JP6307155B2 - 複数の生産装置から廃棄物を回収する作業者を支援する装置 - Google Patents

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Description

本明細書は、工業製品の生産システムを構成する複数の生産装置から廃棄物を回収する作業者を支援する技術に関する。
特開2007−95761号公報に、部品実装基板を生産する生産装置が記載されている。この生産装置は、テープ屑といった廃棄物を回収する回収部を備える。回収部に回収された廃棄物は、作業者によって回収される。
工業製品の工場では多数の生産装置が利用されており、作業者は複数の生産装置で発生する廃棄物を効率よく回収することが求められる。そこで、本明細書は、複数の生産装置から廃棄物を回収する作業者を支援する技術を提供する。
上記の課題を解決するために、本明細書は、工業製品の生産システムを構成する複数の生産装置から廃棄物を回収する作業者を支援する装置を開示する。この支援装置は、各々の生産装置から送信される信号に基づいて、複数の生産装置のなかから作業者が廃棄物を回収すべき作業対象の生産装置を選定する選定手段と、選定処理部が選定した作業対象の生産装置について、作業者が廃棄物を回収すべき作業順序の少なくとも一部を決定する順序決定手段と、順序決定手段が決定した作業順序の少なくとも一部を作業者に指示する指示手段とを備える。このような構成によると、作業者は、指示された作業順序に従うことによって、複数の生産装置から廃棄物を効率よく回収することができる。
ここで、生産装置から廃棄物を回収する作業は、人に限られず、ロボットによって行われてもよい。そのことから、本明細書でいう作業者には、人に限られず、ロボット(移動型の装置)も含まれるものとする。即ち、本明細書が開示する支援装置は、複数の生産装置から廃棄物を回収する人及びロボットのいずれも支援することができる。
支援装置が適用された生産システムの一部であって、工場の一階に配置された部分を模式的に示す。 支援装置が適用された生産システムの一部であって、工場の二階に配置された部分を模式的に示す。 生産装置(部品装着装置)の機械的な構成を模式的に示す図。 支援装置の構成を示すブロック図。 支援装置が作成するデータであって、第1信号又は第2信号を出力する生産装置を記述するデータ。 支援装置が決定する作業順序の一例を示す表。 支援装置が決定する作業順序及び移動経路の一部であって、工場の一階における作業順序及び移動経路を示す。 支援装置が決定する作業順序及び移動経路の一部であって、工場の二階における作業順序及び移動経路を示す。 修正後の作業順序及び移動経路の一部であって、工場の一階における作業順序及び移動経路を示す。 修正後の作業順序及び移動経路の一部であって、工場の二階における作業順序及び移動経路を示す。
本技術の一実施形態において、生産装置から送信される前記信号は、生産装置に蓄積された廃棄物の量に相関する信号を含むことが好ましい。この場合、生産装置は、廃棄物の量の検出量、生産装置の生産量、生産装置の運転時間、生産装置で廃棄物を発生する装置の動作量(又は動作回数)に基づいて、前記信号を出力することができる。
上記した実施形態において、生産装置から送信される信号は、当該生産装置に蓄積された廃棄物の量(推定値であってもよい)が第1所定量よりも多いときに、第1信号を含むことが好ましい。この場合、選定手段は、第1信号を出力する生産装置を、作業対象の生産装置として選定することが好ましい。
上記した実施形態において、生産装置から送信される信号は、当該生産装置に蓄積された廃棄物の量(推定値であってもよい)が、第1所定量よりも少なくて第2所定量よりも多いときに、第2信号を含むことが好ましい。この場合、選定手段は、第2信号を出力する生産装置のなかで、先に選定された生産装置に対して所定の位置関係にある生産装置を、作業対象の生産装置としてさらに選定することが好ましい。このような構成によると、支援装置は、作業者に作業順序を指示するときに、作業者の近傍に位置する生産装置のなかで、間もなく廃棄物の回収が必要となる生産装置を、作業者に教示することができる。これにより、作業者は、その後に同じような場所へ再び足を運ぶ必要がなく、効率よく作業を行うことができる。
