JP2850487B2 - 作業ラインにおける作業機械の作動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作業ラインの各作業ステーションに配設さ
れた作業機械の作動装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車のエンジンの組立て等を行う作業ラインには、
作業機械が配設された複数の作業ステーションが設けら
れている。

従来のこの種の作業ラインでは、上記作業機械を作動
させるためのデータを、該作業ラインに対するワークの
搬入順序と機種とに基づいて予め作成し、このデータを
トラッキングすることによって上記個々の作業機械に対
する作動データを得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記データトラッキング方法では、ワークの搬送順序
が変更された場合に誤ったデータで作業機械が作動され
ることになるので、該作業機械やワークを損傷する虞れ
がある。また、上記搬送順序の変更に対処すべくデータ
の修正を行う場合、多大の手間を要することになる。

さらに、データシフトのタイミングが微妙であること
から、作業者がワークの引戻しを行った場合に誤ったデ
ータで作業機械が作動される虞れがあり、そのため搬送
系の融通性を犠牲にしてワークを強制搬送しなければな
らない。

なお、上記データシフトはワーク検出センサの検出信
号に基づいて行われるので、該センサがチャタリング動
作した場合にも作業機械が誤作動される虞れがある。

一方、例えば自動車のエンジンの組立仕様は、現状に
おいて300種以上にのぼっている。それらの仕様のエン
ジンの組立指示においては、作業機械への動作指示のみ
ならず、組立ライン作業者への指示も必要とするが、30
0種以上のワークの組立仕様を作業機械および作業者に
記憶保持させることは非常に困難である。

作業機械に関しては、上記組立仕様を記憶保持させる
ことが不可能でない。しかし、この場合でも、この300
種以上のワークが常に定常でなく、常にその内容を変化
させており、この変更の度に作業機械側を修正、改造す
ることは困難である。

なお、上記問題を解決する手段として、IDカード等を
使用する方法があるが、この方法は、ワークへの取付、
搬送および耐環境性の問題がある他、データのリーダー
が大容量ものについて高価であること、読取りステーシ
ョン単位にプログラムを必要とする等の問題がある。

本発明の目的は、かかる状況に鑑み、ワークの搬送順
序が変った場合でも、上記データの修正を行うことなく
これに対応することができる作業ラインにおける作業機
械の作動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、作業機械が配設された複数の作業ステーシ
ョンを有する作業ラインに適用され、上記各作業ステー
ションにおいて実施すべき作業を指示するプログラムナ
ンバーを、上記ワークの機種別に記憶させたコントロー
ルファイルと、上記各作業ステーションに配設され、そ
れらの作業ステーションに上記ワークが搬入されたさい
に、該ワークが搭載されたパレットのナンバーを読取る
読取手段と、上記各作業ステーションにおける先頭の作
業ステーションに搬入すべき上記ワークの機種を順次指
示する指示手段と、上記先頭の作業ステーションに上記
指示手段で指示された機種のワークが搬入される度に、
該搬入ワークの機種、上記コントロールファイルの内容
および上記読取手段によって読取られる上記搬入ワーク
についての上記パレットナンバーに基づいて、該パレッ
トナンバーと上記プログラムナンバーとの関係を示すプ
ログラムナンバーファイルを作成する手段と、上記各作
業ステーションで読取られた上記パレットナンバーと上
記プログラムナンバーファイルの内容とに基づいて、該
各作業ステーションで必要とする上記プログラムナンバ
ーを設定する手段と、上記設定されたプログラムナンバ
ーに基づいて、上記各作業ステーションの作業機械を作
動させる手段とを備えている。

〔作用〕

作業ステーションでパレットのナンバーが読取られた
場合、該パレットナンバーに対応したプログラムナンバ
ーが上記プログラムナンバーファイルの内容から設定さ
れる。そして、このプログラムナンバーで指示された作
業が各作業ステーションにおいて実行される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説
明する。

