JP5096177B2 - 生産装置、及び生産システム - Google Patents

Description

本発明は、生産装置、及び生産システムに関する。

工業製品の生産工程では、搬送手段に沿って組立作業、締結作業、調整作業、及び検査作業などを行う各種作業手段や、作業ロボットなどを作業工程順に並べて生産ラインが構築されている。そして、搬送手段によって、作業対象部材であるワークを各作業手段間を順次移動させることによって、作業が行われる。

例えば、特許文献１には、部品の供給、接着剤塗布、接合などの各作業をモジュール化し、各モジュール内にはそれぞれ搬送手段が設けられた組み立て装置について記載されている。この組み立て装置では、これらのモジュールを締結手段によって着脱できるようになっており、モジュールの組み合わせを変えることによって、生産ラインを変更できるようになっている。

また、特許文献２には、クリーン化されたユニットを作業ごとに接続し、搬送手段によって被組立物をユニット内に搬送して作業を順次行う例について記載されている。
特開２００５−８１４５３号公報 特許第３０９４６６９号公報

しかし、このような方法によって長い工程の生産ラインを構築すると、接続されるモジュールの数が増大し、生産ラインの設置面積が増大していた。また、作業工程に合せて所定のモジュールを順次接続して生産ラインを構築するので、モジュールの交換、削除、及び追加による生産ラインの変更は容易ではなかった。

そこで本発明は、設置面積を低減し、生産ラインを容易に変更可能な生産装置、及び生産システムを提供することを目的とする。

本発明の生産装置は、作業準備室と、前記作業準備室の上方の作業室とが床部で仕切られてなる生産装置であって、前記床部は、作業対象物及び作業が行われる作業装置の何れかを載置して前記作業準備室と前記床部との間を昇降可能な複数の可動床部を備え、前記作業準備室は、前記可動床部をそれぞれ昇降させる昇降手段と、側壁に設けられた前記作業対象物及び前記作業装置を前記作業準備室に搬入するための搬入口と、前記側壁と対向する側壁に設けられた前記作業対象物及び前記作業装置を前記作業準備室から搬出するための搬出口と、前記可動床部の少なくとも何れかの下方に配置され、前記作業対象物及び前記作業装置を前記搬入口と前記搬出口との間で移動させる搬送機構と、前記作業対象物及び前記作業装置を前記搬送機構と前記可動床部との間で移し替える移し替え機構と、を有し、前記作業室は、前記作業対象物を前記作業装置に移動させて作業を行い、作業が行われた前記作業対象物を前記可動床部に移動させる作業機構を有することを特徴とする。
これにより、搬送機構が作業装置の下方に配置されるので、作業工程ごとに生産装置を設けるよりも設置面積を低減した生産装置とすることができる。
また、作業準備室において作業装置を入れ替えることによって、作業工程を容易に変更することができる。

また、本発明の生産装置においては、前記搬送機構の端部は、前記搬入口及び前記搬出口の何れかから外側に進退可能に設けられていることが好ましい。
これにより、搬入口から進出した搬送機構の端部に作業対象物や作業装置を配置して、作業対象物や作業装置を作業準備室の内部に搬入することができる。また、搬出口から進出した搬送機構の端部を進出させることで、作業準備室の外側まで、作業対象物や作業装置を搬出することができる。これにより、作業対象物や作業装置の搬入、搬出を容易に行うことができる生産装置とすることができる。

また、本発明の生産装置においては、前記搬送機構の搬送方向に沿って前記搬送機構の位置を可変する移動機構を備えていることが好ましい。
これにより、移動機構によって搬送機構が搬送方向に沿って位置が可変とされるので、搬送機構の端部を作業準備室の外側に進出させることができる。そのため、作業準備室の外側で作業対象物や作業装置を容易に搬入、搬出することができる生産装置とすることができる。

また、本発明の生産装置においては、前記搬送機構は、前記搬送機構の搬送方向の長さを伸縮する伸縮機構を備えていることが好ましい。
これにより、搬入口から進出した搬送機構の端部に作業対象物や作業装置を配置して、作業対象物や作業装置を作業準備室の内部に搬入することができる。また、搬出口から進出した搬送機構の端部を進出させることで、作業準備室の外側まで、作業対象物や作業装置を搬出することができる。これにより、作業対象物や作業装置の搬入、搬出を容易に行うことができる生産装置とすることができる。

また、本発明の生産装置においては、前記作業準備室は、前記作業対象物及び前記作業装置の位置を検出する位置検出手段を備えていることが好ましい。
これにより、作業対象物及び作業装置の位置を検出することができるので、外側から作業準備室の内部が見えない場合でも、搬送機構と可動床部との間で作業対象物及び作業装置を移し替えることができる生産装置とすることができる。

また、本発明の生産装置においては、前記作業準備室の側壁は、前記可動床部に対して前記作業対象物及び前記作業装置の搬入と搬出とを行う開口部が設けられていてもよい。
これにより、開口部を介しても、作業対象物や作業機構の搬入、搬出を行うことができる。

