JP4300402B2 - 積層成形品の生産システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層成形品の生産システムに関し、特に、異形状又は異材質の積層材料が積層されてインラインで積層成形品が形成される積層成形品の生産システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示すのは、異形状又は異材質の各積層材料が積層成形されて形成された積層成形品１であって、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが積層成形されて一体に形成されている。従来、このような積層成形品１をインラインで積層成形する場合、図９に示すように、積層材料２を生産するプレス成形機５と積層材料３を生産するプレス成形機６と積層材料４を生産するプレス成形機７とを積層工程に応じて配置し、各プレス成形機５〜７の各プレス金型のダイスとしての機能を兼備する積層ダイス８を順次各プレス成形機５〜７に搬送する生産システムが組まれていた。そして、まず、積層ダイス８をプレス成形機５の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機５を４ストロークさせて積層ダイス８に積層材料２を４ピース積層する。次に、積層材料２が４ピース積層された積層ダイス８をトランスファ装置等で搬送してプレス成形機６の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機６を２ストロークさせて積層ダイス８に積層材料３を２ピース積層する。
【０００３】
次に、積層材料２が４ピース及び積層材料３が２ピース積層された積層ダイス８をトランスファマシン等で搬送してプレス成形機７の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機７を４ストロークさせて積層ダイス８に積層材料４を４ピース積層する。これにより、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが一体で積層成形された積層成形品１が、インラインで形成される。この生産システムにおいては、例えば、各プレス成形機５〜７のプレス速度（ｓｐｍ）が等しい場合、積層ダイス８を搬送する時間の間隔（以下、積層ダイス８のリードタイムと称す）を、最も積層枚数が多い積層材料２，４の積層工程、即ち最も工数が多い積層工程に合わせる必要がある。従って、生産性を向上させるのが困難であった。そして、従来から、異種ワークを１つの生産ラインで効率よく生産するための生産システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、従来の生産システムでは、いずれの場合も部品（積層ダイス８）のリードタイムが、最も工数が多い工程に応じて決定されるので、生産性を向上させるのに限界があった。
【特許文献１】
特開平８−２５２７４８号公報（段落番号００１５〜００３６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異形状又は異材質の積層材料が積層成形されてインラインで積層成形品が形成される生産システムにおいて、生産性を最大限に向上させることが可能な積層成形品の生産システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、異形状又は異材質の各積層材料が積層ライン上を移動する積層ダイスに順次積層されてインラインで積層成形品が形成される生産システムであって、積層ライン上に、各積層材料を積層する各積層工程の積層ダイスへの総積層時間に応じた個数の積層ダイスが積層ライン方向へ所定間隔で配置されるバッファゾーンが設けられ、各積層材料を積層する各積層工程のうち積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間に応じて複数の工程に分業され、分業された各工程で形成される各積層材料が、バッファゾーンに配置される各積層ダイスに積層されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程の各総積層時間をＴｎとし、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間をＴｍとすると、各積層材料を積層する各積層工程のうち積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、少なくとも、Ｔｎ／Ｔｍ（小数点以下繰り上げ）の工程に分業されることを特徴とする。
【０００８】
従って、請求項１に記載の発明では、積層ラインにおける積層ダイスのリードタイムを総積層時間を最短の積層工程に合わせて決定することが可能となる。
請求項２に記載の発明では、積層ライン上に、積層ライン方向にＴｎ／Ｔｍ個の積層ダイスが所定間隔で配置される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示すように、本実施の形態は、異形状又は異材質の各積層材料２〜４が積層ライン９上を移動する積層ダイス８に順次積層されてインラインで積層成形品１が形成される生産システムであって、上記積層ライン９上に、各積層材料２〜４を積層する各積層工程Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の積層ダイス８への総積層時間に応じた個数の積層ダイス８が積層ライン方向（図１における上下方向）へ所定間隔で配置されるバッファゾーン１０が設けられている。また、本生産システムは、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３が、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間Ｔ２に応じて複数の工程（本実施の形態では２工程）に分業されている。さらに、本生産システムは、積層工程Ｐ１の分業された各工程Ｐ11，Ｐ12、及び積層工程Ｐ３の分業された各工程Ｐ31，Ｐ32で形成される各積層材料２及び４が、上記バッファゾーン１０に配置される各積層ダイス８に積層される。
【００１０】
