JP2009023013A - 組立生産ライン - Google Patents

Abstract

【課題】組立生産ラインをループ状に構成して組立生産ラインの最上流部に向けて返却搬送中の空の組立用パレットに複数の部品をピッキング可能にし、組立用パレットを返却搬送するための返却専用コンベアを省略し、組立負荷の高い製品の組立に対処可能にする。
【解決手段】組立生産ラインを多数のパレットを搬送可能なループ状に構成し、この組立生産ラインに、製品のベース部品をパレットにセットするベース部品セットステーションと、パレット上のベース部品に複数の部品を組付ける組立ゾーンと、製品をパレットから取り出す取出しステーションと、取出しステーションとベース部品セットステーションとの間に配設され、複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚を備え、部品指示情報により空の各パレットのセット部に部品をセットする部品セットゾーンとを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、組立生産ラインに関し、特に多数のパレットをループ状に搬送可能な組立生産ラインに各パレットに部品をセットする部品セットゾーンを設けたものに関する。

自動車工場等において、手動変速用のトランスミッション等の製品を組立てる組立生産ラインにおいては、直線的に延びる組立ラインを設け、この組立ラインには多数の組立用パレットを配置すると共に、部品を取り揃えたピッキングパレットを組立用パレットに夫々載置するように配置し、それら組立用パレットとピッキングパレットを組立ラインに沿って搬送しながら、種々の部品を組付けて製品を組立てるのが一般的である。

製品の組立が完成すると、組立用パレットは返却専用コンベアにより組立ラインの最下流部から最上流部に搬送される。ピッキングパレットは、専用のピッキングラインに搬送され、ピッキングラインにおいてピッキングパレットに種々の部品を取り揃えてセットされ、その部品が揃ったピッキングパレットは組立ラインの最上流部に搬送されて組立用パレットに載置される。上記のピッキングラインは、組立ラインの近くに設けられるが、組立ラインとは別個に設けられる。また、サブアセンブリ部品は、サブアセンブリステーションにおいてサブアセンブリしてからピッキングラインに供給される。

上記の組立ラインでは、機種の異なる複数種類の製品が混流生産にて組立てられるが、組立負荷が最大の製品の組立てを可能とする人員を配置しなければならないため、組立負荷がより少ない製品の組立の際には、一部の人員がアイドル気味になる。
例えば、特許文献１には、自動車用のトランスミッションを組立てる上記と同様の生産ラインが開示されている。この特許文献１の組立生産ラインにおいては、直線状の組立ラインに多数の組立枠（組立用パレット）を配置し搬送しながら組立を行う。

この組立ラインの下流部から分岐して上流部に接続された保持棚搬送ライン（ピッキングライン）を設け、保持棚搬送ラインに配置した複数の部品保持棚（ピッキングパレット）に部品準備ステーションにおいて種々の部品をピッキングし、それら部品が取り揃えられた部品保持棚を組立ラインの最上流部に搬送してから組立枠に載置し、組立枠と部品保持棚を組立ラインに沿って搬送しながら組立を行う。尚、完成した製品を搬送して外部へ移動した組立枠は、最終的に返却専用コンベア又は搬送用台車等で、組立ラインの最上流部に返却されることになる。
特開昭４９−１２９２７５号公報

前記の従来技術に係る組立生産ラインでは、使用済みの空の組立用パレットを組立ラインの上流部へ返却するための返却専用コンベアを設けなければならないため、コンベア長が長くなり、組立用パレットの数が多くなり、それらの工場スペースも必要となるため、組立生産ラインの設備コストが高くなる。
しかも、組立用パレットの他に、ピッキングパレットを採用し、ピッキングラインも設けるため、コンベア長が長くなり、多数のピッキングパレットも必要で、工場スペースも必要となるため、組立生産ラインの設備コストが高くなる。

