JP2010250415A - 作業支援装置および作業支援方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】作業者毎に予め定義した情報に基づき表示機器を移動させて組立に用いる指示書や図面の確認を容易化する作業支援装置および作業支援方法を提供する。
【解決手段】ＰＣ(パソコン)などを利用した現場管理端末100、作業支援情報の表示や作業の開始・終了を入力する表示機器(モニタ(タッチパネル付))200、当該表示機器(モニタ)の位置を制御する表示機器位置制御機器300とから成り、現場管理端末100中の作業支援情報管理機能110は、作業者への作業支援情報として、当該作業エリアで行う作業の手順、作業毎に表示する作業指示書や図面の内容を予め登録・管理しておき、作業する位置取り順に付随して規定した作業番号に対応した指示書や図面を作業者の作業開始の指示に基づいてモニタ200の画面上に表示してガイド(案内)する。
【選択図】図１

Description

本発明は、セルにおいて作業者が大型製品を組立生産する製造工程において、作業指示などを的確に且つ作業者に負担を掛けずに作業支援を行う作業支援装置および作業支援方法に関する。
作業者の組立作業が中心となるセル生産方式の製造工程においては、ここ数年、作業ミス防止の観点から作業者に作業指示を与えて作業支援を行うシステムが導入されつつある。その場合、組立作業台に付随してモニタを設置し、モニタ上に作業指示のためのガイダンスを表示する方式や作業者が持ち歩くことのできる小型のパソコンやハンディタイプの表示機器が導入されたりしている。
例えば下記特許文献１には、作業者の顔の位置を検出し、携帯用コンピュータに作業者が見ているのと同じ角度から図面を表示する保守作業支援システムが開示されている。
特開２００４−２０６４８４号公報
通常、作業者が大型の製品をセルで製造組立する場合、組み立てられる製品は固定されたまま作業者がその周りを行き来して部品を取り付けなければならない。それに加えて、紙に印刷された指示書や画面に表示されている指示書を参照するために、作業者は指示書を掲示している所定位置まで何度も行き来する必要がある。また、通常、紙やモニタの設置場所は、作業者の動線を意識して配置されるが、その位置と反対側で部品を装着するときには、作業内容を確認するために元の位置に戻らなければならない、といったように作業指示が作業者に負担が掛かる内容になっているという問題がある。
その問題を解決するために、最新技術を取り入れることにより近年は作業者が持ち歩くことができる小型のパソコンやハンディタイプの表示機器が導入されるようになってきているが、小型機器であるため、表示エリアが小さい、表示する文字が小さく判り難い、といった作業者に余計な負担を強いるもので逆に作業者の生産性を低下させるという課題、又は、表示機器を使用しない時の当該表示機器の置場を確保しなければならないという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、作業者毎に予め定義した情報に基づき表示機器を移動させて組立に用いる指示書や図面の確認を容易化する作業支援装置および作業支援方法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明の作業支援装置は、セル方式で作業者が大型製品を製造する際に作業者の組立作業を支援する作業支援装置において、作業エリア上に設置されたレール上を移動可能にされたタッチ入力手段を有する表示機器と、予め、前記作業エリアで組立製造する製品型式一覧の中から選択した製品型式、作業者固有情報、前記選択された製品型式を作業者が製造するに際して作業位置を指示する作業番号、および当該作業番号における表示機器の高さ、座標、向き、の各情報を定義し登録する表示機器位置登録手段と、作業者が前記作業者固有情報と作業開始の指示を前記タッチ入力手段から入力することで、前記表示機器位置登録手段に登録された情報に基づき前記表示機器を所定の位置に移動させる表示機器移動手段と、前記所定の位置に移動した前記表示機器に所定の高さ、座標及び向きで当該所定位置における組立作業に用いる指示書や図面を表示する作業内容表示手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明の作業支援方法は、セル方式で作業者が大型製品を製造する際に作業者の組立作業を支援する作業支援装置における作業支援方法であって、前記作業支援装置は、作業エリア上に設置されたレール上を移動可能にされたタッチ入力手段を有する表示機器を備えており、予め、前記作業エリアで組立製造する製品型式一覧の中から選択した製品型式、作業者固有情報、前記選択された製品型式を作業者が製造するに際して作業位置を指示する作業番号、および当該作業番号における表示機器の高さ、座標、向き、の各情報を定義し登録する過程と、作業者が前記作業者固有情報と作業開始の指示を前記タッチ入力手段から入力することで、前記登録された情報に基づき前記表示機器を所定の位置に移動させる過程と、前記所定の位置に移動した前記表示機器に所定の高さ、座標及び向きで当該所定位置における組立作業に用いる指示書や図面を表示する過程を含む、ことを特徴とする。