そして、本生産システムは、積層ダイス８が積層ライン９上を分業された積層工程の各工程を含む各積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32に順次搬送され、搬送された各積層工程Ｐ11〜Ｐ32で所定個数の各積層材料２〜４が積層される。これにより、本生産システムは、積層ダイス８を次工程へ搬送する時間の間隔（以下、積層ダイス８のリードタイムと称す）が、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２に応じて決定され、積層成形品１の生産性が最大限に向上される構造になっている。図２に、本生産システムで生産される積層成形品１（製品）を示す。該積層成形品１は、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが積層成形されて一体に形成されている。各積層材料２〜４はプレス成形（打ち抜き）して形成され、図３に示すように、積層材料２，４が略Ｅ字状に形成されると共に積層材料３が同時に（プレス成形機の１ストロークで）打ち抜かれる略コの字状の一対の部材で構成されている。そして、各積層材料２〜４は、同一の積層ダイス８に順次積層される過程で、隣接する積層材料２〜４が順次かしめられて一体に積層成形される構造になっている。
【００１１】
また、上記積層成形品１は、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３において、一積層材料２〜４が積層ダイス８に積層されてから次の積層材料２〜４が積層されるまでの時間（生産スピード）、即ち後述するプレス成形機１２〜１６のサイクルタイム（ラムが１ストロークするのに要する時間）が同一に設定されている。これにより、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層個数が最少（２ピース）の積層工程Ｐ２が、総積層時間が最短の積層工程となる。そして、積層工程Ｐ２における総積層時間Ｔ２を１とした場合、積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３における各総積層時間Ｔ１，Ｔ３は２となる。また、本生産システムは、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３が、各積層工程Ｐ１，Ｐ３の総積層時間をＴｎとし、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間をＴｍとすると、Ｔｎ／Ｔｍ工程に分業される。
【００１２】
従って、本生産システムは、積層工程Ｐ１がＴ１／Ｔ２＝２でＰ11，Ｐ12の２つの積層工程に分業され、各積層工程Ｐ11，Ｐ12では積層ライン９のバッファゾーン１０上に配置された各積層ダイス８に積層材料２が２ピースずつ積層される。また、本生産システムは、積層工程Ｐ３がＴ３／Ｔ２＝２でＰ31，Ｐ32の２つの積層工程に分業され、各積層工程Ｐ31，Ｐ32では積層ライン９のバッファゾーン１０上に配置された各積層ダイス８に積層材料２が２ピースずつ積層される構造になっている。図１に示すように、積層工程Ｐ11，Ｐ12は、コイル材１１から積層材料２を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ１，Ｌ２により構成されている。また、積層工程Ｐ２は、コイル材１１から積層材料３を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ３により構成されている。
【００１３】
さらに、積層工程Ｐ31，Ｐ32は、コイル材１１から積層材料４を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ４，Ｌ５により構成されている。各プレスラインＬ１〜Ｌ５は、ライン終端にプレス成形機１２〜１６が設置され、各プレス成形機１２〜１６は積層ライン９上に積層ライン方向に所定間隔で配設されている。そして、各プレス成形機１２〜１６は、プレス金型が衝合されて打ち抜かれた各積層材料２〜４が、各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層される構造になっている。そして、図３に示すように、各プレス成形機１２〜１６は、積層ダイス８に積層される積層材料２〜４をバックアップする支持部材１７を備えている。これにより本生産システムは、各積層材料２〜４の積層時に積層された積層材料２〜４を支持部材１７でバックアップして、積層と同時に隣接された積層材料２〜４が順次かしめられて積層成形される構造になっている。
【００１４】
また、本生産システムは、隣接するプレス成形機１２〜１６間にトランスファマシンが設置されている。該トランスファマシンは、積層ダイス８を各積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32に所定のリードタイムで順次搬送して各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めさせる。そして、本生産システムは、積層工程Ｐ11で積層材料２が２ピース、積層工程Ｐ12で積層材料２が２ピース、積層工程Ｐ２で積層材料３が２ピース、積層工程Ｐ31で積層材料４が２ピース、積層工程Ｐ32で積層材料４が２ピース積層されてかしめられる積層処理が行われる。本生産システムは、積層ダイス８がこれら積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32を順次経ることで積層成形品１が積層成形される構造になっている。そして、本生産システムでは、積層ダイス８を次工程へ搬送するリードタイムが、サイクルタイムが等しいプレス成形機１２〜１６が２ストークするのに要する時間、即ち各積層材料２〜４を積層する積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層ダイス８への総積層時間が最短の積層工程Ｐ２における総積層時間Ｔ２に応じて設定されている。
【００１５】
なお、本生産システムでは、積層ダイス８が、各プレス成形機１２〜１６で各積層材料２〜４を打ち抜く際のダイス型に兼用されている。また、最初の積層工程Ｐ11に搬送される積層ダイス８は、所定の待機位置に所要のダイス供給装置により順次供給される積層ダイス８がトランスファマシンにより順次搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる構造になっている。そして、最後の積層工程Ｐ32が完了後、積層ダイス８は、トランスファマシンにより所定の搬出位置に搬出される。
