JP4550317B2 - 塗装ロボット及び塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料の吹き付け作業を行う塗装ロボット及びそのような塗装ロボットに装着される塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の塗装ロボットは、図３に示すように、リンクアームの手首部分にあたる回動軸５７に支持された吹き付け装置５５を備えている。吹き付け装置５５は回動軸５７により噴射口の向きを自在に変えられるようになっている。この吹き付け装置５５の尾端にはむき出しのフレキシブルチューブ５９が複数本つなぎ込まれ、これら複数本のフレキシブルチューブ５９を通って図示しない供給源から塗料が圧送されると、先端の噴射口から被塗装物に向けて塗料が噴射されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フレキシブルチューブ５９には回動時にねじれを吸収できるように「たわみ」が設けてあるが、吹き付け装置５５の向きを変えるために回動させると、それに伴いフレキシブルチューブ５９のたわみ部分が振り回される。これにより次の（１）〜（３）の問題を生じる。
【０００４】
（１）吹き付け装置の回動動作がフレキシブルチューブの「たわみ」の吸収しうる範囲のみに限られるので、吹き付け装置を３６０°回動させることができない。
【０００５】
（２）フレキシブルチューブの「たわみ」の部分が被塗装物や周辺部材（回動軸を保持するケーシング５８など）に接触したり絡まったりしないように注意を払う必要がある。
【０００６】
（３）フレキシブルチューブの「たわみ」の部分が回動軸よりも外側に配置されることから慣性モーメントが大きくなり、回動時にフレキシブルチューブの「たわみ」の部分が振り回されて吹き付け装置が動かされ、吹き付けの狙い位置が不正確になる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、塗料供給用のフレキシブルチューブに起因する種々の不具合を解消することができる塗装ロボット及び塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る塗装ロボットは、ロボットの手首部の先端部分に単数または複数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットにおいて、前記吹き付け装置を保持する回動軸の内部に吹き付け流体が通過するための複数の内部流路を形成し、該複数の内部流路への流体導入口を前記回動軸の端面部にそれぞれ設け、該流体導入口の各々を流体供給管とそれぞれつなぎ込むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構は、塗装ロボットに用いられる吹き付け装置を回動可能に保持する機構であって、前記吹き付け装置の複数の噴射口および複数の流体供給管にそれぞれ連通する複数の内部流路を有する回動軸と、この回動軸を潤滑環境下において保護した状態で摺動可能に保持するケーシングと、前記吹き付け装置と前記回動軸とを着脱可能に連結するための中継部材と、を具備し、前記複数の内部流路は回動軸の一方側の端面から他方側の端面まで貫通していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の塗装ロボットにおいては、回動軸の端面部に設けた流体導入口に流体供給管をつなぎ込むようにしているので、吹き付け装置の回動動作が流体供給管のたわみに影響を受けなくなり、吹き付け装置を３６０°回動させることが可能になる。また、流体供給管のたわみの部分が被塗装物や周辺部材に接触したり絡まったりしないようにそれほど注意を払う必要がなくなるので、塗装ロボットの設計や据え付け場所が受ける制限が少なくなる。さらに、フレキシブルチューブの導入部分が回動軸の内側に配置されるので、慣性モーメントが小さく、吹き付け装置を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１３】
図２に本発明の実施形態に係る塗装ロボットの概要を示す。塗装ロボット１はベースプレート２１を介して床に固定されている。ベースプレート２１上には旋回ユニット２２が設けられ、コラム２３は旋回ユニット２２の上に支持され、垂直軸回りの回転（θ）が可能である。サドル２４は、垂直方向の移動（Ｚ）が可能な状態でコラム２３に支持されている。アーム２６は、水平方向の移動（Ｒ）及び水平軸回りの回転（α）が可能な状態でサドル２４に取り付けられている。手首部３１は、α回転軸に直交する軸回りの回転（γ）が可能な状態でアーム２６の先端に取り付けられている。さらに、ロボットの手首部３１の先端には装着板３３が取り付けられ、この装着板３３の前面に回動ユニット１０が装着されている。
【００１４】
図１に示すように、回動ユニット１０の回動軸７はケーシング８のなかに納められている。このケーシング８は、回動軸７を潤滑環境下において保護した状態で摺動可能に保持するものであり、上記の装着板３３にボルト／ナット等を用いて着脱可能に取り付けられている。
【００１５】
