JP2014180727A - ワーク組立ライン及びワークの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タクトタイムの短縮を図ることができるワーク組立ライン及びワークの製造方法を提供する。
【解決手段】ワーク組立ライン１は、ワークＷの組み立てを行う複数の組立ユニット１０，１２，１４，１６，１８と、ワークＷを各組立ユニット１０，１２，１４，１６，１８との間で受け渡し可能に構成されたワーク受渡ユニット５と、を備え、組立ユニット１０，１２，１４，１６，１８は、ワーク受渡ユニット５を囲んで配置されており、ワークＷは、ワーク受渡ユニット５を介して組立ユニット１０，１２，１４，１６，１８間で受け渡される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク組立ライン及びワークの製造方法に関する。

従来の組立ラインとして、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の組立ラインでは、複数の多関節ロボットを備えており、一の多関節ロボットに異常事態が発生した場合には、その多関節ロボットと連系動作する他の多関節ロボットが異常事態を回避する動作を実行する。

特開２００２−３７０６７９号公報

ところで、ワークの組立ラインでは、タクトタイムの短縮が求められている。タクトタイムを短縮するためには、作業するロボットの動作速度の向上が必要となるが、ロボットの動作速度の向上だけではタクトタイムの短縮に限界がある。そのため、タクトタイムの短縮のためには、各工程間の連系の向上が必要となる。

本発明は、タクトタイムの短縮を図ることができるワーク組立ライン及びワークの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るワーク組立ラインは、ワークを組み立てるワーク組立ラインであって、ワークの組み立てを行う複数の組立ユニットと、ワークを各組立ユニットとの間で受け渡し可能に構成された受渡部と、を備え、複数の組立ユニットは、受渡部を囲んで配置されており、ワークは、受渡部を介して組立ユニット間で受け渡される。

発明の一側面に係るワークの製造方法は、上記の組立ラインによりワークを製造する。

本発明によれば、タクトタイムの短縮を図ることができる。

一実施形態に係るワーク組立ラインを模式的に示す図である。 ワーク受渡ユニットの一例を示す図である。 ワーク組立ラインにおけるワークの製造方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係るワーク組立ラインを模式的に示す図である。図１に示すワーク組立ライン１は、例えばロボットを組み立てるロボット組立ラインの一部であり、ロボットの構成部品であるワークＷ（図２参照）を組み立てる。ワークＷは、例えばロボットの一部を構成する関節部やリンク部（アーム部）等である。

図１に示すように、ワーク組立ライン１は、ワーク組立ユニット３と、ワーク受渡ユニット（受渡部）５と、部品供給ユニット７と、コントローラ９（図２参照）と、を備えている。

ワーク組立ユニット３は、ボルト締めユニット１０，１２と、シール剤塗布ユニット１４と、手作業ユニット１６と、グリス塗布ユニット１８と、バッファ２０と、を備えている。各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０は、ワーク受渡ユニット５を囲んで配置されている。

ボルト締めユニット１０，１２のそれぞれは、ワークＷにボルト（図示しない）を取り付ける。ボルト締めユニット１０，１２のそれぞれは、ワークＷにおいてボルトを締結するロボットＲ１，Ｒ２を備えている。ボルト締めユニット１０，１２とワーク受渡ユニット５とは、相互にワークＷを受け渡し可能であるコンベアＢ１，Ｂ２によりそれぞれ接続されている。ボルト締めユニット１０，１２は、ワーク受渡ユニット５からコンベアＢ１，Ｂ２を介してワークＷを受け取ると、ロボットＲ１，Ｒ２によりワークＷにおいてボルトを締結する。ボルト締めユニット１０，１２は、ワークＷにおいてボルト締めを完了すると、コンベアＢ１，Ｂ２を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを搬出して渡す。

