JPH0871872A - 自動組立システム - Google Patents

自動組立システム

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JPH0871872A
JPH0871872A JP6217536A JP21753694A JPH0871872A JP H0871872 A JPH0871872 A JP H0871872A JP 6217536 A JP6217536 A JP 6217536A JP 21753694 A JP21753694 A JP 21753694A JP H0871872 A JPH0871872 A JP H0871872A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の部品からなる製品を自動的に組立てるた
めの自動組立システムであって、動作信頼性が高く、経
済的で、フレキシビリティの高い自動組立システムを提
供する。 【構成】組立セル及び／又は検査セルを複数個配置した
セル群と、同一種類の部品又は同一種類の製品を複数個
載置収納したパレットと、パレットを複数個収納するバ
ッファと、バッファと各セルの間でパレットの受け渡し
を行なうパレット授受機構とから構成される自動組立シ
ステムにおいて、上記バッファは複数のセルにおいて共
用される共用バッファとして少なくとも１個設けられ、
かつ、上記共用バッファに少なくとも１個のパレット授
受機構を設け、共用バッファと該共用バッファを共用す
る各セル間とのパレットの受け渡しを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の部品からなる製品
を自動的に組み立てる自動組立システムに係り、特に工
程間移送に際してパレット移載回数が少なく、スペース
効率が良く、パレット内の部品数管理が不要で、パレッ
ト供給に伴なうサイクル時間の増加が少なく、混流生
産、生産変動に対しフレキシビリティのある自動組立シ
ステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１台の組立ロボットと複数種類のハンド
及びツールを備え、組立ロボットがハンド及びツールを
交換して複数種類の部品を組立てる組立セルへ部品を供
給する装置が、特開昭６４−４０２３１号公報にて提案
されている。この構成を以下に述べる。部品毎に複数の
部品を収納したパレットを、ストッカ内に複数枚収納し
ておき、組立順序に従ってパレットをストッカから１枚
ずつ、組立ロボットがパレット上の部品を取り出せる位
置まで引き出す。組立ロボットは該当するハンドもしく
はツールを装着し、パレット上の部品を所要個数だけ取
り出して組立を実行する。組立後、該パレットは再びス
トッカへ戻され、組立サイクルにおいて次の供給要求が
来るまでストッカ内に収納されて待機する。これを所要
の部品種類について実行し、一連の組立サイクルを完了
する。組立サイクルを重ねるにつれてパレット上の部品
数が減少すると、バッファに一時的に貯蔵されている複
数のパレットから所望のものを分離してストッカに供給
する。空になったパレットは、ストッカから排出機構に
よって系外に排出される。新しいパレットのバッファへ
の供給及び空パレットの回収は、倉庫との間を往復する
搬送台車によって行なわれる。
【０００３】この方法は、例えば特開昭６３−２９５１
２８号公報に提案されている複数種類の部品を混在載置
したキットパレットを用いる方法と比べ、倉庫に貯蔵し
ておくときの荷姿と同一のパレットを用いる点で優れて
いる。一般に、部品は同一種類の部品を複数個載置収納
したパレットとして組立システムの倉庫に供給される。
キットパレット方式では複数種類の部品を、上記倉庫に
供給されるパレットからキットパレットへ移載し直す必
要があり、これは組立作業そのものと同等の作業であ
り、工数がかかるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６４−４０２３１号公報に記載された発明において
も下記の問題がある。
【０００５】第１に、一般に１つの組立セルだけでは生
産工程は完了せず、半製品の状態で次の組立セルに引き
渡す、或は完成品を機能検査工程へ引き渡すというよう
に次工程への移送が必要である。このときは半製品或は
完成品を収めたパレットを組立セルから取り出してスト
ッカに収納した後排出し、搬送し、次工程のバッファへ
収納貯蔵し、次工程のストッカへ移載した後次工程のセ
ルへ供給することになり、パレットの移載回数が多く、
移載時の衝撃による製品ダメージが多くなるとともに、
自動システムの場合信頼性低下の原因となるという問題
がある。
【０００６】第２に、部品パレットの倉庫からバッファ
への搬送と、空パレット及び完成品パレットの排出機構
から倉庫への搬送に搬送台車を使用するが、搬送台車は
工場内を平面移動するものであり、スペース効率が悪
い。特に組立工程の雰囲気をクリーンに保つ必要がある
場合、倉庫及び搬送台車の移動スペースを包含する広い
クリーンルームが必要となり、建屋設備費及び維持費が
高価になるという問題がある。
【０００７】第３に、パレットから部品を１個（もしく
は少数個）取り出して組立を遂行してゆくため、パレッ
トがいつ空になるかを検知するための残量管理が必要で
ある。そのため管理制御システムが複雑、高価になると
いう問題がある。
【０００８】第４に、パレットを１枚ずつ組立ロボット
に供給するため、１つの種類の部品を組付ける度にパレ
