JP2010108186A - 作業指示方法、作業指示装置および組付ライン制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの種類によって作業に変動が生じる場合にも工程内で作業の増減に柔軟に対応できる作業指示方法、作業指示装置および組付ライン制御システムを提供する。
【解決手段】複数種類のワークＷに部品Ｐａ，Ｐｂ…の組み付けを行う組付ライン１において、組み付け対象のワークＷの種類に合わせて、少なくとも一つの工程における作業を、定位置作業と、その定位置作業の作業領域６ａの上流側に重なるように配置された作業領域６ｂを備える前作業および／または前記定位置作業の作業領域６ａの下流側に重なるように配置された作業領域６ｃを備える後作業とに振り分けて複数の作業区分に分離し、作業指示装置７に、各作業区分の作業開始位置に合わせて組付作業指示Ｃｍを出力させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のエンジンなどのワークに組み付け部品を組み付ける作業の指示を行う作業指示方法、作業指示装置および組付ライン制御システムに関するものである。

図１０に示すように、エンジンなどのワーク９０に部品を組み付ける組付ライン９１において、搬送コンベア９２などを用いてワーク９０を順次搬送し、各工程の作業領域９３Ａ〜９３Ｃにおいて各作業者がワーク９０への部品の組付作業を行うことが行われている。また、近年の組付ライン９１においては作業指示装置が作業領域９３Ａ〜９３Ｃの開始時点検知信号９４に同期してＩＤカードなどを用いて搬送されるワーク９０の種類９５を読み取り、作業者に対して作業指示９６を出力するように構成されている。すなわち、各作業者は作業指示９６に従って、ワーク９０の種類に対応した組付部品を部品棚から取り出し、この部品をワーク９０に組み付けることにより、組付作業を正確に行うことができる。

また、前記作業指示装置は作業者が指定された部品を取り出したかどうかを確認する確認信号９７により、割り当てられた作業領域９３Ａ〜９３Ｃ内において定められた部品の組み付けを完了しているかどうかを確認し、組付作業が完了しない場合には、作業遅れとなるので搬送コンベア９２の動きを止めることが行われている。

例えば、図１０に仮想線で示すように、作業領域９３Ｂ，９３Ｃにおいて作業者による作業に時間がかかった場合には、確認信号９７がずれるため、この工程の作業領域９３Ｂ，９３Ｃ内で作業完了が確認できず、組付ライン９１を停止させる必要が生じていた。とりわけ、作業領域９３Ｂにおいては作業者が前準備を行った後に所定時間動作するナットランナーを稼働させるため、この稼働時間９８が少し遅れるだけでこの工程の作業領域９３Ｂ中に作業が完了しないことがあった。

特許文献１（特開２００８−６５１６号公報）に記載の組付ラインのインターロックシステムでは、各工程の作業開始位置と作業終了位置との中間位置において次の作業領域（作業ゾーン）の作業情報を読み取ることにより、実際に組付作業を行うことができる作業領域の範囲を減少させない構成が記載されている。

何れにしても、従来は全ての工程において作業者が作業するタクト時間は、どの工程もほぼ均等になるように設定され、組付ライン上の全ての工程においてその作業領域を一定の長さに設定することが行われている。
特開２００８−６５１６号公報

しかしながら、全ての工程におけるタクト時間を確実に一定にすることは不可能であり、最も時間のかかる工程に合わせてタクト時間を調整すると、組み付ける部品が少ない工程の作業領域では、作業者の作業待ちが生じることがある。とりわけ、多品種のワークに組付作業を行う場合には、ワークの種類によっては、ある作業におけるタクト時間が減るため組付作業が早く完了し、別の作業におけるタクト時間が増加するため組付作業に時間がかかることにより、組み付けるワーク毎のタクト時間にバラツキが生じることは避けられなかった。このため、部分的に増えた組付作業によってタクト時間内に作業が終了せずに組付ラインが停止するといった事態に至ることが考えられる。

また、図１０の作業領域９３Ｂにおける第２工程のように、ナットランナー、リークテスタなどの半自動装置のある工程は、作業者による組付作業の遅れで半自動装置を起動するのが遅れてしまうと工程内で半自動装置の作業が終了せずに作業遅れとなり、搬送コンベア９２を停止させる必要が生じることがある。他方、作業領域９３Ａ，９３Ｃに対応する第１工程と第３工程の作業者は、１工程分のタクト時間いっぱいで組付作業を行っているのに対し、前記第２工程の作業者は、１工程分の半分は半自動装置（ナットランナーなど）が稼働するので、作業者は半分のタクト時間しか組付作業を行っていないため、符号９９に示すように、半自動装置を起動してから次のワークが搬送されるまでの間の作業待ちの時間が発生するという問題もある。

そこで、半自動装置の工程を１つの工程としてラインを構成する方法があるが、この方法であれば、半自動装置の前後の工程の作業者が半自動装置を起動させることになるので、その作業者に負担がかかることになり、これによって作業遅れが発生することが懸念される。

本発明は前記問題を考慮に入れてなされたものであり、ワークの種類によって作業に変動が生じる場合にも工程内で作業の増減に柔軟に対応できる作業指示方法および作業指示装置および組付ライン制御システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、第１発明は、複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインにおいて、組み付け対象のワークの種類に合わせて、少なくとも一つの工程における作業を、定位置作業と、その定位置作業の作業領域の上流側に重なるように配置された作業領域を備える前作業および／または前記定位置作業の作業領域の下流側に重なるように配置された作業領域を備える後作業とに振り分けて複数の作業区分に分離し、作業指示装置に、各作業区分の作業開始位置に合わせて組付作業指示を出力させることを特徴とする作業指示方法を提供する。（請求項１）

