JP6369155B2

JP6369155B2 - 組立ライン、ステアリング装置の製造方法及び製品の製造方法

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Publication number: JP6369155B2
Application number: JP2014121712A
Authority: JP
Inventors: 啓見崎; 哲荒木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: JP2016000446A

Description

本発明は、組立ライン、ステアリング装置の製造方法及び製品の製造方法に関し、特に電動パワーステアリング装置等、型番等に応じて製造工程の一部が異なる製品の組立ライン、ステアリング装置の製造方法及び製品の製造方法に関する。

従来、電子機器の組み付けや電子部品の実装等は、各組み付け工程、或いは実装工程を順に行うためのラインを構築し、このラインに部品等を投入することによって、投入された部品に対してラインに沿って各工程が順に行われて、各種装置の組み付け、或いは実装等が行われている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
また、ステアリング装置等、車載用の各種装置等についても、各組み付け工程を順に行うための組立ラインが構築されて組立が行われている。
前述のステアリング装置の組立においては、コラム、シャフト、ロアブラケット、チルトブラケット、ギアーボックス、チルトクランプ等、多数の部品が組み付けられている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０００−２１１７３０号公報特開２００５−６４２８７号公報特開平７−２５１９１３号公報特許第５０２９１６９号明細書

ところで、ステアリング装置は、搭載する車種によって全体形状や車体への取り付けブラケットの位置、形状が異なる場合が多い。そのため、ある型番のステアリング装置を組み立てるラインは、たいがいその型番のステアリング装置を組み立てるための専用のラインとなっている。また、専用組立ラインは、部品形状の多少の違い程度なら対応できても、組立順番が異なる型番には対応することができない。
従来、このように組立順番が異なる型番のステアリング装置については、組立ラインの改造、又は新たな組立ラインを制作することで対応している。そのため、ライン稼働開始までに時間がかかりコストの増加につながるという問題がある。

また、このように組立ラインの改造、又は新たな組立ラインを制作する場合、組立ラインの制御方法も異なるため、組立ラインを新たに構築するだけでなく、制御プログラムについても改造する必要がある。さらに、組立ラインを改造することで対応するようにした場合、型番によっては利用しない工程、つまり、単に通過するだけの工程が存在する場合があり、無駄なリードタイムがかかるという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステアリング装置等の多数の部品の集合物の組立において、組立順序や作業内容が異なる型番の異なる装置についても容易に組立を行うことの可能なフレキシブルな組立ライン、ステアリング装置の製造方法及び製品の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、複数の工程を経て製造される製品の製造工程における各工程をそれぞれ実行する複数の設備モジュール（例えば図１に示す、設備モジュールＭ１〜Ｍ４）と、前記複数の設備モジュールを制御して前記製品を製造する集中制御装置（例えば図１に示す、集中制御装置１０）と、を有し、前記設備モジュールは、隣接する前記設備モジュールとの間で加工対象品の受け渡しを行う搬送部（例えば図１に示す、搬送部１３）と、当該搬送部により搬送される加工対象品に対して所定の工程を実行する加工部（例えば図１に示す、加工部１１）と、前記搬送部と前記加工部との間で前記加工対象品を受け渡すとともに前記加工部に対する前記加工対象品の相対位置関係を調整するロボット（例えば図１に示す、ロボット１２）と、前記集中制御装置と通信を行うとともに前記搬送部と前記加工部と前記ロボットとを制御する制御部（例えば図２に示す、制御部１４）と、を備え、前記複数の設備モジュールは同一の外形を有し、かつ前記搬送部は隣接する設備モジュールの搬送部との間で前記加工対象品の受け渡しが可能な形状を有し、前記集中制御装置は、前記設備モジュールそれぞれの前記制御部と通信を行う通信処理部（例えば図３に示す、ステップＳ１の処理）と、前記複数の設備モジュールを制御して前記製造工程を実行する製造処理部（例えば図３に示す、ステップＳ３の処理）と、を備え、前記集中制御装置は、前記制御部と通信を行って前記複数の設備モジュールの種類及び配置を検出し、前記製造処理部は、検出した前記複数の設備モジュールの種類及び配置から前記複数の設備モジュールにより実行可能な製造工程を検出し、検出した製造工程に応じて前記複数の設備モジュールを制御することを特徴とする組立ライン、である。

