JPH0829467B2 - 組立て装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は自動化された組立て装置に関するものであ
り、更に詳しくいえば、種々の物品を他の物品の搬送の
妨げとなることなく搬送するための材料取扱い装置に関
するものである。

材料の取扱いは製造又は組立て工程全体の自動化には
重要な或いは決定的な要素である。１つの組立て又は製
造工程は一連の作業ステーションを介して行われる。各
作業ステーションはその製造工程を完成するに必要な１
つ又はいくつかの機能に専用のものである。多くの場
合、各作業ステーションは、以下で明らかなように本発
明にとって本質的なものではないけれども、自動化可能
である。組立て又は製造工程において必要とされる材料
取扱い機能は、１つの作業ステーションが材料即ちコン
ポーネントの不足のために動作しなくなる可能性をなく
するような速度で種々のコンポーネントが各作業ステー
ションへ選択的に配送される。一般には、それらコンポ
ーネントはその目的に対して専用の領域から搬送され
る。キャリア即ち搬送器は定期的に空になりそしてコン
ポーネントの供給源へ戻されて再び装荷されそして作業
ステーションへ戻されなければならない。更に、組立て
又は製造過程にある製品は作業ステーションから次の作
業ステーションへ搬送されなければならない。最終の組
立て又は製造工程の後、その完成した製品は組立て領域
から除かれ、梱包・出荷領域へ向けられなければならな
い。典型的には、組立て又は製造過程にあるキャリア上
の製品は他のキャリア（パレット）上に置かれ、その結
果、そのキャリアは他の製品の製造又は組立てのために
梱包・出荷領域から最終の組立て領域へ戻されなければ
ならない。従って、材料取扱い装置は空の及び満杯の部
品用キャリヤ、空の製品用キャリア、半完成品用キャリ
ア及び完成品用キャリアを取扱わなければならない。製
造又は組立て動作は本来連続的に即ち順次に生ずるもの
である（例えば、１つの工程は次の工程が始まる前に終
了しなければならない）ため、能率的な動作を行うため
には連続的製造又は組立てラインに沿った種々の手順が
バランスしていなければならず、ライン全体ではそのラ
インにおける最も遅いユニットよりも速く動作すること
はできない。半製品又は完成品の移動はその移動におけ
る如何なる遅れも生産速度全体における遅れに直接通じ
るため最優先のものとなる。一方、部品キャリア及び空
の製品キャリアの移動は完成品を作る場合にそれら要素
が重要となるので無視することはできない。

B.従来の技術 従来技術は自動化された組立て装置のための多くの要
素を与えるが、如何にしてこれらのコンポーネントが最
大のスループット（処理能力）、融通性、安全性、在庫
制御という目的を達成しながら、コスト、スペース、労
働力、処理作業及び故障時間を最小にするよう適合させ
られるかを示すものではない。代表的な従来技術は米国
特許第4014428号、4035904号、3781974号、4195357号及
び4237598号である。これらは多数の作業ステーション
が直列式生産ラインに沿って配置されている製造作業を
示している。米国特許第4369872号は組立て装置に関す
るものであり、そこに開示されたコンベア・ラインが半
製品を運搬することを示しており、組立て部品を含むも
のとして半製品を定義し且つそれら半製品又は組立て部
品を運ぶものとしてパレット（運搬用の箱）を定義して
いる。米国特許第2884113号は作業又は処理が行われな
ければならない半製品及び作業又は処理が完了した半製
品の両方をコンベアが運搬する生産設備を開示してい
る。上記の従来技術のうちの多くは２つの作業ステーシ
ョンの間に一時的貯蔵所を使っている。しかし、これら
米国特許は、満杯の又は空の部品キャリアの移動によっ
て半製品の移動が禁止され又は妨げられないよう種々の
異った項目の移動条件が如何に優先づけされるかを扱う
ものではなく、同時にそれら作業ステーションが必要部
品の不足のために閉鎖されないことを保証することを扱
うものでもない。米国特許第4144960号は各作業ステー
ションが実際に作業されつつある作業項目に加えて１単
位の作業をコンベア・ラインを離れて貯蔵する場所を有
する生産システムを開示している。

明らかに、種々の部品が専用の単一目的の搬送装置に
よって運搬される。この方法は経費、スペース及び組立
てステーションの混雑という点からは欠陥がある。多数
の単一目的搬送装置はコストを増大し、高価なスペース
を占有する。そして各作業ステーション又は組立てステ
ーションにそれらを集めることは２つの関点から困難で
ある。第１に、それは組立てステーションの領域を増大
する（余分のスペースが必要となる）。第２に、たとえ
組立てステーションが自動化されてもオペレータはジャ
ムをクリアするためのアクセスが必要である。例えば、
多数の搬送装置を集中させることはこのアクセスを妨げ
ることになる。

C.発明が解決しようとする問題 従って、本発明の目的は、組立てライン・コンベア及
びその組立てライン・コンベアに沿って設けられた一連
の組立てステーションを含む自動化された組立て装置を
提供することであり、これによって処理中の作業が作業
ステーションから作業ステーションへ組立てライン・コ
ンベアに沿って移ることができるようにすることであ
る。又、本発明は、ランダム貯蔵装置が組立てライン・
コンベアに沿って且つ組立てライン・コンベアの片側に
設けられそして部品キャリアがそれらを必要とする作業
ステーションに対向するそのランダム貯蔵装置内の位置
に与えられるものにおいて１つのランダム貯蔵装置から
多数の組立てステーションへキャリアを供給するもので
ある。本発明によれば、任意の特定な作業ステーション
が追加の部品キャリアを要求する時、その作業ステーシ
ョンに直接対向したランダム貯蔵装置における利用可能
な部品キャリアが直ちに組立てライン・コンベアを横切
ってその作業ステーションのキャリア受取領域へ直接に
転送される。

