JP2010201550A - 組立作業支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品種別の変更への対応が容易で、かつ、ブレーキチューブなどの長尺で柔軟な部品の組立作業の効率を向上させることのできる組立作業支援装置を提供すること。
【解決手段】表面上でブレーキチューブ等の部品が載置され組立作業が行われる表示パネル２３を有する作業台２０内にプロジェクタ２２を設けて、表示パネル２３に、部品の設置位置とともに、部品を仮固定するためのホルダーの設置位置を実物台の大きさで表示する。表示パネル２３上にホルダー設置位置が表示されるので、作業者は、その製品の組み立てに適した位置にホルダーを設置できる。このホルダーで部品を仮固定することで、長尺で柔軟な部品を表示パネル２３に示された部品設置位置に設置でき、組立作業効率が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、組立作業支援装置に関し、特に、部品の組立作業に必要な情報を表示パネル上に表示する組立作業支援装置に関する。

大型車両に用いられる空気ブレーキには、様々な径及び長さのブレーキチューブが使用されている。車両の製造ラインでは、ブレーキチューブの設置作業の効率化のため、ブレーキチューブを複数本束ねてコンパクトにまとめた組立部品（以下、ブレーキ配管部品という）が使用される。また、車両の電気配線材についても同様な理由から、複数の電気配線材を束ねたワイヤーハーネスが製造ラインに供給される。

ブレーキ配管部品は、作業者が作業台上に所定の長さに切断されたブレーキチューブを複数本載置し、このブレーキチューブの所定箇所に結束テープや結束バンドを巻き付けて組み立てている。この組立作業において、作業者に対して、作業台の近くに設置された作業指示書又は見本等で作業指示を行っている（例えば、特許文献１など）。また、見本や作業指示書に代えて、実物大の図面を作業台に投影して作業者に組立作業の内容を指示する方法が知られている（例えば、特許文献２など）。

特開２００４−２５０２２３号公報 特開平１１−１１４７３５号公報

しかし、組み立てるべきブレーキ配管部品が複雑化、多品種化すると、見本や作業図面の準備作業が煩雑となり、品種の変更に迅速に対応するのが困難となる。

また、ブレーキチューブは長尺で柔軟であるため、組立作業に伴って動きやすい。ブレーキチューブがドラム等に巻きつけて保管されている場合には、保管時の形状が癖として残っている場合もある。このため、見本又は図面を作業者に示すだけでは、その通りにブレーキチューブを配置して組立作業を行うのが困難である。さらに、ブレーキ配管部品が複雑化すると、組立作業の途中にブレーキチューブが動くことで、組立ミスや組立作業のやり直しにつながる場合があり、作業効率が極端に低下するおそれがある。同様の問題は、長尺で柔軟な電気配線を束ねるワイヤーハーネスの組立作業でも生じる。

そこで、長尺で柔軟な部品の組立作業の効率を向上させることのできる組立作業支援装置を提供することを目的とする。

一観点によれば、上面に組立作業の対象となる部品が載置される表示パネルを備えた作業台と、前記作業台上で前記部品を保持する保持具と、前記表示パネル上における前記部品及び前記保持具の位置を示す作業図面データを出力する制御装置と、前記制御装置から出力された作業図面データに基づいて、前記部品及び前記保持具の設置位置を前記表示パネルの下方から投影する投影装置と、を備えたことを特徴とする組立作業支援装置が提供される。

上述の観点による組立作業支援装置によれば、投影装置によって作業台の表示パネルに部品及びその保持具の設置位置が表示される。これにより、作業者は表示パネルの上に、その部品の組立作業に適した位置に保持具を素早く設置できる。この保持具で部品を保持すれば、表示パネルに表示された部品設置位置に簡単に部品を設置できる。また、部品は保持具によって仮固定されるので、組立作業の途中で部品が移動したりすることがない。