上記した所定の位置関係にある生産装置の非限定的な例としては、隣接する生産装置、通路を挟んで対向する生産装置、所定の距離内にある生産装置、所定の移動距離内にある生産装置、同じ生産ラインに属する生産装置、同じフロアにある生産装置などが挙げられる。
上記に加え、又は代えて、選定手段は、第2信号を出力する生産装置のなかで、作業順序から決定される作業者の移動経路上にある生産装置を、作業対象の生産装置としてさらに選定することが好ましい。このような構成によっても、支援装置は、作業者に作業順序を指示するときに、作業者の近傍に位置する生産装置のなかで、間もなく廃棄物の回収が必要となる生産装置を、作業者に教示することができる。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、選定手段が選定した作業対象の生産装置のなかで、作業者が最初に廃棄物を回収すべき生産装置を少なくとも決定することが好ましい。即ち、順序決定手段は、作業対象の生産装置の全てについて、その順序を同時に決定する必要はない。例えば、順序決定手段は、作業者が一又は複数の生産装置に対する作業を完了する度に、その後に作業者が作業すべき一又は複数の生産装置を決定してもよい。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、複数の生産装置の位置関係を記述する配置情報を記憶しており、当該配置情報を用いて前記順序を決定することが好ましい。この場合、配置情報は、複数の生産装置の位置を作業者の通路と共に記述するものであってもよいし、任意の二つの生産装置の間の移動距離をそれぞれ記述する情報であってもよい。
上記の実施形態において、順序決定手段は、作業者の移動距離又は移動時間が最短となるように、作業順序を決定可能であることが好ましい。このような構成によると、作業者は、作業対象の生産装置から廃棄物を回収する作業を、最も効率的に行うことができる。
上記に加え、又は代えて、順序決定手段は、作業対象の生産装置の各々について、作業者の予定到達時刻が前記信号の送信から第1所定時間以内となるように、作業順序を決定可能であることが好ましい。このような構成によると、蓄積された廃棄物によって生産装置が停止するような事態を避けることができる。
上記に加え、順序決定手段は、作業対象の生産装置の各々について、前記信号の送信から前記第1所定時間よりも短い第2所定時間を経過したときに、作業順序の修正を行うことが好ましい。このような構成によると、作業者による作業が予定より遅れたときには、作業者に新たな作業順序を指示することによって、廃棄物による生産装置の停止を未然に防止することができる。一例ではあるが、修正後の作業順序では、第2所定時間を経過した生産装置を、最初の作業対象とするとよい。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、選定手段が作業対象の生産装置を新たに選定したときに、作業順序を再度決定することが好ましい。このような構成によると、不規則に生じる作業対象の生産装置に応じて、適切な作業順序を作業者に指示することができる。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、作業者の基準位置を記憶しており、当該基準位置を起点とする作業順序を決定可能であることが好ましい。この場合、順序決定手段は、複数の基準位置を記憶しており、例えば作業者による指示又は時間帯に応じて、複数の基準位置の一つを選択的に用いてもよい。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、作業者の位置を推定又は検出可能であり、その推定又は検出した現在位置を起点とする作業順序を決定可能であることが好ましい。このような構成によると、作業者の実際の位置に応じて、作業者に適切な作業順序を指示することができる。ここで、順序決定手段は、作業者が最後に作業した生産装置の位置を、作業者の実際位置と推定してもよい。あるいは、順序決定手段は、作業者が身に着けている携帯通信端末(例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット)を利用して、作業者の実際位置を検出してもよい。
本技術の一実施形態において、順序決定手段は、作業順序に加えて、その作業順序の少なくとも一部に対する作業者の移動経路をさらに決定することが好ましい。この場合、指示手段は、順序決定手段が決定した移動経路をさらに指示することが好ましい。このような構成によると、作業者は、適切な順序かつ経路で、作業対象の生産装置から廃棄物を回収することができる。
