JP2008161967A - 組立支援システムおよび組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 代行装置が組立作業の一部を代行することによって、作業者の作業負担を低減させるとともに、設備面積および設備費を低減可能な組立支援システムを提供することである。
【解決手段】 それぞれ個別に組立構造体の組立作業を行う作業台１０１ａ〜１０１ｃと、前記作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置１０２とを含んで構成される組立支援システムとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、作業台で複数の部品を組合せて組立構造体を組立てる組立作業を支援する組立支援システムに関し、特に液晶モジュールを組立てる組立支援システムに関する。

液晶モジュールは、液晶パネルとフレームとベゼルとを含んで構成される。液晶モジュールは、フレームとベゼルとによって液晶パネルの縁辺部を保護した構造に形成される。これによって液晶モジュールは、液晶パネル単体に比べて強度が向上され、取扱いが容易となる。

図１４は、第１の従来技術による液晶モジュール組立作業手順を示すフローチャートである。第１の従来技術では、液晶モジュールの組立作業は、人手によって行われる。まずステップｂ０では、作業者は、複数の部品を用意するなどして、組立作業の準備が完了するとステップｂ１に進み、組立作業を開始する。ステップｂ１では、作業者は、フレームを予め定められる組立て位置に配置し、ステップｂ２に進む。ステップｂ２では、作業者は、フレームのパネル取付け部に収まるように液晶パネルを移載し、ステップｂ３に進む。

ステップｂ３では、作業者は、液晶パネルの駆動回路基板を、フレームの基板取付け部に取付け、ステップｂ４に進む。ステップｂ４では、作業者は、液晶パネルから表面側保護フィルムを剥離し、ステップｂ５に進む。ステップｂ５では、作業者は、フレームと液晶パネルとに被さるように、ベゼルを移載し、ステップｂ６に進む。ステップｂ６では、作業者は、ベゼルとフレームとをネジ部材で締結して取付け、液晶モジュールを組立ててステップｂ７に進む。

ステップｂ７では、作業者は、液晶パネルから裏面側保護フィルムを剥離し、ステップｂ８に進む。ステップｂ８では、作業者は、組立てた液晶モジュールを払出し、ステップｂ９に進み組立作業を完了する。

液晶モジュールが組込まれる液晶テレビの大きさは、３７型、４５型という大型のものが増えてきており、さらには６５型という１辺が１ｍを越える超大型の大きさの液晶テレビが登場している。このような大型の液晶テレビに用いられる液晶モジュールの組立作業においては、１人の作業者によって液晶パネルを移載することが困難であり、超大型の液晶パネルでは実質的に人手で直接移載することが不可能である。このような状況から大型の液晶モジュールの組立作業においては、液晶パネルの移載や、液晶モジュールの払出しなどの一部の作業を代行装置によって代行することが考えられる。

また駆動回路基板の形状、大きさ、固定位置および数などは液晶モジュールの大きさおよび種類によってまちまちである。したがって駆動回路基板をフレームに取付ける作業を代行装置によって代行させるのは困難であり、できたとしても人が作業するのに比べて時間がかかってしまう。したがって液晶モジュールの組立作業は、完全に機械化することが困難であり、部分的に機械化した場合には、代行装置による機械作業と、人による手作業とが混在することになる。

このような代行装置による機械作業と、人による手作業とが混在した生産方式が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される技術では、組立構造体の組立作業を、手作業に適した部品供給工程と、ロボット作業に適した組立工程とに分割される。また手作業が行われる部品供給ステーションと、ロボット作業が行われる組立てステーションとにわたって、組立途中の組立構造体が、搬送手段によって搬送されるライン生産方式の構成が示されている。

図１５は、第２の従来技術による液晶モジュール組立作業の構成を示す図である。図１６は、第２の従来技術による液晶モジュール組立作業手順を示すフローチャートである。特許文献１に開示されるライン生産方式を液晶モジュールの組立に採用した場合、まずステップｃ０では、パレットの搬送準備および組立準備が完了した状態で、ステップｃ１に進み、組立作業を開始する。

ステップｃ１では、搬送コンベアによって、空のパレットがフレーム移載ステーション２１に搬送し、ステップｃ２に進む。ステップｃ２では、作業者２１ａが、フレーム移載ステーション２１に配置されるパレットにフレームを配置し、ステップｃ３に進む。ステップｃ３では、搬送コンベアによって、フレーム移載ステーション２１からパネル移載ステーション２９にパレットを搬送し、ステップｃ４に進む。

ステップｃ４では、パネル移載装置２２が、パネル移載ステーション２９に配置されるパレットのフレーム上に液晶パネルを移載し、ステップｃ５に進む。ステップｃ５では、搬送コンベアによって、パネル移載ステーション２９から２箇所ある基板取付けステーション２３のどちらかにパレットを搬送し、ステップｃ６に進む。

ステップｃ６では、作業者２３ａが、基板取付けステーション２３に配置されるパレット上の液晶パネルの駆動回路基板をフレームの基板取付け部に取付け、ステップｃ７に進む。ステップｃ７では、作業者２３ａが、液晶パネルの表面側保護フィルムを剥離し、ステップｃ８に進む。ステップｃ８では、作業者２３ａが、液晶パネルにベゼルを被せて、ステップｃ９に進む。ステップｃ９では、搬送コンベアによって、基板取付けステーション２３からネジ締めステーション３０にパレットを搬送し、ステップｃ１０に進む。

ステップｃ１０では、ネジ締め装置２４によって、ベゼルとフレームとをネジ部材で締結して取付けて液晶モジュールを組立てて、ステップｃ１１に進む。ステップｃ１１では、搬送コンベアによって、ネジ締めステーション３０から裏フィルム剥離ステーション２５にパレットを搬送し、ステップｃ１２に進む。ステップｃ１２では、作業者２５ａが、液晶パネルの裏面側保護フィルムを剥離し、ステップｃ１３に進む。

ステップｃ１３では、搬送コンベアによって、裏フィルム剥離ステーション２５から払出しステーション３１にパレットを搬送し、ステップｃ１４に進む。ステップｃ１４では、払出し装置２６が払出しステーション３１に配置されるパレット上の液晶モジュールを払出し、ステップｃ１５に進む。ステップｃ１５では、リターンコンベアによって空になったパレットをフレーム移載ステーション２１に搬送する。このパレットがフレーム移載ステーション２１に搬送されるとステップｃ１６に進み、組立作業を完了する。

特開２００１−２１９３２２号公報

このような第２の従来技術では、液晶モジュールの組立作業を、代行装置による機械作業工程と人による手作業工程とに分割することができる。しかしながら第２の従来技術では、１つの作業ステーションで行われる工程を完了するたびに、次の作業ステーションまでパレットを搬送コンベアによって搬送しなければならない。作業ステーションの数と同じ数のパレットを用いる場合、パレットを搬送している間、人または代行装置はパレットが到着するのを待機しなければならず、作業が行われない待機時間が発生してしまい生産効率が低い。また待機時間を減らすためには、作業ステーションの数よりも多くのパレットが必要となる。この場合、パレットに必要なコストが高くなってしまうだけでなく、パレット数に応じて、パレット上に乗載される組立途中の部品が増大してしまい、仕掛り在庫が増えてしまうという問題がある。

また配置上直結できない作業ステーション間にわたってパレットを搬送するためには搬送コンベアが必要となる。さらに、ステップｃ１４の払出し工程で組立構造体を払出した後、空のパレットを先頭に戻すために、リターンコンベアも必要となってくる。このような搬送コンベアやリターンコンベアは、作業ステーション間を連結する形態を取るために必要なものであって、コンベア自体はなんら組立作業を行うものではない。したがって搬送コンベアやリターンコンベアのために必要なコストや設置面積が無駄となる。

特に大型の液晶モジュールにおいては、パレットの大きさを短辺でも１ｍ近くに設計する必要がある。また設置面積はパレットの縦横の長さの積に比例して大きくなる。このためコンベアの大型化、設置面積の大型化に対する影響が大きい。さらに搬送コンベアが大型化すると、搬送コンベアを構成する部材の準備や、その部材の加工が困難になり、搬送コンベアの製造コストも高くなってしまう。このような問題は、液晶モジュールの組立作業に限らず、他の組立構造体の組立作業についても同様の問題点がある。

したがって本発明の目的は、代行装置によって作業者の作業負担を低減させるとともに、設置面積および設備費を低減可能な組立支援システムおよび組立方法を提供することである。

本発明は、複数の部品が組合される組立構造体を作業台で組立てる組立作業を支援する組立支援システムであって、
それぞれ個別に組立構造体の組立作業が行われる複数の作業台と、
複数の作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置とを含んで構成される組立支援システムである。

