JP2004066372A

JP2004066372A - セルライン生産方式と生産方法

Info

Publication number: JP2004066372A
Application number: JP2002227157A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kobayashi; 小林　隆一
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP4204820B2

Abstract

【課題】少なくとも一人の作業員で効率よく作業が行えると共に、多品種少量生産や生産変動への対応が可能で、かつ作業位置に自由度をもたせる。
【解決手段】第１工程に使用される第１設備から最終工程に使用される最終設備までの複数の設備を所定の間隔をおいて配置し、かつ全設備をＵ字状に配列すると共に、各設備は移動可能な電源付き可動設備から構成し、第１設備１は上部ケースに部品を組込む部品組立装置、前記第２設備２０は部品が組込まれた上部ケースに基板を組付けて該基板をねじで締結する自動ねじ締め装置、前記第３設備４０は前記上部ケースに下部ケースを組付ける底面自動組立装置、前記最終設備６０は完成品の検査を行なう検査作業台からそれぞれ構成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセルライン生産方式と生産方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の製品組立から製品検査までの作業状況示すもので、直線状に配置された自動機１００、２００、３００、４００の前に複数の作業員Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄおよび検査テーブル５００の前に複数の検査員Ａ、Ｂが、それぞれ直線状に並んで配置されている。作業員Ａにより自動機１００で組立てられた製品は次工程を行う作業員Ｂの前の自動機２００に運ばれる。
【０００３】
作業員Ｂが次工程を行っている間に、作業員Ａも製品組立を行う。作業員Ａによって組立てられた製品は作業員Ｂに送られ、作業員Ｂによって次工程による作業が行われた製品は作業員Ｃに送られる。このようにして順次製品が送られ、作業員Ｄから検査テーブルに送られた製品は検査員Ａ、Ｂによって検査される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の生産方式では、複数の作業員が要求されるためコスト高となっていた。また、自動機の据付けは堅固であり、従って、装置の入れ替えが困難で、このため多品種少量生産や生産変動への対応が難しいばかりか、自動機が一旦据付けられると移動困難であり、このため作業位置が限定されていた。又、自動機の作業が限定されていて，前工程の作業も必然的に決定されていたため、各作業員の作業時間が平均化できなかった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、一人以上の作業員で効率よく作業が行えると共に、多品種少量生産や生産の変動への対応が可能で、かつ作業位置が限定されないセルライン作業方式と生産方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、第１工程に使用される第１設備から最終工程に使用される最終設備までの複数の設備を所定の間隔をおいて配置し、かつ第１設備と最終設備とを近接させると共に、これら設備で囲まれる領域を作業領域とすることを特徴とする。
【０００７】
従って、本発明は、第１設備と最終設備とが近接しているため、１人の作業者でも第１工程から最終工程までを行なうことができ、よって製造コストの低減化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明は、前記全設備をＵ字状に配列ことが考えられる。
【０００９】
従って、本発明は、第１工程から最終工程までの作業をより効率的に行なうことができる。
【００１０】
さらに、本発明は、前記各設備を移動可能な電源付き可動設備から構成することが考えられる。
【００１１】
従って、本発明は、各設備が移動可能であるから、他の設備との交換が容易であり、よって多品種少量や生産変動への対応が可能であると共に、各設備の配列に自由度をもたせることができ、よって作業位置が限定されることがない。
【００１２】