上記の直線的な組立ラインにおいて、機種の異なる複数種類の製品を混流生産にて組立てる場合には、組立負荷が最大の製品の組立てを可能とする人員を配置しなければならないため、組立負荷がより少ない製品の組立の際には、一部の人員がアイドル気味になる。

本発明の目的は、組立生産ラインをループ状に構成して組立生産ラインの最上流部に向けて返却搬送中の空の組立用パレットに複数の部品をピッキング可能にすること、ピッキングパレットを省略すること、組立用パレットを返却搬送するための返却専用コンベアを省略すること、組立負荷の高い製品に対処する為の並列組立ゾーンを設けること、等である。

請求項１の組立生産ラインは、複数種類の製品を組立てる組立生産ラインにおいて、前記組立生産ラインを多数のパレットを搬送可能なループ状に構成し、この組立生産ラインに、前記製品のベース部品をパレットにセットするベース部品セットステーションと、前記パレット上のベース部品に複数の部品を組付ける組立ゾーンと、組立完成した製品をパレットから取り出す取出しステーションと、前記取出しステーションとベース部品セットステーションとの間に配設され、組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚を備え、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットのセット部に部品をセットする部品セットゾーンとを設けたことを特徴としている。

前記取出しステーションとベース部品セットステーションとの間に配設された部品セットゾーンは、組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚を備え、この部品セットゾーンにおいて、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットのセット部に部品をセットするため、ピッキングパレットと専用のピッキングラインを省略することができ、組立用のパレットを返却するための返却専用コンベアを省略することができる。

請求項２の組立生産ラインは、請求項１の発明において、前記部品セットゾーンは、製品の生産管理情報に基づいて各パレットの情報記憶部に製品情報を記憶させる情報書き込み手段と、前記情報記憶部の製品情報を読み取ってセット対象の部品の部品指示情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

請求項３の組立生産ラインは、請求項１又は２の発明において、前記組立ゾーンの一部に、組立負荷の大きな製品の組立に対処する為の並列組立ゾーンを設けたことを特徴としている。

請求項４の組立生産ラインは、請求項１〜３の何れかの発明において、複数のサブ用パレットを搬送可能なループ状のサブ組立ラインを備え、このサブ組立ラインは、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各サブ用パレットに部品をセットするサブ用部品セットゾーンと、部品を組立ててサブアセンブリ部品を完成するサブアセンブリ部品組立ゾーンと、前記組立ゾーンにサブアセンブリ部品を投入する搬出ステーションとを備えたことを特徴としている。

請求項５の組立生産ラインは、請求項４の発明において、前記搬出ステーションは、製品の種類別に前記組立ゾーンと前記並列組立ゾーンとに分けてサブアセンブリ部品を投入可能に構成されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、ループ状の組立生産ラインにおいてパレットを循環させる方式にし、取出しステーションとベース部品セットステーションとの間に部品セットゾーンを配設し、部品セットゾーンに組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚を設け、この部品セットゾーンにおいて、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットのセット部に部品をセットするため、ピッキングパレットと専用のピッキングラインを省略することができ、組立用の空のパレットを返却するための返却専用コンベアを省略することができる。それ故、パレット数を少なくし、コンベア長を短縮し、工場スペース効率を高め、組付け生産ラインの設備費を低減できる。

請求項２の発明によれば、前記部品セットゾーンは、製品の生産管理情報に基づいて各パレットの情報記憶部に製品情報を記憶させる情報書き込み手段と、前記情報記憶部の製品情報を読み取ってセット対象の部品の部品指示情報を表示する表示手段とを備えたため、部品セットゾーンにおいてパレットに間違った部品をセットすることがなく、誤った組付けを行うのを確実に防止することができる。

請求項３の発明によれば、前記組立ゾーンの一部に、組立負荷の大きな製品の組立に対処する為の並列組立ゾーンを設けたため、この並列組立ゾーンにより、組立負荷の高い製品に対して組立作業ステーション数を増加することが可能となり、効率的なタクト編成が可能になり、生産性を高めることができる。