また本発明は、前記代行装置は、組立構造体を構成する複数の部品のうちで、重量または形状の大きい部品を作業台へ移載する移載作業を代行することを特徴とする。

また本発明は、組立構造体は、表示パネルと、表示パネルの縁辺を覆う枠状部材とを含んで構成される表示モジュールであって、
前記代行装置は、表示パネルを作業台へ移載する移載作業を代行することを特徴とする。

また本発明は、前記代行装置は、作業台で組立てられた組立構造体を、予め定められる搬送先に搬送する搬送作業を代行することを特徴とする。

また本発明は、前記作業台は、組立構造体の組立てに用いられる少なくとも１つの部品を、代行装置に対して予め定められる固定位置に位置決め可能な位置決め機構を備えることを特徴とする。

また本発明は、各作業台は、組立構造体の組立てに用いられる部品を搭載し、組立構造体の組立作業のうち、代行装置による代行作業を行う場合と、代行作業以外の残余の作業を行う場合とで、代行装置に対する位置または姿勢が変更されるパレットを備え、
前記代行装置は、パレットの位置または姿勢を検出する検出手段からの検出結果に基づいて、代行作業を行う位置または姿勢にパレットが配置されたことを判断すると、代行作業を開始することを特徴とする。

また本発明は、作業台で複数の部品を組合せて組立構造体を組立てる組立方法であって、
第１の作業台で組立構造体の組立作業を行う第１組立工程と、
第１組立工程に対して、組立開始時期をずらして、第２の作業台で組立構造体の組立作業を行う第２組立工程とを含み、
各組立工程では、複数の作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置を用いて組立作業を行うことを特徴とする組立方法である。

本発明によれば、複数の作業台でそれぞれ個別に組立構造体の組立作業が行われる。代行装置は、組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行し、複数の作業台にそれぞれ到達可能に構成される。組立作業の一部を代行する代行装置を含んでいるので、たとえば重量または形状の大きい部品の運搬および精密部品の取付けなどの、手作業では困難な作業を代行装置に代行させることができ、作業者の作業負担を低減して組立作業の効率を上げることができる。また各作業台ではそれぞれ個別に組立構造体の組立作業が行われるので、ライン生産方式のように組立て途中の組立構造体を、部品を組立てる毎に次段の作業位置に搬送コンベアで搬送する必要がなく、搬送コンベアのために必要な設置面積や設備費を低減することができる。さらに代行装置は複数の作業台に到達可能であるので、１台の代行装置で複数の作業台における組立作業の一部をそれぞれ代行することができ、作業台毎に代行装置を設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。

また本発明によれば、代行装置が、組立構造体を構成する複数の部品のうちで、重量または形状の大きい部品を作業台へ移載する移載作業を代行する。重量または形状の大きい部品の移載作業を代行装置が代行することで、作業台毎に作業者が行う作業の負担を減らして、組立作業の効率を上げることができる。

また本発明によれば、組立構造体は、表示パネルと、表示パネルの縁辺を覆う枠部材とを含んで構成される表示モジュールである。組立支援システムは、代行装置が表示パネルを作業台へ移載する作業を代行する。このように代行装置が表示パネルを移載する作業を代行するので、表示パネルの割れかけや傷、汚れなどの不良を発生させる頻度を下げることができ、組立構造体の歩留りを向上させることができる。

また本発明によれば、代行装置が、作業台で組立てられた組立構造体を、予め定められる搬送先に搬送する作業を代行する。このように代行装置が組立てられた組立構造体を搬送する作業を代行するので、重量または形状が大きい組立構造体または精密装置のように取扱いを慎重に行わなくてはならないような組立構造体の搬送作業を代行装置に代行させることができ、組立作業の効率を上げることができる。

また本発明によれば、作業台は、組立構造体の組立てに用いられる少なくとも１つの部品を位置決め可能な位置決め機構を備える。このように位置決め機構が作業台毎に設けられるので、代行装置に対して位置決めされた部品に対して、代行装置が代行作業をすることができ、位置決め精度が要求される作業を代行装置が代行することができる。また位置決め機構を作業台に直接組み込むことで、作業台とは別に外部から部品を位置決めする外部位置決め機構や、代行装置に部品の位置を教示するために部品を撮像する撮像ユニットなどの外部機構を設ける必要がなく、装置コストを低減することができる。

また本発明によれば、各作業台は、組立構造体の組立てに用いられる部品を搭載し、組立構造体の組立作業のうち、代行装置による代行作業を行う場合と、代行作業以外の残余の作業を行う場合とで、代行装置に対する位置または姿勢が変更されるパレットを備える。代行装置は、検出手段からの検出結果に基づいて、代行作業を行う位置または姿勢にパレットが配置されたことを判断すると代行作業を開始する。これによって作業者が、代行装置に代行作業を開始させるスイッチ操作をしなくても、代行装置に代行作業を開始させることができる。また手作業が未完了の状態で代行装置が代行作業を開始することを防止できる。

また本発明によれば、作業台で複数の部品を組合せて組立構造体を組立てる組立方法であって、第１の作業台で組立構造体の組立作業を行う第１組立工程と、第１組立工程に対して、組立開始時期をずらして、第２の作業台で組立構造体の組立作業を行う第２組立工程とを含み、各組立工程では、複数の作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置を用いて組立作業を行う。各作業台の組立開始時期をずらし、一部の作業を代行装置が代行するので、代行装置は、あき状態の作業台に到達して代行作業をすることができ、代行装置が作業待ちする待機時間を削減することができる。また１台の代行装置で作業台毎の代行作業を効率よく行うことができる。

図１は、本発明の実施の一形態である組立支援システム１００の構成を示す平面図である。図２は、液晶モジュール１０を示す分解斜視図である。本発明の実施の一形態である組立支援システム１００は、作業者による液晶モジュール１０の組立作業を支援する。

液晶テレビおよび液晶モニタなどの液晶表示装置は、構成部品の１つとして液晶モジュール１０を有する。液晶モジュール１０は、液晶パネル１、フレーム２およびベゼル３などの複数の組立部品が組合わされて組立てられる組立構造体である。本実施の形態では、液晶モジュール１０は、矩形板状に形成され、インチサイズが４５型以上の液晶表示装置に組み込まれる。たとえば液晶モジュール１０の縦寸法が、６００ｍｍ以上、横寸法が１０００ｍｍ以上であり、人手によって搬送することが困難な大きさとなる。またインチサイズが６５型の液晶表示装置では、液晶モジュール単体の重さが２０ｋｇ程度となる。またインチサイズが４５型の液晶表示装置では、液晶モジュール１０をバックライトユニットと同時に組立てた場合の重さが１６ｋｇ程度となり、人手によって搬送することが困難な重さとなる。

液晶パネル１は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、略称ＴＦＴ）回路とカラーフィルターとを形成したガラス基板の間に液晶材料が封入される液晶セルであるパネル本体１ｅと、パネル本体１ｅとは別体に設けられる駆動回路基板１ｂと、薄膜トランジスタ回路および駆動回路基板１ｂを電気的に接続する電気配線が形成されて、パネル本体１ｅから外方に延びるフレキシブル基板（Flexible Printed Circuit、略称ＦＰＣ）１ｄとを含む。

ガラス基板は、矩形板状に形成されて、厚み方向一方の面に偏向板などの光学フィルムが貼付けられる。駆動回路基板１ｂは、フレキシブル基板に形成される電気配線を介して、表示すべき画像に応じた駆動信号をＴＦＴ回路に与える。ＴＦＴ回路は、駆動回路基板１ｂから与えられる駆動信号に基づいて、対応する領域の液晶分子の配向状態を変化させて、パネル本体１ｅの光屈折率を調整する。これによってパネル本体１ｅを通過する光の状態を変更させることができ、光を表示すべき画像に応じた光を表示面から放射することができる。

液晶パネル１単体では、割れかけ、傷および汚れなどが生じやすく取扱いが難しい。したがってフレーム２およびベゼル３などの枠状部材によって、液晶パネル１の縁辺部１ｃが保護された液晶モジュール１０が組立てられる。このようにして組立てられた液晶モジュール１０は、液晶表示装置の一構成部品として、液晶表示装置の筐体に固定される。

液晶パネル１の厚み方向一方の面と他方の面には、偏向板および反射防止膜などの光学フィルムが貼付けられる。また液晶モジュール１０を組立てる前の段階では、光学フィルムの表面は保護フィルム１ａで覆われる。保護フィルム１ａは、液晶パネル１を単体で取扱う際に、液晶パネル１の画像表示範囲に傷および汚れが生じないように設けられるものであり、液晶モジュール１０として組立てられる際に剥離して除去される。

