JP7276718B2 - 生産ライン及び生産ラインの製造方法 - Google Patents

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Description

開示の実施形態は、生産ライン及び生産ラインの製造方法に関する。
例えば特許文献1には、第1ロボットと、当該第1ロボットが設けられた移動可能な第1セルと、第2ロボットと、当該第2ロボットが設けられた移動可能な第2セルと、を備えたロボットシステムが記載されている。
特開2016-203348号公報
上記従来技術のロボットシステムは、例えば製品を生産する生産ライン等に用いられる。このような生産ラインにおいては高いフレキシビリティが要望されている。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高いフレキシビリティを実現できる生産ライン及び生産ラインの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、前記複数のセルは、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた少なくとも1つの第1セルと、前記第1セルに隣接して配置され、前記部品の補修又は排出を実行可能な少なくとも1つの第2セルと、を含む生産ラインが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、前記複数のセルは、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた少なくとも1つの第1セルと、前記第1セルに隣接して配置され、前記部品の補修又は排出を実行可能な少なくとも1つの第2セルと、を含み、前記第1セルは、前記自動作業機として、前記所定の作業を実行するために専用に設計された少なくとも1つの専用作業機と、前記部品を前記パレットと前記専用作業機の間、又は、複数の前記専用作業機の間で移動させる、複数の関節部を備えた少なくとも1つの多関節型のロボットと、を有すると共に、前記部品が載置されたパレットを、前記生産ラインにおける前記部品の搬送方向である第1方向に搬送する第1搬送装置と、前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記専用作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションを有する生産ラインが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインの製造方法であって、前記生産ラインの仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた少なくとも1つの第1セルを配置することと、前記部品の補修又は排出を実行可能な少なくとも1つの第2セルを、必要に応じて前記第1セルに隣接して配置することと、を有する生産ラインの製造方法が適用される。
また、本発明の別の観点によれば、製品を生産する生産ラインであって、複数のセルが組み合わされて構成されており、前記複数のセルの各々は、部品が載置されるパレットを搬送する搬送装置を有しており、前記複数のセルのうち少なくとも1つのセルは、前記部品に所定の作業を行う自動作業機を有する生産ラインが適用される。
本発明の生産ライン等によれば、高いフレキシビリティを実現できる。
生産ラインの外観の一例を表す説明図である。 生産ラインにおけるパレットの流れの一例及びコントローラ構成の一例を表す説明図である。 第3組立セルの内部構成の一例を表す説明図である。 第3組立セルの位置決め機構の構成の一例を表す説明図である。 第2部品供給セルの内部構成の一例を表す説明図である。 第2部品供給セルの動作の一例を表す説明図である。 生産ラインの製造方法の一例を表す説明図である。 生産ラインの製造方法の他の例を表す説明図である。 生産ラインの製造方法のさらに他の例を表す説明図である。 第3組立セルに同一の専用作業機を複数台設ける変形例における、内部構成の一例を表す説明図である。 コントローラのハードウェアの構成例を表す説明図である。
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、生産ライン等の構成の説明の便宜上、上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、生産ライン等の各構成の位置関係を限定するものではない。本実施形態では、左右方向における右向きは生産ラインにおけるワークの搬送方向、上下方向は鉛直方向、前後方向は左右方向及び上下方向の両方向に垂直な方向を指すものである。
<1.生産ラインの全体構成>
まず、図1及び図2を参照しつつ、本実施形態に係る生産ラインの全体構成の一例について説明する。図1は生産ラインの外観の一例を表す説明図であり、図2は生産ラインにおけるパレットの流れの一例及びコントローラ構成の一例を表す説明図である。
生産ライン1は、部品を搬送方向に搬送しつつ複数の部品を組み合わせて製品を生産する生産ラインであり、図1に示すように複数のセルが組み合わされて構成されている。各セルには所定の作業内容がそれぞれ割り当てられている。各セルは、割り当てられた作業を行うための機器等を収容する筐体と、当該筐体の下部に設けられた複数のキャスタ2を備えており、移動可能に構成されている。キャスタ2又はキャスタ2とは別の箇所にはアジャスタが設けられており、水平出し等の高さ調整が可能である。
本実施形態では、製品の一例として、例えばモータ制御装置を生産する場合について説明する。生産ライン1は、部品の搬送方向の上流側(左側)から下流側(右側)に向けて、連結セル3、第1部品供給セル5、連結セル7、第1組立セル9、連結セル11、第2組立セル13、連結セル15、第2部品供給セル17、連結セル19、第3組立セル21、連結セル23、第3部品供給セル25、連結セル27、第4組立セル29、及び、連結セル31の順に配置された、複数のセルを有している。
連結セル3(第2セルの一例)は、第1部品供給セル5の上流側に隣接して配置されており、生産ライン1の最も上流側に配置されている。連結セル3は、生産ライン1の前工程と生産ライン1とを連結するためのセル、言い換えると生産ライン1の入口として機能するセルである。連結セル3の筐体3Aの前側には開口3Bが設けられており、前方からメンテナンス作業等を行うことができる。また、連結セル3は、筐体3Aの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第1パレット33にアクセスするためのアクセススペース3S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル3の内部には搬送コンベア3C(第3搬送装置の一例)と昇降機構32とが設けられており、搬送コンベア3Cが上下方向に昇降する。昇降機構32(移動機構の一例)は、搬送コンベア3Cを後述する第1部品供給セル5の第1搬送コンベア5Caに対応する位置及び第2搬送コンベア5Cbに対応する位置の間で移動させる。連結セル3では、下流側から戻ってきた空の第1パレット33が搬送コンベア3Cにより上方に移動される。第1パレット33は、各部品を位置決めするための凹凸形状や位置決め部材(図示省略)を備えており、後述する部品W1,W2等が所定の部位に位置決めされて載置される部材である。前工程から運ばれた部品W1(図2では単に「W」と図示)が作業者により第1パレット33に載置され、当該第1パレット33は搬送コンベア3Cにより次の第1部品供給セル5に搬送される。部品W1は、例えば制御基板等である。なお、作業者は部品W1を第1パレット33に載置する際に、部品W1を点検し、例えば不具合等がある場合には当該部品W1を補修又は排出することが可能である。連結セル3は、連結セル3内の機器を統括して制御するコントローラ35を備えており、搬送コンベア3Cを駆動するサーボモータ(図示省略)はコントローラ35により制御される。
なお、連結セル3に自動作業機を設置し、部品W1の第1パレット33への移動を自動作業機により行ってもよい。なお、本明細書において「自動作業機」とは、垂直多関節型又は水平多関節型のロボットや、XYZθ方向のうち少なくとも1方向に移動可能なアクチュエータを備えた特定の作業専用に設計された専用作業機を含むものである。また、上記では筐体3Aの外部(後方)にアクセススペース3Sを設けたが、筐体3Aの内部にアクセススペース3Sを設けて筐体3Aには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第1部品供給セル5(第1セル、第3セルの一例)は、連結セル3の下流側に隣接して配置されており、部品W2を供給する(所定の作業の一例)ためのセルである。第1部品供給セル5の筐体5Aの前側には窓部5Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第1部品供給セル5の内部には搬送コンベア5C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア5Ca(第1搬送装置の一例)により部品W1,W2等(図2では単に「W」と図示)を載せた第1パレット33が下流側(搬送方向である右向き。第1方向の一例)に搬送され、下段の第2搬送コンベア5Cb(第2搬送装置の一例)により空の第1パレット33が上流側(搬送方向とは反対方向である左向き。第2方向の一例)に搬送される。
図1に示すように、第1部品供給セル5は、部品W2を収容する部品容器37を無人搬送車43から受け入れるための受入口39と、空となった部品容器37を無人搬送車43に排出するための排出口40を前側に備える。本実施形態では、部品容器37は例えば2段に積まれた状態で無人搬送車43により搬送され、第1部品供給セル5に対し供給及び排出が行われる。受入口39は、排出口40よりも無人搬送車43の移動方向における上流側に配置されている。図1に示す例では、無人搬送車43の移動方向は左右方向における右向き(図中矢印42で示す)であるため、受入口39は排出口40よりも左側に配置されている。無人搬送車43は、部品容器37を移動方向42に垂直な方向(この例では前後方向)に搬送可能なコンベア44を備えている。受入口39には搬入コンベア41Lが設けられており、無人搬送車43のコンベア44により搬送される部品容器37を受け入れてセル内部に搬送する。第1部品供給セル5の内部には自動作業機(図示省略)が設置されており、当該自動作業機が部品容器37に収容された部品W2を第1パレット33へ移動する。部品W2は、例えばヒートシンク、基板カバー等である。部品W1,W2等を載せた第1パレット33は第1搬送コンベア5Caにより次の連結セル7に搬送される。排出口40には搬出コンベア41Rが設けられており、空となった部品容器37を無人搬送車43のコンベア44に排出する。このように、無人搬送車43は第1部品供給セル5の受入口39に移動して、部品W2を収容した部品容器37を受入口39に供給し、次に排出口40に移動して、空の部品容器37を排出口40から受け取り、その後所定の場所へ移動する。
図2に示すように、第1部品供給セル5は、第1部品供給セル5内の機器を統括して制御するコントローラ47を備えており、搬送コンベア5Ca,5Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機等はコントローラ47により制御される。また、第1部品供給セル5内には、供給作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ47は上記検出結果に基づいて供給作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
なお、部品容器37の搬送は、例えば作業者が台車を用いて行ってもよい。また、部品容器37は1段積みで搬送されてもよいし、3段以上積まれて搬送されてもよい。
連結セル7(第2セルの一例)は、第1部品供給セル5の下流側に隣接して配置されており、第1部品供給セル5と第1組立セル9とを連結するためのセルである。連結セル7は、第1部品供給セル5と第1組立セル9との間の筐体7Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第1パレット33にアクセスするためのアクセススペース7S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル7の内部には搬送コンベア7A(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア7Aaにより部品W1,W2等を載せた第1パレット33が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア7Abにより空の第1パレット33が上流側に搬送される。連結セル7では、第1部品供給セル5の報知手段により供給作業の不良が報知された場合には、作業者が部品W2を第1パレット33に置き直して補修したり(部品W2の補修を含む)、補修が不可能である場合には当該不良の第1パレット33又は部品W2を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第1部品供給セル5において部品W2が第1パレット33に適正に供給されたか否かを点検し、供給が失敗していた場合には補修や排出を行うようにしてもよい。部品W1,W2等を載せた第1パレット33は第1搬送コンベア7Aaにより次の第1組立セル9に搬送される。図2に示すように、連結セル7は、連結セル7内の機器を統括して制御するコントローラ49を備えており、搬送コンベア7Aa,7Abを駆動するサーボモータ(図示省略)はコントローラ49により制御される。
