JPH1149349A - 生産設備のセルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】設備導入に要するスペースやコストを抑えなが
ら、多品種少量生産や変種変量生産に対応できるワーク
搬送セルシステムを提供する。 【解決手段】所定軌道６上に沿ってライン上に配置さ
れ、ワークに所定作業を施す複数の作業ステーション１
ｂ〜１ｄと、所定軌道６を往復動作して、未作業ワーク
を作業ステーション１ｂ〜１ｄに移送すると共に、作業
済みワークを作業ステーション１ｂ〜１ｄから移送する
ワーク搬入装置２ａ又はワーク搬出装置２ｅと、ワーク
搬入装置２ａに未作業ワークを供給するワーク搬入ステ
ーション１ａと、ワーク搬出装置２ｅから作業済みワー
クを回収するワーク搬出ステーション１ｅと、未作業ワ
ークをワーク搬入装置２ａから作業ステーション１ｂ〜
１ｄに搬入すると共に、作業済みワークを作業ステーシ
ョン１ｂ〜１ｄからワーク搬出装置２ｅに搬出する昇降
装置とを備えるセルを少なくとも１つ配置して生産ライ
ンを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生産設備のセルシス
テムに関し、例えば、組立ラインの各工程をセルとして
複数に分割し、そのセルを複数配置することによって組
立ラインを構成した生産設備のセルシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動組立ラインは、ワークが搬入
されて、そのワークに所定作業を施して、ワークを搬出
するまでのライン全体のサイクルタイムを所定の生産タ
クト内に収めるために作業工程を細分化し、各作業工程
毎に設けられた複数の自動機械をコンベアの流れに沿っ
て直列状に配置したり、作業工程を細分化できない場合
には、図２３に示すように、コンベアＣ１を複数のコン
ベアＣ２〜Ｃ４に分岐して並列に複数列配置し、各コン
ベアＣ１〜Ｃ４に自動機械Ｍ１〜Ｍ３を直列に配置して
ワークＷを流すことで、各コンベアＣ１〜Ｃ４に発生す
る作業タクトのバラツキを吸収し、所定の生産タクト及
び生産量を確保するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
自動機械を直列状に配置してワークを順次搬送する方法
（以下、順送り方法という）では、ワークの搬入及び搬
出と位置決め時間とを含む自動機械の作業タクトが予め
決められた生産タクト内に収まるように作業工程を細分
化できることを前提としており、自動機械の作業タクト
が生産タクトより短い場合は、自動機械の作業能力は生
産タクトに対して余裕を持った運転ができることになる
が、換言すると、冗長能力を含む分だけ作業効率が低下
するということもできる。

【０００４】また、作業タクトと生産タクトの差が接近
している場合には、自動機械の作業能力がその工程での
生産能力を決定しているということができ、組立ライン
の増産要求に対しては大幅な改造を要する。また、この
順送り方法では異種のワークに対応できる自動機械は設
計可能であるが、増産要求には対応できないという欠点
と、自動機械１台に発生する一時的な停止が生産効率に
すぐに影響するといった欠点がある。

【０００５】また、生産タクトとは無関係にワークの変
種対応能力を有する複数の自動機械を使用する方法で
は、ワークの搬送をコンベアで実現する場合、コンベア
による搬送ラインを並列に複数に分岐させ、各分岐ライ
ン毎に自動機械を直列に配置することで各分岐ラインで
の作業タクトのバラツキを吸収することができる。この
並列送り方法では、自動機械の一時停止の影響も少な
く、増産要求に対しても自動機械と搬送コンベアとを並
列に追加することで対応できる。しかしながら、ワーク
の搬送制御において、コンベアへの分岐／合流等を行う
ために複雑な制御を必要とするばかりでなく、ワークへ
の組付部品の供給方法やメンテナンスエリアの確保とい
った設備面積の確保については、自動機械へのアクセス
エリア等を犠牲にしたとしても相当の設置面積を必要と
するという欠点がある。