前記作業指示方法によれば、ワークの種類に合わせて工程内の作業を定位置作業のみならず前作業および／または後作業に振り分けて複数の作業区分に分離するので、これらの前作業と後作業の作業領域において、ワークに合わせて本来定位置作業の作業領域で行う工程内の作業指示の出力範囲を移動させたり部分的に拡大させたりすることができる。つまり、定位置作業の工数（組付作業）が多い場合には、これを前作業および／または後作業に振り分けることにより実質的に作業領域を前方および／または後方に広げて作業遅れの発生を防止できる。

組付作業にナットランナーやリークテスタなどの半自動装置による作業がある場合には、作業者が前作業または定位置作業の作業領域で半自動装置の起動を行った後に前作業または定位置作業の作業領域の開始位置に移動して次の組付作業の準備を行うことができる。この場合、作業指示装置に前作業または定位置作業として次のワークの作業指示を出力させることにより、作業者が半自動装置を待つ待ち時間を短くすることができ、作業者は余裕をもって効率のよい作業を行うことができる。

また、各作業区分の作業領域が重なっているので自由度があり、この自由度の範囲内で遅れ分の組付作業を行うことができ、一時的に作業に時間がかかることがあったとしてもこれを取り戻して組付ラインが停止する事態に至ることを防止できる。さらに、作業指示装置から出力される作業指示は前作業、定位置作業、後作業の作業開始位置に合わせて段階的に出力されるので、作業者は作業ミスを少なくすることができる。

一つの工程における作業指示の出力範囲は定位置作業の作業領域よりも広く、倍程度であることが好ましく、ワークの搬送時の間隔は定位置作業の作業領域に合わせていることにより無駄な待ち時間を少なくすることができるので好ましい。

第２発明は、複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインにおいて、組み付け対象のワークの種類に合わせて、少なくとも一つの工程における作業を、前作業、定位置作業、後作業の３段階の作業区分に振り分け、作業指示装置に、前記各作業区分の作業開始位置に合わせて組付作業指示を出力させることを特徴とする作業指示方法を提供する。（請求項２）

前記作業指示方法によれば、定位置作業領域の前後において前作業、後作業の作業領域が存在するので、これらの前作業領域と後作業領域によってワークの作業領域を移動させたり部分的に拡大させたりすることができ、これらの前作業と後作業によって遅れ分の組付作業を行うことができる。また、作業指示装置から出力される作業指示は前作業、定位置作業、後作業の作業開始位置に合わせて段階的に出力されるので、作業者は作業ミスを少なくすることができる。

前記定位置作業は例えばナットランナーやリークテスタのような半自動装置による作業である場合には、前作業または定位置作業において半自動装置を起動させる作業指示を出力することにより、作業者は前作業を行って半自動装置を起動させた後にこの半自動装置が稼働中に次のワークの前作業を行うことができる。また、定位置作業の工数（組付作業）が多い場合には、これを後作業に振り分けることができる。

一つの工程における作業指示の出力範囲は定位置作業の作業領域よりも広く、倍程度であることが好ましく、ワークの搬送時の間隔は定位置作業の作業領域に合わせていることにより無駄な待ち時間を少なくすることができるので好ましい。

前記作業指示装置に、前記作業指示の出力範囲の開始位置を前作業の作業開始位置、この作業指示の出力範囲の開始位置と中間位置の間を定位置作業の作業開始位置、作業指示の出力範囲の中間位置を後作業の作業開始位置として各作業の作業指示を出力させ、前記作業指示の出力範囲の中間位置を前作業の作業終了位置、作業指示の出力範囲の中間位置と終了位置の間を定位置作業の作業終了位置、作業指示の出力範囲の終了位置を後作業の終了位置として各作業を確認させ、組み付けが完了していない場合には組付ラインを停止させることが好ましい。（請求項３）

上記方法によれば、前作業と定位置作業、定位置作業と後作業を重ねた状態で各作業区分の作業領域を配置することができる。また、各作業区分の作業が終了しない場合には組付ラインを停止させるので、遅れ発生時にもこれに対応することができる。

第３発明は、複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインに設けられ、少なくとも一つの工程における組付作業を前作業、定位置作業、後作業の３段階の作業区分に振り分けて各組付作業の作業指示を出力する作業指示装置であって、作業指示の出力範囲内の複数箇所に設けられワークが搬送されたことを検知する複数のセンサと、各センサの検知信号を用いて前記各作業区分の作業開始位置において作業指示を出力する作業指示出力手段と、前記各センサの検知信号を用いて前記各作業区分の作業終了位置において組付確認を行う組付確認手段と、この組付確認手段によって組み付けが完了していないことが検知された場合に組付ラインを停止させる停止信号を出力するライン停止信号出力手段とを備え、前記各センサは、作業指示出力手段による定位置作業および後作業の作業指示の出力が、組付確認手段による前作業および定位置作業の組付確認よりも前に行われるように配置してあることを特徴とする作業指示装置を提供する。（請求項４）

前記作業指示装置によれば、複数のセンサによって各位置にワークが搬送されたときに検知信号をそれぞれ出力し、作業指示出力手段が前作業、定位置作業、後作業のそれぞれの作業開始位置に配置されたセンサがワークを検知する検知信号を用いて作業指示を出力する。また、組付確認手段が前作業、定位置作業、後作業のそれぞれの作業終了位置に配置されたセンサがワークを検知する検知信号を用いて組付確認を行い、組付確認手段によって組み付けが完了していないことが検知された場合にはライン停止信号出力手段が組付ラインを停止するための停止信号を出力するので、組付作業に大きな遅れが発生した場合には組付ラインを止めて遅れを取り戻すことができる。

各センサは作業指示出力手段による定位置作業および後作業の作業指示の出力が、組付確認手段による前作業および定位置作業の組付確認よりも前に行われるように配置してあるので、前作業の作業領域終了より前に定位置作業の作業指示を出力することができ、定位置作業の作業領域終了より前に後作業の作業指示を出力することができる。つまり、各作業区分の作業領域を前後に重ねることができるので、僅かな遅れが発生した場合には前後の作業区分において遅れを取り戻すことができる。

