JP6766833B2 - 生産ライン及び製品の生産方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークをセットする多数のパレットを所定の経路に沿って搬送しながら、前記各パレットにセットしたワークに対し、部品の組み付け、加工等の複数の生産処理を順次実行する生産ライン、及び、製品の生産方法に関する。

対象製品を生産する為の生産ラインとして、ワーク（当該対象製品の中間体）をセットする多数のパレットをループ状の循環経路に沿って搬送しながら、前記各パレットにセットしたワークに対し、複数の生産処理（部品の組み付け、加工等）を順次実行する生産ラインが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

前記各パレットは、ワークをセット（保持）する為の保持形状（ブラケット等）を有しているが、通常、高精度には造られていない。
この為、当該保持形状によるワークの位置決め精度は高くはなく、前記各パレットに対するワークのセット位置は、パレット毎に僅かに異なったものとなる。
そこで、上述した従来の生産ラインでは、前記各生産処理のうち、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する必要のある生産処理に関しては、当該生産処理を実行する際に、その都度、パレット上のワークの正確なセット位置を、高価なカメラ（画像処理装置）やセンサを用いて測定する事が行われている。

しかしながら、この様な従来の生産ラインでは、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の数に応じて、当該パレット上のワークのセット位置を測定する為の高価なカメラやセンサが増えると言った問題がある。

特開２００３−１７０３１９号公報 特開２００９−２３０１３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数よりも、当該パレット上のワークのセット位置の測定回数を少なくできる生産ラインの構造を実現すべく発明したものである。

本発明の生産ラインは、搬送手段と、セット位置測定部と、生産処理実行部とを備える。
このうちの搬送手段は、ワーク（対象製品の中間体）をセットする多数のパレットを所定の経路に沿って搬送する。特に、本発明では、前記多数のパレットのそれぞれに、ワークの水平方向及び垂直方向の位置決めをする機能を有し、且つ、該機能を発揮した状態で該ワークを保持する為のブラケットが取り付けられている。又、前記搬送手段は、前記多数のパレットを自身の上に載置した状態で前記所定の経路に沿って搬送する搬送コンベアである。
又、本発明は、ワークセット部を更に備えたものとすることができる。前記ワークセット部は、前記経路の一部に設けられており、前記パレットのブラケットにワークを保持する事により当該パレットにワークをセットする為のものである。尚、この様にパレットにワークをセットする作業は、作業員による人手作業、又は、ロボットによる自動作業とする事ができる。特に、本発明では、前記ワークセット部は、前記パレットにワークをセットする作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行されるものとすることができる。
又、セット位置測定部は、前記経路の一部（例えば、前記パレットの搬送方向に関して、前記ワークセット部の下流側）に設けられており、前記パレット上のワークのセット位置（具体的には、少なくとも前記パレットに対する前記ブラケットの取付誤差を含む、当該パレット上でのワークの適正位置からのずれである位置誤差）を、水平方向及び垂直方向に関して測定する為のものである。特に、本発明では、前記セット位置測定部は、前記パレット上のワークのセット位置を測定する作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で（更に、例えば、当該パレットをストッパに突き当てて停止させる事により位置決めした状態で）実行されるものである。
尚、前記セット位置測定部において、水平方向に関する前記位置誤差を測定する作業は、例えば画像処理装置を用いて行うことができる。又、垂直方向に関する前記位置誤差を測定する作業する作業は、例えば非接触式距離センサを用いて行う事ができる。
又、前記生産処理実行部は、前記経路の一部（例えば、前記パレットの搬送方向に関して、前記セット位置測定部の下流側）に設けられており、前記パレット上のワークに対して複数の生産処理（部品の組み付け、加工等）を実行する為のものである。特に、本発明では、前記生産処理実行部は、前記パレット上のワークに対して複数の生産処理が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で（更に、例えば、当該パレットをストッパに突き当てて停止させる事により位置決めした状態で）実行されるものである。
又、本発明は、ワーク取出し部を更に備えたものとすることができる。前記ワーク取出し部は、前記経路の一部に設けられており、前記各生産処理を実行されたワーク（完成した対象製品を含む）を前記パレットから取り出す為のものである。特に、本発明では、前記ワーク取出し部は、前記各生産処理を実行されたワークを前記パレットから取り出す作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行されるものとすることができる。
更に、本発明の生産ラインは、前記生産処理実行部に於ける前記パレット上のワークに対する前記各生産処理のうちの少なくとも２つの生産処理が、当該パレット上のワークのセット位置（前記位置誤差）を改めて測定する事なく、前記セット位置測定部に於いて測定された当該パレット上のワークのセット位置（前記位置誤差）を考慮しつつ実行される様に構成されている。