フレーム２は、液晶モジュール１０として組立てられた場合に、液晶パネル１の裏面側に位置し、液晶表示装置に組込まれる際に、バックライトの光を透過するように、矩形状の開口部を持った枠形状に形成される。本実施形態では、フレーム２は、ポリカーボネート樹脂を成型して製作される。フレーム２には、液晶パネル１がはめ込まれるパネル取付け部２ａと、駆動回路基板１ｂを取付ける基板取付け部２ｂとが形成される。

ベゼル３は、液晶モジュール１０として組立てられた場合に、液晶パネル１の表面側に位置し、液晶パネル１の画像表示範囲に相当する矩形状の開口部を持った枠形状に形成される。ベゼル３は、液晶モジュール１０として組合わされた状態で液晶パネル１の周辺部および側面を保護するように、上面と側面に幅をもったＬ字断面形状を有する。本実施形態では、ベゼル３は、アルミニウム合金を圧延などの方法で成型加工して製作される。

液晶モジュール１０の組立手順として、液晶パネル１をフレーム２に搭載した状態で、ベゼル３を被せ、ネジ部材４によってベゼル３とフレーム２とを締結して、ベゼル３とフレーム２とで協働して液晶パネル１を挟持させる。このように液晶パネル１の縁辺部１ｃを枠状部材であるフレーム２およびベゼル３で保護することで、液晶モジュール１０は、液晶パネル１単体に比べて、強度を向上させることができる。またフレーム２またはベゼル３を支持することで液晶パネル１を支持することなく、液晶パネル１を搬送および支持することができて取扱いを容易とすることができる。

図１に示すように本実施形態の組立支援システム１００は、複数の作業台１０１ａ〜１０１ｃと、代行装置１０２と、パネルストッカ１０３と、モジュールストッカ１０４と、保護フィルム剥離手段１０６とを含んで構成される。パネルストッカ１０３は、複数の液晶パネル１を収容し、モジュールストッカ１０４は複数の液晶モジュール１０を収容する。保護フィルム剥離手段１０６は、液晶パネル１０の保護フィルム１ａを剥離する。

各作業台１０１ａ〜１０１ｃは、液晶モジュール１０の組立作業がそれぞれ個別に行われる。作業台１０１ａ〜１０１ｃ毎に、対応する作業者が存在する。作業者は、作業者毎に設定される作業台で、液晶モジュール１０の組立作業を独立して個別に行う。作業台１０１ａ〜１０１ｃは、少なくとも２つ以上設けられ、本実施形態では、３つの作業台１０１ａ〜１０１ｃが設けられる。

代行装置１０２は、各作業台１０１ａ〜１０１ｃにそれぞれ到達可能であって、各作業台１０１ａ〜１０１ｃで行われる液晶モジュール１０の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する。本実施形態では、代行装置１０２は、各作業台１０１ａ〜１０１ｃにおける、液晶パネル１の移載作業と、組立後の液晶モジュール１０の搬送作業とをそれぞれ代行する。代行装置１０２の個数は、作業台１０１ａ〜１０１ｃの個数よりも少なく、本実施形態では、１つの代行装置１０２が設けられる。

代行装置１０２は、６軸垂直多関節ロボット１０２ａと、１軸スライダ１０２ｂとを含んで構成される。ロボット１０２ａは、複数のアームが連結されて構成されて、先端部にエンドエフェクタ１０５が配置される。ロボット１０２ａは、各アームを相対角変位させることで、エンドエフェクタ１０５を任意の位置および姿勢に移動させる。エンドエフェクタ１０５は、代行作業を行うための代行装置本体となる。本実施の形態では、エンドエフェクタ１０５は、液晶パネル１を吸着保持する部品保持手段１０５ａと、液晶モジュール１０を挟持把持する把持手段１０５ｂとを備える。１軸スライダ１０２ｂは、ロボット１０２ａを予め定められるロボット走行方向Ｘに変位駆動する走行駆動手段となる。このように一軸スライダ１０２ｂによってロボット１０２ａをロボット走行方向Ｘに変位駆動することで、エンドエフェクタ１０５が搬送可能な搬送範囲を広げることができる。本実施形態では、ロボット走行方向Ｘは水平方向に設定される。

代行装置１０２は、ロボット１０２ａと１軸スライダ１０２ｂとの動作によって、エンドエフェクタ１０５が、作業台１０１ａ〜１０１ｃと、パネルストッカ１０３と、モジュールストッカ１０４とにそれぞれ到達可能に構成される。言い換えると、代行装置１０２は、エンドエフェクタ１０５を、各作業台１０１ａ〜１０１ｃ、パネルストッカ１０３、モジュールストッカ１０４に到達可能となるように、可動範囲が設定される。

また代行装置１０２は、パネルストッカ１０３に配置される液晶パネル１を部品保持手段１０５ａによって吸着保持した状態で、エンドエフェクタ１０５を変位駆動することで、液晶パネル１をパネルストッカ１０３から、任意の作業台１０１ａ〜１０１ｃへ移載する作業が可能となる。また代行装置１０２は、各作業台１０１ａ〜１０１ｃに配置される液晶モジュール１０を把持手段１０５ｂによって挟持把持した状態で、エンドエフェクタ１０５を変位駆動することで、液晶モジュール１０を作業台１０１ａ〜１０１ｃからモジュールストッカ１０４へ搬送する作業が可能となる。このように代行装置１０２は、作業者の組立作業の一部を代行した作業が動作可能に構成される。

各作業台１０１ａ〜１０１ｃおよび各ストッカ１０３，１０４は、代行装置１０２の周囲に配置される。具体的には、ロボット走行方向Ｘに並んで複数の作業台１０１ａ，１０１ｂが配置されるとともに、１軸スライダ１０２ｂを挟んでロボット走行方向Ｘに垂直な水平方向である前後方向Ｙ両側に作業台１０１ｂ，１０１ｃがそれぞれ配置される。またパネルストッカ１０３は、１軸スライダ１０２ｂに対してロボット走行方向一方Ｘ１側に配置される。モジュールストッカ１０４は、１軸スライダ１０２ｂに対してロボット走行方向他方Ｘ２側に配置される。上述したように各作業台１０１ａ〜１０１ｃおよび各ストッカ１０３，１０４は、代行装置１０２によって移動可能なエンドエフェクタ１０５の可動範囲内に配置される。

図３は、作業台１０１ａの構成を示す平面図である。各作業台１０１ａ〜１０１ｃは、同様の構成を有する。したがって任意の１の作業台１０１ａについて詳細に説明し、他の作業台１０１ｂ，１０１ｃの説明を省略する。作業台１０１ａは、作業パレット１１１と、ベース体１１０と、スライド機構１１２と、ストッパ機構を含んで構成される。ベース体１１０は、床面等に固定されて、組立作業が行われるテーブルとなる。

スライド機構１１２は、作業台ベース体１１０に固定され、作業パレット１１１を予め定められる移動方向Ｑに変位可能に支持する。このようにスライド機構１１２は、作業パレット１１１を作業台ベース体１１０に対して移動方向Ｑに案内する案内手段となる。本実施の形態では、移動方向Ｑは、前記前後方向Ｙと平行に設定される。スライド機構１１２は、ベース体１１０に固定される２本のレールと、レールに案内されて作業パレット１１１の下面部に固定される可動部とを有する。可動部は、レールに嵌合することで、移動方向Ｑへの移動が許容されるとともに、移動方向Ｑ以外の方向への移動が阻止される。

またストッパ機構は、移動許容状態と、移動阻止状態とに切換え可能に構成される。ストッパ機構が移動許容状態に切換えられることで、作業パレット１１１の移動方向Ｑの移動を許容する。またストッパ機構が移動阻止状態に切換えられることで、作業パレット１１１の移動方向Ｑの移動を阻止する。ストッパ機構は、後述するスイッチ１１１ｃが操作されるあいだ、移動阻止状態から移動許容状態に切換えられる。

作業パレット１１１の上面は、部品が乗載される乗載面１１３となる。乗載面１１３は、矩形状に形成されて水平方向に延びる。作業パレット１１１は、スライド機構１１２を介してベース体１１０に支持されることで、作業者が作業しやすい高さに乗載面１１３が位置するように設定される。

また作業パレット１１１は、移動方向Ｑに移動することで、代行作業位置と、残余作業位置とにわたって移動可能となる。代行作業位置は、代行装置１０２による代行作業が行われるときのパレット位置である。また残余作業位置は、代行作業以外の作業、すなわち作業者による人力作業が行われるときのパレット位置である。

代行作業位置は、ベース体１１０に対して、１軸スライダ１０２ｂに近接する移動方向一方Ｑ１寄りに位置する。したがって代行装置１０２は、ベース体１１０に対して移動方向一方Ｑ１の位置Ａから、代行作業位置に位置する作業パレット１１１にアームを延ばして、組立作業の一部を行う。

