JP4300574B2 - 製造システムおよびその管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業者が操作する複数の製造ユニットを配置して製品を製造する製造システムおよびその管理方法に関する。

従来、図８に示す製造ユニット３００とほぼ同じ構成の製造ユニットをそれぞれ単体で複数配置し、複数の製造ユニット３００で異なる製造工程を分担して製品を製造する製造システムが知られている。製造ユニット３００は、機電式の半自動の製造ユニットであり、架台３０２に、作動部３１０と制御部３１２とが共通に取り付けられている。制御部３１２は、シーケンサ等の制御回路を有し、作業者が操作盤３１４のスイッチを操作することにより作動部３１０の作動を制御する。

しかしながら、作動部３１０と制御部３１２とが共通の架台３０２に取り付けられているため、製造ユニット３００の幅ｄが広くなっている。したがって、一人で複数台の製造ユニット３００を操作する場合、一人当たりの移動距離の合計が長くなるので、作業効率が低下するという問題がある。

また、製造個数を増やすために製造システム数を増やすことが考えられるが、製造ユニット３００の台数が増えるので、システム設備の費用が増加するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、作業効率を向上するとともに、製造ユニットの台数を変更することなく製造個数を調整可能な製造システムおよびその管理方法を提供することを目的とする。

請求項１から４記載の発明では、製造工程を実施する作動部と作動部の作動を電気的に制御する制御部とを有する機電ユニットにおいて、制御部は作動部に取り付けられているので、作動部および制御部を有する機電ユニットの幅を狭くすることができる。つまり一台当たりの占有スペースが狭くなる。したがって、一人で複数の製造ユニットを操作する場合、一人当たりの移動距離が短くなるので作業効率が向上する。

また、請求項１記載の発明では、複数の製造ユニットを支持するレールを有し、複数の製造ユニットによって製作される製造個数が少ない場合は、複数の製造ユニットを配置するピッチを小さくし、製造個数が多い場合は、このピッチを、製造個数が少ない場合のピッチよりも大きくするよう複数の製造ユニットを配置するピッチを変更可能な共通の支持手段を備える。さらに、機電ユニットの制御部は作動部の下方に取り付けられ、制御部と作動部とがレールに沿って一体で移動可能である。レールに沿って製造ユニットを移動するので、製造ユニットのピッチを容易に変更できる。通常、作業者の人数が増え一人当たりの操作台数が減ることにより作業効率が向上するので、製造システム全体としての製造個数は増加する。したがって、作業者の人数に応じて最適な作業効率をもたらす配置ピッチを選択することにより、製造ユニットの台数を増やすことなく製造個数を調整できる。

請求項２記載の発明では、機電ユニットは、作動部の作動箇所を覆うカバーを有している。作動部全体を覆うのではなく作動箇所だけを覆うので、機電ユニットを小型化できる。したがって、作業者一人当たりが操作する製造ユニット台数が多いときにも、作業者の移動距離が短くなる。したがって、作業効率が向上する。

請求項３記載の発明では、複数の製造ユニットを支持するレールを有し、複数の製造ユニットを配置するピッチを変更可能な支持手段を備える。さらに、機電ユニットの制御部は作動部の下方に取り付けられ、制御部と作動部とがレールに沿って一体で移動可能となっている。複数の製造ユニットによって製作される製造個数が少ない場合は、複数の製造ユニットを配置するピッチを小さくして作業者の人数を少なくし、製造個数が多い場合は、このピッチを、製造個数が少ない場合のピッチよりも大きくして作業者の人数を多くするので、製造ユニットの台数を変更することなく製造個数を調整できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１に示す製造システム１０、１００は、例えば図５に示す燃料ポンプ２００を製造するための製造システムである。図１の（Ａ）に示す製造システム１０は、燃料ポンプ２００の製造個数が少ない場合の構成を示し、図１の（Ｂ）に示す製造システム１００は、燃料ポンプ２００の製造個数が多い場合の構成を示している。ここでいう製造個数とは、単位時間当たり、例えば１日当たりに製造する製造個数を意味している。製造システム１０、１００においては、レール２２の長さ、製造ユニットを配置している配置ピッチ、ならびに製造ユニットを操作する作業者７０の人数は異なっているが、製造ユニットの構成およびその配置順序は同じである。

製造システム１０、１００では、支持手段としてのレール２２に複数の製造ユニット３０、５０を取り付けている。複数の製造ユニット３０、５０は同一の構成ではないが、半自動の製造ユニット３０、手動の製造ユニット５０という観点から同一符号を付している。製造工程（ａ）〜（ｑ）のうち、（ｄ）、（ｅ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｎ）の工程では、シューター６０により部品を供給する。

図２に示すように、レール２２は長手方向に延びる溝穴２３を有している。各製造ユニット３０、５０の固定部８０は、ボルト８２とナット８４とのねじ結合によりレール２２に固定されている。ナット８４を緩めボルト８２とナット８４とのねじ結合を解除することにより、レール２２に沿って各製造ユニットを移動することができる。