【０００６】更に、作業工程において不良品を発生させ
た場合、ワークを一旦ライン外へ自動排出し、不良部位
の特定や確認を行うための専用エリアまで別途ワークを
搬送して手直し等を行なったり、再度同じ作業を繰り返
すために作業工程の上流側に再投入する場合も多く、そ
の場合はワークをラインから排出するための設備、ワー
クを専用エリアまで移送するための設備、ワークを再度
ラインに投入するための設備やその設備を設置するため
に大きなスペースが必要となる。

【０００７】以上説明したように、従来の自動組立ライ
ンでは、ライン設置後の生産量、生産品種の変化に柔軟
に対応しようとするとスペースの確保という問題を解決
しなければならず、また、増産に即応できる設備を計画
するためには相当大きなスペースを負担し、経済的にも
大きな負担を設備導入時点から準備しておく必要がある
と共に、予測した最多生産量に対応した設備仕様にする
と、設備費用もスペースも膨大なものとなり、生産ライ
ンの能力をフルに発揮することはほとんど無く設備への
投資費用の回収も困難になるといったような問題があ
り、生産量、生産品種の変化に柔軟に対応可能とするた
めには、上記問題点が未解決のままで設備を導入せざる
を得ないのが現状である。

【０００８】本発明は、上述した課題に鑑みてなされ、
その目的は、設備導入に要するスペースやコストを抑え
ながら、多品種少量生産や変種変量生産に対応できる生
産設備のセルシステムを提供することである。

【０００９】また、本発明の他の目的は、従来の問題
が、ワークを順送りしていたことにあるという結論に至
ったことで、将来の予測不可能な生産品種や生産量の変
化に柔軟かつ素早く対応できるシステムを、省スペース
で自由にレイアウトでき、冗長した作業時間を短縮して
設備の能力をフルに発揮でき、自動機械の一時停止の影
響が少なく、将来に亘り高い生産効率を維持でき、コス
ト低減効果の高い生産設備のセルシステムを提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するため、本発明の生産設備のセルシステムは
以下の構成を備える。即ち、所定軌道上に沿って配置さ
れ、ワークに所定作業を施す複数の作業手段と、前記所
定軌道を往復動作して、未作業ワークを前記作業手段に
移送すると共に、作業済みワークを前記作業手段から移
送する少なくとも１つのワーク搬送手段と、前記ワーク
搬送手段に前記未作業ワークを供給すると共に、前記作
業済みワークを回収するワーク分配手段と、前記未作業
ワークを前記ワーク搬送手段から前記作業手段に搬入す
ると共に、前記作業済みワークを前記作業手段から前記
ワーク搬送手段に搬出するワーク搬出入手段とを備える
セルを少なくとも１つ配置して生産ラインを構成した。

【００１１】また、好ましくは、前記複数の作業手段
は、前記未作業ワークに同一作業を施す。

【００１２】また、好ましくは、前記ワーク搬送手段
は、前記未作業ワークと前記作業済みワークを並列して
積載可能なワーク載置手段を備える。

【００１３】また、好ましくは、前記ワーク載置手段
は、該ワーク載置手段に１個のワークが載置されている
場合に、該ワークを一方の載置位置から他方の載置位置
に移動させる移動手段を備える。

【００１４】また、好ましくは、前記ワーク搬送手段
は、前記未作業ワークを前記作業手段に移送する第１ワ
ーク搬送手段と、前記作業済みワークを前記作業手段か
ら移送するための第２ワーク搬送手段とを有する。

【００１５】また、好ましくは、前記ワーク分配手段
は、前記ワーク搬送手段に前記未作業ワークを供給する
ためのワーク供給手段と、前記ワーク搬送手段から前記
作業済みワークを回収するワーク回収手段とを有する。

【００１６】また、好ましくは、前記ワーク搬出入手段
は、前記未作業ワークを前記ワーク搬送手段からピック
アップして前記作業手段に搬入すると共に、前記作業済
みワークを前記作業手段から荷降ろして前記ワーク搬送
手段に搬出する昇降手段を備える。

