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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Produktionslinien-Fertigungsanlage
und genauer gesagt auf eine Anlage zum automatischen Transportieren
und Bearbeiten von Werkstücken an unterschiedlichen Bearbeitungseinrichtungen.
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Eine
herkömmliche Fertigungsanlage, die einen Vorrichtungsaufbauwechsel
betrifft, weist ein Bearbeitungswerkzeug vom Mehrspindelkopf-Auswechsel-Typ,
wie dieses in der
JP-A-2006-289577 beschrieben
ist, auf, das mehrere Mehrspindelköpfe hat, die an einer
ringförmigen Schiene beweglich angebracht sind. Wenn ein
Werkstück bearbeitet wird, indem ein Rotationswerkzeug
durch eine Bearbeitungseinheit angetrieben wird, sind die Mehrspindelköpfe,
die für die Überarbeitung nicht verwendet werden,
von der Seite der Bearbeitungseinheit getrennt. Das Bearbeitungswerkzeug
vom Mehrspindelkopf-Auswechsel-Typ weist einen ersten Hauptkörper
mit der Bearbeitungseinheit und einen zweiten Hauptkörper
auf, der gegenüber dem ersten Hauptkörper durch
eine Antriebsquelle bewegbar ist, die im ersten Hauptkörper
vorgesehen ist. Die ringförmige Schiene kann in eine erste
stationäre Schiene, die an dem ersten Hauptkörper
montiert ist, und eine zweite stationäre Schiene, die an
dem zweiten Hauptkörper montiert ist, unterteilt sein.
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Da
das Verbrauchsverhalten in den letzten Jahren variiert wurde, wurden
die Kategorien der Produkte ebenfalls variiert, wodurch eine erhöhte
Automatisierung erforderlich ist. Die erhöhte Anforderung
an automatisierte Produktionslinien hat ebenfalls die Anforderungen
erhöht, dass mehrere Typen von Werkstücken transportiert
und mit mehreren Bearbeitungseinrichtungen bearbeitet werden sollen.
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Die
Vorrichtung bzw. Spannvorrichtung an jeder Bearbeitungseinrichtung
kann sich von Werkstück zu Werkstück unterscheiden.
Wenn Werkstücke mit unterschiedlicher Form transportiert
und bearbeitet werden, ist entsprechend dem Typ des Werk stücks
eine Änderung beim Aufbau der Vorrichtung an jeder Bearbeitungseinrichtung
erforderlich.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Produktionslinie bewegt sich ein Transportroboter
in die Nähe von jeder Bearbeitungseinrichtung zum Transportieren
von Werkstücken. Daher kann, wenn ein Arbeiter einen Wechsel
des Aufbaus einer Vorrichtung versucht, ein Transportroboter mit
dem Arbeiter in Berührung gebracht werden. Eine Lösung
ist das Anhalten des Transportroboters, wenn der Aufbau einer Vorrichtung
gewechselt wird. Jedoch ergeben sich Nachteile darin, dass sich
bei einem Stoppen eines Transportroboters die Auslastungsrate verschlechtert.
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Die
Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend Gesagte und andere
Faktoren getätigt. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine
Fertigungsanlage für das sichere Wechseln des Aufbaus einer
Vorrichtung bzw. Vorrichtungskapsel vorzusehen, ohne die Auslastungsrate
der Produktionslinie zu verschlechtern.
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Zur
Lösung der vorstehenden Aufgabe kann eine Fertigungsanlage,
die in einer Produktionslinie verwendet wird, konfiguriert sein,
so das ein automatisches Transportieren und Bearbeiten von Werkstücken
mit mehreren Bearbeitungsvorrichtungen, die Vorrichtungen entsprechend
der Form von jedem Werkstück haben, stattfindet. Die Fertigungsanlage weist
auf: eine Sicherheitswand, die für jede der Bearbeitungsvorrichtungen
vorgesehen ist, wobei die Sicherheitswand eine öffnenbare
und schließbare Zugangstür hat, die den Zutritt
zu einem Bearbeitungsbereich, wo mehrere Bearbeitungsvorrichtungen
angeordnet sind, verhindert, einen Transportroboter, der in dem
Bearbeitungsbereich bewegt wird und der in der Lage ist, Werkstücke
von einer Bearbeitungsvorrichtung zu einer anderen zu transportieren,
ein Isolierelement, das die Bewegung eines Transportroboters verhindert,
und eine Steuervorrichtung, die ein Isolationselement antreibt,
um die Bewegung eines Transportroboters außerhalb des Bearbeitungsbereiches
an der Bearbeitungsvorrichtung entsprechend einer geöffneten
Zugangstür zu gestatten und zu verhindern, dass ein Transportroboter
in den Bearbeitungsbereich gelangt.
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Selbst
wenn ein Arbeiter die Zugangstür öffnet und in
den Bearbeitungsbereich eintritt, wo eine Vorrichtung ersetzt wird,
um den Aufbau der Vorrichtung an der Bearbeitungseinrichtung zu
wechseln, ermöglicht es die vorstehend beschriebene Anlage, dass
verhindert wird, dass der Arbeiter mit dem Transportroboter durch
Verwendung des Isolationselementes in Berührung gebracht
wird. Daher kann die Sicherheit des Arbeiters, der den Aufbau einer
Vorrichtung wechselt, verbessert werden. Ferner kann, da ein Transportroboter
außerhalb des Bearbeitungsbereiches bewegbar ist, die Verschlechterung
bei der Ausnutzungsrate der Produktionslinie verhindert werden.
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Entsprechend
der Erfindung kann ein Transportroboter von einer Schiene herabhängend
vorgesehen werden, die oberhalb von mehreren Bearbeitungseinrichtungen
vorgesehen ist, und entlang der Schiene bewegt werden.
