JP2005301986A - セル作業台制御システム、セル作業台制御プログラムおよびセル作業台 - Google Patents

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Abstract

【課題】 セル作業台に備えられる部品箱の数の変更を含むレイアウトパターンの変更に迅速に対応することができるセル作業台制御システムおよびセル作業台制御プログラムを提供する。
【解決手段】 セル作業台制御装置2は、レイアウト記憶手段2121において、セル作業台1のレイアウトパターンを複数記憶する。そして、セル作業台1のレイアウトパターンの変更が生じた場合、選択手段2111により、レイアウト記憶手段2121から読み出した複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンが選択される。
【選択図】 図4

Description

本発明は、セル作業台において製品を作製する際に支援を行い得るセル作業台制御システム、セル作業台制御プログラムおよびセル作業台に関する。
製品の製造ラインの一部等において手作業で製品(製品製造途中の中間部品を含む)を作製する工程を含む場合に、当該手作業による工程の効率化を図るために、バーコード化された製品作製書をバーコードリーダで読み取ることにより、複数の部品箱を有したセル作業台において、順番に組み付ける部品の入った部品箱が表示されるセル作業台制御システムが公知となっている(例えば、特許文献1,2参照)。このようなセル作業台制御システムにおいては、部品箱とその部品箱に入れておく部品の種類とを1対1に対応させて(部品の種類ごとに部品箱を割り当てて)おり、これを制御装置において制御している。
特開2001−242928号公報 特開2004− 30605号公報
しかし、このようなセル作業台制御システムにおいては、以下のような問題があった。すなわち、セル作業台の部品箱はその数、大きさ、配置等のレイアウトパターンが予め決まっており、特に、部品箱の数(すなわち部品の種類)を増やす必要があるときに、これを許容するセル作業台に変更する場合、制御する制御装置においても変更されたレイアウトパターンに合致するように、いちいち制御プログラムを書き換える必要があった。特に、最近では少量多品種な生産が求められており、作製すべき製品が頻繁に変わる場合も多く、同じレイアウトパターンを有するセル作業台1台だけでは少量多品種な生産の要請に応えることができない場合も生じてきた。
また、他の問題として、作業者は、部品箱から部品を取り出した後、作業台において実際に部品を組み付けるのであるが、この際に部品の組み付け誤りを生じてしまうという問題があった。従来からこのような組み付け誤りを是正すべく、モニタを設置し、画像によって作業者に部品組み付け位置を指示するモニタティーチングも行われている。しかし、作業者は、定期的に同じ作業が続くとモニタを見ないで組み付け作業を行うようになり、そのために再び組み付け誤りを起こしてしまっていた。
かかる従来技術の問題点を解決するべく、本発明は、セル作業台に備えられる部品箱の数の変更を含むレイアウトパターンの変更に迅速に対応することができるセル作業台制御システムおよびセル作業台制御プログラムを提供することを第1の課題とする。
また、本発明は、作業者の部品組み付け誤りを効果的に防止することができるセル作業台制御システムおよびセル作業台を提供することを第2の課題とする。
本発明に係るセル作業台制御システムは、第1の課題を解決するために、報知装置が設けられた複数の部品箱が所定のレイアウトパターンに基いて配置され、所定の製品を作製するための部品の取得順序に基いて該当する部品が割り当てられた部品箱に設けられた前記報知装置により報知させるセル作業台と、前記セル作業台と通信可能に接続され、前記セル作業台に前記報知装置の報知順を送信可能なセル作業台制御装置とを具備するセル作業台制御システムであって、前記セル作業台制御装置は、前記セル作業台の前記レイアウトパターンを複数記憶するレイアウト記憶手段と、前記レイアウト記憶手段に記憶された複数のレイアウトパターンを読み出し、当該複数のレイアウトパターンのうちいずれかのレイアウトパターンを選択する選択手段と、前記選択手段において選択されたレイアウトパターンに、前記部品箱ごとに割り当てられる部品の種類を入力する部品入力手段と、前記部品入力手段から入力された前記部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、所定の製品を作製するための前記部品の取得順序を入力する順序入力手段と、前記順序入力手段から入力された部品の取得順序を記憶する順序記憶手段と、前記順序記憶手段に記憶された部品の取得順序と前記組み合わせ記憶手段に記憶された部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを読み出し、前記部品の取得順序に沿って、当該部品の部品箱に備えられた報知装置の報知順を規定した報知制御信号を作成する信号作成手段と、前記信号作成手段において作成された報知制御信号を前記セル作業台へ送信する信号伝送手段とを有するものである。
上記構成のセル作業台制御システムによれば、セル作業台に複数の部品箱が所定のレイアウトパターンに基いて配置されており、部品箱のそれぞれに報知ランプ、液晶表示装置等の報知装置が設けられている。そして、セル作業台制御装置から送られてくる部品の取得順序に基いて、該当する部品が入った部品箱に設けられた報知装置により順次報知(点灯等)することにより、作業者に、所定の製品(中間部品も含まれる)を作製する際の部品の組み付け順を示唆する。
ここで、セル作業台制御装置は、レイアウト記憶手段において、セル作業台のレイアウトパターンを複数記憶する。そして、セル作業台のレイアウトパターンの変更が生じた場合、選択手段により、レイアウト記憶手段から読み出した複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンが選択される。
セル作業台のレイアウトパターンの選択後、部品入力手段により、選択されたレイアウトパターンの部品箱のそれぞれに、収容される部品の種類が割り当てられる。この部品箱と部品の種類との組み合わせは、組み合わせ記憶手段に記憶される。
そして、作製する所定の製品における部品の取得順序(組み付け順序)が順序入力手段において入力されると、これを順序記憶手段に記憶するとともに、信号作成手段により、当該部品の取得順序に基いて、セル作業台における報知装置の報知順を規定する報知制御信号が作成される。作成された報知制御信号は、信号伝送手段により、セル作業台へ送信され、セル作業台において報知装置を部品の取得順序に基いて報知(点灯等)させる。