ットの出入りが生じ、組立サイクル全体の時間が長くな
るという問題がある。
【０００９】第５に、ハンド及びツールを異なる製品機
種に対応するものと取り換える手段が無い。そのため種
類の異なる製品を混流生産することができず、システム
としてのフレキシビリティに乏しいという問題がある。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とする所は、工程間移送に際してパレ
ット移載回数が少なく、スペース効率が良く、パレット
内の部品数管理が不要で、パレット供給に伴なうサイク
ル時間の増加が少なく、混流生産、生産変動に対しフレ
キシビリティのある自動組立システムを提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのため本発明では下記
の技術的手段を採用した。
【００１２】（１）複数の組立セル及び検査セルから成
る自動組立システムにおいて、そのうちの幾つかの複数
のセルにわたって共用の共用バッファを１つ又は複数個
設け、１つの共用バッファには少なくとも１つのパレッ
ト授受機構を設け、該パレット授受機構により、共用バ
ッファと該共用バッファを共用する各セル間とのパレッ
トの受け渡しを行なうこととした。
【００１３】（２）上記共用バッファは仕切りを少なく
とも垂直方向に多数個備えた棚とし、上記パレット授受
機構は棚前面に沿った垂直面内で移動可能なものとし、
共用バッファ棚の仕切りはパレットを収納するとともに
棚の前面から背面及びその逆方向にパレットが通過可能
な構造とし、該共用バッファ棚を複数個直線上に横並び
に配置して、共用バッファ棚群として大きな棚を構成す
るとともに、倉庫もパレットを収納する仕切りを垂直方
向及び水平方向に多数個備えた倉庫棚とし、倉庫棚を共
用バッファ棚群と平行にかつ組立セル、検査セルとは反
対側に配置し、倉庫棚と共用バッファの棚群の間に垂直
面内で移動可能な１つ又は複数のパレット授受機構を設
けることとした。
【００１４】（３）１枚の部品パレットには同一種類の
部品を複数個載置収納し、その部品数を製品をＮ個生産
するために必要な個数又は（製品をＮ個生産するのに必
要な部品個数）×（１／Ｍ）に相当（Ｍは整数）する個
数（整数）の部品を載置収納し、組立セルにはＮの倍数
の個数の組立台を設け、組立セルに一旦供給された部品
パレット上の部品は全て組立てに使用し、部品パレット
を必ず空にパレットにして戻すこととした。
【００１５】（４）パレット授受のためのパレット置き
台を、組立セル上でありかつパレット授受機構の可動領
域内でありかつ組立ロボットの可動領域内であるか又は
少なくとも組立セル上でありかつパレット授受機構の可
動領域内である領域に、複数個設けることとした。
【００１６】（５）１つの製品種類に対応する複数種類
のハンド及びツールを１枚又は複数枚のハンドパレット
に載置収納し、該ハンドパレットを部品パレットと同一
の共用バッファに収納し、同一のパレット授受機構によ
り共用バッファと組立セル間との受け渡しを行なうこと
とした。
【００１７】
【作用】上記の技術的手段による作用は以下の通りであ
る。
【００１８】（１）共用バッファとそれを共用する各セ
ルとの間で、直接、パレットを授受するようにしたた
め、あるセルで組立又は検査が終了した半製品又は完成
品を収めたパレットはそのセルから取り出されて共用バ
ッファへ収納され、次工程の他のセルから供給要求が来
たら共用バッファから取り出されてそのセルへ供給され
ることになり、次工程への移送に際してのパレット移載
回数が少なくて済む。また、セル同士の処理サイクルが
同期した場合には、あるセルから取り出したパレットを
共用バッファを経由せずそのまま他のセルへ供給するこ
とが可能であり、この場合は移送のためのパレット移載
回数は必要最小となる。したがって、動作信頼性が高
く、製品ダメージの少ないパレット移送が可能となる。
【００１９】（２）共用バッファ及び倉庫を垂直面内に
拡がりを持つ棚とし、パレット搬送機構を垂直面内で動
作させるようにしたことにより、床面積の少ない自動組
立システムを実現できる。更に、共用バッファは前面か
ら背面及びその逆方向へのパレットの通過を可能たらし
め、組立・検査セル群、共用バッファ群、倉庫の３つを
平行に配置したことにより、スペース効率の高い自動組
立システムを実現できる。
【００２０】（３）組立セルに供給された部品パレット
上の部品は、該組立セルにて全て消費され、必ず空パレ
ットとして戻されるため、パレット上の部品残量管理が
不要であり、管理制御システムが簡素になる。
【００２１】（４）組立セルには部品種類の異なるパレ
ットを複数個供給するため、ある種類の部品を組付ける
度にパレットの入れ換えを行なう必要がなく、組付けの
終了したある種類の部品の（空）パレットのバッファへ
の回収及び次の種類の部品パレットのバッファからセル
への供給は、他の種類の部品の組付けを行なっている間
に行なうことができるため、パレット入れ換えによる組
立サイクル時間の増加がない。
【００２２】（５）異なる製品機種に対応するハンド及
びツールも、部品或は半製品、完成品と同様にバッファ
からセルに対して供給し回収することができるため、何
ら特別の機構を追加することなく混流製品が可能なフレ
キシビリティの高い自動組立システムを実現することが
できる。
【００２３】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１から図１１を用