D.問題点を解決するための手段 所望の生産率を与えるために、互いに平行して動作す
る複数の組立てラインが設けられる。各ラインは１つの
ランダム貯蔵装置と関連づけられているので、２つの隣
接したラインをそれぞれの互いに隣接する貯蔵装置と共
に配置し且つこの２つのラインを１つのユニットとして
取扱うことによって複数のラインを密にパックすること
ができる。他のそのようなユニットの組立てステーショ
ンがアクセスのために１つのラインに直接に隣接するよ
う通路によって分離される。従って、１つの通路が２つ
のラインのために働き、効果的なスペース使用を行わせ
る。

１つのランダム貯蔵装置に１つの搬送装置が働くの
で、任意の貯蔵場所がアクセス可能となる。第１のコン
ベアは少くとも２つの異なる供給源からランダム貯蔵装
置へキャリアを搬送するように配置される。ランダム貯
蔵装置は２次元アレーの貯蔵場所を含み、関連の組立て
ステーションがそれら貯蔵場所の１次元に沿って分布す
る。従って、第１のコンベアによって運ばれたキャリア
は、そのキャリアの内容に従って、そのランダム貯蔵装
置のうちの１つにおける選択された場所にその搬送装置
によって転送される。この場合、特定の作業ステーショ
ンが新しい部品を必要とする場合、新しい部品はランダ
ム貯蔵装置における適当な場所で得られ、組立てライン
・コンベアを横切ってその作業ステーションにおける受
取り領域へ直接に搬送される。中身が空になったキャリ
アはキャリア受取り領域から組立てライン・コンベア上
へ直接に放出される。各組立てライン・コンベアはその
組立てラインにより運ばれた物品を第１のコンベアへ搬
送するための結合コンベアを出口端に隣接して有する。
第１のコンベアと関連した種々のコンポーネント供給源
に加えて、第１のコンベアは完成品が送り込まれる梱包
・出荷領域とも関連している。そこで、第１のコンベア
は空のキャリアを、作業ステーションへのその後の転送
のために梱包・出荷領域からランダム貯蔵装置へ運ぶ。
梱包・出荷領域はもう１つのキャリア供給源である。

従って、本発明の自動化された製品組立て装置は少く
とも２つの相異なる供給源から１つのランダム貯蔵装置
へキャリアを搬送するための第１コンベアと、前記ラン
ダム貯蔵装置は２次元アレーの貯蔵場所より成り且つ前
記第１コンベアから１つの選択された貯蔵場所へキャリ
アを動かしそして１つの選択された貯蔵場所からキャリ
アを動かすための搬送装置を有することと、前記２次ア
レーの貯蔵場所の１次元に隣接して且つそれに沿って位
置づけられた組立てライン・コンベアと、前記ランダム
貯蔵装置に対向し且つ前記組立てライン・コンベアに沿
って位置づけられた一連の組立てステーションと、前記
組立てステーションの少なくとも１つは前記１次元に沿
った相異なる位置に設けられた２つのキャリア受取り領
域を有することと、前記ランダム貯蔵装置及び組立てラ
イン・コンベアと関連した転送装置であって前記組立て
ライン・コンベアを横切って前記搬送装置により前記転
送装置へ与えられたキャリアを前記キャリア受取り領域
の１つへ転送するよう前記２つのキャリア受取り領域の
１つに設けられたものと、より成る。

代表的な組立てステーションとしては、１つの作業領
域及び１つ又は複数のキャリア受取り領域を含むものが
考えられる。作業領域はキャリア又は処理中の作業用の
パレットによって占有され、１つ又は複数のキャリア受
取り領域が他のキャリア（コンポーネント搬送キャリ
ア）を見つける。そこでコンポーネントがキャリアから
移され、処理中の作業に与えられる。そこでその処理中
の作業のキャリアは次の組立てステーションへの搬送の
ために組立てライン・コンベア上に放出される。コンポ
ーネントが空になったキャリアもまた組立てライン・コ
ンベア上に放出され、結合コンベアを介して第１コンベ
アへ送り戻される。完成品搬送パレットもまた組立てラ
イン・コンベア上に放出され、その組立てライン・コン
ベアの出口側から結合コンベアを介して第１コンベアへ
搬送される。部品が空のキャリアの場合、これらは第１
コンベアによってサブ・アセンブリ領域即ちキャリア供
給源へ送り戻される。完成品は第１コンベアによって梱
包、出荷領域へ送られ、空のキャリアは梱包・出荷領域
から第１コンベアを介してランダム貯蔵装置へ戻され
る。