また、本発明の生産装置においては、前記可動床部が前記作業準備室に移動することで形成される前記床部の孔を塞ぐ密閉手段と、前記作業室内に清浄な空気を供給する清浄機構と、を備えていることが好ましい。
これにより、作業室内をクリーン化することができるので、精密な作業を行うことができる生産装置とすることができる。
さらに本発明の生産装置においては、作業室内の空気を排気する排気手段を備えていることが好ましい。これにより、さらに作業室内をクリーン化することができる。

本発明の生産システムは、先に記載の本発明の生産装置が複数接続されていることを特徴とする。
これにより、多くの作業装置を設けることができるので、設置面積を低減しつつ長い工程を有する作業を行うことができる生産システムとすることができる。

また、本発明の生産システムにおいては、隣接する前記生産装置は、一方の前記生産装置の前記搬出口から進出した前記搬送機構を他方の前記生産装置の前記搬入口に挿入された状態で接続されていることを特徴とする。
これにより、一方の生産装置の搬送機構は作業対象物や作業装置を他方の生産装置の内部まで搬送することができるので、他方の生産装置における作業対象物や作業装置の移し替えを容易に行うことができる生産システムとすることができる。

本発明の生産装置によれば、搬送機構が作業装置の下方に配置されることで、作業工程ごとに生産装置を設けるよりも設置面積を削減することができる。また、作業準備室において作業装置を入れ替えることによって、作業工程を容易に変更することができる。
また本発明の生産システムによれば、多くの作業装置を設けられる省スペース性に優れた生産装置を備えるので、設置面積を増大させることなく長い工程の作業を行うことができる。

以下では、図面を参照しながら本発明の生産装置及び生産システムについて説明する。

なお、本実施形態は本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る生産装置の斜視図である。図２は、生産装置の正面図である。図３は、生産装置の側面図である。図４は、エレベーターの昇降動作を説明する図である。図５は、搬送路移動機構（移動機構）の動作を説明する図である。図６は、作業準備室の上部における作業準備室の平面図である。図７は、ベルトコンベア（搬送機構）の伸縮機構の動作を説明する図である。

生産装置１は、図１に示すように作業室１００とその下側に配置された作業準備室２００とを有している。

作業準備室２００は筐体状の架台２０３によって形成されている。架台２０３は、天井壁２０３ａと、側壁２０３ｂ〜２０３ｅと、床部２０３ｆとを有している。側壁２０３ｂは、図１における架台２０３の左側面の壁であり、右側面の側壁２０３ｄと対向している。側壁２０３ｃは、図１における架台２０３の正面の壁であり、背面の側壁２０３ｅと対向している。

作業室１００は架台２０３の天井壁２０３ａに筐体状のカバー１０２を配置することによって形成されている。カバー１０２は、側壁１０２ｂ〜１０２ｅと天井壁１０２ｆとを有している。側壁１０２ｂは側壁１０２ｄと対向し、側壁１０２ｃは側壁１０２ｅと対向している。カバー１０２は、側壁１０２ｂ〜１０２ｅが作業準備室２００の側壁２０３ｂ〜２０３ｅとそれぞれ同じ方向を向くように設置される。

作業室１００の床部１０２ａは、架台２０３の天井壁２０３ａと共通であり、床部１０２ａ（天井壁２０３ａ）により作業室１００と作業準備室２００とが仕切られている。

床部１０２ａには、複数の可動床部１０１（１０１ａ〜１０１ｆ）が設けられている。このうち、可動床部１０１ａ、１０１ｂは、側壁１０２ｂに沿って配置されている。可動床部１０１ｃ、１０１ｄは、側壁１０２ｃに沿って配置されている。また、可動床部１０１ｅ、１０１ｆは、側壁１０２ｄに沿って配置されている。

可動床部１０１は、作業を行う対象の部材であるワーク（作業対象物）Ｗや、ワークＷに対して作業を行う作業ユニット（作業装置）Ｕを載置するためのものである。
複数の可動床部１０１は、作業準備室２００に設けられたエレベーター（昇降機構）２７０とそれぞれ接続されており、エレベーター２７０により作業準備室２００と床部１０２ａとの間を昇降する。これにより、ワークＷや作業ユニットＵを作業準備室２００と作業室１００との間で移動させるようになっている。
ここで、可動床部１０１は、平面視でワークＷ及び作業ユニットＵよりも大きく形成されており、ワークＷや作業ユニットＵを載置した状態で床部１０２ａに衝突することなく昇降させることができるようになっている。

以下では、可動床部１０１ａ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｆは作業ユニットＵを載置し、可動床部１０１ｂ，１０１ｅはワークＷを載置するものであるとして説明する。
可動床部１０１ｂは、ワークＷを作業準備室２００から作業室１００に移動させるために用いられ、可動床部１０１ｅは、ワークＷを作業室１００から作業準備室２００へ移動させるために用いられる。