このため、上述の観点による組立作業支援装置によれば、長尺で柔軟な部品の組立作業の効率を向上させることができる。

なお、長尺で柔軟な部品の組立作業以外であっても、組立作業において保持具による仮固定が必要となる場合に、上記観点による組立作業支援装置を用いることができる。これにより、組立作業者に適切な保持具の設置位置を示すことができ、組立作業の効率を向上させることができる。

図１は、実施形態に係る組立作業支援装置を示す模式図である。 図２（ａ）は、実施形態に係る組立作業支援装置の作業台を示す上面図であり、図２（ｂ）は、同じく作業台を正面側から示す透視図である。 図３は、実施形態に係る組立作業支援装置の作業台を側面側から示す透視図である。 図４（ａ）は、実施形態に係る組立作業支援装置に用いる保持具を分解した状態で示す斜視図であり、図４（ｂ）は、同じく保持具を組み立てた状態で示す斜視図である。 図５は、実施形態に係る組立作業支援装置に用いる保持具を示す断面図である。 図６は、表示パネルに表示される作業図面の例を示す模式図である。 図７（ａ）は、表示パネルに保持具を設置する工程を示す模式図であり、図７（ｂ）は、表示パネル上のブレーキチューブの組立工程を示す模式図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

図１は、実施形態に係る組立作業支援装置を示す模式図である。図２（ａ）は、実施形態に係る組立作業支援装置の作業台を示す上面図であり、図２（ｂ）は、同じく作業台を正面側から示す透視図である。図３は、実施形態に係る組立作業支援装置の作業台を側面側から示す透視図である。

図１に示すように、組立作業支援装置１０は、装置全体の制御を行う制御装置１１と、作業指示書の内容を表示するディスプレイ１２と、組立作業を行うべき製品の種類を入力するための入力装置１３と、表示パネル２３を有する作業台２０とを備えている。作業台２０の数は１台又は複数台とすることができ、複数台の作業台２０を連結した場合には、１台の作業台２０の長さａよりも長い部品の組み立てを行うことができる。

入力装置１３は、例えばバーコードリーダ等からなり、作業者が提示したバーコードから製品番号を読み取り、これを制御装置１１に入力する。ディスプレイ１２は、制御装置１１の表示出力に基づいて、説明図、作業手順及び作業上の注意点などが記載された作業指示書を表示する。

制御装置１１は、例えばパーソナルコンピュータ等の電子計算機で構成され、内部に記憶部（図示せず）を備えている。この記憶部には、ブレーキチューブ及びホルダー（後述する）の設置位置、結束テープの巻き付け位置、並びに部品番号や寸法を表示する文字等が示された作業図面の画像データ（作業図面データ）が製品番号と対応付けて格納されている。作業図面データは表示パネル２３に表示される作業図面の大きさが実物大となるように所定の形式で格納されている。

入力装置１３から製品番号が入力されると、制御装置１１は製品番号に対応する作業図面データを記憶部から読み出して作業台２０に出力する。なお、作業図面データのサイズが１台の作業台２０で表示できるサイズよりも大きい場合には、制御装置１１は作業図面データを分割して複数の作業台２０に出力する。これにより、連結された複数台の作業台２０を協働させて１枚の作業図面を表示することができる。例えば、図１に示すように長さａが約１８０ｃｍの作業台２０を３台連結した場合には長さｂ（約５４０ｃｍ）の作業図面を表示できる。

作業台２０は、ブレーキチューブ等の部品が載置される表示パネル２３と、作業図面を表示パネル２３に投影する複数台のプロジェクター２２と、プロジェクター２２を駆動する表示制御ボード２１と、を備えている。図２及び図３に示すように、作業台２０は筺体２４を備えており、その筺体２４の内部には複数台のプロジェクター２２が配置されている。また、作業台２０の上部には表示パネル２３が設けられている。