シール剤塗布ユニット１４は、ワークＷにシール剤（図示しない）を塗布する。シール剤塗布ユニット１４は、ワークＷにシール剤を塗布するロボットＲ３を備えている。シール剤塗布ユニット１４とワーク受渡ユニット５とは、相互にワークＷを受け渡し可能であるコンベアＢ３により接続されている。シール剤塗布ユニット１４は、ワーク受渡ユニット５からコンベアＢ３を介してワークＷを受け取ると、ロボットＲ３によりワークＷにシール剤を塗布する。シール剤塗布ユニット１４は、ワークＷにシール剤の塗布を完了すると、コンベアＢ３を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを搬出して渡す。

手作業ユニット１６は、ワークＷに電線を配線するなどの人手による作業を行う。手作業ユニット１６では、例えば作業者によってワークＷに電線が配線される。手作業ユニット１６とワーク受渡ユニット５とは、相互にワークＷを受け渡し可能であるコンベアＢ４により接続されている。手作業ユニット１６は、ワーク受渡ユニット５からコンベアＢ４を介してワークＷを受け取ると、作業者によりワークＷに電線を配線する。手作業ユニット１６は、ワークＷに電線の配線を完了すると、コンベアＢ４を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを搬出して渡す。

グリス塗布ユニット１８は、ワークＷにグリス（図示しない）を塗布する。グリス塗布ユニット１８は、ワークＷにグリスを塗布するロボットＲ４を備えている。グリス塗布ユニット１８とワーク受渡ユニット５とは、相互にワークＷを受け渡し可能であるコンベアＢ５により接続されている。グリス塗布ユニット１８は、ワーク受渡ユニット５からコンベアＢ５を介してワークＷを受け取ると、ロボットＲ４によりワークＷにグリスを塗布する。グリス塗布ユニット１８は、ワークＷにグリスの塗布を完了すると、コンベアＢ５を介してワークＷをワーク受渡ユニット５にワークＷを搬出して渡す。

バッファ２０は、ワークＷを一時的に保持する部分である。バッファ２０は、ワークＷを載置（保持）する領域を有している。バッファ２０には、コンベアＢ６との間でワークＷの受け渡しを行うロボットＲ５が備えられていてもよい。バッファ２０とワーク受渡ユニット５とは、相互にワークＷを受け渡し可能であるコンベアＢ６により接続されている。バッファ２０は、ワーク受渡ユニット５からコンベアＢ６を介してワークＷを受け取ると、ワークＷを一時的に保持する。バッファ２０は、コントローラ９から指令を受けると、コンベアＢ６を介してワークＷをワーク受渡ユニット５に渡す。

ワーク受渡ユニット５は、各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０との間でワークＷを受け渡し可能に構成されている。ワーク受渡ユニット５は、例えばワークＷを把持可能なロボットを備えていてもよく、ワーク受渡ユニット５とコンベアＢ１〜Ｂ６との間のワークＷの受け渡しをロボットにより行ってもよい。ワーク受渡ユニット５とコンベアＢ１〜Ｂ６との間のワークＷの受け渡し方法は、いかなる手段であってもよい。

図２は、ワーク受渡ユニットの一例を示す図である。図２に示すように、ワーク受渡ユニット５は、例えば略円形形状を呈する回転テーブルである。ワーク受渡ユニット５は、ワークＷが載置される（ワークＷを支持する）載置台６と、載置台６を回転させるモータＭと、を有している。モータＭは、コントローラ９により回転が制御される。ワーク受渡ユニット５は、載置台６を回転させて、各コンベアＢ１〜Ｂ６の前にワークＷを位置させる。

部品供給ユニット７は、各ユニット１０，１２，１４にワークＷを構成する部品（構成部材）を供給する。ここでは、ボルト、シール剤を部品と称している。部品供給ユニット７とボルト締めユニット１０，１２のそれぞれとは、相互に部品を受け渡し可能であるコンベアＢ７，Ｂ８により接続されている。ボルト締めユニット１０，１２は、コンベアＢ７，Ｂ８を介して部品供給ユニット７からボルトの供給を受ける。