前記組付ラインがワークを定位置作業の作業範囲と等しいピッチで連続して搬送する自動車組付ラインであって、前記センサは前記組付ライン上の何れかの定位置作業の開始位置と、この定位置作業の中間位置に配置してあり、前記中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに車種を読み取る車種読取手段と、この車種読取手段によって読み取った車種を記憶する車種記憶手段とを備え、前記作業指示出力手段は車種読取手段が読み取った車種に合わせて読取り後すぐに前作業の組付作業指示を出力し、前記車種の読取り後で定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた定位置作業の組付作業指示を出力し、前記車種の読取り後で中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた後作業の組付作業指示を出力するものであり、かつ、前記組付確認手段は前記車種の読取り後で中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前作業の組み付けが完了していないことが検知された場合、または、前記車種の読取り後で前記定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検出後さらに前記定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに定位置作業の組み付けが完了していないことが検知された場合、または、前記車種の読取り後で前記中間位置に配置されたセンサがワークを検出後さらに前記中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに後作業の組み付けが完了していないことが検知された場合の何れかにおいて前記停止信号を出力するものであることが好ましい。（請求項５）

すなわち、前記組付ラインがワークを定位置作業の作業範囲と等しいピッチで連続して搬送するものであるから、この組付ライン上の何れかの定位置作業の開始位置と、この定位置作業の中間位置に配置されたセンサによる検知信号と、車種読取手段によって読み取った車種情報を用いて、ワークが作業指示の出力範囲の開始位置と、中間位置と、終了位置と、前記開始位置と中間位置の間にある定位置作業の開始位置と、前記中間位置と終了位置の間にある定位置作業の終了位置に搬送された時点を検知することができる。従って、作業指示装置は、通常は定位置作業の作業範囲で作業指示を出力し、定位置作業の作業範囲で組付が完了しない場合には前作業、後作業の作業範囲において作業指示を出力する。

なお、前記組付ラインが自動車組付ラインであって、前記センサは作業指示の出力範囲の開始位置と、中間位置と、終了位置と、前記開始位置と中間位置の間にある定位置作業の開始位置と、前記中間位置と終了位置の間にある定位置作業の終了位置に配置してあり、前記作業指示の出力範囲の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに車種を読み取る車種読取手段と、この車種読取手段によって読み取った車種を記憶する車種記憶手段とを備え、前記作業指示出力手段は車種読取手段が読み取った車種に合わせて前作業の組付作業指示を出力し、定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた定位置作業の組付作業指示を出力し、工程の中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた後作業の組付作業指示を出力するものであり、かつ、前記組付確認手段は作業指示の出力範囲の中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前作業の組み付けが完了していないことが検知された場合または定位置作業の終了位置に配置されたセンサがワークを検知したときに定位置作業の組み付けが完了していないことが検知された場合または作業指示の出力範囲の終了位置に配置されたセンサがワークを検知したときに後作業の組み付けが完了していないことが検知された場合の何れかにおいて前記停止信号を出力するものであってもよい。

センサを作業指示の出力範囲の開始位置と、中間位置と、終了位置と、前記開始位置と中間位置の間にある定位置作業の開始位置と、前記中間位置と終了位置の間にある定位置作業の終了位置に配置したことにより、各センサによって一つの工程における作業指示の出力範囲を重ねて配置した４つの区画に分けることができ、各センサが配置された位置によって前後に並ぶ２つの区画を各作業区分の作業開始位置および作業終了位置に設定することができる。

前記作業指示出力手段は各作業区分の作業開始位置に配置されたセンサを用いて作業指示を出力し、組付確認手段は各作業区分の作業終了位置に配置されたセンサがワークを検知したときに定位置作業の組み付けが完了していないことが検知された場合または作業指示の出力範囲の終了位置に配置されたセンサがワークを検知したときに後作業の組み付けが完了していないことが検知された場合の何れかにおいて前記停止信号を出力するセンサがワークを検知したときに後作業の組み付けが完了していないことが検知された場合の何れかにおいて前記停止信号を出力するものであるから、前後の作業区分の作業領域を十分に重ねるように各作業区分の作業領域を設定することができる。

第４発明は、第３発明の作業指示装置と、組付ラインによって組み付けられるワークの組付作業時間が前後のワークによって平均化するようにワークの搬送順番を定める生産指示装置と、前記作業指示装置から停止信号を入力したときに組付ラインの動作を停止させるライン制御装置とを備えることを特徴とする組付ライン制御システムを提供する。（請求項６）

生産指示装置は組付ラインによって組み付けられるワークの搬送順番を定めるので、作業指示装置による作業指示が前後のワークによって平均化する。ワークの種類によって増減する組付作業を平均化することができるので、作業量が多い種類のワークに組み付けを行う場合にも組付ラインを止めないようにすることができる。したがって、全ての工程におけるタクト時間を工数が最も多い工程に合わせて設定する必要がなくなるので、ワークの種類が多くなっても作業者の待ち時間が増加することを防止できる。

また、ライン制御装置が作業指示装置からの停止信号を入力したときに組付ラインの動作を止めるので、組付作業が遅れた場合には組付ラインを止めて作業遅れを取り戻すことができる。

前述したように、本発明によれば、ワークの違いによる工数差に柔軟に対応して、工程内の作業領域を一時的に広げたり移動させたりすることができるので、作業遅れの発生を抑制することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係る組付ライン制御システムＳの構成を示す図である。図１に示すように、本発明は複数種類のエンジンをワークＷとしてこれに部品の組み付けを行う組付ライン１において、この組付ライン１は、ワークＷが搭載されたパレット２を組付ライン１に沿って搬送する搬送装置３と、この搬送装置３によるワークＷの搬送を制御する制御装置４と、組付ライン１に沿って配置された各工程の作業指示Ｃｍの出力範囲５ａ，５ｂ，…内において各作業区分の作業領域６ａ，６ｂ，６ｃに合わせて作業者Ｍに作業指示Ｃｍを出力する作業指示装置７とを備える。なお、以下の説明においてワークＷの種類を区別して示す場合には符号Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ…を用いる。