回動軸７の先端側には中継部材（カプラ）６を介して吹き付け装置５が装着されている。中継部材６は、吹き付け装置の本体５ａにＯリングを介してボルト／ナットにより締結されて一体化され、さらに継手部１３により回動軸７の端面に連結されている。この場合に、中継部材６は吹き付け装置の本体５ａと一体成形したものを採用することもできる。
【００１６】
中継部材６の中心軸は、回動軸７の中心軸（β回動中心線１４）に一致し、かつ、吹き付け装置本体５ａの中心軸に対して所定の角度だけ傾斜している。なお、本実施形態では吹き付け装置本体の中心軸をβ回動中心線１４に対して傾斜させているが、この傾斜角度は設計仕様の変更や顧客の要望に応じて任意の値とすることができる。
【００１７】
回動軸７の尾端側には５つの内部流路の導入口１２ａがβ回動中心線１４まわりの同心円上にてそれぞれ開口している。各導入口１２ａにはニップル１１を介してフレキシブルチューブ９がつなぎ込まれている。これら５本のフレキシブルチューブ９の他端側は図示しない高圧ガス設備を備えた塗料タンクおよび溶剤タンクの供給口にそれぞれ連通し、所定量の溶剤を含んだ塗料が所定圧力でフレキシブルチューブ９に向けて圧送されるようになっている。
【００１８】
フレキシブルチューブ９の中途部分はサドル２４の下部に設けられたフック２８に吊り下げ保持され、ある程度のたわみがフレキシブルチューブ９に設けられている。なお、図示ではフック２８を１つのみ示したが、フレキシブルチューブ９のたわみ量を十分なものとするために、複数のフック２８をサドル２４の下部に取り付けるようにしてもよい。
【００１９】
回動軸７、中継部材６、および吹き付け装置本体５ａの内部をそれぞれ貫通するように内部流路１２が形成されている。この内部流路１２はフレキシブルチューブ９に連通し、噴射口５ｂにおいて開口している。内部流路１２は導入口から噴射口５ａに至るまで実質的に同径である。
【００２０】
この場合に、内部流路１２はβ回動中心線１４から少しずれたところに設けられている。このように内部流路１２をβ回動中心線１４から少しずれたところに配置する理由は、内部流路１２を通って各噴射口５ｂから被塗装物に向けて塗料を均等に吹き付けるようにするためである。
【００２１】
また、噴射口５ｂはβ回動中心線１４に対して所定角度に傾斜しているので、内部流路１２は緩やかなカーブを描いて噴射口５ｂに連続している。
【００２２】
さらに、図示しない動力供給用ケーブルと制御信号送信用ケーブルとが旋回ユニット２２、コラム２３、サドル２４、アーム２６、手首部３１、装着板３３を通って回動軸駆動用モータ（図示せず）の電源回路に接続されている。これらのケーブルを介して図示しない電源および制御装置から動力（電力）と駆動制御信号がモータに送られ、回動軸７が所定の角度だけ回動されるようになっている。なお、制御装置からの駆動制御信号は、予めティーチングされたデータに基づいて塗装目標位置に噴射口５ｂの照準を合わせるものであってもよいし、図示しないセンサにより検出された位置情報に基づいて塗装目標位置に噴射口５ｂの照準を合わせるものであってもよい。
【００２３】
上記の構造を備えた塗装ロボットによれば、フレキシブルチューブ９を回動ユニット１０と干渉しないところに配置しているので、フレキシブルチューブ９の絡まりの発生が皆無となり、吹き付け装置５を３６０°回動させることができる。
【００２４】
また、上記実施形態のロボットでは、フレキシブルチューブ９の導入部分が回動軸７の内側に配置されて慣性モーメントが小さくなるので、吹き付け装置５を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。ちなみに、吹き付け装置５の重量は約０．５ｋｇ、回動ユニット１０の総重量は約１ｋｇである。回動軸７の材質はアルミニウム合金である。回動軸７の直径は約４０ｍｍであり、その長さは約８０ｍｍである。内部流路１２の径は３〜４ｍｍである。
フレキシブルチューブ９は弗化エチレン樹脂（テフロン）のようなフッ素系樹脂がコーティングされた軟質樹脂からなるものである。フレキシブルチューブ９の外径は６ｍｍであり、内径は４ｍｍである。
【００２５】
なお、上記実施形態では単数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットについて説明したが、複数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットについても同様に本発明を適用することができる。
【００２６】
また、上記実施形態では内部流路１２を導入口から噴射口５ｂまで実質的に同径としたが、本発明はこれのみに限定されることなく、噴射口５ｂを拡大してその径を内部流路１２の径よりも大きくしてもよいし、これとは逆に噴射口５ｂを縮減してその径を内部流路１２の径よりも小さくしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、吹き付け装置の回動動作がフレキシブルチューブのたわみに影響を受けなくなるので、吹き付け装置を３６０°回動させることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、フレキシブルチューブのたわみの部分が被塗装物や周辺部材に接触したり絡まったりしないように注意を払うことが少なくなるので、塗装ロボットの設計や据え付け場所が受ける制限が少なくなる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、フレキシブルチューブの導入部分が回動軸の内側に配置されるので、慣性モーメントが小さく、吹き付け装置を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吹き付け装置の保持機構を示す図。
