JP4873287B2 - 容器処理装置 - Google Patents
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なお、キャリヤを用いないで、容器にラベルを貼り付ける技術として、例えば特許文献2が公知である。この特許文献2のラベラにおいては、横転状態で搬送される容器の方向を認識して、各容器の方向に応じてロボットによってラベルを容器に取り付けるようにしている。この特許文献2のラベラにおいては、キャリヤを必要とせず、しかも容器の兼用性にも優れている反面、コンベヤ上で横転状態の容器がずれる場合があり、容器へのラベルの貼り付け精度が悪いという欠点があった。しかも、この特許文献2の装置においては、容器の胴部における両面にラベルを貼付できないという欠点があった。
上記受け渡し機構は、循環走行される走行体と、この走行体に設けられて容器を保持する保持手段とを備えるとともに、上記走行体が循環走行される際の走行領域のうち、一部の走行領域を上記回転体側の保持手段の移動軌跡に倣った円弧状としてあり、
上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持した後、上記受け渡し機構の走行体の移動に追従しながら、該走行体に設けた保持手段に容器を受け渡し、さらに該受け渡し機構の保持手段は、該保持手段に保持した容器を、上記円弧状の走行領域を搬送する間に、正立状態で上記回転体に設けた保持手段に受け渡すようにしたものである。
本実施例のラベラ1は、容器2を正立状態で保持して時計方向に回転して搬送する回転体3と、この回転体3の搬送方向に沿って順次設けた第1ステーションAと第2ステーションBとを備えており、それら両ステーションA、Bには従来公知のものと同様のラベル貼り付け機構4、5をそれぞれ設けている。これらのラベル貼り付け機構4,5は、回転体3の回転角度において90度位置をずらして配置されている。
各ステーションA、Bに配置したラベル貼り付け機構4、5の構成は、従来公知のタックラベル用のラベル貼り付け機構と同じである。つまり、ラベル貼り付け機構4は、ラベルを付着させたテープ状の台紙6を巻き取ったリール7を支持する支持台8と、上記リール7から台紙6を引き出す駆動ローラ9と、駆動ローラ9によって引き出された台紙6から順次ラベルを剥がしてから第1貼り付け位置Cにおいて回転体3が搬送する容器2にラベルを貼り付ける貼り付けローラ11と、さらにラベルが剥がされた後のテープ状の台紙6を巻き取る巻取りローラ12とを備えている。
他方のラベル貼り付け機構5の構成も上記貼り付け機構4と同じであり、対応する部材には’を付して表示し、詳細な説明は省略する。このラベル貼り付け機構5により、第2ラベル貼り付け位置Dにおいて回転体3が搬送する容器2にラベルを貼り付けることができるようになっている。
後に詳述するが、本実施例においては、回転体3の回転に伴って、その保持手段31に保持されて搬送される容器2の表面に第1貼り付け位置Cにおいてラベルを貼り付け、その後、回転体3の回転ともなって搬送されつつ反転された容器2の裏面に対して第2貼り付け位置Dにおいてラベルを貼り付けるようになっている。
図1〜図3に示したように、ラベラ1による処理対象となる容器2は、細長い四角柱状に形成されており、尖った頭部2Aと平坦面からなる底部2Bと、それらを接続する角柱状の胴部2Cとを備えている。この容器2は搬送される際に単独では自立が困難であるが、本実施例においては、従来一般的なキャリヤを用いることなく各容器2を搬送してその胴部2Cの表裏両面にラベルを貼り付けることができるようになっている。
各容器2は、ランダムな横転状態で供給コンベヤ13上に供給されるようになっており、該供給コンベヤ13によって搬送方向の下流側となるロボット15の位置へ搬送されるようになっている。
供給コンベヤ13の搬送過程の上方には、容器2の載置状態を撮影するカメラ18を配置している。このカメラ18によって撮影した供給コンベヤ13上の容器2の載置状態は、ロボット15の制御装置に入力されるようになっている。
すなわち、図3ないし図4に示すように、ロボット15のハンド19は、鉛直下方に向けて配置した基材20を備えており、この基材20の下端部に鉛直下方に向けてコ字形の支持部材21を連結している。支持部材21における左右の自由端にわたって支持軸22を水平に取り付けている。この支持軸22には、鉛直方向に向けて4個のブラケット23の中央部を回転自在に取り付けてあり、各ブラケット23の下端部に吸着パッド24を取り付けている。上記ブラケット23および各吸着パッド24は、支持軸22の長手方向において等ピッチPで配置している。このピッチPは、後述する第1受け渡し手段14の隣り合う保持手段26のピッチPと同じ寸法に設定している。
