JP2013210822A

JP2013210822A - 製造ライン

Info

Publication number: JP2013210822A
Application number: JP2012080365A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Taketatsu; 周平竹立
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP5950338B2

Abstract

【課題】高価な検査装置や検査専用の作業者を要することなく正確な検査を行うことができ、これにより作業効率に優れた製造ラインを低コストに提供する。
【解決手段】本発明に係る製造ライン１０は、作業者Ｏｐによる作業が行われる複数の人的作業エリア１１と、機械による作業が行われる複数の機械作業エリア１２と、ワークの外観画像を取得する画像取得エリア１３と、画像取得エリア１３に搬入されたワークを撮像する撮像手段１５と、撮像手段１５で撮像して得た画像を表示する表示手段１６とを具備し、表示手段１６が、複数の人的作業エリア１１のうち、タクトタイムから人的作業に必要な時間を差し引いた際に、検査に必要な時間が余るタクト余剰エリアに配設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造ラインに関し、特に、作業内容の正誤を判定する検査をライン内で実施可能とする製造ラインに関する。

例えば、自動車用エンジンユニットの組付けラインにおいては、組付け品が被組付け品に対して適切に組付けられているか否かの検査が行われている。一般的な検査方法としては、組付けライン上に検査工程を設け、この検査工程において、作業者による検査や、検査装置による自動的な検査を行う方法がある。ここで、例えば、下記特許文献１には、組付けラインの検査エリアに、適正な種類の組付け品（バルブスプリング）が組付けられているか否かを判別する検査装置を設置し、この検査装置を用いて作業者が上記組付けの適否を検査する方法が記載されている。

特開２０１２−３１７５７号公報

ところで、作業者による検査を行うに当り、例えば作業内容の正誤をワークの外観に基づいて判断できるような類の検査の場合には、検査に要する時間が短時間（例えば数秒から十数秒程度）で済むため、他の作業者に比べて作業に要する時間が短くなる。この結果、検査を担当する作業者には次のワークが検査エリアに搬入されるまでに多くの空き時間が生じ、製造ライン全体として見た場合の作業効率が低下する、との問題があった。また、この検査工程のみに人員を配置することで、人的コストの増加を招く、との問題もあった。

ここで、例えばカメラなどで撮像して得た画像に画像処理を施すことで、作業内容の正誤を人の手によらず（機械により）自動的に検査を行う方法が考えられるが、この場合には、画像処理専用のカメラが必要になる等、専用の設備が必要となるため、コストの高騰を招く。また、たとえ高価な画像処理設備を導入したとしても正確性は十分とはいえず、未だ検査の信頼性に乏しいのが現状である。

以上の事情に鑑み、本明細書では、高価な検査装置や検査専用の作業者を要することなく正確な検査を行うことができ、これにより作業効率に優れた製造ラインを低コストに提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。

前記技術的課題の解決は、本発明に係る製造ラインによって達成される。すなわち、このラインは、作業者による作業が行われる複数の人的作業エリアと、機械による作業が行われる複数の機械作業エリアと、ワークの外観画像を取得する画像取得エリアとを具備し、各エリアを所定のタクトタイムでワークが搬送され、所定の人的作業エリア又は機械作業エリアで行われた作業内容の正誤をワークの外観画像に基づいて判定する検査を実施可能とする製造ラインであって、画像取得エリアに搬入されたワークを撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像して得た画像を表示する表示手段とをさらに具備し、表示手段が、複数の人的作業エリアのうち、タクトタイムから人的作業に必要な時間を差し引いた際に、検査に必要な時間が余るタクト余剰エリアに配設される点をもって特徴付けられる。