【図２】本発明の塗装ロボットを示す概略構成図。
【図３】従来の吹き付け装置の保持機構を示す図。
【符号の説明】
１…塗装ロボット、
５…吹き付け装置、５ａ…本体、５ｂ…噴射口、
６…中継部材（カプラ）、
７…回動軸、
８…ケーシング、
９…フレキシブルチューブ（流体供給管）、
１０…回動ユニット、
１１…ニップル、
１２…内部流路、１２ａ…導入口、
１３…継手部、
１４…β回動中心線、
２１…ベースプレート、２２…旋回ユニット、２３…コラム、
２４…サドル、２６…アーム、
２８…フック、
３１…手首部、
３３…装着板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料の吹き付け作業を行う塗装ロボット及びそのような塗装ロボットに装着される塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の塗装ロボットは、図３に示すように、リンクアームの手首部分にあたる回動軸５７に支持された吹き付け装置５５を備えている。吹き付け装置５５は回動軸５７により噴射口の向きを自在に変えられるようになっている。この吹き付け装置５５の尾端にはむき出しのフレキシブルチューブ５９が複数本つなぎ込まれ、これら複数本のフレキシブルチューブ５９を通って図示しない供給源から塗料が圧送されると、先端の噴射口から被塗装物に向けて塗料が噴射されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フレキシブルチューブ５９には回動時にねじれを吸収できるように「たわみ」が設けてあるが、吹き付け装置５５の向きを変えるために回動させると、それに伴いフレキシブルチューブ５９のたわみ部分が振り回される。これにより次の（１）〜（３）の問題を生じる。
【０００４】
（１）吹き付け装置の回動動作がフレキシブルチューブの「たわみ」の吸収しうる範囲のみに限られるので、吹き付け装置を３６０°回動させることができない。
【０００５】
（２）フレキシブルチューブの「たわみ」の部分が被塗装物や周辺部材（回動軸を保持するケーシング５８など）に接触したり絡まったりしないように注意を払う必要がある。
【０００６】
（３）フレキシブルチューブの「たわみ」の部分が回動軸よりも外側に配置されることから慣性モーメントが大きくなり、回動時にフレキシブルチューブの「たわみ」の部分が振り回されて吹き付け装置が動かされ、吹き付けの狙い位置が不正確になる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、塗料供給用のフレキシブルチューブに起因する種々の不具合を解消することができる塗装ロボット及び塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る塗装ロボットは、ロボットの手首部の先端部分に単数または複数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットにおいて、前記吹き付け装置を保持する回動軸の内部に吹き付け流体が通過するための複数の内部流路を形成し、該複数の内部流路への流体導入口を前記回動軸の端面部にそれぞれ設け、該流体導入口の各々を流体供給管とそれぞれつなぎ込むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構は、塗装ロボットに用いられる吹き付け装置を回動可能に保持する機構であって、前記吹き付け装置の複数の噴射口および複数の流体供給管にそれぞれ連通する複数の内部流路を有する回動軸と、この回動軸を潤滑環境下において保護した状態で摺動可能に保持するケーシングと、前記吹き付け装置と前記回動軸とを着脱可能に連結するための中継部材と、を具備し、前記複数の内部流路は回動軸の一方側の端面から他方側の端面まで貫通していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の塗装ロボットにおいては、回動軸の端面部に設けた流体導入口に流体供給管をつなぎ込むようにしているので、吹き付け装置の回動動作が流体供給管のたわみに影響を受けなくなり、吹き付け装置を３６０°回動させることが可能になる。また、流体供給管のたわみの部分が被塗装物や周辺部材に接触したり絡まったりしないようにそれほど注意を払う必要がなくなるので、塗装ロボットの設計や据え付け場所が受ける制限が少なくなる。さらに、フレキシブルチューブの導入部分が回動軸の内側に配置されるので、慣性モーメントが小さく、吹き付け装置を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１３】