本発明の生産ラインを実施する場合には、前記所定の経路を、ループ状の循環経路とする事もできるし、非ループ状の経路とするもできる。

本発明の生産ラインを実施する場合には、例えば、制御手段を更に備えたものとする事ができる。
又、前記各パレットは、それぞれ自身の識別子が付されたものとする事ができる。
又、前記セット位置測定部は、前記パレットの識別子を読み取ると共に、当該パレット上のワークのセット位置（前記位置誤差）を測定し、当該読み取った識別子及び測定したワークのセット位置（前記位置誤差）に関する情報を、当該パレットに関する生産情報として、前記制御手段に送信するものとする事ができる。
又、前記制御手段は、前記セット位置測定部から受信した前記パレット毎の生産情報のうち、少なくともワークのセット位置（前記位置誤差）に関する情報を、前記生産処理実行部に送信するものとする事ができる。
又、前記生産処理実行部は、前記少なくとも２つの生産処理のそれぞれを実行するのに際して、前記パレットの識別子を読み取ると共に、前記制御手段から当該読み取った識別子に対応するワークのセット位置（前記位置誤差）に関する情報を受信し、当該受信したセット位置（前記位置誤差）を考慮して、当該パレット上のワークに対して当該各生産処理を実行するものとする事ができる。

本発明の製品の生産方法は、本発明の生産ラインを用いて製品を生産する。

上述の様に構成する本発明の生産ラインによれば、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数よりも、当該パレット上のワークのセット位置の測定回数を少なくできる。
即ち、本発明の生産ラインは、生産処理実行部に於ける、パレット上のワークに対する複数の生産処理のうちの少なくとも２つの生産処理を、セット位置測定部に於いて測定された当該パレット上のワークのセット位置を考慮しつつ（正確なセット位置を把握した上で）実行する様に構成されている。この為、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数よりも、当該パレット上のワークのセット位置の測定回数を少なくできる。
従って、本発明の生産ラインの場合には、パレット上のワークの正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数と同じ回数だけ、当該パレット上のワークのセット位置を測定する従来の生産ラインに比べて、当該セット位置の測定を行う為の高価なカメラ（画像処理装置）やセンサの数を抑えられると共に、サイクルタイムを短くできる。

本発明の実施の形態の１例の生産ラインを模式的に示す図。 ワークをセットされたパレットを上方から見た模式図。

［実施の形態の１例］
本発明の実施の形態の１例に就いて、図１〜２を参照しつつ説明する。
図１は、本例の生産ラインを模式的に示している。この様な本例の生産ラインは、対象製品の中間体であるワーク１（図２参照、図１には図示省略）に対して、部品の組み付け、加工等の複数の生産処理を順次実行するものであり、搬送手段２と、ワークセット部３と、セット位置測定部４と、生産処理実行部５と、ワーク取出し部６と、制御手段（制御装置）７とを備える。

このうちの搬送手段２は、ワーク１をセットする多数のパレット８、８をループ状（図示の例では、陸上競技場のトラックの如き長円形状）の循環経路に沿って、図１のα方向に搬送する。本例の場合、この様な搬送手段２は、複数の搬送コンベア（１対の直線状の搬送コンベア９ａ、９ａ、及び、１対の半円弧状の搬送コンベア９ｂ、９ｂ）をループ状に組み合わせて成る。前記各パレット８、８は、前記各搬送コンベア９ａ、９ｂの上に載置されている。

又、前記各パレット８、８は、合成樹脂、金属等により造られており、図２に示す様に、上面にワーク１をセット（保持）する為の保持形状（斜格子を付して示す様な、ブラケット１０ａ、１０ｂ等）を有している。但し、本例の場合、前記各パレット８、８は、高精度には造られておらず、前記保持形状には或る程度の誤差がある（例えば、前記パレット８内での前記各ブラケット５ａ、５ｂの位置に、０．２〜０．５ｍｍ程度の取付誤差がある）。この為、前記保持形状によるワーク１の位置決め精度は高くはなく、前記各パレット８、８上のワーク１のセット位置は、それぞれ僅かに異なったものとなる。又、前記各パレット８、８の一部には、それぞれ自身の識別子であるＩＤが、図示しないバーコード、ＩＣタグ等の、読み取り機械（バーコードリーダ、ＩＣリーダ等）による自動読み取りが可能な状態で、印刷、貼り付け等により付されている。

又、前記ワークセット部３は、前記ループ状の循環経路の一部（図示の例では、図１の右端の半円弧状の搬送コンベア９ｂの下流側端部）に設けられている。この様なワークセット部３では、前記搬送手段２により搬送されてきたパレット８（のブラケット１０ａ、１０ｂ）に対し、作業員による人手作業、又は、ロボットによる自動作業により、ワーク１がセットされる。