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Die
vorstehend beschriebene Anlage erzeugt einen wünschenswerten
Effekt darin, dass es unnötig ist, einen Extramechanismus
für einen Transportroboter zwischen einer Zugangstür
und einer Bearbeitungseinrichtung vorzusehen.
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Das
Isolationselement kann als eine Isolationswand aufgebaut sein, die
eine Bearbeitungseinrichtung von einer anderen isoliert, wenn die
Bewegung eines Transportroboters verhindert ist.
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Das
Vorstehende ermöglicht es, zuverlässig zu verhindern,
dass ein Transportroboter in den Bearbeitungsbereich an der Bearbeitungseinrichtung entsprechend
einer geöffneten Zugangstür eintritt.
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Das
Isolationselement kann mit einem Vorsprung versehen sein, der parallel
zur Schiene und senkrecht zur Richtung der Bewegung des Transportroboters
vorsteht.
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Die
vorstehend beschriebene Anlage ermöglicht es ebenfalls,
zuverlässig zu verhindern, dass ein Transportroboter in
den Bearbeitungsbereich an der Bearbeitungseinrichtung entsprechend
einer geöffneten Zugangstür eintritt.
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Eine
Befehlsvorrichtung ist vorgesehen, die durch einen Arbeiter betätigt
werden kann, und die ein Abfragesignal ausgibt, das eine Berechtigung
erfragt, eine Zugangstür zu öffnen und den Bearbeitungsbereich
zu betreten, wo sich eine Bearbeitungseinrichtung befindet. Wenn
ein Anfragesignal ausgegeben wird, bewegt die Steuervorrichtung
den Transportroboter aus dem Bearbeitungsbereich an der Bearbeitungseinrichtung
entsprechend Informationen, die im Anfragesignal enthalten sind,
und verhindert diese ferner die Bewegung des Transportroboters in den
Bearbeitungsbereich durch ein Isolationselement. Die Steuervorrichtung
gestattet anschließend, dass die Zugangstür geöffnet
wird.
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Wenn
die Zugangstür geöffnet ist, kann als ein Ergebnis
der Isolation des Transportroboters durch das Isolationselement
die Sicherheit eines Arbeiters, der den Aufbau einer Vorrichtung ändert,
weiter verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden für den Fachmann deutlich und erkennbar, wobei alle
diese Teil der vorliegenden Erfindung bilden. In den Zeichnungen
ist:
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1 eine
grafische Darstellung, die eine allgemeine Konfiguration einer Produktionslinie
darstellt, auf die die Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung angewendet wird,
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2 eine
grafische Darstellung, die eine allgemeine Konfiguration des Inneren
der Produktionslinie weiter darstellt, auf die die Fertigungsanlage eines
Ausführungsbeispiels angewendet wird,
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3 eine
grafische Darstellung, die eine allgemeine Konfiguration eines Werkstückshaltewerkzeugs
in einer Produktionslinie darstellt, auf die die Fertigungsanlage
eines Ausführungsbeispiels angewendet wird,
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4 eine
grafische Darstellung, die eine Seitenansicht einer allgemeinen
Konfiguration einer Produktionslinie darstellt, auf die die Fertigungsanlage
eines Ausführungsbeispiels angewendet wird,
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5 eine
grafische Darstellung, die eine Vorderansicht einer allgemeinen
Konfigurationen einer Produktionslinie darstellt, auf die die Fertigungsanlage
eines Ausführungsbeispiels angewendet wird,
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6 eine
grafische Darstellung, die eine Draufsicht einer allgemeinen Konfiguration
einer Produktionslinie darstellt, auf die die Fertigungsanlage eines
Ausführungsbeispiels angewendet wird,
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7A eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels darstellt,
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7B eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels weiter darstellt,
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7C eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels weiter darstellt,
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7D eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels weiter darstellt,
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7E eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels weiter darstellt,
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7F eine
grafische Darstellung, die einen beispielhaften Betriebsablauf der
Fertigungsanlage eines Ausführungsbeispiels weiter darstellt
und
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8 eine
grafische Darstellung, die die allgemeine Konfiguration eines Isolationselementes
in einer Modifikation eines Ausführungsbeispiels darstellt.
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Nachfolgend
wird eine Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung vorgenommen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Wie
es in 1 dargestellt ist, wird die Fertigungsanlage des
vorliegenden Ausführungsbeispiels auf eine Produktionslinie 100 angewendet,
die so konfiguriert ist, dass Werkstücke 200 automatisch transportiert
werden und mit mehreren Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i bearbeitet
werden, die eine Spannvorrichtung bzw. Vorrichtung 50 haben,
die der Form von jedem der Werkstücke 200 entspricht.
Das heißt, dass die Fertigungsanlage auf eine Produktionslinie 100 für
die Bearbeitung von Werkstücken 200 angewendet
wird, die Platinen, große Schaltkarten bzw. Leiterplatten, die
erhalten werden, indem eine Schaltungskomponente auf einer Platine
montiert wird, und ähnliches aufweisen. Genauer gesagt weist
die Fertigungsanlage auf: eine Sicherheitswand 60 mit Zugangstüren 70a bis 70i,
ein Werkstückhaltewerkzeug 10, das als ein Transportroboter wirkt,
Isolationswände 801, 802, die als Isolationselemente
wirken, und eine Steuervorrichtung 90.
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Die
Produktionslinie 100 ist mit mehreren Bearbeitungsvorrichtungen 40a bis 40i versehen,
die zum Ausführen der jeweiligen Schritte der Bearbeitung
der Werkstücke 200 vorgesehen sind. Die Produktionslinie 100 weist
eine Werkstücktransportanlage zum Transportieren von Werkstücken 200 zu
jeder der Bearbeitungsvorrichtung 40a bis 40i auf.
Bei der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird ein Fall, wo die Bearbeitungsvorrichtungen 40a bis 40i im
Wesentlichen linear angeordnet sind, als ein Beispiel verwendet.