以上のように、セル作業台のレイアウトパターンの変更が生じた場合、複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンを選択することができるため、制御プログラムをいちいち書き換えることなく、迅速に対応することができる。したがって、少量多品種な生産の要請に迅速に応えることができる。
好ましくは、新規な前記レイアウトパターンを登録するレイアウト入力手段をさらに具備し、前記レイアウト記憶手段は、前記レイアウト入力手段で入力されたレイアウトパターンをさらに記憶するように構成される。
この場合、新規なレイアウトパターンのセル作業台を導入する際に、レイアウト入力手段により、当該新規なレイアウトパターンが入力される。したがって、新たなレイアウトパターンを有するセル作業台を導入する際にも制御プログラムを変更することなく、迅速に対応することができる。
好ましくは、前記セル作業台は、作製作業を行う天板と、パイプフレームからなる枠体と、前記パイプフレームに複数取り付け可能な部品箱と、前記部品箱ごとに取り付けられる前記報知装置と、バーコード化された作製すべき製品の情報を読み込むバーコードリーダと、前記バーコードリーダに接続され、前記バーコードリーダから読み込まれた前記製品の情報を前記セル作業台制御装置の信号伝送手段へ送信するとともに、前記報知装置に接続され、前記セル作業台制御装置の信号伝送手段から送信される報知制御信号を受信する信号送受信ユニットとを具備するように構成される。
この場合、パイプフレームからなる枠体に、作業を行うための天板と、複数の部品箱が取り付けられる。そして、部品箱ごとに報知ランプ等の報知装置が取り付けられる。また、信号送受信ユニットは、セル作業台制御装置の信号伝送手段と通信可能に接続されるとともに、バーコードリーダおよび報知装置とも接続される。そして、セル作業台制御装置の信号伝送手段から送信される報知制御信号を受信し、報知制御信号に基いて報知装置により順次報知(点灯等)させる。また、バーコードリーダを用いてバーコード化された作製すべき製品の情報を読み取ると、信号送受信ユニットは、セル作業台制御装置の信号伝送手段に当該製品の情報を送信する。
このように、枠体がパイプフレームにより構成されるため、部品箱のレイアウトパターンの変更に対する自由度を高めることができる。また、バーコードリーダで製品の情報を読み取り、製品の情報をセル作業台制御装置に送信することにより、セル作業台において必要な報知制御信号をセル作業台制御装置に迅速かつ的確に送信することができる。
さらに、好ましくは、前記信号伝送手段および前記信号送受信ユニットは、相互に無線通信可能であるように構成される。
この場合、セル作業台の信号送受信ユニットとセル作業台制御装置の信号伝送手段との間で、無線通信により、各種信号の送受信を行う。これにより、セル作業台とセル作業台制御装置とは、離れた場所にそれぞれ設置することができるため、作製現場(セル作業台)と制御管理の場(セル作業台制御装置)とが離れていても配線工事等の必要なく容易に導入することができる。また、1つのセル作業台制御装置において複数のセル作業台を制御管理する場合に、配線が複雑にならないため、特に有効である。
また、好ましくは、前記セル作業台は、前記部品箱から前記部品の取り出しを前記部品箱ごとに検出する第1のセンサと、前記第1のセンサが前記報知装置が報知している部品箱と異なる部品箱から前記部品の取り出しを検出したときに作業誤りを報知する誤り報知ブザーとをさらに具備し、前記信号送受信ユニットは、前記第1のセンサに接続され、前記第1のセンサが前記作業誤りを検出したときに、前記セル作業台制御装置の信号伝送手段に作業誤り信号を送信するように構成される。
この場合、第1のセンサにより、複数の部品箱のそれぞれにおいて部品箱内の部品が取り出されたか否かが検出される。報知装置が報知していない部品箱において部品が取り出されたことを第1のセンサが検出すると、誤り報知ブザーにより、警報音を鳴らして作業者に誤りを知らせるとともに、信号送受信ユニットにより、作業誤り信号がセル作業台制御装置の信号伝送手段に送信される。これにより、所定の製品を正しい組み付け順序で作製しているかどうかを作業者本人が確認できるとともに、セル作業台制御装置においても一括管理することができる。
さらに、好ましくは、前記セル作業台制御装置は、前記作業誤り信号を含む前記セル作業台の前記第1のセンサの検出状況に基いた作業状況信号を前記信号伝送手段において受信し、当該受信した作業状況信号に基いて作業の進行状況を作業ログデータとして記憶する作業ログ記憶手段を具備するように構成される。
この場合、作業誤りを含むセル作業台の部品箱に設けられた第1のセンサの検出状況がセル作業台の信号送受信ユニットからセル作業台制御装置の信号伝送手段に作業状況信号として送信され、作業状況信号を受信したセル作業台制御装置は、作業ログ記憶手段に作業の進行状況を作業ログデータとして記憶させる。
これにより、セル作業台制御装置において、セル作業台における作業の進行状況を累積的に管理することができ、作業者の適性、製品作製順序の再検討等の材料とすることができ、よりよい生産管理を行うことができる。
好ましくは、第2の課題を解決するために、前記セル作業台は、前記天板上に部品組み付け治具を設置可能に構成され、前記第1のセンサが適正な部品の取り出しを検出した際に当該第1のセンサが検出した部品に対応する前記部品組み付け治具の部品組み付け位置を指示するレーザポインタと、部品組み付け位置に対応して配置され、適正な部品組み付け位置に部品が組み付けられたかどうかを検出する第2のセンサとを具備するように構成される。
この場合、天板上に部品組み付け治具が設置され、レーザポインタが部品組み付け治具の部品組み付け位置にレーザ光を照射すべく調整される。第1のセンサが適正な部品の取り出しを検出すると、レーザポインタは、取り出した部品を組み付ける位置を指示すべく対応する部品組み付け治具上の部品組み付け位置にレーザ光を照射する。作業者は、レーザポインタにより指示された部品組み付け位置に部品を組み付ける。第2のセンサは、部品の組み付け位置に対応して配置されており、作業者の部品組み付け作業が適正かどうかを検出する。
このように、レーザポインタにより実際の部品組み付け位置に作業者を視覚的に誘導するとともに、第2のセンサにより作業者の部品組み付け作業が適正かどうかの判断も行うことができるため、作業者の部品組み付け誤りを効果的に防止することができる。