前記搬送部は上下２段のコンベア（例えば図２に示す上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂ）を有し、当該上下２段のコンベアはそれぞれ隣接する設備モジュールの対応するコンベアとの間で前記加工対象品を受け渡し可能に形成され、隣接して配置された前記複数の設備モジュールの先頭及び末尾に、前記加工対象品を前記上下２段のコンベア間で移動するエレベータ装置（例えば図１に示す、エレベータ装置２、３）を備えていてよい。
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の組立ラインを用いてステアリング装置を製造することを特徴とするステアリング装置の製造方法、である。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様に記載の組立ラインを用いて製品を製造することを特徴とする装置の製造方法、である。

本発明の一態様によれば、型番等によって組立順序や作業内容が異なる製品であっても、容易に組立作業を行うことができる。

本発明における組立ラインの一例を示す概略構成図である。設備モジュールの一例を示す概略構成図である。集中制御装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。組立工程の実行処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。ワーク搬出処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。設備モジュールの制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。本発明の動作説明に供する説明図である。本発明の動作説明に供する説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の組立ラインの一例を示す概略構成図である。
図１に示すように、組立ライン１は、複数の設備モジュールＭ（図１では、Ｍ１〜Ｍ４）と、エレベータ装置２及び３と、ワーク供給設備４と、ワーク搬出設備５と、これら各部を制御する集中制御装置１０と、を備え、これらはネットワークにより接続されている。
設備モジュールＭ１〜Ｍ４は組立工程の順に、それぞれ所定の工程を実行する設備モジュールが一列に配置されている。そして、組立工程の最初の工程を行う設備モジュールＭ１の前段に、ワーク供給設備４とエレベータ装置２とが配置される。組立工程の最後の工程を行う設備モジュールＭ４の後段に、ワーク搬出設備５とエレベータ装置３とが配置される。

図２は、設備モジュールＭの一例を示す概略構成図である。
設備モジュールＭは、設備モジュール毎に実行する処理は異なるがその外観形状は同一に形成される。例えば、設備モジュールＭは、図２に示すように、外形が直方体状の筐体１５に納められており、筐体１５の単位で移動可能に構成されている。筐体１５は、図１に示すように工程順に対応する設備モジュールＭを複数並べたとき、少なくとも隣接する設備モジュールと対向する側面と上面とは枠のみで形成されており、隣接する設備モジュール間で、後述のワークパレット１３ｃを受け渡すことができるようになっている。図１に示すように、複数の設備モジュールを工程順に一列に並べることによって、一つの組立ラインを構成している。なお、筐体１５は必ずしも上面が枠のみで形成されている必要はなく、また、隣接する設備モジュールと対向する側面は全面が開口されている必要はなく、隣接する設備モジュールＭの搬送部１３との間でワークパレット１３ｃの受け渡しを行う部分のみ開口されていてもよい。

図２に示すように、設備モジュールＭは、加工部１１と、ロボット１２と、搬送部１３と、制御部１４とを備える。加工部１１は、設備モジュールＭ毎に異なるが、ロボット１２と搬送部１３と制御部１４とは各設備モジュールＭで同一である。
加工部１１は、設備モジュールＭに搬送されたワークパレット１３ｃに搭載された部品等の加工対象品に対して、組立ライン１における複数の加工工程のうちの一つの工程に対応する所定の加工処理を行う。

ロボット１２は、搬送部１３により搬送されたワークパレット１３ｃに搭載された加工対象品を掴むハンドを有し、ワークパレット１３ｃに搭載された加工対象品を、加工部１１により加工処理を行うための所定の位置に移動し所定の姿勢で保持する。また、加工部１１による処理後の加工対象品を再度搬送部１３のワークパレット１３ｃに搭載する等の処理を行う。

搬送部１３は、各設備モジュールＭ間で同一に構成され、上下２段に形成されたフリーフロータイプの上段コンベア１３ａと下段コンベア１３ｂとを備える。上段コンベア１３ａにのみストッパが内蔵され、上段コンベア１３ａは、組立中のワーク（加工対象品）が搭載されるワークパレット１３ｃを、組立ライン１の上流から下流に向かって搬送する。下段コンベア１３ｂは、加工対象品が搭載されていない空のワークパレット１３ｃを、下流から上流に向かって搬送する。また、上段コンベア１３ａには、ワークパレット１３ｃの有無を検出するためのセンサ１３ｓが設けられており、センサ１３ｓの検出信号は制御部１４に送信される。

ワークパレット１３ｃには、ワーク（加工対象品）を保持するための治具が設けられている。ワークはワークパレット１３ｃに部品の状態で搭載され、ワーク供給設備４から組立ラインに投入される。
搬送部１３は、上段コンベア１３ａ上のワークパレット１３ｃに搭載された加工対象品を、ロボット１２が掴むことの可能な位置に配置される。上段コンベア１３ａ及び下段コンベア１３ｂは、ワークパレット１３ｃの搬送長さが、ワークパレット１３ｃの搬送方向の長さの２枚分程度の長さとなるように設定され、ワークパレット１３ｃは上段コンベア１３ａ上の、搬送方向の中央部に１枚ずつ、セットされる。