本発明によれば、作業者が組立製造する製品に対面した位置に、予め登録した作業手順に従って、自動的に移動する表示機器上に表示される指示書や図面で作業内容を確認できるため、作業者の無駄な動線を低減し、組立製造に注力することができる。また、小型表示機器のように手に持つ必要がないため、組立製造に注力することができる。
本発明の実施形態にかかる作業支援装置の構成及び設置概要を示す図である。 本発明の実施形態にかかる作業支援装置の設置概要を別位置から示した図である。 本発明の実施形態にかかる作業支援装置の表示機器位置登録処理を説明するためのフロー図である。 本発明の実施形態にかかる作業支援装置の動作処理を説明するためのフロー図である。 本発明の実施形態にかかる表示機器位置定義テーブルの構成例を示す図である。 本発明の実施形態にかかるレールへの台車取り付けを示す概念図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる作業支援装置の構成及び設置概要を示す図である。図１に示すように本発明の実施形態にかかる作業支援装置は、ＰＣ(パソコン)などを利用した現場管理端末100、作業支援情報の表示や作業の開始・終了を入力する表示機器(モニタ(タッチパネル付))200、当該表示機器(モニタ)の位置を制御する表示機器位置制御機器300とから成り、現場管理端末100と表示機器位置制御機器300とは制御ネットワーク400により相互に接続され、また表示機器位置制御機器300はレール250に設けられた台車(図６参照)を介して表示機器(モニタ)200を移動制御し、また表示機器(モニタ)200と電気的に接続して表示情報を伝達するように構成する。
しかるところ現場管理端末100は、作業支援情報管理機能110、モニタ位置の管理を行うためにモニタの位置座標を検出し、検出した位置座標を登録し、登録した位置座標を参照しながらモニタ位置の管理を行う表示機器位置管理機能120、作業の開始・終了を管理する作業状況管理機能130、モニタの位置制御を行う表示機器位置制御機能140、を有する機能ブロックで構成されている。そして、これら機能ブロックの動作については後述するが、各機能ブロックはＰＣ(パソコン)など周知のコンピュータのハードウェア資源及びソフトウェア資源を用いて実現される。コンピュータのハードウェア資源には、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種記憶装置、入出力装置、各種インタフェースなどが含まれている。上述した各種管理機能は、制御にかかる情報を記憶・管理し（ＣＰＵ及び各種記憶装置などのハードウェア資源利用）、記憶・管理している情報をタイムリーに読出し／書込み処理し、処理した情報を表示機器位置制御機器300などに伝達して所定の制御動作を行わせる（ＣＰＵ、各種記憶装置、インタフェース、入出力装置などのハードウェア資源利用）。
とりわけ現場管理端末100中の作業支援情報管理機能110は、作業者への作業支援情報として、当該作業エリアで行う作業の手順、作業毎に表示する作業指示書や図面にかかる情報を予め登録・管理しておき、作業する位置取り順に付随して規定した作業番号に対応した指示書や図面を作業者の作業開始の指示に基づいてモニタ200の画面上に表示してガイド(案内)する。これら作業の手順、指示や図面の情報はリレーショナルデータベース(relational database:ＲＤＢ)等を利用して管理しても良い。
図２は、本発明の実施形態にかかる作業支援装置の設置概要を別位置から示した図である。作業支援装置の表示機器（モニタ）200の背部はアーム270の先端に取り付けられ、アーム270の他端は当該作業エリア220上のレール250に設置された台車(図６参照)に据付けられている。そして台車(図６参照)は、駆動モータ、制御装置、制動器(図６参照)を備え、表示機器位置制御機器300の指示にしたがい駆動、停止などを行って表示機器（モニタ）200を所定の位置に位置制御される。そうして図２に示すように大型製品組立作業台30に置かれた製品に向かって作業者50が立ち、作業者50から作業開始の指示を受けると、現場管理端末100は表示機器位置制御機器300に指示を与え、表示機器位置制御機器300は表示機器位置管理機能120に登録した表示機器（モニタ）200の位置情報（図５に示すレール座標504，高さ505，ｘ座標506，ｙ座標507，向き508参照）に基づいて位置制御を行って台車(図６参照)を移動させ、さらにアーム270を伸縮/角度調整させてモニタ200が作業者50の顔に対向するよう配置する。以降、作業者50が次々と作業を行う作業位置として予め登録されている作業番号ごとに上記した表示機器（モニタ）200の位置制御を行うことで作業者の作業支援を行う。