なお、連結セル7において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、連結セル7に自動作業機を設置し、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体7Cの外部(後方)にアクセススペース7Sを設けたが、筐体7Cの内部にアクセススペース7Sを設けて筐体7Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第1組立セル9(第1セルの一例)は、連結セル7の下流側に隣接して配置されており、部品W1,W2に対して組立作業(所定の作業の一例)を行うためのセルである。第1組立セル9の筐体9Aの前側には窓部9Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第1組立セル9の内部には搬送コンベア9C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア9Ca(第1搬送装置の一例)により組み立てられた部品W1,W2等(図2では単に「W」と図示)を載せた第1パレット33が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア9Cb(第2搬送装置の一例)により空の第1パレット33が上流側に搬送される。第1組立セル9の内部にはロボット(図示省略)や各種の作業を行う専用作業機(図示省略)が設置されており、ロボットが部品W1,W2を第1パレット33と各専用作業機との間で移動させる。第1組立セル9の専用作業機で行われる作業内容は、例えばコンパウンドの塗布、制御基板のヒートシンクへの載置、制御基板のネジ締め等である。組み立てられた部品W1,W2等を載せた第1パレット33は第1搬送コンベア9Caにより次の連結セル11に搬送される。
図2に示すように、第1組立セル9は、第1組立セル9内の機器を統括して制御するコントローラ53を備えており、搬送コンベア9Ca,9Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)やロボット、専用作業機等はコントローラ53により制御される。また、第1組立セル9内には、組立作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ53は上記検出結果に基づいて組立作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
連結セル11(第2セルの一例)は、第1組立セル9の下流側に隣接して配置されており、第1組立セル9と第2組立セル13とを連結するためのセルである。連結セル11は、第1組立セル9と第2組立セル13との間の筐体11Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第1パレット33にアクセスするためのアクセススペース11S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル11の内部には搬送コンベア11A(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア11Aaにより組み立てられた部品W1,W2等を載せた第1パレット33が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア11Abにより空の第1パレット33が上流側に搬送される。連結セル11では、第1組立セル9の報知手段により組立作業の不良が報知された場合には、作業者が補修したり、補修不能である場合には当該不良の部品を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第1組立セル9において部品W1,W2に対する組立作業が適正に実行されたか否かを点検し、作業が失敗していた場合には補修や排出を行うようにしてもよい。組み立てられた部品W1,W2等を載せた第1パレット33は第1搬送コンベア11Aaにより次の第2組立セル13に搬送される。図2に示すように、連結セル11は、連結セル11内の機器を統括して制御するコントローラ55を備えており、搬送コンベア11Aa,11Abを駆動するサーボモータ(図示省略)はコントローラ55により制御される。
なお、連結セル11において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、連結セル11に自動作業機を設置し、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体11Cの外部(後方)にアクセススペース11Sを設けたが、筐体11Cの内部にアクセススペース11Sを設けて筐体11Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第2組立セル13(第1セルの一例)は、連結セル11の下流側に隣接して配置されており、部品W1,W2に対してさらに組立作業(所定の作業の一例)を行うためのセルである。第2組立セル13の筐体13Aの前側には窓部13Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第2組立セル13の内部には搬送コンベア13C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア13Ca(第1搬送装置の一例)により組み立てられた部品W1,W2等(図2では単に「W」と図示)を載せた第1パレット33が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア13Cb(第2搬送装置の一例)により空の第1パレット33が上流側に搬送される。第2組立セル13の内部にはロボット(図示省略)や各種の作業を行う専用作業機(図示省略)が設置されており、ロボットが部品W1,W2を第1パレット33と各専用作業機との間で移動させる。第2組立セル13の専用作業機で行われる作業内容は、例えば制御基板のネジ締め、基板カバーへの印字、基板カバーの嵌合等である。組み立てられた部品W1,W2等を載せた第1パレット33は搬送コンベア13Cにより次の連結セル15に搬送される。なお、以下において、当該第2組立セル13において組み立てられた部品W1,W2を適宜「第1半製品W3」ともいう。
図2に示すように、第2組立セル13は、第2組立セル13内の機器を統括して制御するコントローラ57を備えており、搬送コンベア13Ca,13Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)やロボット、専用作業機等はコントローラ57により制御される。また、第2組立セル13内には、組立作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ57は上記検出結果に基づいて組立作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
連結セル15(第2セルの一例)は、第2組立セル13の下流側に隣接して配置されており、第2組立セル13と第2部品供給セル17とを連結するためのセルである。連結セル15は、第2組立セル13と第2部品供給セル17との間の筐体15Aの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第1パレット33にアクセスするためのアクセススペース15S(アクセス部の一例)を有する。連結セル15の筐体15Aの前側には開口15Bが設けられており、前方からメンテナンス作業等を行うことができる。図2に示すように、連結セル15の内部には搬送コンベア15C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されると共に、搬送コンベア15D(第3搬送装置の一例)と昇降機構46が設けられており、搬送コンベア15Dが上下方向に昇降する。昇降機構46(移動機構の一例)は、搬送コンベア15Dを第2組立セル13の第1搬送コンベア13Caに対応する位置及び第2搬送コンベア13Cbに対応する位置の間で移動させる。連結セル15では、上段の第1搬送コンベア15Caにより第1半製品W3を載せた第1パレット33が所定の位置に搬送され、自動作業機により当該第1半製品W3が第1パレット33から取り出される。空になった第1パレット33は、搬送コンベア15Dにより下方に移動され、下段の第2搬送コンベア15Cbにより上流側に搬送される。このようにして、第1パレット33は連結セル3、第1部品供給セル5、連結セル7、第1組立セル9、連結セル11、第2組立セル13、及び、連結セル15の間で循環する。
一方、連結セル15では、下流側から戻ってきた空の第2パレット59が搬送コンベア15Dにより上方に移動される。第2パレット59は、各部品を位置決めするための凹凸形状や位置決め部材(図示省略)を備えており、第1半製品W3及び後述する部品W4等が所定の部位に位置決めされて載置される部材である。上述した自動作業機は、第1パレット33から取り出した第1半製品W3を第2パレット59に載置する。このようにして、第1半製品W3は第1パレット33から第2パレット59に置き換えられる。また、搬送コンベア15Dは、下方に移動する際には空の第1パレット33を運び、上方に移動する際には空の第2パレット59を運ぶというように、第1パレット33と第2パレット59を交互に昇降させる。
また連結セル15では、第2組立セル13の報知手段により組立作業の不良が報知された場合には、作業者が第1半製品W3を補修したり、補修不能である場合には当該不良品を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第2組立セル13において第1半製品W3の組立作業が適正に実行されたか否かを点検し、作業が失敗していた場合には補修や排出を行うようにしてもよい。組み立てられた第1半製品W3を載せた第2パレット59は搬送コンベア15Dにより次の第2部品供給セル17に搬送される。図2に示すように、連結セル15は、連結セル15内の機器を統括して制御するコントローラ61を備えており、搬送コンベア15Ca,15Cb,15Dをそれぞれ駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機はコントローラ61により制御される。
なお、連結セル15において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体15Aの外部(後方)にアクセススペース15Sを設けたが、筐体15Aの内部にアクセススペース15Sを設けて筐体15Aには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第2部品供給セル17(第1セル、第3セルの一例)は、連結セル15の下流側に隣接して配置されており、部品W4を供給する(所定の作業の一例)ためのセルである。第2部品供給セル17の筐体17Aの前側には窓部17Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第2部品供給セル17の内部には搬送コンベア17C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア17Ca(第1搬送装置の一例)により第1半製品W3及び部品W4等(図2では単に「W」と図示)を載せた第2パレット59が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア17Cb(第2搬送装置の一例)により空の第2パレット59が上流側に搬送される。
図1に示すように、第2部品供給セル17は、部品W4を収容する部品容器37を無人搬送車43から受け入れるための受入口63と、空となった部品容器37を無人搬送車43に排出するための排出口64を前側に備える。受入口63は、排出口64よりも無人搬送車43の移動方向(図中矢印42で示す)における上流側である左側に配置されている。受入口63には搬入コンベア65Lが設けられており、無人搬送車43のコンベア44により搬送される部品容器37を受け入れてセル内部に搬送する。第2部品供給セル17の内部には自動作業機(後述の図4参照)が設置されており、当該自動作業機が部品容器37に収容された部品W4を第2パレット59へ移動する。部品W4は、例えばインターフェース基板、インターフェースカバー等である。第1半製品W3及び部品W4等を載せた第2パレット59は第1搬送コンベア17Caにより次の連結セル19に搬送される。排出口64には搬出コンベア65Rが設けられており、空となった部品容器37を無人搬送車43のコンベア44に排出する。このように、無人搬送車43は第2部品供給セル17の受入口63に移動して、部品W4を収容した部品容器37を受入口63に供給し、次に排出口64に移動して、空の部品容器37を排出口64から受け取り、その後所定の場所へ移動する。