つまり、上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂは、ワークパレット１３ｃの搬送長さを、ワークパレット１３ｃの２枚分程度の長さとなるように設定することによって、バッファ機能をもたせている。バッファ機能がない場合、例えば、設備モジュールＭ１は、この設備モジュールＭ１に存在するワークパレット１３ｃを次段の設備モジュールＭ２に搬送し終えないうちは、ワーク供給設備４から新たなワークパレット１３ｃを受け入れることができない。ワークパレット１３ｃを受け入れることができたとしても、ワークパレット１３ｃどうしが衝突しないように、この衝突防止手段等を別途設ける必要がある。

しかしながら、上述のように、上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂのワークパレットの搬送長さをワークパレット１３ｃの２枚分程度の長さとして、上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂにバッファ機能を設けることによって、衝突防止手段等を設けることなく、設備モジュールＭ１へのワークパレット１３ｃの受け入れと、設備モジュールＭ２へのワークパレット１３ｃの搬出とを同時に行うことができる。すなわちワークパレット１３ｃの搬送を効率よく行うことができる。

上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂは、隣接する設備モジュールＭの上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂと同一平面上に配置される。つまり、複数の設備モジュールＭを並べて配置したとき、上段コンベア１３ａどうし、下段コンベア１３ｂどうし、が近接して配置される。これにより、複数の設備モジュールＭの上段コンベア１３ａ及び下段コンベア１３ｂによって、一列に配置された複数の設備モジュールの一端から他端に渡って搬送する上段コンベア及び下段コンベアが形成されるようになっている。
制御部１４は、プログラマブルコンピュータＰＬＣ等で構成され、集中制御装置１０と通信を行うとともに、集中制御装置１０の指示にしたがって、設備モジュールＭ内の各部を制御する。制御部１４は、他の設備モジュールＭとは独立に、自設備モジュールＭ内の各部を制御する。

図１に戻って、集中制御装置１０は、パーソナルコンピュータＰＣ等で構成され、ＣＰＵ（演算処理装置）１０ａ、表示装置１０ｂ、記憶装置１０ｃ等を備える。集中制御装置１０は、ＣＣリンク、デバイスネット等のＰＣ−ＰＬＣネットワークを通して各設備モジュールＭ１〜Ｍ４の制御部１４、エレベータ装置２及び３、ワーク供給設備４、及びワーク搬出設備５と通信を行い、組立ライン１に参加している設備モジュールＭの種類や、各設備モジュールＭ、エレベータ装置２及び３、ワーク供給設備４、及びワーク搬出設備５の並び順等を検出する。例えば、組立ライン１に参加している設備等を認識するために必要な情報を収集するためのフレームを組立ライン１の上流側の設備に送信し、このフレームを受信した設備が、自設備の種類及び自設備を特定する情報（例えば、各設備モジュールや設備に付与されたＩＤ）を受信フレームに付加して次段の設備に送信する。そして、各設備の情報が付加された受信フレームを、集中制御装置１０が受信し、解析する。これにより、各設備の並び順、また各モジュールＭの種類を特定し、記憶装置１０ｃに予め格納された制御プログラムの中から各設備モジュールの種類及び並び順から特定される組立工程に対応する制御プログラムを読み出し、これを実行する。これにより、組立ライン１を構成する各設備を互いに連系させて制御する。

なお、ここでは、組立ライン１に参加している設備等を認識するために必要な情報を収集するためのフレームを一巡させることで、設備モジュール等の各種設備の並び順を特定する場合について説明したこれに限るものではない。例えば、各種設備を組立ライン１に接続する際に、利用者が各種設備において並び順を表す情報を設定し、集中制御装置１０が起動時、また定周期で各種設備に対してＩＤ送出命令を発行し、各種設備が集中制御装置１０に対して、利用者により設定された並び順を表す情報と、各設備を特定するため等の情報とを送信することによって、集中制御装置１０において、各設備の並び順を認識するようにしてもよい。
また、集中制御装置１０は、組立ライン１が稼働中における各設備モジュールＭの稼働状況や、組立ライン１の設備構成等を表示装置１０ｂに表示する。