このように、本発明は、タクトタイムに比べて手持ちの作業に必要な時間が短い、言い換えると、次の作業までに空き時間を有する作業者の存在に着目して成されたもので、製造ラインを構成する複数の人的作業エリアのうち、タクトタイムから人的作業に必要な時間を差し引いた際に、検査に必要な時間が余るタクト余剰エリアに、検査対象となる作業を行った後のワークの外観画像を表示する表示手段を設けるようにした。これにより、タクト余剰エリアとなる人的作業エリアに配置される作業者が、表示手段に映し出されるワークの外観画像に基づいて、作業内容の正誤を判定する検査を行うことができる。このように、製造ラインに配置した作業者のうち空き時間を有する作業者を有効に利用することができるので、次の作業までの待ち時間を減らして、製造ライン全体の作業効率を向上させることができる。また、人（作業者）が表示手段に映し出された画像に基づいて作業内容の正誤を判定することができるので、高価な画像処理機能を備えた検査装置を導入せずとも、正確な検査を低コストに行うことができる。また、撮像手段についても、作業内容の正誤を判定可能な程度の画像が取得（撮像）できれば足りるので、画像処理用の高価な撮像手段は必要なく、汎用の撮像手段（民生用カメラなど）を使用することができる。よって、この点でも設備コストを下げることができる。

また、本発明に係る製造ラインは、タクト余剰エリアであって、かつ検査の対象となる作業が行われた人的作業エリアに表示手段が配設されるものであってもよい。

このように、ワークの外観画像を表示する表示手段を、タクト余剰エリアであって、かつ検査の対象となる作業が行われた人的作業エリアに配設することで、実際に検査対象となる作業を行った作業者自身が、当該作業内容の正誤についての検査を行うことができる。そのため、作業の誤りを作業者自身が認識することができ、作業改善につながると共に、人的作業の更なる効率化、精度向上を図ることが可能となる。特に、この構成は、画像取得エリアの前後に機械作業エリアが配設されており、画像取得エリアがタクト余剰エリアから離れている場合に有効となる。すなわち、作業者にとってみれば、画像取得エリアが担当の人的作業エリアから離れているので、実際に作業してからワーク複数個分の作業時間が既に経過しており、もはや作業者自身も作業時の内容を記憶していない。そのため、作業直後に作業者自身が正誤の判定検査を行う場合に起こり得る思い込みによる誤判定を防いで、客観的かつ正確な判定が可能となる。

以上のように、本発明によれば、高価な検査装置や検査専用の作業者を要することなく正確な検査を行うことができ、これにより作業効率に優れた製造ラインを低コストに提供することができる。

本発明の一実施形態に係る製造ラインの全体構成を示す平面図である。タクト余剰エリアの認定の考え方を模式的に表したグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る製造ラインを図１〜図２に基づき説明する。なお、本実施形態では、エンジンユニットの組付けラインを例にとって、以下説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造ラインの全体構成を示している。同図に示すように、この製造ライン１０は、作業者Ｏｐによる作業が行われる複数の人的作業エリア１１と、機械による作業が行われる複数の機械作業エリア１２と、ワークの外観画像を取得する画像取得エリア１３と、これら全てのエリア１１〜１３を通過するワークの搬送ライン１４と、画像取得エリア１３に搬入されたワークを撮像可能な位置に配設される撮像手段１５と、撮像手段１５で撮像して得た画像を表示する表示手段１６とを具備する。そして、この製造ライン１０において、所定の人的作業エリア１１又は機械作業エリア１２で行われた作業内容の正誤をワークの外観画像に基づいて判定する検査を実施可能としている。この実施形態では、製造ライン１０（搬送ライン１４）の最も上流側に位置する人的作業エリア１１ａで行われた作業内容の正誤を判定する検査を画像取得エリア１３及び後述するタクト余剰エリアで行うものとする。また、製造ライン１０のレイアウトに関し、本実施形態では、複数の人的作業エリア１１（１１ａ〜１１ｃ）よりも下流側に画像取得エリア１３が配設されており、かつ画像取得エリア１３の前後には、機械作業エリア１２が配設されている。これにより、何れの人的作業エリア１１にいる作業者Ｏｐからも画像取得エリア１３は離隔した位置にある。