Jede der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i ist
mit einer Vorrichtung bzw. Spannvorrichtung 50 versehen,
an der ein Werkstück 200 angeordnet ist. Jede
Vorrichtung 50 hat eine Form entsprechend der Werkstückform
oder der Außenform von jedem Werkstück 200.
Wenn Werkstücke, die sich in der Werkstückform
oder der Außenform unterscheiden, angeordnet werden, ist
es erforderlich, dass die Vorrichtung ersetzt wird. Auf das Vorstehende
wird sich als Aufbauwechsel bezogen. Die Werkstücktransportanlage
weist ein Werkstückhaltewerkzeug, das durch die Steuervorrichtung 100 angetrieben
und gesteuert wird, eine Schiene 30 zum Bewegen des Werkstückhaltewerkzeugs 10 und ähnliches
auf.
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Hoch
oberhalb von jeder der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i ist
ein Stützträger zum Stützen oder Anhängen
eines Werkstückhaltewerkzeugs 10 vorgesehen, der
als ein Transportroboter zum Halten und Übertragen eines
Werkstücks 200 wirkt. Genauer gesagt ist der Stützträger
oberhalb, genauer gesagt hoch oberhalb der Vorrichtungen 50a bis 50f vorgesehen,
die jeweils für die Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40i vorgesehen
sind. An der Seite des Stützträgers, die zu den
Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i weist, das
heißt in Richtung des Gewichts, ist die Schiene 30,
die die Werkstückhaltewerkzeuge 10 trägt,
vorgesehen, so dass die Werkstückhaltwerkzeuge in die Richtung
der Länge des Stützträgers durchgängig
beweglich sind.
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Der
Stützträger und die Schiene 30 sind vorgesehen,
um sich zwischen einem Ende und dem anderen Ende einer Linie zu
erstrecken, entlang der sich die Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i befindet.
Der Stützträger und die Schiene 30 erstrecken
sich kontinuierlich durch alle Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i und
oberhalb von diesen. Im Ergebnis können die Werkstückhaltewerkzeuge 10 zu
allen Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i bewegt
werden. Die Werkstückhaltewerkzeuge 10 werden
durch beispielsweise einen linearen Motor bewegt, während
ein Aufhängen an der Schiene 30 erfolgt, worauf
sich ebenfalls als eine Linearmotor-getriebene Schiene bezogen werden
kann.
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Die
Schiene 30 ist in dem Maße lang, dass die Schiene
in einfacher Weise hergestellt und installiert werden kann. Beispielsweise
ist die Schiene 3 bis 5 Meter lang. In den Fällen,
in denen die Gesamtlänge einer Linie größer
als die Länge der Schiene 30 ist, können
Schienen 30a, 30b, 30c miteinander verbunden
werden, beispielsweise wie es in den 5 und 6 gezeigt
ist, wenn eine Verwendung stattfindet. Wenn mehrere Schienen 30a, 30b, 30c miteinander
verbunden sind und verwendet werden, können die Schienen
angeordnet sein, wie es in den 5 und 6 dargestellt
ist. Das heißt, dass die Schienen angeordnet sind, so dass
zumindest zwei Schienen, die Schiene 30a und die Schiene 30b oder die
Schiene 30b und die Schiene 30c, einander teilweise
oberhalb von zumindest einer der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i überdecken.
Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen überdecken sich
Schienen teilweise oberhalb der Bearbeitungseinrichtungen 40d, 40g.
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Im
Ergebnis der vorstehenden Konstruktion kann ein Werkstück 200,
das an einer Bearbeitungseinrichtung vorliegt, beispielsweise an
den Bearbeitungsrichtungen 40d, 40g, die sich
am Ende einer Schiene befinden, durch das Werkstückhaltewerkzeug 10,
das von einer anderen Schiene herabhängt, gehalten und
transportiert werden. Daher ist es unnötig, eine Schiene
zu verwenden, die ausreichend lang ist, um der Gesamtlänge
der Mehrzahl an Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i zu
entsprechen. Ferner ist es unnötig, eine Zuführvorrichtung
oder ähnliches zum Gleiten eines Werkstücks 200 in
eine Position, die einem Ende einer Schiene entspricht, vorzusehen.
Daher können Werkstücke über die gesamte Mehrzahl
an Bearbeitungseinrichtungen transportiert werden, ohne das eine
Zuführvorrichtung oder ähnliches zum Gleiten von
Werkstücken verwendet wird.
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Beispielsweise
wird ein Werkstück 200 zur Bearbeitungseinrichtung 40d durch
das Werkstückhaltewerkzeug 10 transportiert, das
an der Schiene 30a hängt. Das Werkstück 200 wird
von der Bearbeitungseinrichtung 40d zur Bearbeitungseinrichtung 40g durch
das Werkstückhaltewerkzeug 10, das von der Schiene 30b hängt,
transportiert. Ferner wird ein Werkstück 200 zur
Bearbeitungseinrichtung 40d durch das Werkstückhaltewerkzeug 10,
das von der Schiene 30b hängt, transportiert.
Das Werkstück 200 wird von der Bearbeitungseinrichtung 40g zur
Bearbeitungseinrichtung 40i durch das Werkstückhaltewerkzeug 10,
das von der Schiene 30c hängt, transportiert.
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In
der Produktionslinie 100, auf die die Fertigungsanlage
des vorliegenden Ausführungsbeispiels angewendet wird,
sind der Bearbeitungsbereich, wo die Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i angeordnet
sind, und ein Umgebungsbereich, durch den ein Arbeiter gehen kann,
durch die Sicherheitswand 60 voneinander isoliert. Die
Sicherheitswand 60 ist mit Zugangstüren 70a bis 70i versehen, die
in Vertikalrichtung für die jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen 40a–40i geöffnet
und geschlossen werden können. Das heißt, dass
die Sicherheitswand 60 verhindert, dass ein Arbeiter den
Bearbeitungsbereich betritt. Das Öffnen und Schließen
der Zugangstüren 70a bis 70i wird durch
eine Verriegelung gesteuert, die unter der Steuerung der Steuervorrichtung 90 angewendet
oder freigegeben wird. Im Ergebnis können die Zugangstüren 70a bis 70i geöffnet
werden, wenn eine Arbeit, wie zum Beispiel der Wechsel des Aufbaus
der Vorrichtung 50, im Bearbeitungsbereich ausgeführt
wird, und kann nicht geöffnet werden, wenn ein Bearbeitungsvorgang
an den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i fortschreitet.