また、本発明に係るセル作業台制御プログラムは、報知装置が設けられた複数の部品箱が所定のレイアウトパターンに基いて配置され、所定の製品を作製するための部品の取得順序に基いて該当する部品が割り当てられた部品箱に設けられた前記報知装置により報知させるセル作業台と、前記セル作業台と通信可能に接続され、前記セル作業台に前記報知装置の報知順を送信可能なセル作業台制御装置とを具備するセル作業台制御システムに用いるセル作業台制御プログラムであって、コンピュータを、前記セル作業台の前記レイアウトパターンを複数記憶するレイアウト記憶手段、前記レイアウト記憶手段に記憶された複数のレイアウトパターンを読み出し、当該複数のレイアウトパターンのうちいずれかのレイアウトパターンを選択する選択手段、前記選択手段において選択されたレイアウトパターンに、前記部品箱ごとに割り当てられる部品の種類を入力する部品入力手段、前記部品入力手段から入力された前記部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段、所定の製品を作製するための前記部品の取得順序を入力する順序入力手段、前記順序入力手段から入力された部品の取得順序を記憶する順序記憶手段、前記順序記憶手段に記憶された部品の取得順序と前記組み合わせ記憶手段に記憶された部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを読み出し、前記部品の取得順序に沿って、当該部品の部品箱に備えられた報知装置の報知順を規定した報知制御信号を作成する信号作成手段、および前記信号作成手段において作成された報知制御信号を前記セル作業台へ送信する信号伝送手段として機能させるものである。
また、第2の課題を解決するために、本発明に係るセル作業台は、部品組み付け治具を設置可能に構成され、作製作業を行う天板と、パイプフレームからなる枠体と、前記パイプフレームに複数取り付け可能な部品箱と、バーコード化された作製すべき所定の製品の情報を読み込むバーコードリーダと、前記バーコードリーダに接続され、前記バーコードリーダから読み込まれた前記製品の情報を出力するとともに、前記報知装置に接続され、前記所定の製品を作製するための部品の取得順序についての情報を受信する信号送受信ユニットと、前記部品箱ごとに取り付けられ、前記受信した部品の取得順序についての情報に基づいて該当する部品が割り当てられた部品箱を報知する報知装置と、前記部品箱からの部品の取り出しを前記部品箱ごとに検出する第1のセンサと、前記第1のセンサが前記報知装置が報知している部品箱と異なる部品箱から前記部品の取り出しを検出したときに作業誤りを報知する誤り報知ブザーと、前記第1のセンサが適正な部品の取り出しを検出した際に当該第1のセンサが検出した部品に対応する前記部品組み付け治具の部品組み付け位置を指示するレーザポインタと、適正な部品組み付け位置に部品が組み付けられたかどうかを検出する第2のセンサとを具備するものである。
本発明に係るセル作業台制御システムおよびセル作業台制御プログラムによれば、セル作業台のレイアウトパターンの変更が生じた場合、複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンを選択することができるため、制御プログラムをいちいち書き換えることなく、迅速に対応することができる。したがって、少量多品種な生産の要請に迅速に応えることができる。
また、本発明に係るセル作業台制御システムおよびセル作業台によれば、レーザポインタにより実際の部品組み付け位置に作業者を視覚的に誘導するとともに、第2のセンサにより作業者の部品組み付け作業が適正かどうかの判断も行うことができるため、作業者の部品組み付け誤りを効果的に防止することができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。まず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るセル作業台制御システムを示す概略図であり、図2は図1のセル作業台制御システムにおけるセル作業台制御装置のシステム構成図である。
本実施形態に係るセル作業台制御システムは、図1に示すように、報知装置として報知ランプ14が設けられた複数の部品箱13が所定のレイアウトパターンに基いて配置され、所定の製品を作製するための部品の取得順序に基いて、該当する部品が割り当てられた部品箱13の前記報知ランプ14を点灯させるセル作業台1と、前記セル作業台1と通信可能に接続され、前記セル作業台1に前記報知ランプ14の点灯順を送信可能なセル作業台制御装置2とを具備するセル作業台制御システムである。そして、図2に示すように、前記セル作業台制御装置2は、前記セル作業台1の前記レイアウトパターンを複数記憶するレイアウト記憶手段2121と、前記レイアウト記憶手段2121に記憶された複数のレイアウトパターンを読み出し、当該複数のレイアウトパターンのうちいずれかのレイアウトパターンを選択する選択手段2111と、前記選択手段2111において選択されたレイアウトパターンに、前記部品箱13ごとに割り当てられる部品の種類を入力する部品入力手段2112と、前記部品入力手段2112から入力された前記部品箱13と当該部品箱13に割り当てられる部品の種類との組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段2122と、所定の製品を作製するための前記部品の取得順序を入力する順序入力手段2113と、前記順序入力手段2113から入力された部品の取得順序を記憶する順序記憶手段2123と、前記順序記憶手段2123に記憶された部品の取得順序と前記組み合わせ記憶手段2122に記憶された部品箱13と当該部品箱13に割り当てられる部品の種類との組み合わせを読み出し、前記部品の取得順序に沿って、当該部品の部品箱に備えられた報知ランプ14の点灯順を規定した報知制御信号を作成する信号作成手段213と、前記信号作成手段213において作成された報知制御信号を前記セル作業台1へ送信する信号伝送手段22とを有するものである。
なお、前記セル作業台1は、作製作業を行う天板12と、パイプフレームからなる枠体11と、前記パイプフレームに複数取り付け可能な部品箱13と、前記部品箱13ごとに取り付けられる報知ランプ14と、バーコード化された作製すべき製品の情報を読み込むバーコードリーダ15と、前記バーコードリーダ15に接続され、前記バーコードリーダ15から読み込まれた前記製品の情報を前記セル作業台制御装置2の信号伝送手段22へ送信するとともに、前記報知ランプ14に接続され、前記セル作業台制御装置2の信号伝送手段22から送信される報知制御信号を受信する信号送受信ユニット16とを具備するように構成される。