本技術は、機械製品、電気製品、化学製品を含む各種の工業製品を生産する生産システムに広く適用することができるが、本技術は、回路基板に電子部品を装着した部品実装基板の生産システムであって、部品装着装置を含む複数の生産装置を有する生産システムに好適に適用することができる。
本明細書において、生産装置とは、工業製品の生産システムで使用される各種の装置、例えば、加工装置、組立装置、熱処理装置、検査装置、搬送装置などを広く含む。
図面を参照して実施例の支援装置10について説明する。図1、図2に示すように、本実施例の支援装置10は、工業製品である部品実装基板の生産システムにおいて、複数の生産装置50で発生する作業者30を支援する。図2に示すように、支援装置10は、コンピュータ装置を用いて構成されており、主に、処理装置12と、記憶装置14と、通信インターフェース16とを備える。支援装置10は、通信インターフェース16を介して、全ての生産装置50及び作業者30が携帯する通信情報端末32と通信可能に接続されている。
最初に、部品実装基板の生産システムについて説明する。生産システムは、複数の生産装置50を備える。各々の生産装置50は、一例ではあるが、回路基板に電子部品を装着する部品実装基板である。生産システムは、九つの生産ラインA〜Iを有し、各々の生産ラインA〜Iは、十の生産装置50を含んでいる。四つの生産ラインA〜Fは工場の一階41に配置されており、三つの生産ラインG〜Iは工場の二階42に配置されている。工場の一階41と二階42は、階段43によって互いに接続されている。
図1に示すように、工場の一階41では、生産ラインAが、通路Jに沿って配置されている。生産ラインBと生産ラインCは、通路Kに沿って配置されているとともに、通路Kを挟んで互いに対向している。生産ラインDと生産ラインEは、通路Lに沿って配置されているとともに、通路Lを挟んで互いに対向している。そして、生産ラインFが、通路Mに沿って配置されている。通路J〜Mは、互いに平行であって、南北に伸びている。図2に示すように、工場の二階42では、生産ラインGと生産ラインHとが、通路Nに沿って配置されているとともに、通路Nを挟んで互いに対向している。そして、生産ラインIが、通路Oに沿って配置されている。通路N、Oは、互いに平行であって、東西に伸びている。
図3を参照して、生産装置50について説明する。前述したように、本実施例における生産装置50は、回路基板2に電子部品4を装着する部品装着装置である。但し、この説明は、生産装置50の一例を示すものであって、生産装置50の限定を意図するものではない。
図3に示すように、生産装置50は、回路基板2を支持するコンベア52と、電子部品4を供給する複数の部品フィーダ54と、部品フィーダ54が供給する電子部品4をコンベア52上の回路基板2に装着するヘッド56とを備える。また、生産装置50は、ヘッド56を移動させる移動装置58と、ヘッド56が保持する電子部品4の良否を判定するためのカメラ60とを備える。これらに加え、生産装置50は、ノズル交換装置やディップユニットといった、各種の装置をさらに備えてもよい。さらに、生産装置50は、タッチパネル70と制御装置72とを備える。タッチパネル70は、作業者30からの指示を受け付けるユーザインターフェースであり、かつ、各種の情報を作業者30に表示する表示装置である。制御装置72は、生産装置50の動作を制御する。
生産装置50はさらに、廃棄物ボックス62と、廃棄物ボックス62の回収量を検出するセンサ64と、部品フィーダ54が発生するテープ屑6を切断するテープカッター66とを備える。廃棄物ボックス62は、生産装置50で発生する廃棄物を回収する。例えば、廃棄物ボックス62は、部品フィーダ54が発生するテープ屑6やテープリール8を、廃棄物として回収する。また、廃棄物ボックス62は、ヘッド56から落下した電子部品4や、カメラ60によって不良品とされた電子部品4を、廃棄物として回収する。廃棄物ボックス62の廃棄物は、作業者30によって回収される。即ち、本実施例の支援装置10は、複数の生産装置50の廃棄物ボックス62から廃棄物を回収する作業者30を支援する。なお、廃棄物ボックス62は、廃棄物を回収する回収部の一例である。生産装置50は、廃棄物ボックス62に加えて、又は代えて、廃棄物トレイ、廃棄物コンベア、廃棄物バッグといった他の回収部を備えてもよい。