前記組付ライン１は基本的に各種ワークＷａ，Ｗｂ…に対する部品の組み付けを行うものであるが、その工程の中にはワークＷの切削、成形、塗装などの組み付け以外の作業が含まれるものであることはいうまでもない。また、前記パレット２には少なくともワークＷａ，Ｗｂ…の種類を記録したＩＤタグ２ａが取り付けられており、ワークＷａ，Ｗｂ…の種類情報Ｄを含む生産管理情報が記録されており、非接触の読み書きが可能であることが好ましい。

前記搬送装置３は例えば前記パレット２を搭載した状態でこれを搬送するコンベアである。しかしながら、搬送装置３は組付ライン１に沿って自走する搬送台車であってもよい。また、この場合パレット２の代わりに搬送台車に直接ワークＷを搭載してもよい。なお、本実施形態ではワークＷが所定の間隔（本実施形態では３０秒間隔）で搬送される例を示している。しかしながら、ワークＷの搬送間隔は変動させてもよい。

前記制御装置４は組付ライン１における全体的なワークＷの生産比率に合わせて、組付ライン１によって組み付けられるワークＷの組付作業時間が前後のワークによって平均化するようにワークＷａ，Ｗｂ，…の搬送順番を定める平準化演算を行う生産指示部４ａ（生産指示装置）と、前記作業指示装置７から停止信号Ｓｔｐを入力したときに前記搬送装置３を停止させて組付ライン１の動作を停止させるライン制御部４ｂ（ライン制御装置）とを備える。なお、前記生産指示部４ａは組付ライン１によって組み付けるワークＷａ，Ｗｂ…の生産比率を設定された比率に保ちながら、搬送する前後のワークＷにおいて工数の平均化を図るように、工数の多いワークＷの前後に工数の少ないワークＷを搬送させるように搬送順番を定める処理を行うものである。

本実施形態における各作業領域６ａ，６ｂ，６ｃは一例としてそれぞれ例えば３０秒のタクト時間を有する領域であり、前後の作業領域６ａ，６ｂおよび６ｂ，６ｃが互いに１５秒重なるようにして配置されている。また、各作業指示の出力範囲５ａ，５ｂは一例として前記タクト時間の２倍の長さである。

前記作業指示装置７は組み付け対象のワークＷａ，Ｗｂ…の種類に合わせて、少なくとも一つの工程の定位置作業の一部を、その定位置作業の作業領域６ａの上流側に重なるように配置された作業領域６ｂを備える前作業および／または前記定位置作業の作業領域６ａの下流側に重なるように配置された作業領域６ｃを備える後作業に振り分けて複数の作業区分に分離し、各作業区分の作業開始位置に合わせて作業指示Ｃｍを出力するものである。

なお、本実施形態において、説明を簡略化するために作業指示装置７を用いて一つの工程内における組付作業を行う例について説明するが、その他の工程における作業指示の出力範囲５ａ，５ｃにおいても同様に作業指示装置７を用いた組付作業が行われることはいうまでもない。また、作業指示装置７は各工程毎にそれぞれ設けることにより、作業指示装置７による処理を簡単にすることができるが、複数の工程における作業指示を出力する作業指示装置７を設けてもよい。

以下、作業指示装置７のさらに詳細な構成を説明する。すなわち、Ｓ１，Ｓ２はコンベヤ３上の何れかの定位置作業の中間位置および開始位置にそれぞれ配置されてパレット２が搬送されたことを検知するセンサである。なお、本実施形態において、センサＳ１，Ｓ２は好ましくは制御装置４に入力されて作業指示装置７に出力される例を示しており、これによって一つの制御装置４に複数の作業指示装置７を備える場合に、各作業指示装置７がセンサＳ１，Ｓ２を共有して製造コストを削減することができる。以下、制御装置４を介するものであっても各作業指示装置７はセンサＳ１，Ｓ２に接続されていると表現する。

１０は作業指示の出力範囲の開始位置近傍に設けて前記ＩＤタグ２ａに記録されたワークＷａ，Ｗｂ…の車種情報Ｄを読み取る車種読取手段、１１は車種読取手段１０によって読み取った車種情報Ｄを記憶する車種記憶手段、１２は車種記憶手段１１および各センサＳ１，Ｓ２がワークＷを検知したときに前記車種情報Ｄに合わせてそれぞれ前作業、定位置作業、後作業の作業開始位置において作業指示Ｃｍを出力する作業指示出力手段、１３は各作業区分に配置されて作業者Ｍに対して作業指示Ｃｍを表示（出力）する表示器、１４は車種記憶手段１１および各センサＳ１，Ｓ２に接続されてこれらがワークを検知したときに前記車種情報Ｄに合わせてそれぞれ前作業、定位置作業、後作業の作業終了位置において組み付けを確認を行う組付確認手段、１５は組付確認手段１４によって組み付けが完了していないことが検知された場合に組付ラインを停止させる停止信号Ｓｔｐを出力するライン停止信号出力手段である。

前記車種読取手段１０は前記ＩＤタグ２ａに非接触の通信によってこれに記録された生産管理情報のうち少なくとも車種情報Ｄを読み取るＩＤアンテナであり、前記車種記憶手段１１は車種情報Ｄを指示出力手段１２および組付確認手段１４に出力するメモリである。しかしながら、車種読取り手段１０はワークＷの車種を特定できるものであればよく、バーコードリーダや二次元コードのリーダを用いてもよい。なお、車種記憶手段１１は複数の車種情報Ｄを順次記憶し、記憶した車種情報Ｄを記憶した順に前記指示出力手段１２と組付確認手段１４に出力するものであることが好ましい。