【００１７】また、好ましくは、前記セルは、上流側セ
ルの前記第２ワーク搬送手段と下流側セルの第１ワーク
搬送手段が連結されて直列状に配置される。

【００１８】また、好ましくは、前記ワーク分配手段に
前記未作業ワークを供給すると共に、前記作業済みワー
クを前記ワーク分配手段から回収するワーク搬送ライン
を更に具備し、前記セルは該ワーク搬送ラインに対して
並列状に配置される。

【００１９】また、好ましくは、前記作業手段は、作業
時間のバラツキが大きい作業を行う自動機である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
き、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】［第１の実施形態］図１は本発明に係わる
第１の実施形態のワーク搬送装置を示す正面図である。
図２は、図１の側面図である。

【００２２】図１、図２に示すように、第１の実施形態
のワーク搬送装置は、架台５０上に配置された同一作業
を行う３台の作業ステーション１ｂ、１ｃ、１ｄと、ワ
ーク搬入ステーション１ａと、ワーク搬出ステーション
１ｅと、ワーク搬入装置２ａと、ワーク搬出装置２ｅと
を有する。作業ステーション１ｂ〜１ｄと、ワーク搬入
ステーション１ａと、ワーク搬出ステーション１ｅと、
ワーク搬入装置２ａと、ワーク搬出装置２ｅとは夫々架
台５０から上方に延設された支柱８ａ〜８ｅを有し、こ
れら支柱８ａ〜８ｅには、夫々ワーク３ａ〜３ｅを上下
方向に移動する昇降装置４ａ〜４ｅが搭載されている。

【００２３】作業ステーション１ｂ〜１ｄは、架台５０
上に略等間隔に配置されており、例えば、エンジンのシ
リンダブロックにピストンを組み込むための自動数値制
御ロボットである。尚、作業ステーション１ｂ〜１ｄ
は、本実施形態のように３台に限定されず、また等間隔
に配置する必要も無いことは言うまでもない。

【００２４】昇降装置４ａ〜４ｅのアーム５ａ〜５ｅ
は、図２に示すように、幅方向に略等しい距離だけ突き
出るように配置されている。各支柱８ａ〜８ｅに対向す
る架台５０上には、ワーク搬入ステーション１ａから作
業ステーション１ｂ〜１ｄを介して、ワーク搬出ステー
ション１ｅに至るレール状の軌道６が敷設されている。
ワーク搬入装置２ａとワーク搬出装置２ｅは、図２に示
すように、断面コの字状のワーク載置台９ａ、９ｅを有
し、軌道６上を互いに干渉しないように往復動作する。

【００２５】ワーク３ａ〜３ｅは、ワーク搬送治具パレ
ット７ａ〜７ｅを介してワーク搬入装置２ａ或いはワー
ク搬出装置２ｅに搬送され、昇降装置４ｂ〜４ｄ上に位
置決め保持される。

【００２６】昇降装置４ｂ〜４ｄは、図１に破線Ｈで示
したように、ワーク３ａ、３ｅを搭載したワーク搬入装
置２ａやワーク搬出装置２ｅが各作業ステーション１ｂ
〜１ｄで作業中ワーク３ｂ〜３ｄの真下を通過できるよ
うに作業中ワーク３ｂ〜３ｄを上昇させる。

【００２７】ワーク搬入装置２ａ或いはワーク搬出装置
２ｅは、昇降装置４ａ〜４ｅが下限に位置する状態でワ
ーク３ａ〜３ｅを載置したまま作業ステーション１ｂ〜
１ｄ、ワーク搬入ステーション１ａやワーク搬出ステー
ション１ｅの位置に移動させて昇降装置４ａ〜４ｅを上
昇させることでワークを受け渡し、昇降装置４ａ〜４ｅ
がワーク３ａ〜３ｅを載置したまま上限に位置する状態
で昇降装置４ａ〜４ｅを下降させることでワーク３ａ〜
３ｅを受け取る。