さらにまた本発明は、前記第１設備は上部ケースに部品を組込む部品組立装置、前記第２設備は部品が組込まれた上部ケースに基板を組付けて該基板をねじで締結する自動ねじ締め装置、前記第３設備は前記上部ケースに下部ケースを組付けて、これらをねじで締結する底面自動組立装置、前記最終設備は完成品の検査を行なう検査作業台からそれぞれ構成することが考えられる。
【００１３】
従って、本発明は、製品組立から製品検査作業までをより効率的に行なうことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明は、前記第１設備で得られた製品を第２設備に移載し、前記第２設備で得られた製品を第３設備に移載し、以後このような作業を繰り返し、前記最終設備で得られた製品を完成品収容領域に収容した後、前記第１設備に移動することを特徴とする。
【００１５】
従って、本発明は、第１設備と最終設備とが近接しているため、１人の作業者でも第１工程から最終工程までを行なうことができ、よって製造コストの低減化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセルライン生産方式と生産方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、第１工程で使用される第１設備１、第２工程で使用される第２設備２０、第３工程で使用される第３設備４０および最終の第４工程で使用される第４設備６０までの４つの設備の配置状態を示している。
【００１８】
これら第１ないし第４の設備１、２０、４０、６０は所定の間隔をおいて配置され、かつ第１設備１と第４設備６０とは近接されて配置されている。４つの設備１、２０、４０、６０の配列形態に特に限定はないが、コ字状ないしＶ字状を含むＵ字状に配置するのが好ましい。
【００１９】
本実施形態では、本発明の適用例として電話機の製造装置を例にとって説明する。この例の場合には、第１設備１が部品組立装置、第２設備２０が基板ねじ締め装置、第３設備４０が電話機底面組立装置および第４設備６０が検査作業台によってそれぞれ構成される。なお、電話機７０は図１１に示すように、アッパーケース７１とロアケース７２とから構成されている。
【００２０】
図２および図３は第１設備１の適用例としての部品組立装置を示す。この装置のテーブル２上には、１つの部品組立コンベヤ３とこのコンベヤ３の下方に位置する複数の部品供給コンベヤ４とが設置されており、部品供給コンベヤ４は部品組立コンベヤ３に対して直交状に配置されている。
【００２１】
部品組立コンベヤ３のコンベヤベルト５にはパレット６が設置されており、このパレット６上で部品の組立が行われるようになっている。図２および図３は作業開始を待つ待機状態にあり、パレット６は部品組立コンベヤ３の作業開始点である右端に位置すると共に、パレット６の左側部には、リターンシリンダ７の先端部に取付けられたリターンプレート８が接触している。
【００２２】
この待機状態で、図１に示す作業者Ａが電話機７０のアッパーケース７１を供給箱１ａ（図１参照）から取り出して、アッパーケース７１の裏面が上方を向くようにしてパレット６にアッパーケース７１を供給する。すると、これを製品感知センサ１１が検知して制御ボックス１２内のシーケンサに検知信号を出力する。
【００２３】
シーケンサは図示しない電磁弁を介して部品組立コンベヤ３とリターンシリンダ７とを駆動させる。すると、リターンシリンダ７が収縮してリターンプレート８を左方向に移動させる。リターンプレート８はテーブルの左端に位置するストッパブロック１３に接触して停止する。
【００２４】
一方、リターンシリンダ７の駆動と同期して部品組立コンベヤ３も駆動を開始し、パレット６がガイド板１４に案内されつつ一定速度で移動を開始する。移動速度は調整つまみ１５によりタクトタイムに合わせることが可能である。
【００２５】
作業者Ａは、部品供給コンベヤ４から部品の供給を受けてアッパーケース７１への組込み作業を行う。部品供給コンベヤ４は部品の組立順番に配列されており、従って、パレット６の移動位置に対応する部品供給コンベヤ４から供給される部品を組み込むことにより部品は組立順番に応じて組み込まれることになる。
【００２６】
各部品供給コンベヤ４は部品供給位置に左右一対の透過式センサ１６を備えており、これらセンサ１６は、コンベヤ４上の部品が組込み使用によりなくなったことを検知すると部品供給コンベヤ４を停止させる。
【００２７】