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る自動
組立システムの平面図、図２は同側面図である。図３は
図１に示す平面図の部分拡大図、図４は図２に示す側面
図の部分拡大図である。なお、各図に付された矢印Ｘ，
Ｙ，Ｚは、３次元ＸＹＺ空間を意味する。
【００２４】次に、図１と図２を用いて、実施例の全体
構成について説明する。図１と図２において、組立セル
１，２及び検査セル３は、Ｙ方向に直線状に配置されて
セル群をなしている。バッファ棚４はセル群と平行（Ｙ
方向）に配置された大きな棚であって、バッファ棚４の
うち、共用バッファ５の部分が組立セル１，２によって
共用され、共用バッファ６の部分が組立セル２と検査セ
ル３によって共用される。
【００２５】上記セル群とバッファ棚４の間には、これ
らに平行に（Ｙ方向）、走行レール７ａが敷設されてい
る。走行レール７ａ上には、スタッカクレーン８，９
が、図中Ｙ方向へ走行可能に係合されており、スタッカ
クレーン８が共用バッファ５の範囲を、スタッカクレー
ン９が共用バッファ６の範囲を走行する。バッファ棚４
と平行（Ｙ方向）であって、セル群とは反対側に倉庫棚
１０及び入出庫ステーション１１が配置されている。バ
ッファ棚４と倉庫棚１０の間には、これらに平行に（Ｙ
方向）、走行レール７ｂが敷設されている。敷設された
走行レール７ｂ上には、スタッカクレーン１２が図中Ｙ
方向へ走行可能に係合されており、スタッカクレーン１
２は倉庫棚１０及び入出庫ステーション１１の範囲を走
行する。
【００２６】次に、本実施例の詳細構成について図３と
図４を用いて説明する。先ず図２における組立セル１の
構成を述べる。組立セル１のハンド１７はハンドホルダ
１６に着脱可能に支承されており、ハンドホルダ１６は
Ｚ軸ユニット１５に固定されている。Ｚ軸ユニット１５
はハンドホルダ１６を図中Ｚ方向に移動させるものであ
る。Ｚ軸ユニット１５はＹ軸ユニット１４に固定されて
いる。Ｙ軸ユニット１４はＺ軸ユニット１５を図中Ｙ方
向に移動させるものである。Ｙ軸ユニット１４はＸ軸ユ
ニット１３に固定されている。Ｘ軸ユニット１３はＹ軸
ユニット１４を図中Ｘ方向に移動させるものであり、Ｘ
軸ユニット１３、Ｙ軸ユニット１４、Ｚ軸ユニット１５
により直交３自由度ロボットを構成している。組立セル
１のインデクステーブル１８の上には、８個の組立台１
９が固定されている。インデクステーブル１８は８分
割、割り出しを行なうものであり、組立台１９を回転さ
せ、位置決めを行なう。組立セル１の台上には、パレッ
ト置き台２０が３個設けられており（作図上、図４に１
個だけ示す）、各パレット置き台２０の上には、部品パ
レット２１、２２及びハンドパレット２３が置かれてい
る。
【００２７】次に、スタッカクレーン８の構成を述べ
る。レール７ａ上には、スタッカクレーン８の走行ユニ
ット２４が係合されている。走行ユニット２４は、スタ
ッカクレーン８全体を図中Ｙ方向に走行させるものであ
る。走行ユニット２４上に、昇降レール２５が固定され
ており、昇降レール２５には、昇降ユニット２６が係合
されている。昇降ユニット２６には水平動ユニット２７
が固定されており、水平動ユニット２７上にフォーク２
８が固定されている。フォーク２８は水平動ユニット２
７により、図中Ｘ方向に移動される。水平動ユニット２
７及び昇降ユニット２６は、昇降ユニット２６により、
図中Ｚ方向に、昇降レール２５に沿って移動する。
【００２８】スタッカクレーン９及び１２は、上記スタ
ッカクレーン８と同一構造を有している。
【００２９】次に、バッファ棚４の構造について説明す
る。バッファ棚４は、Ｙ方向に点線で示すように複数個
に分割され（図３参照）、さらに前記分割された各１個
には図４に点線で示すように仕切り２９がＺ方向に複数
個設けられている。仕切り２９は、部品パレット２１、
２２及びハンドパレット２３を載置可能であり、かつス
タッカクレーン８又は９と、スタッカクレーン１２のい
ずれの方向へもパレットを取り出し可能な構造を有して
いる。仕切り２９の構造については、図７から図１１に
より後述する。
【００３０】倉庫棚１０は、バッファ棚４と同様に、Ｙ
方向に点線で示すように複数個に分割され（図３参
照）、さらに前記分割された各１個には図４に点線で示
すように仕切り３０がＺ方向に複数個設けられている。
本実施例においては、仕切り３０の構造は仕切り２９と
同一のものである。
【００３１】入出庫ステーション１１は、本実施例では
Ｙ方向に分割されておらず（図３参照）、図４に示すよ
うに、仕切り２９と同一構造の仕切り３１がＺ方向に１
個だけ設けられている。
【００３２】次に、図５と図６を用いて、検査セル３の
構成について説明する。図５は図１に示す検査セル３の
部分拡大図（平面図）、図６は図２に示す検査セル３の
部分拡大図（側面図）である。なお、各図に付された矢
印Ｘ，Ｙ，Ｚは、３次元ＸＹＺ空間を意味する。
【００３３】検査セル３内の検査機３２にはホルダ３３
が設けられており、ここに検査すべき製品の完成品また
は半製品が１個ずつ装着される。パレット置き台２０
は、２個設けられており、その上に部品パレット２２
（部品パレット２１でも良い）が置かれている。他の構
成は組立セル１と同一である。
【００３４】次に、上記の構成を有する実施例の動作に
ついて説明する。先ず、図３と図４により組立セル１の
動作を説明する。組立セル１は、製品（完成品）又は半
製品を８個単位で生産するものである。ここに供給され
る部品パレット２１，２２には、そのための部品が、８