可動床部１０１が作業準備室２００に下降すると、図１に示すように、移動した後の床部１０２ａの可動床部１０１があった場所に孔１１０が形成される。そこで、本実施形態では、図４に示すように、床部１０２ａの作業準備室２００側には、床部１０２の孔１１０を塞ぐ密閉手段１１１が、複数の可動床部１０１のそれぞれに対応して設けられている。
これらの密閉手段１１１は、可動床部１０１が床部１０２ａ（上昇位置）にあるときは、図示２点鎖線のように退避して開状態となり、可動床部１０１が作業準備室２００（下降位置）にあるときは、孔１１０を塞いで閉状態となる。これにより、作業室１００内へのごみの浸入を防止することができる。

作業準備室２００には、図１〜図５に示すように、搬入口２５０と、搬出口２６０と、搬送路移動機構（移動機構）２２２と、ベルトコンベア（搬送機構）２１５と、エレベーター（昇降手段）２７０と、搬送ロボット（移し替え機構）２１６と、複数の開口部２１３（２１３ａ〜２１３ｆ）と、カメラ２２４と、クリーンユニット２０６とが設けられている。

搬入口２５０は、架台２０３の側壁２０３ｂに形成されている。搬入口２５０は、ワークＷや作業ユニットＵを作業準備室２００に搬入するためのものである。
搬入口２５０には、図１に示すように、作業準備室２００の内側から開閉可能な引き戸式の扉２５０ａが設けられている。搬入口２５０を使用しない場合には、扉２５０ａによって搬入口２５０を閉じて、作業準備室２００へのごみの浸入を防ぐことができる。

搬出口２６０は、架台２０３の側壁２０３ｄに形成されている。搬出口２６０は、ワークＷや作業ユニットＵを作業準備室２００から搬出するためのものである。
搬出口２６０には、図１に示すように、作業準備室２００の内側から開閉可能な引き戸式の扉２６０ａが設けられている。搬出口２６０を使用しない場合には、扉２６０ａによって搬出口２６０を閉じて、作業準備室２００へのごみの浸入を防ぐことができる。

搬送路移動機構２２２は、図２及び図３に示すように、ベルトコンベア２１５を支持し、床部２０３ｆの下方において側壁２０３ｃに沿って配置されている。搬送路移動機構２２２は、搬送方向に沿ってベルトコンベア２１５の位置を移動させるためのものである。搬送路移動機構２２２によってベルトコンベア２１５を移動させることで、例えば、図５に示すように、搬送路２１５ａの端部を搬出口２６０から作業準備室２００の外側に進出させることができる。

ベルトコンベア２１５は、搬送路移動機構２２２上に側壁２０３ｃに沿って配置されている。ベルトコンベア２１５の両端は、搬入口２５０及び搬出口２６０付近にそれぞれ配置されている。ベルトコンベア２１５は、図６に示すように、可動床部１０１ｂ〜１０１ｅの下方に配置されており、平面視で重なっている。
ベルトコンベア２１５は、ワークＷや作業ユニットＵを搬出口２６０側に搬送するものである。

ベルトコンベア２１５は、駆動部２１８ａ，２１８ｂ、テンション部２１９ａ，２１９ｂ、調整部２２０、及びベルト２２１を有している。

駆動部２１８ａは搬入口２５０付近に配置され、駆動部２１８ｂは搬出口２６０付近に配置されている。駆動部２１８ａ，２１８ｂは、環状のベルト２２１の内側と接しており、駆動部２１８ａ，２１８ｂが駆動されることでベルト２２１が循環して、ベルトコンベア２１５上のワークＷや作業ユニットＵが搬送されるようになっている。
また、このときのベルトコンベア２１５の搬送路２１５ａの長さは、駆動部２１８ａ，２１８ｂ間の距離となっている。

調整部２２０は、搬送路２１５ａの下方に配置されている。駆動部２１８ａ，２１８ｂ及び調整部２２０は伸縮機構となっており、調整部２２０を高さ方向に移動させることによって、搬送路２１５ａを伸縮させることができる。

テンション部２１９ａは、調整部２２０と駆動部２１８ａとの間に設けられている。テンション部２１９ｂは、調整部２２０と駆動部２１８ｂとの間に設けられている。テンション部２１９ａ，２１９ｂにより、外側からベルト２２１を押し付けることによって、ベルト２２１が撓まないようにしている。

ここで、図７によって、伸縮機構によって搬送路２１５ａを伸縮させる動作について説明する。まず、搬送路２１５ａを伸ばす場合には、調整部２２０を高さ方向に沿って上方に移動させてベルト２２１を撓ませることで、駆動部２１８ｂが移動できるようにする。そして、ベルト２２１が撓まない位置まで駆動部２１８ｂを外側に移動させることで、搬送路２１５ａを伸ばす。
一方、搬送路２１５ａを縮める場合には、まず駆動部２１８ｂを内側に移動させることによってベルトを撓ませる。そして、ベルト２２１が撓まない位置まで調整部２２０を下方に移動させることで搬送路２１５ａ縮める。

エレベーター２７０は、可動床部１０１ａ〜１０２ｆに対してそれぞれ設けられており、作業準備室２００と床部１０２ａ（天井壁２０３ａ）との間で可動床部１０１を昇降させるためのものである。
図４に示すように、エレベーター２７０は、支柱２７０ａに昇降台２７０ｂが接続された構造を有している。可動床部１０１は昇降台２７０ｂによって支持されており、可動床部１０１は、昇降台２７０ｂが昇降することによって作業準備室２００と床部１０２ａとの間を移動できるようになっている。

