、積み位置の指令値を変えるものとされている。
積載状態画面表示部48は、CRTまたは液晶表示装置等の表示装置50の画面に、板材積載領域B上の積載山C1〜Cnと、板材保持部4とを描画し、かつ板材保持部4の位置は、入力操作手段49からのオペレータの入力で位置変更すると、画面上においても変更されるものとする。また、上記の描画は、3次元で表現した図と、各方向から見た図(上面,側面,正面から見た図)とを切り換えて、または画面の別部分に同時表示して、積載イメージを確認できるようにする。
このような積載状態画面表示部48を設けることにより、板材保持部4が積載山C1〜Cnと干渉するか否かをオペレータの入力で確認し、干渉しない位置へ平面的に移動させることができる。すなわち、オペレータは、平面位置変更手段45で各軸方向に板材保持部4を移動させて、積み位置を画面上で確認しながら、積み位置を決定することができる。
【0025】
【発明の効果】
この発明の板材搬送装置は、積み作業時に、いずれかの積載山に板材保持部が干渉するか否かを判定する干渉判定手段と、干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部の最終下降位置を干渉しない位置に変更する下降位置変更手段と、変更された下降位置で板材保持部から板材を開放させる開放指令手段とを設けたものであるため、スケジュール変更されても、既に積まれている積載山に板材保持部が干渉せずに積むことができ、また出来るだけ綺麗に積むことができる。
前記制御装置は、複数の搬送プログラムのうちの任意の一つの搬送プログラムに従って前記機械部を制御するものであり、前記複数の搬送プログラムを前記制御装置に実行させる順序であるスケジュールを変更するスケジュール設定手段を設け、前記干渉判定手段および下降位置変更手段は、スケジュール変更された時に起動するものとしたため、無駄な処理を省くことができる。
前記干渉判定手段で干渉するとされた場合に、積み作業における板材保持部の水平面上の位置を変更する平面位置変更手段を設けた場合は、板材積載領域を効果的に利用して積むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかる板材搬送装置の概念構成を示す説明図である。
【図2】その搬送機械部と板材加工機とを示す平面図である。
【図3】同搬送機械部と板材加工機とを示す正面図である。
【図4】干渉判定手段の具体例を示すブロック図である。
【図5】同干渉判定手段の処理内容の流れ図および説明図である。
【図6】干渉判定手段の他の具体例を示すブロック図である。
【図7】同図の画面上に示された積載例の斜視図である。
【図8】同図の画面上に示された積載例の平面図である。
【図9】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1…搬送機械部
2…搬送制御装置
3…板材加工機
4…板材保持部
5…移動機構
6…搬送プログラム
7…加工プログラム
8…加工機制御装置
9…テーブル
19…吸着パッド
21…前後移動台
22…走行体
23…昇降体
31…自動プログラム作成装置
35…スケジュール設定手段
38…プログラム実行手段
43…干渉判定手段
44…加工位置変更手段
45…平面位置変更手段
46…開放指令手段
47…高さ管理部
48…積載状態画面表示部
50…表示装置
A…板材搬出領域
B…板材積載領域
C1〜Cn…積載山
M…製品となる板材
W…素材となる板材
Claims (2)
- 板材保持部およびこの板材保持部を移動させる移動機構を有する搬送機械部と、プログラム制御される搬送制御装置とを備え、板材保持部の一部で板材を保持して、板材搬出領域から板材積載領域に板材を1枚ずつ搬送し、板材積載領域において、先に積まれた板材に近接するまで板材保持部を下降させて保持を開放する積み作業を行い、複数の積載山を形成する板材搬送装置であって、前記積み作業時に、いずれかの積載山に板材保持部が干渉するか否かを判定する干渉判定手段と、干渉すると判定された場合に、積み作業における板材保持部の最終下降位置を干渉しない位置に変更する下降位置変更手段と、変更された下降位置で板材保持部から板材を開放させる開放指令手段とを設け、前記搬送制御装置は、複数の搬送プログラムのうちの任意の一つの搬送プログラムに従って前記搬送機械部を制御するものであり、前記複数の搬送プログラムを前記制御装置に実行させる順序であるスケジュールを変更するスケジュール設定手段を設け、前記干渉判定手段および下降位置変更手段は、スケジュール変更された時に起動するものとした板材搬送装置。
- 前記干渉判定手段で干渉するとされた場合に、積み作業における板材保持部の水平面上の位置を変更する平面位置変更手段を設けた請求項1記載の板材搬送装置。
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