また、4個の吸着パッド24は、それらの吸着面が同一平面上となり、かつ支持部材21の自由端の長手方向に対して直交するように上記ブラケット23に取り付けられている。各吸着パッド24に負圧を供給することで容器2を吸着保持することができ、他方、各吸着パッド24への負圧の供給を停止させることで、容器2の保持状態を解放できるようになっている。
また、支持部材21における上方部の両側の位置には、上記支持軸22と平行に左右一対の支持軸25、25’を水平に連結している。そして、各支持軸25、25’の両端にそれぞれエアシリンダ27のケーシングを揺動自在に連結するとともに、各エアシリンダ27のピストンを、その下方側に位置するブラケット23の上端部に揺動可能に連結している。
その状態では基材20および支持部材21が鉛直方向に支持されるようになり、各吸着パッド24の吸着面は基材20の長手方向に対して90度の角度を成して水平となっている。
これに対して、ロボット15の制御装置によってエアシリンダ27が作動されて、そのピストンが前進端まで前進されると、ブラケット23および吸着パッド24が支持軸22を回転中心として45度揺動されて、各吸着パッド24の吸着面が水平状態から45度傾斜されるようになっている。
また、ロボット15の制御装置は、上記エアシリンダ27を作動させた直後にハンド19の基材20そのものを45度だけ第1受け渡し機構14側に向けて傾斜させるようになっている。これにより、各吸着パッド24の吸着面がさらに45度傾斜されることになる。つまり、ハンド19に保持された容器2は、水平状態から鉛直方向となる正立状態まで起立されるようになっている。
なお、ロボット15もしくはハンド19がそれぞれ単独で90度回転可能な構成とすることも可能であり、また、ハンド19で30度回転させ、ロボット15で60度回転させるなど適宜角度ずつ回転させることも可能である。
このように、4個の吸着パッド24に容器2が水平状態で保持されたら、ロボット15の制御装置は、ハンド19全体を少し上昇させてから各エアシリンダ27を作動させたのち、基材20もさらに45度揺動させる。これにより、吸着パッド24の吸着面が水平状態から鉛直方向となるまで90度回転されるので、各吸着パッド24に保持された容器2は水平状態から鉛直方向となる正立状態まで起立されるようになっている。
ロボット15はそのように容器2を正立状態に維持したままで、受け渡し位置Eにおいて第1受け渡し機構14側の保持手段26の移動に追従しながら、相前後する4個の保持手段26に対して容器2を正立状態で一斉に受け渡すようになっている。ロボット15は、各容器2を保持手段26に受け渡したら各吸着パッド24への負圧の供給を停止されるので、各吸着パッド24による容器2の保持状態が解放されるようになっている。
このように、本実施例のロボット15は、供給コンベヤ13によって搬送される横転状態の容器2に追従しながら、順次4個の容器2の胴部2Cを各吸着パッド24によって保持した後に、ハンド19全体を供給コンベヤ13上から第1受け渡し機構14の隣接位置まで移動させるとともに、各吸着パッド24を90度揺動させて容器2を正立状態まで起立させる。そして、その状態において、ロボット15は、受け渡し位置Eにおいて第1受け渡し機構14の保持手段26の移動に追従しながら4本の容器2を正立状態で第1受け渡し機構14の保持手段26に受け渡すようになっている。
図示しない固定フレームに支持板32を水平に連結してあり、この支持板32の所要箇所3箇所に支持軸33を鉛直方向に連結してあり、また、支持板32の所要箇所の1箇所に円筒状の軸受34を介して回転軸35を鉛直方向に回転自在に軸支している。各支持軸33の上端部に外面に凹凸部が形成されたプーリー36を回転自在に取り付けてあり、また回転軸35の上端にもプーリー36を嵌着している。タイミングベルト28の内面全域にわたって凹凸部を形成してあり、タイミングベルト28の内面を上記4箇所のプーリー36に掛け渡している。駆動機構30によって回転軸35が回転されると、タイミングベルト28が矢印方向に循環走行されるようになっている。