上述したように、可動床部１０１ｂ〜１０１ｅはベルトコンベア２１５の上方に配置されている。そこで、作業準備室２００に降下した可動床部１０１ｂ〜１０１ｅが、搬送路２１５ａ上のワークＷ又は作業ユニットＵと接触しないように、エレベーター２７０によって可動床部１０１ｂ〜１０１ｅの高さが調節される。
エレベーター２７０としては、例えば、ボールねじ式のものを挙げることができるが、その他にも、可動床部１０１が昇降できるものであればエレベーター２７０として採用することができる。

搬送ロボット２１６は、図３，５，６に示すように、降下した可動床部１０１ａ〜１０１ｆと側壁２０３ｅとで取り囲まれる位置の床部２０３ｆ上に配置されている。
搬送ロボット２１６は、ワークＷや作業ユニットＵをベルトコンベア２１５と可動床部１０１との間で移し替えるために設けられたものである。具体的には、搬入口２５０から搬入されたワークＷや作業ユニットＵを、ベルトコンベア２１５から可動床部１０１に移し替える。また、作業準備室２００に降下した可動床部１０１から、ワークＷや作業ユニットＵをベルトコンベア２１５に移し替える。

搬送ロボット２１６は、関節数に応じた自由度でもって駆動するアーム２１６ａを有するロボットである。これ以外に、搬送ロボット２１６として、水平方向及び高さ方向にアームが動作する直交ロボットなどに代えてもよい。

開口部２１３（２１３ａ〜２１３ｆ）は、側壁２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄの天井壁２０３ａ寄りの位置に形成されている。開口部２１３ａ，２１３ｂは、水平方向に並んだ状態で側壁２０３ｂに形成されている。開口部２１３ｃ，２１３ｄは、水平方向に並んだ状態で側壁２０３ｃに形成されている。開口部２１３ｅ，２１３ｆは、水平方向に並んだ状態で側壁２０３ｄに形成されている。
これらの開口部２１３を介することによっても、作業準備室２００に対してワークＷやユニットＵを搬入、搬出することができる。
開口部２１３を介してワークＷやユニットＵを出し入れする場合には、可動床部１０１を対象となる開口部２１３の下端付近まで降下させ、外部と可動床部１０１との間で、開口部２１３を介したワークＷやユニットＵの受け渡しを行う。
図１〜図３に示すように、開口部２１３には扉２１４が設けられている。図面では、開口部２１３が扉２１４で閉じられた状態を示しているが、扉２１４は、作業準備室２００の内側から開閉可能となっている。ワークＷやユニットＵの搬入、搬出時以外は開口部２１３を閉じて、作業準備室２００にごみが浸入するのを防止することができる。
なお、開口部２１３ｃ，２１３ｄの扉２１４は、作業準備室２００の外側から開閉可能な構成としてもよい。

したがって、作業準備室２００へのワークＷやユニットＵを搬入するには、搬入口２５０から搬入する方法と、開口部２１３から搬入する方法とを利用することができる。
また、作業準備室２００からのワークＷやユニットＵを搬出するには、搬出口２６０から搬出する方法と、開口部２１３から搬出する方法とを利用することができる。

カメラ２２４（２２４ａ，２２４ｂ）は、図５に示すように、天井壁２０３ａの側壁２０３ｂ側、及び側壁２０３ｄ側にそれぞれ設置されている。カメラ２２４は、搬送路２１５ａ上のワークＷや作業ユニットＵの位置を検出するためのものである。
これは、作業準備室２００の内部が外側から見えない場合でも、作業を行えるように設けられたものである。

カメラ２２４は、搬送路２１５ａの全体が観察されるようになっている。本実施形態では、例えば、カメラ２２４ａは搬送路２１５ａの搬入口２５０側を観察し、カメラ２２４ｂは、搬送路２１５ａの搬出口２６０側を観察している。このようにして、搬送路２１５ａの全体を観察している。
また、搬送口２１５ａの全体を観察できる位置であれば、カメラは１つだけであってもよく、２つのカメラでは全体が観察できない場合には、３つ以上のカメラを配置してもよい。

クリーンユニット２０６は、作業準備室２００内の側壁２０３ｅの上部に設置されている。クリーンユニット２０６は、作業準備室２００に侵入するごみを除去して清浄な空気を供給するためのものである。クリーンユニット２０６によって供給された作業準備室２００内の空気は、作業準備室２００の下部に設けた排気手段２２５（例えば、ファン）から外部に排出される。

作業室１００は、図１〜図３に示すように、複数の作業ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ４）と、多関節ロボット（作業機構）１０７と、ツールマガジン１０９とを有している。また、作業室１００上にはクリーンユニット（清浄機構）１０６が載置されている。