部品供給ユニット７とシール剤塗布ユニット１４とは、相互に部品を受け渡し可能であるコンベアＢ９により接続されている。シール剤塗布ユニット１４は、コンベアＢ９を介して部品供給ユニット７からシール剤の供給を受ける。部品供給ユニット７は、例えば各ユニット１０，１２，１４からの要求により、又は、定期的に、部品を各ユニット１０，１２，１４に供給する。

コントローラ９は、各ユニット１０，１２，１４，１８，２０の各ロボットＲ１〜Ｒ５の動作、コンベアＢ１〜Ｂ９の動作、及び、モータＭの回転を制御する。コントローラ９への動作指令は、更に上位の制御部から出力されている。コントローラ９は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクなどで構成される。

コントローラ９は、各ロボットＲ１〜Ｒ５の動作状況（作業の進捗状況）を逐次取得（把握）し、各ロボットＲ１〜Ｒ５の動作状況に応じて各コンベアＢ１〜Ｂ９及びワーク受渡ユニット５のモータＭを制御する。

具体的には、コントローラ９は、例えばシール剤塗布ユニット１４のロボットＲ３がワークＷにシール剤の塗布を完了すると、コンベアＢ３がワーク受渡ユニット５側にワークＷを搬送するように、コンベアＢ３を制御する。コントローラ９は、コンベアＢを介して渡されたワークＷを受け取ると、ワーク受渡ユニット５の載置台６をモータＭを制御して回転させて、ワークＷをコンベアＢ１の前に位置させる。コントローラ９は、コンベアＢ１がボルト締めユニット１０側にワークＷを搬送するように、コンベアＢ１を制御する。

本実施形態のワーク組立ライン１では、図１に示すように、ボルト締めユニット１０、ボルト締めユニット１２、シール剤塗布ユニット１４、手作業ユニット１６、グリス塗布ユニット１８、及び、バッファ２０がこの順に、ワーク受渡ユニット５を取り囲んで略Ｕ字状に配置されている。

シール剤塗布ユニット１４とグリス塗布ユニット１８との間には、手作業ユニット１６が配置されている。手作業ユニット１６では、ロボットを備えておらず、上記のように作業者が電線の配線を行う。ボルト締めユニット１０，１２、シール剤塗布ユニット１４、グリス塗布ユニット１８では、ロボットＲ１〜Ｒ４により作業を行う。このとき、ボルト締めユニット１０，１２のロボットＲ１，Ｒ２は、シール剤塗布ユニット１４及びグリス塗布ユニット１８のロボットＲ３，Ｒ４に比べて、作業が容易であるために動作速度が速く設定されている。言い換えれば、シール剤塗布ユニット１４及びグリス塗布ユニット１８のロボットは、ボルト締めユニット１０，１２のロボットＲ１，Ｒ２に比べて動作速度が遅い。そこで、本実施形態では、手作業ユニット１６は、作業者の安全性確保の観点から、動作が比較的遅いロボットＲ３，Ｒ４を備えるシール剤塗布ユニット１４とグリス塗布ユニット１８との間に配置されている。これにより、作業者とロボットＲ３，Ｒ４との接触を防止している。

なお、各ロボットＲ１〜Ｒ５の周囲には、囲い部材（図示しない）が配置されていてもよい。囲い部材は、ロボットＲ１〜Ｒ５と物体との接触を抑制するための部材である。囲い部材は、例えば８０［Ｗ］以上のモータを搭載するロボットの周囲に配置されている。なお、囲い部材は、手作業ユニット１６の作業領域を囲うように配置されてもよい。囲い部材を配置することにより、作業者を含む物体とロボットＲ１〜Ｒ５との接触を防止できる。