また、図1ないし図2に示すように、タイミングベルト28が循環走行される際の走行領域のうち、供給コンベヤ13の搬送方向と平行な直線状の走行領域を上記受け渡し領域Eとしてあり、他方、回転体3側の保持手段31の移動軌跡に倣った円弧状の走行領域を上記受け渡し領域Fとしている。
図2ないし図5に示すように、タイミングベルト28の上下位置には、上下一組のカム部材37,37’を配置してあり、このカム部材37,37’にタイミングベルト28の走行方向に沿ってカム溝37A、37A’を形成している。一方、上記プレート40の上下位置にはカムフォロワ38を回転自在に取り付けてあり、上方側のカムフォロワ38を上方側のカム部材37のカム溝37Aに転動自在に係合させるとともに、下方側のカムフォロワ38を下方側のカム部材37’のカム溝37A’に転動自在に係合させている。
本実施例においては、受け渡し領域Fの位置におけるカム溝37A、37A’のカム面は、回転体3の保持手段31の移動軌跡と平行となるような円弧状に形成している。これに対して、その他のタイミングベルト28の走行領域におけるカム溝37A、37A’のカム面は、タイミングベルト28と平行な直線状に形成されている。
このように、プレート40に設けたカムフォロワ38は、上下位置のカム溝37A、37A’に係合させてあるので、タイミングベルト28が循環走行される際には、各ベース29およびそれに設けた各保持手段26がカム溝37A、37A’に沿って移動されるようになっている。
そして、受け渡し領域Eにおいては、上記ロボット15のハンド19が第1受け渡し機構17の保持手段26の移動に追従することになるが、ハンド19は直線状に移動しながら保持手段26に追従すればよい。そのために、本実施例によれば、ロボット15の制御装置がハンド19を保持手段26に追従させる際の作動制御を簡略化することができる。
他方、受け渡し領域Fにおいては、回転体3の時計方向の回転に伴う保持手段31の円弧状の移動軌跡に追従して、タイミングベルト28側の保持手段26を追従させることができるようになっている。
これにより、図示しないモータが回転されると回転軸41〜43および回転軸35が回転されるので、複数のプーリー36を介してタイミングベルト28が矢印方向に循環走行されるととともに、各保持手段26も矢印方向に循環して移動されるようになっている。
上記受け渡し領域Fにおいては、タイミングベルト28に設けた各保持手段26が上記カム溝37A、37A’とカムフォロワ38とによって回転体3側の保持手段31に追従して移動することができる。これにより、受け渡し領域Fにおいては、タイミングベルト28側の保持手段26によって容器2を正立状態に保持したままで、回転体3側の保持手段31に円滑に受け渡すことができるようになっている。
そして、このようにして各保持手段26がロボット15から受け取った容器2は、各保持手段26が受け渡し領域Fを移動する際には、回転体3側の保持手段31の移動に追従して移動されることにより、頭部2Aが上方となる正立状態のままで第1受け渡し機構14の保持手段26から回転体3側の保持手段31へ円滑に受け渡されるようになっている。
すなわち、図6に示すように、保持手段31は、鉛直方向における上方側に配置されたトップロケータ52と、鉛直方向における下方側に配置されたボトムロケータ53とを備えている。
両ロケータ52、53は、相互に軸心を一致させて、かつ回転体3における円周方向に等ピッチPで鉛直方向に配置されている。このピッチPは、上述した第1受け渡し機構14側の保持手段26を設けたピッチPと一致させている。
そして、前述したように、回転体3が回転される際の保持手段31の移動方向に沿って上記両ステーションA,Bおよびラベル貼り付け機構4,5を配置している。
各ボトムロケータ53の隣接位置には該ボトムロケータ53を回転させる回転機構57を設けてあり、回転体3が回転される際には上記第1ステーションAを各ボトムロケータ53(保持手段31)が通過した直後に各回転機構57によって時計方向に180度回転されるようになっている。これにより、保持手段31とそれに保持した容器2が反転されるようになっている。
回転機構57は、上下一対の軸受58、58によって回転体3に鉛直方向に軸支した回転軸59と、この回転軸59における外周部の上下位置に水平方向に取り付けたレバー60、61とを備えている。上方側のレバー60の先端面にはセクタギヤを形成してあり、そのセクタギヤをボトムロケータ53の外周部に設けたギヤ53Aに噛み合わせている。