【００１６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、図４に示すように、待機位置に位置する積層ダイス８がトランスファマシンにより積層工程Ｐ11に搬送されて積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ１のプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ11ではプレス成形機１２が２ストロークされて当該プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層材料２が２ピース積層される。この時、積層される積層材料２を支持部材１７によりバックアップすることで、２ピースの積層材料２がかしめられて一体に積層成形される。なお、上記待機位置には、所定のタイミングで新規の積層ダイス８が供給される。次に、図５に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が所定のリードタイムで積層工程Ｐ11からＰ12に搬送され、プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ２のプレス成形機１３の正規位置に位置決めされる。これと同時に、積層工程Ｐ11にはトランスファマシンにより待機位置に位置する積層ダイス８が搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。
【００１７】
そして、図５に示すように、積層工程Ｐ12ではプレス成形機１３が２ストロークされて当該プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層材料２が２ピース積層される。これにより、積層工程Ｐ12の完了後、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には総計で４ピースの積層材料２が積層される。また、積層工程Ｐ12に並行して、上述した積層工程Ｐ11による所定の積層処理が行われる。次に、図６に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が所定のリードタイムで積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ３のプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送され、プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされる。さらに、トランスファマシンにより積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。
【００１８】
そして、積層工程Ｐ２ではプレス成形機１４が２ストロークされて当該プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料３が積層される。これにより、積層工程Ｐ２の完了後、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３とが積層される。また、積層工程Ｐ２に並行して、上述した積層工程Ｐ11及び積層工程Ｐ12による所定の積層処理が行われる。次に、図７に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ２から積層工程Ｐ31に所定のリードタイムで搬送され、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ４のプレス成形機１５の正規位置に位置決めされる。これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。
【００１９】
さらに、積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ31ではプレス成形機１５が２ストロークされて当該プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料４が積層される。これにより、積層工程Ｐ31の完了後、プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には、総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３と２ピースの積層材料４とが積層される。また、積層工程Ｐ31に並行して、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２による所定の積層処理が行われる。次に、図８に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ31から積層工程Ｐ32に所定のリードタイムで搬送され、プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ５のプレス成形機１６の正規位置に位置決めされる。
【００２０】
これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ２から積層工程Ｐ31に搬送され、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１５の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。さらに、積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ32ではプレス成形機１６が２ストロークされて当該プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料４が積層される。これにより、積層工程Ｐ32の完了後、プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には、総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３と４ピースの積層材料４とが積層される。また、積層工程Ｐ32に並行して、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31による所定の積層処理が行われる。
【００２１】