図２に本発明の実施形態に係る塗装ロボットの概要を示す。塗装ロボット１はベースプレート２１を介して床に固定されている。ベースプレート２１上には旋回ユニット２２が設けられ、コラム２３は旋回ユニット２２の上に支持され、垂直軸回りの回転（θ）が可能である。サドル２４は、垂直方向の移動（Ｚ）が可能な状態でコラム２３に支持されている。アーム２６は、水平方向の移動（Ｒ）及び水平軸回りの回転（α）が可能な状態でサドル２４に取り付けられている。手首部３１は、α回転軸に直交する軸回りの回転（γ）が可能な状態でアーム２６の先端に取り付けられている。さらに、ロボットの手首部３１の先端には装着板３３が取り付けられ、この装着板３３の前面に回動ユニット１０が装着されている。
【００１４】
図１に示すように、回動ユニット１０の回動軸７はケーシング８のなかに納められている。このケーシング８は、回動軸７を潤滑環境下において保護した状態で摺動可能に保持するものであり、上記の装着板３３にボルト／ナット等を用いて着脱可能に取り付けられている。
【００１５】
回動軸７の先端側には中継部材（カプラ）６を介して吹き付け装置５が装着されている。中継部材６は、吹き付け装置の本体５ａにＯリングを介してボルト／ナットにより締結されて一体化され、さらに継手部１３により回動軸７の端面に連結されている。この場合に、中継部材６は吹き付け装置の本体５ａと一体成形したものを採用することもできる。
【００１６】
中継部材６の中心軸は、回動軸７の中心軸（β回動中心線１４）に一致し、かつ、吹き付け装置本体５ａの中心軸に対して所定の角度だけ傾斜している。なお、本実施形態では吹き付け装置本体の中心軸をβ回動中心線１４に対して傾斜させているが、この傾斜角度は設計仕様の変更や顧客の要望に応じて任意の値とすることができる。
【００１７】
回動軸７の尾端側には５つの内部流路の導入口１２ａがβ回動中心線１４まわりの同心円上にてそれぞれ開口している。各導入口１２ａにはニップル１１を介してフレキシブルチューブ９がつなぎ込まれている。これら５本のフレキシブルチューブ９の他端側は図示しない高圧ガス設備を備えた塗料タンクおよび溶剤タンクの供給口にそれぞれ連通し、所定量の溶剤を含んだ塗料が所定圧力でフレキシブルチューブ９に向けて圧送されるようになっている。
【００１８】
フレキシブルチューブ９の中途部分はサドル２４の下部に設けられたフック２８に吊り下げ保持され、ある程度のたわみがフレキシブルチューブ９に設けられている。なお、図示ではフック２８を１つのみ示したが、フレキシブルチューブ９のたわみ量を十分なものとするために、複数のフック２８をサドル２４の下部に取り付けるようにしてもよい。
【００１９】
回動軸７、中継部材６、および吹き付け装置本体５ａの内部をそれぞれ貫通するように内部流路１２が形成されている。この内部流路１２はフレキシブルチューブ９に連通し、噴射口５ｂにおいて開口している。内部流路１２は導入口から噴射口５ａに至るまで実質的に同径である。
【００２０】
この場合に、内部流路１２はβ回動中心線１４から少しずれたところに設けられている。このように内部流路１２をβ回動中心線１４から少しずれたところに配置する理由は、内部流路１２を通って各噴射口５ｂから被塗装物に向けて塗料を均等に吹き付けるようにするためである。
【００２１】
また、噴射口５ｂはβ回動中心線１４に対して所定角度に傾斜しているので、内部流路１２は緩やかなカーブを描いて噴射口５ｂに連続している。
【００２２】
さらに、図示しない動力供給用ケーブルと制御信号送信用ケーブルとが旋回ユニット２２、コラム２３、サドル２４、アーム２６、手首部３１、装着板３３を通って回動軸駆動用モータ（図示せず）の電源回路に接続されている。これらのケーブルを介して図示しない電源および制御装置から動力（電力）と駆動制御信号がモータに送られ、回動軸７が所定の角度だけ回動されるようになっている。なお、制御装置からの駆動制御信号は、予めティーチングされたデータに基づいて塗装目標位置に噴射口５ｂの照準を合わせるものであってもよいし、図示しないセンサにより検出された位置情報に基づいて塗装目標位置に噴射口５ｂの照準を合わせるものであってもよい。
【００２３】
上記の構造を備えた塗装ロボットによれば、フレキシブルチューブ９を回動ユニット１０と干渉しないところに配置しているので、フレキシブルチューブ９の絡まりの発生が皆無となり、吹き付け装置５を３６０°回動させることができる。
【００２４】
また、上記実施形態のロボットでは、フレキシブルチューブ９の導入部分が回動軸７の内側に配置されて慣性モーメントが小さくなるので、吹き付け装置５を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。ちなみに、吹き付け装置５の重量は約０．５ｋｇ、回動ユニット１０の総重量は約１ｋｇである。回動軸７の材質はアルミニウム合金である。回動軸７の直径は約４０ｍｍであり、その長さは約８０ｍｍである。内部流路１２の径は３〜４ｍｍである。
フレキシブルチューブ９は弗化エチレン樹脂（テフロン）のようなフッ素系樹脂がコーティングされた軟質樹脂からなるものである。フレキシブルチューブ９の外径は６ｍｍであり、内径は４ｍｍである。
【００２５】
なお、上記実施形態では単数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットについて説明したが、複数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットについても同様に本発明を適用することができる。