ボルト締めユニット１０、ボルト締めユニット１２、及び、シール剤塗布ユニット１４は、並んで配置されている。これら各ユニット１０，１２，１４は、いずれも部品の供給が必要なユニットである。部品の供給が必要なユニット１０，１２，１４をまとめて配置することにより、部品供給ユニット７とユニット１０，１２，１４とを接続するコンベアＢ７〜Ｂ９の長さを最短にすることができる。したがって、ワークＷの搬送時間の短縮が図れると共に、ワーク組立ライン１の省スペース化を図れる。

続いて、ワーク組立ライン１によるワークの製造方法について説明する。図３は、ワークの製造方法を示すフローチャートである。なお、ワーク組立ライン１では、通常、複数のワークＷが扱われているが、以下の説明では、１つのワークＷについて説明する。

図３に示すように、最初に、組立て対象となるワークＷを、ワーク組立ライン１のワーク受渡ユニット５に搬入する（ステップＳ０１）。次に、ワーク受渡ユニット５は、シール剤塗布ユニット１４にコンベアＢ３を介してワークＷを渡す（ステップＳ０２）。

続いて、ワークＷを受け取ったシール剤塗布ユニット１４では、ロボットＲ３によりワークＷにシール剤を塗布する（ステップＳ０３）。シール剤の塗布が完了すると、シール剤塗布ユニット１４は、コンベアＢ３を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを渡す。

続いて、ワークＷをシール剤塗布ユニット１４から受け取ったワーク受渡ユニット５は、例えばボルト締めユニット１０にコンベアＢ１を介してワークＷを渡す。ワークＷを受け取ったボルト締めユニット１０では、ロボットＲ１によりワークＷにおいてボルトを締結する（ステップＳ０３）。ボルトの締結が完了すると、ボルト締めユニット１０は、コンベアＢ１を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを渡す。

続いて、ワークＷをボルト締めユニット１０から受け取ったワーク受渡ユニット５は、グリス塗布ユニット１８にコンベアＢ５を介してワークＷを渡す。ワークＷを受け取ったグリス塗布ユニット１８では、ロボットＲ４によりワークＷにグリスを塗布する（ステップＳ０４）。グリスの塗布が完了すると、グリス塗布ユニット１８は、コンベアＢ５を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを渡す。

続いて、ワークＷをグリス塗布ユニット１８から受け取ったワーク受渡ユニット５は、手作業ユニット１６にコンベアＢ４を介してワークＷを渡す。ワークＷを受け取った手作業ユニット１６では、作業者によりワークＷに電線等を配線する（ステップＳ０５）。配線が完了すると、手作業ユニット１６は、コンベアＢ４を介してワーク受渡ユニット５にワークＷを渡す。

最後に、ワークＷを手作業ユニット１６から受け取ったワーク受渡ユニット５は、ワークＷを別ラインに搬出する（ステップＳ０６）。

以上説明したように、本実施形態のワーク組立ライン１では、ワークＷを各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０との間で受け渡し可能に構成されたワーク受渡ユニット５と備えており、各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０は、ワーク受渡ユニット５を囲んで配置されている。このような構成より、ワークＷは、ワーク受渡ユニット５を介して各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０間で受け渡される。これにより、ワーク組立ライン１では、複数のワークＷをワーク受渡ユニット５により各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０に効率良く受け渡すことができる。

そのため、ワーク組立ライン１では、各ユニット１０，１２，１４，１６，１８間の連系の向上を図ることができると共に、各ユニット１０，１２，１４，１６，１８において同時に作業を行うことが可能となる。したがって、ワーク組立ライン１では、タクトタイムの短縮を図ることができる。また図示はしないが、各ユニット１０，１２，１４，１８におけるロボットＲ１〜Ｒ４が使用するツールについても稼働率を向上させることができる。ツールの具体例としては、ボルト締めユニット１０，１２にてロボットＲ１，Ｒ２が用いるナットランナや、シール剤塗布ユニット１４にてロボットＲ３が用いるシール材塗布ツールが挙げられる。