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Gemäß Vorbeschreibung
muss der Aufbau der Vorrichtungen 50, die an der Mehrzahl
an Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i vorgesehen
sind, entsprechend der Werkstückform von jedem Werkstück 200 gewechselt
bzw. geändert werden. Wie es in den 4, 5 und ähnlichen
dargestellt ist, werden die Werkstückhaltewerkzeuge 10 oberhalb der
Vorrichtungen 50 in dem vorstehend genannten Bearbeitungsbereich
bewegt. Wenn ein Arbeiter den Aufbau einer Vorrichtung 50 manuell ändern
soll, muss der Arbeiter den Bearbeitungsbereich betreten oder muss
ein Teil des Körpers des Arbeiters in den Bearbeitungsbereich
gebracht werden. Wenn ein Arbeiter beim Wechsel des Aufbaus der
Vorrichtung 50 arbeitet, kann daher der Arbeiter mit einem
Werkstückhaltewerkzeug 10 in Berührung
gebracht werden.
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Um
potenzielle Gefahren beim Eintritt in den Bereich zu verhindern,
wird die gesamte Produktion an der Produktionslinie 100 abgeschlossen
und werden die Werkstückhaltewerkzeuge 10 gestoppt;
der Aufbau der gesamten Produktionslinie 100 wird geändert.
Wenn das vorstehend beschriebene Verfahren implementiert wird, wird
die Produktionslinie 100 für eine Zeit gestoppt,
die gleich der Summe der Bearbeitungsvorhaltzeit der gesamten Produktionslinie 100 und
der Zeit ist, die für den Wechsel des Aufbaus erforderlich
ist.
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Bei
den vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, um zu ermöglichen,
dass ein Wechsel des Aufbaus einer Vorrichtung 50 mit Sicherheit
stattfinden kann, ohne dass die Auslastungsrate der Isolationswände
der Produktionslinie 100 oder der Isolationselemente 801, 802,
verschlechtert wird, die Isolationswände 801, 802 durch
eine Betätigungseinrichtung oder ähnliches automatisch
bewegt und verhindern diese die Bewegung der Werkstückhaltewerkzeuge 10,
die im Bearbeitungsbereich beweglich sind. Wie es in 2 dargestellt
ist, kann die Isolationswand 801, 802 an jeder
Grenze zwischen Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i vorgesehen
sein. Oder es kann, wie es in 6 dargestellt
ist, eine Isolationswand für jede der Mehrzahl an Bearbeitungseinrichtungen
vorgesehen sein. 6 stellt einen Fall dar, wo
Isolationswände 803, 804 vorgesehen sind,
um die Produktionslinie 100 durch 3 zu teilen und ein Wechsel
des Aufbaus unterteilt ausgeführt wird.
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Die
Isolationswände 801, 802 werden durch die
Steuervorrichtung 90, die später beschrieben wird,
angetrieben und gesteuert. Die Isolationswände 801, 802 sind
wie folgt implementiert. Die Bewegung eines Werkstückhaltewerkzeugs 10 außerhalb
des Bearbeitungsbereiches an der Bearbeitungseinrichtung entsprechend
einer geöffneten Zugangstür wird gestattet. Die
vorstehende Bearbeitungseinrichtung ist eine der Bearbeitungseinrichtungen 40a–40i und die
vorstehend geöffnete Zugangstür ist eine der Zugangstüren 70a bis 70i.
Gleichzeitig wird die Bewegung des Werkstückhaltewerk zeugs 10 in
dem Bearbeitungsbereich an der Bearbeitungseinrichtung entsprechend
der geöffneten Zugangstür verhindert.
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Es
wird eine Beschreibung des Werkstückhaltewerkzeugs 10,
das als Transportroboter wirkt, vorgenommen. Wie es in 3 dargestellt
ist, weist ein Werkstückhaltewerkzeug 10 einen
Stützabschnitt 11, einen Y-Achsen-Einstellabschnitt 12,
einen Z-Achsen-Einstellabschnitt 13, einen θ-Achsen-Einstellabschnitt 14,
einen Basisabschnitt 15, einen Arm 16a und einen
Arm 16b auf. Der Stützabschnitt 11 ist mit
dem Y-Achsen-Einstellabschnitt 12, dem Z-Achsen-Einstellabschnitt 13,
einem θ-Achsen-Einstellabschnitt 14, dem Basisabschnitt 15,
und Arm 16a und Arm 16b die ein Werkstückhaltewerkzeug 10 bilden, versehen.
Der Stützabschnitt 11 weist eine Antriebseinheit,
nicht gezeigt, die von der Schiene 30 hängt, so
dass die Antriebseinheit beweglich ist, auf.
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Der
Y-Achsen-Einstellabschnitt 12 weist eine Betätigungseinrichtung
und ähnliches auf und stellt die Arme 16a, 16b in
Y-Achsen-Richtung ein. Die Y-Achsen-Richtung ist eine Richtung parallel
zum Boden und senkrecht zur Richtung des Transportes der Werkstücke 200.
Der Y-Achsen-Einstellabschnitt 12 stellt die Arme 16a, 16b in
der Y-Achsen-Richtung entsprechend einem Befehl von der Steuervorrichtung,
die nicht gezeigt ist, ein.