第１図に示すように、本発明の実施例では、ホストコ
ンピュータ１に上位コンピュータ２が接続され、該上位
コンピュータ２にライトコンピュータ３が接続されてい
る。

同図に示す上位コンピュータ２は、組立工場全体の管
理を行うものであるが、ホストコンピュータ１には他の
工場（塗装工場等）の管理を行う上位コンピュータも接
続される。

また、同図に示すラインコンピュータ３は、エンジン
の組立ラインの全体管理を行なうものであるが、上位コ
ンピュータ２には他のライン（ボディ組立、立体倉庫、
エンジン出荷、ボディストレージ等）の管理を行うライ
ンコンピュータも接続される。

組立ラインは、第１ステーションS1,第２ステーショ
ンS2、・・・第46ステーションS46を備えている。そし
て第１ステーションS1には、ステーションコントローラ
４−１と、該コントローラ４−１にそれぞれ接続された
読取器５−１および投入装置６−１とが配設され、また
第46ステーションS46には、ステーションコントローラ
４−46と、該コントローラ４−46にそれぞれ接続された
読取器５−46および搬出装置６−46とが配設されてい
る。

さらに、第２ステーションS2,第３ステーションS3,・
・・第45ステーションS45には、ステーションコントロ
ーラ４−2,4−3,・・・４−45がそれぞれ配設されると
ともに、これらのステーションコントローラにそれぞれ
接続された読取器５−2,5−3,・・・５−45および自動
組立装置６−2,6−3,・・・６−45がそれぞれ配設され
ている。

そして、上記ステーションコントローラ４−1,4−2,
・・・４−46は、いずれもラインコンピュータ３に接続
されている。

ところで、個々のステーションS1〜S46に配置された
上記装置６−１〜６−46には、搬入されるワークの機種
に応じた作業を行わせる必要がある。

第２図は、あるステーションに配置された作業装置に
おける上記機種と作業内容の関係を例示している。な
お、同図において、記号M01,M02,・・・は個々の機種を
表わし、また同図に示す記号01,02,03等は、その右方に
示す作業内容を上記ステーションの作業装置に実行させ
るためのプログラムのナンバーを表している。

同図の関係に従えば、たとえば機種記号M01、M02およ
びM03のワークに対してプログラムナンバー01が指定さ
れた場合に、上記ワークに対してボルトを３本締め付け
るという作業が実施されることになる。

上記したような機種記号とプログラムナンバーの関係
は、個々のステーションS1〜S46に配置された上記装置
６−１〜６−46のすべてに設定される。

なお、上記装置６−１〜６−46は個別の機能を持つの
で、それらの装置についての上記関係は当然同一ではな
い。

また、それらの関係におけるプログラムナンバーの意
味する内容も異なる。すなわち、第２図に示した関係で
は、プログラムナンバー02がボルトを３本締め付けるた
めの作業プログラムを表しているが、他の装置について
の関係では02というプログラムナンバーが別の作業プロ
グラムを表わす。

上記装置６−１〜６−46についての上記機種記号とプ
ログラムナンバーの関係は、それぞれ上記ステーション
コントローラ４−1,4−2,・・・４−46に備えられた図
示していないメモリに予め格納される。

第３図は、上記ワークの各機種についてのコントロー
ルデータを配列してなるコントロールファイル７を示
し、また第４図はこのコントロールファイル７を構成す
るコントロールデータの内、機種記号M03のワークにつ
いてのコントロールデータを例示している。

第４図に示すコントロールデータは、機種記号M03
と、機種説明のためのコメントと、プログラムナンバー
の集合と、プログラムナンバー予備領域とで構成されて
いる。

上記プログラムナンバーの集合とは、上記ステーショ
ンS1〜S46にM03という機種のワークが搬入された場合
に、それらのステーションS1〜S46でそれぞれ適用され
るプログラムナンバーをステーションナンバー順に配列
したものである 他の機種記号M01,M02,M04,・・・についてのコントロ
ールデータも、上記に準じた構成をもつ。

なお、以下においては、上記プログラムナンバーの集
合をプログラムナンバー群と呼ぶ。

上記したように、第３図に示したコントロールファイ
ル７は、上記各機種記号についてのコントロールデータ
群から構成されており、上位コンピュータ３にて作成さ
れる。そして、このコントロールファイル７は、上位コ
ンピュータ３から上記ラインコンピュータ３に一括転送
される。