作業ユニットＵ１は可動床部１０１ａ上に載置されており、作業ユニットＵ２は可動床部１０１ｃ上に載置されている。また、作業ユニットＵ３は可動床部１０１ｄ上に載置されており、作業ユニットＵ４は可動床部１０１ｆ上に載置されている。
これらの作業ユニットＵは、作業ユニットＵを載置した可動床部１０１が、作業準備室２００と床部１０２ａとの間を昇降することによって移動される。

作業ユニットＵにおいて行われる作業は、例えば、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着、検査、溶接、はんだ付けなどであり、１つの作業ユニットＵでは、これらのうちの１つの作業を行う。

多関節ロボット１０７は、図１に示すように、可動床部１０１ａ〜１０１ｆと側壁１０２ｅとに取り囲まれる位置の床面１０２ａ上に設置されており、関節数に応じた自由度でもって駆動するアーム１０７ａを有するロボットである。
多関節ロボット１０７は、可動床部１０１ｂからワークＷを作業ユニットＵに移動させて作業を行い、作業を終えたワークＷを可動床部１０１ｅに移動させるためのものである。

ここでは、多関節ロボット１０７を多自由度のロボットとしたが、作業ユニットＵにおける作業内容によっては、水平方向及び高さ方向にアームが動作する直交ロボット、あるいは水平方向にアームが動作するスカラロボットなどであってもよい。

また、多関節ロボット１０７は、作業室１００内に複数台設置されていてもよい。そして、多関節ロボット１０７の設置場所は床面１０２ａに限らず、側壁１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、及び天井壁１０２ｆの何れかであってもよい。

ツールマガジン１０９は、多関節ロボット１０７と可動床部１０２ｆとの間に配置されている。
ツールマガジン１０９には、必要な作業に応じて各種作業用のツール（図示は省略）が収容されている。収容されているツールは、例えば、ワークＷを把持するハンド、薄物部品を扱う吸着ハンド、部品同士を固定する接着剤塗布ツール、溶着、切断等行うレーザツール、部品の加工を行う回転ツールなどである。これらのツールは、アーム１０７ａの先端部に取り付けられる。

クリーンユニット１０６は、作業室１００に侵入するごみを除去して清浄な空気を供給するためのものである。クリーンユニット１０６によって供給された作業室１００内の空気は、作業室１００の外部に設けた排気手段１２５から外部に排出される。

また、作業室１００の外側には、制御部１５０が作業準備室２００上で載置されている。制御部１５０は、生産装置１を構成する多関節ロボット１０７、搬送ロボット２１６、エレベーター２７０、ベルトコンベア２１５、クリーンユニット１０６，２０６などの動作を制御するものである。

ここで、生産装置１による作業工程の例について説明する。
まず、図１の搬入口２５０に設けられた引き戸式の扉２５０ａを開き、搬入口２５０から作業準備室２００内に作業ユニットＵ１を搬入する。搬送ロボット２１６は、搬入された作業ユニットＵ１を可動床部１０１ａに移し替える。作業ユニットＵ１を載置した可動床部１０１を、エレベーター２７０により作業室１００の床部１０２ａに上昇させることで、作業ユニットＵ１を作業室１００に移動させる。これを繰り返して、可動床部１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｆに移し替えた作業ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ４を作業室１００に移動させる。

次に、搬入口２５０から作業準備室２００内にワークＷを搬入して、搬入口２５０の扉を閉める。搬送ロボット２１６は、搬入されたワークＷを可動床部１０１ｂに移し替える。そして、可動床部１０１ｂを、エレベーター２７０により作業室１００の床部１０２ａに上昇させることで、ワークＷを作業室１００に移動させる。

このとき、可動床部１０１が作業準備室２００に移動するときには、図４の密閉手段１１１は開状態から閉状態になる。一方、可動床部１０１が作業室１００の床部１０２ａに移動するときには、密閉手段１１１は閉状態から開状態となる。

次に、作業室１００に移動されたワークＷは、アーム１０７ａの先端部に取り付けられたハンドによって把持され、作業ユニットＵ１に移動される。

そして、ハンドからワークＷを解放したのち、アーム１０７ａは、ツールマガジン１０９に移動して作業ツールを交換する。作業ツールを交換したアーム１０７ａは、ワークＷが配置された作業ユニットＵ１に再び移動して作業を行う。

作業を終えると、アーム１０７ａはツールマガジン１０９に移動して、作業ツールをハンドに交換する。そして、アーム１０７ａは作業ユニットＵ１に移動してワークＷを把持する。
そして、アーム１０７ａは、ワークＷを次の作業ユニットＵ２に移動させる。これを繰り返して、作業ユニットＵ４まで作業を順次行う。
すべての作業を終えると、アーム１０７ａによってワークＷを可動床部１０１ｅに移動させる。そして、可動床部１０１ｅを降下させてワークＷを作業準備室２００に移動させる。

作業準備室２００に移動されたワークＷは、搬送ロボット２１６によって搬送路２１５ａ上に移動される。そして、搬出口２６０の扉２６０ａを開きワークＷを取り出す。ワークＷを取り出したあとは、扉２６０ａを閉めて作業工程を終える。
そして、新たなワークＷを作業準備室２００に搬入して同様の作業を続けて行う。