図３は、本発明の実施形態にかかる作業支援装置の表示機器位置登録処理を説明するためのフロー図である。図３に示す処理フローに従って、本発明の作業支援装置にかかる表示機器の位置登録処理について説明するが、必要に応じて図１および図２を参照することとする。なおステップを‘Ｓ’と略記する。
作業エリア220におけるモニタ200の位置を登録する処理を開始するために、モニタ200の位置を登録する作業者50は、まず、作業エリア220に設置されているモニタ(タッチパネル)200上の記録開始ボタン(図示せず)を押す(S11)。これにより、作業状況管理機能130は記録開始を認識する。次いで作業支援情報管理機能110は、モニタ200上に作業エリア220のエリアコード(図５の501参照)で組立製造する製品の型式を一覧で表示する。作業者50は一覧から対象型式を選択し、記録ボタン(図示せず)を押す(S12)。すると、表示機器位置管理機能120は記録対象の製品型式に対して予め登録してある作業番号(図５の503参照)をモニタ200上に表示する。作業者50はモニタ200上に表示された作業番号の時に組立作業する位置にモニタ200を牽引しながら移動（位置登録処理時、上記したレール250に設置された台車(図６参照)はニュートラルに設定されている）し、モニタ200が作業者50の顔を向くように調整し、確定ボタン(図示せず)を押す(S13)。表示機器位置管理機能120は、測定したモニタ200の高さ等の座標(図５の505〜507参照)とモニタの向き(図５の508参照)を作業エリアコード(図５の501参照)、作業者ID(図５の502参照)、作業番号(図５の503参照)に紐付けて記録する。これで1つの作業番号(図５の503参照)に対するモニタ200の移動位置が決定する。
作業者50が対象作業に対して当該作業番号における登録作業を完了し、終了ボタン(図示せず)を押す(S14)と、次作業番号を表示し、次の作業番号に対する登録を促す。作業状況管理機能130は、一連の作業に対する全ての登録完了を判断すると、作業支援情報管理機能110に通知し作業支援情報管理機能110はモニタ200に終了を表示する(S15)。
図４は、本発明の実施形態にかかる作業支援装置の動作処理を説明するためのフロー図である。図４を用いて、作業支援装置の動作を説明するが、必要に応じて図１および図２を参照することとする。なおステップを‘Ｓ’と略記する。
作業を開始する作業者50は、まず、作業者ID(図５の502参照)を作業エリア220に設置したモニタ(タッチパネル)200上で入力し、開始ボタン(図示せず)を押す(S21)。作業支援情報管理機能110は、モニタ200上にこの作業エリア220のエリアコード(図５の501参照)で組立製造する製品の型式を一覧で表示する。作業者50は、一覧から対象型式を選択する(S22)。それにより、作業状況管理機能130は選択された型式(図５の509参照)への作業開始を認識する。次いで表示機器位置制御機能140が表示機器位置制御機器300に対して移動の指示を通知すると、表示機器位置制御機器300は表示機器位置管理機能120が管理する表示機器位置定義テーブル（図５参照）の内容を参照し、モニタ200を予め定義された位置に移動する(S24)と共に、作業番号(図５の503参照)に対応する作業内容（作業の手順、指示や図面等）をモニタ200に表示する(S25)。
作業者50が当該作業番号(図５の503参照)における対象作業を完了し、終了ボタン(図示せず)を押す(S26)。終了を検知した作業状況管理機能130が表示機器位置制御機能140に対して次作業番号への移動指示を通知すると、表示機器位置制御機能140は表示機器位置制御機器300に次作業番号への移動を指示し、表示機器位置制御機器300は表示機器位置管理機能120が管理する表示機器位置定義テーブル（図５参照）の内容を参照し、モニタ200を予め定義された位置に移動する(S24)と共に、次作業番号(図５の503参照)に対応する作業内容（作業の手順、指示や図面等）をモニタ200に表示する(S25)。これを選択された製品の型式(図５の509参照)への作業に関する登録されたすべての作業番号(図５の503参照)に対応する作業内容ごとに実行する。作業状況管理機能130は、一連の作業に対する全ての完了を判断すると、作業支援情報管理機能110に通知し作業支援情報管理機能110はモニタ200に終了を表示する(S27)。