また残余作業位置は、１軸スライダ１０２ｂに離反する移動方向他方Ｑ２寄りに位置する。したがって作業者は、ベース体１１０に対して移動方向他方Ｑ２の位置Ｂから、残余作業位置に位置する作業パレット１１１に手を伸ばして、組立作業の一部を行う。

また作業パレット１１１は、固定ブロック１１１ａおよびグリップ１１１ｂを含んで構成される。固定ブロック１１１ａは、液晶モジュール１０の組立てに用いられる少なくとも１つの部品を、代行装置１０２に対して予め定められる固定位置に位置決めする位置決め手段である。本実施形態では、固定ブロック１１１ａは、フレーム２を作業パレット１１１上に設定される位置決め位置に位置決め固定する。固定ブロック１１１ａは、複数のブロック体と、ブロック体駆動手段とを含んで構成される。複数のブロック体は、作業パレット１１１の乗載面１１３に配置されるフレーム２の４つの角部にそれぞれ隣接して配置される角部ブロック体と、２つの長辺にそれぞれ隣接して配置される長辺ブロック体とを含む。フレーム２は、作業者によって、フレーム２の開口内に各ブロック体が位置するように作業パレット１１１にはめ込まれて配置される。この状態で、複数のうちいずれかのブロック体は、ブロック体駆動手段によってフレーム外に向けて移動してフレーム２を押圧変位させて、位置決め位置にフレーム２を固定する。

グリップ１１１ｂは、作業者が、作業パレット１１１をスライド機構１１２によって移動させるときに握るための把持部である。グリップ１１１ｂは、乗載面１１３から上方に突出する。本実施形態では、グリップ１１１ｂは、残余作業位置Ａで作業する作業者から見て、作業パレット１１１の手前側の左右２箇所に配置される。各グリップ１１１ｂは、作業者が把持する把持部分の近傍にスイッチ１１１ｃをそれぞれ含んで構成される。スイッチ１１１ｃが操作されることで、上述したストッパ機構の状態を移動阻止状態から移動許容状態に切換える。したがって作業者は、左右のグリップ１１１ｂを両手でそれぞれ握ってスイッチ１１１ｃを押すことによって、移動方向Ｑへの作業パレット１１１の変位が許可される。作業者は、スイッチ１１１ｃを押した状態で、左右のグリップ１１１ｂを介して、作業パレット１１１に動力を与えることで、代行作業位置と、残余作業位置とにわたって作業パレット１１１を移動させることができる。言い換えると、スイッチ１１１ｃを押圧しない状態では、作業パレット１１１の移動阻止状態が維持されて、作業用パレット１１１が不所望に移動方向Ｑに移動することを阻止することができる。また作業台１０１ａは、作業パレット１１１が代行作業位置に位置するか否かを検出するパレット位置センサ３００が設けられる。パレット位置センサ３００は、作業パレット１１１が代行作業位置に位置することを示す検出信号を出力し、検出信号には作業パレット１１１が配置される作業台１０１ａを識別する信号が含まれる。

図４は、パネルストッカ１０３の構成を示す正面図である。図５は、パネルストッカ１０３の構成を示す平面図である。パネルストッカ１０３は、複数の液晶パネル１を収容可能に構成され、一枚ずつ液晶パネル１を払出す機構である。パネルストッカ１０３は、投入部１２０と、パネル取出し部１２１と、払出し部１２２とを含んで構成される。

投入部１２０は、パネル搬送方向Ｃ上流側から段積み状態で複数の液晶パネル１が投入される部分である。段積み状態とは、パネルトレイ１２７に液晶パネル１が搭載された状態で、パネルの厚み方向に複数積層された状態である。投入部１２０は、段バラシ機構１２５を含んで構成される。段バラシ機構１２５は、液晶パネル１が搭載されている段積み状態のパネルトレイ１２７から最下段のパネルトレイ１２７を分離する。

パネル取出し部１２１では、代行装置１０２が液晶パネル１を吸着可能な取出位置に、段バラシ機構１２５によって分離された１つのパネルトレイ１２７が配置される。パネル取出し部１２１は、１軸スライダ１０２ｂの走行方向一方Ｘ１側端部に対向することで、代行装置１０２による液晶パネル１の移載のための移動量を少なくすることができる。またパネル取出し部１２１は、画像計測ユニット１２４を含んで構成される。画像計測ユニット１２４は、取出位置に配置されるパネルトレイ１２７上に搭載されている液晶パネル１の位置を計測する。

払出し部１２２は、空のパネルトレイ１２７を段積み状態で収容可能に構成される。払出し部１２２は、空のパネルトレイ１２７が払出される部分で、段積み機構１２６を含んで構成される。段積み機構１２６は、すでに払出し部１２２にある空のパネルトレイ１２７を持上げて、最下段を空けて、その最下段に取出位置で液晶パネル１が取出された空のパネルトレイ１２７を取込む。またパネルストッカ１０３は、投入部１２０と、パネル取出し部１２１と、払出し部１２２とがパネル搬送手段１２３によって連結されて構成され、パネル搬送手段１２３による搬送動作が連動制御される。本実施形態では、投入部１２０、パネル取出し部１２１および払出し部１２２は、パネル搬送手段１２３によってパネルトレイ１２７を搬送するパネル搬送方向Ｃに並んで配置される。パネル搬送方向Ｃは、走行方向Ｘに垂直な水平方向に延びる。

パネルストッカ１０３は、段バラシ機構１２５によって、投入部１２０に収容される段積み状態のパネルトレイ１２７から最下段のパネルトレイ１２７を分離する。次に分離した１つのパネルトレイ１２７を、パネル搬送手段１２３によってパネル取出し部１２１の取出位置に移動させる。取出位置にパネルトレイ１２７を配置した状態で、画像計測ユニット１２４によって、パネルトレイ１２７上の液晶パネル１の位置を計測する。

パネルストッカ１０３は、代行装置１０２によって取出位置のパネルトレイ１２７から液晶パネル１が払い出されると、パネル搬送手段１２３および段積み機構１２６によって空のパネルトレイ１２７を、払出し部１２２に配置される段積み状態のパネルトレイ１２７に加える。このようにして投入部１２０に投入された段積み状態の各パネルトレイ１２７から全ての液晶パネル１を取出して、空のパネルトレイ１２７を払出し部１２２に段積みすると、払出し部１２２に段積みされる段積み状態のパネルトレイ１２７をパネル搬送方向Ｃ下流側へ排出する。

図６は、モジュールストッカ１０４の構成を示す正面図である。図７は、モジュールストッカ１０４の構成を示す平面図である。モジュールストッカ１０４は、代行装置１０２によって順次払出された複数の液晶モジュール１０を段積み状態で収容する機構である。モジュールストッカ１０４は、空トレイ投入部１３０と、モジュール搭載部１３１と、払出し部１３２とを含んで構成される。

空トレイ投入部１３０は、モジュール搬送方向Ｄ上流側から段済み状態で複数の空のモジュールトレイ１３７が投入される部分で、段バラシ機構１３５を含んで構成される。段バラシ機構１３５は、段積み状態の空のモジュールトレイ１３７から最下段のモジュールトレイ１３７を分離する。

モジュール搭載部１３１は、代行装置１０２が把持する液晶モジュール１０をモジュールトレイ１３７に搭載する搭載位置が設定される部分である。モジュール搭載部１３１は、代行装置１０２が液晶モジュール１０を搭載可能な取出位置に、段バラシ機構１３５によって分離された１つのモジュールトレイ１３７を配置する。モジュール搭載部１３１は、１軸スライダ１０２ｂの走行方向他方Ｘ２側端部に対向することで、代行装置１０２による液晶モジュール１０の払出しのための移動量を少なくすることができる。

払出し部１３２は、液晶モジュール１０が搭載されるモジュールトレイ１３７を段積み状態で収容可能に構成される。払出し部１３２は、液晶モジュール１０が搭載されたモジュールトレイ１３７が払出される部分で、段積み機構１３６を含んで構成される。段積み機構１３６は、すでに払出し部１３２にある液晶モジュール１０を搭載したモジュールトレイ１３７を持上げて、最下段を空けて、その最下段に搭載位置で液晶モジュール１０が搭載されたモジュールトレイ１３７を取込む。またモジュールストッカ１０４は、空トレイ投入部１３０と、モジュール搭載部１３１と、払出し部１３２とがモジュール搬送手段１３３によって連結されて構成され、モジュール搬送手段１３３による搬送動作が連動制御される。本実施形態では、空トレイ投入部１３０、モジュール搭載部１３１および払出し部１３２は、モジュール搬送手段１３３によってモジュールトレイ１３７を搬送するモジュール搬送方向Ｄに並んで配置される。モジュール搬送方向Ｄは、走行方向Ｘに垂直な水平方向に延びる。