ところで、後述するように、ワークは第１ステーショ
ンS1でパレットに載置され、以後、このパレットと共に
搬送される。

第５図には、パレット８に載置されたワーク９が示さ
れており、第１図に示した読取器５−１〜５−46は、上
記パレット８のナンバーを読取るために設けられてい
る。

すなわち、上記パレット８の側部には、そのナンバー
を表示するドグ10が所定の間隔で所定個数配列されてお
り、読取器５−１〜５−46はこれらのドグ10を該ドグの
配列間隔と同様の間隔で配列させたセンサで検出する。
なお、上記センサによるドグ10の検出は機械的、磁気的
あるいは光学的手段によって行われる。

パレット８におけるドグ10の配列位置にはそれぞれ1,
2,4,8・・・という重みが付けられているので、上記読
取器５−１〜５−46からは２進表示10進数からなるパレ
ットナンバーが出力されることになる。

なお、この実施例では、100枚のパレットが使用さ
れ、これらには１から100までのナンバーを表示するた
めのドグ10がそれぞれ設けられている。

以下、この実施例の作用について説明する。

組立てラインに対する各機種のワークの搬入順序は、
前記ホストコンピュータ１から上位コンピュータ２に与
えられる情報、つまり生産計画、組立工程の前工程が実
施される溶接工場および塗装工場での車体の流れ等の情
報を勘案して、該上位コンピュータ２によって決定され
る。

いま、新規な組立ラインが稼動される場合を考える
と、この場合には上位コンピュータ２より予め３つの作
業指示データ（第10図参照）が前記ラインコンピュータ
３に送信される。そしてこのデータは、第６図に示した
メモリ11に格納される。

なお、同図における丸で囲んだ数字は、上位コンピュ
ータ２、ラインコンピュータ３および第１ステーション
S1において実行される手順を示している。

ラインコンピュータ３は、メモリ11に格納された先頭
の作業指示データに基づき、ラインに投入すべきワーク
の機種を第６図に示した表示器12に表示させる。

第１ステーションS1の前方には、各機種のワーク９が
配置されており、表示器12はこのワーク９の配置場所の
上方に位置されている。

作業者13は、表示器12の表示内容に基づいて、上記各
機種のワークの中からラインに投入すべきワーク９を選
択し、これをコンベア14上に投入する。

第１ステーションS1には、図示していないパレット供
給手段によってパレット８が自動的に供給される。そし
て、供給されたパレット８のナンバーが読取器５−１に
よって読取られ、このパレットナンバーはステーション
コントローラ４−１（第１図参照）を介してラインコン
ピュータ３に送信される。

ラインコンピュータ３は、上記先頭の作業指示データ
に基づいて指示されたワークの機種記号をKEYとして第
３図に示したコントロールファイル７の中から該当する
機種記号についてのコントロールデータ群を検索する。
そして、そのコントロールデータ群と、読取器５−１に
よって読取られた上記パレットナンバーとを結合して、
第７図に示したようなプログラムナンバーファイル15を
作成する。

いま、たとえば第７図の最上行のプログラムナンバー
群がファイル15に格納されたとすると、ラインコンピュ
ータ３はその時点でファイル15中のステーションS1につ
いてのプログラムナンバーをステーションコントローラ
４−１に送信する。この結果、コントローラ４−１はこ
のプログラムナンバーのプログラムに従った投入作業を
投入装置６−１に実行させ、これによりコンベア14上か
らパレット８にワーク９が移載される。

一方、ラインコンピュータ３は、上記先頭の作業指示
データと上記パレットナンバーとに基づいて第８図に示
したオンラインファイル16を作成し、かつ前記表示器12
につぎの作業指示データを表示させる。

つぎに、ラインコンピュータ３から第９図に示した作
業指示要求伝文が上位コンピュータ２に送信される。な
お、同図に示す伝文IDは、通信の内容が作業指示要求で
あることを表示するためのものである。また伝送通番
は、通信エラーを検出するさいに使用される一連のナン
バーである。