次に、積層工程32の完了後、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程32から所定のリードタイムで搬出され、プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が搬出位置に移送される。これと同時に、各積層ダイス８が、トランスファマシンにより次工程に搬送されて各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めされる。そして、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32による所定の積層処理が行われる。なお、Ｐ11と同様に積層工程Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32においても、積層時に積層ダイス８に積層される積層材料２〜４が支持部材によりバックアップされて順次かしめられて一体化されている。このように、本生産システムは、トランスファマシンにより、サイクルタイムが等しく設定された各プレス成形機１２〜１６の２ストロークに要する時間、即ち各積層材料２〜４を積層する積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層ダイス８への総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間Ｔ２に応じて設定されたリードタイムで、積層ダイス８が次工程へ順次搬送されて、上記積層ダイス８のリードタイムと同一のタクトタイムで積層成形品１を得ることができる。
【００２２】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
積層ライン９上に、各積層材料２〜４を積層する各積層工程Ｐ１〜Ｐ３における各総積層時間Ｔ１〜Ｔ３に応じて所定個数の積層ダイス８が積層ライン方向へ所定間隔で配置可能なバッファゾーン１０を設けておいて、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち、積層ダイス８への総積層時間が最短である積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１及びＰ３をそれぞれＴ１／Ｔ２工程及びＴ３／Ｔ２工程に分業し、積層工程Ｐ１が分業された積層工程Ｐ11，Ｐ12及び積層工程Ｐ３が分業された積層工程Ｐ31，Ｐ32による積層材料２及び４の積層を、バッファゾーン１０に配置された積層ダイス８に行うように構成した。従って、このような生産システムでは、積層ダイス８のリードタイムを当該積層ダイス８への総積層時間が最短である積層工程Ｐ２に応じて設定することができ、積層成形品１の生産性を最大限に向上させることが可能となる。
【００２３】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、積層工程Ｐ１を積層工程Ｐ11及び積層工程Ｐ12に分業し、各積層工程Ｐ11及びＰ12にプレス成形機１２及び１３を設置したが、１機のプレス成形機で積層ライン方向へ所定間隔で配置されたバッファゾーン１０の複数個の積層ダイス８に同時に積層材料２が積層できるようにして、トランスファマシンによりプレス成形機内の積層ダイス８の搬送が行えるように構成してもよい。この場合、積層ライン９上に設置されるプレス成形機の数が減少して設備コストを削減することができる。
本実施の形態では、トランスファマシンにより積層ダイス８を次工程へ搬送させたが、各工程間に設置されたロボットにより積層ダイス８を次工程へ搬送してもよい。
本実施の形態では、各積層材料２〜４はプレスラインＬ１〜Ｌ５により生産されるが、例えば、積層材料３が切削加工により生産される部品である場合、プレスラインＬ３を切削加工ラインに置き換えて生産システムを構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、異形状又は異材質の積層材料が積層成形されてインラインで積層成形品が形成される生産システムにおいて、生産性を最大限に向上させることが可能な積層成形品の生産システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態の生産システムの概略を示す説明図である。
【図２】 本実施の形態の生産システムにより生産される積層成形品の斜視図である。
【図３】 本実施の形態の生産システムの説明図で、各積層工程における積層ダイスに積層された積層材料の積層状態を示す図である。
【図４】 本実施の形態の生産システムの説明図で、積層ラインに最初に搬入された積層ダイスがバッファゾーン上の所定位置に位置決めされた状態を示す。なお、断面で示すのは、積層工程完了後、積層ダイスに積層された積層材料の積層状態を示す図である。
【図５】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図４に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図６】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図５に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図７】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図６に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図８】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図７に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図９】 従来の生産システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 積層成形品、２〜４ 積層材料、８ 積層ダイス、９ 積層ライン、１０ バッファゾーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層成形品の生産システムに関し、特に、異形状又は異材質の積層材料が積層されてインラインで積層成形品が形成される積層成形品の生産システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示すのは、異形状又は異材質の各積層材料が積層成形されて形成された積層成形品１であって、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが積層成形されて一体に形成されている。従来、このような積層成形品１をインラインで積層成形する場合、図９に示すように、積層材料２を生産するプレス成形機５と積層材料３を生産するプレス成形機６と積層材料４を生産するプレス成形機７とを積層工程に応じて配置し、各プレス成形機５〜７の各プレス金型のダイスとしての機能を兼備する積層ダイス８を順次各プレス成形機５〜７に搬送する生産システムが組まれていた。そして、まず、積層ダイス８をプレス成形機５の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機５を４ストロークさせて積層ダイス８に積層材料２を４ピース積層する。次に、積層材料２が４ピース積層された積層ダイス８をトランスファ装置等で搬送してプレス成形機６の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機６を２ストロークさせて積層ダイス８に積層材料３を２ピース積層する。