センサ64は、少なくとも、廃棄物ボックス62内の廃棄物の量が、第1所定量よりも多いのか否かを検出することができる。加えて、本実施例のセンサ64は、廃棄物ボックス62内の廃棄物の量が、第1所定量よりも少なくて第2所定量よりも多いのか否かをさらに検出することができる。センサ64の検出結果は制御装置72に入力される。制御装置72は、センサ64の検出結果に応じて、所定の信号を支援装置10に送信する。即ち、制御装置72は、廃棄物ボックス62内の廃棄物の量が第1所定量よりも多いときに、第1信号を支援装置10へ送信する。また、制御装置72は、廃棄物ボックス62内の廃棄物の量が第1所定量よりも少なくて第2所定量よりも多いときに、第2信号を支援装置10へ送信する。なお、制御装置72は、センサ64の検出結果に限られず、他の指標(例えば、生産装置50の生産量、生産装置50の稼働時間、テープカッター66の動作回数)に基づいて、廃棄物ボックス62内の廃棄物の量を推定し、第1信号及び第2信号を選択的に出力してもよい。
次に、図4を参照して、支援装置10について説明する。支援装置10は、通信インターフェース16を介して、各々の生産装置50が送信する第1信号及び第2信号を受信する。支援装置10は、第1信号又は第2信号を受信すると、その信号を送信した生産装置50とその送信時刻を記憶装置14に記憶する。それにより、記憶装置14には、図5に示すデータが作成され、各々の生産装置50の状態が監視される。
記憶装置14のデータは、処理装置12によって処理される。処理装置12は、機能的に、選定部22と、順序決定部24と、指示部26とを備える。なお、これらの各部22、24、26は、処理装置12のハードウエア及びソフトウエアによって構成されている。選定部22は、記憶装置14のデータに基づいて、作業者30が廃棄物を回収すべき作業対象の生産装置50を選定する。先ず、選定部22は、第1信号を出力している生産装置50を、作業対象として選定する。例えば、図5に示すデータの場合、B3、C8、D5、E4、G4、H5、I2、I9に位置する生産装置50が選択される。ここで、例えばB3に位置するとは、生産ラインBの北側から三台目の生産装置50を意味する(図1、図2参照)。
次に、付加的な処理ではあるが、選定部22は、第2信号を送信する生産装置50のなかで、先に選定された生産装置50と同じ生産ラインに位置するものをさらに選定する。例えば、図5に示すデータの場合、B6及びE7に位置する生産装置50が、作業対象としてさらに選定される。例えばB6に位置する生産装置50は、第2信号を送信しているので、間もなく破棄物の回収が必要となる。このような生産装置50は、作業者30がB3に位置する生産装置50から廃棄物を回収するときに、併せて廃棄物を回収されることが好ましく、それにより、作業者30は効率よく作業をすることができる。
選定部22が作業対象の生産装置50を選定すると、順序決定部24が、作業対象の生産装置50について、作業者30が廃棄物を回収すべき作業順序と移動経路を決定する。順序決定部24は、複数の生産装置50の配置情報(即ち、工場内の地図情報)を記憶しており、任意の二つの生産装置50の間の最短の移動距離及び移動経路を計算することができる。先ず、順序決定部24は、作業者30の移動距離(又は移動時間)が短くなるように、作業対象の生産装置50に対する作業順序及び移動経路を決定する。このとき、順序決定部24は、予め記憶している基準位置として、工場の入口34を起点とする作業順序及び移動経路を決定する。但し、順序決定部24は、作業者30の実際位置を起点とする作業順序及び移動経路を決定してもよい。順序決定部24は、作業者30が携帯する通信情報端末32を用いて、作業者30の実際位置を検出することができる。あるいは、順序決定部24は、作業者30が廃棄物を最後に回収した生産装置50の位置を、作業者30の実際位置と推定することもできる。