図2に示すように、第2部品供給セル17は、第2部品供給セル17内の機器を統括して制御するコントローラ67を備えており、搬送コンベア17Ca,17Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機等はコントローラ67により制御される。また、第2部品供給セル17内には、供給作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ67は上記検出結果に基づいて供給作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
なお、部品容器37の搬送は、例えば作業者が台車を用いて行ってもよい。また、部品容器37は1段積みで搬送されてもよいし、3段以上積まれて搬送されてもよい。
連結セル19(第2セルの一例)は、第2部品供給セル17の下流側に隣接して配置されており、第2部品供給セル17と第3組立セル21とを連結するためのセルである。連結セル19は、第2部品供給セル17と第3組立セル21との間の筐体19Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第2パレット59にアクセスするためのアクセススペース19S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル19の内部には搬送コンベア19A(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア19Aaにより第1半製品W3及び部品W4等を載せた第2パレット59が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア19Abにより空の第2パレット59が上流側に搬送される。連結セル19では、第2部品供給セル17の報知手段により供給作業の不良が報知された場合には、作業者が部品W4を第2パレット59に置き直して補修したり(部品W4の補修を含む)、補修が不可能である場合には当該不良の第2パレット59又は部品W4を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第2部品供給セル17において部品W4が第2パレット59に適正に供給されたか否かを点検し、供給が失敗していた場合には補修や排出を行うようにしてもよい。第1半製品W3及び部品W4等を載せた第2パレット59は第1搬送コンベア19Aaにより次の第3組立セル21に搬送される。図2に示すように、連結セル19は、連結セル19内の機器を統括して制御するコントローラ69を備えており、搬送コンベア19Aa,19Abを駆動するサーボモータ(図示省略)はコントローラ69により制御される。
なお、連結セル19において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、連結セル15に自動作業機を設置し、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体19Cの外部(後方)にアクセススペース19Sを設けたが、筐体19Cの内部にアクセススペース19Sを設けて筐体19Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第3組立セル21(第1セルの一例)は、連結セル19の下流側に隣接して配置されており、第1半製品W3及び部品W4に対して組立作業(所定の作業の一例)を行うためのセルである。第3組立セル21の筐体21Aの前側には窓部21Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第3組立セル21の内部には搬送コンベア21C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア21Ca(第1搬送装置の一例)により組み立てられた第1半製品W3及び部品W4等(図2では単に「W」と図示)を載せた第2パレット59が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア21Cb(第2搬送装置の一例)により空の第2パレット59が上流側に搬送される。第3組立セル21の内部にはロボット(後述の図3参照)や各種の作業を行う専用作業機(後述の図3参照)が設置されており、ロボットが第1半製品W3及び部品W4を第2パレット59と各専用作業機との間で移動させる。第3組立セル21の専用作業機で行われる作業内容は、例えばインターフェース基板の第1半製品W3への載置、インターフェース基板のネジ締め、インターフェースカバーの嵌合等である。組み立てられた第1半製品W3及び部品W4を載せた第2パレット59は第1搬送コンベア21Caにより次の連結セル23に搬送される。なお、以下において、当該第3組立セル21において組み立てられた第1半製品W3及び部品W4を適宜「第2半製品W5」ともいう。
図2に示すように、第3組立セル21は、第3組立セル21内の機器を統括して制御するコントローラ71を備えており、搬送コンベア21Ca,21Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)やロボット、専用作業機等はコントローラ71により制御される。また、第3組立セル21内には、組立作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ71は上記検出結果に基づいて組立作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
連結セル23(第2セルの一例)は、第3組立セル21の下流側に隣接して配置されており、第3組立セル21と第3部品供給セル25とを連結するためのセルである。連結セル23は、第3組立セル21と第3部品供給セル25との間の筐体23Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第2パレット59にアクセスするためのアクセススペース23S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル23の内部には搬送コンベア23A(第3搬送装置の一例)と昇降機構48が設けられており、搬送コンベア23Aが上下方向に昇降する。昇降機構48(移動機構の一例)は、搬送コンベア23Aを第3組立セル21の第1搬送コンベア21Caに対応する位置及び第2搬送コンベア21Cbに対応する位置の間で移動させる。連結セル23では、上方に移動した搬送コンベア23Aにより第2半製品W5を載せた第2パレット59が所定の位置に搬送され、自動作業機(図示省略)により当該第2半製品W5が第2パレット59から取り出される。空になった第2パレット59は、搬送コンベア23Aにより下方に移動され、上流側に搬送される。このようにして、第2パレット59は連結セル15、第2部品供給セル17、連結セル19、第3組立セル21、及び、連結セル23の間で循環する。
一方、連結セル23では、下流側から戻ってきた空の第3パレット73が搬送コンベア23Aにより上方に移動される。第3パレット73は、各部品を位置決めするための凹凸形状や位置決め部材(図示省略)を備えており、第2半製品W5及び後述する部品W6等が所定の部位に位置決めされて載置される部材である。上述した自動作業機は、第2パレット59から取り出した第2半製品W5を第3パレット73に載置する。このようにして、第2半製品W5は第2パレット59から第3パレット73に置き換えられる。また、搬送コンベア23Aは、下方に移動する際には空の第2パレット59を運び、上方に移動する際には空の第3パレット73を運ぶというように、第2パレット59と第3パレット73を交互に昇降させる。
また連結セル23では、第3組立セル21の報知手段により組立作業の不良が報知された場合には、作業者が第2半製品W5を補修したり、補修不能である場合には当該不良品を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第3組立セル21において第2半製品W5の組立作業が適正に実行されたか否かを点検し、作業が失敗していた場合には第2半製品W5の補修や排出を行うようにしてもよい。組み立てられた第2半製品W5を載せた第3パレット73は搬送コンベア23Aにより次の第3部品供給セル25に搬送される。図2に示すように、連結セル23は、連結セル23内の機器を統括して制御するコントローラ75を備えており、搬送コンベア23Aを駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機はコントローラ75により制御される。
なお、連結セル23において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体23Cの外部(後方)にアクセススペース23Sを設けたが、筐体23Cの内部にアクセススペース23Sを設けて筐体23Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第3部品供給セル25(第1セル、第3セルの一例)は、連結セル23の下流側に隣接して配置されており、部品W6を供給する(所定の作業の一例)ためのセルである。第3部品供給セル25の筐体25Aの前側には窓部25Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第3部品供給セル25の内部には搬送コンベア25C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア25Ca(第1搬送装置の一例)により第2半製品W5及び部品W6等(図2では単に「W」と図示)を載せた第3パレット73が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア25Cb(第2搬送装置の一例)により空の第3パレット73が上流側に搬送される。
図1に示すように、第3部品供給セル25は、部品W6を収容する部品容器37を無人搬送車43から受け入れるための受入口77と、空となった部品容器37を無人搬送車43に排出するための排出口78を前側に備える。受入口77は、排出口78よりも無人搬送車43の移動方向(図中矢印42で示す)における上流側である左側に配置されている。受入口77には搬入コンベア79Lが設けられており、無人搬送車43のコンベア44により搬送される部品容器37を受け入れてセル内部に搬送する。第3部品供給セル25の内部には自動作業機(図示省略)が設置されており、当該自動作業機が部品容器37に収容された部品W6を第3パレット73へ移動する。部品W6は、例えばパネル等である。第2半製品W5及び部品W6等を載せた第3パレット73は第1搬送コンベア25Caにより次の連結セル27に搬送される。排出口78には搬出コンベア79Rが設けられており、空となった部品容器37を無人搬送車43のコンベア44に排出する。このように、無人搬送車43は第3部品供給セル25の受入口77に移動して、部品W6を収容した部品容器37を受入口77に供給し、次に排出口78に移動して、空の部品容器37を排出口78から受け取り、その後所定の場所へ移動する。
図2に示すように、第3部品供給セル25は、第3部品供給セル25内の機器を統括して制御するコントローラ81を備えており、搬送コンベア25Ca,25Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機等はコントローラ81により制御される。また、第3部品供給セル25内には、供給作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ81は上記検出結果に基づいて供給作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
なお、部品容器37の搬送は、例えば作業者が台車を用いて行ってもよい。また、部品容器37は1段積みで搬送されてもよいし、3段以上積まれて搬送されてもよい。
連結セル27(第2セルの一例)は、第3部品供給セル25の下流側に隣接して配置されており、第3部品供給セル25と第4組立セル29とを連結するためのセルである。連結セル27は、第3部品供給セル25と第4組立セル29との間の筐体27Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第3パレット73にアクセスするためのアクセススペース27S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル27の内部には搬送コンベア27A(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア27Aaにより第2半製品W5及び部品W6等を載せた第3パレット73が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア27Abにより空の第3パレット73が上流側に搬送される。連結セル27では、第3部品供給セル25の報知手段により供給作業の不良が報知された場合には、作業者が部品W6を第3パレット73に置き直して補修したり(部品W6の補修を含む)、補修が不可能である場合には当該不良の第3パレット73又は部品W6を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第3部品供給セル25において部品W6が第3パレット73に適正に供給されたか否かを点検し、供給が失敗していた場合には補修又は排出を行うようにしてもよい。第2半製品W5及び部品W6等を載せた第3パレット73は第1搬送コンベア27Aaにより次の第4組立セル29に搬送される。図2に示すように、連結セル27は、連結セル27内の機器を統括して制御するコントローラ83を備えており、搬送コンベア27Aa,27Abを駆動するサーボモータ(図示省略)はコントローラ83により制御される。