上位コンピュータ２は、上記作業指示要求伝文を受信
し、これに応じて第10図に示した作業指示応答伝文をラ
インコンピュータ３に送信する。

なお同図において、伝文IDは通信の内容が作業指示応
答であることを表示している。また部品背番号は、作業
者が配備されたステーションにおける部品指示のための
データである。

ラインコンピュータ３は、上記作業指示応答伝文を受
信し、該伝文中の作業指示データを次の作業指示のため
に前記メモリ11に格納する。

また、第10図に示したように、作業指示応答伝文中に
コントロールデータ修正情報が付加されている場合に
は、該情報に基づいてコントロールファイル７内の該当
機種記号についてのコントロールデータを修正する。

上記上位コンピュータ２およびラインコンピュータ３
は、第１ステーションS1にパレット８が搬入される度に
上記のような手順を実行する。したがって、パレット８
が番号順に搬入されると仮定した場合、100枚のパレッ
ト８が第１ステーションS1に搬入された時点で、第７図
に例示した内容のプログラムナンバーファイル15が作成
されることになる。

組立ステーションたる第２ステーションS2〜第45ステ
ーションS45においては、第11図に示したように、到着
したパレット８のナンバーが読取器５−２〜５−45によ
って読取られ、かつラインコンピュータ３に送信され
る。

ラインコンピュータ３は、上記送信されたパレットナ
ンバーを受信し、このパレットナンバーをKEYとして第
７図に示したプログラムナンバーファイル15を検索す
る。そして、そのパレットナンバーについてのプログラ
ムナンバー群の中から該当ステーションについてのプロ
グラムナンバーを指定し、これを上記該当ステーション
に送信する。

すなわち、たとえば第２ステーションS2で読取られた
パレットナンバーが001である場合には、ラインコンピ
ュータ３は第７図に示したパレットナンバー001のプロ
グラムナンバー群の中からステーションS2についてのプ
ログラムナンバー01を指定し、これを該ステーションS2
に送信する。

各ステーションS2〜S45のステーションコントローラ
４−２〜４−45は、上記ラインコンピュータ３より送信
されるプログラムナンバーを受信し、このナンバーによ
って指定される所定の組立プログラムに従って組立装置
６−２〜６−45を作動させる。

なお、特定のステーションでは、エンジンナンバーや
締付トルク等の品質情報がラインコンピュータ３に送信
され、該コンピュータ３はこの品質情報を前記オンライ
ンファイル16に書込む（第８図参照）。

一方、第46ステーションS46にパレット８が到着する
と、そのナンバーが読取器５−46によって読取られ、か
つラインコンピュータ３に送信される。

上記パレットナンバーを受信したラインコンピュータ
３は、このパレットナンバーをKEYとして第７図に示し
たプログラムナンバーファイル15を検索する。そして、
そのパレットナンバーについてのプログラムナンバー群
の中から該当ステーションS46についてのプログラムナ
ンバーを指定する。

一方、上記パレットナンバーをKEYとして第８図に示
したオンラインファイル16を検索する。そして、該当パ
レットナンバーに係るワークの組立完了情報として第12
図に示すような実績報告伝文を作成し、これを前記上位
コンピュータ２に送信する。

なお、第12図に示した実績報告伝文は、パレットナン
バー001についてのものである。

上記実績報告伝文を受信した上位コンピュータ２は、
実績報告伝文の内容を図示していない実績ファイルに格
納し、かつ第13図に示した実績報告応答伝文をラインコ
ンピュータ３に返送する。

上記実績報告応答伝文をラインコンピュータ３が受取
ると、該コンピュータ３からステーションS46のコント
ローラ４−46に搬出許可の指示が出される。これにより
第１図に示した搬出装置６−46が上記指定されたプログ
ラムナンバーのプログラムにしたがって搬出動作され、
その結果、パレット８上からワーク９が外されて次工程
に搬出される。