図1に示すように、パイプフレームからなる枠体11に、作業を行うための天板12と、複数の部品箱13が取り付けられる。そして、部品箱13ごとに報知ランプ14が取り付けられる。報知ランプ14は、LED等適宜採用可能である。また、報知ランプ14は、部品箱13に直接取り付けられることとしてもよいし、枠体11の所定箇所に取り付けることとしてもよい。また、信号送受信ユニット16は、セル作業台制御装置2の信号伝送手段22と通信可能に接続されるとともに、バーコードリーダ15および報知ランプ14とも接続される。信号送受信ユニット16は、例えば、通信・IO制御装置が用いられる。そして、セル作業台制御装置2の信号伝送手段22から送信される報知制御信号を受信し、報知制御信号に基いて報知ランプ14を順次点灯させる。また、バーコードリーダ15を用いて製品の仕様書等に貼付されたバーコードを読み取ることにより、作製すべき製品の情報を読み取ると、信号送受信ユニット16は、セル作業台制御装置2の信号伝送手段22に当該製品の情報を送信する。
このように、枠体11がパイプフレームにより構成されるため、後述するセル作業台1における部品箱13のレイアウトパターンの変更に対する自由度を高めることができる。また、バーコードリーダ15で製品の情報を読み取り、製品の情報をセル作業台制御装置2に送信することにより、セル作業台1において必要な報知制御信号をセル作業台制御装置2に迅速かつ的確に送信することができる。
なお、本実施形態のセル作業台1においては、図1に示すように、部品箱13の開口部が手前側(作業者側)に向くように傾けられて取り付けられているが、これに限定されず、傾斜していなくてもよいし、部品箱13の形状も問わない。また、部品箱13として吊り下げフック等で部品を吊り下げる構成としてもよい。また、後述する通り、セル作業台1に取り付けられる部品箱13の数は、図1に限られず、作製する製品や作業場のスペース等を考慮して種々適用可能である。また、後述するレイアウトパターンの変更に応じてセル作業台1を組み替えることとしてもよいし、別のレイアウトパターンを有するセル作業台1と取り替えることとしてもよい。また、報知装置は、報知ランプ14の代わりに、液晶表示装置等、作業者に認知可能な報知手段を適用することもできる。
また、本実施形態においては、製品の情報をバーコード化し、バーコードリーダ15を用いる構成としたが、製品の情報をバーコードの代わりにICチップやICタグに登録し、このようなICチップやICタグに登録された情報を読み取り可能なICチップリーダやICタグリーダを適用することとしてもよい。
また、前記セル作業台1は、前記部品箱13から前記部品の取り出しを前記部品箱13ごとに検出する第1のセンサとしてのセンサ17と、前記センサ17が前記報知ランプ14が点灯している部品箱13と異なる部品箱13から前記部品の取り出しを検出したときに作業誤りを報知する誤り報知ブザー18とをさらに具備し、前記信号送受信ユニット16は、前記センサ17に接続され、前記センサ17が前記作業誤りを検出したときに、前記セル作業台制御装置2の信号伝送手段22に作業誤り信号を送信するように構成される。
この場合、センサ17により、複数の部品箱13のそれぞれにおいて部品箱13内の部品が取り出されたか否かが検出される。報知ランプ14が点灯していない部品箱13において部品が取り出されたことをセンサ17が検出すると、誤り報知ブザー18により、警報音を鳴らして作業者に誤りを知らせるとともに、信号送受信ユニット16により、作業誤り信号がセル作業台制御装置2の信号伝送手段22に送信される。これにより、所定の製品を正しい組み付け順序で作製しているかどうかを作業者本人が確認できるとともに、セル作業台制御装置2においても一括管理することができる。
なお、センサ17は、部品箱13に直接取り付けられることとしてもよいし、枠体11の所定箇所に取り付けることとしてもよい。また、センサ17は、部品が取り出されたことを部品箱13の重量変化で検出する重量センサや、部品が取り出されたことを部品が光を遮ることで検出する光電センサ等、種々のセンサを採用可能である。これらセンサ17は、取り出し(作業誤り)検出までの保護時間および取り出し検出後の同一箇所における次検出までの保護時間をそれぞれ設定可能に構成されることが好ましい。これにより、作業者が取り出し中に誤りに気付いた場合等にまで作業誤りとして検出する煩雑さや誤動作を防止し、作業者がより円滑に作製作業を行うことができる。
また、バーコードリーダ15および信号送受信ユニット16を除くセル作業台本体(すなわち、枠体11、天板12、部品箱13、報知ランプ14、センサ17および場合によっては誤り報知ブザー18からなる)を複数用い、1つのバーコードリーダ15および1つの信号送受信ユニット16を複数のセル作業台本体に接続して構成することとしてもよい。
さらに、本実施形態の前記セル作業台制御装置2は、前記作業誤り信号を含む前記セル作業台1の前記センサ17の検出状況に基いた作業状況信号を前記信号伝送手段22において受信し、当該受信した作業状況信号に基いて作業の進行状況を作業ログデータとして記憶する作業ログ記憶手段2124を具備するように構成される。
また、本実施形態においては、新規な前記レイアウトパターンを登録するレイアウト入力手段2114をさらに具備し、前記レイアウト記憶手段2121は、前記レイアウト入力手段2114で入力されたレイアウトパターンをさらに記憶するように構成される。
なお、本実施形態においては、セル作業台制御装置2としてパーソナルコンピュータ21を用いる。そして、選択手段2111、部品入力手段2112、順序入力手段2113およびレイアウト入力手段2114としてキーボード211aおよびマウス211b等の入力デバイス211を用い、レイアウト記憶手段2121、組み合わせ記憶手段2122、順序記憶装置2123および作業ログ記憶手段2124としてハードディスクやRAM等の記憶手段212を用い、信号作成手段213としてCPUを用い、それぞれが信号バス214に接続された状態で機能する。また、本実施形態においては、信号伝送手段22として無線LANアクセスポイントをパーソナルコンピュータに接続して用いている。
したがって、前記信号伝送手段22および前記信号送受信ユニット16は、相互に無線通信可能であるように構成される。この場合、セル作業台1の信号送受信ユニット16とセル作業台制御装置2の信号伝送手段22との間で、無線通信により、各種信号の送受信を行う。これにより、セル作業台1とセル作業台制御装置2とは、離れた場所にそれぞれ設置することができるため、作製現場(セル作業台1)と制御管理の場(セル作業台制御装置2)とが離れていても配線工事等の必要なく容易に導入することができる。また、本実施形態のセル作業台制御システムにおいては、1つのセル作業台制御装置2において複数のセル作業台1を制御管理することもできるが、その場合、無線通信であれば配線が複雑にならないため、特に有効である。