【０００３】
次に、積層材料２が４ピース及び積層材料３が２ピース積層された積層ダイス８をトランスファマシン等で搬送してプレス成形機７の正規位置に位置決めし、この状態でプレス成形機７を４ストロークさせて積層ダイス８に積層材料４を４ピース積層する。これにより、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが一体で積層成形された積層成形品１が、インラインで形成される。この生産システムにおいては、例えば、各プレス成形機５〜７のプレス速度（ｓｐｍ）が等しい場合、積層ダイス８を搬送する時間の間隔（以下、積層ダイス８のリードタイムと称す）を、最も積層枚数が多い積層材料２，４の積層工程、即ち最も工数が多い積層工程に合わせる必要がある。従って、生産性を向上させるのが困難であった。そして、従来から、異種ワークを１つの生産ラインで効率よく生産するための生産システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、従来の生産システムでは、いずれの場合も部品（積層ダイス８）のリードタイムが、最も工数が多い工程に応じて決定されるので、生産性を向上させるのに限界があった。
【特許文献１】
特開平８−２５２７４８号公報（段落番号００１５〜００３６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異形状又は異材質の積層材料が積層成形されてインラインで積層成形品が形成される生産システムにおいて、生産性を最大限に向上させることが可能な積層成形品の生産システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、異形状又は異材質の各積層材料が積層ライン上を移動する積層ダイスに順次積層されてインラインで積層成形品が形成される生産システムであって、積層ライン上に、各積層材料を積層する各積層工程の積層ダイスへの総積層時間に応じた個数の積層ダイスが積層ライン方向へ所定間隔で配置されるバッファゾーンが設けられ、各積層材料を積層する各積層工程のうち積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間に応じて複数の工程に分業され、分業された各工程で形成される各積層材料が、バッファゾーンに配置される各積層ダイスに積層されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程の各総積層時間をＴｎとし、積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間をＴｍとすると、各積層材料を積層する各積層工程のうち積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、少なくとも、Ｔｎ／Ｔｍ（小数点以下繰り上げ）の工程に分業されることを特徴とする。
【０００８】
従って、請求項１に記載の発明では、積層ラインにおける積層ダイスのリードタイムを総積層時間を最短の積層工程に合わせて決定することが可能となる。
請求項２に記載の発明では、積層ライン上に、積層ライン方向にＴｎ／Ｔｍ個の積層ダイスが所定間隔で配置される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示すように、本実施の形態は、異形状又は異材質の各積層材料２〜４が積層ライン９上を移動する積層ダイス８に順次積層されてインラインで積層成形品１が形成される生産システムであって、上記積層ライン９上に、各積層材料２〜４を積層する各積層工程Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の積層ダイス８への総積層時間に応じた個数の積層ダイス８が積層ライン方向（図１における上下方向）へ所定間隔で配置されるバッファゾーン１０が設けられている。また、本生産システムは、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３が、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間Ｔ２に応じて複数の工程（本実施の形態では２工程）に分業されている。さらに、本生産システムは、積層工程Ｐ１の分業された各工程Ｐ11，Ｐ12、及び積層工程Ｐ３の分業された各工程Ｐ31，Ｐ32で形成される各積層材料２及び４が、上記バッファゾーン１０に配置される各積層ダイス８に積層される。
【００１０】
そして、本生産システムは、積層ダイス８が積層ライン９上を分業された積層工程の各工程を含む各積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32に順次搬送され、搬送された各積層工程Ｐ11〜Ｐ32で所定個数の各積層材料２〜４が積層される。これにより、本生産システムは、積層ダイス８を次工程へ搬送する時間の間隔（以下、積層ダイス８のリードタイムと称す）が、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２に応じて決定され、積層成形品１の生産性が最大限に向上される構造になっている。図２に、本生産システムで生産される積層成形品１（製品）を示す。該積層成形品１は、積層材料２が４ピースと積層材料３が２ピースと積層材料４が４ピースとが積層成形されて一体に形成されている。各積層材料２〜４はプレス成形（打ち抜き）して形成され、図３に示すように、積層材料２，４が略Ｅ字状に形成されると共に積層材料３が同時に（プレス成形機の１ストロークで）打ち抜かれる略コの字状の一対の部材で構成されている。そして、各積層材料２〜４は、同一の積層ダイス８に順次積層される過程で、隣接する積層材料２〜４が順次かしめられて一体に積層成形される構造になっている。
