WO2017104804A1 - 生産ライン - Google Patents

Abstract

多数のパレット（８、８）をループ状の循環経路に沿って搬送する搬送手段（２）と、パレット（８、８）にワークをセットするワークセット部（３）と、パレット（８、８）上のワークのセット位置を測定するセット位置測定部（４）と、パレット（８、８）上のワークに対して循環経路上の複数箇所でそれぞれ１乃至複数ずつの生産処理を実行する生産処理実行部（５）と、これら各生産処理を実行されたワークをパレット（８、８）から取り出すワーク取出し部（６）とを設ける。生産処理実行部（５）に於ける各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（４）に於いて測定されたパレット（８）上のワークのセット位置を考慮しつつ実行する。

Description

生産ライン

　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、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に関する。
　本願は、２０１５年１２月１８日に出願された特願２０１５－２４７３１３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　対象製品を生産する為の生産ラインとして、ワーク（workpiece、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、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）。

　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、保持形状によるワークの位置決め精度は高くはなく、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、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、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、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

　本発明の態様は、構成の簡素化や、サイクルタイムの短縮に有利な生産ラインを提供することを目的とする。

　本発明の一態様において、生産ラインは、搬送手段と、ワークセット部と、セット位置測定部と、生産処理実行部と、ワーク取出し部とを備える。前記搬送手段は、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。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。前記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を測定する為のものである。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。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。前記生産ラインは、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つの生産処理を、前記セット位置測定部に於いて測定された前記パレット上のワークのセット位置を考慮しつつ実行する様に構成されている。

　前記生産ラインにおいて、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。

　前記生産ラインにおいて、制御手段を更に備えたものとする事ができる。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。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、前記パレット上のワークのセット位置を測定し、前記読み取った識別子及び測定したワークのセット位置に関する情報を、前記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。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。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、前記制御手段から前記読み取った識別子に対応するワークのセット位置に関する情報を受信し、前記受信したセット位置を考慮して、前記パレット上のワークに対して前記各生産処理を実行するものとする事ができる。

　本発明の別の態様において、生産ラインは、パレットを所定の経路に沿って搬送する搬送装置と、前記経路の一部に設けられ、前記パレットにワークがセットされる第１セクションと、前記経路の一部に設けられ、前記パレットにセットされた前記ワークの前記パレットに対する位置情報が取得される第２セクションと、前記経路の一部に設けられ、複数の処理ユニットを有する第３セクションであり、前記複数の処理ユニットの各々において前記パレットにセットされた前記ワークに対して前記位置情報に基づいて生産処理が実行される、前記第３セクションと、前記経路の一部に設けられ、前記ワークが前記パレットから取り出される第４セクションと、を備える。

　本発明の一態様によれば、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、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、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、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、生産ラインにおいて、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、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、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（workpiece、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（第１セクション）３と、セット位置測定部（第２セクション）４と、生産処理実行部（第３セクション）５と、ワーク取出し部（第４セクション）６と、制御手段（制御装置）７とを備える。一例において、位置情報に基づいて実行される複数の処理工程を経て製造される製品を対象にできる。例えば、対象製品は、各種軸受、車両用部品、及び精機製品を含むことができる。

　搬送手段（搬送装置）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。各パレット８、８は、各搬送コンベア９ａ、９ｂの上に載置されている。

　一例において、各パレット８、８は、合成樹脂、金属等により造られている。他の例において、パレットは他の材料で形成できる。図２に示す様に、パレット８は、上面にワーク１をセット（保持）する為の保持形状（保持部、支持部、位置決め部、位置決め機構）１０を有している。例えば、保持形状１０は、図２において斜格子を付して示す様な、ブラケット１０ａ、１０ｂ等を含む。本例の場合、各パレット８、８は、保持形状には或る程度の誤差がある（例えば、パレット８内での各ブラケット５ａ、５ｂの位置に、０．２～０．５ｍｍ程度の取付誤差がある）。この為、保持形状１０によるワーク１の位置決め精度（パレット８上の基準位置に対するワーク１の位置決め精度）は比較的低い。一例において、パレット８の基準位置として、パレット８の角（例えば図２におけるパレット８の左下の角）を原点にできる。また、パレット８の下端のエッジに平行にＸ軸を設定するとともに、Ｘ軸に直交するようにＹ軸を設定することができる。各パレット８、８上のワーク１のセット位置は、複数のパレット８、８の間で僅かに異なったものとなる。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。

　ワークセット部（workpiece setting section、第１セクション）３は、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、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。

　セット位置測定部（第２セクション）４は、ループ状の循環経路の一部で、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。一例において、セット位置測定装置１１は、ベース上の所定位置にパレット８を位置決めするための位置決め部（第１位置決め機構）１１ａと、パレット８（パレット８における所定基準）に対するワーク１の位置（及び姿勢）に関する情報を取得する位置情報取得部１１ｂとを有する。ワークセット部（第１セクション）３でのパレット８に対するワーク１の位置決め精度に比べ、位置決め部（第１位置決め機構）１１ａの位置決め精度が高い。位置決め部１１ａとして、比較的高精度にパレットを位置決め可能な様々な機構が適用可能である。例えば、位置決め部１１ａは、パレット８が突き当てられるストッパを有することができる。ストッパを用いた位置決めは、構成の簡素化や、サイクルタイムの短縮に有利である。セット位置測定装置１１は、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、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（位置情報）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（位置情報）をレーザ等の非接触式距離センサで測定する。又、セット位置測定装置１１は、パレット８の一部に付された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。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（位置情報）を、パレット８に関する生産情報の一部として、制御手段７に送信する。制御手段７は、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、自身又は外部の記憶部に記憶する。セット位置測定装置１１によるパレット８の位置決めは、パレット８のＩＤの読み取り及びパレット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、パレット８は、再び、搬送手段２によって下流側に搬送される。尚、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。