次に、生産装置１による作業工程の他の例について説明する。
ここでは、開口部２１３を介して、ワークＷや作業ユニットＵの搬入、搬出を行う例について説明する。

まず、可動床部１０１を開口部２１３の下端付近まで降下させる。そして、開口部２１３ａ，２１３ｃ，２１４ｄ，２１３ｆの扉２１４を開いて、可動床部１０１ａ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｆに作業ユニットＵ１〜Ｕ４を配置し扉２１４を閉める。
そして、作業ユニットＵを載置した可動床部１０１ａ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｆを、床部１０２ａに移動させて、作業ユニットＵ１〜Ｕ４を作業室１００に移動させる。

次に、開口部２１３ｂの扉２１４を開いて、可動床部１０１ｂにワークＷを配置して扉２１４を閉める。
そして、ワークＷが載置された可動床部１０１ｂを、エレベーター２７０により作業室１００の床部１０２ａに上昇させて、ワークＷを作業室１００に移動させる。

そして、多関節ロボット１０７によって、作業ユニットＵ１〜Ｕ４で行う作業を終了したワークＷを可動床部１０１ｅに移動させる。そして、エレベーター２７０によって可動床部１０１ｅを開口部２１３ｅに移動させる。そして、開口部２１３ｅの扉を開いてワークＷを取り出したあと、開口部２１３ｅの扉を閉める。
そして、必要に応じて開口部２１３ｂから新しいワークＷを搬入して作業を続ける。

本実施形態の生産装置１によれば、以下の効果を得ることができる。

可動床部１０１ｂ〜１０１ｅが、ベルトコンベア２１５の上方に設けられたことで、ベルトコンベア２１５と可動床部１０１ｂ〜１０１ｅとを積層させることができるので、作業ユニットごとに生産装置を設けるよりも設置面積を低減することができる。
また、可動床部１０１を作業準備室２００に移動させて作業ユニットＵを入れ替えることによって、作業工程を容易に変更することができる。

また、開口部２１３を備えたことで、開口部２１３を介して、ワークＷや作業ユニットＵの搬入、搬出を行うことができる。

また、搬送路移動機構２２２を備えていることで、ベルトコンベア２１５を搬送方向に沿って移動させることができるので、ベルトコンベア２１５の端部を搬出口２６０から進出させることができる。これにより、ベルトコンベア２１５によってワークＷや作業ユニットＵを作業準備室２００の外側に搬送することができるので、ワークＷや作業ユニットＵの搬出を容易に行うことができる。

また、駆動部２１８ａ，２１８ｂ及び調整部２２０からなる伸縮機構を備えたことで、ベルトコンベア２１５の搬送路２１５ａの長さを伸縮させることができるので、ベルトコンベア２１５の端部を搬出口２６０から進出させることができる。これにより、ベルトコンベア２１５によってワークＷや作業ユニットＵを作業準備室２００の外側に搬送することができるので、ワークＷや作業ユニットＵの搬出を容易に行うことができる。
そして、搬送路移動機構２２２によってベルトコンベア２１５を搬出口２６０から進出させた場合であっても、伸縮機構によって搬送路２１５ａを搬入口２５０側に伸ばすことができるので、ワークＷや作業ユニットＵの搬入に不都合は生じない。

また、作業準備室２００にカメラ２２４が設けられたことで、作業準備室２００の内部が外側から見えない場合でも、ベルトコンベア２１５と可動床部１０１との間でワークＷや作業ユニットＵを移し替えることができる。

また、搬入口２５０の扉２５０ａ，搬出口２６０の扉２６０ａ，及び開口部２１３の扉２１４により作業準備室２００へのごみの浸入を抑えることができる。そして、クリーンユニット２０６により作業準備室２００内へ清浄な空気を供給し、作業準備室２００内の空気を排気手段２２５から外部に排気することで作業準備室２００内をクリーン化することができる。

また、密閉手段１１１を備えることで、作業室１００へのごみの進入を抑え、クリーンユニット１０６と排気手段１２５とによって作業室１００内のごみを低減することができるので、精密な作業を行うことができる。また、作業室１００が密閉されることで、作業室１００内の、例えば、湿度、雰囲気などの条件を一定に保ちやすくなる。そのため、雰囲気に依存する作業の精度を安定させることができる。

なお、本実施形態では、ベルトコンベア２１５の端部を搬出口２６０から進出させているが、搬入口２５０から進出させるようにしてもよい。
これにより、搬入口２５０から進出したベルトコンベア２１５上にワークＷや作業ユニットＵを配置することができるので、ワークＷや作業ユニットＵの搬入を容易に行うことができる。

なお、ベルトコンベア２１５を作業準備室２００から進出させれば、ワークＷや作業ユニットＵの搬入、搬出を容易に行うことができる。しかし、ベルトコンベア２１５を作業準備室２００の外側に進出させなくても、ワークＷや作業ユニットＵの搬入、搬出を行うことはできるので、搬送路移動機構２２２を備えていなくてもよい。また、駆動部２１８ａ，２１８ｂ及び調整部２２０からなる伸縮機構によって搬送路２１５ａの長さを調整しなくてもよい。
また、生産装置１の周囲のスペースに余裕があれば、搬入口２５０及び搬出口２６０の両方からベルトコンベア２１５を進出させた状態としてもよい。