【００１１】
また、上記積層成形品１は、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３において、一積層材料２〜４が積層ダイス８に積層されてから次の積層材料２〜４が積層されるまでの時間（生産スピード）、即ち後述するプレス成形機１２〜１６のサイクルタイム（ラムが１ストロークするのに要する時間）が同一に設定されている。これにより、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層個数が最少（２ピース）の積層工程Ｐ２が、総積層時間が最短の積層工程となる。そして、積層工程Ｐ２における総積層時間Ｔ２を１とした場合、積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３における各総積層時間Ｔ１，Ｔ３は２となる。また、本生産システムは、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１，Ｐ３が、各積層工程Ｐ１，Ｐ３の総積層時間をＴｎとし、総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間をＴｍとすると、Ｔｎ／Ｔｍ工程に分業される。
【００１２】
従って、本生産システムは、積層工程Ｐ１がＴ１／Ｔ２＝２でＰ11，Ｐ12の２つの積層工程に分業され、各積層工程Ｐ11，Ｐ12では積層ライン９のバッファゾーン１０上に配置された各積層ダイス８に積層材料２が２ピースずつ積層される。また、本生産システムは、積層工程Ｐ３がＴ３／Ｔ２＝２でＰ31，Ｐ32の２つの積層工程に分業され、各積層工程Ｐ31，Ｐ32では積層ライン９のバッファゾーン１０上に配置された各積層ダイス８に積層材料２が２ピースずつ積層される構造になっている。図１に示すように、積層工程Ｐ11，Ｐ12は、コイル材１１から積層材料２を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ１，Ｌ２により構成されている。また、積層工程Ｐ２は、コイル材１１から積層材料３を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ３により構成されている。
【００１３】
さらに、積層工程Ｐ31，Ｐ32は、コイル材１１から積層材料４を打ち抜いて積層ダイス８に所定個数（２ピース）を積層するプレスラインＬ４，Ｌ５により構成されている。各プレスラインＬ１〜Ｌ５は、ライン終端にプレス成形機１２〜１６が設置され、各プレス成形機１２〜１６は積層ライン９上に積層ライン方向に所定間隔で配設されている。そして、各プレス成形機１２〜１６は、プレス金型が衝合されて打ち抜かれた各積層材料２〜４が、各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層される構造になっている。そして、図３に示すように、各プレス成形機１２〜１６は、積層ダイス８に積層される積層材料２〜４をバックアップする支持部材１７を備えている。これにより本生産システムは、各積層材料２〜４の積層時に積層された積層材料２〜４を支持部材１７でバックアップして、積層と同時に隣接された積層材料２〜４が順次かしめられて積層成形される構造になっている。
【００１４】
また、本生産システムは、隣接するプレス成形機１２〜１６間にトランスファマシンが設置されている。該トランスファマシンは、積層ダイス８を各積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32に所定のリードタイムで順次搬送して各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めさせる。そして、本生産システムは、積層工程Ｐ11で積層材料２が２ピース、積層工程Ｐ12で積層材料２が２ピース、積層工程Ｐ２で積層材料３が２ピース、積層工程Ｐ31で積層材料４が２ピース、積層工程Ｐ32で積層材料４が２ピース積層されてかしめられる積層処理が行われる。本生産システムは、積層ダイス８がこれら積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32を順次経ることで積層成形品１が積層成形される構造になっている。そして、本生産システムでは、積層ダイス８を次工程へ搬送するリードタイムが、サイクルタイムが等しいプレス成形機１２〜１６が２ストークするのに要する時間、即ち各積層材料２〜４を積層する積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層ダイス８への総積層時間が最短の積層工程Ｐ２における総積層時間Ｔ２に応じて設定されている。
【００１５】
なお、本生産システムでは、積層ダイス８が、各プレス成形機１２〜１６で各積層材料２〜４を打ち抜く際のダイス型に兼用されている。また、最初の積層工程Ｐ11に搬送される積層ダイス８は、所定の待機位置に所要のダイス供給装置により順次供給される積層ダイス８がトランスファマシンにより順次搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる構造になっている。そして、最後の積層工程Ｐ32が完了後、積層ダイス８は、トランスファマシンにより所定の搬出位置に搬出される。
【００１６】
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、図４に示すように、待機位置に位置する積層ダイス８がトランスファマシンにより積層工程Ｐ11に搬送されて積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ１のプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ11ではプレス成形機１２が２ストロークされて当該プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層材料２が２ピース積層される。この時、積層される積層材料２を支持部材１７によりバックアップすることで、２ピースの積層材料２がかしめられて一体に積層成形される。なお、上記待機位置には、所定のタイミングで新規の積層ダイス８が供給される。次に、図５に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が所定のリードタイムで積層工程Ｐ11からＰ12に搬送され、プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ２のプレス成形機１３の正規位置に位置決めされる。これと同時に、積層工程Ｐ11にはトランスファマシンにより待機位置に位置する積層ダイス８が搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。