モジュールストッカ１０４は、段バラシ機構１３５によって、空トレイ投入部１３０に収容される段積み状態のモジュールトレイ１３７から最下段のモジュールトレイ１３７を分離する。次に分離した１つのモジュールトレイ１３７を、モジュール搬送手段１３３によってモジュール搭載部１３１の搭載位置に移動させる。

モジュールストッカ１０４は、代行装置１０２によって搭載位置のモジュールトレイ１３７に液晶モジュール１０が搭載されると、モジュール搬送手段１３３および段積み機構１３６によって液晶モジュール１０が搭載されたモジュールトレイ１３７を、払出し部１３２に配置される段積み状態のモジュールトレイ１３７に加える。このようにして空トレイ投入部１３０に投入された段積み状態の空の各モジュールトレイ１３７にそれぞれ液晶モジュール１０を搭載して、払出し部１３２に段積みすると、払出し部１３２に段積みされる段積み状態のモジュールトレイ１３７をモジュール搬送方向Ｄ下流側へ排出する。

図８は、保護フィルム剥離手段１０６の構成を示す正面図である。保護フィルム剥離手段１０６は、液晶パネル１の表面に付着する保護フィルム１ａを剥離する手段である。剥離手段１０６は、粘着部１０６ａと、駆動手段１０６ｂと、廃棄ボックス１０６ｃとを含んで構成される。粘着部１０６ａは、液晶パネル１表面の保護フィルム１ａの少なくとも一部に付着する付着部である。本実施の形態では、保護フィルム１ａに対して粘着性を有する粘着テープが露出する突起部を含んで構成される。駆動手段１０６ｂは、保護フィルム１ａを粘着した粘着部１０６ａを予め定められる駆動方向に変位駆動させる。本実施形態では、駆動手段１０６ｂの駆動方向は鉛直方向に設定される。廃棄ボックス１０６ｃは、剥離された保護フィルム１ａを収容するための箱である。

図９は、保護フィルム１ａの剥離除去手順を説明するための図である。はく離除去手順は、図９（ａ）〜図９（ｅ）の順で行われる。図９（ａ）に示すように、代行装置１０２は、代行装置１０２によって液晶パネル１の表の面を吸着保持した状態で、液晶パネル１を保護フィルム剥離手段１０６に到達させる。このとき代行装置１０２は、液晶パネル１の裏の面を剥離手段１０６に正対させる。また代行装置１０２は、液晶パネル１の一つの角部を粘着部１０６ａに対向させる。具体的には、液晶パネル１の一つの角部を上側、対角の角部を下側に配置するようにして上側の角部が粘着部１０６ａの高さと一致するように、液晶パネル１を移動させる。次に図９（ｂ）に示すように、代行装置１０２は、液晶パネル１の裏面側でかつ上側の角部を粘着部１０６ａに接触させ、裏面側の保護フィルム１ａの角部を粘着部１０６ａに粘着させる。

次に図９（ｃ）に示すように、粘着部１０６ａは、駆動手段１０６ｂによって、鉛直方向下側Ｇに移動される。ロボット１０２ａは、粘着部１０６ａの動作と同期して、エンドエフェクタ１０５の位置を移動させ、液晶パネル１を鉛直方向上側Ｈに移動させる。粘着部１０６ａが裏面側の保護フィルム１ａの角部に粘着しているので、液晶パネル１と粘着部１０６ａとが相対移動することで、図９（ｄ）に示すように、裏面側保護フィルム１ａが液晶パネル１から剥離される。図９（ｅ）に示すように、保護フィルム１ａが完全に液晶パネル１から剥離されると、裏面側保護フィルム１ａが液晶パネル１から落下し、その状態で、粘着部１０６ａの粘着テープを切断する。これによって剥離された保護フィルム１ａが廃棄ボックス１０６ｃに収納される。また新たな粘着テープを粘着部１０６ａに繰出す。以上の手順によって、機械を用いて、液晶パネル１の裏面側保護フィルム１ａの剥離除去を実施することができる。保護フィルム剥離手段１０６で、液晶パネル１から保護フィルム１ａを剥離している間は、剥離帯電によって液晶パネル１に設けられる電気回路が損傷するのを防ぐために、除電装置であるイオナイザーによって除電された状態が保たれる。

図１０は、組立支援システム１００の電気的構成を示すブロック図である。組立支援システム１００は、上述したように、代行装置１０２と、パネルストッカ１０３と、モジュールストッカ１０４と、保護フィルム剥離手段１０６とを含む。さらに組立支援システム１００は、各装置および手段を統括的に制御する制御手段２００を含む。制御手段２００は、代行装置１０２と、各ストッカ１０３，１０４と、剥離手段１０６とに動作指令をそれぞれ与える。

部品保持手段１０５ａは、制御手段２００から部品吸着指令が与えられることで、液晶パネル１を吸着保持するための吸引動作を行い、吸着解除指令が与えられることで、液晶パネル１の吸着保持を解除する。またモジュール把持手段１０５ｂは、制御手段２００からモジュール把持指令が与えられることで、液晶モジュール１０を挟持把持するための把持動作を行い、把持解除指令が与えられることで、液晶モジュール１０の挟持把持を解除する。ロボット１０２ａおよび１軸スライダ１０２ｂは、制御手段２００からの移動指令にしたがって、エンドエフェクタ１０５を任意の位置および姿勢に移動させる移動手段となる。またロボット１０２ａおよび１軸スライダ１０２ｂは、エンドエフェクタ１０５の位置および姿勢を示す情報を制御手段２００に与える。

パネルストッカ１０３およびモジュールストッカ１０４は、制御手段２００から与えられる指令に応答して、液晶パネル１または液晶モジュール１０の搬送動作をそれぞれ行う。同様に保護フィルム剥離手段１０６は、制御手段２００から与えられる指令に応答して、保護フィルムの剥離動作をそれぞれ行う。またパネルストッカ１０３は、画像計測ユニット１２４によって計測した、パネルトレイ１２７上の液晶パネル１の位置情報を、制御手段２００に与える。また制御手段２００は、パレット位置センサから作業パレット１１１が代行作業位置に位置するか否かを示す信号が与えられる。

制御手段２００によって、代行装置１０２は、部品保持手段１０５ａと、１軸スライダ１０２ｂと、ロボット１０２ａの変位移動とが連動制御されることで、液晶パネル１の移載作業を代行することが可能となる。また制御手段２００によって、代行装置１０２は、把持手段１０５ｂと、１軸スライダ１０２ｂと、ロボット１０２ａの変位移動とが連動制御されることで、液晶モジュール１０の搬送作業を代行することが可能となる。

制御手段２００は、記憶部と、演算部と、入出力部とを含んで構成される。記憶部は、代行装置１０２、各ストッカ１０３，１０４および剥離手段１０６などの制御対象を制御するための制御プログラムを記憶する。また制御手段２００は、代行装置１０２を制御するにあたって、記憶部に記憶される座標情報を、代行装置１０２に与える。記憶部は、演算部の演算に必要な座標情報を一時的に記憶する。また記憶部は、予め定められる基準座標系に対する、各作業台１０１ａ〜１０１ｃ、各ストッカ１０３，１０４などの座標位置を示す情報を記憶する。

演算部は、記憶部に記憶される制御プログラムを読み出して、入出力部から与えられる信号に基づいて、制御プログラムに従った演算結果を出力する。入出力部は、演算部の演算結果に従った、各種指令値を制御対象物に与える。また入出力部は、制御対象物および検出手段から与えられる情報を演算部に与える。

たとえば制御手段２００は、プログラマブルコントローラなどによって実現される。記憶部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶回路によって実現される。また演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算回路によって実現される。また入出力部は、制御対象物および検出手段に接続されるインターフェース回路によって実現される。また入出力部は、作業者から指令が入力されるキーボードなどの入力手段と、作業者に情報を報知するディスプレイなどの報知手段とを含んでいてもよい。

図１１は、液晶モジュール組立作業手順のうち、代行装置１０２の動作を示すフローチャートである。作業台１０１ａでの組立手順について説明するが、他の作業台１０１ｂおよび１０１ｃについても同じであり、作業のタイミングが異なるだけで、３つの作業台１０１ａ〜１０１ｃで並行して組立作業が行われる。

まずステップｓ０では、制御手段２００がパネルストッカ１０３を制御して、液晶パネル１を搭載する１つのパネルトレイ１２７を、投入部１２０からパネル取出し部１２１に搬送させる。また制御手段２００がモジュールストッカ１０４を制御して、空のモジュールトレイ１３７を、空トレイ投入部１３０からモジュール搭載部１３１に搬送させる。