そして、搬送路移動機構２２２及びベルトコンベア２１５の伸縮機構の何れか一方があればよい。このような場合であっても、ベルトコンベア２１５を作業準備室２００の外側へ進出させることができる。

また、ベルトコンベア２１５による搬送物の大きさや個数に応じて、搬送路移動機構２２２の移動量及び伸縮機構の伸び量からなるベルトコンベア２１５の進出量を変えてもよい。例えば、大きな作業ユニットＵを搬送する場合には、ベルトコンベア２６０の進出量を増やす。また、重量が大きいものを搬送する場合にも、ベルトコンベア２１５の進出量を増やす。このようにすれば、ベルトコンベア２１５から作業ユニットＵを搬出しやすくなる。

また、本実施形態では、作業室１００内が、ごみを低減してクリーン化された場合について説明したが、作業室１００がクリーンルームでなくてもよい。

また、生産装置１内において、ワークＷの移動及び作業を、制御部１５０によって自動で行うこととしてもよい。

［第２の実施形態］
本実施形態の生産システムは、第１の実施形態で説明した生産装置１が複数接続されたものである。

図８は、第２の実施形態に係る生産システム５００を示す正面図である。
生産システム５００を構成する生産装置１は、ベルトコンベア２１５の一端を搬出口２６０から進出させている。そして、搬出口２６０から進出したベルトコンベア２１５が、隣接する生産装置１の搬入口２５０に挿入されている。また、ベルトコンベア２１５が進出した一方の側壁２０３ｄと、ベルトコンベア２１５が挿入される他方の側壁２０３ｂとが接合している。このようにして、隣接する生産装置１どうしが接続されている。

このように生産装置１どうしを接続するため、それぞれのベルトコンベア２１５の搬送路２１５ａの長さは、作業準備室２００の長さと同じか、または多少短く調整されている。これにより、ベルトコンベア２１５同士が接触することなく、一方の側壁２０３ｄと他方の側壁２０３ｂとを接合させることができる。

なお、このように生産システム５００を構成すると、搬送方向に対して最上流に位置する生産装置１では、搬入口２５０付近にベルトコンベア２１５が配置されないことになる。しかし、駆動部２１８ｂ及び調整部２２０により搬送路２１５ａの長さを調整することによって、搬入口２５０付近までベルトコンベア２１５を伸ばすことができる。したがって、搬入口２５０からのワークＷや作業ユニットＵの搬入に際して、困難が生じることはない。

ここで、生産システム５００における作業方法について説明する。なお、ここでは、作業ユニットＵがすでに作業室１００に配置されたものとして説明する。

まず、最上流の生産装置１の搬入口２５０からワークＷを搬入し、搬送ロボット２１６によって可動床部１０１ｂに移し替える。そして、可動床部１０１ｂを移動させることで、ワークＷを作業室１００に移動させる。
そして、作業室１００の作業ユニットＵにおいて作業を順次行ったのち、ワークＷを可動床部１０１ｅに移動させる。そして、可動床部１０１ｅを移動させて、ワークＷを作業準備室２００に移動させる。そして、搬送ロボット２１６によって、ワークＷを可動床部１０１ｅからベルトコンベア２１５に移し替える。

ベルトコンベア２１５に移動されたワークＷは、隣接する生産装置１に移動する。ベルトコンベア２１５上を移動するワークＷが隣接する生産装置１に搬送されると、隣接する生産装置１内のカメラ２２４によって位置が検出される。そして、ワークＷが搬送路２１５ａの端部まで移動すると、ベルトコンベア２１５を停止させる。そして、隣接する生産装置１内では、搬送ロボット２１６によって、ワークＷを移動床部１０１ｂに移し替える。

このようにして、それぞれの生産装置で作業を行いながら、ワークＷを移動させる。
そして、最下流の生産装置における作業を終えたワークＷは、搬出口２６０から外側に搬出される。
また、必要に応じて搬入口２５０から別のワークＷを搬入して、生産システム５００内で複数の作業を並行して行うことができる。

そして、作業工程の変更によって作業ユニットＵを交換する場合には、交換対象の作業ユニットＵを載置した可動床部１０１を作業準備室２００に移動させ、開口部２１３から交換する。あるいは、最上流の生産装置１から、ベルトコンベア２１５を介して交換用の作業ユニットＵを搬入することとしてもよい。

本実施形態の生産システム５００によれば、以下の効果を得ることができる。
まず、複数の生産装置１を接続していることで、多くの作業ユニットＵを設けることができるので、設置面積を低減しつつ長い生産ラインを形成することができる。

また、一方の生産装置１の搬出口２６０から進出させたベルトコンベア２１５の端部を、隣接する他方の生産装置１の搬入口２５０から挿入して生産装置どうしを接続することによって、一方の生産装置１における作業を終えたワークＷを、他方の生産装置１の内部まで搬送することができる。これにより、他方の生産装置１に搬送されたワークＷの移し替えを容易に行うことができる。