続いて、本実施形態のセル作業台制御システムの制御の流れについてより詳しく説明する。図3は図1のセル作業台制御システムにおけるフローチャートである。
まず、セル作業台1において、作業者は、今から作製すべき所定の製品(または、製品製造途中の中間部品)の作製指示書(仕様書)に基いてバーコード化された該当製品の製品情報をバーコードリーダ15で読み取る(ステップS1)。製品情報の中には、製品作製に必要な部品の種類、数、組み立て順序等が含まれる。バーコードリーダ15で読み取られた製品情報は、上述したように、信号送受信ユニット16より無線通信され、セル作業台制御装置2の信号伝送手段22に送信される。セル作業台制御装置2は、信号伝送手段22により、当該製品情報を受信する(ステップS2)。
セル作業台制御装置2のパーソナルコンピュータ21内で製品変更処理を行う(ステップS3)。図4は図3の製品変更処理についてのフローチャートである。
作製すべき製品を変更することにより、セル作業台1のレイアウトパターンの変更が必要な場合と不要な場合とが存在する(ステップS31)。
ここで、セル作業台1のレイアウトパターンとは、セル作業台1に取り付けられる複数の部品箱13の数(列数および/または段数)および大きさ(幅および/または高さ)等の組み合わせである。セル作業台制御装置2は、レイアウト記憶手段2121において、セル作業台1のレイアウトパターンを複数記憶する。図5はセル作業台のレイアウトパターンの例を示す図である。図5(a)〜図5(d)に示すように、種々のレイアウトパターンがレイアウト記憶手段2121に記憶される。
そして、セル作業台1のレイアウトパターンの変更が生じた場合(ステップS31でYes)、作業者は、選択手段2111(マウス211b等)を用いて、レイアウト記憶手段2121から読み出した複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンを選択する(ステップS34)。
なお、本実施形態においては、レイアウト記憶手段2121に選択すべき(製品変更に必要な)レイアウトパターンがない場合は、レイアウト入力手段2114により、新規なレイアウトパターンを入力可能に構成される。
新規なレイアウトパターンの追加が必要な場合(ステップS32でYes)、レイアウト入力手段2114を用いて、必要な新規レイアウトパターンを入力する。入力された新規レイアウトパターンは、レイアウト記憶手段2121に追加登録される(ステップS33)。これにより、ステップS34において、追加登録された新規レイアウトパターンも選択手段2111により選択可能となる。したがって、新たなレイアウトパターンを有するセル作業台1を導入する際にも制御プログラムを変更することなく、迅速に対応することができる。なお、新規なレイアウトパターンの入力に際しては、段数/列数および部品箱13のサイズをキーボード211aから数値入力することとしてもよいし、マウス211bによりパーソナルコンピュータ21の画面上に部品箱13および枠体11を描画・配置することにより、入力することとしてもよい。
レイアウトパターンを選択した後、ステップS2で受信した製品情報における必要な部品の種類数が、選択されたレイアウトパターンにおける部品箱13の数より少ないかどうかを比較する(ステップS35)。部品の種類数が部品箱13の数より多い場合(ステップS35でNo)は、選択されたレイアウトパターンでは作製に必要な部品のすべてを作業台1に載置することができないため、その旨のエラー表示を行い(ステップS40)、レイアウトパターンの再選択を促す。
セル作業台1のレイアウトパターンの選択後、部品入力手段2112を用い、選択されたレイアウトパターンの部品箱13のそれぞれに、収容される部品の種類を割り当てる(ステップS36)。この部品箱13と部品の種類との組み合わせは、組み合わせ記憶手段2122に記憶される。
部品箱13と部品との割り当てに際しては、セル作業台1のレイアウトパターンに沿って部品箱13に予めナンバリング(コンピュータ上では部品箱IDコードとして認識可能に構成される)しておき、その部品箱13に付された番号に対応する部品(同様に、部品IDコードとして認識可能に構成される)を入力する。例えば、図1のセル作業台1において、上段左から1番,2番,3番,4番、下段左から5番,6番,7番,8番とナンバリングし、1番から順に部品A,B,…,Hを割り当てる。そして、この組み合わせは、セル作業台1の信号送受信ユニット16を介して作業者に伝達される、または、別途、セル作業台1に部品を補充する者に伝達され、セル作業台1において、部品箱13と部品の種類との組み合わせに齟齬が生じないように管理される。
続いて、作製する所定の製品における部品の取得順序(組み付け順序)を順序入力手段2113を用いて入力する(ステップS37)。入力の際には、単に部品名または該当する部品箱13を入力することとしてもよいし、部品箱13が配置されたセル作業台1のイメージ画像をマウス211bでクリックして選択する等により入力することとしてもよい。入力された部品の取得順序は、順序記憶手段2123に記憶される。さらに、信号作成手段213により、当該部品の取得順序に基いて、セル作業台1における報知ランプ14の点灯順を規定する報知制御信号が作成される(ステップS38)。作成された報知制御信号は、信号伝送手段22により、セル作業台1へ送信される(ステップS39)。
なお、ステップS31においてレイアウトパターンの変更がない場合(ステップS31でNo)であって、部品と部品箱13との組み合わせを変更する必要がある場合(ステップS41でYes)は、ステップS35で当該組み合わせ変更を行った後、新たな部品の取得順序を入力し、部品と部品箱13との組み合わせを変更する必要がない場合(ステップS41でNo)は、新たな部品の取得順序のみを入力することにより、製品変更に伴う新たな報知制御信号を作成し、セル作業台1へ送信される(ステップS37〜S39)。このように、レイアウトパターンに変更のない場合(一製品におけるバリエーション等、仕様の小変更)においては、レイアウトパターンの変更処理(ステップS32〜S35)を省略することができるため、より迅速な製品の仕様変更に対応することができる。