制御手段２００は、パネルストッカ１０３の画像形成ユニット１２４によって測定された液晶モジュール１の情報を取得するとともに、パネルトレイ１２７およびモジュールトレイ１３７の準備が完了したことを示す信号を各ストッカ１０３，１０４から与えられることで、ステップｓ１に進み、組立作業を開始する。

ステップｓ１では、制御手段２００が移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、部品保持手段１０５ａをパネルストッカ１０３の取出位置に移動させる。具体的には、制御手段２００は、パネルストッカ１０３の画像計測ユニット１２４から与えられる計測結果に基づいて、部品保持手段１０５ａに設定される保持位置で、液晶パネル１を保持可能となるように、部品保持手段１０５ａの姿勢および移動量を決定し、決定した姿勢および移動量となるように移動手段１０２ａ，１０２ｂを動作させ、ステップｓ２に進む。

ステップｓ２では、制御手段２００は、部品保持手段１０５ａに吸着指令を与えて、液晶パネル１の表面側を部品保持手段１０５ａの保持位置に吸着保持する。そのあと制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、部品保持手段１０５ａを移動させて、パネルトレイ１２７から液晶パネル１を取出させ、ステップｓ３に進む。

ステップｓ３では、制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、部品保持手段１０５ａに保持される液晶パネル１を保護フィルム剥離手段１０６に移動させる。そのあと制御手段２００は、ロボット１０２ａおよび保護フィルム剥離手段１０６を制御して、液晶パネル１の裏面側保護フィルム１ａを剥離除去し、ステップｓ４に進む。

ステップｓ４では、制御手段２００は、パレット位置センサ３００から作業パレット１１１が代行作業位置に位置することを示す検出信号が与えられ、かつその検出信号に含まれる識別信号に対応する作業台１０１に、液晶パネル１が配置されていないことを判断すると、ステップｓ５に進む。

具体的には、制御手段２００は、作業台１０１が液晶パネル１を乗載しているか否かを示す乗載情報を、作業台１０１ａ〜１０１ｃ毎に記憶部に記憶する。制御手段２００は、記憶部の乗載情報に基づいて、代行作業位置に位置する作業パレット１１１が、液晶パネル１を乗載していないと判断すると、パレット位置センサ３００の出力信号に含まれる識別情報を有する作業台１０１ａ上の作業パレット１１１に液晶パネル１を移載することを決定し、ステップｓ５に進む。また制御手段２００は、液晶パネル１を乗載していない作業台に対応する識別信号を含む出力信号が、パレット位置センサ３００から与えられるまで、言い換えると、液晶パネル１を移載する作業パレット１１１が存在するまで、ステップｓ４を繰返す。

ステップｓ５では、制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、ステップｓ４で決定した移載すべき作業台１０１ａ上の作業パレット１１１に、部品保持手段１０５ａを移動させ、ステップｓ６に進む。ステップｓ６では、制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、液晶パネル１がフレーム２のパネル取付け部２ａに収まるように位置決めし、部品保持手段１０５ａに吸着解除指令を与えて、液晶パネル１をフレーム２にはめ込んで移載し、ステップｓ７に進む。フレーム２にはめ込まれた液晶パネル１は、表の面が上方に位置し、裏の面がフレーム２に当接する。またステップｓ６で液晶パネル１をフレーム２にはめ込むと、制御手段２００は、対応する作業台１０１が液晶パネル１を乗載していることを示すように記憶部の乗載情報を書き換える。

ステップｓ７では、制御手段２００は、パレット位置センサ３００から作業パレット１１１が代行作業位置に位置することを示す検出信号が与えられ、かつその検出信号に含まれる識別信号に対応する作業台１０１に液晶モジュール１０が既に配置されていることを判断すると、ステップｓ８に進む。具体的には、制御手段２００は、記憶部の乗載情報に基づいて、代行作業位置に位置する作業パレット１１１が、液晶モジュール１０を乗載していると判断すると、パレット位置センサ３００の出力信号に含まれる識別情報を有する作業台１０１ａ上の作業パレット１１１で組立てられた液晶モジュール１０を払出すことを決定し、ステップｓ８に進む。

ステップｓ８では、制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、ステップｓ７で決定した作業台１０１ａ上の作業パレット１１１に、把持手段１０５ｂを移動させる。次に制御手段２００は、把持手段１０５ｂに把持指令を与えて、把持手段１０５ｂによって液晶モジュール１０を把持し、ステップｓ９に進む。

ステップｓ９では、制御手段２００は、移動手段１０２ａ，１０２ｂを制御して、把持手段１０５ｂをモジュールストッカ１０４のモジュール搭載部１３１に移動させる。そのあと制御手段２００は、把持手段１０５ｂに把持解除指令を与えて、モジュール搭載部１３１に配置された空のモジュールトレイ１３７に液晶モジュール１０を移載し、ステップｓ１０に進む。

ステップｓ１０では、予め定められる終了するか否かを判断し、終了条件を満足すると、ステップｓ１１に進み、動作を終了する。たとえば終了条件は、作業者によって終了指令が与えられることで、終了条件を満足する。または予め定められる時刻に達すると終了条件を満足する。またステップｓ１０において、終了条件を満足しない場合には、ステップｓ７に戻り、液晶モジュール組立代行作業を繰り返す。

またステップｓ７において、制御手段２００は、パレット位置センサ３００から作業パレット１１１が代行作業位置に位置することを示す検出信号が与えられ、かつその検出信号に含まれる識別信号に対応する作業台１０１に液晶パネル１が配置されていないことを判断すると、ステップｓ１２〜ステップｓ１６の動作を順に行う。ステップｓ１２〜ステップｓ１６の動作は、上述したステップｓ１〜ステップｓ３、ステップｓ５，ｓ６にそれぞれ対応する。ステップｓ１６の動作を終了すると、ステップｓ７に戻る。このように代行装置１０２は、制御手段２００に制御されることによって、各作業台への液晶パネル１の移載と、各作業台からの液晶モジュール１０の払出しを行うことができる。

図１２は、液晶モジュール組立作業手順のうち、作業者の動作を示すフローチャートである。作業台１０１ａでの組立手順について説明するが、他の作業台１０１ｂおよび１０１ｃについても同じであり、作業のタイミングが異なるだけで、３つの作業台１０１ａ〜１０１ｃで並行して組立作業が行われる。

まずステップａ０では、作業者が各作業台１０１ａに位置するとともに、フレーム２、ベゼル３およびベゼル固定用のネジ部材４などの組立部品が、専用の台車などで作業者の周りに配置された状態で、ステップａ１に進み、組立作業を開始する。

ステップａ１では、作業者は、作業パレット１１１の２つのグリップ１１１ｂを両手で握るとともに、スイッチ１１１ｃを押してストッパ機構を移動許容状態に切換えて、作業パレット１１１に力を与えて残余作業位置に作業パレット１１１を移動させる。作業パレット１１１が既に残余作業位置に位置する場合には、作業者は、作業パレット１１１を移動させる必要はない。このように残余作業位置に位置する作業パレット１１１の固定ブロック１１１ａにフレーム２をはめ込んで取付け、ブロック体駆動手段に駆動指令を与えることによって、ブロック体を移動させて、作業パレット１１１に設定される位置決め位置にフレーム２を固定し、ステップａ２に進む。

ステップａ２では、作業者は、作業パレット１１１に配置されたグリップ１１１ｂを握ってスイッチ１１１ｃを押し、作業パレット１１１を移動許容状態に設定する。そのあと作業者は、グリップ１１１ｂから力を与えて作業パレット１１１を代行作業位置に移動させ、ステップａ３に進む。代行作業位置に作業パレット１１１を配置すると、上述したステップｓ４〜ｓ６に示すように、代行装置１０２がフレーム２に液晶パネル１をはめ込んで、液晶パネル１を作業パレット１１１に移載する。

ステップａ３では、作業者は、代行装置１０２による液晶パネル１の移載作業が終了しているかどうか判断する。作業者が液晶パネルの移載作業が終了していると判断した場合は、ステップａ４に進む。ステップａ４では、作業者は、作業パレット１１１に配置されたグリップ１１１ｂを握ってスイッチ１１１ｃを押し、作業パレット１１１を移動許容状態に設定する。そのあと作業者は、液晶パネル１が移載された作業パレット１１１を、残余作業位置に移動させ、ステップａ５に進む。

ステップａ５では、作業者は、駆動回路基板１ｂをフレーム２の駆動回路取付け部２ｂに取付け、ステップａ６に進む。ステップａ６では、作業者は、液晶パネル１の表側保護フィルム１ａを剥離除去する。保護フィルムの剥離作業は、剥離帯電によって液晶パネル１の回路が損傷するのを防止するため、除電装置であるイオナイザーで除電しながら行う。