本実施形態のワーク組立ライン１では、ワーク受渡ユニット５は、回転可能に設けられた載置台６を有している。これにより、ワーク受渡ユニット５は、このワーク受渡ユニット５を囲んで配置された各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０との間でワークＷの受け取り、渡しを迅速且つ正確に行うことができる。

本実施形態のワーク組立ライン１では、２つのボルト締めユニット１０，１２を備えている。ワークＷにおけるボルトの締結は、本実施形態のワーク組立ライン１において最も時間を要する。そこで、ワーク組立ライン１では、２つのボルト締めユニット１０，１２に作業を分担させることにより、ボルト締めに要するタクトタイムを他のユニット１４，１６，１８のタクトタイムと合わせることが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、ワーク受渡ユニット５と各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０とをコンベアＢ１〜Ｂ６で接続してワークＷの受け渡しを行っているが、ワークＷの受け渡し方法は他の方法であってもよい。例えば、ワークＷは、ワーク受渡ユニット５と各ユニット１０，１２，１４，１６，１８，２０との間に配置されたロボットにより受け渡されてもよい。

上記実施形態では、ワーク受渡ユニット５が回転可能に設けられた載置台６を備える構成を一例に説明したが、ワーク受渡ユニット５は、その他の構成であってもよい。ワーク受渡ユニットとしては、単にワークＷを支持する台であってもよい。

上記実施形態では、ワーク組立ユニット３として、ボルト締めユニット１０，１２、シール剤塗布ユニット１４、手作業ユニット１６、グリス塗布ユニット１８、及びバッファ２０を備える構成を一例に説明したが、ワーク組立ユニット３は、例えば接着剤を塗布するロボットを備えるユニット、はんだ付けを行うロボットを備えるユニットを備えていてもよい。組立ユニットの設置数は、ワークに必要な工程に応じて適宜設定されればよい。

上記実施形態では、ワーク組立ライン１がロボット組立ラインの一部であり、ワークＷがロボットの部品であることを一例に説明したが、ワークは他のものであってもよい。

１…ワーク組立ライン、３…ワーク組立ユニット、５…ワーク受渡ユニット、７…部品供給ユニット、１０，１２…ボルト締めユニット（組立ユニット）、１４…シール剤塗布ユニット（組立ユニット）、１６…手作業ユニット（組立ユニット）、１８…グリス塗布ユニット（組立ユニット）、２０…バッファ（組立ユニット）、Ｗ…ワーク。

Claims (7)

1. ワークを組み立てるワーク組立ラインであって、
   前記ワークの組み立てを行う複数の組立ユニットと、
   前記ワークを各前記組立ユニットとの間で受け渡し可能に構成された受渡部と、を備え、
   複数の前記組立ユニットは、前記受渡部を囲んで配置されており、
   前記ワークは、前記受渡部を介して前記組立ユニット間で受け渡される、ワーク組立ライン。
2. 前記受渡部は、前記ワークが載置される載置台を有し、
   前記載置台が回転可能に設けられている、請求項１記載のワーク組立ライン。
3. 複数の前記組立ユニットのうちの一部の組立ユニットに対して、前記ワークの構成部材を供給する供給ユニットを備え、
   前記供給ユニットから前記構成部材の供給を受ける前記一部の組立ユニットは、並んで配置されている、請求項１又は２記載のワーク組立ライン。
4. 複数の前記組立ユニットのうちの一部の組立ユニットは、前記ワークの組み立てを行うロボットを備えており、
   前記ロボットを備える組立ユニットのうち、他のロボットに比べて動作速度の遅いロボット備える組立ユニットが、前記ロボットを備えない組立ユニットに並んで配置されている、請求項１〜３のいずれか一項記載のワーク組立ライン。
5. 前記ロボットの周囲が囲い部材により囲われている、請求項４記載のワーク組立ライン。
6. 前記ロボット備えない前記組立ユニットにおける作業領域は、囲い部材により囲われている、請求項４又は５記載のワーク組立ライン。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の組立ラインによりワークを製造する、ワークの製造方法。

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