請求項４の発明によれば、複数のサブ用パレットを搬送可能なループ状のサブ組立ラインを設け、このサブ組立ラインに、サブ用部品セットゾーンと、サブアセンブリ部品組立ゾーンと、搬出ステーションとを設けたため、サブ組立ラインにおいてサブアセンブリ部品を効率的に生産して組付け生産ラインに供給することができる。

請求項５の発明によれば、製品の種類別にメインの組立ゾーンと並列組立ゾーンとに分けてサブアセンブリ部品を投入するため、製品の種類に対応させて効率的にサブアセンブリ部品を投入し組付けることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示す組立生産ラインＬは、複数車種の為の複数種類のトランスミッション（手動変速機）を組立てるコンベアラインであり、この「トランスミッション」が製品に相当する。組立生産ラインＬは、多数の組立用のパレットＰを搬送可能なほぼ矩形のループ状のコンベアラインに構成されている。

この組立生産ラインＬには、ギヤ・シャフトの基本レイアウトが異なる例えば２種類のトランスミッションのベース部品（例えば、クラッチハウジング）をパレットＰにセットするベース部品セットステーション１と、パレットＰ上のベース部品に複数の部品を組付ける多数のステーションを有する組立ゾーン２と、組立完成したトランスミッションをパレットＰから取り出す取出しステーション３と、取出しステーション３とベース部品セットステーション１との間に配設された部品セットゾーン４等が設けられている。

この組立生産ラインＬに付随する複数のサブ組立ステージが設けられ、これらサブ組立ステージとして、ギヤ・シャフトサブ組立ステージ６、クラッチハウジングサブ組立ステージ８と、ミッションケースサブ組立ステージ９、デフサブ組立ステージ（図示略）、シフトフォークサブ組立ステージ（図示略）、チェンジリングサブ組立ステージ（図示略）などが設けられている。

前記ギヤ・シャフトサブ組立ステージ６は、複数のサブ用パレットＰａを搬送可能なループ状のサブ組立ラインであり、シャフトに複数のギヤ類を圧入プレス等により組付けてサブアセンブリ部品（ギヤ・シャフトサブアセンブリ）とするサブ組立ラインである。
このサブ組立ラインは、上記２種類のトランスミッションの変速段数が異なる全てのギヤ・シャフトのサブアセンブリ部品を前記組立ゾーン２と並列組立ゾーン２Ａとにトランスミッションの種類毎に分けて供給している。

このサブ組立ラインは、トランスミッションを生産する生産順序情報などの生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各サブ用パレットＰａに部品をセットするサブ用部品セットゾーン６ａと、部品を組立ててサブアセンブリ部品を完成するサブアセンブリ部品組立ゾーン６ｂと、前記組立ゾーン２の投入ステーション２ｄにベース部品の種類に対応させたサブアセンブリ部品を図示しない搬送手段で投入する搬出ステーション６ｃと、前記並列組立ゾーン２Ａの投入ステーション２ｅにベース部品の種類に対応させたサブアセンブリ部品を図示しない搬送手段で投入する搬出ステーション６ｄとを備えている。

前記のサブ用部品セットゾーン６ａには、複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚７が設けられており、トランスミッションの生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各サブ用パレットＰａのセット部に部品がセットされる。

図２に示すように、部品セットゾーン４は、組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚５を備え、トランスミッションの生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットＰのセット部Ｐｓに部品がセットされる。尚、この部品セットゾーン４については後述する。

組立ゾーン２の上流側の一部に組立負荷の大きなトランスミッションの組立に対処する為の並列組立ゾーン２Ａが設けられている。この並列組立ゾーン２Ａは、ベース部品セットステーション１の下流側隣接ステーション２ａから図１の左方へ連なり且つステーション２ｂに合流する平面視コ字形状に配設されたバイパス状のコンベアラインである。