【００２８】また、ワーク３ａ〜３ｅは、ワーク搬送治
具パレット７ａ〜７ｅを介して若しくは直接的に昇降装
置４ａ〜４ｅに載置される。昇降装置４ａ〜４ｅのアー
ム５ｂ〜５ｄには、ワーク３ａ〜３ｅを位置決めするた
めの位置決め機構が設けられている。この位置決め機構
は、昇降装置４ｂ〜４ｄのアーム５ｂ〜５ｄに設けられ
た位置決めピン１２ｂ〜１２ｄをワーク搬送治具パレッ
ト７ｂ〜７ｄ若しくはワーク自体に設けられた凹部１３
ｂ〜１３ｄに嵌合させて位置決めするものである。

【００２９】本実施形態では、各作業ステーション１ｂ
〜１ｄやワーク搬入／搬出ステーション１ａ、１ｅに設
けられた昇降装置４ａ〜４ｅによりワークを上昇／下降
するようにしたが、ワーク搬入／搬出装置２ａ、２ｅに
昇降装置を設けてワークを上昇／下降させるようにもで
きる。

【００３０】図３は、ワーク搬入装置２ａ及びワーク搬
出装置２ｅと昇降装置４ａ〜４ｅとの間のワークの取り
合い形状を示す図である。図４は、図３の変形例を示す
図である。

【００３１】図３に示すように、ワーク搬入装置２ａ及
びワーク搬出装置２ｅのワーク載置台９ａ、９ｅは、上
方から見て断面コの字状となっており、その切欠部分を
アーム５ａ〜５ｅが下方から上方に移動することでワー
クをワーク載置台９ａ、９ｅから取り上げると共に、ワ
ークが載置されていないワーク載置台９ａ、９ｅに対し
て、その切欠部分をワークを載置するアーム５ａ〜５ｅ
が上方から下方に移動することでワークをワーク載置台
９ａ、９ｅに受け渡すようになっている。また、ワーク
載置台の変形例として、図４に示すように、上方から見
て断面Ｅの字状となっており、その切欠部分を昇降装置
が上下方向に通過できるようになっている。

【００３２】＜ワークの搬入／搬出動作の概略＞次に、
ワーク搬入装置２ａ及びワーク搬出装置２ｅの２台によ
るワークの搬入／搬出動作の概略について説明する。位
置ｐ１のワーク搬入ステーション１ａに載置された搬入
ワーク３ａは、位置ｐ２〜ｐ４のいずれかの作業ステー
ション１ｂ〜１ｄに投入され、位置ｐ５のワーク搬出ス
テーション１ｅに移送される。搬入ワーク３ａは、不図
示のコンベア等に搬送されてワーク投入ロボット等から
ワーク搬入ステーション１ａに投入される。

【００３３】位置ｐ１では昇降装置４ａが下降して、搬
入ワーク３ａをワーク搬入装置２ａに移載する。搬入ワ
ーク３ａを載置したワーク搬入装置２ａは、位置ｐ２〜
ｐ４の何れかの作業ステーション１ｂ〜１ｄに移動し、
位置ｐ２〜ｐ４では昇降装置４ｂ〜４ｄのいずれかが上
昇して、搬入ワーク３ｂ〜３ｄを各昇降装置４ｂ〜４ｄ
に対して位置決めしながら作業位置まで上昇させる。

【００３４】一方、作業が完了した作業済みワークは、
例えば、位置ｐ４の作業ステーション１ｄの作業済みワ
ーク３ｄとすると、ワーク搬出装置２ｅが位置ｐ４に移
動して、昇降装置４ｄが下降して、搬出搬入ワーク３ｄ
をワーク搬出装置装置２ｅに移載する。その後、ワーク
搬出装置２ｅは、位置ｐ５のワーク搬出ステーション１
ｅに移動する。