E.実施例 本発明の自動化された組立て装置の種々のコンポーネ
ントは１つ又は複数のサブ・アセンブリ領域即ち、供給
源を含み、そこでは製品への挿入又は取付けを必要とす
るコンポーネントが製造され又は少くともキャリア上に
装荷される。それらコンポーネントがキャリア上に装荷
されるとそれは第１コンベアにより最終組立て領域の付
近へ搬送される。梱包・出荷領域が第１コンベアを介し
て最終組立て領域に連結されそして完成品は第１コンベ
アにより梱包・出荷領域へ送られ、他のキャリア（即
ち、パレット）上に装荷される。製品が出荷のために梱
包される時、そのキャリア（パレット）は空となり、そ
れは第１コンベアによって最終組立て領域へ送り戻され
る。両方のキャリアとも共通のフットプリントを持つの
が好ましい。従って、２つのタイプのキャリア、即ち部
品搬送キャリア及び空のパレット、が最終組立てライン
に接近する。これらはランダム貯蔵装置へ送られる。ラ
ンダム貯蔵装置は専用の運搬機（クレーン）を設備され
た１つ又は複数個の２次元アレーの貯蔵場所を有し、い
ずれの貯蔵場所にもキャリアを置くことができる。各ラ
ンダム貯蔵装置には１つの組立てライン・コンベアが関
連づけられており、各組立てライン・コンベアに沿って
一連の作業ステーション（又は組立てステーション）が
置かれる。貯蔵場所の各アレーは本来２次元であるので
及び作業ステーションがこのアレーの１つの次元に沿っ
て置かれるので、各アレーは組立てライン・コンベアと
同一平面となるように配置された１列の貯蔵場所（待機
場所とよばれることもある）を含む。キャリアが組立て
ライン・コンベアを横切って作業ステーションへ搬送さ
れるよう搬送手段がこれら貯蔵場所の各々と関連づけら
れている。

第１図は自動化された装置の種々の資源を通る種々の
タイプのキャリアの流れを示す。自動化された装置は１
つ又は複数のサブ・アセンブリ領域、高架（即ち、第
１）コンベア11及び貯蔵場所のアレーにおける選択され
た貯蔵場所13へキャリアを搬送し得るクレーン12（即
ち、搬送手段）を含むランダム貯蔵装置15を有する。作
業ステーション14はその自動化された装置のもう１つの
エレメントであり、すべての作業ステーションを表わ
す。組立てライン・コンベアは16で表わされ、17はその
組立てライン・コンベアを高架コンベア11と連結するリ
フト即ち連絡コンベアを表わす。最後に、梱包・出荷領
域が示される。それら資源を通る２つの通路即ちコンポ
ーネント部品と関連するキャリア用の通路Ａと処理中の
作業又は完成品と関連するキャリア用の第２の通路Ｂが
示される。第１図の下部に示されるように、実線は装荷
されたキャリアを表わし、破線は空のキャリアを表わ
す。通路Ａの説明は、特定のコンポーネンが製造され或
いは少くともキャリアに装荷されるサブ・アセンブリ領
域から始める。特定のコンポーネントを装荷されたキャ
リアが高架コンベア11に挿入され、ランダム貯蔵装置15
へ搬送される。キャリアはクレーン12によって特定の貯
蔵場所13へ搬送される。以下で明らかとなるように、ク
レーン12は必要に応じて或る貯蔵場所から他の貯蔵場所
へキャリアを実際に移動することができる。通常は、特
定のキャリアが必要とされる時、それは特定の作業ステ
ーション14へ搬送される。そのキャリアはそれが運んだ
コンポーネントがなくなるまでのその作業ステーション
にとどまる。然る後、そのキャリアは組立てライン・コ
ンベア16へ排出され、そこでそれは１つ又は複数の作業
ステーションを通る最終組立てラインに沿ってリフト17
へ搬送される。リフト17はそのキャリアを高架コンベア
11へ搬送する。コンベア11は追加のコンポーネントを再
装荷するためのサブ・アセンブリ領域へそれを戻す。

処理中の作業と関連した製品キャリア（即ち、パレッ
ト）は通路Ｂを移動する。空のパレットは梱包・出荷領
域18を離れ、高架コンベア11を介してランダム貯蔵装置
15へ搬送される。空の製品キャリア即ちパレットは梱包
・出荷領域18でスタックされ、１つのスタックとしてラ
ンダム貯蔵装置15に貯蔵される。ランダム貯蔵装置で
は、クレーン12がそれらパレットを特定の貯蔵場所へ搬
送する。部品キャリアの場合のように、クレーン12は空
のパレットのスタックを或る貯蔵場所から他の貯蔵場所
へ搬送することもできる。通常、空のパレットが作業ス
テーション14で必要とされる時、１つのスタックのパレ
ットが作業ステーションへ搬送される。この初期作業ス
テーションでは、パレットはスタックを解かれ、一時に
１つずつ組立てライン・コンベア16上に置かれる。処理
中の作業を搬送するパレットは、部品キャリアとは異な
り、組立てライン・コンベア16によって複数の他の作業
ステーション14へ搬送され、従って第１図は製品がその
上で作られるパレットが組立てライン・コンベア16に沿
ってステーションからステーションへ移動することを両
方向矢印によって示す。すべての組立てステップが完了
した時、キャリアは組立てライン・コンベア16によって
リフト17へ搬送され、そこでそれは高架コンベア11によ
って梱包・出荷領域18へ戻される。第１図は組立てライ
ン領域において大量の物品が移動中であることを示す。
これら種々の物品の移動はその移動が他の物品又はそれ
らの移動を妨げることなく生ずるよう調整される。同時
に、この集中した領域はオペレータのアクセスを与える
よう配置されねばならず、同時に空間の使用を効果的に
するよう密に詰め込まれねばならない。この問題に対す
る解決は実施可能な移動順序に融通性も与えねばならな
い。本発明により解決されるのはこの問題である。