の整数倍の個数又は（８の整数倍の個数）×（１／Ｍ）
の個数（ただし、Ｍと前記個数は共に整数）だけ載置収
納されている。この実施例では、部品が部品パレット２
２上に８個載置されており、この部品は製品１個につき
１個使用されるものとする。また、部品パレット２１に
は部品が１６個載置されており、この部品は製品１個に
つき２個使用されるものとする。なお、一般的には、パ
レットに載置収納される部品の個数は、製品をＮ個生産
するのに必要な個数又は（製品をＮ個生産するのに必要
な部品個数）×（１／Ｍ）に相当（Ｍは整数）する個数
（ただし、整数）である。これにより、パレットに部品
は載置収納される部品は、全て組立セルで使用され、空
のパレットがバッファ棚４に返却されることになる。
【００３５】ハンド１７は部品パレット２２上の部品を
１個把持して、８個の組立台１９のうち、Ｘ軸ユニット
１３、Ｙ軸ユニット１４、Ｚ軸ユニット１５により構成
される直交ロボットの可動範囲内の所定の場所にある組
立台１９へ移載する。次に、インデクステーブル１８を
割り出し駆動させ、別の組立台１９を所定位置に持って
きた後、部品パレット２２上の別の部品をこの組立台１
９へ移載する。これ動作を合計８回繰り返すことによ
り、部品パレット２２上の部品の組付けが終了する。こ
の時点で、部品パレット２２は空パレットとなる。次
に、部品パレット２１上の部品を組付けるが、このとき
ハンド１７がこの部品に対応できない場合には、先ずハ
ンド１７をハンドホルダ１６から切り離してハンドパレ
ット２３上の所定の位置へ戻し、ハンドパレット２３上
の他のハンド（図示せず）をハンドホルダ１６に装着す
る。部品パレット２１上の部品は１個の組立台１９上に
２個ずつ移載する。すなわち、移載が１６回、インデク
スが８回で、組付けを終了する。次の種類の部品を組付
ける必要がある場合には、上記部品パレット２１上の部
品を組付けている間に、空になった部品パレット２２を
スタッカクレーン８により回収してバッファ棚４に収納
し、次の種類の部品パレットをスタッカクレーン８によ
りパレット置き台２０の上に供給しておく。このように
部品パレット２１，２２を搭載する２個の置き台２０上
に交互に部品パレット２１又は２２を供給することによ
り、ハンドパレット２３に載置した複数のハンド（図示
せず）が対応できる種類の部品の組付けを、この組立セ
ル１で行なうことができる。
【００３６】組立セル２は、組立セル１と全く同一であ
るか又はハンド１７及びハンドパレット２３上のハンド
が異なる。同一工程の能力を２倍にする場合には同一構
造であり、工程分割する場合には一般に異なる構造とな
る。本実施例においては、組立セル１にて工程途中の半
製品を組立てて、それを組立セル２に渡し、組立セル２
で他の部品を追加、組付けて製品（完成品）とするもの
とする。
【００３７】次に、図５と図６により検査セル３の動作
を説明する。検査セル３は、組立セル２で組立てた完成
品を検査するものとする。部品パレット２２上には、完
成品が８個載置されており、ハンド１７により１個ずつ
把持され、ホルダ３３の上に移載される。この完成品は
検査機３２により検査された後、ホルダ３３から取り出
され、部品パレット２２の元の場所に戻される。これを
合計８回繰り返して部品パレット２２上の完成品８個の
検査を終了する。検査セル３上の他のもう１個の部品パ
レット２２上の完成品を検査している間に、検査済パレ
ット２２をスタッカクレーン９により回収して、バッフ
ァ棚４に収納した後、次の部品パレット２２を供給す
る。
【００３８】次に、図７から図１１を用いて、パレット
受け渡し動作について説明する。先ず、図７に示すよう
に、スタッカクレーン８が、走行ユニット２４（図示せ
ず）により図中Ｙ方向に、昇降ユニット２６により図中
Ｚ方向にフォーク２８を移動させて、バッファ棚４の所
定の仕切り２９に位置決めを行なう。このときフォーク
２８は、水平移動ユニット２７に対して基準位置にあ
る。仕切り２９は、側壁３５及び側壁３５に付けられた
一対のひさし３６により区切られた空間であり、ひさし
３６上に部品パレット２１が置かれている。１対のひさ
し３６のＹ方向の間隔は、フォーク２８のＹ方向の幅よ
りも広い。
【００３９】次に、図８に示すように、フォーク２８を
水平移動ユニット２７によりＸ方向に移動させ、部品パ
レット２１の下方に送り込む。
【００４０】次に、図９に示すように、昇降ユニット２
６によりフォーク２８をＺ方向に上昇させて部品パレッ
ト２１をフォーク２８上に載置した後、水平移動ユニッ
ト２７によりフォーク２８をＸ方向に移動させて基準位
置に戻す。
【００４１】次に、図１０に示すように、走行ユニット
２４（図示せず）によりＹ方向、昇降ユニット２６によ
りＺ方向に移動させて、組立セル又は検査セル上のパレ
ット置き台２０の上方に位置決めした後、水平移動ユニ
ット２７によりフォーク２８をＸ方向に移動させ、部品
パレット２１をパレット置き台２０の上空に移動させ
る。パレット置き台２０は、図１０に示すように、２つ
の仕切り３７により構成されており、２つの仕切り３７
のＹ方向の間隔は、フォーク２８のＹ方向の幅よりも広
い。
【００４２】次に、図１１に示すように、昇降ユニット
２６によりフォーク２８をＺ方向に下降させ、部品パレ
ット２１をパレット置き台２０の上に載置し、その後フ
ォーク２８を水平移動ユニット２７によりＸ方向へ移動
させて基準位置に戻す。
【００４３】上記の動作は、部品パレット２１をバッフ
ァ棚４からパレット置き台２０へ供給移載するときの動