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Der
Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 weist eine Betätigungseinrichtung
und ähnliches auf und stellt die Arme 16a, 16b in
Z-Achsen-Richtung ein. Die Z-Achse bildet die dritte Achse in einem
dreidimensionalen Koordinatensystem. In dem vorliegenden Beispiel
verläuft die Z-Achsen-Richtung senkrecht zum Boden. Das
heißt, dass der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 die
Arme 16a, 16b in die Richtung senkrecht zum Boden
bewegt und dadurch ein Werkstück nahe an eine Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40b oder
von dieser weg bewegt. Anders ausgedrückt bewegt der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 die
Arme 16a, 16b aufwärts und abwärts.
Der Z-Achsen-Einstellabschnitt 13 stellt die Arme 16a, 16b in
Z-Achsen-Richtung entsprechend einem Befehl von der Steuervorrichtung,
die nicht gezeigt ist, ein.
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Der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 weist
eine Betätigungseinrichtung und ähnliches auf
und stellt die Arme 16a, 16b in die Theta-Achsen-Richtung
ein. Die Theta-Achsen-Richtung ist eine Richtung, in der etwas rotiert
wird, wobei die Richtung senkrecht zum Boden als die Rotationsachse
verwendet wird,. Das heißt, dass der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 die Arme 16a, 16b mit
der Richtung senkrecht zum Boden als die Rotationsachse dreht. Der θ-Achsen-Einstellabschnitt 14 stellt
die Arme 16a, 16b in die Theta-Achsen-Richtung
entsprechend einem Befehl von der Steuervorrichtung, die nicht gezeigt
ist, ein.
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Das
Basiselement 15 ist mit zwei Armen 16a, 16b versehen,
die mit einem vorbestimmten Winkel zueinander geöffnet
sind, und weist einen Rotationsmechanismus auf, der ebenfalls als
ein Schaltmechanismus wirkt, der aus einer Betätigungseinrichtung
und ähnlichem aufgebaut ist. Das Basiselement 15 wird
an einer Linie entlang der Richtung des Transportes der Werkstücke 200 durch
den Rotationsmechanismus gedreht. Das heißt, dass das Basiselement 15 auf
einer Linie entlang der Richtung des Transportes der Werkstücke 200 mit
den zwei Armen 16a, 16b, die dadurch gestützt
sind, gedreht wird. Anders ausgedrückt wird das Basiselement 15 auf
der Rotationsachse parallel zum Boden rotiert und senkrecht zur
Richtung des Transportes der Werkstücke 200 durch
den Rotationsmechanismus. Der Arm 16a und der Arm 16b sind
auf dem Basiselement 15 vorgesehen und werden mit dem vorbestimmten
Winkel zwischen diesen mit der Rotationsachse im Zentrum geöffnet.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Vorbeschreibung
wird das Basiselement 15 durch den Rotationsmechanismus
gedreht und werden der Arm 16a und der Arm 16b dadurch
geschaltet. Das heißt, dass der Rotationsmechanismus den Arm 16a oder 16b,
der ein Werkstück 200 von einer Bearbeitungseinrichtung 40a zu 40i hält
und aufnimmt, geschaltet. Gleichzeitig schaltet der Rotationsmechanismus
den Arm 16a oder 16b, der ein gehaltenes Werkstück 200 an
einer Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40i anordnet.
Das Schalten des Arms 16a und des Arms 16b bedeutet
das Schalten desjenigen Armes 16a oder 16b, der
sich in einer Position zu einer Vorrichtung 50a bis 50b oder
dem Werkstück 200 weisend befinden soll, das sich
an einer Vorrichtung 50a bis 50f befindet. Die
zwei Arme 16a, 16b können so vorgesehen
sein, dass die Arme an dem Basiselement 15 angebracht und
von diesem gelöst werden können.
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Der
Arm 16a und der Arm 16b halten ein Werkstück 200 und
platzieren dieses unabhängig voneinander. Jeder Arm kann
beispielsweise so aufgebaut sein, dass ein zylindrisches Element
mit einem Werkstück 200 in Berührung
gebracht wird und das Werkstück durch Vakuum eingespannt
wird oder ein Werkstück 200 festgeklemmt wird.
In Fällen, in denen ein Werkstück 200 ein
Loch hat, kann jeder der Arme 16a, 16b so aufgebaut
sein, dass der Arm das Werkstück 200 durch das
Einführen in das Loch hält. Das heißt,
dass jeder Arm so aufgebaut sein kann, dass Folgendes implementiert
wird: Der Arm ist in ein Loch in einen Werkstück 200 einzuführen.
Der Arm weist auf: ein Innenrohr mit einem Zylinderabschnitt, der
sich in Richtung der Achse des Loches erstreckt, und aufgeteilten
Abschnitten, die erhalten werden, indem ein Ende des Zylinderanschnitts
in mehrere Stücke aufgeteilt wird, und ein Stabelement mit
einem Vorsprung, der kleiner als die Öffnungsbreite des
Loches und größer als die Öffnungsbreite des
Innenrohres ist. Bevor das Innenrohr und das Stabelement teilweise
in das Loch eingeführt sind, befindet sich der Vorsprung
außerhalb des Innenrohrs. Nachdem das Innenrohr und das
Stabelement teilweise in das Loch eingeführt sind, wird
das Stabelement in die Richtung entgegengesetzt zur Richtung des
Einführens bewegt. Im Ergebnis befindet sich der Vorsprung
im Innenrohr und werden die aufgeteilten Abschnitte aufgedrückt
und wird das Werkstück 200 durch die aufgeteilten
Abschnitte gehalten. Gemäß Vorbeschreibung haben
Platinen und große Schaltkarten, die als Werkstücke 200 ausgewählt werden,
häufig ein Loch. Obwohl eine große Schaltkarte
oder eine Platine kein Loch hat, ist es relativ einfach, in der
Karte ein Loch auszubilden. Das heißt, das Ausbilden eines
Loches in einer großen Schaltkarte oder einer Platine stellt
selten ein Problem im Hinblick auf die Gestaltung oder die Funktion
dar.