表示パネル２３は、強化ガラス等の透明材料からなる透明板２３ａと、透明板２３ａの下側に配置された光拡散板（ディフューザ）２３ｂと、光拡散板２３ｂの下側に配置されたフレネルレンズ２３ｃと、を備えている。透明板２３ａの上面では、ブレーキチューブ等の部品を載置して組立作業が行われる。透明板２３ａの長さａは、例えば１８０ｃｍ程度、幅ｄは例えば４６ｃｍ程度とすることができる。図２において斜線で示すように、透明板２３ａの幅ｆの範囲（例えば幅３０ｃｍ程度の範囲）の部分に作業図面が投影される。透明板２３ａの上面側は平滑に形成されており、保持具（後述する）の吸盤を吸着させることで保持具を固定できる。

ディフューザ２３ｂはプロジェクター２２からの光を散乱させて投影された画像の視野角を広げる。フレネルレンズ２３ｃは、各プロジェクター２２の投影領域（例えば、長さ方向に３６ｃｍ程度及び幅方向に３０ｃｍ程度の領域）に１枚ずつ設けられており、プロジェクター２２から投影された光を平行に整えて投影される画像の視認性を向上させる。なお、ブレーキ配管部品の組立作業を行う作業者は、図３に示すように作業支援装置１０の正面側（図３において左側）に立って作業を行う。このため、作業者の目の位置と、プロジェクター２２の投光レンズの中心とを結んだ線上の点Ｐにフレネルレンズ２３ｃの中心を配置すると作業者に対する視認性が向上して好適である。

プロジェクター２２は、表示パネル２３の下側に１列に並べて配置されており、複数台のプロジェクター２２で表示パネル２３の長さ方向の全域に画像を投影することができる。作業台２０内のプロジェクター２２の台数は、例えば５台程度とすることができる。なお、プロジェクター２２と表示パネル２３との距離を大きくすることで、プロジェクター２２の投影領域を広げることができ、必要に応じてプロジェクター２２の台数をさらに少なくすることもできる。

プロジェクター２２は、例えば８００×６００の解像度のものを用いることができ、表示パネル２３上での画面サイズが例えば長さ方向に４００ｍｍ程度及び幅方向に３００ｍｍ程度の大きさとなる位置に設置されている。また、各プロジェクター２２は、隣接するプロジェクター２２からの投影画像が長さｅ（約４０ｍｍ程度）の範囲での重複する間隔で配置される。ただし、投影画像が重複すると視認性が低下するため、隣接する表示領域の境目には画像の重複を防ぐための遮蔽板２５が配置されている。

各プロジェクター２２の表示画像は、図１に示すように表示制御ボード２１によって制御される。この表示制御ボード２１は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの伝送路を介して制御装置１１に接続されており、制御装置１１から送られてきた作業図面データを分割して各プロジェクター２２に出力する。これにより、複数のプロジェクター２２を協働させて作業図面を表示パネル２３上に投影することができる。なお、表示制御ボード２１は、隣接するプロジェクター２２の投影画像の重複部分が同じ画像となるように表示させる。本実施形態では、この投影画像の重複部分を遮蔽板２５で除去することにより、投影画像のつなぎ目部分の視認性を向上させている。

図４（ａ）は、実施形態に係る作業支援装置に用いられる保持具を分解した状態で示す斜視図であり、図４（ｂ）は、同じく保持具を組み立てた状態を示す斜視図である。図５は、実施形態に係る作業支援装置に用いられる保持具を示す断面図である。

保持具３０は、図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すように、吸盤３１ａが形成された本体３１とホルダー３２が形成されたアーム３３とを備えている。

本体３１の底部には、２つの吸盤３１ａが形成されており、この吸盤３１ａを前述の表示パネル２３に押し付けることで、本体３１を表示パネル２３上に固定できる。また、本体３１にはアーム３３を取り付けるための孔部３１ｂが複数の箇所に形成されている。