エレベータ装置２は、下段コンベア１３ｂにより搬送される空のワークパレット１３ｃを、上段コンベア１３ａと同等高さまで移動する設備であり、エレベータ装置３は、上段コンベア１３ａと同等高さにあるワークパレット１３ｃを、下段コンベア１３ｂと同等高さまで移動する設備である。これらエレベータ装置２及び３は、これら装置に、ワークパレット１３ｃが載置されたか否かを検出するセンサ２ｓ、３ｓを備えており、これらセンサ２ｓ、３ｓの検出信号は、集中制御装置１０に送信される。なお、エレベータ装置２及び３は、ワークパレット１３ｃを上段コンベア１３ａの高さと下段コンベア１３ｂの高さとの間で移動させることができればどのような構成であってもよい。

ワーク供給設備４は、投入されたワークパレット１３ｃを設備モジュールＭの上段コンベア１３ａに供給可能な位置に移動するとともに、エレベータ装置２により搬送されたワークパレット１３ｃを、上段コンベア１３ａに供給可能な位置に移動し、さらに、下段コンベア１３ｂにより搬送されたワークパレット１３ｃをエレベータ装置２に載置する設備である。ワーク供給設備４は、例えばワークパレット１３ｃに搭載された加工対象品を掴むことのできるハンドを有するロボット等を備える。ワークパレット１３ｃを設備モジュールＭの上段コンベア１３ａに供給可能な位置とは、例えば、ワークパレット１３ｃの端部が、最上流の設備モジュールＭの上段コンベア１３ａの端部に多少載る位置であり、上段コンベア１３ａを駆動することによりワークパレット１３ｃを、上段コンベア１３ａ上に引き込むことができるようになっている。

ワーク搬出設備５は、設備モジュールＭの上段コンベア１３ａにより搬送されるワークパレット１３ｃに搭載された組立後のワークを、手動、或いは自動によりワーク搬出設備５の外部に取り出すことの可能な位置に移動するとともに、ワークが取り出された後の空のワークパレット１３ｃを、エレベータ装置３に載置し、さらに、エレベータ装置３により下段に搬送されたワークパレット１３ｃを、最下流の設備モジュールＭの下段コンベア１３ｂに供給可能な位置に移動する設備である。ワーク搬出設備５は、例えば、ワークパレット１３ｃを掴むことのできるハンドを有するロボット等を備える。

次に、集中制御装置１０の処理手順を説明する。
図３は、集中制御装置１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。
集中制御装置１０は、起動されると、まず組立ライン１を構成する各設備モジュールＭ１〜Ｍ４、エレベータ装置２及び３、ワーク供給設備４、及びワーク搬出設備５と通信を行って、各設備の情報を取得し、各設備の種類及びその並び順といった、設備構成を検出する。

次いでステップＳ２に移行し、ステップＳ１で検出した設備構成に対応する組立工程を実行するための処理プログラムを記憶装置１０ｃから読み込む。また、表示装置１０ｂに表示する組立ライン１の設備構成を、検出した設備構成に合わせて再構成する。
次いで、ステップＳ３に移行し、ステップＳ２で読み込んだ処理プログラムを実行し、各設備モジュールＭによる加工工程を順に実行させて、所定の組立工程を実行する。

図４は、図３のステップＳ３で実行される組立工程における処理手順の一例を示すフローチャートである。
集中制御装置１０は、まず複数の設備モジュールのうち、最上流に位置する設備モジュールＭ１が受け入れ可能な状況にあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、設備モジュールＭ１から受け入れ可能状態であることを表す受け入れ可能フラグ信号が通知されたか否かを判断する。受け入れ可能な状況でないときにはそのままステップＳ１３に移行する。

受け入れ可能な状況であるときにはステップＳ１２に移行し、ワーク供給設備４に対して搬送命令を送信する。搬送命令を受信すると、ワーク供給設備４は、ワークパレット１３ｃを次段にある設備モジュールＭ１の上段コンベア１３ａに移動する。設備モジュールＭ１はワークパレット１３ｃを自設備モジュールＭ１の上段コンベア１３ａに引き込み、加工処理を行う。
ステップＳ１３では、いずれかの設備モジュールＭから加工処理の完了を表す加工完了フラグ信号が通知されたか否かを判断し、通知されたときにはステップＳ１４に移行し、通知されない場合にはそのままステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１４では、加工完了フラグ信号の送信元が、最下流に位置する設備モジュールＭ４であるかを判断し、最下流に位置する設備モジュールＭ４でないときには、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、加工完了フラグ信号の送信元の設備モジュールＭの次段の設備モジュールＭが受け入れ可能な状態であるかを判断する。なお、ここでは、これ以前に加工完了フラグ信号を受信したが、次段の設備モジュールＭが受け入れ可能な状態でないため加工完了フラグ信号の送信元の設備モジュールＭに対して搬送命令を送信していない設備モジュールＭについても、その次段の設備モジュールＭが受け入れ可能な状態になったかどうかを判断する。