なお、連結セル27において、上記部品の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)を作業者が手作業で行ってもよい。また、連結セル27に自動作業機を設置し、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体27Cの外部(後方)にアクセススペース27Sを設けたが、筐体27Cの内部にアクセススペース27Sを設けて筐体27Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
第4組立セル29(第1セルの一例)は、連結セル27の下流側に隣接して配置されており、第2半製品W5及び部品W6に対して組立作業(所定の作業の一例)を行うためのセルである。第4組立セル29の筐体29Aの前側には窓部29Bが設けられており、前方から内部の様子を確認することができる。図2に示すように、第4組立セル29の内部には搬送コンベア29C(搬送装置の一例)が上下2段に設置されており、上段の第1搬送コンベア29Ca(第1搬送装置の一例)により組み立てられた第2半製品W5及び部品W6等(図2では単に「W」と図示)を載せた第3パレット73が下流側に搬送され、下段の第2搬送コンベア29Cb(第2搬送装置の一例)により空の第3パレット73が上流側に搬送される。第4組立セル29の内部にはロボット(図示省略)や各種の作業を行う専用作業機(図示省略)が設置されており、ロボットが第2半製品W5及び部品W6を第3パレット73と各専用作業機との間で移動させる。第4組立セル29の専用作業機で行われる作業内容は、例えばアースのネジ締め、パネルへの印字、パネルの嵌合等である。組み立てられた第2半製品W5及び部品W6を載せた第3パレット73は第1搬送コンベア29Caにより次の連結セル31に搬送される。なお、以下において、当該第4組立セル29において組み立てられた第2半製品W5及び部品W6を適宜「製品W7」ともいう。
図2に示すように、第4組立セル29は、第4組立セル29内の機器を統括して制御するコントローラ85を備えており、搬送コンベア29Ca,29Cbを駆動するサーボモータ(図示省略)やロボット、専用作業機等はコントローラ85により制御される。また、第4組立セル29内には、組立作業が適正に行われたか否かを検出する図示しないカメラやセンサ等が設置されており、コントローラ85は上記検出結果に基づいて組立作業が不良であるか否かを診断し、不良と診断した場合には図示しない報知手段(タッチパネルや警報器等)により報知する。
連結セル31(第2セルの一例)は、第4組立セル29の下流側に隣接して配置されており、生産ライン1の最も下流側に配置されている。連結セル31は、生産ライン1と生産ライン1の後工程とを連結するためのセル、言い換えると生産ライン1の出口として機能するセルである。連結セル31は、筐体31Cの後方に、作業者が部品の補修又は排出の少なくとも一方を実行可能なように第3パレット73にアクセスするためのアクセススペース31S(アクセス部の一例)を有する。図2に示すように、連結セル31の内部には搬送コンベア31A(第3搬送装置の一例)と昇降機構50が設けられており、搬送コンベア31Aが上下方向に昇降する。昇降機構50(移動機構の一例)は、搬送コンベア31Aを第4組立セル29の第1搬送コンベア29Caに対応する位置及び第2搬送コンベア29Cbに対応する位置の間で移動させる。連結セル31では、上方に移動した搬送コンベア31Aにより製品W7を載せた第3パレット73が所定の位置に搬送され、自動作業機(図示省略)により当該製品W7が第3パレット73から取り出される。空になった第3パレット73は、搬送コンベア31Aにより下方に移動され、上流側に搬送される。このようにして、第3パレット73は連結セル23、第3部品供給セル25、連結セル27、第4組立セル29、及び、連結セル31の間で循環する。
また連結セル31では、第4組立セル29の報知手段により組立作業の不良が報知された場合には、作業者が製品W7を補修したり、補修が不可能である場合には当該不良の製品W7を生産ラインから排出する。なお、報知がされていない場合でも、作業者が上流側の第4組立セル29において第2半製品W5及び部品W6に対する組立作業が適正に実行されたか否かを点検し、作業が失敗していた場合には補修や排出を行うようにしてもよい。組み立てられた製品W7は自動作業機により第3パレット73から取り出され、作業者等により後工程へと運ばれる。図2に示すように、連結セル31は、連結セル31内の機器を統括して制御するコントローラ87を備えており、搬送コンベア31Aを駆動するサーボモータ(図示省略)や自動作業機はコントローラ87により制御される。
なお、連結セル31において、上記製品W7の補修や排出作業以外にも、メンテナンス作業や自動作業機では難しい作業(例えば配線の引き回しや複雑な組立作業等)等を作業者が手作業で行ってもよい。また、上記作業等を自動作業機により行ってもよい。また、上記では筐体31Cの外部(後方)にアクセススペース31Sを設けたが、筐体31Cの内部にアクセススペース31Sを設けて筐体31Cには作業者が出入り可能な扉等を設けてもよい。
以上説明したように、各セルには当該セル内の機器を他のセルとは独立して制御するコントローラ35,47,49,53,55,57,61,67,69,71,75,81,83,85,87がそれぞれ設置されている。図2に示すように、それらのコントローラは上位コントローラ89に接続されており、当該上位コントローラ89により連携して制御される。なお、各コントローラはセルと分離して設置されてもよい。また、上位コントローラ89は、いずれかのセルに設置されてもよいし、セルと分離して設置されてもよい。また、コントローラ35,47,49,53,55,57,61,67,69,71,75,81,83,85,87のいずれかが、上記コントローラ89の機能を兼ね備えてもよい。また、各コントローラ及び上位コントローラ89は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)とロボットコントローラ(RC)のいずれか一方または両方の組み合わせによって構成してもよい。
なお、上述した生産ライン1のセルの組み合わせは一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、生産される製品の種類や数量、作業工程の変動等に応じて、各セルの数や配置、組み合わせを変更してもよい。また、上述したセルに加えて又は代えて、上述したセルと異なる作業内容が割り当てられたセルを組み合わせてもよい。
<2.組立セルの内部構成>
次に、図3及び図4を参照しつつ、生産ライン1における組立セルの内部構成の一例として、第3組立セル21の内部構成について説明する。図3は第3組立セル21の内部構成の一例を表す説明図であり、図4は位置決め機構94の構成の一例を表す説明図である。なお、図3及び図4では筐体21Aのベース以外の部分等の図示や、第2パレット59の位置決め部材等の図示を適宜省略している。
図3に示すように、第3組立セル21の筐体21Aはベース91を有する。ベース91の前側には、前述の第1搬送コンベア21Ca及び第2搬送コンベア21Cbが架台93により上下2段に設置されている。第1搬送コンベア21Caの左側(上流側)の上方には、架台95を介して基板載置機97が設置されている。基板載置機97は、XYZ方向に移動可能なアクチュエータを備え、前述のインターフェース基板(以下「インターフェース基板W4a」という)を第1半製品W3に載置する基板載置作業を行う専用作業機である。
ベース91の略中央部には、例えば6つの関節部(6軸)を備えた垂直多関節型のロボット99が設置されている。ロボット99は、ハンド101により部品を把持して移動させる。ベース91の後方右側には、架台103を介してネジ締め機105が設置されている。ネジ締め機105は、XYZ方向に移動可能なアクチュエータを備え、インターフェース基板W4aを第1半製品W3にネジ締めするネジ締め作業を行う専用作業機である。ベース91の後方左側には、架台107を介してカバー嵌合機109が設置されている。カバー嵌合機109は、XYZ方向に移動可能なアクチュエータを備え、前述のインターフェースカバー(以下「インターフェースカバーW4b」という)を第1半製品W3に嵌合するカバー嵌合作業を行う専用作業機である。
第1搬送コンベア21Caは、搬送方向(左右方向)における両端に設けられたプーリ100と、プーリ100に巻回され、コンベアの幅方向(前後方向)の両端に設けられた一対の幅細のベルト102と、プーリ100及びベルト102の幅方向外側に設けられた一対の板部材104とを有する。プーリ100はサーボモータ92により駆動される。板部材104は、搬送される第2パレット59の両端に当接して幅方向に位置決めする。搬送コンベア21Cbも同様の構成である。
第1搬送コンベア21Caは、前述のコントローラ71による位置制御により、第2パレット59を例えば3箇所の作業ステーションST1,ST2,ST3で停止させる。作業ステーションは、第2パレット59が所定時間だけ停止される停止位置である。各作業ステーションには、所定の組立作業工程がそれぞれ割り当てられている。なお、割り当てられた作業は各作業ステーションにおいて行われてもよいし、他の場所で行われてもよい。また、作業ステーションの数は特に限定されるものではなく、3以外としてもよいが、第3組立セル21に設定されたタクトタイム(第3組立セル21から連結セル23に第2半製品W5が供給された後、次の第2半製品W5が連結セル23に供給されるまでの時間。すなわち第2半製品W5の供給間隔時間)と、ロボット99の性能(可動範囲、可搬重量、可動速度等)等を考慮して、本実施形態では3箇所に設定することで、ロボットの作業効率の向上とタクトタイムの短縮化において最適化を図っている。
第1作業ステーションST1は、基板載置機97の下方に位置しており、基板載置作業工程が割り当てられている。この基板載置作業は第1作業ステーションST1にて行われる。すなわち、作業ステーションST1で停止した第2パレット59に対して、基板載置機97によりインターフェース基板W4aが第1半製品W3に載置される。
また、第2作業ステーションST2及び第3作業ステーションST3には、ネジ締め作業工程及びカバー嵌合作業工程の両方がそれぞれに割り当てられている。これらのネジ締め作業及びカバー嵌合作業は、作業ステーションST2,ST3とは異なる他の場所にて行われる。すなわち、第2作業ステーションST2で停止した第2パレット59に載置されたワーク(インターフェース基板W4aが載置された第1半製品W3)は、ロボット99によりネジ締め機105に移動されてネジ締め作業が行われる。この間に、第2作業ステーションST2でワークを取り出された第2パレット59は第3作業ステーションST3に移動される。次に、ワーク(インターフェース基板W4aがネジ締めされた第1半製品W3)は、ロボット99によりカバー嵌合機109に移動されてカバー嵌合作業が行われる。その後、ワーク(インターフェースカバーW4bが嵌合された第1半製品W3)は、ロボット99により第3作業ステーションST3で停止した第2パレット59に移動される。
上記において、第2作業ステーションST2でワークを取り出された第2パレット59が第3作業ステーションST3に移動されると、空いた第2作業ステーションST2には第1作業ステーションST1から新たな第2パレット59が移動される。そして、上記と同様の作業工程が繰り返される。
なお、第2作業ステーションST2にネジ締め作業、第3作業ステーションST3にカバー嵌合作業というように、1つの作業ステーションに対して1つの作業を割り当ててもよい。この場合、ネジ締め機105によりネジ締め作業が行われたワークを第2作業ステーションST2の第2パレット59に戻し、当該第2パレット59が第3作業ステーションST3に移動した後に、ワークをカバー嵌合機109に移動することになり、タクトタイムが延びる。本実施形態では、上述のように第2作業ステーションST2と第3作業ステーションST3に同じ内容の作業を割り当てることにより、ネジ締め機105によりネジ締め作業が行われたワークを第2作業ステーションST2に戻すことなくカバー嵌合機109に移動させることが可能となり、タクトタイムを短縮化できる。
また、作業ステーションST1,ST2,ST3のそれぞれには、一対のベルト102の内側に、第2パレット59を第1搬送コンベア21Caの搬送面から所定量だけ押し上げる押し上げ機構111が設けられている。押し上げ機構111は、例えば第2パレット59の四隅の下方に配置された上下方向に伸縮する直動アクチュエータ等で構成される。押し上げ機構111により、作業ステーションST1,ST2,ST3の任意のステーションに位置する第2パレット59のみを独立して搬送することができる。これにより、例えば、下流側の作業ステーションに空き(パレットの不在)が生じた場合に、当該空きを埋めるように上流側の作業ステーションの第2パレット59を直ちに個別に移動させること等が可能となる。また例えば、作業ステーションST1,ST2の第2パレット59を残しつつ作業ステーションST3の第2パレット59のみを次の連結セル23に送り出したり、作業ステーションST2,ST3の第2パレット59を残しつつ前の連結セル19から第2パレット59を作業ステーションST1に受け入れたりすること等が可能である。