この並列組立ゾーン２Ａにおいては、クラッチハウジング組付け作業負荷の多いトランスミッションについてクラッチハウジング組付け作業が実行される。この並列組立ゾーン２Ａを設けることで、組立ゾーン２の長さを拡大してステーション数を増すことができるため、組立負荷の大きな種類のトランスミッションの組立ゾーン２を拡大することができ、平準化されたタクト編成が可能となり生産効率を高めることができる。

組立ゾーン２の下流側の一部にも組立負荷の大きなトランスミッションの組立に対処する為の並列組立ゾーン２Ｂが平面視コ字形状に設けられている。並列組立ゾーン２Ｂはステーション２ｃから図１の右方へ延び且つ取出しステーション３に合流する平面視コ字形状に配設されたバイパス状のコンベアラインである。この並列組立ゾーン２Ｂにおいては、ミッションケースの締め付け、ロックナット締結、リヤカバーの為のシール材塗布、リヤカバーの締め付けなどが行われる。この並列組立ゾーン２Ｂを設けることで、組立ゾーン２の長さを拡大してステーション数を増すことができるため、組立負荷の大きな種類のトランスミッションの組立ゾーン２を拡大することができ、平準化されたタクト編成が可能となり生産効率を高めることができる。

組立ゾーン２のうち、ステーション２ｂからステーション２ｃまでの部分は、共通組立ゾーンであり、この共通組立ゾーンにおいては、クラッチハウジングにおけるシムの測定、シフト系部品の組付け、ロックナット締結、クラッチハウジングへのシール材塗布などが行われる。また、組立ゾーン２のうちの、ステーション２ｃから取出しステーション３においては、ミッションケースの組付け、ミッションケース締め付け、組立完成したトランスミッションの取出しなどが行われる。更に、取出しステーション３から搬出後の仕上げゾーンにおいても、必要に応じて複数工程の補足的な組立作業が実行される。

前記部品セットゾーン４について図１〜図３に基づいて説明する。
部品セットゾーン４は、パレットＰを例えば１５個を１５ステーションに配置するように構成され、部品棚５には例えば１３５の棚５ａ（３段×３列×１５ステーション）が設けられている。各棚５ａにはそこに収納されている部品を取り出してパレットＰのセット部Ｐｓにセットすべきことを指示する表示ランプ１０（表示手段）が設けられている。

ホストコンピュータ２０には、この組立生産ラインＬで組立てるトランスミッションの生産管理情報が格納されている。各パレットＰには、無線通信にて情報を授受可能なＩＣタグを含むＩＤプレート２１が設けられており、部品セットゾーン４の最上流部のステーションＳｔ１には、ホストコンピュータ２０から生産順序情報などの生産管理情報に基づく製品情報を受信する書込み装置２２であって、そこに位置するパレットＰのＩＤプレート２１に生産管理情報に基づく製品情報を書き込む書込み装置２２が設けられている。

この書込み装置２２は、その最上流部にあるパレットＰに組立てるトランスミッションについての製品情報を受けてそのパレットＰのＩＤプレート２１に製品情報を無線通信にて書き込む。このＩＤプレート２１に書き込まれる製品情報は、部品セットゾーン４の１５の各ステーションにおいてパレットＰのセット部Ｐｓにセットすべき部品の部品指示情報と、組立ゾーン４の各ステーションにおいて行う組立作業を指示する組立作業指示情報とが含まれている。

各ステーションＳｔ１，Ｓｔ２，・・には、パレットＰのＩＤプレート２１から部品指示情報を無線通信にて読み出してプログラマブルコントローラ２３に出力する読出し装置２４と、プログラマブルコントローラ２３により点灯制御されｄ部品指示情報を表示する９個の表示ランプ１０と、９個の表示ランプ１０に対応した９個のタッチセンサ１０ａと、パレットＰの移動を規制可能なストッパ機構及びそのストッパ用エアシリンダ２５などが設けられている。

