JPWO2019186925A1 - 作業システム及び作業方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の作業システムでは、作業ステーションでの作業時間が長く、所望のサイクルタイムを満たせない場合がある。このとき、同じ作業を行う作業ステーションを並列に2基、3基、・・・と配置し、複数のワークに同時に作業を行う手法を採ることがある。これによって、単位時間当たりのワークの処理数が増えるため、実質的なサイクルタイムを短くすることができる。
本発明の一態様は、搬送されるワークに対して所定の作業を行う作業システムであって、前記ワークに対して所定の作業を行う第1作業ステーションと、前記第1作業ステーションの下流に直列配置され、前記ワークに対して所定の作業を行う第2作業ステーションと、を備え、前記第1作業ステーションが、前記ワークを搬送する第1搬送ユニットと、前記第1搬送ユニットに対し並置されて前記ワークを搬送する第2搬送ユニットと、前記第1搬送ユニットにより搬送される前記ワークを前記第1作業ステーション内の所定位置に位置決めする第1位置決めユニットと、前記第1位置決めユニットによって前記第1搬送ユニット上に位置決めされた前記ワークに対して所定の作業を行う第1作業ユニットと、を備え、前記第2作業ステーションが、前記ワークを搬送する第3搬送ユニットと、前記第3搬送ユニットに対し並置され、前記ワークを搬送する第4搬送ユニットと、前記第4搬送ユニットにより搬送される前記ワークを前記第2作業ステーション内の所定位置に位置決めする第2位置決めユニットと、前記第2位置決めユニットによって前記第4搬送ユニット上に位置決めされた前記ワークに対して所定の作業を行う第2作業ユニットと、を備え、前記第1搬送ユニットの下流に前記第3搬送ユニットが接続され、前記第2搬送ユニットの下流に前記第4搬送ユニットが接続されている。
図1は、本実施形態に係る作業システム50を用いた生産ラインの一例を示す平面図である。以下の説明では、図1に矢印で示す搬送方向Fにおいて、起点側(図1中では左側)を上流側と称し、終点側(図1中では右側)を下流側と称する場合がある。
この作業システム50は、主に作業ステーション10A、10Bで構成される。この作業システム50に、複数の作業ステーション10C、10Dを接続することで、生産ラインが構成される。この生産ラインでは、各搬送ユニット14A〜14Fによって搬送されるワークWに対して、各作業ステーション10A〜10Dにおいて作業を行う。これら搬送ユニット14A〜14Fとしては、コンベア、例えばフリーフローコンベアやローラコンベアなどを用いることが出来る。
また、搬送ユニット14Aの上流側にターンテーブル20A、搬送ユニット14Bの上流側にターンテーブル20B、搬送ユニット14Cと搬送ユニット14Eとの間にターンテーブル20C、搬送ユニット14Dの下流側にターンテーブル20Dが配置されている。
そして、作業ステーション10A、10Bにおいては、上流側の作業ステーション10Aの搬送ユニット14A、14Bの下流端と、下流側の作業ステーション10Bの搬送ユニット14C、14Dの上流端とが接続され、2基の作業ステーション10A、10Bが互いに近接して配置されている。
作業ステーション10Aの2台の搬送ユニット14Aまたは14Bの一方に、後述する位置決めユニット12A(12)が配置されている。また、作業ステーション10Bの2台の搬送ユニット14Dまたは14Cの一方に、後述する位置決めユニット12B(12)が配置されている。
ここで、図1に示すように、作業ステーション10A,10B間では、接続している搬送ユニット14の一方に位置決めユニット12が配置されている。すなわち、作業ステーション10Aにおいては、ラインL1上の搬送ユニット14Aに位置決めユニット12Aが設けられ、作業ステーション10Bにおいては、ラインL2上の搬送ユニット14Dに位置決めユニット12Bが設けられている。また、作業ステーション10C,10Dのそれぞれの搬送ユニット14E、14Fも、位置決めユニット12C,12Dを備えている。
より具体的には、搬送ユニット14A、14C、14E、14Fが直線上に並ぶことにより、第1搬送レーンL1が形成されている。
また、搬送ユニット14B、14Dが直線上に並ぶことにより、第2搬送レーンL2が形成されている。第2搬送レーンL2は、第1搬送レーンL1に対して平行に配置されている。
なお、図2は、作業システム50における作業ステーション10A,10Bの位置関係を示す斜視図である。図3及び図4は、作業ステーション10Aの詳細構造を説明するための斜視図であって、図3が仕切り部材15を取り付けた状態を示し、また図4は仕切り部材15を取り外した状態を示す。図5は、作業ステーション10Aに備わる搬送ユニット14Aの斜視図である。図2〜図5中におけるX,Y,Zの内、X,Yは水平面における直交する二方向を表し、ZはX,Yを含む水平面に対する法線方向を表している。