前記指示出力手段１２はワークＷａ，Ｗｂ…の種類に従って必要に応じて定位置作業の一部を前作業および後作業に振り分け、各作業領域の開始位置において作業指示Ｃｍを出力するものである。

表示器１３は組み付け対象の部品が収容された部品棚に設けられ点灯によって組み付けるべき部品を指示するランプである。また、作業者Ｍによる部品の取出しを検知する光電管などのセンサまたは作業者Ｍによる作業完了入力を行う組付確認入力部（図示していない）を備える。つまり、組付確認入力部による確認信号Ｃｈによって前記組付確認手段１４が作業終了を確認できるように構成している。

なお、本実施形態においては表示器１３が一つである例を示しているが、各作業区分の作業開始位置近傍にそれぞれの作業指示を出力する表示器１３を設けてより明確な作業指示を出力するようにしてもよい。また、表示器１３として作業者に文字や映像による作業指示Ｃｍを出力するモニタを設けてもよいことはいうまでもない。

前記組付確認手段１４は前記組付確認信号Ｃｈと各センサＳ１，Ｓ２のワーク検知信号を用いて、各作業領域６ａ〜６ｃの終了位置において組付作業が完了しているかどうかを確認する。前記各手段１１，１２，１４，１５は何れも作業指示装置７内の演算処理装置によって実行されるソフトウェアによって実現してもよい。

図２は一例として４種類のエンジンをワークＷａ〜Ｗｄとする場合における組付作業にかかる時間を一覧表Ｔにして示す図である。

一覧表Ｔに示すＴａは搬送装置３によって搬送されるワークＷが定位置作業の作業領域６ａを通過する時間を示し、Ｔｂは部品の組付作業全体において必要な時間（搬送タクト時間）を示す。また、Ｔｂａ〜Ｔｂｆは各部品Ｐａ〜Ｐｆを組み付けるのにそれぞれ必要となる組付時間（組付タクト時間）を示す。

一覧表Ｔに示すように、ワークＷｂの組付作業を定位置作業の作業領域６ａ（図１参照）で行うと、各部品Ｐａ〜Ｐｆの組付時間Ｔｂａ〜Ｔｂｆの総和が３２秒（組付タクト時間Ｔｂ）となり、搬送タクト時間Ｔａより２秒多くなる。逆にワークＷｃの組付作業を定位置作業の作業領域６ａで行うと、部品Ｐｅの組付作業がないので、その組付タクト時間Ｔｂは２８秒となり、搬送タクト時間Ｔａより２秒少なくなる。したがって、ワークＷａ，Ｗｃ，Ｗｄは定位置作業の作業領域６ａにおいて組付可能である。

図３は前記作業指示装置７の動作を説明する図である。以下、本実施形態の作業指示装置７の動作を説明する。

図３に示すように、前記センサＳ１，Ｓ２はワークＷが各定位置作業の作業範囲の中間位置および開始位置においてそれぞれパルスを出力する。なお、以下の説明においてはセンサＳ１，Ｓ２が出力する検知信号を該当するセンサＳ１，Ｓ２の符号を用いて表わす。また、前記指示出力手段１２が出力する作業指示Ｃｍは３つの段階に分けて出力され、以下の説明においては、それぞれ符号Ｃｍ１〜Ｃｍ３を用いて表わす。同様に組付確認信号Ｃｈは３つの段階（前作業、定位置作業、後作業）の確認信号Ｃｈ１〜Ｃｈ３からなる。

まず、検知信号Ｓ１の立ち下がり時に、前記車種読取手段１０が読み取った車種情報Ｄを前記車種記憶手段１１に記憶し、指示出力手段１２は前記車種情報Ｄに合わせて必要な場合には前作業の作業指示Ｃｍ１を出力する。したがって、このとき作業者Ｍは表示器１３の表示に従って組付作業を開始することができる。また、前記組付確認手段１４は前作業によって作業指示Ｃｍ１が出されている部品の組付状況を確認信号Ｃｈを用いて確認し、全ての部品の組付が完了した時点で前作業の組付確認信号Ｃｈ１をライン停止信号出力手段１５に出力する。ライン停止信号出力手段１５は組付確認信号Ｃｈ１が次の検知信号Ｓ１の立ち上がり時点までに入力できない場合に、前記制御装置４に組付ラインを停止させる停止信号Ｓｔｐを出力する。なお、ワークＷの種類によっては前作業による組み付けを不要とする。この場合には、前記前作業の作業指示に関連する一連の処理は行われない。

また、前記車種情報Ｄを読み取った後の検知信号Ｓ２の立ち下がり時に、前記指示出力手段１２は前記車種記憶手段１１に記憶した車種情報Ｄに合わせて定位置作業の作業指示Ｃｍ２を出力する。この定位置作業の作業指示Ｃｍ２は前作業の作業確認信号Ｃｈ１より先行して出力される。つまり、作業指示Ｃｍ１、Ｃｍ２が重なるように出力されるので、作業者Ｍは前作業を行いながら表示器１３の表示によって定位置作業の確認を行い、次いで速やかに組付作業を行うことができる。

一方、前記組付確認手段１４は定位置作業における組付状況を確認信号Ｃｈを用いて確認し、全ての部品の組付が完了した時点で定位置作業の組付確認信号Ｃｈ２をライン停止信号出力手段１５に出力する。さらに、ライン停止信号出力手段１５は組付確認信号Ｃｈ２が次の検知信号Ｓ２の立ち上がり時点までに入力できない場合に、前記停止信号Ｓｔｐを出力する。

