JP2010201593A - ワーク搬送装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】後の工程とのタイミングを合わせても回転テーブル周辺に設けた作業ステーションにおける作業効率を低下させないワーク搬送方法を提供する。
【解決手段】ワーク搬送装置１０の回転テーブル１に対して、ワークを間欠的（１）〜（１２）に投入することで、作業ステーション５１〜５８での作業が実行されて、投入した順（１）〜（１２）に払い出す。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワーク搬送装置およびその方法に関する。

ワーク搬送形態の一つに、搬送装置として回転テーブルを用い、この回転テーブルの周囲に複数の作業ステーションを設け、回転テーブルの周方向にワークを順次載置して作業ステーションにワークを搬送する形態がある（特許文献１）。

その他本発明に関連する技術としては特許文献２がある。

特開２００７−１６８０３８号公報 特開２００５−５０５８３号公報

このような回転テーブルを用いたワーク搬送装置では、順番にワークを回転テーブル上に投入する。このため後の工程とワークの搬送タイミングが合わないと回転テーブルを止めてタイミング待ちを行うことになる。そうなると回転テーブルの周囲に設けた複数の作業ステーションにおける作業も止めなければならず、作業効率が低下するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、後の工程とのタイミングを合わせても回転テーブル周辺に設けた作業ステーションにおける作業効率を低下させないワーク搬送装置およびその方法を提供することである。

上記目的を達成するための本発明によるワーク搬送装置は、その周囲に配置されてる複数の作業ステーションにワークを送る回転テーブルと、回転テーブルにワークを投入する投入手段と、回転テーブルからワークを払い出す払い出し手段とを備える。そして制御手段が回転テーブル上でその周方向に並んでいるワーク載置予定位置に対して、間欠的にワークを投入するように投入手段を制御するとともに、投入したワークの順に払い出すように払い出し手段を制御する。

また、上記目的を達成するための本発明によるワーク搬送方法は、回転テーブル上でその周方向にワークを載置して、この回転テーブルの周囲に配置された複数の作業ステーションにワークを搬送するワーク搬送装置に対して回転テーブル上の周方向に並んでいるワーク載置予定位置に対して間欠的にワークを投入し、投入したワークの順に回転テーブルからワークを払い出す。

本発明によれば、ワーク搬送装置の回転テーブル上にあるワーク載置予定位置に対して間欠的にワークを投入し、その順に払い出すこととした。このため、回転テーブルによるワークの搬送速度を低下させたり、回転テーブルのまわりに配置されている作業ステーションでの作業を遅延させなくても、後工程にあわせて適切なタイミングでワークを払い出すことができる。したがって、回転テーブル周辺に設けた作業ステーションにおける作業効率を低下させることがない。

本発明を適用した実施形態による回転テーブルによるワーク搬送装置を用いた生産設備の一例を示す図面である。 本施形態を適用したワーク搬送方法を説明するための説明図である。 実施形態と比較するワーク搬送方法を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明する。

図１は、本発明を適用した実施形態による回転テーブルによるワーク搬送装置を用いた生産設備の一例を示す図面である。図２は実施形態を適用したワーク搬送方法を説明するための説明図であり、図３は実施形態と比較するワーク搬送方法を説明するための説明図である。

この生産設備１００は、回転テーブル１を備えたワーク搬送装置１０と、このワーク搬送装置１０にワークを投入する投入ベルトコンベア２（投入手段）と、ワーク搬送装置１０からワークを払い出しする払い出しベルトコンベア３（払い出し手段）を備える。そして、ワーク搬送装置１０の周囲には複数の作業ステーション５１〜５８が設置されている。なお、図において矢印Ｒは回転テーブル１の回転方法を示す。

回転テーブル１は、その上に、その周方向にワークが並ぶようにあらかじめ設定されたワーク載置予定位置１１が複数設定されている。ワークは、回転テーブル１の回転に伴って、このワーク載置予定位置１１に投入される。そして、ワークは回転テーブル１が回転することで、各作業ステーション前に搬送される。そして作業ステーション５１〜５８では、そこに来たワークに対してそれぞれ作業が行われる。

なお、ワーク載置予定位置１１は、回転テーブル１の上で、その周方向にいくつのワークを入れるかといったことを決めたものであり、回転テーブル１の上で明示的にワークを設置する位置が指定されているわけではない。ここでは、ワーク載置予定位置１１として、１２個分のワークが入るように設定されている。これは複数のワークを投入する際に、ワークを投入する時間間隔が一定であれば、回転テーブル上には、ほぼ一定の間隔でワークが周方向に並ぶことになる。したがって、ワーク載置予定位置１１はほぼ等間隔で１２個分のワークが並ぶように設定されていることになる。もちろん１０のワークの場合は１０個分となり、２０個のワークを入れるのであれば２０個分のワーク載置予定位置１１があることになる。