図１の（Ａ）に示す製造システム１０では、一人の作業者７０が全ての製造ユニットを操作するので、製造ユニット同士の配置ピッチを狭くし、作業者７０の移動距離を短くしている。図１の（Ｂ）に示す製造システム１００では、一台の製造ユニットに一人の作業者７０を割り当てており、各作業者７０の作業スペースを確保するため、製造ユニット同士の配置ピッチを広くしている。

図１に示す製造システム１０、１００で製造される燃料ポンプ２００（図５参照）は、ハウジング２０２の内壁に複数の永久磁石２０４を周方向に設置し、永久磁石２０４の内周に回転可能に電機子２１０を収容している。円筒状のハウジング２０２は両端で吐出側カバー２０６、吸入側カバー２２２をかしめ固定している。電機子２１０の回転軸であるシャフト２１２は、軸受け２１６、２１７、２１８により軸受けされている。整流子２１４は、電機子２１０の回転にともない電機子２１０に供給される電流を整流する。インペラ２２０は吐出側カバー２０６と吸入側カバー２２２との間に回転可能に収容されており、電機子２１０とともに回転する。インペラ２２０が回転することにより図示しない燃料タンク内の燃料を吸引し、燃料タンク外の装置に燃料を供給する。

このような燃料ポンプ２００を製造するため、図１に示す製造システム１０、１００では、レール２２に複数の製造ユニット３０、５０を取り付けている。ブラシの仮かしめ工程（ａ）およびブラシのパレットセット工程（ｂ）を除き、各製造ユニットは、ブラシターミナルの熱かしめ工程（ｃ）から品番の刻印工程（ｑ）に到る工程（ｃ）〜（ｑ）を分担して実施する。

次に、半自動の製造ユニット３０、手動の製造ユニット５０について図３および図４に示す製造ユニットを例として簡単に構成を説明する。
図３に示すように、半自動の製造ユニット３０は、例えば図５に示す燃料ポンプ２００のハウジング２０２と吐出側カバー２０６との組付を作動部３２のプレス治具３４により行う。製造ユニット３０は、制御部４０が取付金具４２により作動部３２に取り付けられている機電一体式の製造ユニットである。したがって、レール２２に沿って製造ユニット３０を移動する場合、作動部３２および制御部４０は一体となって移動する。作動部３２はプレス等の組付装置、または加工装置を有し、制御部４０はシーケンサ等の制御回路を有している。操作盤４４は作動部３２の作動項目を制御部４０に指示する複数のスイッチを有している。操作盤４４はレール２２に取り付けられており、レール２２に沿って製造ユニット３０を移動する場合、作動部３２および制御部４０とは別に移動する。作動部３２と制御部４０と操作盤４４との間はコード４６により電気的に接続されている。

製造ユニット３０のカバー３７はシリンダー３６により図３に示すＸ、Ｙ方向に上下移動する。カバー３７は、作動部３２全体ではなく作動部３２の作業箇所を覆い、作業者７０が製造ユニット３０の作業箇所に接触することを防止する。作業者７０が操作盤４４のスイッチを操作することにより、作動部３２の作動項目が選択される。制御部４０は、操作盤４４で選択された作動項目に応じて作動部３２の各部の作動を電気的に制御する。操作盤４４を操作してカバー３７が作動箇所を覆ってから、操作盤４４を操作して製造ユニット３０の他の作業項目を選択する。

図４に示す手動の製造ユニット５０は、例えば図５に示す燃料ポンプ２００の吸入側カバー２２２にスラスト軸受け２２６を圧入する製造ユニットである。作業者７０がレバー５２を操作することにより、シャフト５４が図４のＸ、Ｙ方向の上下に移動する。

第１実施形態では、製品の製造個数が少ない場合には、図１の（Ａ）を簡略化した図６の（Ａ）に示すように、直線状に配置された製造ユニット１１０〜１１４のピッチｐ１０、ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３、ｐ１４を狭くし、製造システム全体の長さＬ１を短くしている。そして、一人の作業者７０が全ての製造ユニットを操作する。製造ユニット同士のピッチが短くなるので、作業者７０の移動距離の合計が短くなり、作業効率が上昇する。

また、製品の製造個数が増えると、図１の（Ｂ）を簡略化した図６の（Ｂ）に示すように、直線上に配置された製造ユニット１１０〜１１４のピッチｐ２０、ｐ２１、ｐ２２、ｐ２３、ｐ２４を広くし、製造システム全体の長さＬ２を長くする。ピッチｐ２０、ｐ２１、ｐ２２、ｐ２３、ｐ２４が広くなり製造システムの長さＬ２は長くなるが、図６の（Ａ）のように一人の作業者７０で複数台の製造ユニットを操作するよりも、一人当たりの作業効率は向上する。

