JP2021186906A - フレキシブル生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送装置に対して複数の加工装置をフレキシブルに接続しつつ、無駄なスペースの発生やコストの増大を未然に回避する。
【解決手段】フレキシブル生産システム１は、ワークを搬送する搬送装置２に対してワークの搬送方向の幅である搬送方向幅が異なる複数の加工装置３が接続可能である。搬送装置に、加工装置を位置決めするための位置決め機構１１と、安全を確認するための安全確認センサのスイッチ部１２とが、それぞれ複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる。加工装置に、搬送装置に締結するための締結機構１３と、安全確認センサのアクチェータ部１４とが、それぞれ複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる。
【選択図】図７

Description

本発明は、フレキシブル生産システムに関する。

従来の生産システムは、サイズミニマムや高速化を狙った工程設計がなされ、結果密集化した機器配置やラップ動作による高速化を図った設備構成により、機械動作及びソフトウェア構造が複雑化していた。一方、事業環境等により工程を自由に改変したいニーズに応えようとすると、上記した複雑なシステムでは対応しきれない。このような事情から、多品種少量生産や製品の短寿命化に伴うフレキシブルな生産計画に対応可能とするように、ワークを搬送する搬送装置と、ワークを加工する加工装置とが分離されたフレキシブル生産システムが供されている。フレキシブル生産システムでは、搬送装置に対して複数の加工装置がフレキシブルに接続されることで生産ラインが構成される（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−１４２９４９号公報

搬送装置に対して加工装置が接続される構成では、搬送装置に位置決め機構や安全確認センサのスイッチ部が設けられ、加工装置に締結機構や安全確認センサのアクチェータ部が設けられる。ところで、加工装置は、汎用性を持たせた他の設備でも使用し得るように、ワークの搬送方向の幅（以下、搬送方向幅と称する）が異なる複数が準備されている。そのため、搬送方向幅が異なる複数の加工装置を接続可能とするには、搬送方向幅が最大の加工装置が接続可能とするように構成する必要がある。そうなると、無駄なスペースが発生する問題や、位置決め機構、締結機構及び安全確認センサを移動させる必要が生じてコストが増大する問題が懸念される。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送装置に対して複数の加工装置をフレキシブルに接続しつつ、無駄なスペースの発生やコストの増大を未然に回避することができるフレキシブル生産システムを提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、ワークを搬送する搬送装置（２）に対してワークの搬送方向の幅である搬送方向幅が異なる複数の加工装置（３）が接続可能である。搬送装置に、加工装置を位置決めするための位置決め機構（１１）と、安全を確認するための安全確認センサのスイッチ部（１２）とが、それぞれ複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられている。加工装置に、搬送装置に締結するための締結機構（１３）と、安全確認センサのアクチェータ部（１４）とが、それぞれ複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられている。

搬送装置に、位置決め機構と安全確認センサのスイッチ部とが複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられ、加工装置に、締結機構と安全確認センサのアクチェータ部とが複数の加工装置における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる構成とした。搬送装置に対して搬送方向幅が異なる複数の加工装置をフレキシブルに接続することができる。これにより、搬送装置に対して複数の加工装置をフレキシブルに接続しつつ、無駄なスペースの発生やコストの増大を未然に回避することができる。

フレキシブル生産システムの斜視図 安全カバーが装着された態様を示す斜視図 安全カバーが装着された態様を示す側面図 加工装置における締結機構及び安全確認センサのアクチェータ部の配置態様を示す図（その１） 加工装置における締結機構及び安全確認センサのアクチェータ部の配置態様を示す図（その２） 加工装置における締結機構及び安全確認センサのアクチェータ部の配置態様を示す図（その３） 安全確認センサの配置態様を示す図（その１） 位置決め機構及び締結機構の配置態様を示す図（その１） 安全確認センサの配置態様を示す図（その２） 位置決め機構及び締結機構の配置態様を示す図（その２）

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。フレキシブル生産システムは、例えば自動車産業や電機産業等において、多品種少量生産や製品の短寿命化に伴うフレキシブルな生産計画に対応可能な生産システムである。図１に示すように、フレキシブル生産システム１は、ワークを搬送する搬送装置２と、搬送装置２において搬送されるワークを加工する複数の加工装置３とを備える。搬送装置２は、長尺状に形成されており、その長手方向（図１中矢印Ａ方向）がワークの搬送方向となっている。