投入ベルトコンベア２には、そのベルト上のワークを回転テーブル１上へ移動させるためのピックアップ装置（たとえばロボットハンド（不図示））が投入手段の一部として備えられている。同様に払い出しベルトコンベア３には、回転テーブル１上のワークを、払い出しベルトコンベア３のベルト上に移動させるためのピックアップ装置（たとえばロボットハンド（不図示））が払い出し手段の一部として備えられている。なお、投入手段はピックアップ装置がない設備でもよく、たとえば投入ベルトコンベアの流れの勢いや投入ベルトコンベアの傾斜によって回転テーブル１上にワークが移動する形態でもよい。同様に払い出し手段においてもピックアップ装置などが無く、たとえば回転テーブル１の一部が傾斜して滑り出させる設備など、さまざまな形態が可能である。

この生産設備１００は、回転テーブル１の回転速度（実質的にワークの搬送速度となる）、ワークの回転テーブル１上への投入、および回転テーブル１からの払い出しを制御する設備制御装置１１０（制御手段）を備えている。

このような回転テーブル１によるワーク搬送装置１０自体の機械的な構成は従来と同じでよく、特に限定されない。たとえば、回転テーブル１が常に回転を続け、ワークが作業ステーション５１〜５８の前に来たときに一時的にワークを上昇させて（回転テーブルから浮かせて）ワークに対して所定の作業が行われるようにしたもの（たとえば特許文献１参照）。またそのほか、回転テーブル１の回転によってワークを作業ステーション５１〜５８の前まで移動させた時点で、いったん回転テーブル１が止まり、ワークに対して所定の作業が行われるものでもよい。

本実施形態は、この生産設備１００として、積層型電池の発電要素となる、負極シート、正極シート、およびセパレータを積層する工程を例に説明する。

積層型電池は、周知のように（たとえば特許文献２参照）、負極シート、セパレータ、正極シートを順に積層して、その後内部に電解液を入れてラミネート封止する。

この生産設備１００では、負極シート、セパレータ、正極シートを順に積層するために各作業ステーション５１〜５８が順番に備えられている。すなわち作業ステーション５１が負極シートをワーク上に載置する。次の作業ステーション５２がセパレータをワーク上に載置する。次の作業ステーション５３が正極シートをワーク上に載置する。次の作業ステーション５４がセパレータをワーク上に載置する。以降同様の順に、作業ステーション５５が負極シート、作業ステーション５６がセパレータ、作業ステーション５７が正極ソート、作業ステーション５８がセパレータを載置する。したがって、ワークが回転テーブル１が回転することで、作業ステーション５１〜５８を繰り返し通過することで積層数が増えてゆく。ここでは負極シート、セパレータ、正極シートを順に積層してできあがったワークを積層体という。

そして、払い出しベルトコンベア３は、最終的に所定の積層数の積層が終了したワーク（積層体）をその後の工程に搬出する。

払い出しベルトコンベア３の先には、後工程として、積層体に対してさらに所定の作業を行うための作業ステーション（不図示）がある。後工程はたとえば積層体のテープによる仮止め工程、ラミネートシートへの挿入、電解液の注入、ラミネートシートの封止などである。

これらの後工程は、一つの積層体に対して行われる作業時間が、この生産設備１００においてワークに行われる各シートの積層作業時間より長い。

このため、回転テーブル１に単純にワークを入れてしまうと、当然に払い出しも積層体ができあがった順番に払い出される。図３は、回転テーブル１上に順番にワークを投入したときのワークの並び順を示した図面である。

図３からわかるように、ワーク２０は（１）〜（１２）まで、単純に括弧で示された順で回転テーブル上に並ぶことになる。このため、その払い出しも、その順番で払い出しベルトコンベア３で払い出されて後工程に送り込まれることになる。

そうすると、生産設備１００からのワーク（積層体）は、所定の積層数が終了した順に払い出されてくる。このため、その払い出し時間の間隔は、実質的にワークが次の作業ステーションに送られる時間間隔と同じになる。ここで、ワーク２０が次の作業ステーションに送られる時間間隔は、各作業ステーションによる１作業分の時間と回転テーブル１によってワークが次の作業ステーションに移動させる時間である。