ステップS3(図3)の製品変更処理により作成された報知制御信号がセル作業台1の信号送受信ユニット16に受信されると、信号送受信ユニット16は、受信した放置制御信号(すなわち、部品の取得順序)に基いて、対応する部品の入った部品箱13に対応する報知ランプ14を順次点灯させ、製品の作製作業が開始される(ステップS4)。例えば、上述した例(1〜8番がナンバリングされた部品箱13に割り当てられた部品A〜H)において、部品C→部品D→部品H→部品E→部品D→部品Fの順に部品を組み立てる(取得する)場合、まず、3番の部品箱13の報知ランプ14が点灯し、センサ17が部品Cの取り出しを確認した後、4番の部品箱13の報知ランプ14が点灯し、その後、同様に、8番→5番→4番→6番の部品箱13のそれぞれに対応する報知ランプ14が順次点灯して作業が進められる。なお、1つの製品の作製において、すべての部品箱13が使用される必要はなく、また異なる工程において重複する部品箱13から部品(同じ部品)を取り出すことも許容される。
以上のように、セル作業台1のレイアウトパターンの変更が生じた場合、複数のレイアウトパターンの中から対応するレイアウトパターンを選択することができるため、制御プログラムをいちいち書き換えることなく、迅速に対応することができる。したがって、少量多品種な生産の要請に迅速に応えることができる。
本実施形態においては、センサ17の検出結果に基いて、セル作業台1における部品取り出し作業ごとに、どの部品箱13から部品を取り出したかについて、作業状況信号がセル作業台1の信号送受信ユニット16からセル作業台制御装置2の信号伝送手段22へ逐次送信される(ステップS6)。この作業状況信号を受信したセル作業台制御装置2は、作業状況を時系列の作業ログとして作業ログ記憶手段2124に記憶させる(ステップS8)。
セル作業台1における作業中、作業者が取り出す部品を誤ったり、取り出す順序を誤ったりすると、センサ17が作業誤りを検出する(ステップS5でYes)。この際、セル作業台1の信号送受信ユニット16は、誤り報知ブザー18を鳴らして作業者に作業誤りを報知するとともに、作業誤りの生じた工程および作業誤りの生じた部品箱13等の情報を作業誤り信号としてセル作業台制御装置2の信号伝送手段22に送信する(ステップS7)。作業誤り信号を受信したセル作業台制御装置2は、この作業誤りに関する情報を作業ログとして作業ログ記憶手段2124に記憶させる(ステップS8)。なお、誤り報知ブザー18の代わりに、または、誤り報知ブザー18と併用して、報知ランプ14の点灯態様を変化させる(常時点灯→点滅)こととしてもよい。
このように、作業誤りを含むセル作業台1の部品箱13に設けられたセンサ17の検出状況がセル作業台1の信号送受信ユニット16からセル作業台制御装置2の信号伝送手段22に作業状況信号として送信(ステップS6またはステップS7)され、作業状況信号を受信したセル作業台制御装置2は、作業ログ記憶手段2124に作業の進行状況を作業ログデータとして逐次記憶させる(ステップS8)。
これにより、セル作業台制御装置2において、セル作業台1における作業の進行状況(部品の組み付け工程ごとの作業時間等)をログ記憶し、累積的に管理することができる。これにより、作業者ごとまたは製品ごとに、時間のかかる作業や誤りの多い作業または手順を知ることができ、作業者の適性、製品作製順序の再検討等の材料とすることができ、よりよい生産管理を行うことができる。また、部品箱13への部品の補充についても、セル作業台制御装置2において作業ログを管理することにより、より効率的に行うことができる。部品の補充においては、セル作業台制御装置2から部品を管理する部署(のコンピュータ)へ、無線通信(メール等)により行うことが好ましい。これにより、時間のロスがなく、漏れのない補充作業・管理を行うことができる。
なお、上記ステップS5〜S8は、作業者が所定の製品を所定量作製するまで繰り返される(ステップS9でNo)。所定の製品について所定量の作製の終了後(ステップS9でYes)、異なる製品を作製する際(ステップS10でYes)は、再びステップS1から作業が繰り返される。
続いて、本発明の第2実施形態に係るセル作業台制御システムについて説明する。図6は本発明の第2実施形態に係るセル作業台制御システムを示す概略正面図である。また、図7は図6のセル作業台制御システムの概略側面図である。第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。また、図6においては図1のセル作業台制御装置2については図示を省略し、図7においてはセル作業台制御装置2、バーコードリーダ15および信号送受信ユニット16について図示を省略している。
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、セル作業台1が、天板12上に部品組み付け治具120を設置可能に構成され、第1のセンサであるセンサ17が適正な部品の取り出しを検出した際にセンサ17が検出した部品に対応する前記部品組み付け治具120の部品組み付け位置Pを指示するレーザポインタ19と、適正な部品組み付け位置Pに部品が組み付けられたかどうかを検出する第2のセンサとしてのセンサ20とを具備することである。
なお、本実施形態のセル作業台1においては、センサ17と報知ランプ14とが一体となったユニットを部品箱13の前面に設けることとしているが、機能的には図1のセンサ17および報知ランプ14と同様の機能を有するものである。
天板12上には、部品組み付け治具120が設置される。この部品組み付け治具120は本工程(同じセル作業台で行う部品組み付け作業)で組み付けが終了した部品を部品組み付け治具120ごと次工程(別のセル作業台で行う部品組み付け作業)に運ぶものであり、1回の組み付け作業ごとに部品組み付け治具120は着脱されるものである(図7に示すように予備の(次に使用する)部品組み付け治具120が載置されている)。したがって、毎回同じ位置に部品組み付け治具120が設置されるべく天板12が構成される。具体的には、天板12上に窪みを設け、部品組み付け治具120を嵌め込む構成としたり、天板12上に部品組み付け治具120の水平方向の移動を規制するストッパを設けたりすることにより実現できる。また、単に、天板12上に部品組み付け治具120の設置位置をマーキングしておきその位置に合わせて部品組み付け治具120を設置することとしてもよい。
図8は図6の部品組み付け治具を示す図である。図8(a)は部品組み付け治具を上から見た図であり、図8(b)は部品組み付け治具を前から見た図である。部品組み付け治具120は、例えば、自動車の外装部品にモール部品を組み付ける際等に用いられ、所定の部品を治具の所定箇所(例えば、部品組み付け位置P)に治具の形状に合わせて嵌め込むように取り付けることにより、部品を組み付けるための治具であり、一般に製品ごとに異なる形状を有するものである。