作フローであるが、他のパレット（例えば部品パレット
２２、ハンドパレット２３など）についても同様であ
る。また、パレット置き台からバッファ棚４へパレット
（例えば空パレット、完成品を入れた部品パレットな
ど）を回収移載するときは、上記と全く逆手順の動作フ
ローで、受け渡し動作を行なう。
【００４４】また、仕切り２９は、スタッカクレーン８
の反対側すなわちスタッカクレーン１２側にも空間とし
て開いており、仕切り２９上のパレットは、スタッカク
レーン１２からも取り出し及び収納可能である。バッフ
ァ棚４と倉庫棚１０とのパレットの受け渡しはスタッカ
クレーン１２により行なわれ、その動作フローは、前記
スタッカクレーン８によるバッファ棚４とパレット置き
台２０との受け渡し動作フローと同様である。また、倉
庫棚１０と入出庫ステーション１１とのパレットの受け
渡しはスタッカクレーン１２により行なわれ、その動作
フローも同様である。
【００４５】次に、図１を用いて、組立、検査動作に伴
なうパレットの動きについて説明する。ここで、バッフ
ァ棚４の全ての仕切り２９の状態及び倉庫棚１０の全て
の仕切り３０の状態は管理制御システム（図示せず）に
より管理されるものとする。すなわち空き状態かパレッ
トを収納しているか否か、パレットを収納している場合
にはその部品種類、半製品、完成品の区別及びハンドパ
レットの種類、及び空パレットか否か、を各仕切り２９
及び３０にＹ方向、Ｚ方向を組み合わせた番地を付け
て、各番地の状態を、パレットの授受が１回行なわれる
毎に更新していく。
【００４６】先ず、組立セル１にて組付け動作を行なっ
て空パレットとなった部品パレット２１又は２２は、ス
タッカクレーン８により回収され、バッファ棚４の共用
バッファ５の空の仕切り２９に収納される。空き仕切り
２９が複数個ある場合には、ある基準により１つの空き
仕切り２９が選択される。選択基準としては、最も若い
番地を選ぶ、スタッカクレーン８の移動距離が最も短い
ものを選ぶ、等がある。空パレットが収納された仕切り
２９の番地には、空パレットが登録される。
【００４７】組立セル１が次の種類の部品を要求する場
合には、その部品が収納された仕切り２９のうち選択基
準に合致した番地の仕切り２９から該当パレットがスタ
ッカクレーン８により取り出され、供給される。パレッ
トを取り出した番地の仕切り２９は、空き仕切りとして
更新、登録される。
【００４８】組立セル１において組立が終了し、例えば
単位個数（８個）の半製品ができると、８個用の部品パ
レット２２に搭載され、組立セル１から排出要求が出さ
れる。これは空パレットの場合と同じく、スタッカクレ
ーン８により回収され、共用バッファ５の空き仕切りの
うち選択基準に合致した空き仕切り２９に収納され、こ
の番地は半製品パレットとして登録される。
【００４９】次に組立セル２から、半製品の供給要求が
きた場合には、他の部品と同様に、共用バッファ５の半
製品が収納された仕切りのうち選択基準に合致した番地
の仕切り２９から該当のパレットが取り出され、供給さ
れる。この場合、共用バッファ５のうち共用バッファ６
との共通範囲ではない部分の仕切り２９についてはスタ
ッカクレーン８により、共用バッファ６との共通範囲の
部分についてはスタッカクレーン８または９のうちいず
れかにより、パレット供給が行なわれる。後者の場合の
スタッカクレーンの選択基準としては、例えばアクセス
時間が短い方を優先する等の選択基準があり、稼動中で
はない方を用いることにする。該当パレットが取り出さ
れた番地の仕切り２９は、空き仕切りとして登録され
る。
【００５０】組立セル２から半製品の供給要求がきて、
共用バッファ５にパレットを取りに行く前に、組立セル
１から半製品の排出、回収要求がきた場合には、スタッ
カクレーン８により、組立セル１から半製品パレットを
回収し、そのまま組立セル２へ供給する。この場合には
仕切りの状態更新は行なわれない。
【００５１】組立セル２にて組立てが終了し、単位個数
の製品（完成品）ができると、組立てセル１における半
製品と同様に、共用バッファ６に一旦収納されるかまた
は共用バッファ６を経由しないで直接、検査セル３へ供
給される。
【００５２】検査セル３にて検査が終了し、単位個数に
まとめられた完成品は、共用バッファ６に回収、収納さ
れ、該当番地が検査済完成品として登録される。
【００５３】次に、バッファ棚４及び倉庫棚１０及び入
出庫ステーション１１間におけるパレットの動きを説明
する。バッファ棚４に収納されている空パレット及び検
査済完成品パレットは、スタッカクレーン１２により回
収され、倉庫棚１０の空き仕切り３０に収納され、該当
品名が登録される。空パレットあるいは検査済完成品の
出庫要求がなされると、スタッカクレーン１２により、
倉庫棚１０から取り出され、入出庫ステーション１１に
移載され、出庫される。出庫要求がきたときに、倉庫棚
１０に該当品がなく、バッファ棚４にはある場合には、
スタッカクレーン１２により、バッファ棚４から取り出
され、倉庫棚１０を経由することなく、入出庫ステーシ
ョン１１に移載される。
【００５４】新規部品の入庫要求がなされた場合は、ス
タッカクレーン１２により、入出庫ステーション１１か
ら倉庫棚１０の空き仕切り３０へ移載、収納され、該当
品名が登録される。入庫要求がきたときに、倉庫棚１０
に空き仕切り３０がない場合には倉庫棚１０を経由せ
ず、スタッカクレーン１２により、組立てセル１の部品
は共用バッファ５に、組立てセル２の部品は共用バッフ
ァ５又は６に収納される。