図6、図7、図8に、順序決定部24が決定する作業順序の一例を示す。このとき、順序決定部24は、図6に示すように、各々の生産装置50について、作業者30の予定到達時刻と、第1信号の送信時刻から予定到達時刻までの経過時間を計算する。そして、順序決定部24は、少なくとも一つの生産装置50について、経過時間が第1所定時間(例えば10分)を超えている場合、その生産装置50の順序を繰り上げることによって、作業順序の修正を行う。それにより、順序決定部24は、各々の生産装置50について、作業者30の予定到達時刻が第1信号の送信から第1所定時間以内となるように、作業順序及び移動経路を決定することができる。なお、順序決定部24は、作業順序のみを決定し、移動経路を必ずしも決定する必要はない。また、順序決定部24は、作業対象である全ての生産装置50に対して作業順序を決定する必要はなく、少なくとも作業者30が最初に廃棄物を回収すべき生産装置50のみを決定してもよい。
順序決定部24が作業順序及び移動経路を決定した後に、選定部22は、決定された移動経路に基づいて、一又は複数の生産装置50を新たに選定する処理を実行してもよい。この場合、選定部22は、第2信号を送信する生産装置50のなかで、決定された移動経路上にある生産装置50を、作業対象とした新たに決定するとよい。このような構成によると、作業者30は、指示に従って作業をしていく途中で、間もなく廃棄物の回収が必要となる生産装置50からも、廃棄物を回収することができる。作業者30は、その生産装置50に再び足を運ぶ必要がなくなるので、作業を効率よく行うことができる。
順序決定部24が作業順序及び移動経路を決定すると、指示部26が、決定された作業順序及び移動経路を作業者30に指示する。この場合、指示部26は、通信インターフェース16を用いて、作業順序及び移動経路を示すデータを、作業者30が携帯する通信情報端末32に送信する。それにより、作業順序及び移動経路が、通信情報端末32のディスプレイに表示される、又は、音声によって作業者30に教示される。ここで、指示部26は、作業順序のみを指示し、移動経路を必ずしも指示する必要はない。また、指示部26は、全ての作業順序を指示する必要はなく、少なくとも作業者30が最初に廃棄物を回収すべき生産装置50のみを指示してもよい。
作業者30が指示に従って作業をしている間に、一又は複数の生産装置50が、新たに廃棄物の回収を必要とすることがある。即ち、一又は複数の生産装置50が、新たに第1信号を送信し始めることがある。この場合、選定部22が、当該一又は複数の生産装置50を作業対象として新たに選定し、順序決定部24が、その時点における作業対象の生産装置50について、作業順序と移動経路を再決定する。例えば、図9、図10に示すように、F3に位置する生産装置50が、新たに第1信号を送信し始めたとし、この時点において、作業者30はE4に位置する生産装置50の作業まで完了していたとする。この場合、順序決定部24は、E4に位置する生産装置50の位置を起点とし、F3、G4、H5、I2、I9に位置する生産装置50について、作業順序及び移動経路を決定する処理を行う。このように、作業順序及び移動経路が適時に更新されることによって、作業者30は廃棄物を回収する作業を効率よく行うことができる。
作業者30が指示に従って作業をしている間に、作業者30による作業が予定より遅れることがある。この場合、前述した第1所定時間内に廃棄物が回収されない生産装置50が生じるおそれがある。そのことから、順序決定部24は、作業対象である生産装置50の各々について、第1信号の送信から第1所定時間よりも短い第2所定時間(例えば9分)を経過したときに、作業順序及び移動経路の修正を行う。一例ではあるが、修正後の作業順序では、第2所定時間を経過した生産装置50が、最初の作業対象に決定される。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、作業者30に対する作業順序及び/又は移動経路の指示は、作業者30の通信情報端末32に限られず、生産装置50のタッチパネル70の表示、工場内の放送、作業者30への印刷物の配布など、その他の方式によって行われてもよい。
実施例で説明した技術は、部品実装基板の生産システムに限られず、工業製品を生産する生産システムに広く適用することができる。本技術を適用することによって、生産する工業製品の種類にかかわらず、作業者30は、生産システムを構成する複数の生産装置50から、廃棄物を効率よく回収することが可能となる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
2:回路基板
4:電子部品
6:テープ屑
8:テープリール
10:支援装置
12:処理装置
14:記憶装置
16:通信インターフェース