パレット６を搬送する部品組立コンベヤ３は、パレット６が左方に位置するリターンプレート８に接触すると、これを検出する図示しないセンサからの出力を受けて停止する。この時点で作業者Ａはパレット６から部品が組み込まれたアッパーケース７１を次工程の装置へと搬出する。
【００２８】
なお、組立作業開始時点からタクトタイムが設定されており、タクトタイムが経過すると、リターンシリンダ７が伸長してリターンプレート８とパレット６とを図２および図３に示す組立開始点である待機位置まで移動させる。
【００２９】
テーブル２のそれぞれの脚２ａには移動用のキャスタ１６と固定用のアジャスタ１７とが取付けられており、従って、テーブル２は任意の位置に移動可能であると共に、他の装置と交換することも容易である。
【００３０】
図４ないし図９は第２設備２０の適用例としての基板ねじ締め装置を示す。テーブル２１の左右中間部には、左右一対の加工台２２と、加工台２２よりも手前側（作業者から見て手前側を指す）に位置する左右一対の排出台２３と、これら左右一対の加工台２２および排出台２３間に位置する搬送シリンダ２５とが配置されている。
【００３１】
搬送シリンダ２５の先端部には搬送テーブル２６が連結されており、また搬送シリンダ２５の下面には昇降シリンダ２７が連結されている。他方、テーブル２１の左側部には、左右方向へ移動自在なロボット２８が設置されており、このロボット２８には昇降シリンダ２９を介して自動ねじ締めユニット３０が取付けられている。
【００３２】
さらに、自動ねじ締めユニット３０の手前側には自動ねじ供給機３１が配置されている。一方、テーブル２１の右側端部には、基板３２を供給する基板供給コンベア３３が設置されている。なお、テーブル２１のそれぞれの脚２１ａには移動用のキャスタ３４と固定用のアジャスタ３５とが取付けられている。
【００３３】
基板ねじ締めは次のようにして行う。第１工程での部品組立完了後、作業者Ａが、部品組立装置のパレット６からアッパーケース７１を加工台２２上に移載した後、基板供給コンベヤ３３から供給された基板３２をアッパーケース７１の指定位置に実装する。
【００３４】
次いで、作業スタートボタン３５を押すと、ロボット２８が事前にプログラムで指示された位置へ移動し、ロボット２８に取付けられた自動ねじ締めユニット２９が自動ねじ供給機３１から供給される基板固定ねじ３６を吸着保持してアッパーケース７１の上方に移動する。
【００３５】
すると、ロボット２８に取付けられた昇降シリンダ２９が作動し、自動ねじ締めユニット３０をアッパーケース７１に実装された基板３２の指定位置で昇降させることにより押付け動作を行わせる。
【００３６】
この押付け動作により基板３２の指定位置においてねじ締めが行われ、基板３２がアッパーケース７１に締結される。なお、昇降シリンダ２９はレギュレーターで制御されているので、自動ねじ締めユニット３０の押付け動作は一定の推力で行われる。
【００３７】
基板３２のねじ締め作業が完了すると、図６および図７に示すように、昇降シリンダ２７が上昇するため、これと共に搬送シリンダ２５と搬送テーブル２６も上昇し、アッパーケース７１が加工台２２から上方へ離間する。昇降シリンダ２７が上死点に到達すると、搬送シリンダ２５が収縮し、搬送テーブル２６が手前方向に移動を開始する。
【００３８】
搬送テーブル２６が手前方向終端に達すると、図８に示すように、昇降シリンダ２７が下降し、アッパーケース７１が左右一対の排出台２３上に載置されると共に、搬送シリンダ２５が伸長して搬送テーブル２６が元の位置に戻るようにシーケンサにより制御されている。なお、各シリンダにはセンサが取付けられていて、それぞれのシリンダの動作状態を監視している。
【００３９】
図１０は第３設備４０の適用例としての電話機底面組立装置を示す。この装置のテーブル４０ａの前半部中央には、左右一対の加工台４１と排出台４２とが設置されている。これら両台４１、４２は基板ねじ締め装置における加工台および排出台と同一の構成であるから説明を省略する。
【００４０】
加工台４１および排出台４２の左側には、自動ねじ供給機４３と自動ラベル供給機４４とがそれぞれ設置されている。また加工台４１および排出台４２の右側には、ゴム足群４５載置用のゴム足供給台４５ａが設置されている。
【００４１】
一方、テーブル４０ａの後半部には、ロボット４６が左右方向に移動可能に設置されており、このロボット４６には、左から順に銘板ラベル貼付けユニット４７、自動ねじ締めユニット４８およびゴム足貼付けユニット４９がそれぞれ取付けられている。