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Das
Vorstehende ermöglicht es, unterschiedliche Werkstücke 200 durch
die zwei Arme 16a, 16b gleichzeitig zu halten.
Es ist ebenfalls möglich, ein Werkstück durch
einen Arm, beispielsweise den Arm 16a zu halten, und ein
Werkstück durch den anderen Arm, beispielsweise den Arm 16b anzuordnen.
Dazu kann ein Werkstück 200 an einer beliebigen
der Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40b durch
einen Arm, beispielsweise den Arm 16a, gehalten werden
und wird ein Werkstück 200, das durch den anderen
Arm, beispielsweise den Arm 16b, gehalten wird, an dieser
Bearbeitungseinrichtung angeordnet. Im Ergebnis kann die Stoppzeit
an den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i verkürzt
werden.
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Die
vorstehend beschriebene Konstruktion ermöglicht es, das
Basiselement 15 zu drehen, um die zwei Arme 16a und 16b auf
eine Linie entlang der Richtung des Transportes der Werkstücke 200 zu
rotieren und dadurch die Arme 16a und 16b einfach
zu schalten.
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Es
kann ein Fall, bei dem Werkstücke zwischen Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40c transportiert
werden, als ein Beispiel beschrieben werden. Entsprechend einer
grafischen Darstellung des Transportes für das Werkstückhaltewerkzeug 10 und die
Werkstücktransportanlage in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird zuerst ein Halten und Aufnehmen eines Werkstück 200 von
der Einrichtung 40a durch den Arm 16a der zwei
Arme vorgenommen. Das Werkstückhaltewerkzeug 10 wird
zur Einrichtung 40b als der nächsten Bearbeitungseinrichtung
bewegt und der Arm, der bestimmt ist, um ein Werkstück
zu halten, wird dann von dem Arm 16a zum Arm 16b durch
den Rotationsmechanismus geschaltet. Ein weiteres Werkstück 200 wird
dann gehalten und von der Einrichtung 40b durch den Arm 16b aufgenommen.
Der Arm, dessen Benutzung bestimmt ist, wird dann von dem Arm 16b zurück
zum Arm 16a durch den Rotationsmechanismus geschaltet.
Das Werkstück 200 wird dann durch den Arm 16a gehalten
und auf der Einrichtung 40b angeordnet. Das Werkstückhaltewerkzeug 10 wird
dann durch den Arm 16a zur Einrichtung 40c als
nächste Bearbeitungseinrichtung bewegt und ein weiteres
Werkstück 200 wird dann gehalten und von der Einrichtung 40c aufgenommen.
Der Arm, der ein Werkstück anordnen soll, wird von dem
Arm 16a zum Arm 16b durch den Rotationsmechanismus
geschaltet. Das Werkstück 200, das durch den Arm 16b gehalten wird,
wird dann auf der Einrichtung 40c angeordnet.
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Der
Betrieb kann alternativ wie folgt beschrieben werden. Ein Werkstück 200 wird
durch den Arm 16a an der Einrichtung 40a aufgenommen
und eine Verschiebung des Werkstücks 200 zur Einrichtung 40b wird
ausgeführt. Die Arme werden geschaltet und ein anderes
Werkstück 200 wird von der Einrichtung 40b durch
den Arm 16b, der frei ist, aufgenommen. Im Anschluss werden
die Arme geschaltet und wird das Werkstück 200,
das durch den Arm 16a gehalten wird, an der Einrichtung 40b angeordnet, die
dann betriebsfähig wird. Das heißt, dass die Stoppzeit
der Einrichtung 40b gleich der Summe der viermaligen Auf-
und Abwärtsbewegung des Werkstückhaltewerkzeugs 10 und
der Zeit zum Schalten der Arme ist. Daher kann die Zeit, während
der die Bearbeitungseinrichtung zum Wechsel der Werkstücke
gestoppt ist, abgekürzt werden.
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Wie
es in Bezug auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschrieben
ist, hängt das Werkstückhaltewerkzeug 10 von
der Schiene 30, die oberhalb der Vielzahl von Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i vorgesehen
ist, und wird dieses entlang dieser Schiene 30 bewegt.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion und der vorstehend beschriebene
Betrieb sind vorteilhaft, da es dadurch unnötig ist, einen Extramechanismus
für einen Roboter, der Werkstücke zwischen den
Zugangstüren 70a bis 70i und den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40i transportiert, vorzusehen.
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Es
wird eine Beschreibung des Betriebs eine Arbeitsvorrichtung entsprechend
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgenommen. Unter
Bezugnahme auf die 7a bis 7f ist
nur ein Teil der Produktionslinie 100, genauer gesagt der
Abschnitt der Produktionslinie an den vier Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40d aus
Gründen der Einfachheit der Erläuterung dargestellt.
In den Figuren sind die Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40d weggelassen
und sind die Werkstückhaltewerkzeuge 10 vereinfacht.
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7A stellt
einen Zustand dar, in dem die Produktionslinie 100 in Betrieb
ist und bei dem die Bearbeitung bei den Bearbeitungseinrichtungen 40a bis 40b fortschreitet
und die Werkstückhaltewerkzeuge 10 in Betrieb
sind, das heißt die Produktion fortschreitet. Das Gebiet
an der Seite der Bearbeitungseinrichtung hinter der Sicherheitswand 60 wird
insgesamt als Bearbeitungsgebiet e1 verwendet. Die Verriegelungen 71a bis 71d werden
angewendet und alle Zugangstüren 70a bis 70d sind
geschlossen und nicht öffnenbar. Im Ergebnis kann ein Arbeiter
den Bearbeitungsbereich, wie den Werkstückhaltewerkzeug-Bewegungsbereich
e1 nicht betreten und ferner ist verhindert, das dieser selbst einen
Teil des Körpers in dem Bereich entweder zufällig
oder absichtlich anordnet, da die Zugangstüren 70a bis 70d nicht geöffnet
werden können.