次に、部品セットゾーン４の各ステーションＳｔ１，Ｓｔ２，・・における指示部品取出し制御であって、プログラマブルコントローラ２３により実行される指示部品取出し制御について図４に基づいて説明する。ステーションＳｔ１にパレットＰが搬入されると、それが検出スイッチにより検出され、ホストコンピュータ２０は、書込み装置２２にパレットＰのＩＤプレート２１に部品指示情報を含む製品情報を書き込ませる。

その後、この図４の制御が開始される。パレットＰが搬入されると（Ｓ１：yes ）、ストッパ機構のストッパ用エアシリンダ２５を伸長駆動させてストッパ機構を作動させる（Ｓ２）。次に、読み出し装置２４によりＩＤプレート２１から部品指示情報を含む製品情報が読み出され（Ｓ３）、次に部品の取り出しを指示する点滅対象の複数の表示ランプ１０が決定され（Ｓ４）、次にＳ４において決定された複数の表示ランプ１０が点滅駆動される（Ｓ５）。

そこで、作業者が表示ランプ１０が点滅しているところの棚５ａから部品を取り出してパレットＰのセット部Ｐｓへ入れ、その表示ランプ１０に対応するタッチセンサ１０ａをＯＮ操作すると（Ｓ６）、その該当する表示ランプ１０が点灯に切換えられ（Ｓ７）、点滅ランプ１０が全て点灯に切換えられると（Ｓ８：yes ）、ストッパ機構のストッパ用エアシリンダ２５を退入駆動させてストッパ機構を解除し（Ｓ９）、その後リターンする。 次のパレットが搬入されると、Ｓ１〜Ｓ９が繰り返される。尚、この制御は、各ステーションのパレットＰについて、つまり、部品セットゾーン４の１５ステーションの１５組のパレットＰについて夫々並行的に実行される。

尚、上述のサブ用部品セットゾーン６ａも上記の部品セットゾーン４と同様のシステムで部品のサブ用パレットＰａへのセットが行われる。また、組立生産ラインＬとギヤ・シャフトサブ組立ステージ６は生産管理情報に基づいて同期した生産が行われており、前記組立ゾーン２と前記並列組立ゾーン２Ａへのサブアセンブリ部品の投入は、パレットＰ上のベース部品の種類に対応させて自動的に行うような制御システム（図示略）となっている。

以上の組立生産ラインＬの作用、効果について説明する。
ループ状の組立生産ラインＬにおいてパレットＰを循環させる方式にし、取出しステーション３とベース部品セットステーション１との間に部品セットゾーン４を配設し、部品セットゾーン４に組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚５を設け、この部品セットゾーン４において、トランスミッションの生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットＰのセット部Ｐｓに部品をセットするため、ピッキングパレットと専用のピッキングラインを省略することができ、組立用の空のパレットＰを返却するための返却専用コンベアを省略することができる。それ故、パレット数を少なくし、コンベア長を短縮し、工場スペース効率を高め、組付け生産ラインＬの設備費を低減できる。

部品セットゾーン４は、トランスミッションについての生産管理情報に基づいて各パレットＰのＩＤプレート２１に製品情報を記憶させる書込み装置２２と、ＩＤプレート２１の製品情報を読み取ってセット対象の部品の部品指示情報を表示する表示ランプ１０とを備えたため、部品セットゾーン４においてパレットＰに間違った部品をセットすることがなく、誤った組付けを行うのを確実に防止することができる。

組立ゾーン２の一部に、組立負荷の大きな製品の組立に対処する為の並列組立ゾーン２Ａ，２Ｂを設けたため、この並列組立ゾーン２Ａ，２Ｂにより、組立負荷の高いトランスミッションに対しては組立作業ステーション数を増加することが可能となり、効率的なタクト編成が可能になり、生産性を高めることができる。