ステップａ７では、作業者は、ベゼル３をフレーム２と液晶パネル１とに被せ、ステップａ８に進む。ステップａ８では、作業者は、電動ドライバを用いてベゼル３をネジ締めして取付け、液晶モジュール１０の組立てを完了させ、ステップａ９に進む。ステップａ９では、作業者は、作業パレット１１１に配置されたグリップ１１１ｂを握ってスイッチ１１１ｃを押し、作業パレット１１１を移動許容状態に設定する。そのあと作業者は、作業パレット１１１を代行作業位置に移動させ、ステップａ１０に進む。

ステップａ１０では、作業者は、液晶モジュール組立作業を終了してよいかどうか判断する。作業者が組立作業を終了してもよいと判断すると、制御手段２００に終了指令を与えて、組立作業を終了する。

図１３は、液晶モジュール組立における作業者と、代行装置１０２との作業タイミングを示すガントチャートである。図１３は、作業者および代行装置１０２が、上述した作業手順で動作した場合を示す。本実施の形態では、１台の代行装置１０２が、３台の作業台１０１ａ〜１０１ｃにエンドエフェクタ１０５を順番に到達させて、液晶モジュールの組立作業を支援する。

本実施の形態では、作業者が行う最初の作業であるフレーム配置作業の開始時期ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ１ｃを、各作業台でずらす。代行装置１０２が、液晶パネルを移載するのに必要な時間Ｗ１は、フレーム配置作業の開始時期ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ１ｃがずれる時間Ｗ２に比べて小さく設定される（Ｗ１＜Ｗ２）。これによってそれぞれのフレーム配置作業の開始時期ｔ１に達したときには、他の作業台に対する代行装置１０２のパネル移載作業が完了した状態であり、他の作業台に対する代行装置１０２のパネル移載動作が完了するまで、注目する作業台に対応する作業者が待機する待機時間をなくすことができる。

また各作業台での作業者による作業時間に極端な差がなければ、フレーム配置作業の開始時期ｔ１のずれに応じて、組立作業のタイミングがずれて、作業者が行う最後の作業であるねじ締め作業の終了時期ｔ２ａ，ｔ２ｂ，ｔ２ｃがずれる。代行装置１０２が、液晶モジュール１０を払出すのに必要な時間Ｗ３は、ねじ締め作業の終了時期ｔ２ａ，ｔ２ｂ，ｔ２ｃがずれる時間Ｗ４に比べて小さく設定される（Ｗ３＜Ｗ４）。これによってそれぞれのねじ締め作業の終了時期ｔ２に達したときには、他の作業台に対する代行装置１０２のモジュール払出し作業が完了した状態であり、他の作業台に対する代行装置１０２のモジュール払出し動作が完了するまで、注目する作業台に対応する作業者が待機する待機時間をなくすことができる。

本実施の形態では、代行装置１０２が、液晶パネル１を移載するに必要な時間Ｗ１と、液晶モジュール１０を払出すのに必要な時間Ｗ３との加算値（Ｗ１＋Ｗ３）は、作業者が行うフレーム配置作業の開始時期ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ１ｃがずれる時間Ｗ２よりも小さく設定される（Ｗ１＋Ｗ３＜Ｗ２）。これによって他の作業台の代行装置１０２の動作の影響を受けることなく、作業者は、組立作業に寄与しない待機時間を低減することができる。

このように１つの作業台に対して、代行装置１０２によって代行作業が行われる間に、他の作業台で作業者が代行作業以外の残余の作業である手作業を行う。言い換えると、代行装置１０２による作業台毎の代行作業の作業時期をずらす。したがって代行装置１０２は、１つの作業台での手作業の作業完了を待つ間に、他の作業台で代行作業を行うことができ、作業者の作業完了待ちによるむだを省くことができる。このように本実施形態の組立支援システムでは、生産性を維持した状態で、作業台ごとに代行装置１０２を設ける必要がなく、システムを設置するための設置費を低減させることができる。また代行装置１０２と作業者の作業時間は、作業待ちによるむだが発生しないように設定されるべきである。つまり代行装置１０２の作業能力および作業台毎の作業者の数を、作業待ちによるむだが発生しないように設定する。

以上のように本実施形態の組立支援システム１００によれば、作業台毎で個別に組立作業が行われるので、ライン生産方式のように組立途中の組立構造体を搬送コンベアで搬送する必要がない。またパレットが作業台から分離する構成でないので、パレットを循環させるためのリターンコンベアを必要としない。このように組立作業に直接関係しないコンベアを必要としないので、コンベアのために必要な設置面積や設備費を低減することができる。

特に本実施形態のように、液晶モジュールを組立てる場合には、コンベアを省略することに起因する設置面積および設備費の低減効果が大きい。たとえば液晶モジュールの短辺の形状が６００ｍｍ以上であると、本実施形態の組立支援システムを用いる効果が顕著となる。

また搬送コンベアで連結するライン生産方式では、すべての組立作業ステーションで連続して作業を行うためには、少なくとも組立作業ステーションの数のパレットが必要となる。さらに各組立作業ステーションの作業完了時期のずれを吸収するためには、組立て作業ステーションの数よりもたくさんのパレットが必要となる。そのためパレットに必要なコストが高くなるだけでなく、パレット上に組立て途中の組立構造体が載っているため、仕掛り在庫が増えるという問題も発生する。

これに対して本実施形態の組立支援システム１００によれば、組立て途中の組立構造体は作業台の個数分しかなく、組立て途中の組立構造体が搬送コンベアに配置される場合に比べて仕掛り在庫を減らすことができる。さらに作業パレットの数も、作業台の個数分しかないので、パレットに必要なコストを低減することができる。さらに作業台ごとに固定ブロック１１１、スライド機構１１２、ストッパ機構などの付属品をパレットに設けたとしても、パレット数を減らすことができるので、製造コストの増大を抑えることができる。

また本実施形態の組立支援システム１００によれば、組立作業の一部を代行する代行装置１０２を含んでいる。このため重量または形状の大きい部品の運搬作業および精密部品の取付け作業などの、手作業では困難な作業を代行装置に代行させることができる。また本実施の形態に示すように液晶モジュールを構成する複数の部品のうちで、重量または形状の大きい部品を作業台へ移載する移載作業を代行することで、他の部品を移載および搬送する場合に比べて、作業者の負担を減らすことができる。

たとえば１人の作業者が繰返し搬送可能な液晶パネルおよびモジュールのサイズは、４０〜４５型が限度であり、それ以上では、人手作業のみによる組立作業の生産性が著しく低下する。しかしながら本実施形態では、パネルおよびモジュールの搬送作業を代行装置に担わせるので、作業台毎に作業者が行う作業の負担を減らして、組立作業の効率を上げることができる。したがって４５型以上の液晶モジュールの組立作業では、生産効率の低下を効果的に防ぐことができる。また作業者の作業能力には個人差があり、３７〜４４型であっても、１人の作業者が繰返し搬送可能なサイズの限度となる場合があり、組立て構造体は、４５型以上の液晶モジュールの組立作業に限定されるものではない。

さらに上述したように代行装置１０２は、複数の作業台に到達可能であるので、１台の代行装置で複数の作業台における組立作業の一部をそれぞれ代行できる。これによって作業台毎に代行装置を設ける必要がなく、設備費を抑えることができる。また本実施形態では、代行装置１０２を水平方向に囲んで、各作業台１０１ａ〜１０１ｃおよび各ストッカ１０３，１０４が配置されることで、代行装置１０２の動作範囲を可及的に小さくすることができる。また本実施の形態では、各作業台の残余作業位置が、代行装置１０２の動作範囲外に設定される。これによって残余作業位置で組立て作業を行う作業者は、代行装置１０２が動作する場合に、作業位置から退避する必要がなく、作業者の移動を減らして作業効率を向上させることができる。また仮に代行装置１０２が誤動作したとしても、代行装置１０２が残余作業位置に進入することがなく、作業者と代行装置との接触を防ぐことができる。

また代行装置１０２は、吸着保持手段１０５ａと把持手段１０５ｂとが別々に設けられる。保護フィルム１ａが装着された状態で、液晶パネル１を吸着することで液晶パネル１が傷つくことを防ぐことができる。また代行装置１０２は、保護フィルム１ａが除去された液晶モジュール１０の縁辺であるフレーム２またはベゼル３部分を把持することで、保護フィルム１ａが除去されていたとしても液晶パネル１が傷つくことを防ぐことができる。このように代行装置１０２は、吸着保持手段１０５ａと把持手段１０５ｂとを個別に備えることで、液晶パネル１が損傷することなく好適に搬送させることができる。また代行装置１０２は、吸着保持手段１０５ａおよび把持手段１０５ｂが、エンドエフェクタ１０５に設けられるので、吸着保持手段１０５ａと把持手段１０５ｂとを別々のロボットで搬送する場合に比べて、ロボットの数を減らして、製造コストを低減することができる。