同様に、前記車種情報Ｄを読み取った後の検知信号Ｓ１の立ち下がり時に、前記指示出力手段１２は前記車種情報Ｄに合わせて後作業の作業指示Ｃｍ３を出力する。この後作業の作業指示Ｃｍ３は定位置作業の作業確認信号Ｃｈ２より先行して出力され、作業指示Ｃｍ２、Ｃｍ３に重なるように出力するラップ時間Ｌ２を形成するので、作業者Ｍは定位置作業を行いながら表示器１３の表示によって後作業の確認を行い、次いで速やかに組付作業を行うことができる。一方、前記組付確認手段１４は後作業における組付状況を確認信号Ｃｈを用いて確認し、完了した時点で後作業の組付確認信号Ｃｈ３をライン停止信号出力手段１５に出力する。また、ライン停止信号出力手段１５は組付確認信号Ｃｈ３が次の検知信号Ｓ１の立ち上がり時点までに入力できない場合に、前記停止信号Ｓｔｐを出力する。なお、ワークＷの種類によっては後作業による組み付けを不要としており、前述の後作業の作業指示に関連する一連の処理は行われない。

より具体的には図２と図４を用いて説明する。
すなわち、ワークＷｂの各部品Ｐａ〜Ｐｆの組み付けにかかる時間Ｔｂａ〜Ｔｂｆの総和を示す組付タクト時間Ｔｂが３２秒となっており、搬送タクト時間の３０秒を２秒上回っている。したがって、基本的に全ての部品Ｐａ〜Ｐｆを定位置作業領域６ａで行う場合、組み付け対象がワークＷｂである場合に、部品Ｐｆの組み付けを後作業の作業指示Ｃｍ３によって後作業の作業領域６ｃで行うことにより、作業領域を後方に広げることができ、これによって作業遅れの発生を防止することができる。

図４はワークＷｂの搬送状態と作業指示Ｃｍの関係を示す図である。図４（Ａ）に示すようにワークＷｂが定位置作業の作業領域６ａの作業開始位置まで搬送されると、表示器１３には定位置作業の作業指示Ｃｍ２が出力され、作業者Ｍは前記部品Ｐａ〜Ｐｅの組み付けを開始する。

次に、図４（Ｂ）に示すように、ワークＷｂが後作業の作業領域６ｃの作業開始位置まで搬送されると、表示器１３にはさらにワークＷｂの後作業の作業指示Ｃｍ３が出力される。この時点では、作業者Ｍはまだ前記部品Ｐａ〜Ｐｅの組み付けを行っているが、予め次の部品Ｐｆの作業指示が与えられるので、作業者Ｍは後作業で行うべき組付作業を確認することができる。なお、部品Ｐａ〜Ｐｅについては定位置作業の作業領域６ａ中に組付を完了させ、定位置作業の作業領域６ａ内で組み付けが完了しない部品Ｐｆがあったとしてもこれを後作業の作業領域６ｃにおいて組み付けることが可能となる。また、定位置作業の作業領域６ａと後作業の作業領域６ｃが重なるように配置されているので、作業者Ｍの調子に合わせて作業を早めることも遅くすることも可能である。

そして、図４（Ｃ）に示すように、ワークＷｂが定位置作業の作業終了位置まで搬送搬送されると、次のワークＷ’が定位置作業の作業開始位置まで搬送されているので、表示器１３には次のワークＷ’の組付指示が出力される。つまり、作業者ＭはワークＷｂの組付が完了すると表示器１３の表示に従って直ちに次のワークＷ’に部品の組み付けを行うことができる。

また、本発明の組付ライン制御システムＳでは、前記生産指示部４ａ（図１参照）が組付ライン１によって組み付けるワークＷａ，Ｗｂ…の生産比率を設定された比率に保ちながら、搬送する前後のワークＷにおいて工数の平均化を図るように、工数の多いワークＷの前後に工数の少ないワークＷを搬送させるように搬送順番を定める処理を行う。したがって、工数の多いワークＷｂの組み付けを行う場合にも、この前後に工数の少ないワークＷｃ（図２参照）の組み付けを行うように、ワークＷａ，Ｗｂ…の搬送順番が調整されているので、全体的には平均化を図ることができ、作業遅れを生じさせることがない。

上述の例では、作業者Ｍによる定位置作業の作業領域６ａにおける組み付けが完了しない場合に一部の部品の組み付けを後作業の作業領域６ｃにおいて行う例を示しているが、前記作業指示装置７は、図５（Ａ）に示すように、作業指示の出力範囲内の比較的早い時期に組み付けられる部品Ｐａ，Ｐｂ…の組み付けを前作業において行うことができるようにしてもよい。この場合、図５（Ｂ）に示すように、作業者Ｍが一つ前のワークＷ”の組付作業を行っているとしても、前作業領域６ｂまで搬送されたワークＷに対する作業指示Ｃｍ１が出力されるので、図５（Ｃ）に示すように、一つ前のワークＷ”に対する組み付け作業が完了するとすぐにワークＷに対する組み付け作業を開始することができる。

すなわち、作業者Ｍによる組み付け作業の作業領域を定位置作業の作業領域６ａから上流側に幾らか拡大させることができるので、作業者Ｍに余裕があるときに組付作業を先行して行うことが可能となるので、作業遅れを防止することができる。工数の多いワークＷに対する組み付け作業の作業指示を行う場合に、定位置作業の作業領域６ａを広げる方向を上流側にするか下流側にするかは作業者Ｍの状況（余裕を持っているか、遅れ気味か）によって切り換えるようにしてもよい。

図６は本発明の第２実施形態にかかる作業指示装置７’および組付ライン制御システムＳ’の構成を示す図である。図６において、図１と異なる点は組付ライン制御システムＳ’が半自動装置の一例としてのナットランナー１６を有し、作業指示装置７’の組付確認手段１４’がナットランナー１６の締付け終了時に出力される終了信号を組付確認信号Ｃｈ’として入力する点である。