複数のサブ用パレットＰａを搬送可能なループ状のサブ組立ライン６を設け、このサブ組立ライン６に、サブ用部品セットゾーン６ａと、サブアセンブリ部品組立ゾーン６ｂと、搬出ステーション６ｃ，６ｄとを設けたため、サブ組立ライン６においてサブアセンブリ部品を効率的に生産して組付け生産ラインＬに供給することができる。
搬出ステーション６ｃ，６ｄは、メインの組立ゾーン２と並列組立ゾーン２Ａにサブアセンブリ部品を搬送投入可能に構成されたため、サブアセンブリ部品を搬出ステーション６ｃ，６ｄからメインの組立ゾーン２と前記並列組立ゾーン２Ａにベース部品の種類に対応させて効率的に搬送投入することができる。

前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１）本発明の組立生産ラインは、トランスミッションの組立に限るものではなく、種々の製品の組立に適用可能である。
２）前記実施例の組立生産ラインでは、組立ゾーンに２つの並列組立ゾーン２Ａ，２Ｂを設けたが、並列組立ゾーンは１つでもよく、３つ以上設けることも可能である。
３）前記実施例の組立生産ラインでは、ベース部品セットステーションを１箇所設けたが、トランスミッションの種類に応じて複数箇所設けるようにしてもよい。
４）その他、当業者ならば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能である。

本発明の実施例に係る組立生産ラインとその関連ゾーンの平面図である。 部品セットゾーンの要部の概略斜視図である。 部品セットゾーンにおける制御系の構成図である。 部品セットゾーンにおける指示部品取り出し制御のフローチャートである。

符号の説明

Ｌ 組立生産ライン
１ ベース部品セットステーション
２ 組立ゾーン
３ 取出しステーション
４ 部品セットゾーン
５ 部品棚
６ サブ組立ライン
６ａ サブ用部品セットゾーン
６ｂ サブアセンブリ部品組立ゾーン
６ｃ, ６ｄ 搬出ステーション
１０ 表示ランプ
１０ａ タッチセンサ
２０ ホストコンピュータ
２１ ＩＤプレート
２２ 書込み装置
２３ プログラマブルコントローラ
２４ 読出し装置

Claims (5)

1. 複数種類の製品を組立てる組立生産ラインにおいて、
   前記組立生産ラインを多数のパレットを搬送可能なループ状に構成し、
   この組立生産ラインに、
   前記製品のベース部品をパレットにセットするベース部品セットステーションと、
   前記パレット上のベース部品に複数の部品を組付ける組立ゾーンと、
   組立完成した製品をパレットから取り出す取出しステーションと、
   前記取出しステーションとベース部品セットステーションとの間に配設され、組付け対象の複数の部品を種類別に収納する複数の部品棚を備え、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各パレットのセット部に部品をセットする部品セットゾーンとを設けたことを特徴とする組立生産ライン。
2. 前記部品セットゾーンは、製品の生産管理情報に基づいて各パレットの情報記憶部に製品情報を記憶させる情報書き込み手段と、前記情報記憶部の製品情報を読み取ってセット対象の部品の部品指示情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の組立生産ライン。
3. 前記組立ゾーンの一部に、組立負荷の大きな製品の組立に対処する為の並列組立ゾーンを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の組立生産ライン。
4. 複数のサブ用パレットを搬送可能なループ状のサブ組立ラインを備え、
   このサブ組立ラインは、製品の生産管理情報に基づいて指示される部品指示情報により空の各サブ用パレットに部品をセットするサブ用部品セットゾーンと、部品を組立ててサブアセンブリ部品を完成するサブアセンブリ部品組立ゾーンと、前記組立ゾーンにサブアセンブリ部品を投入する搬出ステーションとを備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の組立生産ライン。
5. 前記搬出ステーションは、製品の種類別に前記組立ゾーンと前記並列組立ゾーンとに分けてサブアセンブリ部品を投入可能に構成されたことを特徴とする請求項４に記載の組立生産ライン。