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7B stellt
einen Zustand dar, in dem der Arbeiter die Befehlsvorrichtung 91 betätigt,
wenn die Produktionslinie 100 in Betrieb ist. Die Befehlsvorrichtung 91 wird durch
Arbeiter getätigt und diese gibt ein Anfragesignal zur
Steuervorrichtung 90 aus. Das Anfragesignal zeigt eine
Anfrage zum Gestatten des Öffnens einer Zugriffstür
und zum Betreten des Bearbeitungsbereiches, wo die Bearbeitungseinrichtungen
installiert sind, an. Die Befehlsvorrichtung 91 ist für
jede Zugangstür vorgesehen. In dem in 7B dargestellten
Beispiel gibt die Befehlsvorrichtung 91 ein Anfragesignal
mit einer Anfrage zum Gestatten des Öffnens der Zugangstür 70a und
des Betretens des Bearbeitungsbereiches, wo die Bearbeitungseinrichtungen
installiert sind, im Zusammenhang stehend aus. Die Befehlsvorrichtung 91 kann
für jeden der Bereiche vorgesehen sein, die geteilt sind,
wenn der Wechsel des Aufbaus geteilt ausgeführt wird, das heißt,
dass die Befehlsvorrichtung für jede Grenze zwischen Isolationswänden
vorgesehen sein kann. Oder nur eine Befehlsvorrichtung ist vorgesehen,
wodurch ermöglicht wird auszuwählen, welche Zugangstür
zum Öffnen vorgesehen ist. Wie es nachfolgend detaillierter
beschrieben wird, ist die Befehlsvorrichtung 91 ebenfalls
in der Lage, ein Endsignal auszugeben, das die Beendigung der Arbeit
anzeigt.
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Um
die Sicherheit des Arbeiters im Bearbeitungsbereich sicherzustellen,
stellt 7C einen Zustand dar, in dem
das Werkstückhaltewerkzeug 10 aus dem Arbeitsbereich
herausbewegt wird, wie zum Beispiel dem Arbeitsbereich e2, und die
Isolationswand 801 geschlossen ist und die Verriegelung 71a freigegeben
ist. Die Steuervorrichtung 90 bewegt das Werkstückhaltewerkzeug 10 aus
dem Arbeitsbereich, wie zum Beispiel dem Arbeiterbereich e2, entsprechend
dem Signal von der Befehlsvorrichtung 91. Die Steuervorrichtung
treibt und steuert die Isolationswand 801 zum Schließen
der Isolationswand 801 und gibt ferner die Verriegelung 71a der
Zugangstür 70a frei. Somit sind der Bearbeitungsbereich
e2 und der Bearbeitungsbereich e1 voneinander getrennt. Der Bearbeitungsbereich
e1 ist, wo die Werkstückhaltewerkzeuge 10 betrieben
werden und eine Bearbeitung an Bearbeitungseinrichtungen ausgeführt
wird. Der Arbeitsbereich e2 ist da, wo ein Arbeiter die Wechselarbeit
des aufgeteilten Aufbaus für eine Vorrichtung 50 oder
eine andere Arbeit ausführt. Die Zugangstür 70a wird öffnenbar
und der Arbeiter kann die Aufbauwechselarbeit in Sicherheit im Arbeitsbereich
e2 ausführen.
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Die
Steuervorrichtung 90 kann so aufgebaut sein, dass nach
dem Herausbewegen des Werkstückhaltewerkzeugs 10 aus
dem Arbeitsbereich, wie zum Beispiel dem Arbei terbereich e2, und
dem Schließen der Isolationswand 801 die Steuervorrichtung
eine Lampe 92 anschaltet, um den Arbeiter zu informieren,
dass das Beginnen der Arbeit gestattet wurde. Das heißt,
dass den Arbeitern mitgeteilt wird, dass die Wechselarbeit des aufgeteilten
Aufbaus in Sicherheit ausgeführt werden kann. Im Ergebnis
wurde, wenn die Zugangstür 70a geöffnet
wird, das Werkstückhaltewerkzeug 10 bereits aus
dem Arbeitsbereich e2 ohne Ausnahme herausbewegt und wurde die Isolationswand 801 geschlossen.
Daher kann die Sicherheit der Arbeiter weiter verbessert werden.
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7D stellt
ein Zustand dar, in dem der Arbeiter die Zugangstür 70a geöffnet
hat und die Wechselarbeit für den aufgeteilten Aufbau im
Arbeitsbereich e2 ausführt. Gemäß Vorbeschreibung
ist der Arbeitsbereich e2 vom Bearbeitungsbereich e1 durch die Isolationswand 801 getrennt
oder isoliert. Daher kann der Arbeiter nicht mit dem Werkstückhaltewerkzeug 10 in
Kontakt gebracht werden und kann dieser die Arbeit in Sicherheit
ausführen.
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7E stellt
ein Zustand dar, in dem die Arbeit, die im Arbeitsbereich e2 ausgeführt
wurde, abgeschlossen ist und die Zugangstür 70a geschlossen wurde
und ein Endsignal von der Befehlsvorrichtung 91 ausgegeben
wird. Wenn die Aufbauwechselarbeit im Arbeitsbereich e2 abgeschlossen
ist, schließt der Arbeiter die Zugangstür 70a und
betätigt dieser die Befehlsvorrichtung 91 zur
Ausgabe eines Endsignals.