又、前記セット位置測定部４は、前記ループ状の循環経路の一部で、前記ワークセット部３の下流側に隣接する位置（図示の例では、図１の下側の直線状の搬送コンベア９ａの上流側端部）に設けられている。この様なセット位置測定部４は、セット位置測定装置１１を備える。前記セット位置測定装置１１は、前記搬送手段２により搬送されてきたパレット８を、ストッパに突き当てて停止させ、高精度に（例えば０．１ｍｍ以下の誤差で）位置決めする。そして、この状態で、当該パレット８上のワーク１のセット位置（適正位置からのずれである位置誤差）を自動で測定する。具体的には、例えば、水平方向（図２に於ける、左右方向Ｘ、上下方向Ｙ、回転方向θ）の位置誤差をカメラ（画像処理装置）で測定すると共に、垂直方向（図２に於ける、表裏方向Ｚ）の位置誤差をレーザ等の非接触式距離センサで測定する。又、前記セット位置測定装置１１は、当該パレット８の一部に付された前記ＩＤを、読み取り機械（バーコードリーダー、ＩＣリーダー等）により自動で読み取る。前記セット位置測定装置１１は、以上の様に読み取ったＩＤ及び測定したワーク１のセット位置に関する情報を、当該パレット８に関する生産情報として、前記制御手段７に送信する。前記制御手段７は、前記セット位置測定装置１１から受信したパレット８毎の生産情報を、自身の記憶部に記憶する。又、前記セット位置測定装置１１による当該パレット８の位置決めは、当該パレット８のＩＤの読み取り及び当該パレット８上のワーク位置の測定が完了した後に速やかに解除され、当該パレット８は、再び、前記搬送手段２によって下流側に搬送される。尚、前記各パレット８、８の一部には、ワーク１のセット位置の測定の基準となる、マーキング（十字記号、二次元バーコード等）を付しておいても良い。

又、前記生産処理実行部５は、前記ループ状の循環経路の一部で、前記セット位置測定部４の下流側に隣接する位置（図示の例では、図１の下側の直線状の搬送コンベア９ａの上流側端部を除いた残りの部分）に設けられている。この様な生産処理実行部５は、前記循環経路上の複数箇所（図示の例では、３箇所）に１セットずつ設置された、生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備える。そして、これら各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって、前記搬送手段２により搬送されてきたパレット８上のワーク１に対し、それぞれ１乃至複数ずつの生産処理（部品の組み付け、加工等）を順次自動で実行する。この為に、前記各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ、前記搬送手段２により搬送されてきたパレット８を、ストッパに突き当てて停止させ、高精度に（例えば０．１ｍｍ以下の誤差で）位置決めする。そして、この状態で、当該パレット８上のワーク１に対し、１乃至複数の生産処理を自動で実行し、その後、速やかに、当該パレット８の位置決めを解除して、当該パレット８を再び、前記搬送手段２により下流側に搬送する。

特に、本例の場合には、前記各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは何れも、パレット８上のワーク１に対する１乃至複数の生産処理のうち、当該パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行すべき生産処理を、前記セット位置測定装置１１により測定された、当該パレット８上のワーク１のセット位置を考慮しつつ実行する。この為に、本例の場合、前記各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは何れも、上述の様に位置決めしたパレット８の一部に付された前記ＩＤを、読み取り機械（バーコードリーダー、ＩＣリーダー等）により自動で読み取る。そして、この様にして読み取ったＩＤを前記制御手段７に送る事により、前記制御手段７の記憶部に記憶された、当該ＩＤに対応するワーク１のセット位置に関する情報を受信する。又は、予め、前記制御手段７から受信して、自身の記憶部に記憶しておいた、パレット８毎の生産情報（ＩＤ及びワーク１のセット位置に関する情報）から、前記読み取り機械で読み取ったＩＤに対応するワーク１のセット位置に関する情報を取得する。そして、この様に取得した当該パレット８上でのワーク１のセット位置の測定結果を考慮しつつ、当該パレット８上のワーク１に対し、前記正確なセット位置を把握した上で実行すべき生産処理を実行する。

又、前記ワーク取出し部６は、前記循環経路の一部で、前記生産処理実行部５の下流側に隣接する位置（図示の例では、図１の左端の半円弧状の搬送コンベア９ｂの上流側端部）に設けられている。この様なワーク取出し部６では、前記搬送手段２により搬送されてきたパレット８、８から、前記各生産処理を実行されたワーク１（完成した対象製品を含む）を、作業員による人手作業、又は、ロボットによる自動作業により取り出す。