アーム３３は、板状の部材からなり、その一端にはホルダー３２が形成され、他端には係合部３４が形成されている。アーム３３は、透明な材料で形成されており、アーム３３の上から表示パネル２３上に表示された作業図面を確認することができる。アーム３３は、必要に応じて様々な長さのものが用意される。

ホルダー３２は、アーム３３の上面に取り付けられたゴム等の弾性部材からなり、溝３２ａが形成されている。ホルダー３２は、この溝３２ａでブレーキチューブ等の長尺の部品を挟んで保持する。係合部３４には、突起３４ａが設けられており、この突起３４ａと本体３１の孔部３１ｂとを係合させることでアーム３３を本体３１に取り付けることができる。保持具３０は、アーム３３を本体３１に取り付けた後、吸盤３１ａを表示パネル２３の所定の位置に押し付けることで、ホルダー３２を表示パネル２３上の所定の位置に固定できる。

図６は、表示パネルに表示される作業図面の例を示す模式図である。図６では連結した２台の作業台２０の表示パネル２３で１枚の作業図面を表示した例を示している。ここでは、説明を簡単にするため、２本のブレーキチューブを結束してブレーキ配管部品を組み立てる例について説明する。

図６において、符号Ｗ１で示す部分には、一方のブレーキチューブの設置位置が実物大の大きさで表示され、符号Ｗ２で示す部分には、別のブレーキチューブの設置位置が実物大の大きさで表示される。これらのブレーキチューブＷ１，Ｗ２の設置位置は、所定の色（例えば青色や水色等）で表示される。

符号Ｈで示す部分には、ホルダー３２の設置位置がブレーキチューブの設置位置と異なる色（例えば緑色等）で表示される。また、符号Ｔで示す部分には、ブレーキチューブを結束する結束テープの取り付け位置が、ホルダー３２の設置位置及びブレーキチューブの設置位置と異なる配色（例えば白色や赤色等）で表示される。なお、ホルダー３２の設置位置とともにアーム３３及び本体３１を含む保持具３０全体の設置位置を表示するようにしてもよい。

また、特に図示しないが、ブレーキチューブ、ホルダー及び結束テープの設置位置の表示の近くには、ブレーキチューブの部品番号、ホルダーの種別、結束テープの種別や寸法などを示す文字が表示される。

次に、組立作業支援装置１０を用いたブレーキ配管部品の組立作業について説明する。図７（ａ）は、表示パネルに保持具を設置する工程を示す模式図であり、図７（ｂ）は、表示パネル上のブレーキチューブの組立工程を示す模式図である。

まず、作業者の操作により、組立作業を行うべき製品番号を入力手段１３で入力する。制御装置１１は、入力された製品番号に対応する作業図面データを読み出して作業台ユニット２０に出力する。これにより、作業台ユニット２０の表示パネル２３に、例えば図６に示すような作業図面が表示される。

つぎに、作業者は、図７（ａ）に示すように、表示パネル２３の上に、ホルダー設置位置とホルダー３２とが重なるように保持具３０を載置し、保持具３０の吸盤３１ａを表示パネル２３に押し付けて保持具３０を表示パネル２３に固定する。これにより、ホルダー３２を所定のホルダー設置位置に設置できる。

全ての保持具３０を表示パネル２３に固定した後、図７（ｂ）に示すように、表示パネル２３に表示されたブレーキチューブの設置位置Ｗ１、Ｗ２の上にブレーキチューブ８１、８２を載置する。この作業は、ブレーキチューブ８１、８２をホルダー３２の溝３２ａに挟んで仮固定しながら行う。これにより、長尺で動きやすいブレーキチューブ８１，８２を表示パネル２３に表示された位置に位置決めできる。