第１実施形態では、機電一体の製造ユニット３０において、作動部３２に制御部としての制御部４０を取り付けたので、図８に示す従来の製造ユニット３００に比べ製造ユニット３０の幅ｄが狭くなっている。例えば、第１実施形態において、製造ユニット３０の幅ｄは１２０ｍｍである。したがって、図１の（Ａ）の製造システム１０のように製造個数が少なく作業者７０が全ての製造ユニットを操作する場合、図８に示す従来の製造ユニット３００に比べ製造ユニット３０の配置ピッチをより狭くできるので、作業者７０の移動距離の合計が短くなる。したがって、作業効率が向上する。
また第１実施形態では、各製造ユニットがレール２２に移動可能に取り付けられているので、製造個数に合わせて製造ユニットの配置ピッチを容易に変更可能である。

（第２実施形態）
第１実施形態に対し、第２実施形態では、図７に示すように、製造ユニット１１０〜１１４を円弧状に配置している。製造個数に応じて、製造ユニット１１０〜１１４のピッチθ１０〜θ１４、あるいはθ２０〜θ２４（第２実施形態ではピッチθは角度である）を選択し、作業者の人数に対する最適な作業効率を実現している。

以上説明した上記複数の実施形態では、製造個数に応じて製造システムのシステム数を変更することなく、製造ユニットの配置ピッチおよび作業者７０の人数を変更することにより、作業者７０一人当たりの作業効率を調整するという製造システムの管理方法を採用している。製造システムのシステム数が同じであるから、設備コストは増減しない。

（他の実施形態）
上記複数の実施形態に対し、製造ユニットを円状に配置してもよい。また、直線状、円弧状または円状の一連のレールに製造ユニットを取り付ける代わりに、各製造ユニットを単体で設置してもよい。また製造ユニットを配置する配置ピッチの変更は、製造システムの設置スペースの広さ、または形状に応じて変更してもよい。
上記複数の実施形態では、半自動の製造ユニット３０と手動の製造ユニット５０とを混在させて製造システムに配置したが、機電一体の半自動の製造ユニット３０だけで製造システムを構成してもよい。

本発明の第１実施形態による製造システムを示す説明図であり、（Ａ）は製造個数が少ない場合、（Ｂ）は製造個数が多い場合の製造システムの構成を示している。 製造システムのレールを示す模式的説明図である。 （Ａ）は半自動の製造ユニットを示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 （Ａ）は手動の製造ユニットを示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。 製造システムで製造される燃料ポンプを示す断面図である。 第１実施形態による製造システムを示す模式的説明図であり、（Ａ）は製造個数が少ない場合、（Ｂ）は製造個数が多い場合の製造システムの構成を示している。 第２実施形態による製造システムを示す模式的説明図であり、（Ａ）は製造個数が少ない場合、（Ｂ）は製造個数が多い場合の製造システムの構成を示している。 従来の製造ユニットを示す模式的斜視図である。

符号の説明

１０、１００ 製造システム、２２、 レール（支持手段）、３０ 製造ユニット（機電ユニット）、３２ 作動部、３７ カバー、４０ シーケンサ（制御部）、５０、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４ 製造ユニット、７０ 作業者

Claims (3)

1. 作業者が操作する複数の製造ユニットを配置し、前記複数の製造ユニットで異なる製造工程を分担する製造システムにおいて、
   前記複数の製造ユニットのうち少なくとも一つは、前記製造工程を実施する作動部と、前記作動部の作動を電気的に制御する制御部とを有する機電ユニットであり、前記制御部は前記作動部に取り付けられており、
   前記複数の製造ユニットを支持するレールを有し、前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が少ない場合は、前記複数の製造ユニットを配置するピッチを小さくし、前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が多い場合は、前記複数の製造ユニットを配置するピッチを、前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が少ない場合のピッチよりも大きくするよう前記複数の製造ユニットを配置するピッチを変更可能な支持手段を備え、
   前記制御部を前記作動部の下方に配置し、前記制御部と前記作動部とを一体で前記レールに取り付けた前記機電ユニットが前記レールに沿って移動可能なことを特徴とする製造システム。
2. 前記機電ユニットは、前記作動部の作動箇所を覆うカバーを有していることを特徴とする請求項１記載の製造システム。
3. 作業者が操作する複数の製造ユニットを配置し、前記複数の製造ユニットで異なる製造工程を分担する製造システムの管理方法において、
   前記複数の製造ユニットのうち少なくとも一つは、前記製造工程を実施する作動部と、前記作動部の作動を電気的に制御する制御部とを有する機電ユニットであり、前記制御部は前記作動部に取り付けられており、
   前記複数の製造ユニットを支持するレールを有し、前記複数の製造ユニットを配置するピッチを変更可能な支持手段を備え、
   前記機電ユニットの前記制御部を前記作動部の下方に配置し、前記制御部と前記作動部とを一体で前記レールに取り付けた前記機電ユニットが前記レールに沿って移動可能となっており、
   前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が少ない場合は、前記複数の製造ユニットを配置するピッチを小さくして作業者の人数を少なくし、
   前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が多い場合は、前記複数の製造ユニットを配置するピッチを、前記複数の製造ユニットによって製作される製品の製造個数が少ない場合のピッチよりも大きくして作業者の人数を多くすることを特徴とする製造システムの管理方法。

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