そして、加工完了フラグ信号を送信した設備モジュールＭの次段の設備モジュールが受け入れ可能な状態にないときにはステップＳ１１に戻るが、受け入れ可能な状態にあるときにはステップＳ１６に移行し、加工完了フラグ信号の送信元の設備モジュールＭに対して搬送指令を送信しステップＳ１３に戻る。搬送指令を受信した加工完了フラグ信号の送信元の設備モジュールは、ワークパレット１３ｃを次段の設備モジュールＭに搬送する。これにより加工完了フラグ信号の送信元の設備モジュールは次のワークパレット１３ｃを受け入れ可能な状態となる。

一方、加工完了フラグ信号の送信元が、最下流に位置する設備モジュールＭ４であるときにはステップＳ１４からステップＳ２０に移行し、ワーク搬出処理を起動した後、ステップＳ１１に戻る。
なお、図４では、上流側の設備モジュールから下流側の設備モジュールへと順にワークパレット１３ｃを搬送する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、型番の異なる装置（ワ―ク）など、組立ライン１に含まれる設備モジュールのうちのいずれかを組み合わせて組立工程が行われる場合などには、集中制御装置１０は、不要な組立工程を行う設備モジュールに対して、搬送のみを行う指令を送信し、搬送のみを行う指令を受信した設備モジュールでは、加工処理は行わずワークパレット１３ｃの搬送のみを行う。これによって、組立ライン１に含まれる設備モジュールのうち、加工対象の装置（ワーク）が必要とする加工処理を行う設備モジュールのみにより加工を行うことができる。

このワーク搬出処理は、図５に示すように、まず、ステップＳ２１でワーク搬出設備５に搬送指令を送信する。搬送指令を受信したワーク搬出設備５では、設備モジュールＭ４の上段コンベア１３ａ上のワークパレット１３ｃを、このワークパレット１３ｃに搭載されたワークを、手動、或いは自動によりワーク搬出設備５の外部に取り出すことの可能な位置に移動する。そして、ワークが取り出された後の空のワークパレット１３ｃをエレベータ装置３に搭載する。

続いて、ステップＳ２２に移行して、エレベータ装置３から、ワークパレット１３ｃを検出したことが通知されるとステップＳ２３に移行し、エレベータ装置３に対して、上段コンベア１３ａの高さ近傍にあるワークパレット１３ｃを、下段コンベア１３ｂの高さ近傍に搬送するよう指示を行うとともに、各設備モジュールＭに対して、下段コンベア１３ｂを、当該下段コンベア１３ｂ上のワークパレット１３ｃを、上流側に搬送するように搬送命令を行う。これにより、空のワークパレット１３ｃはエレベータ装置３により下段コンベア１３ｂの高さまで下ろされた後、各設備モジュールＭの下段コンベア１３ｂによって、組立ライン１の下流から上流のエレベータ装置２まで搬送される。

続いて、ステップＳ２４に移行して、エレベータ装置２からワークパレット１３ｃを検出したことが通知されるとステップＳ２５に移行し、エレベータ装置２に対して搬送命令を送信する。搬送命令を受信したエレベータ装置２は、ワークパレット１３ｃをワーク供給設備４の上段コンベア１３ａと同等の高さまで搬送する。以上によりワーク搬出処理が終了する。

次に、設備モジュールＭの制御部１４の処理手順を説明する。
図６は、設備モジュールＭの制御部１４の処理手順の一例を示すフローチャートである。
制御部１４は、起動されるとまず、設備モジュールＭの搬送部１３に設けられている、ワークパレット１３ｃの有無を検出するためのセンサ１３ｓの検出信号を読み込む（ステップＳ３１）。ワークパレット１３ｃが検出されていなければ、ステップＳ３２からステップＳ３３に移行し、受け入れ可能な状態にあることを表す受け入れ可能フラグ信号を集中制御装置１０に送信する。そしてステップＳ３１に戻る。