レーザポインタ19は、セル作業台1の上部の枠体11に吊り下げられるように複数個取り付けられる。これらのレーザポインタ19は、天板12に固定される部品組み付け治具120において本工程で組み付けるべき部品の部品組み付け位置Pの数だけ取り付けられる。そして、部品組み付け治具120の部品組み付け位置Pのそれぞれにレーザポインタ19のレーザ光190のそれぞれが照射されるように調整される。さらに、部品の取り出しを検出したセンサ17の部品箱13と当該部品箱13に対応する部品組み付け位置Pにレーザ光190を照射するレーザポインタ19とが対応付けられる。
一方、第2のセンサであるセンサ20は、天板12上部に近い位置にある枠体11に、センサの検出部が作業者に対向する方向を向けて、取り付けられており、部品組み付け治具120の部品組み付け位置Pに対応する位置に対応する数だけ取り付けられる。センサ20は、センサ17と同様、部品が取り出されたことを部品が光を遮ることで検出する光電センサ等、種々のセンサを採用可能である。センサ20においても、部品組み付け誤り検出までの保護時間および部品組み付け検出後の同一箇所における次検出までの保護時間をそれぞれ設定可能に構成されることが好ましい。これにより、作業者が部品組み付け中に誤りに気付いた場合等にまで作業誤りとして検出する煩雑さや誤動作を防止し、作業者がより円滑に作製作業を行うことができる。さらに、レーザ光190を照射したレーザポインタ19と当該レーザ光190が照射される部品組み付け位置Pに対応するセンサ20とが対応付けられる。なお、センサ20の取り付け態様は、同じセル作業台1で部品の組付けを行う部品組み付け位置Pにより種々採用可能である。例えば、同じセル作業台1において作業者に向かって前後方向(天板12の奥行き方向)に複数の部品を組み付けることが想定される場合に、左右方向(天板12の幅方向)にも設けたり、三次元的に配置したり、感度の異なる2つのセンサを同じ位置で同じ向きに設ける(例えば、センサに近い部品組み付け位置Pにおいては2つのセンサにおいてともに検出される一方、センサに遠い部品組み付け位置Pにおいては1つのセンサのみにおいて検出される等)など種々採用可能である。
なお、作製する製品を変更する場合には、その都度レーザポインタ19およびセンサ20を調整(取り付け位置、レーザ光190の照射方向およびセンサ検出方向の変更調整、取り付けるレーザポインタ19およびセンサ20の数の増減等)してもよいし、予め複数の製品の部品組み付け治具120に対応するように取り付けておいてもよい。また、レーザポインタ19およびセンサ20を可動式にして、対応させることも可能である。
上記構成によれば、センサ17が適正な部品の取り出しを検出すると(図3のステップS5でNo)、当該検出されたセンサ17に対応するレーザポインタ19は、対応する部品組み付け治具120上の部品組み付け位置Pにレーザ光190を照射して、取り出した部品を組み付ける位置を指示する。レーザ光190であるため、ピンポイントで照射可能であるので、作業者の誤認の可能性を低減することができる。なお、部品によっては同じタイミングで複数の部品組み付け位置Pが存在する場合もあるため、複数のレーザポインタ19が同時にそれぞれの部品組み付け位置Pを照射することも許容される。
作業者は、レーザポインタ19により指示された部品組み付け位置Pに部品を組み付ける。
作業者がレーザポインタ19の指示に従って部品組み付け位置Pに部品を組み付けるとセンサ20が組み付けた部品または組み付けるべく差し出した作業者の手を検出する。センサ20が部品の組付けを検出すると、当該検出されたセンサ20に対応するレーザポインタ19がレーザ光190を照射しているかどうかが判断される。レーザ光190を照射しているレーザポインタ19である場合、作業者の部品組み付け作業は適正であると判断され作業が続行される。一方、レーザ光190を照射しているレーザポインタ19でない場合、作業者の部品組み付け作業は適正ではないと判断され、部品の組み付け誤りを作業者に報知する。組み付け誤りの報知の態様としては、例えば、レーザ光190を照射しているレーザポインタ19においてレーザ光の点滅照射を行ったり、誤り報知ブザー18より音声により報知すること等が挙げられる。
このように、レーザポインタ19により実際の部品組み付け位置Pに作業者を視覚的に誘導するとともに、第2のセンサであるセンサ20により作業者の部品組み付け作業が適正かどうかの判断も行うことができるため、作業者の部品組み付け誤りを効果的に防止することができる。
本発明の第1実施形態に係るセル作業台制御システムを示す概略図である。 図1のセル作業台制御システムにおけるセル作業台制御装置のシステム構成図である。 図1のセル作業台制御システムにおけるフローチャートである。 図3の製品変更処理についてのフローチャートである。 図5はセル作業台のレイアウトパターンの例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係るセル作業台制御システムを示す概略正面図である。 図6のセル作業台制御システムの概略側面図である。 図6の部品組み付け治具を示す図である。
符号の説明
1…セル作業台
11…枠体、12…天板、13…部品箱、14…報知ランプ(報知装置)、15…バーコードリーダ、16…信号送受信ユニット、17…第1のセンサ、18…誤り報知ブザー、19…レーザポインタ、20…第2のセンサ
2…セル作業台制御装置
22…信号伝送手段
213…信号作成手段
2111…選択手段、2112…部品入力手段、2113…順序入力手段、2114…レイアウト入力手段、2121…レイアウト記憶手段、2122…組み合わせ記憶手段、2123…順序記憶手段、2124…作業ログ記憶手段

Claims (9)

  1. 報知装置が設けられた複数の部品箱が所定のレイアウトパターンに基いて配置され、所定の製品を作製するための部品の取得順序に基いて該当する部品が割り当てられた部品箱に設けられた前記報知装置により報知させるセル作業台と、前記セル作業台と通信可能に接続され、前記セル作業台に前記報知装置の報知順を送信可能なセル作業台制御装置とを具備するセル作業台制御システムであって、
    前記セル作業台制御装置は、
    前記セル作業台の前記レイアウトパターンを複数記憶するレイアウト記憶手段と、
    前記レイアウト記憶手段に記憶された複数のレイアウトパターンを読み出し、当該複数のレイアウトパターンのうちいずれかのレイアウトパターンを選択する選択手段と、
    前記選択手段において選択されたレイアウトパターンに、前記部品箱ごとに割り当てられる部品の種類を入力する部品入力手段と、