第２図は４つの最終組立てラインの平面図であり、ラ
イン１乃至４はクレーン12−１乃至12−４の通路を示す
ために部分的にカットされたランダム貯蔵装置を示す。
１つ又は複数の最終組立てラインが使用可能であり、本
発明の実施例では４つのそのような最終組立てラインが
使用される。それらは２つの通路した必要としないよう
第２図に示されたパターンで配置される。各最終組立て
ラインは組立てライン・コンベア16を含む（第２図で
は、コンベア16−１乃至16−４として示される）。各組
立てライン・コンベア16は１つの入口端及び１つの出口
端を有する。各組立てライン・コンベア16に沿って一連
の作業ステーション14が配置され、それらは、組立てラ
イン１では作業ステーション14−１乃至14−８として示
される。組立てラインの数と同様に作業ステーションの
数も可変である。各作業ステーションは１つ又は複数の
異った組立て動作を行うようコンポーネント即ち部品及
び処理中の作業を操作できるロボットと関連している。
各組立てライン・コンベア16の出口端には連結コンベア
即ちリフト17がある。リフト17へ搬送された物品は高架
コンベア（第２図には示されていない）へ搬送される。
２次元アレーの貯蔵場所13を含むランダム貯蔵装置15が
各組立てラインと関連しており、貯蔵場所13における搬
送は搬送装置即ちクレーン12により行われる。第２図
は、クレーン自体を示してはいないけれども、４つの組
立てラインに対する各クレーンの通路を示している。各
クレーン12はキャリアを高架コンベア11から取り出し、
それらを関連の貯蔵装置13における選択された場所に置
くことができる。この場合、空のパレット及び部品キャ
リアが高架コンベア11から取り出され、選択的に貯蔵装
置13に置かれる。第２図は隣接する組立てライン相互間
の２つの相異なる関係を示す。ライン１及び２は、オペ
レータが動きまわる通路によってそれら２つのラインが
分けられるという、第１の関係を示す。隣接するライン
２及び３は、それらラインの各々の貯蔵装置13が直接に
隣接しているという第２の関係を示す。第２図から明ら
かなように、それらラインはライン１に対する入口がラ
イン２の出口に隣接するというように互いに鏡像関係で
はない。１つのラインの移動方向（入口から出口へ）は
隣接するラインの移動方向と逆である。これは、オペレ
ータがどの通路内にいても、それらラインの視覚も同じ
にするものである。即ち、どのラインをその関連の通路
から見るかに関係なく、入口は左側になり、出口は右側
になる。第２図の配置は空間の効率及びステーションの
アクセスという２つの基準を満足する。１つのステーシ
ョンへの又はステーションからすべての物品の移動はそ
のステーションの４つの側面部のうちの１つにだけ集中
される。従って、ステーションに関連のコンベア16の移
動方向の十分な空間を与えることによって、そのステー
ションの他の３つの側面部がアクセス可能となる。更
に、第２図に示されるように、４つのラインに対して２
つの通路しか必要ない。（６つのラインに対しては３つ
し通路しか必要なく、８つのラインに対しては４つの通
路しか必要ない）。

第３図は第２図に示された４つの最終組立てラインの
うちの２つのライン１及び２の詳細な図である。第３図
は最終テスト・ステーション14−７の後に置かれた不合
格品用スパー161を示している。ランダム貯蔵装置用コ
ントローラ13Cは作業ステーション14−２乃至14−８と
関連した他のコントローラ20と同じである。本発明の実
施例では、コントローラ20はプリンタ及びキーボードを
持ったIBMシーリズ/1或いはIBM PC/XTより成る。作業
ステーション14−6Aは手操作用のものである。最終組立
てライン２における第１作業ステーションはロボット14
−1A及び14−1Bを含むものとして表わされる。ロボット
14−1Aはプログラム不可の持上げ及び搬送機具であり、
一方ロボット14−1Bはプログラム可能な取上げ及び配置
ロボット・アームである。他の自動化された作業ステー
ションはいずれもボックス・フレーム上に支持されたロ
ボットを持ち、そのボックス・フレームは組立て又はテ
スト動作を行うために作業ステーション上に片持ちされ
る。

高架コンベアと一連の作業ステーション14との間の関
係を知るために第４図の組立てライン・コンベア16を参
照する。第４図は第３図の矢印Ｖの方向に沿って見た組
立てライン１の投視図である。