一方、ワークパレット１３ｃが検出されていれば、ステップＳ３２からステップＳ３４に移行し、上段コンベア１３ａを駆動し、ワークパレット１３ｃを設備モジュールＭ内の所定の位置まで搬送した後、ワークパレット１３ｃを固定する。また、ワークパレット１３ｃに搭載されたワークに対して加工中であることを表す加工中フラグ信号を集中制御装置１０に送信する。
続いて、設備モジュールＭ内において、ロボット１２を駆動して、ワークパレット１３ｃ上のワークを加工部１１による加工が可能な位置に移動するとともに姿勢を調整し、加工部１１による加工を行う。加工部１１の加工終了後、ロボット１２によりワークを再びワークパレット１３ｃ上に戻す。

そして、加工が完了したことを表す加工完了フラグを集中制御装置１０に送信し（ステップＳ３６）、集中制御装置１０から搬送命令を受信すると、ステップＳ３７からステップＳ３８に移行し、搬送部１３を駆動して、ワークパレット１３ｃを次段の設備モジュールＭに搬送する。具体的には、次段の設備モジュールＭの上段コンベア１３ａに、ワークパレット１３ｃの端部が多少載る程度の位置、すなわち次段の設備モジュールＭが上段コンベア１３ａを駆動することによりワークパレット１３ｃを自設備モジュール内に引き込むことができる位置まで搬送する。
そして、処理を終了する。

次に、本実施形態の動作を説明する。
図１に示すように設備モジュールＭ１〜Ｍ４が上流から下流側に配置された組立ライン１において加工を行う場合、まず、集中制御装置１０が各設備モジュールＭ１〜Ｍ４、エレベータ装置２及び３、ワーク供給設備４、ワーク搬出設備５と通信を行い、各設備モジュールＭ１〜Ｍ４の種類、またこれら設備の並び順を検出する（図３ステップＳ１）。そして、検出した設備構成を有する組立ライン１により組立加工を行うための処理プログラムを記憶装置１０ｃから読み出し、組立ライン１の設備構成等を表示するための表示画面の構成を検出した設備構成に合わせて再構成する（ステップＳ２）。そして、読み出した処理プログラムを実行し、組立ライン１における各組立工程を実行する（ステップＳ３）。

利用者は、まず、組立を行う各種加工対象品をワークパレット１３ｃ上に固定し、これをワーク供給設備４に投入する。
この時点では、組立ライン１のいずれの設備モジュールＭもワークパレット１３ｃを検出していないことから、各設備モジュールＭは、ワークパレット１３ｃが検知されないことを集中制御装置１０に通知する。最上流に位置する設備モジュールＭ１において、ワークパレット１３ｃが検知されないことから、集中制御装置１０では、図４のステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、ワーク供給設備４に対して搬送指令を行う。これにより、ワーク供給設備４に投入されたワークパレット１３ｃが設備モジュールＭ１に搬送される。

設備モジュールＭ１では、センサ１３ｓによりワークパレット１３ｃが検知される（図６のステップＳ３２）と、ワークパレット１３ｃが、設備モジュールＭ１の上段コンベア１３ａの搬送方向中央部付近の所定の位置まで搬送され、ワークパレット１３ｃに搭載された部品がロボット１２により移動され、加工部１１により加工された後、ワークパレット１３ｃに戻される（ステップＳ３４）。そして、加工完了フラグ信号が集中制御装置１０に送信される（ステップＳ３５）。

集中制御装置１０は、設備モジュールＭ１から加工完了フラグ信号が通知されたことから、図４のステップＳ１３からステップＳ１４を経てステップＳ１５に移行し、設備モジュールＭ２は受け入れ可能な状態であることから、ステップＳ１６に移行し、加工完了フラグ信号の送信元である設備モジュールＭ１に対して搬送指令を送信する。
設備モジュールＭ１は、ワークパレット１３ｃを次段の設備モジュールＭ２に搬送する。設備モジュールＭ２では、センサ１３ｓによりワークパレット１３ｃが検知されることから、図６のステップＳ３２からステップＳ３４に移行し、ワークパレット１３ｃを引き込み、加工対象品に対して所定の加工を行う。

加工終了後、設備モジュールＭ２から加工完了フラグ信号が送信されることから、集中制御装置１０から設備モジュールＭ２に対して搬送命令が送信され、ワークパレット１３ｃは設備モジュールＭ２から設備モジュールＭ３に搬送される。
そして、設備モジュールＭ３、Ｍ４においても上記と同様に加工が行われ、最下流の設備モジュールＭ４での加工が終了すると、図４のステップＳ１３からステップＳ１４を経て、ワーク搬出処理が起動される（ステップＳ２０）。