また本実施形態の作業台によれば、位置決め機構が作業台毎に設けられるので、位置決めされた部品に対して組立作業をすることができ、位置決め精度が要求される作業を代行装置が代行することができる。また位置決め機構を作業台に直接組み込むことができるので、外部から位置決めする機構のように、画像計測ユニットなどの複雑な機構をつける必要がなく、装置コストを低減することができる。また代行装置１０２は一度作業位置が教示されるだけで、組立て毎に作業を行うことができ、代行装置１０２が代行する作業を安定させることができるので、１つの組立構造体に対して何度も位置決め作業を実施する必要がない。

また本実施形態の作業台には、代行装置１０２に対する位置または姿勢が変更されるパレット１１１を備えている。またパレット位置の移動距離を、代行装置１０２の可動範囲外に設定される残余作業位置まで移動可能に設定できる。このため作業者が、代行装置１０２による代行作業時に残余作業位置から退避する必要がなく、作業者の移動を減らして作業効率を向上させることができる。またストッパ機構が設けられるので、不所望にパレット１１１が代行作業位置に移動することが防がれ、組立途中の液晶モジュールと代行装置１０２とが干渉することを防ぐことができる。

またパレット１１１が代行作業位置に移動したことを検出するパレット位置センサが設けられることで、作業者が、パレット１１１を代行作業位置に移動させたあとで、代行装置１０２に代行作業を開始させる指令を別途与えなくても、代行装置１０２に代行作業を開始させることができる。これによって確実に代行装置１０２に代行作業を行わせることができ、作業者の待機時間を短縮することができる。またパレット１１１が代行作業位置に位置していない状態で、代行装置１０２の代行作業が開始することが防がれ、ロボットによる代行タイミングを正確に与えることができる。

また裏面の保護フィルム１ａの剥離除去を代行装置１０２が行うことで、液晶パネル１とフレーム２との間の保護フィルム１ａが予め剥がされた状態で、液晶パネル１とフレーム２とが合わされるので、作業者が担う組立作業を簡単化することができる。これに対して、フレーム２に液晶パネル１を搭載した状態で、裏面の保護フィルム１ａを作業者が剥離する場合には、裏面の保護フィルム１ａの端部は、フレーム２によって隠れており、剥離し始めることが困難である。本実施形態では、上述したように裏面の保護フィルム１ａの剥離作業を代行装置１０２に行わせることで、作業者の組立作業を簡単化することができる。

以上のような本実施の形態は、発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば液晶モジュール組立支援システムの組立作業のうち、液晶パネル移載作業と、裏側保護フィルム剥離作業と、液晶モジュール搬送作業とを代行装置１０２で代行作業する例を示した。しかしながら本発明は、これに限定するものではなく、代行装置１０２、作業台１０１およびモジュールストッカ１０４などに機械で代行作業が行える機構を組込んで、他の組立作業を機械で代行作業してもよい。

また代行装置１０２が、部品の搬送を行う場合、垂直多関節型ロボットではなく、他の搬送装置によって実現してもよい。たとえば可動領域が少ない場合には、代行装置１０２は、ロボット単体であってもよく、１軸スライダ１０２ｂを有しなくてもよい。また本実施の形態では、代行装置１０２は、各ストッカ１０３，１０４が設けられたが、各ストッカ１０３，１０４は、従来のストッカ装置を用いてもよい。

また作業台を３台として構成したが、３台に限定されず、代行装置１０２による代行作業時間と、作業台での作業者による作業時間との比率を基準として、代行装置１０２と作業者の待機時間が少なくなるように、作業台の台数を決めてもよい。また作業者は作業台１台に１人と固定するものではなく、１つの液晶モジュールの組立て時間に占める作業者の作業時間の割合が小さければ、たとえば２台の作業台について１人の作業者が時間をずらして作業を行ってもよい。また作業者が行っていた動作を、他の機械に行わせてもよい。

また本実施形態では、組立構造体として液晶モジュールを示したがこれに限定せず、液晶モジュール以外の組立構造体を用いることができる。特に、作業者による搬送が困難な、重量または形状の大きい部品および精密部品を代行装置１０２が代行搬送してもよい。このような組立構造体として、液晶表示モジュール、プラズマ表示モジュールおよび電子発光（Electro Luminescent、略称ＥＬ）表示モジュールなどの部品である表示パネルを挙げることができる。

また本実施形態では、図１１に示す手順に従って、制御手段２００は、代行装置１０２にパネル移載させるのか、モジュールの払出しをさせるのかを判断したが、制御手段２００の制御手順はこれに限定されない。たとえば制御手段２００は、予め定められるシーケンスプログラムにしたがって、代行装置１０２にパネル移載させるのか、モジュールの払出しをさせてもよい。

本発明の実施の一形態である組立支援システム１００の構成を示す平面図である。 液晶モジュール１０を示す分解斜視図である。 作業台１０１ａの構成を示す平面図である。 パネルストッカ１０３の構成を示す正面図である。 パネルストッカ１０３の構成を示す平面図である。 モジュールストッカ１０４の構成を示す正面図である。 モジュールストッカ１０４の構成を示す平面図である。 保護フィルム剥離手段１０６の構成を示す正面図である。 保護フィルム１ａの剥離除去手順を説明するための図である。 組立支援システム１００の電気的構成を示すブロック図である。 液晶モジュール組立作業のうち、代行装置１０２の動作を示すフローチャートである。 液晶モジュール組立作業手順のうち、作業者の動作を示すフローチャートである。 液晶モジュール組立における作業者と、代行装置１０２との作業タイミングを示すガントチャートである。 第１の従来技術による液晶モジュール組立作業手順を示すフローチャートである。 第２の従来技術による液晶モジュール組立作業の構成を示す図である。 第２の従来技術による液晶モジュール組立作業手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ フレーム
３ ベゼル
１０ 液晶モジュール
１００ 組立支援システム
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 作業台
１０２ 代行装置
１０２ａ ６軸垂直多関節ロボット
１０２ｂ １軸スライダ
１０３ パネルストッカ
１０４ モジュールストッカ
１０５ エンドエフェクタ
１０５ａ 部品保持手段
１０５ｂ 把持手段
１０６ 保護フィルム剥離手段
１１０ 作業台ベース体
１１１ 作業パレット
１１１ａ 固定ブロック
１１１ｂ グリップ
１１１ｃ スイッチ
１１２ スライド機構
３００ 位置センサ

Claims (7)

1. 複数の部品が組合される組立構造体を作業台で組立てる組立作業を支援する組立支援システムであって、
   それぞれ個別に組立構造体の組立作業が行われる複数の作業台と、
   複数の作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置とを含んで構成される組立支援システム。
2. 前記代行装置は、組立構造体を構成する複数の部品のうちで、重量または形状の大きい部品を作業台へ移載する移載作業を代行することを特徴とする請求項１記載の組立支援システム。
3. 組立構造体は、表示パネルと、表示パネルの縁辺を覆う枠状部材とを含んで構成される表示モジュールであって、
   前記代行装置は、表示パネルを作業台へ移載する移載作業を代行することを特徴とする請求項２記載の組立支援システム。
4. 前記代行装置は、作業台で組立てられた組立構造体を、予め定められる搬送先に搬送する搬送作業を代行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の組立支援システム。
5. 前記作業台は、組立構造体の組立てに用いられる少なくとも１つの部品を、代行装置に対して予め定められる固定位置に位置決め可能な位置決め機構を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の組立支援システム。
6. 各作業台は、組立構造体の組立てに用いられる部品を搭載し、組立構造体の組立作業のうち、代行装置による代行作業を行う場合と、代行作業以外の残余の作業を行う場合とで、代行装置に対する位置または姿勢が変更されるパレットを備え、
   前記代行装置は、パレットの位置または姿勢を検出する検出手段からの検出結果に基づいて、代行作業を行う位置または姿勢にパレットが配置されたことを判断すると、代行作業を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の組立支援システム。
7. 作業台で複数の部品を組合せて組立構造体を組立てる組立方法であって、
   第１の作業台で組立構造体の組立作業を行う第１組立工程と、
   第１組立工程に対して、組立開始時期をずらして、第２の作業台で組立構造体の組立作業を行う第２組立工程とを含み、
   各組立工程では、複数の作業台に到達可能であって、到達した作業台で行われる組立構造体の組立作業に必要な複数の作業のうち、一部の作業を代行する代行装置を用いて組立作業を行うことを特徴とする組立方法。

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