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Wenn
das Endsignal von der Befehlsvorrichtung 91 ausgegeben
wird, erfasst die Steuervorrichtung 90, ob die Zugangstür 70a geschlossen
wurde oder nicht, wie es in 7F dargestellt
ist. Wenn die Zugangstür 70a geschlossen ist,
wendet die Steuervorrichtung die Verriegelung 71a der Zugangstür 70a an
und öffnet diese die Isolationswand 801. Als ein Ergebnis
wird der gesamte Bereich hinter der Sicherheitswand 60 in
den Bearbeitungsbereich e1 zurückgeführt. Die
Steuervorrichtung 90 bewegt das Werkstückhaltewerkzeug 10 zum
Bereich, der der Arbeitsbereich e2 war, und nimmt den Werkstücktransportvorgang
in dem gesamten Gebiet wieder auf.
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Im
Ergebnis wird eine Sicherheit erreicht, obwohl ein Arbeiter eine
Zugangstür 70a bis 70i öffnet und
den Bearbeitungsbereich zum Wechseln des Aufbaus der Vorrichtung 50 an
der entsprechenden Bearbeitungseinrichtung 40a bis 40i betritt.
Der Bear beitungsbereich ist anders ausgedrückt als der
Bereich hinter der Sicherheitswand oder dem Arbeitsbereich e2 hergestellt.
Es ist durch die Isolationswand 801 verhindert, dass der
Arbeiter mit dem Werkstückhaltewerkzeug 10 in
Berührung gebracht ist. Daher kann die Sicherheit eines
Arbeiters, der den Aufbau einer Vorrichtung wechselt, verbessert
werden. Da das Werkstückhaltewerkzeug 10 außerhalb
des Arbeitsbereiches e2 bewegbar ist, kann eine Verschlechterung
bei der Auslastungsrate der Produktionslinie 100 verhindert
werden.
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In
der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wurde ein Fall, bei dem die Isolationswände 801, 802 als
das Isolationselement zum Verhindern der Bewegung der Werkstückhaltewerkzeuge 10 ausgewählt
wurden, als ein Beispiel hergenommen, wobei jedoch die Erfindung
nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt
ist.
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8 stellt
die allgemeine Konfiguration eines Isolationselementes in einer
Abwandlung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung dar.
Wie es in 8 dargestellt ist, ist das Isolationselement 81 an
der Schiene 30 vorgesehen, an der ein Werkstückhaltewerkzeug 10 aufgehängt
ist. Das Isolationselement weist einen Vorsprung 81a auf,
der parallel zur Schiene 30 und senkrecht zur Richtung der
Bewegung des Werkstückhaltewerkzeugs 10 vorsteht.
Das heißt, dass das Isolationselement 81 die Bewegung
des Werkstückhaltewerkzeugs durch den Vorsprung 81a verhindert.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion ermöglicht es
ebenfalls, zuverlässig zu verhindern, dass das Werkstückhaltewerkzeug 10 in
den Bearbeitungsbereich an der Bearbeitungseinrichtung entsprechend
einer geöffneten Zugangstür eintritt.
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Eine
Lichtstrahlsicherheitsvorrichtung kann statt der Isolationswände 801, 802 oder
des Isolationselementes 81 mit dem Vorsprung 81a verwendet werden.
Das heißt, dass der Zutritt eines Arbeiters zu dem Bearbeitungsbereich
durch das Bestrahlen des Bearbeitungsbereiches mit einem Lichtstrahl überwacht
wird. In einem solchen Fall wird das Werkstückhaltewerkzeug 10 sofort
gestoppt, wenn der Lichtstrahl durch einen Arbeiter unterbrochen
ist, wenn das Werkstückhaltewerkzeug 10 in Betrieb
ist.
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Eine
Lichtstrahlsicherheitsvorrichtung kann ferner statt des Vorsehens
der Verriegelungen 71a bis 711 der Zugangstüren 70a bis 70i verwendet
werden. Das heißt, dass der Zutritt eines Arbeiters in dem
Bearbeitungsbereich durch das Bestrahlen des Bearbeitungsbereiches
mit einem Lichtstrahl überwacht wird. In einem solchen
Fall wird ein Werkstückhaltewerkzeug 10 sofort
gestoppt, wenn ein Lichtstrahl durch einen Arbeiter unterbrochen
wird, wenn das Werkstückhaltewerkzeug 10 in Betrieb
ist.
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Ein
Mechanismus zum Verriegeln der Isolationswände 801, 802 zum
Verhindern, dass die Isolationswände geöffnet
werden, wenn eine Zugangstür 70a bis 70i geöffnet
ist, kann vorgesehen sein. In einem solchen Fall kann der Arbeitsbereich
e2 sichergestellt werden, selbst wenn die Steuerung der Produktionslinie 100 wegläuft.
Daher kann die Sicherheit der Arbeiter weiter verbessert werden.
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Eine
Fertigungsanlage ist zum sicheren Wechseln des Aufbaus einer Vorrichtung
vorgesehen, während die Auslastung der Produktionslinie aufrecht
erhalten wird. Eine Sicherheitswand verhindert den Zugang zu einem
Bearbeitungsbereich, wo eine Vielzahl an Bearbeitungseinrichtungen
installiert ist. Öffnenbare und schließbare Zugangstüren
sind für die Bearbeitungseinrichtungen vorgesehen. Ein Werkstückhaltewerkzeug
wird in den Bearbeitungsbereich bewegt und transportiert Werkstücke
von einer der Bearbeitungseinrichtungen zur anderen. Die Isolationswände
verhindern die Bewegung des Werkstückhaltewerkzeugs. Eine
Steuervorrichtung treibt die Isolationswände an, wodurch
eine Bewegung des Werkstückhaltewerkzeugs außerhalb
des Bearbeitungsbereiches an der Bearbeitungseinrichtung gestattet
wird, die einer geöffneten Zugangstür entspricht,
und verhindert wird, dass das Werkstückhaltewerkzeug sich
in den Bearbeitungsbereich mit der geöffneten Zugangstür
bewegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-289577
A [0002]