これにより、ワーク搬出設備５は、ワークパレット１３ｃを、最下流の設備モジュールＭ４からエレベータ装置３に搬送し（図５ステップＳ２１）、上段コンベア１３ａの高さにあるワークパレット１３ｃが下段コンベア１３ｂの高さまで搬送され、最下流の設備モジュールＭ４の下段コンベア１３ｂ上に載置され、このワークパレット１３ｃが下段コンベア１３ｂにより設備モジュールＭ４から設備モジュールＭ１まで順に搬送され、エレベータ装置２を介して上段コンベア１３ａの高さまで搬送されてワーク供給設備４に戻される。
この処理を繰り返し行うことによって、ワーク供給設備４に投入された部品が、所定の工程を経て組み付けられてワーク搬出設備５から取り出されるとともに、空となったワークパレット１３ｃは、下段コンベア１３ｂとエレベータ装置２及び３とを介してワーク供給設備４に戻されることになる。

次に、設備モジュールＭ２に替えて設備モジュールＭ５により加工を行う場合には、図７に示すように、設備モジュールＭ２と設備モジュールＭ５とを入れ替える。つまり、上流側から、設備モジュールＭ１、Ｍ５、Ｍ３、Ｍ４の順に配置する。
この場合、組立ライン１を起動した時点で、集中制御装置１０は、各設備モジュールＭの種類や各設備の並び順を取得し、これに基づき設備モジュールＭ１、Ｍ５、Ｍ３、Ｍ４の順に加工を行う組立ライン１を制御するための処理プログラムを記憶装置１０ｃから読み出す。そして、読み出した処理プログラムにしたがって組立加工を行う。
また、設備モジュールＭ２と設備モジュールＭ５とを入れ替えるのではなく、図８に示すように、設備モジュールＭ２を組立ライン１に組み込まない場合には、設備モジュールＭ２を組立ライン１からはずし、設備モジュールＭ１と設備モジュールＭ３とを隣接して配置し、設備モジュールＭ１、Ｍ３、Ｍ４の順に配置する。

この場合も、集中制御装置１０は、設備モジュールＭや各設備の種類及び並び順を検出し、設備構成を認識し、設備モジュールＭ１、Ｍ３、Ｍ４の順に配置されていることから、この配置により組立加工を行うための処理プログラムを記憶装置１０ｃから読み出し、読み出した処理プログラムにしたがって組立加工を行う。
このように、加工内容の変更や、加工の順番に変更がある場合であっても、設備モジュールＭの位置を並び替えることで、組立ライン１を構築することができる。そして、集中制御装置１０では、変更後の組立ライン１の設備構成を自動で認識し、変更後の設備構成に適した処理プログラムを実行するため、利用者は、設備モジュールＭの配置を替えるだけで、容易に、各工程に適した組立ライン１を構築することができる。

また、各設備モジュールＭの上段コンベア１３ａ、下段コンベア１３ｂどうしを近接して配置することで、組立ライン１の全体のコンベアを形成するようにしており、予めコンベアを配置しておく必要がない。そのため、組立ライン１における加工処理内容が増減した場合であっても設備モジュールＭを組立ライン１に組み込むか取り除くだけでよく、また、設備モジュールＭの数に応じて、組立ライン１全体のコンベア長が調整されるため、コンベア長が必要以上に長かったり短かったりすることはなく、常に適切な長さのコンベアを構築することができ、リードタイムの短縮を図ることができる。

ここで、あるコラムＥＰＳは、コラム、ギアーボックス（Ｇ／Ｂ）、シャフト、カバーの部品構成から成り立つ。組立順としては（１）コラムをＧ／Ｂに圧入してから（２）シャフトをＧ／Ｂに挿入し、（３）カバーにてボルト止めする。
しかし別の車種に搭載する他のコラムＥＰＳでは（１）シャフトをＧ／Ｂに挿入し、（２）カバーをシャフトに固定してからコラムをボルト止めする組立順のものも存在する。これらは形状や部品点数がほぼ同じであるが組立順番が異なる。
このような違いのあるコラムＥＰＳを組み立てるラインは人による組立によって順序を入れ替え対応する必要がある。
しかしながら、上述のように、コラムをＧ／Ｂに圧入を行う設備をシャフトを挿入する設備モジュールＭよりも前に移動させることで、大きく組立順番が異なる名番にも対応が可能となる。

また設備モジュールＭは、同一の搬送方式を取っている為、設備モジュールＭをどの位置に挿入しても、すなわち設備モジュールＭをどの順に配置したとしても、ワークパレット１３ｃの受け渡しが可能となっている上、それぞれ設備モジュールＭの制御部１４は、ＣＣリンク、デバイスネット等のＰＣ−ＰＬＣネットワークを通して集中制御装置１０と情報を共有している。そのため、組立ライン１の設備モジュールＭ間に新たな設備モジュールを組み込んだり、工程順を変更したりしても、集中制御装置１０がネットワークを介して各設備モジュールや設備から、これら設備などを特定するためのＩＤなどの情報とその並び順を特定する情報とを収集し、各設備等のライン内での接続位置を自動的に認識し、表示、記録していくため、工程順の変更等に対して容易に対応することができる。