【００５５】次に機種切換え動作について説明する。一
般に製品機種を切り換えるときは、ハンド群をそれに対
応するものに切り換える必要がある。このときは組立セ
ル１，２において使用しているハンドを全てハンドパレ
ット２３上に戻し、これをスタッカクレーン８又は９に
より、バッファ棚４の空き仕切り２９へ回収、収納す
る。次の製品機種に対応するハンド群を載置したハンド
パレット２３がバッファ棚４にある場合には、上記回収
に引き続き、スタッカクレーン８又は９により、バッフ
ァ棚４から組立てセル１及び２へ移載、供給する。該当
するハンドパレット２３がバッファ棚４にない場合に
は、スタッカクレーン１２により、倉庫棚１０からバッ
ファ棚４の空き仕切り２９へ移載した後、スタッカクレ
ーン８又は９により、組立セル１及び２へ供給する。該
当するハンドパレットが倉庫棚１０にもない場合には、
スタッカクレーン１２により、入出庫ステーション１１
からバッファ棚４へ移載した後、上記供給を行なう。
【００５６】上記第１の実施例において説明したよう
に、第１の実施例によれば、工程間移送に際してパレッ
ト移載回数が少なく、スペース効率が良く、パレット内
の部品数管理が不要で、パレット供給に伴なうサイクル
時間の増加が少なく、機種切換に対してフレキシビリテ
ィのある自動組立システムを構築することができる。
【００５７】なお、上記第１の実施例によれば、部品パ
レット２１，２２及びハンドパレット２３は、スタッカ
クレーン８，９により、組立セル１，２及び検査セル３
内に設けられた直交ロボット（Ｘ軸ユニット１３、Ｙ軸
ユニット１４、Ｚ軸ユニット１５により構成される）の
可動範囲内に位置するパレット置台２０上に置かれるよ
うにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
スタッカクレーンが部品パレット２１，２２及びハンド
パレット２３を上記直交ロボットの可動範囲外に置き、
組立セル１，２内や検査セル３内に部品パレット２１，
２２及びハンドパレット２３を直交ロボットの可動範囲
内に移動する機構を設けるように構成しても良い。
【００５８】また、上記第１の実施例において、組立セ
ル（１，２）の数、検査セル（３）の数、スタッカクレ
ーン（８，９，１２）の数は任意で良い。
【００５９】さらに、バッファ棚４の代わりに倉庫棚を
設けることにより、前記共用バッファとして倉庫棚を用
いることも可能である。
【００６０】次に、図１２と図１３により本発明の第２
の実施例について説明する。図１２は第２の実施例に係
る自動組立システムの平面図、図１３は同側面図であ
る。
【００６１】図１２に示す自動組立システムは、図１の
自動組立システムを囲い４０により囲って１つの部屋に
入れたものである。入出庫ステーション１１の仕切り３
１には、パレット入出庫の際開閉する扉４１が設けてあ
る。組立セル１，２及び検査セル３の天井部には、清浄
空気の下降流（ダウンフロー）を発生する空気清浄ユニ
ット４２が取り付けてある。床は空気流が通過可能なグ
レーチング４３であり、グレーチング４３は柱４４によ
り、床面４５上に支承されている。グレーチング４３を
通過した空気流は、グレーチング４３の下方、側方に設
けた排気システム（図示せず）によりグレーチング４３
と床面４５との間で、水平方向へ流れる空気流となり、
自動組立システムの系外へ排気される。
【００６２】上記のように構成したことにより、各セル
の組立及び検査を行なう領域の雰囲気を清浄に保つこと
ができる。また空気清浄ユニット４２から出た空気流
は、各セルのバッファ棚４との反対側には囲い４０の側
壁面のために流れ得ないが、バッファ棚４側へは流れ、
バッファ棚４の各仕切り２９の両側が開口していること
から、バッファ棚４を通過して倉庫棚１０に達する。こ
の場合、清浄度はセルから倉庫棚１０に向かって漸近的
に悪くなるが、セルの天井部に設けた空気清浄ユニット
４２だけで、囲い４０に囲われた部屋全体をクリーンル
ームとすることができるため、クリーン雰囲気が必要な
自動組立システムをきわめて低価格で実現できる。
【００６３】次に、本発明の第３の実施例について図１
４と図１５を用いて説明する。図１４は第３の実施例に
係る自動組立システムの平面図、図１５は同側面図であ
る。第３の実施例は、空気清浄ユニット４２をバッファ
棚４及び倉庫棚１０の天井部にも設けたものである。
【００６４】この場合は、囲い４０に囲われた部屋全体
にわたって均一な清浄度のクリーンルームとすることが
できる。この場合でも自動組立システムの床面積が少な
くスペース効率がよいため、クリーンルームにかかる設
備費及び維持費は少なくて済む。
【００６５】さらに、第４の実施例につき図１６と図１
７を用いて説明する。図１６は、第４の実施例に係る標
準組立セルの平面図、図１７は標準組立セルを組み合わ
せて構成された自動組立システムの平面図である。図１
６に示すように、組立セル１に、所定長さのレール５１
と所定容量の棚５２を組み合わせて、標準組立セル５０
を構成する。検査セル３についても同様に標準検査セル
を構成する（図示せず）。この標準組立セル５０のレー
ル５１同士が連結するように横並び配置すると、図１７
に示すように、レール５１の連結によりスタッカクレー
ン８用の走行レール７を、棚５２の連結によりバッファ
棚４を構成することができる。
【００６６】上記のように構成することにより、生産量
の増減に対して標準セルの台数を増減することで対応す
ることができ、生産変動に対するフレキシビリティのあ