従って、第４図は組立てライン１の入口端と組立てラ
イン２の出口端の一部分を示す。組立てライン１と関連
して更に詳しくいえば、ロボット14−1A及び14−1Bを含
む作業ステーション14−１が示される。ランダム貯蔵装
置13−１も示される。第４図に示されるように、組立て
ライン・コンベア16−１と同一面上にある貯蔵場所13の
待期用の列は、組立てライン・コンベア16−１と連絡し
且つクレーン12−１により与えられたキャリアを組立て
ライン16−１を横切って組立てステーションのキャリア
受取り領域へ転送し得るスパー162（即ち、横方向コン
ベア）を有する。更に詳しくいえば、組立てライン・コ
ンベア16は１つ又は複数のパッド付きチェーンを有し、
そのチェーンは入口から出口の方向へ移動する。ライン
・コンベア16の両側で且つチェーン支持されたキャリア
の下端の下に置かれた一組の駆動ローラＴがそのライン
・コンベアの長手方向に延びており、従ってそれらロー
ラの回転はそのライン・コンベアを横切る移送を与え
る。ローラＴと揃ったライン・コンベア16の片側にはそ
れらローラの延長部を形成するもう１つのコンベアがあ
る。これは横方向コンベア162である。ライン・コンベ
ア16の一方の側から他方の側への移送が行われるべき場
合、それらローラはライン・コンベアにわずか上へ持ち
上げられそして付勢される。コンベア162も付勢され
る。このようなコンベア162上の物体はライン・コンベ
ア16を横切って押し進められる。物体がライン・コンベ
ア16に達すると、その持ち上げられたローラはその物体
を支持し且つライン・コンベア16を横切ってその物体を
押し進める。即ち、35のようなキャリア受取り領域に通
じており且つそれを形成する他方の延長部によってその
物体が受取られる。横向きコンベア162は双方向性のも
のであるので、キャリアは組立てライン・コンベア16を
横切って両方向に転送可能である。同じ横向きコンベア
162がキャリアを一方の延長部からライン・コンベア16
上に（横切らずに）移動するのに使用可能である。その
後、そのキャリアはコンベア16の出口に向って押し進め
られる。キャリアを組立てステーションからコンベア16
上に排出してそれを次の組立てステーション又はリフト
17へ移動させるのにこのコンベア162が使用されること
はこの横向きコンベア162のこの後者の動作ある。

第４図はキャリア受取り領域35、36、37を示す。例え
ば、キャリア受取り領域36では、スパー即ち延長部162
から送られた１スタックのパレットのうち１つのパレッ
トがロボット14−1Aによって取り出されそして作業領域
38に置かれる。作業領域38はイン・ライン待ち行列であ
り、コンベア16−１が駆動されると、領域38に置かれた
空のパレットがコンベア16−１の出口端に向って搬送さ
れる。ロボット14−1Bは製品基材のような初期コンポー
ネントをキャリア受取り領域35から取り出すことができ
る。コンベア16上のパレットはロボット14−1Bに隣接し
た作業領域（図示されてない）において受け取られる。
ロボット14−1Bはその基材に他のコンポーネントを挿入
したり或いは取付けたりすることによって組立て動作を
始めてもよい。このように改装されたコンポーネントは
その作業領域におけるパレット上に置かれる。然る後、
その初期コンポーネントを持ったパレットは第２の組立
てステーションへの転送のために組立てライン・コンベ
ア16−１上に排出される。

代表的な部品キャリア40が空のキャリア（パレット）
41のスタックと共に高架コンベア11上に示される。又、
第４図はリフト17−２及びそのリフト17−２から高架コ
ンベア11へ物体を転送するのに使用可能な高架コンベア
11のスパー11−２も示す。コンベア11上を移動する完成
品搬送用のパレットは第４図には示されてなく、部品又
はコンポーネントを装荷されそして特定のランダム貯蔵
装置15へ向けられたキャリア40も示されてない。

第５図は代表的な作業ステーション14の更に詳細な平
面図である。便宜上、矢印16は関連の組立てライン・コ
ンベア16の位置及び移動方向を表わす。横方向コンベア
162は、コンベア16に関して作業ステーション自体の反
対側にある貯蔵装置13内の特定の場所からキャリアを搬
送するための移動路（両方向矢印の向き）を与える。キ
ャリアが貯蔵装置13における或る場所からコンベア162
によって搬送されるとき、これはそのキャリアを位置づ
けるために停止子124と接触し、そして可動クランプ125
がそのキャリアを所望の位置に固定させる。第５図は２
つの異ったタイプの部品キャリアを示しており、その１
つは40で示され、もう１つはマトリクス部品キャリア14
0で示される。（これらはそれぞれ第８図及び第９図に
更に詳細に示される）。ロボットの作業域は破線内とし
て示される。ロボットは他のコンポーネントが見難くな
らないようにするために第５図には示されていない。し
かし、ロボット・アームはスタンド123上に示持され、
パレット41が置かれている作業領域上に片持ちされる。
パレット41は複数の開孔41Aを有する。これら開孔41Aは
これらと一致した垂直方向に可動のロッドがパレット41
から半完成品を持ち上げることを、その作業ステーショ
ンで実行された特定の組立て動作がその機能を必要とす
る場合、可能にする。この機能によって、製品の両側
（上側及び下側）で作業を行うことが可能となる。第５
図に示された代表的な作業ステーションは振動性のボー
ル搬送機120及び121を有する。ボール搬送機121用のシ
ュート122が示される。作業テーブル124及び125はマガ
ジン搬送機126及び工具127を支持するために設けられ、
それらとロボットが半完成品上に種々のコンポーネント
を位置づけるように協働する。ボール搬送機のためのコ
ンポーネントも供給源10から高架コンベア11によってラ
ンダム貯蔵装置15へ搬送される。必要に応じて、キャリ
アが貯蔵場所から取り出されそして待機場所の１つに置
かれる。そこから、キャリアはコンベア162によって作
業ステーションのキャリア受取り領域へ送られる。オペ
レータは手でコンポーネントをボール搬送機へ送る。空
のキャリアが手でコンベア再入位置へ動かされる。