加工装置３は、台車４と、台車４の前方側上部に固定設置されているロボット５とを備える。ロボット５は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットであり、それぞれアームとして機能するベース、ショルダ、下アーム、第１上アーム、第２上アーム、手首及びフランジを備える。具体的には、ロボット５は、ベースにＺ方向の軸心を持つ第１軸（Ｊ１）を介してショルダが水平方向に回転可能に連結され、ショルダにＹ方向の軸心を持つ第２軸（Ｊ２）を介して上方に延びる下アームの下端部が垂直方向に回転可能に連結され、下アームの先端部にＹ方向の軸心を持つ第３軸（Ｊ３）を介して第１上アームが垂直方向に回転可能に連結されている。第１上アームの先端部にＸ方向の軸心を持つ第４軸（Ｊ４）を介して第２上アームが捻り回転可能に連結され、第２上アームの先端部にＹ方向の軸心を持つ第５軸（Ｊ５）を介して手首が垂直方向に回転可能に連結され、手首にＸ方向の軸心を持つ第６軸（Ｊ６）を介してフランジが捻り回転可能に連結されている。アームの先端となるフランジには、図示は省略するが、エンドエフェクタとも呼ばれるハンドが接続される。ハンドは、例えばワークを保持して移送したり、ワークを加工する工具等が取付けられたりする。ロボット５に設けられている各軸Ｊ１〜Ｊ６には、それぞれに対応して駆動源となるモータが設けられている。

台車４の後方側上部にはハンドル６及び操作パネル７が設けられている。台車４の内部にはロボット５の動作を制御するコントローラが設けられている。台車の下部には車輪８が取付けられている。

図２及び図３に示すように、搬送装置２及び加工装置３には、それぞれ安全を確保するための安全カバー９，１０が装着される。安全カバー９，１０は、ロボット５の駆動範囲が危険源となり得るので、搬送装置２側から加工装置３側又は加工装置３側から搬送装置２側に例えば作業者の手等が侵入するのを防止するために装着される。搬送装置２に対して加工装置３が接続されていないと安全を確保することができないので、搬送装置２に対して加工装置３が接続されていることを確認するための安全確認センサが配置されている。安全確認センサは、例えばＲＦＩＤタイプのセンサである。

加工装置３は、汎用性を持たせた他の設備でも使用し得るように、ワークの搬送方向の幅（以下、搬送方向幅と称する）が異なる複数が準備されており、本実施形態では例えば搬送方向幅が３００ミリ、４００ミリ、６００ミリの３種類が準備されている。この場合、搬送装置２に対して搬送方向幅が異なる複数の加工装置３を接続可能とするには、搬送方向幅が最大である６００ミリの加工装置が接続可能とするように構成する必要があるが、そうなると、無駄なスペースが発生する問題や、位置決め機構、締結機構及び安全確認センサを移動させる必要が生じてコストが増大する問題が懸念される。

この点に関し、本実施形態では、後述する図７から図１０に示すように、搬送装置２において加工装置３に対して対向する部位に、加工装置３を位置決めするための位置決め機構１１と安全確認センサのスイッチ部１２とが搬送方向に沿って複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられている。又、加工装置３において搬送装置２に対向する部位である台車４の前面部４ａに、搬送送装置２に締結するための締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とが搬送方向に沿って搬送方向に沿って複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられている。即ち、例えば搬送方向幅が３００ミリ、４００ミリ、６００ミリの３種類の加工装置３が準備されていれば、その最大公約数である所定ピッチが１００ミリに設定されている。

具体的には、図４に示すように、搬送方向幅が３００ミリの加工装置３では、それぞれ３個ずつの締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とがワークの搬送方向に沿って１００ミリのピッチで配置されている。図５に示すように、搬送方向幅が４００ミリの加工装置３では、それぞれ４個ずつの締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とがワークの搬送方向に沿って１００ミリのピッチで配置されている。図６に示すように、搬送方向幅が６００ミリの加工装置３では、それぞれ６個ずつの締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とがワークの搬送方向に沿って１００ミリのピッチで配置されている。尚、位置決め機構１１は例えば穴であり、締結機構１３は例えばピンであり、ピンが穴に挿入されることで搬送装置２に対して加工装置３が位置決めされて締結される。位置決め機構１１及び締結機構１３は、ピンが穴に挿入される態様に限らず、手動でボルト締めする態様、電磁石を用いる態様等であっても良い。

搬送装置２に対して搬送方向の上流側から下流側に向かって搬送方向幅が３００ミリの８個の加工装置Ａ〜Ｈが隙間なく接続される場合には、安全確認センサのスイッチ部１２とアクチェータ部１４との配置関係は図７に示す態様となり、位置決め機構１１と締結機構１３との配置関係は図８に示す態様となる。