る自動組立システムとすることができる。
【００６７】さらに、第５の実施例につき図１８から図
２０を用いて説明する。
【００６８】図１８は第５の実施例に係るレールモジュ
ールの斜視図、図１９は第５の実施例に係る棚モジュー
ルの斜視図、図２０はレールモジュール及び棚モジュー
ルを用いた自動組立システムの平面図である。
【００６９】図１８に示す所定の長さのレールモジュー
ル５３と図１９に示す所定容量の棚モジュール５４とを
連結配置して、図２０に示すように、スタッカクレーン
８用の走行レール７及びスタッカクレーン１２用の走行
レール７と、バッファ棚４及び倉庫棚１０とを構成す
る。
【００７０】上記のように構成することにより、生産量
の増減に対してセル台数の増減で対応できるとともに、
工程間仕掛り量及び在庫量の増減に対してバッファ棚４
の容量及び棚１０の容量の増減で対応できるため、生産
変動に対するフレキシビリティのある自動組立システム
とすることができる。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、工程間移送に際してパ
レット移載回収が少なく、動作信頼性が高く、製品ダメ
ージの少ない自動組立システムを提供することができ
る。また、パレットを空にしてバッファ棚に戻すため、
パレット内の部品残量管理が不要のため管理制御システ
ムを簡素に構築でき、パレット供給に伴なう作業時間の
増加がないため生産性の高い自動組立システムとするこ
とができる。また、床面積が少なくスペース効率がよい
ために、クリーンな雰囲気が必要な自動組立システム
を、安価に実現できる。更に、ハンド群の交換により機
種の異なる製品の混流生産が可能であり、標準セル構造
もしくはモジュール構造にすることにより生産変動にも
対応可能なフレキシビリティの高い自動組立システムと
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る自動組立システム
の平面図。
【図２】本発明の第１の実施例に係る自動組立システム
の側面図。
【図３】図１に示す自動組立システムの平面図の部分拡
大図。
【図４】図２に示す自動組立システムの側面図の部分拡
大図。
【図５】図１に示す検査セルの部分拡大図（平面図）。
【図６】図２に示す検査セルの部分拡大図（側面図）
【図７】図３から図６に示すパレットの受け渡し動作の
概要を示す説明図。
【図８】図３から図６に示すパレットの受け渡し動作の
概要を示す説明図。
【図９】図３から図６に示すパレットの受け渡し動作の
概要を示す説明図。
【図１０】図３から図６に示すパレットの受け渡し動作
の概要を示す説明図。
【図１１】図３から図６に示すパレットの受け渡し動作
の概要を示す説明図。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る自動組立システ
ムの平面図。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る自動組立システ
ムの側面図。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る自動組立システ
ムの平面図。
【図１５】本発明の第３の実施例に係る自動組立システ
ムの側面図。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る標準組立セルの
平面図。
【図１７】本発明の第４の実施例を示し、図１６に示す
標準組立セルを組み合わせて構成された自動組立システ
ムの平面図。
【図１８】本発明の第５の実施例に係るレールモジュー
ルの斜視図。
【図１９】本発明の第５の実施例に係る棚モジュールの
斜視図。
【図２０】本発明の第５の実施例を示し、図１８に示す
レールモジュールと図１９に示す棚モジュールを用いた
自動組立システムの平面図。
【符号の説明】
１，２…組立セル、３…検査セル、４…バッファ棚、
５，６…共用バッファ、７ａ，７ｂ…走行レール、８，
９，１２…スタッカクレーン、１０…倉庫棚、１１…入
出庫ステーション、１３…Ｘ軸ユニット、１４…Ｙ軸ユ
ニット、１５…Ｚ軸ユニット、１６…ハンドホルダ、１
７…ハンド、１８…インデクステーブル、１９…組立
台、２０…パレット置き台、２１，２２…部品パレッ
ト、２３…ハンドパレット、２４…走行ユニット、２５
…昇降レール、２６…昇降ユニット、２７…水平動ユニ
ット、２８…フォーク、２９，３０，３１…仕切り、３
２…検査機、３３…ホルダ、３５…側壁、３６，３７…
ひさし、４０…囲い、４１…扉、４２…空気清浄ユニッ
ト、４３…グレーチング、４４…柱、４５…床面、５０
…標準組立セル、５１…レール、５２…棚、５３…レー
ルモジュール、５４…棚モジュール。
フロントページの続き (72)発明者 良知 幹雄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 山岡 啓介 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 坂田 智昭 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数種類の部品を組立てる組立セル及び
    ／又は組立てられた製品を検査する検査セルを複数個配
    置したセル群と、 同一種類の部品又は同一種類の製品を複数個載置収納し
    たパレットと、 パレットを複数個収納するバッファと、 バッファと各セルの間でパレットの受け渡しを行なうパ