他方、下方側のレバー61の先端部には、カムフォロワ62を回転自在に取り付けてあり、このカムフォロワ62は、回転体3の下方に固定した設けたカム部材63のカム溝63Aに係合させている。
すなわち、トップロケータ52およびボトムロケータ53は、それぞれがカム機構64、65に連動して昇降できるようになっており、上方側のカム機構64によるトップロケータ52の昇降作動と下方側のカム機構65によるボトムロケータ53の昇降作動を、上記両受け渡し位置F,Gにおいて同期させるようにしている。
トップロケータ52の上端部は円筒部材66に貫通させてあり、この円筒部材66の突出部にカムフォロワ67を取り付けている。一方、回転体3の上方に固定した支持部材68の外周部には、環状のカム部材69を設けてあり、そのカム面に上記カムフォロワ67を載置している。カム機構64は、上記カム部材68とカムフォロワ67とから構成してあり、回転体3の回転に伴ってカム機構64によりトップロケータ52が昇降されるようになっている。トップロケータ52の下端部の端面には、容器2の頭部2Aと係合可能な係合凹部52Aを形成している。
そして、回転体3が時計方向に回転される際には、両カム機構64,65によって受け渡し領域Fにおいては、トップロケータ52は上昇端位置から下降端位置まで下降される一方、ボトムロケータ53は下降端位置から上昇端位置まで上昇されるようになっている。
この受け渡し領域Fにおいては、上記第1受け渡し機構14の保持手段26によって保持された正立状態の容器2が、上下の両ロケータ52、53の間に送り込まれてそれらの移動に追従するようになっている(図6(a)参照)。そして、受け渡し領域Fにおいて、ボトムロケータ53の上昇とトップロケータ52の下降とに伴って、それらに追従して移動している保持手段26に保持された容器2は、両ロケータ52、53によって上下位置から挟持されるようになっている(図6(b)、図6(c))。この挟持状態ではトップロケータ52の係合凹部52Aに容器2の頭部2Aが係合するとともにボトムロケータ53の係合凹部53Cに容器2の底部2Bが係合している。
なお、本来であれば容器2の胴部2Cは回転体3の半径方向外方を向いているが、図6では、説明上、容器2の胴部2Cを正面から記載している。
そして、このように受け渡し領域Fで回転体3の保持手段31に受け渡された容器2は、その胴部2Cの表面が回転体3の半径方向外方を向けた状態となっている。
その後、各保持手段31が回転体3の回転に伴って両ステーションA、Bを通過する間及び、受け渡し領域Gの直前の位置までは、両ロケータ52、53による容器2の挟持状態が維持されるようになっている。
そして、各保持手段31が第1貼り付け位置Cを通過する際に第1ステーションAのラベル貼り付け機構4によって容器2の胴部2Cの表面にラベルが貼り付けられる。その後、各保持手段31が第1貼り付け位置Cを通過すると上述した回転機構57によって各保持手段31が180度反転されて容器2の胴部2Cの裏面が回転体3の半径方向外方へ向けられる。そして、さらに各保持手段31が第2貼り付け位置Dを通過する際に第2ステーションBのラベル貼り付け機構5によって容器2の裏面にラベルが貼り付けられるようになっている。
受け渡し領域Gにおいて、回転体3の保持手段31から第2受け渡し機構17の保持手段へ受け渡された容器2は、排出コンベヤ16上において第2受け渡し機構17の保持手段による保持状態を解放されて、排出コンベヤ16上に横転状態で排出されるようになっている。
なお、第2受け渡し機構17とその保持手段の構成と作動は、上述した第1受け渡し機構14とその保持手段の構成と作動と同じなので、詳細な説明は省略する。これにより、受け渡し領域Gにおいても回転体3側の保持手段31の移動に追従して、第2受け渡し機構17の保持手段が移動し、容器2を正立状態で回転体3側の保持手段31から第2受け渡し機構17へ受け渡すようになっている。
したがって、本実施例によれば、自立できない容器2であっても、従来一般的なキャリヤを用いることなく容器2を搬送して該容器2にラベルを貼り付けることができる。
また、ロボット15および各保持手段26,31によって容器2を正立状態で確実に保持して搬送することができるので、容器2の胴部2Cに対して精度良くラベルを貼り付けることができる。
また、回転体3の保持手段31は、軸心を一致させた上下位置の両ロケータ52,53からなり、それらに容器2を正立状態で保持して180度回転することができるので、容器2の胴部2Cの両面にラベルを貼り付けることができる。