　生産処理実行部（第３セクション）５は、ループ状の循環経路の一部で、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、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（処理ユニット、処理装置）１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備える。生産処理実行部（第３セクション）５における複数の生産処理実行装置（処理ユニット）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々は、各装置（ユニット）１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいてパレット８を位置決めする位置決め部（第２位置決め機構）１３を有する。生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって、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。複数の生産処理実行装置（処理ユニット、処理装置）１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々においてパレット８にセットされたワーク１に対して、セット位置測定部（第２セクション）４で取得された位置情報に基づいて生産処理が実行される。ワークセット部（第１セクション）３でのパレット８に対するワーク１の位置決め精度に比べ、位置決め部（第２位置決め機構）１３の位置決め精度が高い。位置決め部１３として、比較的高精度にパレットを位置決め可能な様々な機構が適用可能である。例えば、位置決め部１３は、パレット８が突き当てられるストッパを有することができる。ストッパを用いた位置決めは、構成の簡素化や、サイクルタイムの短縮に有利である。例えば、各生産処理実行装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、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。この時点ではパレット８上のワーク１の位置は位置誤差を含んでいる。そして、この状態で、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する。その後、速やかに、パレット８の位置決めを解除して、パレット８を再び、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、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、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、セット位置測定装置１１により測定された、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。例えば、加工や部品の組み付けを行うロボットハンドやアクチュエータを動作させる際に目標とする位置をワーク１の位置情報に基づいて補正する。この為に、本例の場合、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を制御手段７に送る事により、制御手段７の記憶部に記憶された、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、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、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、パレット８上のワーク１に対し、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。

　ワーク取出し部６は、循環経路の一部で、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、搬送手段２により搬送されてきたパレット８、８から、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、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、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、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、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、セット位置測定装置１１により測定された、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、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、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、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。本例の生産ラインは、構成の簡素化や、サイクルタイムの短縮に有利である。

　なお、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。所定の経路を非ループ状の経路とする場合には、例えば、経路の上流側端部からパレットを供給し、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（搬送装置）
　３　ワークセット部（第１セクション）
　４　セット位置測定部（第２セクション）
　５　生産処理実行部（第３セクション）
　６　ワーク取出し部（第４セクション）
　７　制御手段（制御装置）
　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搬送手段と、
   　前記経路の一部に設けられた、前記パレットにワークをセットする為のワークセット部と、
   　前記経路の一部に設けられた、前記パレット上のワークのセット位置を測定する為のセット位置測定部と、
   　前記経路の一部に設けられた、前記パレット上のワークに対して複数の生産処理を実行する為の生産処理実行部と、
   　前記経路の一部に設けられた、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為のワーク取出し部と、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つの生産処理を、前記セット位置測定部に於いて測定された前記パレット上のワークのセット位置を考慮しつつ実行する様に構成された
   　生産ライン。
2. 　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、前記パレット上のワークのセット位置を測定し、前記読み取った識別子及び測定したワークのセット位置に関する情報を、前記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、少なくともワークのセット位置に関する情報を、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、前記制御手段から前記読み取った識別子に対応するワークのセット位置に関する情報を受信し、前記受信したセット位置を考慮して、前記パレット上のワークに対して前記各生産処理を実行するものである
   　請求項１に記載された生産ライン。
3. 　パレットを所定の経路に沿って搬送する搬送装置と、
   　前記経路の一部に設けられ、前記パレットにワークがセットされる第１セクションと、
   　前記経路の一部に設けられ、前記パレットにセットされた前記ワークの前記パレットに対する位置情報が取得される第２セクションと、
   　前記経路の一部に設けられ、複数の処理ユニットを有する第３セクションであり、前記複数の処理ユニットの各々において前記パレットにセットされた前記ワークに対して前記位置情報に基づいて生産処理が実行される、前記第３セクションと、
   　前記経路の一部に設けられ、前記ワークが前記パレットから取り出される第４セクションと、
   　を備える、生産ライン。
4. 　前記第２セクションは、前記第２セクションにおいて前記パレットを位置決めする第１位置決め機構を有し、
   　前記第３セクションにおける前記複数の処理ユニットの各々は、前記複数の処理ユニットの各々において前記パレットを位置決めする第２位置決め機構を有する、
   　請求項３に記載の生産ライン。
5. 　前記第１セクションでの前記パレットに対する前記ワークの位置決め精度に比べ、前記第１位置決め機構の位置決め精度、及び前記第２位置決め機構の位置決め精度が高い、請求項４に記載の生産ライン。
6. 　前記第１位置決め機構及び前記第２位置決め機構の各々は、前記パレットが突き当てられるストッパを有する、請求項４又は５に記載の生産ライン。

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