また、この実施形態では、製造ライン１０は、表示手段１６の近傍に配設され、表示手段１６に表示されたワークの外観画像に基づいて、担当の作業者Ｏｐが検査に係る選択操作を行う選択操作手段１７と、選択操作手段１７で選択操作された内容に基づいて、画像取得エリア１３にあるワークの次工程（下流側に隣接する機械作業エリア１２）への搬送を制御する制御部１８とをさらに具備する。

表示手段１６は、複数の人的作業エリア１１のうち、製造ライン１０のタクトタイムから人的作業に必要な時間を差し引いた際に、検査に必要な時間が余るタクト余剰エリアに配設される。以下、図１に示す製造ライン１０を例にとってタクト余剰エリアの認定の方法を詳述する。例えば搬送ライン１４の最も上流側に位置する人的作業エリア１１ａにおいて、製造ライン１０ごとに定まるタクトタイムＴから、このエリア１１ａにおける１回の作業（作業者Ｏｐによる１回の人的作業）に必要な時間Ｔａを差し引いた時間が、いわゆる空き時間Ｔｓ（＝Ｔ−Ｔａ）となる。そして、この空き時間Ｔｓと、表示手段１６に表示されたワークの外観画像を作業者Ｏｐが見て選択操作手段１７を操作するのに要する時間Ｔｉとを比較し、空き時間Ｔｓが検査に必要な時間Ｔｉより長ければ（Ｔ−Ｔａ−Ｔｉ＞０）、当該作業エリア１１ａを担当する作業者Ｏｐは、自身が担当する作業を行ってなお検査に必要な時間Ｔｉが余っているものとして、当該人的作業エリアをタクト余剰エリアと認定する。

このようにして、各人的作業エリア１１ａ〜１１ｃがタクト余剰エリアに該当するか否かを判断し、タクト余剰エリアと認定された人的作業エリア１１ａに表示手段１６が配設される。より具体的には、人的作業エリア１１ａで作業を担当する作業者Ｏｐがその（人的作業エリア１１ａの）作業位置で視認可能な位置に表示手段１６が配設される。本実施形態では、図２に示すように、最も上流側の人的作業エリア１１ａを担当する作業者Ｏｐのみが検査可能な空き時間Ｔｓを有しているので、この人的作業エリア１１ａの作業者Ｏｐがその作業位置で視認可能な位置のみに表示手段１６が配設されている。

選択操作手段１７は、ワークの外観画像に基づいて、担当の作業者Ｏｐが検査対象となる作業内容の正誤判定を行うのに用いられる。また、その配設位置は、対応する人的作業エリア１１（本実施形態では最も上流側の人的作業エリア１１ａ）の作業位置で作業者Ｏｐが操作可能な位置とされる。選択操作手段１７の具体的は構成は、検査の内容によっても異なるが、例えばワーク（シリンダヘッド）に組み付けた部品（バルブスプリング）が検査対象となる場合であって、この部品に複数の種類が存在する場合、この組み付けた部品の種類に応じた数（図１では２個）のボタンが選択操作手段１７に設けられる。

制御部１８は、選択操作手段１７と電気的に接続され、選択操作手段１７により選択された内容に基づいて、ワークを次工程（画像取得エリア１３の下流側に位置する機械作業エリア１２）へ搬送し又はワークの搬送を停止する指令を搬送ライン１４に送るようになっている。本実施形態では、制御部１８は、検査対象となるワークと共に搬送されるパレット等に付設されたＩＤタグ等から検査対象となる作業の内容（例えば組付けるべき部品の種類）を読み取り可能に構成されており、ＩＤタグ等から読み取った（取得した）作業内容と、選択操作手段１７により選択された内容とを照合することで、作業内容の正誤（実際にワークに組み付けた部品の種類が正しいか否か）を判定可能とされている。