    レット授受機構とから構成される自動組立システムにお
    いて、 上記バッファは複数のセルにおいて共用される共用バッ
    ファとして少なくとも１個設けられ、 かつ、上記共用バッファに少なくとも１個のパレット授
    受機構を設けたことを特徴とする自動組立システム。
  2. 【請求項２】 複数種類の部品を組立てる組立セル及び
    ／又は組立てられた製品を検査する検査セルとを複数個
    配置したセル群と、 同一種類の部品又は同一種類の製品を複数個載置収納し
    たパレットと、 パレットを複数個収納するバッファ及び倉庫と、 バッファと各セルの間でパレットの受け渡しを行なう第
    １のパレット授受機構と、 バッファと倉庫の間でパレットの受け渡しを行なう第２
    のパレット授受機構とから構成される自動組立システム
    において、 上記バッファは、上記第１のパレット授受機構によるバ
    ッファ前面からのパレットの収納／取出し及び第２のパ
    レット授受機構によるバッファ背面からのパレットの収
    納／取出しが可能に形成され、かつ複数パレットの収納
    ／取出しを可能にする仕切りを少なくとも上下方向に複
    数個備えたバッファ棚として形成され、 上記第１のパレット授受機構は、上記バッファ棚前面に
    平行な面上で移動可能であり、バッファ棚前面側に配置
    された各セルとバッファ棚との間でパレットの授受を行
    なうように形成され、 上記倉庫は、複数パレットを収納可能にする仕切りを少
    なくとも上下方向に複数個備え、かつバッファ棚の背面
    側にバッファ棚と平行に配置された倉庫棚として形成さ
    れ、 上記第２のパレット授受機構はバッファ棚と倉庫棚との
    間に配置され、バッファ棚背面及び倉庫棚前面に平行な
    面上で移動可能であり、バッファ棚と倉庫棚との間でパ
    レットの授受を行なうように形成されていることを特徴
    とする自動組立システム。
  3. 【請求項３】 前記セル群とバッファ棚と倉庫棚と第１
    のパレット授受機構と第２のパレット授受機構とを１つ
    の部屋で囲み、前記セル群の天井部に清浄空気を下方へ
    吹き出す空気清浄ユニットを設け、セル群から前記バッ
    ファ棚側に向かって空気流が通過可能であり、バッファ
    棚と反対側へは空気流が通過できない構造にしたことを
    特徴とする請求項２記載の自動組立システム。
  4. 【請求項４】 前記各セルは、所定容量のバッファ棚、
    及び第１のパレット授受機構をバッファ棚に平行に走行
    させる所定長さの走行レールを備え、 隣接するセル間で上記走行レールとバッファ棚を互いに
    連結することにより前記セル群を形成し、前記第１のパ
    レット授受機構が走行レース上を水平移動すると共にバ
    ッファ棚前面に沿って垂直移動可能に形成されているこ
    とを特徴とする請求項２記載の自動組立システム。
  5. 【請求項５】 前記バッファ棚は、パレットを収納可能
    な仕切りを複数個有するパレット棚モジュールを複数個
    接続して構成され、 前記上記第１のパレット授受機構は、所定の長さの走行
    レールモジュールを複数個接続して形成された走行レー
    ル上を水平移動すると共に、パレット棚前面に沿って垂
    直移動可能に形成されていることを特徴とする請求項２
    記載の自動組立システム。
  6. 【請求項６】 複数種類の部品を組立てて製品を生産す
    る組立セルと、 同一種類の部品を複数個載置収納したパレットと、 パレットを複数個収納するバッファと、 バッファと組立セルとの間でパレットの受渡しを行なう
    パレット授受機構とから構成される自動組立システムに
    おいて、 上記パレットは、製品をＮ個生産するのに必要な個数又
    は（製品をＮ個生産するのに必要な部品個数）×（１／
    Ｍ）に相当（Ｍは整数）する個数（整数）の部品を載置
    収納し、 上記組立セルは、Ｎの倍数の個数の組立台を備えたこと
    を特徴とする自動組立システム。
  7. 【請求項７】 複数種類の部品を組立てる組立ロボット
    を有する組立セルと、 同一種類の部品及び製品を複数個載置収納したパレット
    と、 パレットを複数個収納するバッファと、 バッファとセルとの間でパレットの受け渡しを行なうパ
    レット授受機構とから構成される自動組立てシステムに
    おいて、 上記組立セルはパレット授受のためのパレット置き台を
    複数個備え、さらに上記パレット置き台は上記パレット
    授受機構の可動領域内でありかつ上記組立ロボットの可
    動領域内に設けられ、又は少なくとも上記パレット授受
    機構の可動領域内に設けられていることを特徴とする自
    動組立システム。
  8. 【請求項８】 １台の組立ロボットがハンド及びツール
    を交換して複数種類の部品を組立てる組立セルと、 同一種類の部品及び製品を複数個載置収納した部品パレ
    ットと、 複数種類のハンド及びツールを複数個載置収納したハン
    ドパレットと、 部品パレット及びハンドパレットを複数個収納するバッ
    ファと、 バッファと組立セルとの間で部品パレットとハンドパレ
    ットの受け渡しを行なうパレット授受機構とから構成さ
    れることを特徴とする自動組立システム。
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