上述の様に構成する本例の生産ラインによれば、パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数よりも、当該パレット８上のワーク１のセット位置の測定回数を少なくできる。より具体的には、パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数に拘わらず、当該パレット８上のワーク１のセット位置の測定回数を１回にできる。
即ち、本例の生産ラインの場合、前記各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは何れも、パレット８上のワーク１に対する１乃至複数の生産処理のうち、当該パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行すべき生産処理を、前記セット位置測定装置１１により測定された、当該パレット８上のワーク１のセット位置を考慮しつつ実行する。この為、パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の数に拘わらず、当該パレット８上のワーク１のセット位置の測定回数を１回にできる。
従って、本例の生産ライン場合には、パレット８上のワーク１の正確なセット位置を把握した上で実行する生産処理の回数と同じ回数だけ、当該パレット８上のワーク１のセット位置を測定する従来の生産ラインに比べて、当該セット位置の測定を行う為の高価なカメラ（画像処理装置）やセンサの数を抑えられると共に、サイクルタイムを短くできる。

本発明の生産ラインを実施する場合、搬送手段が多数のパレットを搬送する所定の経路は、ループ状の循環経路に限らず、非ループ状の経路であっても良い。前記所定の経路を非ループ状の経路とする場合には、例えば、当該経路の上流側端部からパレットを供給し、当該経路の下流側端部でパレットを回収する。

１ ワーク
２ 搬送手段
３ ワークセット部
４ セット位置測定部
５ 生産処理実行部
６ ワーク取出し部
７ 制御手段
８ パレット
９ａ、９ｂ 搬送コンベア
１０ａ、１０ｂ ブラケット
１１ セット位置測定装置
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 生産処理実行装置

Claims (6)

1. ワークの水平方向及び垂直方向の位置決めをする機能を有し、且つ、該機能を発揮した状態で該ワークを保持する為のブラケットがそれぞれに取り付けられた多数のパレットを、自身の上に載置した状態で所定の経路に沿って搬送する搬送コンベアと、
   前記経路の一部に設けられ、前記ブラケットにワークが保持された前記パレットに関して、少なくとも当該パレットに対する前記ブラケットの取付誤差を含む、当該パレット上でのワークの適正位置からのずれである位置誤差を、水平方向及び垂直方向に関して測定する作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行されるセット位置測定部と、
   前記経路の一部に設けられ、前記パレット上のワークに対して複数の生産処理が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行される生産処理実行部と、を備え、
   前記生産処理実行部に於ける前記パレット上のワークに対する前記各生産処理のうちの少なくとも２つの生産処理が、当該パレットに関する前記位置誤差を改めて測定する事なく、前記セット位置測定部に於いて測定された当該パレットに関する前記位置誤差を考慮しつつ実行される様に構成された
   生産ライン。
2. 前記セット位置測定部において、水平方向に関する前記位置誤差を測定する作業が、画像処理装置を用いて行われる、
   請求項１に記載された生産ライン。
3. 前記セット位置測定部において、垂直方向に関する前記位置誤差を測定する作業が、非接触式距離センサを用いて行われる、
   請求項１又は２に記載された生産ライン。
4. 前記経路の一部に設けられ、前記パレットのブラケットにワークを保持する事により当該パレットにワークをセットする作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行されるワークセット部と、
   前記経路の一部に設けられ、前記各生産処理を実行されたワークを前記パレットから取り出す作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置された状態で実行されるワーク取出し部と、を更に備え、
   前記セット位置測定部は、前記位置誤差を測定する作業が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置され、且つ、当該パレットをストッパに突き当てて停止させる事により位置決めした状態で実行されるものであり、
   前記生産処理実行部は、前記パレット上のワークに対して複数の生産処理が、前記搬送コンベアの上に当該パレットが載置され、且つ、当該パレットをストッパに突き当てて停止させる事により位置決めした状態で実行されるものである、
   請求項１〜３のうちの何れか１項に記載された生産ライン。
5. 制御手段を更に備え、
   前記各パレットは、それぞれ自身の識別子が付されたものであり、
   前記セット位置測定部は、前記パレットの識別子を読み取ると共に、当該パレットに関する前記位置誤差を測定し、当該読み取った識別子及び測定した前記位置誤差に関する情報を、当該パレットに関する生産情報として、前記制御手段に送信するものであり、
   前記制御手段は、前記セット位置測定部から受信した前記パレット毎の生産情報のうち、少なくとも前記位置誤差に関する情報を、前記生産処理実行部に送信するものであり、
   前記生産処理実行部は、前記少なくとも２つの生産処理のそれぞれを実行するのに際して、前記パレットの識別子を読み取ると共に、前記制御手段から当該読み取った識別子に対応する前記位置誤差に関する情報を受信し、当該受信した前記位置誤差を考慮して、当該パレット上のワークに対して当該各生産処理を実行するものである
   請求項１〜４のうちの何れか１項に記載された生産ライン。
6. 請求項１〜５のうちの何れか１項に記載された生産ラインを用いて製品の生産を行う、製品の生産方法。

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