【００４２】
電話機の底面を組立てるには、基板ねじ締め装置２０の排出台２３に排出されたアッパーケース７１を電話機底面組立装置の加工台４１に載せた後、ロアケース供給台４１ａ（図１参照）から取り出したロアケース７２をアッパーケース７１にセットする。セット完了後にプログラムスタートボタン５１を押すと、ロボット４６が動作を開始する。
【００４３】
すると、まず自動ねじ締めユニット４８が自動ねじ供給機４３から供給されるねじを吸着保持してプログラムされた指定位置へ移動し、ロアケース７２のねじ締付け作業を行う。
【００４４】
ねじ締付け作業が完了すると、プログラムで指定された位置へロボット４６が移動し、ゴム足貼付けユニット４９がゴム足供給台４５ａ上にセットされたゴム足４５を保持し、ロアケース７２の指定された位置へ移動して貼付けを行う。
【００４５】
ロアケース７２へのゴム足の貼付けが完了すると、プログラムで指定された位置へロボット４６が移動し、銘板ラベル貼付けユニット４７が自動ラベル供給ユニット４４から供給された銘板ラベルを吸着保持して、ロアケース７２の指定位置へ移動し、ロアケース７２に銘板ラベルの貼付けを行う。なお、テーブル４０ａのそれぞれの脚５５には移動用のキャスタ５６と固定用のアジャスタ５７とが取付けられている。
【００４６】
第４設備６０の適用例として検査作業台６０がある。電話機底面組立装置の排出台に排出された完了品を、作業者Ａが検査作業台６０に移載して検査を行い、良品である場合には完成品収容箱６１に収容する。なお、検査作業台６０のそれぞれの脚には、図示しない移動用のキャスタと固定用のアジャスタとが取付けられている。
【００４７】
上記の作業を行なう作業者の数は１人に限られることなく、複数人でもよく、例えば、第１および第２工程を１人の作業者が、他の工程を他の作業者が、それぞれ行なうことも可能である。
【００４８】
次に、上記装置を利用した電話機の製造方法について説明する。なお、図１に示す括弧付きの番号は以下のステップ番号に対応する。
【００４９】
（１）　まず、作業者Ａは、第１工程である部品組立装置１でアッパーケース７１に部品を順次組み込む作業を行う。
【００５０】
作業者Ａは、部品組立装置１で組立てられたアッパーケース完了品を、第２工程である基板ねじ締め装置２０の加工台２２に移載する。ここでアッパーケー７１に基板３２を実装した後、作業スタートボタン３５を押す。
【００５１】
作業者Ａは、作業スタートボタン３５を押した後、すぐに部品組立装置１へ戻る。
【００５２】
部品組立装置１でアッパーケース７１への部品組込み作業を行う。
【００５３】
作業者Ａは、ステップ（４）における部品組立装置１で組立てられたアッパーケース完了品を基板ねじ締め装置の加工台２２に移載する。この加工台でアッパーケースに基板３２を実装した後、作業スタートボタンを押す。一方、（４）の作業中に、基板ねじ締め装置の排出台２３に基板ねじ締め完了品が排出される。
【００５４】
（６）　作業者Ａは、基板ねじ締め装置の排出台２３に排出された基板ねじ締め完了品を第２工程である電話機底面組立装置４０の加工台４１に移載し、アッパーケース７１にロアケース７２をセットした後、プログラムスタートボタン５１を押す。
【００５５】
作業者Ａは電話機底面組立装置４０の作業完了を待たずに部品組立装置１に移動する。
【００５６】
部品組立装置１でアッパーケース７１への部品組込み作業を行う。
【００５７】
作業者Ａは部品組立装置１で組込みが完了したアッパーケース７１を基板ねじ締め装置の加工台２２へセットした後、作業スタートボタン３５を押す。一方、（８）の作業の間に、基板ねじ締め装置２０と電話機底面組立装置４０とのそれぞれの排出台には作業完了品が排出されている。
【００５８】
（１０）　作業者Ａは基板ねじ締め装置の作業完了を待つことなく、この装置の排出台に排出されているアッパーケースを電話機底面組立装置４０の加工台へセットした後、プログラムスタートボタンを押す。
【００５９】
（１１）　作業者Ａは電話機底面組立装置４０の作業完了を待つことなく、この装置の排出台に排出されている完成品を検査作業台６０へ移載して１台目の検査作業を行う。良品である場合には、完成品を完成品収容箱６１へ収容し１台目が完成となる。
【００６０】
（１２）　検査作業が終了した後、部品組立装置に移動する。
【００６１】