第６図は２つの代表的な作業ステーション14及びもう
１つの代表的な作業ステーションの一部分の平面図であ
る。この平面図は組立てコンベア16も示す。それは高架
コンベア11の一部分も示す。第６図に示されるように、
ランダム貯蔵装置13はコンベア16に関してそれら作業ス
テーション14の反対側に置かれる。第６図では、作業ス
テーションのフレーム128はそのフレームがキャリア受
取り及び作業領域上にどのように片持されるかを示して
いる。第６図はキャリア受取り領域にある２つの部品キ
ャリア40及び作業領域に置かれたパレットＰを示す。第
６図はコンベア162及びそれらが貯蔵装置13内の専用の
待機場所13A〜13Cと関連づけられた状態を示すのに都合
がよい。それら貯蔵場所のアレーにおける選択された場
所へキャリアを動かすことができるクレーンは第６図に
示されていない。第６図は第５図に示されたボール搬送
機及びロボット工具を示していない。第６図のもう１つ
のステーションはロボット或いは操作機を含まない。こ
のタイプのステーションは制御状態でキャリアをコンベ
ア16へ再入するのに使用される。

第７図は第６図に示された平面図と同じ領域の正面図
である。第７図に示された第１の組立てステーションは
フレーム128を支持するロボット支持部123を示し、その
フレーム128上には、ロボットのグリッパ130を取付けら
れた端部を有するロボット・アーム129が支持されてい
る。第７図では、グリッパ130がキャリア受取り領域に
おけるキャリア40上に位置づけられている。そのステー
ションにおけるもう１つのキャリア受取り領域は別のキ
ャリア40を有し、作業領域はパレットＰを置かれてい
る。コンベア16に対する種々のステーション及び高架コ
ンベア11の関係が第７図に示されている。製品を記録す
るために第５図における開孔41Aを通過するロッドによ
ってパレットＰの上にその製品を持ち上げる方法が第７
図に示される。然る後、グリッパはキャリア40又は140
から或いは他の供給源からコンポーネントを取り出すこ
とができ、製品への挿入又は取付けのためにそれを操作
することができる。すべての動作が完了した後、その製
品はパレットＰへ下げられ、そしてそのパレットはコン
ベア16上に排出される。

第９図は代表的なキャリアを示す。キャリア40は種々
の作業ステーションへコンポーネント部品を供給するた
めに使用される。キャリア40は底部245により形成され
た面積を取り囲む複数の直立壁240より成る。キャリア4
0の１つの外側の角には傾斜面41が設けられ、ライン・
コンベア16と平行な向きにキャリア40を正確に位置づけ
るための停止子124（第５図）上の円筒形のロッドと協
働するＶ形ノッチを形成する。第８図はロボットが取り
上げるための種々のコンポーネントを容易に識別可能な
位置に配置するマトリクス挿入部を持った同様のキャリ
ア140を示す。このマトリクスは、キャリア140がステー
ションのキャリア受容領域に正確に位置づけられる時、
種々のコンポーネント141が各コンポーネントの正確な
取り上げを容易にするよう一定の基準に関して正確に位
置づけ可能になるように、傾斜面241により形成された
Ｖ形ノッチに関連して位置づけられる。

組立てライン・コンベア16及び横方向コンベア162並
びにキャリア受取り領域及び作業領域は生産管理システ
ム（Production Management System）という名称で米国
のリア・シーグラ社（Lear−Siegler,Inc.）のラピスタ
ン（Rapistan）部門から得ることのできるパット付きチ
ェーン・コンベア・システムより成る。本発明の実施例
で使用される特定のランダム貯蔵装置は米国のリットン
社（Litton Industries）から得ることができる。

動作 最終組立てラインにおける動作を始める前に、各組立
てラインに隣接したランダム貯蔵装置は複数の空のパレ
ットを（好ましくは各組立てラインに対する入口の近く
に）及び各コンポーネント即ち、部品を与える少くとも
１つのキャリアをロードされる。これらコンポーネント
用キャリアはそれらを使用する組立てステーションに隣
接したランダム貯蔵装置における待機場所に置かれる。
更に詳しくいえば、パレット及びコンポーネント用キャ
リアの補給所を種々の貯蔵場所に分布させてもよいけれ
ど、空のパレットを必要とする組立てステーションに向
い合った貯蔵場所には空のパレットの補給場所が必要で
ある。同様に、特定のコンポーネントを必要とするキャ
リア受取り領域に直接に向い合ったランダム貯蔵装置の
各待機場所にはコンポーネントを装荷されたキャリアが
必要である。そこで、空のパレット及びコンポーネント
が組立てライン・コンベア16を横切って、それらを使用
する組立てステーションのキャリア受取り領域へ送られ
そしてそこに置かれる。然る後、組立てステーションに
おけるパレットがなくなってしまった時の転送に備え
て、それらパレットが取り出された場所に、追加の空の
パレットがクレーン12によって与えられる。追加のコン
ポーネント用キャリアもそれぞれの供給源から高架コン
ベアを介してクレーン12へ搬送可能であり、そのクレー
ンでそれらはコンポーネント用キャリアが空になった待
機場所を含む位置に正しく位置づけられるので、１つの
作業ステーションのキャリア受取り領域に置かれた各コ
ンポーネント用キャリアはそれの前にあったキャリアが
取り出された貯蔵装置の待機場所に１つの対応する装荷
されたコンポーネント用キャリアを与えることになる。
第１の作業ステーションにおいて、製品の基体部がコン
ポーネント用キャリアから取り出され、他の組立て動作
が実行され、そして作業領域へ送られたパレット上に置
かれる。パレットは作業ステーションからコンベア上に
排出され、そこでそれは次の作業ステーションへ向けて
移動することができる。部品用パレットは、次の作業ス
テーションがキャリア受取り領域を有する場合、組立て
ステーションから次の組立てステーションへ送られる。
しかし、部品を装荷されたパレットは１つの作業ステー
ションへ直接には送られないようにするのが好ましい。