22:選定部
24:順序決定部
26:指示部
30:作業者
32:通信情報端末
50:生産装置
62:廃棄物ボックス
64:センサ

Claims (15)

  1. 工業製品の生産システムを構成する複数の生産装置から廃棄物を回収する作業者を支援する支援装置であり、
    各々の生産装置から送信される信号に基づいて、前記複数の生産装置のなかから作業者が廃棄物を回収すべき作業対象の生産装置を選定する選定手段と、
    前記選定手段が選定した作業対象の生産装置について、作業者が廃棄物を回収すべき作業順序の少なくとも一部を決定する順序決定手段と、
    前記順序決定手段が決定した作業順序の少なくとも一部を、作業者に指示する指示手段と、
    を備える支援装置。
  2. 前記生産装置から送信される信号は、前記生産装置に蓄積された廃棄物の量に相関する信号を含む、請求項1に記載の支援装置。
  3. 前記生産装置から送信される信号は、当該生産装置に蓄積された廃棄物の量が第1所定量よりも多いときに、第1信号を含み、
    前記選定手段は、前記第1信号を送信する生産装置を、前記作業対象の生産装置として選定する、請求項2に記載の支援装置。
  4. 前記生産装置から送信される信号は、当該生産装置に蓄積された廃棄物の量が前記第1所定量よりも少なくて第2所定量よりも多いときに、第2信号を含み、
    前記選定手段は、前記第2信号を送信する生産装置のなかで、先に選定された生産装置に対して所定の位置関係にある生産装置を、前記作業対象の生産装置としてさらに選定する、請求項3に記載の支援装置。
  5. 前記生産装置から送信される信号は、当該生産装置に蓄積された廃棄物の量が前記第1所定量よりも少なくて第2所定量よりも多いときに、第2信号を含み、
    前記選定手段は、前記第2信号を送信する生産装置のなかで、前記作業順序から決定される作業者の移動経路上にある生産装置を、前記作業対象の生産装置としてさらに選定する、請求項3又は4に記載の支援装置。
  6. 前記順序決定手段は、前記作業対象の生産装置のなかで、作業者が最初に廃棄物を回収すべき生産装置を少なくとも決定する、請求項1から5のいずれか一項に記載の支援装置。
  7. 前記順序決定手段は、前記複数の生産装置の位置関係を記述する配置情報を記憶しており、当該配置情報を用いて前記順序を決定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の支援装置。
  8. 前記順序決定手段は、前記作業者の移動距離又は移動時間が最短となるように、前記作業順序を決定可能である、請求項7に記載の支援装置。
  9. 前記順序決定手段は、前記作業対象の生産装置の各々について、作業者の予定到達時刻が前記信号の送信から第1所定時間以内となるように、前記作業順序を決定可能である、請求項7又は8に記載の支援装置。
  10. 前記順序決定手段は、前記作業対象の生産装置の各々について、前記信号の送信から前記第1所定時間よりも短い第2所定時間を経過したときに、前記作業順序の修正を行う、請求項9に記載の支援装置。
  11. 前記順序決定手段は、前記選定手段が作業対象の生産装置を新たに選定したときに、前記作業順序を再度決定する、請求項1から10のいずれか一項に記載の支援装置。
  12. 前記順序決定手段は、前記作業者の基準位置を記憶しており、当該基準位置を起点とする作業順序を決定可能である、請求項1から11のいずれか一項に記載の支援装置。
  13. 前記順序決定手段は、前記作業者の実際位置を推定又は検出可能であり、その推定又は検出した実際位置を起点とする作業順序を決定可能である、請求項1から12のいずれか一項に記載の支援装置。
  14. 前記順序決定手段は、前記作業順序の少なくとも一部に対する作業者の移動経路をさらに決定し、
    前記指示手段は、前記順序決定手段が決定した移動経路をさらに指示する、請求項1から13のいずれか一項に記載の支援装置。
  15. 前記工業製品は、複数の電子部品を回路基板に装着した部品実装基板であり、
    前記複数の生産装置は、少なくとも一つの部品装着装置を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の支援装置。
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