本実施形態のようにナットランナー１６などの半自動装置による組み付けを取り入れる場合には、前記作業指示Ｃｍ（Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３）として組み付け部品の指示のみならず、ナットランナー１６の起動が含まれる。その他の点については図１と同一の符号を付すことにより重複説明を避ける。

以下、本実施形態における動作を説明する。
図７はワークＷの搬送状態と作業指示Ｃｍの関係を示す図であり、図７（Ａ）に示すようにワークＷが前作業の作業領域６ｂの作業開始位置まで搬送されると、前記表示器１３には前作業の作業指示Ｃｍ１が出力され、作業者Ｍは作業指示Ｃｍ１に従ってワークＷに部品をセッティングし、最後にナットランナー１６を起動する。

次に、図７（Ｂ）に示すように、ワークＷが定位置作業の作業領域６ａの作業開始位置まで搬送されると、表示器１３にはさらにワークＷの定位置作業の作業指示Ｃｍ２が出力される。この時点では、作業者Ｍはまだ前記部品のセッティングを完了している必要はなく、作業指示Ｃｍ２が出力されてからセッティング作業の終了後にナットランナー１６を起動すればよい。つまり、前作業の作業領域６ｂと定位置作業の作業領域６ａが重なるように配置されているので、作業者Ｍのペースに合わせて作業を早めることも遅くすることも可能である。

また、図７（Ｃ）に示すように、ワークＷが前作業の作業終了位置まで搬送されると、次のワークＷ’が前作業の作業開始位置まで搬送されているので、ナットランナー１６がワークＷに対する組付作業を行っている間に、表示器１３には次のワークＷ’の組付指示Ｃｍ１’が出力される。つまり、作業者Ｍはナットランナー１６を起動させた後、速やかに次のワークＷ’のセッティング作業をはじめることができる。このため、従来のような無駄な待ち時間を多く取る必要がない。なお、ナットランナー１６は１５秒ほどで部品の締め付けを完了し、確認信号Ｃｈ’を出力してワークＷから自動的に離れて次のワークＷ’に対する作業の待機をすることが可能であるので、作業者Ｍの手を煩わすことがない。

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を用いて説明した上述の例では、作業者Ｍは主に前作業の作業領域６ｂにおいて作業指示Ｃｍ１に従った作業を行い、その後にナットランナー１６が締め付けを行う例を示しているが、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すように、作業者は主に定位置作業の作業領域６ａにおいて作業指示Ｃｍ２に従った作業を行うようにしてもよい。

すなわち、図８（Ａ）に示すように、ワークＷが定位置作業の作業領域６ａまで搬送されると、作業者は表示器１３に表示された作業指示Ｃｍ２に従ってワークＷに部品をセッティングして最後にナットランナーを起動し、図８（Ｂ）に示すように、ワークＷが後作業の作業領域６ｃまで搬送された時点で作業者Ｍのセッティング作業が完了していなくてもナットランナーが起動されることにより、図８（Ｃ）に示すように、ワークＷが後作業作業の作業領域６ｃの作業終了位置まで搬送されるまでにはナットランナー１６が締め付けを行うことができる。その他の点については図７と同じであるから、その詳細な説明を省略して、重複説明を避ける。

図９はナットランナー１６による作業が多い工程（本実施形態の場合、ナットランナー１６の動作が１５秒を超える場合）における動作を説明する図である。
すなわち、図９（Ａ）に示すように、ワークＷが前作業の作業領域６ｂの作業開始位置まで搬送されると、前記表示器１３には前作業の作業指示Ｃｍ１が出力され、作業者Ｍは作業指示Ｃｍ１に従ってワークＷに部品をセッティングし、最後にナットランナー１６を起動する。

次に、図９（Ｂ）に示すように、ワークＷが定位置作業の作業領域６ａの作業開始位置まで搬送されると、表示器１３にはさらにワークＷの定位置作業の作業指示Ｃｍ２が出力される。すなわち、作業者Ｍは作業指示Ｃｍ２が出力されてから前記セッティング作業の終了後にナットランナー１６を起動する。

そして、図９（Ｃ）に示すように、ワークＷが後作業の作業領域６ｃの作業開始位置まで搬送されると、表示器１３にはナットランナー１６による更なる組付作業のための作業指示Ｃｍ３が出力されるので、作業者Ｍはこれに従ってナットランナー１６に対するセッティング作業を行いこれを起動する。これとほぼ同時に、次のワークＷ’が前作業の作業開始位置まで搬送されているので、前記ナットランナー１６がワークＷに対する組付作業を行っている間に、表示器１３には次のワークＷ’の組付指示Ｃｍ１’が出力され、作業者Ｍは速やかに次のワークＷ’のセッティング作業を始めることができる。

すなわち、作業者Ｍは前作業の作業領域６ｂにおいてワークＷに対するセッティング作業を行い、ナットランナー１６が後作業の作業領域６ｃにおいてワークＷに対する締め付け作業を行うことができる。

なお、一つの工程において複数のナットランナー１６が存在する場合には作業者Ｍが各ナットランナー１６を起動することが好ましいが、一つのナットランナー１６が多くの部品を締付ける場合には、作業指示装置７’からの作業指示Ｃｍが直接ナットランナー１６に出力されるようにしてもよい。この場合、作業者はナットランナー１６に対するセッティング作業と最初の起動を行うだけで、この半自動装置から完全に離れて作業を行うことができ、さらに作業効率が向上する。