上記した実施例によれば、各組立ステーションにおけ
る作業指示が、それらのステーションに到着したパレッ
トのナンバーに基づいて設定される。したがって、たと
えライン上でワークの搬送順位が変更されても、第１ス
テーションに投入されるワークの機種選択を誤らない限
り、各組立ステーションの自動機に適正な作業が指示さ
れることになる。

なお、上記実施例は、所定の組立ステーションで人為
的な組立が行われるラインにも有効である。

また、上記実施例は、エンジンの組立ラインだけでな
く、前述したボディ組立、立体倉庫、エンジン出荷、ボ
ディストレージ等のラインに対しても適用することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各作業ステーションにおける作業指
示が、それらのステーションに到着したパレットのナン
バーに基づいて設定されるので、分岐や抜取り等の要因
で作業ライン内におけるワークの搬送順序が変更された
場合でも、データ修正を行うことなく作業機械に適正な
作業を指示することができ、したがってフレキシビリテ
ィに富んだ搬送を実現できる。

また、制御手段や通信手段が休止している間にワーク
の搬送順序が変更されても、なんら不都合を生じないと
いう利便も得られる。

さらに、個々のステーション相互の通信を必要としな
いので、それらのステーションの制御系を独立させるこ
とができ、したがって機種の変更や追加、ステーション
の増設等についての対応が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示したブロック図、第２図は
組立ステーションにおける機種記号とプログラムナンバ
ーとの対応関係を例示した表、第３図はコントロールフ
ァイルの構成および内容を例示した図、第４図はコント
ロールデータの内容を例示した図、第５図は読取器によ
るパレットナンバーの読取態様を示した斜視図、第６図
は作業指示が要求された場合における上位コンピュータ
とラインコンピュータの処理手順を示した流れ図、第７
図はプログラムナンバーファイルの構成および内容を例
示した図、第８図はオンラインファイルの構成および内
容を例示した図、第９図は作業支持要求伝文の構成およ
び内容を例示した図、第10図は作業支持応答伝文の構成
および内容を例示した図、第11図は各組立ステーション
の処理手順と該組立ステーションに対するラインコンピ
ュータの処理手順をそれぞれ示した流れ図、第12図は実
績報告伝文の構成および内容を例示した図、第13図は実
績報告応答伝文の構成および内容を例示した図である。 １……ホストコンピュータ、２……上位コンピュータ、
３……ラインコンピュータ、４−１〜４−46……ステー
ションコントローラ、５−１〜５−46……読取器、６−
１……投入装置、６−２〜６−45……組立装置、６−46
……搬出装置、７……コントロールファイル、８……パ
レット、９……ワーク、15……プログラムナンバーファ
イル、16……オンラインファイル、S1〜S46……ステー
ション。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−232129（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−131829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−124469（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−6686（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−135784（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 21/00 307 B23Q 41/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業機械が配設された複数の作業ステーシ
   ョンを有する作業ラインに適用され、 上記各作業ステーションにおいて実施すべき作業を指示
   するプログラムナンバーを、上記ワークの機種別に記憶
   させたコントロールファイルと、 上記各作業ステーションに配設され、それらの作業ステ
   ーションに上記ワークが搬入されたさいに、該ワークが
   搭載されたパレットのナンバーを読取る読取手段と、 上記各作業ステーションにおける先頭の作業ステーショ
   ンに搬入すべき上記ワークの機種を順次指示する指示手
   段と、 上記先頭の作業ステーションに上記指示手段で指示され
   た機種のワークが搬入される度に、該搬入ワークの機種
   と、上記コントロールファイルの内容と、上記読取手段
   によって読取られる上記搬入ワークについての上記パレ
   ットナンバーとに基づいて、該パレットナンバーと上記
   プログラムナンバーとの関係を示すプログラムナンバー
   ファイルを作成する手段と、 上記各作業ステーションで読取られた上記パレットナン
   バーと、上記プログラムナンバーファイルの内容とに基
   づいて、該各作業ステーションで必要とする上記プログ
   ラムナンバーを設定する手段と、 上記設定されたプログラムナンバーに基づいて、上記各
   作業ステーションの作業機械を作動させる手段と を備えることを特徴とする作業ラインにおける作業機械
   の作動装置。