更に、各ステーションの作業領域と直接に向い合った
貯蔵装置13における場所は各作業ステーションに対する
待ち行列に専用のものである。この装置待ち行列は進行
中の作業が作業ステーションにおいて必要とされるまで
それを貯蔵する。そして、それはコンベア16を横切って
直接に送られる。この場合、製品を搬送するパレットは
１つの作業ステーションの作業領域から次の作業ステー
ションに隣接した貯蔵装置へ送られ、然る後、必要に応
じて組立てライン・コンベア16を横切って次の作業ステ
ーションへ送られる。作業が完了すると、パレットは次
の作業ステーションから排出され、コンベア16に沿って
貯蔵装置等における次の適当な場所へ送られる。詳しく
いえば、代表的なパレットは、たとえステーション14−
２が前の製品によって占められていても、ステーション
14−１から132R（第３図）のような待機場所へ搬送可能
である。前の製品がコンベア16へ排出されてステーショ
ン14−２が空になる時、待機場所132Rにおける製品がス
テーション14−２に搬送される。他のステーションに対
しても同様の待機場所（即ちステーション14−３に対す
る133R、ステーション14−４に対する134R等）が設けら
れる。横断方向の搬送がコンベア162によって行われる
（第５図）。完成品は、そのラインにおける最後の組立
てステーションから排出された後、それが許容し得ない
ものであることを前のテストで表示される場合、不合格
品ステーションへ送られる。そうでない場合、製品搬送
パレットがリフト17に到達し、高架コンベア11へ送られ
る。そこで、製品搬送パレットは高架コンベア11に沿っ
て梱包・出荷領域18へ送られる。空のパレットは梱包・
出荷領域18から高架コンベアに沿って戻される。

種々の組立てステーションにおけるコンポーネント用
キャリアは空になると同時に組立てライン・コンベア16
上へ排出される。これら空のコンポーネント用キャリア
はそのままリフト17へ進み、高架コンベア11へ送られ
る。それらは高架コンベア11に沿ってそれぞれのサブ・
アセンブリ領域（即ち、供給源）へ移動し、そこで再び
部品を装荷される。満杯のコンポーネント用キャリアは
それぞれの供給源から高架コンベア11を介して移動し、
貯蔵装置15の１つへ送られる。各貯蔵装置では、関連の
クレーン12がキャリア40をコンベア11から取り出し、そ
れを選択的に適当な貯蔵場所に置く。典型的な場合、そ
の適当な貯蔵場所は、キャリア内の部品が向けられる組
立てステーションのキャリア受取り領域と直接に向い合
った待機場所ではない。典型的な場合、その貯蔵場所か
ら待機場所への中間的搬送があり、キャリアはそれが組
立てステーションにおいて必要とされる時に組立ライン
16を横切って直接に送ることもできる。

従って、組立てライン・コンベア16が部品及び処理中
の作業のキャリアを、満杯の状態及び空の状態の両方と
も搬送することが明らかである。部品キャリアは空の状
態で組立てライン・コンベア上を移動する。満杯の状態
では、それらはコンベア16を横切って直接に搬送される
だけである。ランダム貯蔵装置15は貯蔵装置として及び
部品専用の搬送装置を不要にする搬送装置として機能
し、同時に、部品を搬送するという仕事からコンベア16
を解放するものである。キャリアを必要とするキャリア
受取り領域と直接に向い合った１つの装荷された部品用
キャリアの待ち行列でもってランダム貯蔵装置を動作さ
せることによって、部品がいつも使用可能であることが
確認される。クレーン12は搬送されたキャリアを、その
内容を複写する時間内で置換する必要があるだけであ
る。