【００１７】
そして、図５に示すように、積層工程Ｐ12ではプレス成形機１３が２ストロークされて当該プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に積層材料２が２ピース積層される。これにより、積層工程Ｐ12の完了後、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には総計で４ピースの積層材料２が積層される。また、積層工程Ｐ12に並行して、上述した積層工程Ｐ11による所定の積層処理が行われる。次に、図６に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が所定のリードタイムで積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ３のプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送され、プレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされる。さらに、トランスファマシンにより積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。
【００１８】
そして、積層工程Ｐ２ではプレス成形機１４が２ストロークされて当該プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料３が積層される。これにより、積層工程Ｐ２の完了後、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３とが積層される。また、積層工程Ｐ２に並行して、上述した積層工程Ｐ11及び積層工程Ｐ12による所定の積層処理が行われる。次に、図７に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ２から積層工程Ｐ31に所定のリードタイムで搬送され、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ４のプレス成形機１５の正規位置に位置決めされる。これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。
【００１９】
さらに、積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ31ではプレス成形機１５が２ストロークされて当該プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料４が積層される。これにより、積層工程Ｐ31の完了後、プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には、総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３と２ピースの積層材料４とが積層される。また、積層工程Ｐ31に並行して、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２による所定の積層処理が行われる。次に、図８に示すように、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ31から積層工程Ｐ32に所定のリードタイムで搬送され、プレス成形機１５の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が積層ライン９上に配置されたプレスラインＬ５のプレス成形機１６の正規位置に位置決めされる。
【００２０】
これと同時に、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程Ｐ２から積層工程Ｐ31に搬送され、プレス成形機１４の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１５の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が積層工程Ｐ12から積層工程Ｐ２に搬送され、プレス成形機１３の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１４の正規位置に位置決めされる。さらに、積層ダイス８が積層工程Ｐ11からＰ12に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされた積層ダイス８がプレス成形機１３の正規位置に位置決めされると共に、積層ダイス８が待機位置から積層工程Ｐ11に搬送されてプレス成形機１２の正規位置に位置決めされる。そして、積層工程Ｐ32ではプレス成形機１６が２ストロークされて当該プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８に２ピースの積層材料４が積層される。これにより、積層工程Ｐ32の完了後、プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８には、総計で４ピースの積層材料２と２ピースの積層材料３と４ピースの積層材料４とが積層される。また、積層工程Ｐ32に並行して、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31による所定の積層処理が行われる。
【００２１】