以下、上記構成の製造ライン１０におけるワークの流れを、画像取得エリア１３に搬入されたワークの検査態様を中心に説明する。

まず、図示しないワークを搬送ライン１４に載せて所定の向きに搬送することで、搬送ライン１４に沿って上流側から所定の順序で配設された複数の人的作業エリア１１及び複数の機械作業エリア１２においてワークに対する所定の作業が行われる。この実施形態では、まず人的作業エリア１１ａで作業者Ｏｐによる作業（例えばシリンダヘッドに対するバルブスプリングの組付け作業）が行われた後、２ヶ所の機械作業エリア１２でそれぞれ機械による作業が行われ、然る後、その下流側に配設された人的作業エリア１１ｂ、２ヶ所の機械作業エリア１２、人的作業エリア１１ｃ、４ヶ所の機械作業エリア１２の順にそれぞれ作業者Ｏｐ又は機械による作業が行われる。

そして、さらに下流側に配設された画像取得エリア１３にワークが搬入されると、撮像手段１５によりワークの外観画像（検査対象となる部位のみの外観画像であってもよい）が撮像され、撮像手段１５と電気的に接続された表示手段１６に撮像された画像が表示される。ここで、表示手段１６は、タクト余剰エリアとなる最も上流側の人的作業エリア１１ａに配設されており、この人的作業エリア１１ａを担当する作業者Ｏｐが表示手段１６に表示された画像に基づいて、人的作業エリア１１ａで行われた作業内容（部品の組付け作業）の正誤を判定する。本実施形態では、ワークに組み付けられた部品（バルブスクリング）の種類に対応するボタン（例えば部品の外面に塗布した色とボタンの色とを一致させている）を押圧操作することで、作業者Ｏｐがワークに組み付けられた部品の種類を選択操作する。

選択した内容（部品の種類）は制御部１８に送られ、予めＩＤタグ等から読み取る等して取得した作業内容に関する情報（部品の種類）と照合することで、作業内容の正誤（実際に適正な部品が組付けられているか否か）を自動的に判定する。そして、作業内容が適正であると判定した場合には、搬送ライン１４に対してワークを画像取得エリア１３の下流側に位置する機械作業エリア１２に向けて搬送する旨の指令を送る。また、作業内容が不適切（間違った部品を組み付けている）と判定した場合には、搬送ライン１４に対してワークの搬送を停止する、又は正規の搬送ライン１４から外れたエリア（手直しエリア）に搬送する旨の指令を送る。これにより、検査の結果を適正に反映したワークの取り扱いが行われる。

このように、本発明では、検査作業の一部（撮像手段１５によるワークの外観画像の取得作業）を画像取得エリア１３で機械的に行うと共に、残部（検査対象となる作業内容の正誤判定作業）をタクト余剰エリアとなる人的作業エリア１１ａの作業者Ｏｐにより行うようにしたので、画像取得エリア１３から離れた位置にいる作業者Ｏｐが、表示手段１６に映し出されるワークの外観画像に基づいて、作業内容の正誤を判定する検査を行うことができる。このように、製造ライン１０に配置した作業者Ｏｐのうち空き時間Ｔｓを有する作業者Ｏｐを有効に利用することができるので、次の作業までの待ち時間を減らして、製造ライン１０全体の作業効率を向上させることができる。また、人（作業者Ｏｐ）が表示手段１６に表示されたワークの外観画像に基づいて作業内容の正誤を判定することができるので、高価な画像処理機能を備えた検査装置を導入せずとも、正確な検査を低コストに行うことができる。また、撮像手段１５についても、作業内容の正誤を判定可能な程度の画像が取得（撮像）できれば足りるので、撮像手段１５として画像処理用の高価な製品は必要なく、民生用カメラなどの汎用製品を使用することができる。よって、この点でも設備コストを下げることができる。