すなわち、図7の保持手段31は、容器2を載置する水平な載置台80と、この載置台80ごとに設けた開閉可能なグリッパ81によって構成している。グリッパ81によって容器2の胴部を側面から把持するようにしている。
また、図8は容器2を載置する水平な載置台80を設けて、その載置台80の中央部に負圧の吸引口80Aを開口させている。これにより、載置台80に容器2が載置されると負圧によって容器2が載置台80に吸着保持されるようになっている。
さらに、図9は、回転体3の外周部に吸着パッド82を放射方向に向けて配置して、各吸着パッド82の吸着面が鉛直方向となるようにしたものである。この吸着パッド82に負圧を作用させることで、容器2の胴部2Cを吸着保持することができる。
これら図7〜図9に示した保持手段31であっても、上記第1実施例の保持手段31と同様に容器2を正立状態で保持して搬送することができる。
また、上記実施例においては、頭部2Aが上方となる正立状態に容器2を起立させて搬送しているが、頭部2Aが下方側となり底部2Bが上方となる逆さまの状態で容器2を搬送して、該容器2にラベルを貼り付けるようにしても良い。
さらに、上述した実施例は、本発明を容器2にラベルを貼り付けるラベラに適用した場合を説明しているが、本発明は、容器2の外観の良否を検査する回転式外観検査装置にも適用することが可能である。
3…回転体 4…ラベル貼り付け機構(処理機構)
5…ラベル貼り付け機構(処理機構) 13…供給コンベヤ
14…第1受け渡し機構 18…カメラ(撮影手段)
26…保持手段 31…保持手段
Claims (6)
- 回転自在に設けた回転体と、この回転体の円周方向の複数箇所に設けられて容器を保持する保持手段と、各保持手段が保持する容器に所要の処理を施す処理機構と、容器を横転状態で搬送する供給コンベヤと、上記供給コンベヤによって搬送される容器を撮影する撮影手段と、上記供給コンベヤ上の容器を保持して移送するロボットと、上記ロボットから容器を受け取ってから上記回転体の保持手段へ容器を受け渡す受け渡し機構とを備え、
上記受け渡し機構は、循環走行される走行体と、この走行体に設けられて容器を保持する保持手段とを備えるとともに、上記走行体が循環走行される際の走行領域のうち、一部の走行領域を上記回転体側の保持手段の移動軌跡に倣った円弧状としてあり、
上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持した後、上記受け渡し機構の走行体の移動に追従しながら、該走行体に設けた保持手段に容器を受け渡し、さらに該受け渡し機構の保持手段は、該保持手段に保持した容器を、上記円弧状の走行領域を搬送する間に、正立状態で上記回転体に設けた保持手段に受け渡すことを特徴とする容器処理装置。 - 上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の容器を保持して正立状態に起立させてから上記受け渡し機構の保持手段へ受け渡すことを特徴とする請求項1に記載の容器処理装置。
- 上記回転体に設けられた保持手段は、回転中心が鉛直方向となるようにして上記回転体に回転可能に設けられており、また、各保持手段を回転体の移動過程において所定角度だけ回転させる回転機構を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の容器処理装置。
- 上記回転体に設けた保持手段は、容器の底部又は頭部のいずれか一方を支持して昇降可能なボトムロケータと、容器の底部又は頭部のいずれか他方を支持して昇降可能なトップロケータとからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の容器処理装置。
- 上記ボトムロケータを昇降させる下方側の昇降機構と、上記トップロケータを昇降させる上方側の昇降機構とを設けるとともに、上記受け渡し機構から上記回転体の保持手段へ容器が受け渡される際には、上記受け渡し機構が保持する正立状態の容器を上下方向から上記ボトムロケータとトップロケータによって挟持して受け取ることを特徴とする請求項5に記載の容器処理装置。
- 上記処理機構は、ラベルを容器に貼り付けるラベル貼り付け機構であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の容器処理装置。
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