また、ワークパレット１３ｃに固有のＲＦＩＤを設け、各設備に設けたリーダによりＲＦＩＤを取得することによって、工程間の情報の受け渡しやトレーサビリティの面での管理を容易に行うことができる。
なお、上記実施形態においては、ステアリング装置などの製品を組み立てる場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、部品の組み付けや部品の実装、また、部品を加工することで製品を製造する場合であっても適用することができ、要は、複数の工程を経て製品を製造する組立ラインであれば適用することができる。
また、搬送部１３を、上下２段のコンベアで構成した場合について説明したが、コンベアに限るものではない。設備モジュールＭの並び順が変更された場合でも、隣接する設備モジュールＭの搬送部との間で加工対象品を受け渡しすることができればよく、例えばワークパレット１３ｃを掴むハンドを有するロボットなどであってもよい。

また、上記実施形態では、集中制御装置１０では、各設備モジュールＭ１〜Ｍ４等の種類や位置を検出し、組立ライン１の設備構成を認識した後、実行すべき組立工程に対応する処理プログラムを記憶装置１０ｃから読み出して、この処理プログラムを実行する場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、予め実行可能な組立工程に対応する設備構成と処理プログラムとを対応づけて記憶装置１０ｃに記憶しておく。そして、利用者が、所望の組立工程の工程順に設備モジュールＭを配置し、集中制御装置１０において、所望の組立工程を指定する。そして、集中制御装置１０では、指定された組立工程を実行するために必要な設備構成と処理プログラムとを記憶装置１０ｃから読み出すとともに、組立ライン１の実際の設備構成を検出して、実際の設備構成が、指定された組立工程を実行するために必要な設備構成となっているかを判定した後、指定された組立工程に対応する処理プログラムを実行するように構成してもよい。

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１組立ライン
２エレベータ装置
３エレベータ装置
４ワーク供給設備
５ワーク搬出設備
１０集中制御装置
１０ａＣＰＵ（演算処理装置）
１０ｂ表示装置
１０ｃ記憶装置
１１加工部
１２ロボット
１３ａ上段コンベア
１３ｂ下段コンベア
１３ｃワークパレット
１４制御部

Claims

複数の工程を経て製造される製品の製造工程における各工程をそれぞれ実行する複数の設備モジュールと、
前記複数の設備モジュールを制御して前記製品を製造する集中制御装置と、を有し、
前記設備モジュールは、
隣接する前記設備モジュールとの間で加工対象品の受け渡しを行う搬送部と、
当該搬送部により搬送される加工対象品に対して所定の工程を実行する加工部と、
前記搬送部と前記加工部との間で前記加工対象品を受け渡すとともに前記加工部に対する前記加工対象品の相対位置関係を調整するロボットと、
前記集中制御装置と通信を行うとともに前記搬送部と前記加工部と前記ロボットとを制御する制御部と、を備え、
前記複数の設備モジュールは同一の外形を有し、かつ前記搬送部は隣接する設備モジュールの搬送部との間で前記加工対象品の受け渡しが可能な形状を有し、
前記集中制御装置は、
前記設備モジュールそれぞれの前記制御部と通信を行う通信処理部と、
前記複数の設備モジュールを制御して前記製造工程を実行する製造処理部と、
を備え、
前記集中制御装置は、前記制御部と通信を行って前記複数の設備モジュールの種類及び配置を検出し、
前記製造処理部は、検出した前記複数の設備モジュールの種類及び配置から前記複数の設備モジュールにより実行可能な製造工程を検出し、
検出した製造工程に応じて前記複数の設備モジュールを制御する組立ライン。
前記搬送部は上下２段のコンベアを有し、
当該上下２段のコンベアはそれぞれ隣接する設備モジュールの対応するコンベアとの間で前記加工対象品を受け渡し可能に形成され、
隣接して配置された前記複数の設備モジュールの先頭及び末尾に、前記加工対象品を前記上下２段のコンベア間で移動するエレベータ装置を備える請求項１に記載の組立ライン。
請求項１または請求項２に記載の組立ラインを用いてステアリング装置を製造する、ステアリング装置の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の組立ラインを用いて製品を製造する、製品の製造方法。