また、第1搬送コンベア21Caの搬送方向において最も上流側に配置された第1作業ステーションST1には、第2パレット59を所定の位置に位置決めする位置決め機構94が設けられている。図4に示すように、位置決め機構94は、コンベアの幅方向(前後方向)において例えば2箇所に配置された、上下方向に伸縮する一対の直動アクチュエータ96と、搬送方向(左右方向)に伸縮する一対の直動アクチュエータ98と、これら直動アクチュエータ98を上下方向に昇降させる一対の昇降アクチュエータ106とを有する。また、第2パレット59には、一対の直動アクチュエータ96に対応する位置に、これら直動アクチュエータ96がそれぞれ嵌合可能な一対の凹部108(図3では図示省略)が形成されている。
図4に示すように、直動アクチュエータ96,98がそれぞれ縮小し、且つ、直動アクチュエータ98が下降した状態で、第2パレット59が連結セル19から作業ステーションST1に搬送され、停止される。次に、直動アクチュエータ96が伸長すると共に、直動アクチュエータ98が昇降アクチュエータ106により上昇される。そして、直動アクチュエータ98が伸長して第2パレット59を下流側に向けて押すことで、凹部108が直動アクチュエータ96に嵌合し、第2パレット59が所定の位置に位置決めされる。このようにして、第2パレット59は第1作業ステーションST1において位置決めされた後は、第1搬送コンベア21Caを駆動するサーボモータ92による位置制御及び速度制御により、第2作業ステーションST2及び第3作業ステーションST3に停止される。したがって、各作業ステーションにパレットを検出するセンサを設置することは不要となる。
上述した基板載置機97、ロボット99、ネジ締め機105、カバー嵌合機109、搬送コンベア21Ca,21Cb、押し上げ機構111、及び位置決め機構94は、前述のコントローラ71により統合的に制御される。
なお、上述した第3組立セル21の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、ロボット99は、6軸以外(例えば5軸や7軸等)のロボットとしてもよいし、例えば水平多関節型等、垂直多関節型以外のロボットとしてもよい。また、複数の関節部を備えたロボットではなく、XYZθ方向のうち少なくとも1方向に移動可能なアクチュエータを備えたワーク搬送用の専用作業機としてもよい。また、上述した専用作業機による作業の少なくとも1つをロボット99に実行させ、対応する専用作業機を省いてもよい。また、上述した専用作業機に加えて又は代えて、他の作業を行う専用作業機を設置してもよい。また、第1搬送コンベア21Caをサーボモータにより位置制御するのではなく、各作業ステーションST1,ST2,ST3に第2パレット59を検出するセンサを設けておき、当該センサの検出結果に基づいて第1搬送コンベア21Caを制御してもよい。
<3.部品供給セルの内部構成及び動作>
次に、図5及び図6を参照しつつ、生産ライン1における部品供給セルの内部構成及び動作の一例として、第2部品供給セル17の内部構成及び動作について説明する。図5は第2部品供給セル17の内部構成の一例を表す説明図であり、図6は第2部品供給セル17の動作の一例を表す説明図である。なお、図5及び図6では筐体17Aのベース以外の部分や搬送コンベア17Ca,17Cb等の図示を適宜省略している。
図4に示すように、第2部品供給セル17の筐体17Aはベース113を有する。ベース113の前側には、前述した搬入コンベア65L及び搬出コンベア65Rが受入口63及び排出口64に対応してそれぞれ設置されている。ベース113の前後方向の略中央部には、第1搬送コンベア115が設置されている。第1搬送コンベア115は、スライド機構117により左右方向に移動し、搬入コンベア65L及び搬出コンベア65Rのそれぞれに対応する位置に移動可能である。ベース113の後側には、第2搬送コンベア119が設置されている。第2搬送コンベア119は、スライド機構120により左右方向に移動し、搬入コンベア65L及び搬出コンベア65Rのそれぞれに対応する位置に移動可能である。
なお、図示は省略するが、前述の第1搬送コンベア17Ca及び第2搬送コンベア17Cbは、第1搬送コンベア115の上方と下方にそれぞれ設置されている。
受入口63と排出口64とを仕切る仕切り壁122の左右方向の両側面には、第1部品容器昇降機構124がそれぞれ設けられている。第1部品容器昇降機構124は、例えば一対のガイドレール126と、ガイドレール126に沿って上下方向に昇降する昇降部材128と、昇降部材128に取り付けられた例えば一対のクランプ部材130とを有する。クランプ部材130は、例えば部品容器37のつば部等の係合部(図示省略)に係合することにより部品容器37を保持することが可能である。これにより、受入口63側に設けられた第1部品容器昇降機構124は、受入口63から受け入れられた部品W4が収容された部品容器37を保持し、昇降させることができる。また、排出口64側に設けられた第1部品容器昇降機構124は、排出口64から排出される空の部品容器37を保持し、昇降させることができる。
第2搬送コンベア119の後側の後側壁132には、搬入コンベア65L及び搬出コンベア65Rのそれぞれに対応する位置に、第2部品容器昇降機構134がそれぞれ設けられている。第2部品容器昇降機構134は、例えば一対のガイドレール136と、ガイドレール136に沿って上下方向に昇降する昇降部材138と、昇降部材138に取り付けられた例えば一対のクランプ部材140とを有する。クランプ部材140は、例えば部品容器37のつば部等の係合部(図示省略)に係合することにより部品容器37を保持することが可能である。これにより、左側に設けられた第2部品容器昇降機構134は、左側に移動された第2搬送コンベア119に載置された部品容器37を保持し、昇降させることができる。同様に、右側に設けられた第2部品容器昇降機構134は、右側に移動された第2搬送コンベア119に載置された部品容器37を保持し、昇降させることができる。
第2搬送コンベア119の上方には、架台121を介してロボットベース123が設置されている。ロボットベース123は、スライド機構125により左右方向に移動し、移動方向とは反対側に部品容器37を露出させる開口142を形成する。すなわち、図5に示すようにロボットベース123が右側に移動すると開口142が左側に形成され、反対にロボットベース123が左側に移動すると開口142が右側に形成される。開口142では、第2部品容器昇降機構134により部品容器37がロボットベース123と接触しない高さまで持ち上げられる。ロボットベース123の上部には、例えば6つの関節部(6軸)を備えた垂直多関節型のロボット127が設置されており、当該ロボット127はスライド機構144により必要に応じて前後方向に所定量だけ移動することが可能である。ロボット127は、ハンド129により開口142を介して部品容器37に収容された部品W4を把持し、上段の第1搬送コンベア17Ca上の第2パレット59へ移動する。
上述した搬入コンベア65L、搬出コンベア65R、第1部品容器昇降機構124、第1搬送コンベア115、スライド機構117、第2搬送コンベア119、スライド機構120、第2部品容器昇降機構134、スライド機構125、スライド機構144、及び、ロボット127等は、前述のコントローラ67により統合的に制御される。
次に、図6を参照しつつ、上記構成である第2部品供給セル17の動作について説明する。なお、図6では図示が煩雑となるのを防止するために符号を省略している。
例えば図5に示す状態から、図6の動作工程(1)に示すように、受入口63において搬入コンベア65Lが無人搬送車43から部品W4を収容した二段積みの部品容器37を受け入れる。次に動作工程(2)に示すように、第1部品容器昇降機構124が上段の部品容器37を保持して持ち上げる。次に動作工程(3)に示すように、搬入コンベア65L、第1搬送コンベア115、及び第2搬送コンベア119が下段の部品容器37を左後側に搬送する。次に動作工程(4)に示すように、第2部品容器昇降機構134が部品容器37を持ち上げて左側の開口142から露出させる。これにより、ロボット127が左側の開口142に保持された部品容器37に収容された部品W4を第1搬送コンベア17Ca上の第2パレット59へ移動させる(供給する)作業を開始する。また、第1部品容器昇降機構124が保持していた上段の部品容器37を搬入コンベア65L上に降ろす。
次に動作工程(5)に示すように、搬入コンベア65L、第1搬送コンベア115、及び第2搬送コンベア119が2つめの部品容器37を左後側に搬送すると共に、第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119が右側に移動して部品容器37を右後側(ロボットベース123の下側)に移動させる。次に動作工程(6)に示すように、第2部品容器昇降機構134が部品容器37を持ち上げてロボットベース123の下側に保持する。次に動作工程(7)に示すように、左側の開口142に保持された部品容器37が空になるまでの間に、第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119が左側に移動する。部品容器37が空になると、動作工程(8)に示すように、ロボットベース123が左側に移動し、右後側で保持されていた部品容器37が右側に形成された開口142から露出する。これにより、ロボット127が右側の開口142に保持された部品容器37に収容された部品W4を第1搬送コンベア17Ca上の第2パレット59へ移動させる(供給する)作業を開始する。
次に動作工程(9)に示すように、第2部品容器昇降機構134が空になった左側の部品容器37を第2搬送コンベア119上に降ろす。次に動作工程(10)に示すように、第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119が右側に移動すると共に、これら第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119と搬出コンベア65Rが空の部品容器37を排出口64の近傍に移動させる。次に動作工程(11)に示すように、第1部品容器昇降機構124が空の部品容器37を保持して持ち上げる。次に動作工程(12)に示すように、受入口63において搬入コンベア65Lが無人搬送車43から部品W4を収容した二段積みの部品容器37を受け入れる。
次に動作工程(13)に示すように、受入口63の第1部品容器昇降機構124が上段の部品容器37を保持して持ち上げる。また、搬入コンベア65L、第1搬送コンベア115、及び第2搬送コンベア119が下段の部品容器37を左後側に搬送し、第2部品容器昇降機構134が部品容器37を持ち上げてロボットベース123の下側に保持する。次に動作工程(14)に示すように、右側の開口142に保持された部品容器37が空になるまでの間に、第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119が右側に移動する。部品容器37が空になると、動作工程(15)に示すように、ロボットベース123が右側に移動し、左後側で保持されていた部品容器37が左側に形成された開口142から露出する。これにより、ロボット127が左側の開口142に保持された部品容器37に収容された部品W4を第1搬送コンベア17Ca上の第2パレット59へ移動させる(供給する)作業を開始する。次に動作工程(16)に示すように、第2部品容器昇降機構134が空になった右側の部品容器37を第2搬送コンベア119上に降ろし、第2搬送コンベア119、第1搬送コンベア115、及び搬出コンベア65Rが空の部品容器37を排出口64の近傍に移動させる。
次に動作工程(17)に示すように、第1部品容器昇降機構124が保持していた空の部品容器37を下降させて2段積みの状態とし、搬出コンベア65Rが排出口64から無人搬送車43に二段積みの空の部品容器37を排出する。なお、この無人搬送車43は上記動作工程(12)において受入口63に部品容器37を供給して空になった無人搬送車43である。次に動作工程(18)に示すように、第1搬送コンベア115及び第2搬送コンベア119が左側に移動する。次に、動作工程(4)に戻り、第1部品容器昇降機構124が保持していた上段の部品容器37を搬入コンベア65L上に降ろす。その後は、動作工程(5)以降を繰り返す。
以上の動作工程を繰り返すことにより、架台121の左右方向一方側において部品容器37からの部品供給を行っている間に、架台121の左右方向他方側において空となった部品容器37の搬出及び部品を収容した部品容器37の搬入・セッティング等を行うことが可能となり、タクトタイムを短縮化できる。
なお、上述した第2部品供給セル17の構成及び動作工程は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、ロボット127は、6軸以外(例えば5軸や7軸等)のロボットとしてもよいし、例えば水平多関節型等、垂直多関節型以外のロボットとしてもよい。また、複数の関節部を備えたロボットではなく、XYZθ方向のうち少なくとも1方向に移動可能なアクチュエータを備えたワーク搬送用の専用作業機としてもよい。
<4.生産ラインの製造方法>
次に、図7~図9を参照しつつ、生産ライン1の製造方法の一例について説明する。