特に、本実施形態では、作業者Ｏｐによる選択操作内容と、制御部１８がワーク側から取得した情報との照合により正誤判定を行うようにしたので、作業者Ｏｐの万が一の誤判定により作業内容が不適切なワークが後工程へ搬送される事態を確実に回避することができる。従って、画像処理による正誤判定を行う場合や、作業者Ｏｐに最終的な判断を委ねる場合と比べて、検査精度及び検査の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、ワークの外観画像を表示する表示手段１６を、タクト余剰エリアであって、かつ検査の対象となる作業が行われた人的作業エリア１１ａに配設するようにしたので、実際に検査対象となる作業を行った作業者Ｏｐ自身が、表示手段１６に表示されたワークの外観画像に基づいて、作業内容の正誤についての検査を行うことができる。そのため、作業の誤りを作業者Ｏｐ自身が認識することができ、作業改善につながると共に、人的作業の更なる効率化、精度向上を図ることが可能となる。特に、この実施形態では、画像取得エリア１３の前後に機械作業エリア１２が配設されており、画像取得エリア１３がタクト余剰エリア（人的作業エリア１１ａ）から離れているので、実際に作業してからワーク複数個分の作業時間が既に経過しており、もはや作業者Ｏｐ自身も作業時の内容を記憶していない。そのため、作業直後に作業者Ｏｐ自身が正誤の判定検査を行う場合に起こり得る思い込みによる誤判定を防いで、客観的かつ正確な判定（検査）が可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る製造ラインは上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得る。

例えば、選択操作手段１７としては、上記実施形態で例示のように、作業内容に係る選択事項に対応する数の操作部（ボタンなど）を設けたもののほか、表示手段１６を見る作業者Ｏｐが最終判断して、判断結果を選択可能な２種類の操作部を設けたものであってもよい。すなわち、判定内容が作業内容の適否に係る場合（例えば接着剤が所定領域に漏れなく塗布できているか否か）、作業内容が適切であるとして対応する一方の操作部を選択操作することで、搬送ライン１４に次工程への搬送指令が送られ、あるいは、作業内容が不適切であるとして対応する他方の操作部を選択操作することで、搬送ライン１４に搬送停止指令もしくはワーク掃き出し指令が送られるように制御部１８を構成してもよい。

また、表示手段１６に関し、上記実施形態では、タクト余剰エリアとなる条件を満たす１つの人的作業エリア１１（１１ａ）に表示手段１６を配設する場合を例示したが、もちろんこれには限定されない。例えばタクト余剰エリアとなる条件を満たす人的作業エリア１１が複数存在する場合には、それら複数の人的作業エリア１１の一部（例えば、最も空き時間Ｔｓの長い人的作業エリア１１）又は全てに表示手段１６及び選択操作手段１７を設けるようにしてもよい。

なお、以上の説明では、人的作業エリア１１で行われた作業内容の正誤を判定する検査を実施する場合を説明したが、もちろん、ワークの外観画像に基づいて作業内容の正誤を判定可能な限りにおいて、検査対象となる作業内容は任意であり、例えば機械作業エリア１２における作業内容を検査対象とすることも可能である。

また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。

１０製造ライン
１１人的作業エリア
１１ａタクト余剰エリア（人的作業エリア）
１２機械作業エリア
１３画像取得エリア
１４搬送ライン
１５撮像手段
１６表示手段
１７選択操作手段
１８制御部
Ｏｐ作業者

Claims

作業者による作業が行われる複数の人的作業エリアと、機械による作業が行われる複数の機械作業エリアと、ワークの外観画像を取得する画像取得エリアとを具備し、前記各エリアを所定のタクトタイムで前記ワークが搬送され、所定の前記人的作業エリア又は前記機械作業エリアで行われた作業内容の正誤を前記ワークの外観画像に基づいて判定する検査を実施可能とする製造ラインであって、
前記画像取得エリアに搬入された前記ワークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像して得た画像を表示する表示手段とをさらに具備し、
前記表示手段が、前記複数の人的作業エリアのうち、前記タクトタイムから前記人的作業に必要な時間を差し引いた際に、前記検査に必要な時間が余るタクト余剰エリアに配設される製造ライン。
前記タクト余剰エリアであって、かつ前記検査の対象となる作業が行われた人的作業エリアに前記表示手段が配設される請求項１に記載の製造ライン。