その結果、このままでは後工程の作業時間の方が生産設備１００から払い出される時間より長いため、回転テーブル１の回転を後工程の作業時間（後工程タクトタイム）に合わせて遅くするか、一時的に停止させなければならなくなる。すなわち、回転テーブル１を利用したワーク搬送装置１０の周囲に設けた生産設備１００による作業速度を遅くする必要があるのである。これでは回転テーブル１を用いてワーク搬送装置１０によって作業効率を上げた生産設備構成とした意味がない。

なお、直接、払い出しベルトコンベア３で後工程にワークを送り込まずに、途中にバッファラインを設けて、払い出された積層体を溜め込むことで、この生産設備１００での生産速度を遅くしないようにすることも考えられる。しかし、この場合は生産された積層体を処理するために十分な後工程の数（ステーション数）が必要となり、後工程の数（ステーション数）が少ない場合は過剰生産となりかねない。

本実施形態では、このような回転テーブル１を利用したワーク搬送装置１０の周囲に設けた生産設備１００の作業遅延をなくするために、後工程の作業時間（タクトタイム）に応じて、回転テーブル１のワーク載置予定位置に対してワークを間欠的に投入した。

これは、回転テーブル１に対してワークを投入する際に、後工程の作業時間分だけの時間をあけて投入するようにしたのである。これにより、その投入間隔の間に回転テーブル１が回転移動した分、ワーク載置予定位置１１に間欠的にワーク２０が投入されるようになるのである。すなわち、ワークの投入間隔は後工程の作業時間によって決められていることになる。

これを図２を参照して説明する。図２では、ワーク２０が回転テーブル１上に１２個並んでいる。その投入した順番が（１）から（１２）のようになり、回転テーブル１上で並ぶワーク２０が順番に並んでいない（比較として図３参照）。

一方、各作業ステーション５１〜５８での作業は、ワーク２０が各作業ステーションに到着するごとに行われるため、投入された順とは関係なく実施できる。なおワーク２０の投入初期においてはワークが到着していない作業ステーション５１での作業は行われない。回転テーブル１が何周かすると全てのワーク載置予定位置１１はワーク２０によって埋まることになる。

そして必要な層数の電極などが積層させた積層体ができあがる。このときできあがる積層体は、当然に投入された順番となるので、回転テーブル１から払い出させる順番も、ワーク２０を投入した順番となる。

一方、回転テーブル１上でのワーク２０の移動は作業ステーション５１〜５８ごとに移動させられて作業が行われている。したがって、（１）のワーク２０が払い出された後、次に回転テーブル１上の払い出し位置（払い出しベルトコンベア３が接続されている位置）に来たワーク２０は払い出される状態となっていない。つまり必要な層数の積層が終了していない。したがって、この状態ではそのワーク２０は払い出されない。そしてさらに回転テーブル１の回転によって、（２）のワーク２０が払い出し位置に到達したときには、払い出し可能となっているので、（２）のワーク２０が払い出されることになる。

この間、図においては（１）から（２）の間に、（６）、（１１）、（４）、（９）のワーク２０が移動する。この間、ワーク２０の払い出しは行われないため、その分ワークの払い出しが遅くなっている。一方、回転テーブル上でのワーク２０への作業はそれぞれ実行されている。したがって、生産設備１００としての作業遅延は発生しないのである。この払い出し時間の遅れは、ワーク２０を投入したときの時間間隔と同じである。この時間間隔は前述おとおり後工程の作業時間に一致させている。これらの制御は設備制御装置１１０によって行われ、各ワーク２０において必要な層数の電極などが積層させた積層体としてできあがったワークのみ払い出しが行われる。

時間間隔についてわかりやすい一例を示せば次のとおりである。

たとえば、仮に生産設備１００での一つの作業ステーションから次の作業ステーションへワーク２０を搬送するために必要な時間を２０秒とする（たとえば作業ステーションでの作業時間が１９秒、回転テーブル１による搬送時間が１秒）。一方、後工程の作業時時間を１００秒とする。この場合、ワーク２０が５個の作業ステーションを通過するために１００秒かかる。したがって、ワーク載置予定位置１１の数で５個目ずつワーク２０を間欠的に配置すれば（すなわち、間に４個分のワークが存在する）、払い出されるワーク２０は１００秒の間隔をあけて払い出されるようになる。

これにより、回転テーブル１を用いたワーク搬送装置１０においても、回転テーブル１の速度を遅くしたり停止させたりしなくても、後工程の作業時間にあわせてワーク２０が払い出されるようになる。