ステップ（１２）以降は、基板ねじ締め装置１および電話機底面組立装置４０のそれぞれの排出台には、常に作業完了品が排出されている状態になっている。
【００６２】
したがって、ステップ（１２）以降は、ステップ（３）、（７）は不必要であり、部品組立装置１で部品の組込みが完了したならば、完了品を基板ねじ締め装置２０の加工台へセットした後、基板ねじ締め装置の排出台に排出された完成品を電話機底面組立装置４０の加工台へセットし、電話機底面組立装置４０の排出台に排出された完了品を検査台に移載して、ここで検査を行い、良品を完成品収容箱６１に収容する作業の繰り返しが行なわれる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は、第１工程に使用される第１設備から最終工程に使用される最終設備までの複数の設備を所定の間隔をおいて配置し、かつ第１設備と最終設備とを近接させると共に、これら設備で囲まれる領域を作業領域とする。
【００６４】
従って、本発明は、第１設備と最終設備とが近接しているため、１人の作業者でも第１工程から最終工程までを行なうことができ、よって製造コストの低減化を図ることができる。
【００６５】
また、本発明は、前記第１設備で得られた製品を第２設備に移載し、前記第２設備で得られた製品を第３設備に移載し、以後このような作業を繰り返し、前記最終設備で得られた製品を完成品収容領域に収容した後、前記第１設備に移動する。
【００６６】
従って、本発明は、作業者が隣接する設備で連続して作業をすることができるため、また、第１設備と最終設備とが近接しているため、１人の作業者でも第１工程から最終工程までの作業をすることができ、よって製造コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセルライン生産方式に使用する装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】同じく、部品組立装置の斜視図である。
【図３】同じく、部品組立装置の平面図である。
【図４】同じく、基板ねじ締め装置の斜視図である。
【図５】（ａ）同じく、基板ねじ締め装置の排出装置の昇降シリンダ下降状態を示す平面図である。
（ｂ）同じく、図５（ａ）の正面図である。
【図６】（ａ）同じく、昇降シリンダの上昇状態を示す平面図である。
（ｂ）同じく、図６（ａ）の正面図である。
【図７】（ａ）同じく、搬送シリンダの収縮状態を示す平面図である。
（ｂ）同じく、図７（ａ）の正面図である。
【図８】（ａ）同じく、図７（ａ）における昇降シリンダ下降状態を示す斜視図である。
（ｂ）同じく、図８（ａ）の正面図である。
【図９】（ａ）　同じく、搬送シリンダの伸長状態を示す平面図である。
（ｂ）　同じく、図９（ａ）の正面図である。
【図１０】同じく、底面組立装置の斜視図である。
【図１１】（ａ）同じく、電話機の斜視図である。
（ｂ）同じく、電話機の平面図である。
（ｃ）同じく、電話機の下面図である。
【図１２】従来例の装置配列図である。
【符号の説明】
１　　部品組立装置
２０　基板ねじ締め装置
２２、４１　加工台
２３、４２　排出台
４０　底面組立装置
６０　検査作業台

Claims

第１工程に使用される第１設備から最終工程に使用される最終設備までの複数の設備を所定の間隔をおいて配置し、かつ第１設備と最終設備とを近接させると共に、これら設備で囲まれる領域を作業領域とすることを特徴とするセルライン生産方式。
前記全設備をＵ字状に配列したことを特徴とする請求項１記載のセルライン生産方式。
前記各設備は、移動可能な電源付き可動設備から構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のセルライン生産方式。
前記第１設備は上部ケースに部品を組込む部品組立装置、前記第２設備は部品が組込まれた上部ケースに基板を組付けて該基板をねじで締結する自動ねじ締め装置、前記第３設備は前記上部ケースに下部ケースを組付て、これらをねじで締結する底面自動組立装置、前記最終設備は完成品の検査を行なう検査作業台からそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のセルライン生産方式。
前記第１設備で得られた製品を第２設備に移載し、前記第２設備で得られた製品を第３設備に移載し、以後このような作業を繰り返し、前記最終設備で得られた製品を完成品収容領域に収容した後、前記第１設備に移動することを特徴とするセルライン生産方法。