また、生産装置ごとに湿度、雰囲気などの環境を異ならせることができるので、さまざまな環境を必要とする作業工程を１つの生産ラインで実行することができる。

作業室１００の作業ユニットＵは、作業準備室２００に下降させた可動床部１０１の作業ユニットＵを入れ替えることによって交換することができる。これにより、作業内容に応じて作業ユニットＵをフレキシブルに変更することができる。
このようにして、生産システム５００において行うことができる作業の組み合わせを増大させることができる。

なお、本実施形態においては、ベルトコンベア２１５を搬出口２６０から進出させているが、搬入口２５０から進出させることとしてもよい。

また、ベルトコンベア２１５は、搬入口２５０及び搬出口２６０から突出させずに生産装置どうしを接続してもよい。この場合には、ベルトコンベア２１５の両端が、搬入口２５０及び搬出口２６０の直近まで搬送路２１５ａの両端が配置されるように、搬送路２１５ａの位置と長さとを調整する。
ベルトコンベア２１５をこのように配置して、一方の生産装置１においてワークＷを搬送路２１５ａの端部まで搬送すれば、隣接する他方の生産装置１の搬送ロボット２１６のアーム２１６ａを伸ばしてワークＷを把持し、他方の生産装置１に搬入することができる。

図８では、２つの生産装置１を連結した生産システム５００の例が示されているが、さらに多くの生産装置を連結して、より長い作業工程を有する生産システムを構築してもよい。

本発明の第１の実施形態に係る生産装置の斜視図である。 生産装置の正面図である。 生産装置の側面図である。 エレベーターの昇降動作を説明する図である。 搬送路移動機構の動作を説明する図である。 作業準備室の上部における作業準備室の平面図である。 ベルトコンベアの伸縮機構の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る生産システムを示す正面図である。

符号の説明

１…生産装置、１００…作業室、１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ）…可動床部、１０２…カバー、１０２ａ…床部、１０７…多関節ロボット（作業機構）、２００…作業準備室、２０３ａ…天井壁、２０３…架台、２１３…開口部、２１５…ベルトコンベア、２１５ａ…搬送路、２１６…搬送ロボット（移し替え機構）、２２２…搬送路移動機構（移動機構）、２５０…搬入口、２６０…搬出口、２７０…エレベーター（昇降手段）、５００…生産システム、Ｕ（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４）…作業ユニット（作業装置）、Ｗ…ワーク（作業対象物）

Claims (9)

1. 作業準備室と、前記作業準備室の上方の作業室とが床部で仕切られてなる生産装置であって、
   前記床部は、作業対象物及び作業が行われる作業装置の何れかを載置して前記作業準備室と前記床部との間を昇降可能な複数の可動床部を備え、
   前記作業準備室は、
   前記可動床部をそれぞれ昇降させる昇降手段と、
   側壁に設けられた前記作業対象物及び前記作業装置を前記作業準備室に搬入するための搬入口と、
   前記側壁と対向する側壁に設けられた前記作業対象物及び前記作業装置を前記作業準備室から搬出するための搬出口と、
   前記可動床部の少なくとも何れかの下方に配置され、前記作業対象物及び前記作業装置を前記搬入口と前記搬出口との間で移動させる搬送機構と、
   前記作業対象物及び前記作業装置を前記搬送機構と前記可動床部との間で移し替える移し替え機構と、を有し、
   前記作業室は、
   前記作業対象物を前記作業装置に移動させて作業を行い、作業が行われた前記作業対象物を前記可動床部に移動させる作業機構を有することを特徴とする生産装置。
2. 請求項１に記載の生産装置であって、
   前記搬送機構の端部は、前記搬入口及び前記搬出口の何れかから外側に進退可能に設けられていることを特徴とする生産装置。
3. 請求項２に記載の生産装置であって、
   前記搬送機構の搬送方向に沿って前記搬送機構の位置を可変する移動機構を備えていることを特徴とする生産装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の生産装置であって、
   前記搬送機構は、前記搬送機構の搬送方向の長さを伸縮する伸縮機構を備えていることを特徴とする生産装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の生産装置であって、
   前記作業準備室は、前記作業対象物及び前記作業装置の位置を検出する位置検出手段を備えていることを特徴とする生産装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の生産装置であって、
   前記作業準備室の側壁は、前記可動床部に対して前記作業対象物及び前記作業装置の搬入と搬出とを行う開口部が設けられていることを特徴とする生産装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載の生産装置であって、
   前記可動床部が前記作業準備室に移動することで形成される前記床部の孔を塞ぐ密閉手段と、
   前記作業室内に清浄な空気を供給する清浄機構と、を備えていることを特徴とする生産装置。
8. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の生産装置が複数接続されていることを特徴とする生産システム。
9. 請求項８に記載の生産システムであって、
   隣接する前記生産装置は、一方の前記生産装置の前記搬出口から進出した前記搬送機構を他方の前記生産装置の前記搬入口に挿入した状態で接続されていることを特徴とする生産システム。

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