加えて、上述の各実施形態では、前記組付ライン１がワークを定位置作業の作業範囲と等しいピッチで連続して搬送する例を示しており、かつ、作業指示装置７，７’が生産指示装置４を介してセンサＳ１，Ｓ２に接続されるので、センサＳ１，Ｓ２を組付ライン１上の何れかの位置に配置するだけで、各センサＳ１，Ｓ２の出力を用いて作業指示の出力範囲の開始位置と、中間位置と、終了位置と、前記開始位置と中間位置の間にある定位置作業の開始位置と、前記中間位置と終了位置の間にある定位置作業の終了位置を検知することを可能としているが、作業指示装置７，７’を単独使用する場合など、センサの数を増加させてより各位置をそれぞれ一つのセンサによって検出するようにしてもよいことは言うまでもない。

第１実施形態に係る組付ライン制御システムおよび作業指示装置の構成を示す図である。 ワークの種類と組付時間の関係を示す図である。 各信号のタイミングを説明する図である。 前記第１実施形態における作業指示方法の一例を説明する図である。 第１実施形態における作業指示方法の別の例を説明する図である。 第２実施形態の組付ライン制御システムおよび作業指示装置の構成を説明する図である。 第２実施形態における作業指示方法の一例を説明する図である。 第２実施形態における作業指示方法の別の例を説明する図である。 第２実施形態における作業指示方法のさらに別の例を説明する図である。 従来の作業指示方法の例を示す図である。

符号の説明

１ 組付ライン
４ａ 生産指示装置
４ｂ ライン制御装置
５ａ〜５ｃ 作業指示の出力範囲
６ａ〜６ｃ 各作業区分の作業領域
７，７’ 作業指示装置
１０ 車種読取手段
１１ 車種記憶手段
１２ 作業指示出力手段
１３ 表示部
１４ 組付確認手段
１５ ライン停止信号出力手段
１６ 半自動装置
Ｃｍ 作業指示
Ｃｈ 組付確認信号
Ｄ 車種情報
Ｐａ〜Ｐｆ 部品
Ｓ，Ｓ’ 組付ライン制御システム
Ｓ１，Ｓ２ センサ
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインにおいて、組み付け対象のワークの種類に合わせて、少なくとも一つの工程における作業を、定位置作業と、その定位置作業の作業領域の上流側に重なるように配置された作業領域を備える前作業および／または前記定位置作業の作業領域の下流側に重なるように配置された作業領域を備える後作業とに振り分けて複数の作業区分に分離し、作業指示装置に、各作業区分の作業開始位置に合わせて組付作業指示を出力させることを特徴とする作業指示方法。
2. 複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインにおいて、組み付け対象のワークの種類に合わせて、少なくとも一つの工程における作業を、前作業、定位置作業、後作業の３段階の作業区分に振り分け、作業指示装置に、前記各作業区分の作業開始位置に合わせて組付作業指示を出力させることを特徴とする作業指示方法。
3. 前記作業指示装置に、前記作業指示の出力範囲の開始位置を前作業の作業開始位置、この作業指示の出力範囲の開始位置と中間位置の間を定位置作業の作業開始位置、作業指示の出力範囲の中間位置を後作業の作業開始位置として各作業の作業指示を出力させ、前記作業指示の出力範囲の中間位置を前作業の作業終了位置、作業指示の出力範囲の中間位置と終了位置の間を定位置作業の作業終了位置、作業指示の出力範囲の終了位置を後作業の終了位置として各作業を確認させ、組み付けが完了していない場合には組付ラインを停止させる請求項１または請求項２に記載の作業指示方法。
4. 複数種類のワークに部品の組み付けを行う組付ラインに設けられ、
   少なくとも一つの工程における組付作業を前作業、定位置作業、後作業の３段階の作業区分に振り分けて各組付作業の作業指示を出力する作業指示装置であって、
   作業指示の出力範囲内の複数箇所に設けられワークが搬送されたことを検知する複数のセンサと、各センサの検知信号を用いて前記各作業区分の作業開始位置において作業指示を出力する作業指示出力手段と、前記各センサの検知信号を用いて前記各作業区分の作業終了位置において組付確認を行う組付確認手段と、この組付確認手段によって組み付けが完了していないことが検知された場合に組付ラインを停止させる停止信号を出力するライン停止信号出力手段とを備え、
   前記各センサは、作業指示出力手段による定位置作業および後作業の作業指示の出力が、組付確認手段による前作業および定位置作業の組付確認よりも前に行われるように配置してあることを特徴とする作業指示装置。
5. 前記組付ラインがワークを定位置作業の作業範囲と等しいピッチで連続して搬送する自動車組付ラインであって、
   前記センサは前記組付ライン上の何れかの定位置作業の開始位置と、この定位置作業の中間位置に配置してあり、
   前記中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに車種を読み取る車種読取手段と、この車種読取手段によって読み取った車種を記憶する車種記憶手段とを備え、
   前記作業指示出力手段は車種読取手段が読み取った車種に合わせて読取り後すぐに前作業の組付作業指示を出力し、前記車種の読取り後で定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた定位置作業の組付作業指示を出力し、前記車種の読取り後で中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前記車種記憶手段に記憶させた車種に合わせた後作業の組付作業指示を出力するものであり、かつ、
   前記組付確認手段は前記車種の読取り後で中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに前作業の組み付けが完了していないことが検知された場合、または、前記車種の読取り後で前記定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検出後さらに前記定位置作業の開始位置に配置されたセンサがワークを検知したときに定位置作業の組み付けが完了していないことが検知された場合、または、前記車種の読取り後で前記中間位置に配置されたセンサがワークを検出後さらに前記中間位置に配置されたセンサがワークを検知したときに後作業の組み付けが完了していないことが検知された場合の何れかにおいて前記停止信号を出力するものである請求項４に記載の作業指示装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の作業指示装置と、組付ラインによって組み付けられるワークの組付作業時間が前後のワークによって平均化するようにワークの搬送順番を定める生産指示装置と、前記作業指示装置から停止信号を入力したときに組付ラインの動作を停止させるライン制御装置とを備えることを特徴とする組付ライン制御システム。

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