仕切り部材15のうちXZ平面のX方向両端に位置する2つのパネル体は、開閉部材16及び機器取付部材17が相互選択的に装着される複数の共有装着部15aが設けられた共有パネル体である。
作業ユニット13は、一対のX軸レール11c1によりX方向に沿って移動可能な状態で、一対の梁11c上に支持されている。なお、作業ユニット13は搬送ユニット14A上のワークWに対して作業を行うため、X方向における移動範囲を、搬送ユニット14A上のワークWに対して作業を行うために必要な範囲に制限してもよい。
また、ベース11aの水平面のうち、X方向に沿った端部(図3,図4の紙面左側)に、制御装置18を支持する制御装置支持面11a1が形成されている。この制御装置支持面11a1により、作業空間Sの外(外部空間)に制御装置18を設置することができる。
また、ワークWの表裏を反転させる反転ユニットを、別の作業ツールとして備えていてもよい。
このような構成を採用することで、例えば、図2に示すように、搬送ユニット14A上を搬送されるワークWを、位置決めユニット12Aで位置決めした後、当該ワークWに対して作業ユニット13Aにより作業を行っている際に、搬送ユニット14Aに並置された搬送ユニット14B上を、別のワークWを自由に搬送させることができる。これは、作業ユニット13Aの作業範囲(可動範囲)が搬送ユニット14Bの上方領域と干渉しないように、制御装置18が各作業ユニット13Aの各移動機構における移動範囲を制限する制御を行っているためである。
図5に示すように、支持台11x1は、搬送ユニット14Aと、位置決めユニット12Aとを支持している。位置決めユニット12Aは、図示しないブラケット等を介して支持台11x1に固定される。または、位置決めユニット12Aは、図4に示すベース11aに直接固定するようにしてもよい。
このXZ平面において、X方向両端に位置する2つのパネル体15Aは、開閉部材16及び機器取付部材17が相互選択的に装着される共有装着部15aが形成されており、共通の外形寸法を有する。なお、ここで言う共通の外形寸法とは、少なくとも作業空間Sと外部空間との間を区画する平面上における寸法が同一であることを意味する。また、各共有装着部15aも、同一の形状及びサイズを有する。
また、2つのパネル体15Aそれぞれの隣に、これらパネル体15Aと同一の外形寸法を持つパネル体15Bが配置されている。これら互いに隣り合うパネル体15A,15Bの上部に、横長のパネル体15Cが配置されている。さらに、一対のパネル体15B間に形成された前記開口15bの上に、さらに横長なパネル体15Dが配置されている。
各パネル体15A〜15Dは、ベース11a、柱11b、及び梁11cに装着されている。
前記開口15bは、パネル体15Dの下縁と、一対のパネル体15Bの各側縁と、ベース11aの上面とによって形成される横に長い長方形の空間であり、紙面手前側のXZ平面と紙面奥側のXZ平面との両方に、搬送方向Fより見て同位置に形成されている。これら2つの開口15bを通して、作業空間Sと外部空間とが連通しており、Y方向(搬送方向F)に沿って見た場合、搬送ユニット14A,14Bの双方との間で、ワークWの出し入れが可能になっている。
このYZ平面においては、ベース11a上にY方向に並べて配置された2枚のパネル体15Bと、これらパネル体15B上に配置されたパネル体15Cとが設けられている。YZ平面のこれらパネル体15B,15Cは、前記XZ平面のパネル体15B,15Cと同じ物である。各パネル体15B,15Cは、ベース11a及び梁11cに装着されている。
なお、作業ステーション10Aにおける2つのYZ平面のうち、制御装置18が設けられている方にもパネル体15B,15Cが設けられているが、制御装置18により覆われる面でもあるので、この面だけ、パネル体15B,15Cを省略してもよい。
次に、上述の作業システム50を用いた作業方法、すなわち複数のワークWに対して所定の作業を施す手順について以下に説明する。以下の例では、複数のワークWとして、まず先に第1のワークWが供給され、続いて第2のワークWが供給され、これら第1のワークW及び第2のワークWの双方に対して所定の作業を行う場合について説明する。第1のワークWに対して行われる所定の作業と、第2のワークに対して行われる所定の作業は、多少の時間差を置いて並行して行われるが、まず先に第1のワークWについて説明し、続いて第2のワークWについて説明する。
以上に本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、上記構成のみに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
さらに、フレーム体11をベース11aのみとし、ベース11aの設置面上に仕切り部材15を自立させてもよい。この場合、ベース11aが仕切り部材装着部に相当する。また、仕切り部材15を自立させる場合、ベース11aの設置面上に垂直に立設された柱状の支持部材(不図示)を設けてフレーム体11の一部とし、この柱状の支持部材の側面に仕切り部材15を装着しても良い。