つぎに、図７（ｂ）に示すように、表示パネル２３に表示された結束テープの取り付け位置Ｔで結束テープ９０をブレーキチューブ８１，８２に巻きつけてブレーキチューブを束ねる。その後、結束したブレーキチューブをホルダー３２から取り外すことにより、１つのブレーキ配管部品の組立作業が完了する。以後、同じ種類のブレーキ配管部品の組立作業を続ける場合には、ホルダー３２（保持具３０）の位置を変えずにブレーキチューブ８１，８２の設置及び結束テープ９０による結束作業を繰り返せばよい。

また、組み立てるブレーキ配管部品の種類を変更する場合には、入力装置１３で製造すべき製品種別を入力して、新たな作業図面を表示パネル２３に表示させる。そして、表示パネル２３に表示された新たなホルダー設置位置にホルダー３２を設置する。ホルダー３２は、保持具３０の吸盤３１ａで脱着自在に固定されているので、ホルダー３２の設置位置の変更を容易に行うことができる。以後、図７（ｂ）を参照しつつ説明したのと同様の手順でブレーキチューブの載置及び結束テープの取付け作業を行うことで、異なる種類のブレーキ配管部品の製造を行うことができる。

以上のように、本実施形態の組立作業支援装置１０によれば、プロジェクター２２によって作業台２０の表示パネル２３にブレーキチューブ及びブレーキチューブを保持するための保持具３０の設置位置が投影される。

このため、作業者は、表示パネル２３上の組立作業に適した位置に保持具３０を素早く設置できるので、組立作業を開始する前の準備作業に必要な時間を大幅に削減できる。また、ブレーキチューブは保持具３０（ホルダー３２）によって保持されるので、組立作業の途中で移動したりすることがない。このため、長尺で柔軟なブレーキチューブを用いたブレーキ配管部品の組立作業の効率を向上させることができる。

上述の例では、組立作業支援装置１０をブレーキ配管部品の組立作業に用いる例について説明したが、本実施形態の組立作業支援装置１０はこれに限定されるものではなく、長尺で柔軟な部品を組み立てる工程全般に用いることができる。例えば、ワイヤーハーネス等の電気配線材の組立作業に用いてもよい。また、長尺で柔軟な部品以外であっても、例えば複雑な形状を有し、組立作業において、保持具による仮固定が必要場合に、本実施形態の組立作業支援装置１０を用いてもよい。

１０…組立作業支援装置、１１…制御装置、１２…ディスプレイ、１３…入力装置、２０…作業台、２１…表示制御ボード、２２…プロジェクター、２３…表示パネル、２４…筺体、２５…遮蔽板、３０…保持具、３１…本体、３１ａ…吸盤、３１ｂ…孔部、３２…ホルダー、３３…アーム、３４…係合部、３４ａ…突起、８１、８２…ブレーキチューブ、９０…結束テープ。

Claims (7)

1. 上面に組立作業の対象となる部品が載置される表示パネルを備えた作業台と、
   前記作業台上で前記部品を保持する保持具と、
   前記表示パネル上における前記部品及び前記保持具の位置を示す作業図面データを出力する制御装置と、
   前記制御装置から出力された作業図面データに基づいて、前記部品及び前記保持具の設置位置を前記表示パネルの下方から投影する投影装置と、
   を備えたことを特徴とする組立作業支援装置。
2. 前記保持具は吸盤を備えることを特徴とする請求項１に記載の組立作業支援装置。
3. 前記保持具は、吸盤が形成された本体と、前記本体から伸びる板状のアームと、前記アームの先端に配置され、溝が形成されたホルダーと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の組立作業支援装置。
4. 前記アームは透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の組立作業支援装置。
5. 前記ホルダーは弾性材料からなること特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の組立作業支援装置。
6. 前記投影装置は、複数台のプロジェクターからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の組立作業支援装置。
7. 前記作業台及び前記投影装置が複数連結され、
   前記制御装置は、前記作業図面データを分割して複数の前記投影装置に出力することにより、複数の前記作業台に前記部品の載置位置及び前記保持具の設置位置を表示することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の組立作用支援装置。

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