図５は、本発明の実施形態にかかる表示機器位置定義テーブルの構成例を示す図である。図５に示すように、表示機器位置定義テーブルには、作業コードエリア501で作業する対象型式（図示例では大型1,大型2など）を表示し、また当該作業エリアコードで作業する作業者固有情報（図示例ではＡ1,Ａ2,Ａ3など）を示す作業者ＩＤ502、当該作業エリアコードで予め定義された作業位置（図示例では1〜n,1〜mなど）を示す作業番号503、レール250上のある点を基点0としてその作業基点からレール250上に設定されたレール座標504、当該作業番号における表示機器位置を基点位置(図示せず)から変位させたときの高さ505、ｘ座標506、ｙ座標507、モニタ向き508を情報としてテーブルに格納している。
図６は、本発明の実施形態にかかるレールへの台車取り付けを示す概念図である。図６に示すように、台車260はレール250に載置され、レール250上を移動可能にされる。台車260は、駆動モータ、制御装置および制動器を備えて構成される。このような台車の構成は一般には鉄道等で使用される場合が多いが、本発明においては、アーム270を取り付けるだけなので小型化が可能であり、またレール250も軽量のものを使用することができる。レールは図示の煩雑さを避けるために１本のみ示しているが、実際には２本を使用する。台車の車輪も片側だけが図示されているが、実際には図示省略されたレール側にも車輪が設けられる。
30 大型製品作業台
50 作業者
100 現場管理端末
110 作業支援情報管理機能
120 表示機器位置管理機能
130 作業状況管理機能
140 表示機器位置制御機能
200 表示機器(モニタ(タッチパネル付))
220 作業エリア
250 レール
260 台車
270 アーム
300 表示機器位置制御機器
400 制御ネットワーク
600 他の情報処理機能

Claims (6)

  1. セル方式で作業者が大型製品を製造する際に作業者の組立作業を支援する作業支援装置において、
    作業エリア上に設置されたレール上を移動可能にされたタッチ入力手段を有する表示機器と、
    予め、前記作業エリアで組立製造する製品型式一覧の中から選択した製品型式、作業者固有情報、前記選択された製品型式を作業者が製造するに際して作業位置を指示する作業番号、および当該作業番号における表示機器の高さ、座標、向き、の各情報を定義し登録する表示機器位置登録手段と、
    作業者が前記作業者固有情報と作業開始の指示を前記タッチ入力手段から入力することで、前記表示機器位置登録手段に登録された情報に基づき前記表示機器を所定の位置に移動させる表示機器移動手段と、
    前記所定の位置に移動した前記表示機器に所定の高さ、座標及び向きで当該所定位置における組立作業に用いる指示書や図面を表示する作業内容表示手段と、
    を備えることを特徴とする作業支援装置。
  2. 前記作業エリア上に設置されたレールは、前記大型製品を製造するための作業台の周りを取り囲むようにループ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の作業支援装置。
  3. 前記表示機器の背部は、アームの先端に取り付けられ、該アームの他端は前記レール上に設置された台車に据付けられていることを特徴とする請求項１記載の作業支援装置。
  4. 前記アームは、伸縮およびまたは角度を調整することができるものであることを特徴とする請求項３記載の作業支援装置。
  5. 前記レール上に設置される台車は、駆動モータ、制御装置、制動器を備え、前記表示機器移動手段の指示にしたがい駆動、停止を行って前記表示機器を所定の位置に位置取りすることを特徴とする請求項１記載の作業支援装置。
  6. セル方式で作業者が大型製品を製造する際に作業者の組立作業を支援する作業支援装置における作業支援方法であって、前記作業支援装置は、作業エリア上に設置されたレール上を移動可能にされたタッチ入力手段を有する表示機器を備えており、
    予め、前記作業エリアで組立製造する製品型式一覧の中から選択した製品型式、作業者固有情報、前記選択された製品型式を作業者が製造するに際して作業位置を指示する作業番号、および当該作業番号における表示機器の高さ、座標、向き、の各情報を定義し登録する過程と、
    作業者が前記作業者固有情報と作業開始の指示を前記タッチ入力手段から入力することで、前記登録された情報に基づき前記表示機器を所定の位置に移動させる過程と、
    前記所定の位置に移動した前記表示機器に所定の高さ、座標及び向きで当該所定位置における組立作業に用いる指示書や図面を表示する過程と、
    を含むことを特徴とする作業支援方法。
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