    前記部品入力手段から入力された前記部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
    所定の製品を作製するための前記部品の取得順序を入力する順序入力手段と、
    前記順序入力手段から入力された部品の取得順序を記憶する順序記憶手段と、
    前記順序記憶手段に記憶された部品の取得順序と前記組み合わせ記憶手段に記憶された部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを読み出し、前記部品の取得順序に沿って、当該部品の部品箱に備えられた報知装置の報知順を規定した報知制御信号を作成する信号作成手段と、
    前記信号作成手段において作成された報知制御信号を前記セル作業台へ送信する信号伝送手段とを有することを特徴とするセル作業台制御システム。
  2. 新規な前記レイアウトパターンを登録するレイアウト入力手段をさらに具備し、前記レイアウト記憶手段は、前記レイアウト入力手段で入力されたレイアウトパターンをさらに記憶することを特徴とする請求項1記載のセル作業台制御システム。
  3. 前記セル作業台は、作製作業を行う天板と、パイプフレームからなる枠体と、前記パイプフレームに複数取り付け可能な部品箱と、前記部品箱ごとに取り付けられる前記報知装置と、バーコード化された作製すべき製品の情報を読み込むバーコードリーダと、前記バーコードリーダに接続され、前記バーコードリーダから読み込まれた前記製品の情報を前記セル作業台制御装置の信号伝送手段へ送信するとともに、前記報知装置に接続され、前記セル作業台制御装置の信号伝送手段から送信される報知制御信号を受信する信号送受信ユニットとを具備することを特徴とする請求項1または2記載のセル作業台制御システム。
  4. 前記信号伝送手段および前記信号送受信ユニットは、相互に無線通信可能であることを特徴とする請求項3記載のセル作業台制御システム。
  5. 前記セル作業台は、前記部品箱から前記部品の取り出しを前記部品箱ごとに検出する第1のセンサと、前記第1のセンサが前記報知装置が報知している部品箱と異なる部品箱から前記部品の取り出しを検出したときに作業誤りを報知する誤り報知ブザーとをさらに具備し、
    前記信号送受信ユニットは、前記第1のセンサに接続され、前記第1のセンサが前記作業誤りを検出したときに、前記セル作業台制御装置の信号伝送手段に作業誤り信号を送信することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のセル作業台制御システム。
  6. 前記セル作業台制御装置は、前記作業誤り信号を含む前記セル作業台の前記第1のセンサの検出状況に基いた作業状況信号を前記信号伝送手段において受信し、
    当該受信した作業状況信号に基いて作業の進行状況を作業ログデータとして記憶する作業ログ記憶手段を具備することを特徴とする請求項5記載のセル作業台制御システム。
  7. 報知装置が設けられた複数の部品箱が所定のレイアウトパターンに基いて配置され、所定の製品を作製するための部品の取得順序に基いて該当する部品が割り当てられた部品箱に設けられた前記報知装置により報知させるセル作業台と、前記セル作業台と通信可能に接続され、前記セル作業台に前記報知装置の報知順を送信可能なセル作業台制御装置とを具備するセル作業台制御システムに用いるセル作業台制御プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記セル作業台の前記レイアウトパターンを複数記憶するレイアウト記憶手段、
    前記レイアウト記憶手段に記憶された複数のレイアウトパターンを読み出し、当該複数のレイアウトパターンのうちいずれかのレイアウトパターンを選択する選択手段、
    前記選択手段において選択されたレイアウトパターンに、前記部品箱ごとに割り当てられる部品の種類を入力する部品入力手段、
    前記部品入力手段から入力された前記部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段、
    所定の製品を作製するための前記部品の取得順序を入力する順序入力手段、
    前記順序入力手段から入力された部品の取得順序を記憶する順序記憶手段、
    前記順序記憶手段に記憶された部品の取得順序と前記組み合わせ記憶手段に記憶された部品箱と当該部品箱に割り当てられる部品の種類との組み合わせを読み出し、前記部品の取得順序に沿って、当該部品の部品箱に備えられた報知装置の報知順を規定した報知制御信号を作成する信号作成手段、および
    前記信号作成手段において作成された報知制御信号を前記セル作業台へ送信する信号伝送手段として機能させることを特徴とするセル作業台制御プログラム。
  8. 前記セル作業台は、前記天板上に部品組み付け治具を設置可能に構成され、前記第1のセンサが適正な部品の取り出しを検出した際に当該第1のセンサが検出した部品に対応する前記部品組み付け治具の部品組み付け位置を指示するレーザポインタと、適正な部品組み付け位置に部品が組み付けられたかどうかを検出する第2のセンサとを具備することを特徴とする請求項5または6記載のセル作業台制御システム。
  9. 部品組み付け治具を設置可能に構成され、作製作業を行う天板と、
    パイプフレームからなる枠体と、
    前記パイプフレームに複数取り付け可能な部品箱と、
    バーコード化された作製すべき所定の製品の情報を読み込むバーコードリーダと、
    前記バーコードリーダに接続され、前記バーコードリーダから読み込まれた前記製品の情報を出力するとともに、前記報知装置に接続され、前記所定の製品を作製するための部品の取得順序についての情報を受信する信号送受信ユニットと、
    前記部品箱ごとに取り付けられ、前記受信した部品の取得順序についての情報に基づいて該当する部品が割り当てられた部品箱を報知する報知装置と、
    前記部品箱からの部品の取り出しを前記部品箱ごとに検出する第1のセンサと、
    前記第1のセンサが前記報知装置が報知している部品箱と異なる部品箱から前記部品の取り出しを検出したときに作業誤りを報知する誤り報知ブザーと、
    前記第1のセンサが適正な部品の取り出しを検出した際に当該第1のセンサが検出した部品に対応する前記部品組み付け治具の部品組み付け位置を指示するレーザポインタと、
    適正な部品組み付け位置に部品が組み付けられたかどうかを検出する第2のセンサとを具備することを特徴とするセル作業台。
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