以上説明した本実施形態によれば以下のような効果を奏する。

本実施形態は、ワーク搬送装置１０の回転テーブル１上にあるワーク載置予定位置１１に対して間欠的にワーク２０を投入し、その順に払い出すこととした。このため、回転テーブル１によるワークの搬送速度を低下させたり、回転テーブル１のまわりに配置されている作業ステーション５１〜５８での作業を遅延させなくても、後工程にあわせて適切なタイミングでワーク２０を払い出すことができる。また、後工程とのタイミングを取るためにバッファラインを設ける必要もないので、過剰生産を防止することにもなる。

また、本実施形態は、ワーク２０の投入間隔を後工程の作業時間に合わせて決定することとしたので、後工程の作業時間に合わせてタイミングよくワーク２０を払い出すことができる。

また、本実施形態は、ワーク２０を投入する間隔を、後工程の作業時間に相当する時間をあけて投入することとしたので、その時間の間に回転テーブル１が回転した分、ワーク載置予定位置１１に間欠的にワーク２０が投入されるようになる。したがって、投入の際に時間調整をするだけで、自動的に払い出し時間の間隔が調整されるようになる。

さらに、本実施形態は、積層型電池の製造における負極シート、セパレータ、および正極シートを順次積層してゆく工程の作業ステーション５１〜５８を配置したので、各積層作業は遅延することなく進行させつつ、後工程とのタイミングを取ることができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

たとえば、上述した実施形態では、間欠的にワークを投入する際の間欠間隔（投入時間間隔）を等間隔にしているが、必ずしも等間隔としなくてもよい。これは回転テーブル１から払い出させるワーク２０が、全体として後工程の作業時間に合うようになればよいのである。たとえば、２個のワークが連続的に２０秒の間隔をあけて払い出された後、８０秒の間隔をあけて次のワークが払い出されるようにする。これで最初に払い出されたワークから３個目のワークが１００秒後に後工程に搬送されることになる。したがって、３個目のワークは全て後工程の作業時間３個分で処理可能となる。

また、上述した実施形態では、積層型電池の製造を例に説明したが、本発明はこのような形態に限定されない。つまり、回転テーブルの周囲に、連続的に作業を行う作業ステーションが配置されていて、それら作業ステーションにより次々にワークに対して作業を行う生産設備であれば適用可能である。

１ 回転テーブル、
２ 投入ベルトコンベア、
３ 払い出しベルトコンベア、
１０ ワーク搬送装置、
２０ ワーク、
５１〜５８ 作業ステーション、
１００ 生産設備、
１１０ 設備制御装置。

Claims (8)

1. その周囲に配置されてる複数の作業ステーションにワークを送る回転テーブルと、
   前記回転テーブルに前記ワークを投入する投入手段と、
   前記回転テーブルから前記ワークを払い出す払い出し手段と、
   前記回転テーブル上でその周方向に並んでいるワーク載置予定位置に対して、間欠的に前記ワークを投入するように前記投入手段を制御するとともに、前記投入した前記ワークの順に払い出すように前記払い出し手段を制御する制御手段と、を有するワーク搬送装置。
2. 前記間欠の間隔は、前記払い出し手段から払い出された後に実施される工程の作業時間に合わせて決定されていることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記間欠の間隔は、前記払い出した後に実施される工程の作業時間に相当する時間あけて前記ワークを投入することで、その時間の間に前記回転テーブルが回転した分、前記ワーク載置予定位置に間欠的にワークが投入されるものであることを特徴とする請求項１または２記載のワーク搬送装置。
4. 前記複数の作業ステーションは、積層型電池を製造するために負極シート、セパレータ、正極シートをそれぞれ順に積層する作業を行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のワーク搬送装置。
5. 回転テーブル上でその周方向にワークを載置して、当該回転テーブルの周囲に配置された複数の作業ステーションにワークを搬送するワーク搬送装置に対して、
   前記回転テーブル上の周方向に並んでいるワーク載置予定位置に対して間欠的にワークを投入し、
   前記投入したワークの順に前記回転テーブルからワークを払い出すことを特徴とするワーク搬送方法。
6. 前記間欠的な位置の間欠間隔は、前記払い出した後に実施される工程の作業時間に合わせて決定されることを特徴とする請求項５記載のワーク搬送方法。
7. 前記間欠的な位置の間欠間隔は、前記払い出した後に実施される工程の作業時間に相当する時間あけて前記ワークを投入することで、その時間の間に前記回転テーブルが回転した分、前記ワーク載置予定位置に間欠的にワークが投入されるものであることを特徴とする請求項５または６記載のワーク搬送方法。
8. 前記複数の作業ステーションは、積層型電池を製造するために負極シート、セパレータ、正極シートをそれぞれ順に積層する作業を行うものであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のワーク搬送方法。

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