又、搬送装置２に対して搬送方向の上流側から下流側に向かって搬送方向幅が３００ミリの４個の加工装置Ａ〜Ｄ及び搬送方向幅が６００ミリの１個の加工装置Ｘが隙間を空けて接続される場合には、安全確認センサのスイッチ部１２とアクチェータ部１４との配置関係は図９に示す態様となり、位置決め機構１１と締結機構１３との配置関係は図１０に示す態様となる。この場合、加工装置３の隙間や隣にはダミー装置１５が接続される。

ダミー装置１５は、搬送方向幅が上記した最大公約数である１００ミリの整数倍に設定されている複数が準備されている。即ち、搬送方向幅が１００ミリ、２００ミリ、３００ミリ、…、が準備されている。ダミー装置１５でも加工装置３と同様に締結機構１６と安全確認センサのアクチェータ部１７とが複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられている。具体的には、搬送方向幅が１００ミリのダミー装置１５では、それぞれ１個ずつの締結機構１６と安全確認センサのアクチェータ部１４とが配置されている。搬送方向幅が２００ミリのダミー装置１５では、それぞれ２個ずつの締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とがワークの搬送方向に沿って１００ミリのピッチで配置されている。搬送方向幅が３００ミリのダミー装置１５では、それぞれ３個ずつの締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とがワークの搬送方向に沿って１００ミリのピッチで配置されている。図９及び図１０では、加工装置Ａと加工装置Ｂとの隙間に搬送方向幅が２００ミリのダミー装置ｂが接続され、加工装置Ｘと加工装置Ｃとの隙間に搬送方向幅が１００ミリのダミー装置ａが接続され、加工装置Ｄの隣に搬送方向幅が３００ミリのダミー装置ｃが接続されている態様を例示している。

以上に説明したように本実施形態によれば、以下に示す作用効果を得ることができる。フレキシブル生産システム１において、搬送装置２に、位置決め機構１１と安全確認センサのスイッチ部１２とが複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられ、加工装置３に、締結機構１３と安全確認センサのアクチェータ部１４とが複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる構成とした。搬送装置２に対して搬送方向幅が異なる複数の加工装置３をフレキシブルに接続することができる。これにより、搬送装置２に対して複数の加工装置３をフレキシブルに接続しつつ、無駄なスペースの発生やコストの増大を未然に回避することができる。

ダミー装置１５に加工装置３と同様に締結機構１６と安全確認センサのアクチェータ部１７とが複数の加工装置３における搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる構成とした。例えば電磁ノイズを発生する加工装置３を他の加工装置３から離して接続することができ、電磁ノイズの発生により想定される不具合を未然に回避することができる。搬送方向幅が異なる複数のダミー装置１５を準備することで、加工装置の隙間を任意に設定することができ、システム構成の自由度を高めることができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
複数の加工装置３における搬送方向幅は、３００ミリ、４００ミリ、６００ミリ以外でも良く、最大公約数の所定ピッチは、１００ミリ以外でも良い。

図面中、１はフレキシブル生産システム、２は搬送装置、３は加工装置、１１は位置決め機構、１２は安全確認センサのスイッチ部、１３は締結機構、１４は安全確認センサのアクチェータ部、１５はダミー装置、１６は締結機構、１７は安全確認センサのアクチェータ部である。

Claims (3)

1. ワークを搬送する搬送装置（２）に対して前記ワークの搬送方向の幅である搬送方向幅が異なる複数の加工装置（３）が接続可能なフレキシブル生産システム（１）であって、
   前記搬送装置に、前記加工装置を位置決めするための位置決め機構（１１）と、安全を確認するための安全確認センサのスイッチ部（１２）とが、それぞれ前記複数の加工装置における前記搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられ、
   前記加工装置に、前記搬送装置に締結するための締結機構（１３）と、前記安全確認センサのアクチェータ部（１４）とが、それぞれ前記複数の加工装置における前記搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられるフレキシブル生産システム。
2. 前記搬送装置に対してダミー装置（１５）が接続可能であり、
   前記ダミー装置に、前記搬送装置に締結するための締結機構（１６）と、前記安全確認センサのアクチェータ部（１７）とが、それぞれ前記複数の加工装置における前記搬送方向幅の最大公約数の所定ピッチで設けられる請求項１に記載したフレキシブル生産システム。
3. 前記ダミー装置は、前記搬送方向幅が異なる複数である請求項２に記載したフレキシブル生産システム。

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