次に、積層工程32の完了後、トランスファマシンにより積層ダイス８が積層工程32から所定のリードタイムで搬出され、プレス成形機１６の正規位置に位置決めされた積層ダイス８が搬出位置に移送される。これと同時に、各積層ダイス８が、トランスファマシンにより次工程に搬送されて各プレス成形機１２〜１６の正規位置に位置決めされる。そして、上述した積層工程Ｐ11，Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32による所定の積層処理が行われる。なお、Ｐ11と同様に積層工程Ｐ12，Ｐ２，Ｐ31，Ｐ32においても、積層時に積層ダイス８に積層される積層材料２〜４が支持部材によりバックアップされて順次かしめられて一体化されている。このように、本生産システムは、トランスファマシンにより、サイクルタイムが等しく設定された各プレス成形機１２〜１６の２ストロークに要する時間、即ち各積層材料２〜４を積層する積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち積層ダイス８への総積層時間が最短の積層工程Ｐ２の総積層時間Ｔ２に応じて設定されたリードタイムで、積層ダイス８が次工程へ順次搬送されて、上記積層ダイス８のリードタイムと同一のタクトタイムで積層成形品１を得ることができる。
【００２２】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
積層ライン９上に、各積層材料２〜４を積層する各積層工程Ｐ１〜Ｐ３における各総積層時間Ｔ１〜Ｔ３に応じて所定個数の積層ダイス８が積層ライン方向へ所定間隔で配置可能なバッファゾーン１０を設けておいて、各積層工程Ｐ１〜Ｐ３のうち、積層ダイス８への総積層時間が最短である積層工程Ｐ２を除く各積層工程Ｐ１及びＰ３をそれぞれＴ１／Ｔ２工程及びＴ３／Ｔ２工程に分業し、積層工程Ｐ１が分業された積層工程Ｐ11，Ｐ12及び積層工程Ｐ３が分業された積層工程Ｐ31，Ｐ32による積層材料２及び４の積層を、バッファゾーン１０に配置された積層ダイス８に行うように構成した。従って、このような生産システムでは、積層ダイス８のリードタイムを当該積層ダイス８への総積層時間が最短である積層工程Ｐ２に応じて設定することができ、積層成形品１の生産性を最大限に向上させることが可能となる。
【００２３】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、積層工程Ｐ１を積層工程Ｐ11及び積層工程Ｐ12に分業し、各積層工程Ｐ11及びＰ12にプレス成形機１２及び１３を設置したが、１機のプレス成形機で積層ライン方向へ所定間隔で配置されたバッファゾーン１０の複数個の積層ダイス８に同時に積層材料２が積層できるようにして、トランスファマシンによりプレス成形機内の積層ダイス８の搬送が行えるように構成してもよい。この場合、積層ライン９上に設置されるプレス成形機の数が減少して設備コストを削減することができる。
本実施の形態では、トランスファマシンにより積層ダイス８を次工程へ搬送させたが、各工程間に設置されたロボットにより積層ダイス８を次工程へ搬送してもよい。
本実施の形態では、各積層材料２〜４はプレスラインＬ１〜Ｌ５により生産されるが、例えば、積層材料３が切削加工により生産される部品である場合、プレスラインＬ３を切削加工ラインに置き換えて生産システムを構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、異形状又は異材質の積層材料が積層成形されてインラインで積層成形品が形成される生産システムにおいて、生産性を最大限に向上させることが可能な積層成形品の生産システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態の生産システムの概略を示す説明図である。
【図２】 本実施の形態の生産システムにより生産される積層成形品の斜視図である。
【図３】 本実施の形態の生産システムの説明図で、各積層工程における積層ダイスに積層された積層材料の積層状態を示す図である。
【図４】 本実施の形態の生産システムの説明図で、積層ラインに最初に搬入された積層ダイスがバッファゾーン上の所定位置に位置決めされた状態を示す。なお、断面で示すのは、積層工程完了後、積層ダイスに積層された積層材料の積層状態を示す図である。
【図５】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図４に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図６】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図５に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図７】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図６に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図８】 本実施の形態の生産システムの説明図で、図７に示す状態からトランスファマシンにより各積層ダイスが次工程へ搬送された状態を示す図である。
【図９】 従来の生産システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 積層成形品、２〜４ 積層材料、８ 積層ダイス、９ 積層ライン、１０ バッファゾーン
Claims (2)
- 異形状又は異材質の各積層材料が積層ライン上を移動する積層ダイスに順次積層されてインラインで積層成形品が形成される生産システムであって、
前記積層ライン上に、各積層材料を積層する各積層工程の前記積層ダイスへの総積層時間に応じた個数の前記積層ダイスが前記積層ライン方向へ所定間隔で配置されるバッファゾーンが設けられ、各積層材料を積層する各積層工程のうち前記積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、前記積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間に応じて複数の工程に分業され、前記分業された各工程で形成される各積層材料が、前記バッファゾーンに配置される各積層ダイスに積層されることを特徴とする積層成形品の生産システム。 - 前記積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程の各総積層時間をＴｎとし、前記積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程の総積層時間をＴｍとすると、各積層材料を積層する各積層工程のうち前記積層ダイスへの総積層時間が最短である積層工程を除く各積層工程が、少なくとも、Ｔｎ／Ｔｍ（小数点以下繰り上げ）の工程に分業されることを特徴とする請求項１に記載の積層成形品の生産システム。
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