以上説明した生産ライン1は、当該生産ラインの仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた組立セル9,13,21,29及び部品供給セル5,17,25(以下適宜「作業セル5,9,13,17,21,25,29」ともいう)を配置することと、部品の補修又は排出を実行可能な連結セル3,7,11,15,19,23,27,31を、必要に応じて上記作業セル5,9,13,17,21,25,29に隣接して配置すること、によって製造されている。ここで「必要に応じて」とは、例えば各組立セル及び各部品供給セルにおける作業の信頼性、確実性が高い場合等には、連結セルを配置しない構成とすることができる一方、例えば特定の組立セル又は部品供給セルにおける作業の信頼性、確実性が完全に無人化を実現するには低い場合や、生産ラインの歩留まりの向上や生産の継続を優先する場合等には、連結セルを組立セルや部品供給セルに隣接して配置することをいう。本実施形態の生産ライン1では、各組立セル及び各部品供給セルにおける作業の信頼性、確実性を担保し、生産の継続を優先させるために、全ての作業セル5,9,13,17,21,25,29に隣接して連結セル3,7,11,15,19,23,27,31を配置している(図7の1段目に示す構成)。
このように構成される生産ライン1では、各組立セル及び各部品供給セルで自動作業機により実行される作業の信頼性に基づいて、特定の組立セル又は部品供給セルに隣接して配置された連結セルを削除してもよい。例えば、新しい自動作業機の導入や技術改良、技術革新等により、部品供給セル5,17,25における作業の信頼性、確実性が向上した場合等には、当該部品供給セル5,17,25の下流側に隣接する連結セル7,19,27を削除することで、生産ライン1のレイアウトを最適化することができる(図7の2段目に示す構成)。
同様に、例えば、新しい自動作業機の導入や技術改良、技術革新等により、組立セル9,13,21,29における作業の信頼性、確実性が向上した場合等には、当該組立セル9,13,21,29の下流側に隣接する連結セル11,15,23,31を削除することで、生産ライン1のレイアウトをさらに最適化することができる。なお、本実施形態では連結セル11,15,23,31のうち連結セル15,23,31には搬送コンベアの昇降機構が設けられておりパレットの循環構造を構成しているため、昇降機構を有しない連結セル11について削除した構成とすることができる(図7の3段目に示す構成)。
仮に、例えば使用する部品が少ない、あるいは、パレットの大きさを充分に確保できる等により、生産ライン1がラインの途中でパレットの種類を変更せずに1種類のパレットのみを使用する生産ラインである場合には、連結セル11と共に連結セル15,23についても削除することが可能となる。この場合、生産ラインの入口と出口の連結セル3,31を除き、ラインの途中の連結セルを全て削除した生産ラインを実現できる(図7の4段目に示す構成)。
一方、本実施形態の生産ライン1では、複数のセルの単一セル化や、単一のセルの複数セル化も容易である。例えば図8に示すように、新しい自動作業機の導入や技術改良、技術革新等により、第1組立セル9及び第2組立セル13を単一の組立セル12で代替することが可能となった場合には、第1組立セル9と第2組立セル13の間に配置された連結セル11を削除し、第1組立セル9及び第2組立セル13を組立セル12に置き換えることで、生産ライン1のレイアウトを最適化することができる。
また、例えば第3組立セル21において、第1作業ステーションST1に割り当てられた基板載置作業及び第3作業ステーションST3に割り当てられたカバー嵌合作業の信頼性、確実性は完全無人化を実現可能な程度に高いが、第2作業ステーションST2に割り当てられたネジ締め作業の信頼性、確実性は完全無人化を実現するには低いような場合には、例えば次のように複数セル化してもよい。すなわち、図9に示すように、第3組立セル21を、第1作業ステーションST1及び第2作業ステーションST2を有する組立セル20と、第3作業ステーションST3を有する組立セル22に分割し、複数セル化する。そして、信頼性等の低い第2作業ステーションST2を有する組立セル20の下流側に、第3組立セル21に隣接して配置されていた連結セル23を移動して配置し(新たな連結セルを設けてもよい)、信頼性等の高い第3作業ステーションST3を有する組立セル22の下流側には連結セルを配置せずに、第3部品供給セル25を直接配置する。例えばこのようにして、生産ライン1のレイアウトを最適化することができる。
<5.実施形態の効果の例>
以上説明したように、本実施形態の生産ライン1は、複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、複数のセルは、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた作業セル5,9,13,17,21,25,29と、これら作業セルに隣接して配置され、部品の補修又は排出を実行可能な連結セル3,7,11,15,19,23,27,31と、を含む。
これにより、作業セル5,9,13,17,21,25,29において所定の作業が適正に実行されなかった場合でも、連結セル3,7,11,15,19,23,27,31で当該部品を補修又は排出することが可能となるので、生産ライン1を停止させることなく製品の生産を継続できる。また、生産ライン1をこのような構成とすることにより、例えば新しい自動作業機の導入や技術改良、技術革新等により作業セル5,9,13,17,21,25,29における作業の信頼性、確実性が向上した場合等には、該当する作業セルに隣接する連結セルを削除することができる。また、例えば生産ライン1の歩留まりの向上を図る等のために、生産ラインの新設当初は連結セル3,7,11,15,19,23,27,31を隣接配置しなかった作業セルに対して連結セルを追加することもできる。さらに、例えば生産される製品の種類や数量、生産工程の変動等に応じて作業セルの数や配置、種類、組み合わせ等を変更する場合には、変更された作業セルにおける作業の信頼性、確実性等に応じて連結セルも追加、削除、変更等することができる。このようにして、生産ラインのレイアウトを最適化することができるので、高いフレキシビリティ(柔軟性、順応性、融通性)を実現できる。
また、本実施形態では特に、連結セル3,7,11,15,19,23,27,31は、作業者が部品の補修又は排出を実行可能なアクセス部3S,7S,11S,15S,19S,23S,27S,31Sを有する。これにより、作業セル5,9,13,17,21,25,29において部品に対し所定の作業が適正に実行されなかった場合に、作業者が当該部品を補修したり、補修不能な場合には作業者が当該部品を生産ライン1から排出することができる。このように、連結セルの作業を作業者が実行することにより、部品の補修や排出以外にも、例えば目視による点検作業やメンテナンス作業、自動作業機では難しい作業等を行うことが可能となる。また、連結セルを有人化することにより作業セルの無人化が可能となるので、生産ライン1の自動化を促進できる。さらに、連結セルの作業を自動作業機で行う場合に比べて、自動作業機や部品をつかむために専用設計したハンド等が不要となるので、コストを削減できる。
また、本実施形態では特に、作業セル5,9,13,17,21,25,29は、部品が載置されたパレット33,59,73を、生産ライン1における部品の搬送方向である下流側に搬送する第1搬送コンベア5Ca,9Ca,13Ca,17Ca,21Ca,25Ca,29Caと、部品が取り出された33,59,73を、搬送方向とは反対方向の上流側に搬送する第2搬送コンベア5Cb,9Cb,13Cb,17Cb,21Cb,25Cb,29Cbと、を有する。
パレット33,59,73を用いることにより、搬送される部品の位置決めが可能となり、自動作業機による取扱性及び作業精度を向上できる。また、第1搬送コンベアにより部品が載置されたパレット33,59,73を下流側に搬送し、第2搬送コンベアにより部品が取り出されたパレット33,59,73を上流側に搬送することにより、生産ライン1においてパレット33,59,73を循環させることが可能となる。これにより、例えば使用済のパレットを生産ライン1の出口から入口に台車や無人搬送車等により搬送する場合に比べて、パレット数を大幅に削減できると共に、無人搬送車等のパレット搬送手段が不要となるのでコストを削減できる。
また、本実施形態では特に、連結セル3,15,23,31は、パレット33,59,73を上流側及び下流側の両方に搬送可能な搬送コンベア3C,15D,23A,31Aと、搬送コンベア3C,15D,23A,31Aを作業セルの第1搬送コンベアに対応する位置及び第2搬送コンベアに対応する位置の間で移動させる昇降機構32,46,48,50と、を有する。
これにより、作業セル5,9,13,17,21,25,29と連結セル3,15,23,31等との組み合わせによってパレット33,59,73の循環構造を実現できる。また、搬送コンベア3C,15D,23A,31Aの昇降機構32,46,48,50を連結セルに設けることにより、パレット33,59,73の搬送方向の変更を作業セルで行わずに連結セルのみで行わせることができるので、作業セルの標準化が可能となる。さらに、例えば昇降機構32,46,48,50により、搬送コンベア3C,15D,23A,31Aを下方に移動する際には一のパレットを運び、上方に移動する際には異なるパレットを運ぶというように、異なる種類のパレットを交互に移動させることが可能となる。これにより、生産ライン1の途中でパレット33,59,73の種類を変更することが可能となるので、1つのパレットで全ての部品を搭載可能とする必要が無くなり、パレットを小型化でき、ひいては搬送コンベアや生産ライン1を小型化できる。
また、本実施形態では特に、第3組立セル21は、第1搬送コンベア21Caにより搬送されるパレット59を所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションST1,ST2,ST3を有する。これにより、作業ステーション毎に作業を割り当てて設計できるため、容易に生産ライン1を構成することができると共に、1つの生産ライン1にて多品種等の生産も可能となる。
また、本実施形態では特に、第3組立セル21は、作業ステーションST1,ST2,ST3ごとに、パレット59を第1搬送コンベア21Caの搬送面から所定量だけ押し上げる押し上げ機構111を有する。これにより、任意の作業ステーションST1,ST2,ST3に位置するパレット59のみを独立して搬送することができる。例えば、下流側の作業ステーションに空き(パレット59が不在の状態)がある場合に、当該空きを埋めるように各作業ステーションのパレット59を個別に移動させること等が可能となる。このようにすることで、作業ステーションST1,ST2,ST3に空きが生じるのを防止でき、タクトタイムの短縮が可能となる。
また、本実施形態では特に、第3組立セル21は、搬送方向における最も上流側に位置する第1作業ステーションST1に配置され、パレット59を所定の位置に位置決めする位置決め機構94と、第1搬送コンベア21Caを駆動するサーボモータ92と、を有する。これにより、セル同士(第3組立セル21とその上流側の連結セル19)の位置決めに高い精度が要求されなくなるので、セルの交換が容易となり、さらに生産ライン1のフレキシビリティを高めることができる。また、第1作業ステーションST1において位置決めをした後はサーボモータ92によりパレット59の位置及び速度を精度良く制御できるので、作業ステーション間の位置制御の正確性を向上できると共に、パレット59の移動速度を速めて移動時間を短縮できる。さらに、各作業ステーションに位置センサを設置することが不要となるので、コストを削減できる。
また、本実施形態では特に、第3組立セル21は、自動作業機として、所定の作業を実行するために専用に設計された基板載置機97、ネジ締め機105、及びカバー嵌合機109と、部品をパレット59とネジ締め機105又はカバー嵌合機109の間、又は、ネジ締め機105とカバー嵌合機109の間で移動させる、複数の関節部を備えた多関節型のロボット99と、を有する。このようにして、部品に対する作業は専用作業機で実行し、部品の移動はロボット99で実行することにより、多関節型のロボット99は残しつつ専用作業機を交換することで、異なる作業を実行する組立セルに変更することが可能となり、組立セルのフレキシビリティを高めることができる。また、専用作業機の開発に注力することが可能となるので、技術改良、技術革新等に柔軟に対応することが可能となる。
また、本実施形態では特に、生産ライン1は、部品供給セル5,17,25を有しており、部品供給セル5,17,25は、部品が収容された部品容器37を無人搬送車43から受け入れる受入口39,63,77と、空の部品容器37を無人搬送車43に排出する排出口40,64,78と、を有し、受入口39,63,77は、排出口40,64,78よりも無人搬送車43の移動方向42における上流側に配置されている。
これにより、無人搬送車43は、部品を収容した部品容器37を搬送して部品供給セルの受入口に供給した後、排出口に移動し、空の部品容器37を部品供給セルの排出口から受け取ることができる。このようにして、無人搬送車43は移動方向を変更することなく部品容器37の供給及び排出をすることができるので、無人搬送車43の走行距離を短縮化でき、部品容器37の供給、受け取りを効率的に実行できる。
また、本実施形態の生産ライン1の製造方法は、生産ライン1の仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた作業セル5,9,13,17,21,25,29を配置することと、部品の補修又は排出を実行可能な連結セル3,7,11,15,19,23,27,31を、必要に応じて作業セルに隣接して配置することと、を有する。