また、各搬送ユニット14A〜14Fとしてコンベアを例示したが、コンベアのみに限らず、自走式の運搬車を用いても良い。また、各搬送ユニット14A〜14Fのうち一部のみを、自走式の運搬車としてもよい。
また、上記説明における「所定の作業」は、1つの作業(動作)に限定されず、複数の作業(動作)を含んでもよい。
10B 作業ステーション(第2作業ステーション)
11 フレーム体
11a ベース(ベース、仕切り部材装着部)
11a1 制御装置支持面(制御装置支持部)
11b 柱(柱、仕切り部材装着部)
11c 梁(梁、仕切り部材装着部)
11c1 X軸レール(第1ガイド、第2ガイド)
11x 支持台(位置決めユニット支持部)
12A、12B、12C、12D 位置決めユニット(第1位置決めユニット、第2位置決めユニット)
13a 作業ツール(第1作業ユニット、第2作業ユニット)
13b X軸スライダ(第1スライダ、第2スライダ、作業ユニット支持部)
13c Y軸ガイド(作業ユニット支持部)
13d Y軸スライダ(作業ユニット支持部)
13e Z軸ガイド(作業ユニット支持部)
13g 回転機構(作業ユニット支持部)
13x 移動ユニット(第1移動ユニット、第2移動ユニット)
14A 搬送ユニット(第1搬送ユニット、第3搬送ユニット)
14B 搬送ユニット(第2搬送ユニット、第4搬送ユニット)
15 仕切り部材
15A パネル体、共有パネル体
15a 共有装着部
15ax 開口(第1の開口)
15B,15C,15D パネル体
15b 開口(第2の開口、第3の開口、第4の開口、第5の開口)
16 開閉部材
17 機器取付部材
17a 制御機器(第1制御機器、第2制御機器)
18 制御装置
50 作業システム
S 作業空間
W ワーク、第1のワーク、第2のワーク
Claims (17)
- 搬送されるワークに対して所定の作業を行う作業システムであって、
前記ワークに対して所定の作業を行う第1作業ステーションと、前記第1作業ステーションの下流に直列配置され、前記ワークに対して所定の作業を行う第2作業ステーションと、を備え、
前記第1作業ステーションが、
前記ワークを搬送する第1搬送ユニットと、
前記第1搬送ユニットに対し並置されて前記ワークを搬送する第2搬送ユニットと、
前記第1搬送ユニットにより搬送される前記ワークを前記第1作業ステーション内の所定位置に位置決めする第1位置決めユニットと、
前記第1位置決めユニットによって前記第1搬送ユニット上に位置決めされた前記ワークに対して所定の作業を行う第1作業ユニットと、
を備え、
前記第2作業ステーションが、
前記ワークを搬送する第3搬送ユニットと、
前記第3搬送ユニットに対し並置され、前記ワークを搬送する第4搬送ユニットと、
前記第4搬送ユニットにより搬送される前記ワークを前記第2作業ステーション内の所定位置に位置決めする第2位置決めユニットと、
前記第2位置決めユニットによって前記第4搬送ユニット上に位置決めされた前記ワークに対して所定の作業を行う第2作業ユニットと、
を備え、
前記第1搬送ユニットの下流に前記第3搬送ユニットが接続され、
前記第2搬送ユニットの下流に前記第4搬送ユニットが接続されている
作業システム。 - 前記第1作業ステーションが、
前記第1作業ユニットを移動させる第1移動ユニットと、
前記第1移動ユニット及び前記第1作業ユニットを制御する第1制御機器と、
をさらに備え、
前記第2作業ステーションが、
前記第2作業ユニットを移動させる第2移動ユニットと、
前記第2移動ユニット及び前記第2作業ユニットを制御する第2制御機器と、
をさらに備える
請求項1に記載の作業システム。 - 前記第1移動ユニットが、前記第1搬送ユニット及び前記第2搬送ユニットの上方に設けられた第1ガイドと、前記第1ガイドに沿って移動自在な第1スライダとを備え、
前記第1スライダに、前記第1作業ユニットが設けられ、
前記第2移動ユニットが、前記第3搬送ユニット及び前記第4搬送ユニットの上方に設けられた第2ガイドと、前記第2ガイドに沿って移動自在な第2スライダとを備え、
前記第2スライダに前記第2作業ユニットが設けられている、
請求項2に記載の作業システム。 - 前記第1作業ユニットが、前記第1搬送ユニットにより搬送される前記ワークを反転させる第1反転装置と、前記ワークに前記所定の作業を行う第1作業装置とを備え、
前記第2作業ユニットが、前記第4搬送ユニットにより搬送される前記ワークを反転させる第2反転装置と、前記ワークに前記所定の作業を行う第2作業装置と、を備える
請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記第1作業ステーション及び前記第2作業ステーションのそれぞれが、
前記所定の作業が行われる作業空間と、前記作業空間の外側にある外部空間との間を区画する仕切り部材と、
前記仕切り部材が装着されるフレーム体と、
前記仕切り部材に設けられ、前記仕切り部材に形成された第1の開口を開け閉めする開閉部材と、