【００２６】
また、上記実施形態では内部流路１２を導入口から噴射口５ｂまで実質的に同径としたが、本発明はこれのみに限定されることなく、噴射口５ｂを拡大してその径を内部流路１２の径よりも大きくしてもよいし、これとは逆に噴射口５ｂを縮減してその径を内部流路１２の径よりも小さくしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、吹き付け装置の回動動作がフレキシブルチューブのたわみに影響を受けなくなるので、吹き付け装置を３６０°回動させることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、フレキシブルチューブのたわみの部分が被塗装物や周辺部材に接触したり絡まったりしないように注意を払うことが少なくなるので、塗装ロボットの設計や据え付け場所が受ける制限が少なくなる。
【００２９】
さらに、本発明によれば、フレキシブルチューブの導入部分が回動軸の内側に配置されるので、慣性モーメントが小さく、吹き付け装置を高精度に回動させることができ、吹き付けの狙い位置が正確になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吹き付け装置の保持機構を示す図。
【図２】本発明の塗装ロボットを示す概略構成図。
【図３】従来の吹き付け装置の保持機構を示す図。
【符号の説明】
１…塗装ロボット、
５…吹き付け装置、５ａ…本体、５ｂ…噴射口、
６…中継部材（カプラ）、
７…回動軸、
８…ケーシング、
９…フレキシブルチューブ（流体供給管）、
１０…回動ユニット、
１１…ニップル、
１２…内部流路、１２ａ…導入口、
１３…継手部、
１４…β回動中心線、
２１…ベースプレート、２２…旋回ユニット、２３…コラム、
２４…サドル、２６…アーム、
２８…フック、
３１…手首部、
３３…装着板。
Claims (2)
- ロボットの手首部の先端部分に単数または複数の吹き付け装置を具備する塗装ロボットにおいて、前記吹き付け装置を保持する回動軸の内部に吹き付け流体が通過するための複数の内部流路を形成し、該複数の内部流路への流体導入口を前記回動軸の端面部にそれぞれ設け、該流体導入口の各々を流体供給管とそれぞれつなぎ込むことを特徴とする塗装ロボット。
- 塗装ロボットに用いられる吹き付け装置を回動可能に保持する機構であって、前記吹き付け装置の複数の噴射口および複数の流体供給管にそれぞれ連通する複数の内部流路を有する回動軸と、この回動軸を潤滑環境下において保護した状態で摺動可能に保持するケーシングと、前記吹き付け装置と前記回動軸とを着脱可能に連結するための中継部材と、を具備し、前記複数の内部流路は回動軸の一方側の端面から他方側の端面まで貫通していることを特徴とする塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構。
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| JP2001159438A JP4550317B2 (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 塗装ロボット及び塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構 |
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| JP2001159438A Expired - Lifetime JP4550317B2 (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | 塗装ロボット及び塗装ロボット用吹き付け装置の保持機構 |
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| JPS62176568A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-08-03 | Nordson Kk | 小口径缶内ストライプコ−テイング用ガンの加温方法とそのガン |
| JPH0721141U (ja) * | 1994-09-02 | 1995-04-18 | リックス株式会社 | 回転ノズル |
| JPH0835266A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-02-06 | Takenaka Komuten Co Ltd | 吹付け装置 |
-
2001
- 2001-05-28 JP JP2001159438A patent/JP4550317B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056495U (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-19 | 三菱重工業株式会社 | 作業ロボツト用腕 |
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