各キャリア（処理中の作業及び部品を搬送するための
パレット）は機械読取り可能な識別コードを持ってい
る。制御装置（相互接続されたコンピュータの集合体よ
り成り、その一部分が図面に示されている）はロボット
に作業ステーション、組立てライン・コンベア16、ラン
ダム貯蔵装置15及び第１コンベア11と協働して各キャリ
アの位置及び装荷を知っているようにする。例えば、完
成品が梱包・出荷領域18において製品支持キャリアから
取り除かれる時、制御装置はその特定のキャリアを空の
製品キャリアであるとして識別する。そこで、キャリア
は第１コンベア11によってランダム貯蔵装置15へ戻さ
れ、そしてそのキャリアの識別記号はランダム貯蔵装置
15がその貯蔵場所13のアレーその特定のキャリアを貯蔵
すべき適当な場所を選択するのに使用される。この場
合、要求されたタイムのキャリアが必要である時、制御
装置は貯蔵場所13のアレー内のどの貯蔵場所が適切なキ
ャリアを持っているかを表わすことができそしてそれを
その必要な場所へ送ることができる。勿論、その特定の
キャリアが第１の組立ステーションへ搬送される場合、
その特徴は、少くともそれが組立てステーションから排
出される時それが最早空のキャリアではないという点で
変化する。制御装置は、キャリアが種々の組立てステー
ションの各々により受取られそして排出された時のその
キャリアにより支持された製品の状態に関する情報を各
ロボット作業ステーションから受ける。その製品が実質
的に完成している時、それら組立てステーションの１つ
はそのキャリアにより供給された製品をテストするテス
ト・ステーショより成る。そのテストの結果はそのキャ
リアの識別情報と関連して記録されるので、その後その
キャリアが不合格品ステーションを通る時、それはその
特定のキャリアにより支持された製品が実際にそのテス
トをうまく通らなかった場合にそれが組立てライン・コ
ンベア16から取り除かれる。一方、その製品がテストを
通った場合、制御装置はキャリアがリフト17を介して第
１コンベア11へそしてそのコンベアによって梱包・出荷
領域18へ送られそこで再び荷を降ろしてこの工程を繰り
返す時のそのキャリアの軌跡を追う。次のステーション
のキャリア受取り領域又は待機場所が利用可能となるよ
うな時間まで製品用キャリアが排出されないことが好ま
しい。

部品用キャリアもそれらがそのシステムを通る時それ
の軌跡を追われる。部品用キャリアが特定のコンポーネ
ントを装荷される時、制御装置はそのキャリアにより支
持された部品の識別情報及び数量を関連づける。その結
果、キャリアがランダム貯蔵装置15に到達する時、貯蔵
場所のアレー13における適当な場所が識別されそしてそ
こにキャリアが貯蔵される。キャリアをその場所からそ
の特定の部品に対する待ち行列へ搬送してもよい。しか
し、この搬送は制御装置により追跡され、そしてその制
御装置はキャリア内のコンポーネントがいつなくなった
かを知らされる。その時点で、制御装置はキャリアが組
立てライン・コンベア16上に排出されるようにする。こ
れは、追加のコンポーネント部品を再装荷するためにキ
ャリアを適当なサブ・アセンブリ領域へ戻すのを可能に
する。オペレータにより動かされるキャリアに対して
は、再入ステーションが設けられる。このステーション
でキャリア識別情報が読取られ、再入がそのコンベア上
の他の物品に関して調整される。制御装置は任意のキャ
リアの識別情報と任意のコンポーネントとを関連づける
ことができるので、キャリアが特定のサブ・アセンブリ
領域に専用のものである必要がないことは明らかであ
る。

F.効果 本発明は、製品の組立てにおいて、その製品に関連す
る種々の物体の搬送が他の物体の搬送を妨げることなく
小さいスペースで行われることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動化された組立て装置における資源間の関係
及び種々の物品が搬送装置によってこれら資源へ及びこ
れら資源から搬送される態様を示す図、第２図及び第３
図はそれぞれ４つの及び２つの代表的な最終組立てライ
ンの部分的平面図であってこれら組立てラインのうち種
々のコンポーネントの関係を示す図、第４図は第３図に
おける矢印Ｖの方向から見た２つのラインの部分的透視
図、第５図は代表的な組立てステーションの平面図、第
６図は代表的な組立てラインの一部分の更に詳細な平面
図であって関連のコンポーネント相互間の関係を示す
図、第７図は第６図に示された組立てラインの正面図、
第８図及び第９図は本発明の自動化された装置において
物品を搬送するために使用される２つの異ったタイプの
キャリアの透視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミルトン・セドラツク アメリカ合衆国ノースカロライナ州シヤー ロツト、アツプル・クリーク・ドライブ 7119番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品の組立てを行うための複数の作業ステ
   ーション（14）と、 前記組立てを行うために使用する部品供給源（10）と、 完全に組立てられた製品を梱包・出荷する出荷ステーシ
   ョン（18）と、 複数の部品キャリア（40）と製品キャリア（41）と、 前記作業ステーションに隣接し、部品を保持する部品キ
   ャリアと空の製品キャリアのための貯蔵場所と、選択さ
   れた貯蔵場所にキャリアを転送する手段とを有するラン
   ダム貯蔵装置（15）と、 前記ランダム貯蔵装置の選択された場所から選択された
   作業ステーションへ部品を含む部品キャリアを搬送し、
   及び前記ランダム貯蔵装置の選択された場所から選択さ
   れた作業ステーションへ空の製品キャリアを搬送する転
   送手段（162）と、前記作業ステーション間で部分的に
   組立てられた製品を保持する製品キャリアを搬送する第
   １のライン・コンベア（16）と、を有する第１のコンベ
   ア・システムと、 前記部品供給源から前記ランダム貯蔵装置へ部品を含む
   部品キャリア、及び前記出荷ステーションから前記ラン
   ダム貯蔵装置へ空の製品キャリアを搬送するための第２
   のライン・コンベア（11）を有する第２のコンベア・シ
   ステムと、 前記第１及び第２のライン・コンベアの間に配置され
   た、前記作業ステーションから前記部品供給源へ空の部
   品キャリアを搬送し、前記作業ステーションから前記出
   荷ステーションへ完全に組立てられた製品を保持する製
   品キャリアを搬送する手段（17）と、 を有する自動組立て装置。