前記仕切り部材に設けられ、前記第1作業ユニットを移動させる第1移動ユニット及び前記第1作業ユニットを制御する第1制御機器、または、前記第2作業ユニットを移動させる第2移動ユニット及び前記第2作業ユニットを制御する第2制御機器が取り付けられる機器取付部材と、を備え、
前記仕切り部材が、前記開閉部材または前記機器取付部材が選択的に装着される共有装着部を複数有する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記複数の共有装着部が、互いに同一の形状及びサイズを有する、
請求項5に記載の作業システム。 - 前記フレーム体が、
前記作業空間内に前記第1位置決めユニットまたは前記第2位置決めユニットを支持する位置決めユニット支持部と、
前記作業空間内に前記第1作業ユニットまたは前記第2作業ユニットを支持する作業ユニット支持部と、
前記仕切り部材が装着される仕切り部材装着部と、
を備える
請求項5または6に記載の作業システム。 - 前記フレーム体が、ベースと、前記ベースに支持される柱と、前記柱に支持される梁とを備え、
前記ベース又は前記柱に前記位置決めユニット支持部が設けられ、
前記梁に前記作業ユニット支持部が設けられている、
請求項7に記載の作業システム。 - 前記ベース又は前記柱に、前記作業ユニット支持部がさらに設けられている、
前記フレーム体が、ベースと、前記ベースに支持される柱と、前記柱に支持される梁とを備え、
前記ベース又は前記柱に前記位置決めユニット支持部が設けられ、
前記ベースに前記作業ユニット支持部が設けられている、
請求項7に記載の作業システム。 - 前記ベース又は前記柱に、前記作業ユニット支持部がさらに設けられている、
前記フレーム体が、ベースと、前記ベースに支持される柱と、前記柱に支持される梁とを備え、
前記ベース又は前記柱に前記位置決めユニット支持部が設けられ、
前記柱に前記作業ユニット支持部が設けられている、
請求項7に記載の作業システム。 - 前記第1作業ステーション及び前記第2作業ステーションの少なくとも一方の前記作業ユニット支持部が、前記第1作業ユニットまたは前記第2作業ユニットを平面移動させる平面移動機構をさらに有する、
請求項7から10のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記第1作業ステーション及び前記第2作業ステーションの少なくとも一方が、
自らに備わる全ての機器の上位制御を行う制御装置と、
前記フレーム体は、前記外部空間において前記制御装置を支持する制御装置支持部と、
を備える、
請求項5〜11のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記第1作業ステーション及び前記第2作業ステーションの少なくとも一方の前記仕切り部材が、複数のパネル体により構成され、
前記複数のパネル体が、前記共有装着部が設けられた共有パネル体を含み、
前記共有パネル体の前記共有装着部に、前記開閉部材または前記機器取付部材が選択的に装着される
請求項5から12のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記共有パネル体が、共通の外形寸法を有して複数設けられている、請求項13に記載の作業システム。
- 前記第1作業ステーションの前記仕切り部材に、前記第1搬送ユニット及び前記第2搬送ユニットに通じる第2の開口及び第3の開口が形成され、
前記第2作業ステーションの前記仕切り部材に、前記第3搬送ユニット及び前記第4搬送ユニットに通じる第4の開口及び第5の開口が形成されている、
請求項5から14のいずれか一項に記載の作業システム。 - 前記第1作業ステーションの前記仕切り部材、前記フレーム体、前記開閉部材、及び前記機器取付部材のそれぞれが、前記第2作業ステーションの前記仕切り部材、前記フレーム体、前記開閉部材、及び前記機器取付部材と同一構造を有する、請求項5から15のいずれか一項に記載の作業システム。
- 請求項1から16のいずれか一項に記載の作業システムを用いた作業方法であって、
複数の前記ワークのうちの第1のワークを前記第1作業ステーションの前記第1搬送ユニットに搬送し、前記第1のワークを前記第1位置決めユニットにより位置決めし、前記第1のワークに対して前記第1作業ユニットにより前記所定の作業を施す工程と、
前記第1搬送ユニットからの前記第1のワークを、前記第3搬送ユニットにより前記第2作業ステーションを通過させる工程と、
複数の前記ワークのうちの第2のワークを、前記第2搬送ユニットにより前記第1作業ステーションを通過させる工程と、
前記第2搬送ユニットからの前記第2のワークを、前記第2作業ステーションの前記第4搬送ユニットに搬送し、前記第2のワークを前記第2位置決めユニットにより位置決めし、前記第2のワークに対して前記第2作業ユニットにより前記所定の作業を施す工程と、
を有する作業方法。
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