これにより、例えば作業セルにおける作業の信頼性、確実性が高い場合等には、連結セルを配置しない構成とすることができる一方、例えば特定の作業セルにおける作業の信頼性、確実性が低い場合や、生産ライン1の歩留まりの向上や生産の継続を優先させる場合等には、連結セルを作業セルに隣接配置した構成とすることができる。このようにして、生産ライン1のレイアウトを最適化することができるので、高いフレキシビリティ(柔軟性、順応性、融通性)を実現できる。
また、本実施形態では特に、作業セル5,9,13,17,21,25,29で自動作業機により実行される所定の作業の信頼性に基づいて、当該作業セル5,9,13,17,21,25,29に隣接して配置された連結セル3,7,11,15,19,23,27,31を削除すること、をさらに有する。これにより、例えば新しい自動作業機の導入や技術改良、技術革新等により作業セルにおける作業の信頼性、確実性が向上した場合等には、当該作業セルに隣接する連結セルを削除することで、生産ライン1のレイアウトを最適化することができる。
また、本実施形態の生産ライン1は、複数のセル3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31が組み合わされて構成されており、複数のセルの各々は、部品W1,W2,W3,W4,W5,W6の少なくともいずれかが載置されるパレット33,59,73をそれぞれ搬送する搬送コンベア3C,5C,7A,9C,11A,13C,15C,15D,17C,19A,21C,23A,25C,27A,29C,31Aを有しており、複数のセルのうち少なくともセル5,9,13,15,17,21,23,25,29,31は、部品W1,W2,W3,W4,W5,W6に所定の作業を行う自動作業機を有する。
これにより、生産ライン1を構成する各セルにおいて部品を搬送しつつ、部品の供給や部品の組立等の主要な作業については自動作業機に実行させることができるので、自動化を促進することができる。また、生産ライン1を複数のセルを組み合わせて構成するので、各セルの数や配置、種類、組み合わせ等を変更することにより、生産される製品の種類や数量、作業工程の変動等に対応させることが可能となり、柔軟性の高い生産ラインを実現できる。さらに、自動作業機を備えるセル5,9,13,17,21,25,29の間に、作業者による手作業が可能なセル7,11,15,19,23,27等を配置するので、自動作業機により適正に作業が実行されたか否かをチェックしたり、適正に作業されていない場合や自動作業機の故障等により作業不能である場合に手作業で代替したり、自動作業機では難しい作業を手作業で補完したりすること等が可能である。
<6.変形例>
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
(5-1.組立セルに同一の専用作業機を複数台設ける場合)
例えば、組立セルにおいて、当該組立セルに設定されたタクトタイム(生産ラインの仕様により決定される)よりも長い時間を要する作業工程が実行される場合には、当該作業を実行する専用作業機を組立セル内に複数台設置すると共に、当該同一の作業工程を複数の作業ステーションにそれぞれ割り当ててもよい。
例えば図10に示す例では、第3組立セル21Xにおいて、ネジ締め機105及びカバー嵌合機109が、架台103と架台107の両方に設置されており、ネジ締め作業工程とカバー嵌合作業工程をそれぞれ2系統で同時並行して実行することが可能である。本変形例は、例えばネジ締め作業工程とカバー嵌合作業工程に要する時間が(例えば60秒)、第3組立セル21Xに設定されたタクトタイム(例えば45秒)よりも長い場合の例である。そして、第2作業ステーションST2及び第3作業ステーションST3には、それぞれ同一の作業工程、すなわちこの例ではネジ締め作業工程及びカバー嵌合作業工程の両方がそれぞれに割り当てられている。
上記構成により、第3組立セル21Xは次のように動作する。すなわち、第2作業ステーションST2で停止した第2パレット59に載置されたワーク(インターフェース基板W4aが載置された第1半製品W3)は、ロボット99により一方(例えば架台103)のネジ締め機105及び他方(例えば架台107)のネジ締め機105に交互に移動される。それぞれの架台103,107では、ネジ締め機105によりネジ締め作業が行われ、カバー嵌合機109によりカバー嵌合作業が行われる。第2作業ステーションST2でワークを取り出された第2パレット59は、第3作業ステーションST3に移動され、ロボット99により一方(例えば架台103)のカバー嵌合機109及び他方(例えば架台107)のカバー嵌合機109から交互にワークが載置される。このようにすることで、第3組立セル21Xのタクトタイムより長い時間を要する作業工程を2系統で同時並行して実行することができる。その結果、第3組立セル21Xのタクトタイムを伸ばすことなく上記作業工程を実行することができる。
なお、上述のように同一の作業工程が割り当てられる2以上の作業ステーションは、必ずしも同一セル内に設けられる必要はない。例えばスペースの制約等により、第3組立セル21X内にネジ締め機105及びカバー嵌合機109を2台ずつ設置することが不可能である場合等には、一方のネジ締め機105及びカバー嵌合機109を第3組立セル21Xとは異なるセル(例えば他の組立セル)に設置してもよい。この場合、例えば第3組立セル21X内に一方のネジ締め機105及びカバー嵌合機109による作業が割り当てられた第2作業ステーションST2を設け、他の組立セルに他方のネジ締め機105及びカバー嵌合機109による作業が割り当てられた第3作業ステーションST3を設けてもよい。
(5-2.パレットを循環させない場合)
上記実施形態では、生産ライン1においてパレットを循環させる構造としたが、必ずしもパレットを循環させる構造とする必要はない。例えば、生産ラインの最も上流側の連結セル(上記実施形態では連結セル3)において自動作業機又は作業者によりパレットを供給し、生産ラインの最も下流側の連結セル(上記実施形態では連結セル31)において自動作業機又は作業者によりパレットを回収し、例えば台車や無人搬送車等により生産ラインの出口から入口にパレットを搬送する構成としてもよい。この場合において、上記生産ライン1のように途中でパレットの種類を変更する必要がある場合には、その場所(上記実施形態における連結セル15,23)に自動作業機又は作業者によりパレットを置き換える連結セルを配置してもよい。
<7.コントローラのハードウェア構成例>
次に、図11を参照しつつ、上記で説明した上位コントローラ89のハードウェア構成例について説明する。なお、各セルが備えるコントローラ35,47,49,53,55,57,61,67,69,71,75,81,83,85,87についても同様のハードウェア構成としてもよい。なお、図11中では、サーボモータ等に駆動電力を給電する機能に係る構成を適宜省略して図示している。
図11に示すように、上位コントローラ89は、例えば、CPU901と、ROM903と、RAM905と、ASIC又はFPGA等の特定の用途向けに構築された専用集積回路907と、入力装置913と、出力装置915と、記録装置917と、ドライブ919と、接続ポート921と、通信装置923とを有する。これらの構成は、バス909や入出力インターフェース911を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
プログラムは、例えば、ROM903やRAM905、記録装置917等に記録しておくことができる。
また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のCD・MOディスク・DVD等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体925に、一時的又は非一時的(永続的)に記録しておくこともできる。このような記録媒体925は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体925に記録されたプログラムは、ドライブ919により読み出されて、入出力インターフェース911やバス909等を介し上記記録装置917に記録されてもよい。
また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等(図示せず)に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、LANやインターネット等のネットワークNWを介し転送され、通信装置923がこのプログラムを受信する。そして、通信装置923が受信したプログラムは、入出力インターフェース911やバス909等を介し上記記録装置917に記録されてもよい。
また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器927に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート921を介し転送され、入出力インターフェース911やバス909等を介し上記記録装置917に記録されてもよい。
そして、CPU901が、上記記録装置917に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上述した生産ライン1の動作が実現される。この際、CPU901は、例えば、上記記録装置917からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、RAM905に一旦ロードした上で実行してもよい。更にCPU901は、例えば、プログラムを通信装置923やドライブ919、接続ポート921を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置917に記録せずに直接実行してもよい。
また、CPU901は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク(図示せず)等の入力装置913から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
そして、CPU901は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置915から出力してもよく、さらにCPU901は、必要に応じてこの処理結果を通信装置923や接続ポート921を介し送信してもよく、上記記録装置917や記録媒体925に記録させてもよい。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 生産ライン
3 連結セル(第2セル)
3C 搬送コンベア(第3搬送装置)
3S アクセススペース(アクセス部)
5 第1部品供給セル(第1セル、第3セル)
5Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
5Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
7 連結セル(第2セル)
7Aa 第1搬送コンベア(搬送装置)
7Ab 第2搬送コンベア(搬送装置)
7S アクセススペース(アクセス部)
9 第1組立セル(第1セル)
9Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
9Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
11 連結セル(第2セル)
11Aa 第1搬送コンベア(搬送装置)
11Ab 第2搬送コンベア(搬送装置)
11S アクセススペース(アクセス部)
13 第2組立セル(第1セル)
13Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
13Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
15 連結セル(第2セル)
15Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
15Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
15D 搬送コンベア(第3搬送装置)
15S アクセススペース(アクセス部)
17 第2部品供給セル(第1セル、第3セル)
17Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
17Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
19 連結セル(第2セル)
19Aa 第1搬送コンベア(搬送装置)
19Ab 第2搬送コンベア(搬送装置)
19S アクセススペース(アクセス部)
21 第3組立セル(第1セル)
21Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
21Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
21X 第3組立セル(第1セル)
23 連結セル(第2セル)
23A 搬送コンベア(第3搬送装置)
23S アクセススペース(アクセス部)
25 第3部品供給セル(第1セル、第3セル)
25Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
25Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
27 連結セル(第2セル)
27Aa 第1搬送コンベア(搬送装置)
27Ab 第2搬送コンベア(搬送装置)
27S アクセススペース(アクセス部)
29 第4組立セル(第1セル)
29Ca 第1搬送コンベア(第1搬送装置)
29Cb 第2搬送コンベア(第2搬送装置)
31 連結セル(第2セル)
31A 搬送コンベア(第3搬送装置)
31S アクセススペース(アクセス部)
32 昇降機構(移動機構)
33 パレット
37 部品容器
39 受入口
40 排出口
43 無人搬送車
46 昇降機構(移動機構)
48 昇降機構(移動機構)
50 昇降機構(移動機構)
59 パレット
63 受入口
64 排出口
73 パレット
77 受入口
78 排出口
92 サーボモータ
94 位置決め機構
97 基板載置機(自動作業機、専用作業機)
99 ロボット(自動作業機)
105 ネジ締め機(自動作業機、専用作業機)
109 カバー嵌合機(自動作業機、専用作業機)
111 押し上げ機構
127 ロボット(自動作業機)
ST1 第1作業ステーション
ST2 第2作業ステーション
ST3 第3作業ステーション
W1 部品
W2 部品
W3 半製品
W4 部品
W5 半製品
W6 部品
W7 製品

Claims (12)

  1. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、
    前記複数のセルは、
    部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた複数の第1セルと、
    前記複数の第1セルの間に配置され、移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な少なくとも1つの第2セルと、を含み、
    前記第1セルは、
    前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、
    前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションと、
    前記複数の作業ステーションのそれぞれに設けられ、前記パレットを前記第1搬送装置の搬送面から所定量だけ押し上げる押し上げ機構と、
    を有し、
    前記第2セルは、
    作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有し、
    前記生産ラインは、
    前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更可能で、且つ、前記第2セルを追加、削除、変更可能に構成されており、前記複数のセルが連結されることで前記部品が各セルの間で受け渡される、
    ことを特徴とする生産ライン。
  2. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、
    前記複数のセルは、
    部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた複数の第1セルと、
    前記複数の第1セルの間に配置され、移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な少なくとも1つの第2セルと、を含み、
    前記第1セルは、
    前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、
    前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションと、
    前記部品の搬送方向における最も上流側に位置する前記作業ステーションに配置され、前記パレットを所定の位置に位置決めする位置決め機構と、
    前記位置決め機構により位置決めされた前記パレットを下流側の前記作業ステーションに停止させるように、前記第1搬送装置を位置制御により駆動するサーボモータと、
    を有し、
    前記第2セルは、
    作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有し、
    前記生産ラインは、
    前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更可能で、且つ、前記第2セルを追加、削除、変更可能に構成されており、前記複数のセルが連結されることで前記部品が各セルの間で受け渡される、
    ことを特徴とする生産ライン。
  3. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインであって、
    前記複数のセルは、
    部品に所定の作業を行う自動作業機を備えた複数の第1セルと、
    前記複数の第1セルの間に配置され、移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な少なくとも1つの第2セルと、を含み、
    前記第1セルは、
    前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、
    前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションを有し、
    前記複数の作業ステーションは、
    前記作業ステーションで停止した前記部品に対して前記自動作業機により第1の作業工程が実行される第1作業ステーションと、
    前記作業ステーションとは異なる他の場所に移動された前記部品に対して前記自動作業機により第2の作業工程が実行される第2作業ステーションと、を含み、
    前記第2セルは、
    作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有し、
    前記生産ラインは、
    前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更可能で、且つ、前記第2セルを追加、削除、変更可能に構成されており、前記複数のセルが連結されることで前記部品が各セルの間で受け渡される、
    ことを特徴とする生産ライン。
  4. 前記第1セルは、
    前記パレットを、前記生産ラインにおける前記部品の搬送方向である第1方向に搬送する前記第1搬送装置と、
    前記部品が取り出された前記パレットを、前記第1方向とは反対方向の第2方向に搬送する第2搬送装置と、を有する
    ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の生産ライン。
  5. 前記第2セルの少なくとも1つは、
    前記パレットを前記第1方向及び前記第2方向の両方に搬送可能な第3搬送装置と、
    前記第3搬送装置を前記第1セルの前記第1搬送装置に対応する位置及び前記第2搬送装置に対応する位置の間で移動させる移動機構と、を有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の生産ライン。
  6. 前記作業ステーションに割り当てられた前記作業工程に要する時間が前記第1セルに設定されたタクトタイムより長い場合に、2以上の前記作業ステーションに同一の前記作業工程が割り当てられる
    ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の生産ライン。
  7. 前記第1セルは、
    前記自動作業機として、
    前記所定の作業を実行するために専用に設計された少なくとも1つの専用作業機と、
    前記部品を前記パレットと前記専用作業機の間、又は、複数の前記専用作業機の間で移動させる、複数の関節部を備えた少なくとも1つの多関節型のロボットと、を有する
    ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の生産ライン。
  8. 前記第1セルは、
    前記部品を前記生産ラインに供給する第3セルを含んでおり、
    前記第3セルは、
    前記部品が収容された部品容器を無人搬送車から受け入れる受入口と、
    空の前記部品容器を前記無人搬送車に排出する排出口と、を有し、
    前記受入口は、前記排出口よりも前記無人搬送車の移動方向における上流側に配置されている
    ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の生産ライン。
  9. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインの製造方法であって、
    前記生産ラインの仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備え、前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションと、前記複数の作業ステーションのそれぞれに設けられ、前記パレットを前記第1搬送装置の搬送面から所定量だけ押し上げる押し上げ機構と、を有する、複数の第1セルを配置することと、
    移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な第2セルであって、作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有する少なくとも1つの前記第2セルを、前記複数の第1セルの間に配置することと、
    前記生産ラインの変動に応じて前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更することと、
    必要に応じて前記第2セルを追加、削除、変更することと、
    を有することを特徴とする生産ラインの製造方法。
  10. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインの製造方法であって、
    前記生産ラインの仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備え、前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションと、前記部品の搬送方向における最も上流側に位置する前記作業ステーションに配置され、前記パレットを所定の位置に位置決めする位置決め機構と、前記位置決め機構により位置決めされた前記パレットを下流側の前記作業ステーションに停止させるように、前記第1搬送装置を位置制御により駆動するサーボモータと、を有する、複数の第1セルを配置することと、
    移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な第2セルであって、作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有する少なくとも1つの前記第2セルを、前記複数の第1セルの間に配置することと、
    前記生産ラインの変動に応じて前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更することと、
    必要に応じて前記第2セルを追加、削除、変更することと、
    を有することを特徴とする生産ラインの製造方法。
  11. 複数のセルが組み合わされて構成された、製品を生産する生産ラインの製造方法であって、
    前記生産ラインの仕様に基づいて、部品に所定の作業を行う自動作業機を備え、前記部品が載置されたパレットを搬送する第1搬送装置と、前記第1搬送装置により搬送される前記パレットを所定の停止時間だけ停止させる停止位置であり、各々に前記自動作業機により実行される所定の作業工程が割り当てられた複数の作業ステーションを有し、前記複数の作業ステーションは、前記作業ステーションで停止した前記部品に対して前記自動作業機により第1の作業工程が実行される第1作業ステーションと、前記作業ステーションとは異なる他の場所に移動された前記部品に対して前記自動作業機により第2の作業工程が実行される第2作業ステーションと、を含む、複数の第1セルを配置することと、
    移動可能に構成された筐体を有し、前記部品の補修又は前記部品を前記生産ラインの途中で前記生産ラインから排出することを実行可能な第2セルであって、作業者が前記部品の補修又は排出を実行可能なように前記部品にアクセスするためのアクセススペースであるアクセス部を有する少なくとも1つの前記第2セルを、前記複数の第1セルの間に配置することと、
    前記生産ラインの変動に応じて前記第1セルの数、配置、種類、組み合わせを変更することと、
    必要に応じて前記第2セルを追加、削除、変更することと、
    を有することを特徴とする生産ラインの製造方法。
  12. 前記第1セルで前記自動作業機により実行される前記所定の作業の信頼性に基づいて、当該第1セルに隣接して配置された前記第2セルを削除すること、
    をさらに有することを特徴とする請求項9~11のいずれか1項に記載の生産ラインの製造方法。
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