【００３５】位置ｐ５では昇降装置４ｅが上昇して、作
業済みワーク３ｅをワーク搬出ステーション３ｅに移載
する。作業済みワーク３ｅは、不図示のワーク排出ロボ
ット等により他の工程に投入される。

【００３６】＜ワークの搬入／搬出動作の詳細＞次に、
ワークの搬入／搬出動作を詳細に説明する。

【００３７】図５は、ワークの搬入／搬出動作を詳細に
説明するフローチャートである。図６Ａ〜図６Ｆは、図
５のフローチャートに沿ったワーク搬入装置及びワーク
搬出装置の動作例を示す図である。

【００３８】図５に示すように、各作業ステーション１
ｂ〜１ｄにワーク３ｂ〜３ｄが投入され、ワーク搬入装
置２ａに未作業ワーク３ａが投入された状態で、作業ス
テーション１ｄでの作業が完了した状態から処理が開始
されるとすると、ステップＳ１において、作業済みワー
クがあるか否かを判定する。ステップＳ１で作業済みワ
ークがあるならば（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップ
Ｓ２、Ｓ３に進み、位置ｐ５のワーク搬出ステーション
１ｅに待機しているワーク搬出装置２ｅを（図６Ａ）、
位置ｐ４の作業ステーション１ｄに移動する（図６
Ｂ）。

【００３９】ステップＳ４では、作業ステーション１ｄ
の昇降装置４ｄを下降させ、ステップＳ５で作業済みワ
ーク３ｄがワーク搬出装置２ｅに着荷できるまで下降さ
せる（図６Ｃ）。ステップＳ５で作業済みワーク３ｄを
ワーク搬出装置２ｅに着荷できたことを確認すると（ス
テップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６に進んで昇降装置
の下降を停止する。

【００４０】ステップＳ７では、作業済みワーク３ｄを
載置するワーク搬出装置２ｅを位置ｐ５のワーク搬出ス
テーション１ｅに移動させ（図６Ｄ）、昇降装置４ｅを
上昇させて作業済みワーク３ｄを搬出ステーション１ｅ
に載置させる。ステップＳ９では、ワーク搬入装置２ａ
に未作業ワーク３ａが着荷されているか否かを判定す
る。ステップＳ９でワーク搬入装置２ａに未作業ワーク
３ａが着荷されているならば（ステップＳ９でＹｅ
ｓ）、ステップＳ１０、Ｓ１１に進んで、ワーク搬入装
置２ａを位置ｐ１のワーク搬入ステーション１ａから位
置ｐ４の作業ステーション１ｄに移動する（図６Ｄ、図
６Ｅ）。

【００４１】ステップＳ１２では、作業ステーション１
ｄの昇降装置４ｄを上昇させ、ステップＳ１３で未作業
ワーク３ａが作業ステーション１ｄに着荷できるまで上
昇させる（図６Ｆ）。ステップＳ１３で未作業ワーク３
ａを作業ステーション１ｄに着荷できたことを確認する
と（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４に進ん
で、ワーク搬入装置２ａを位置ｐ１のワーク搬入ステー
ション１ａまで移動する。その後、ワーク搬入ステーシ
ョン１ａにて新たな未作業ワーク３ａをワーク搬入装置
２ａに投入すると共に、ワーク搬出ステーション１ｅに
て作業済みワーク３ｅをワーク搬出装置２ｅから排出す
る。

【００４２】＜制御ブロック＞図２２に示すように、第
１の実施形態のワーク搬送装置は、ホストコンピュータ
１００により従って統括して数値制御される。ホストコ
ンピュータ１００は、搬入装置２ａと搬出装置２ｅが軌
道６上で衝突しないように、更に昇降装置４ａ〜４ｅに
干渉しないように動作制御する。

【００４３】［第２の実施形態］図７は本発明に係わる
第２の実施形態のワーク搬送装置を示す正面図である。
図８は、図７の側面図である。

【００４４】図７、図８に示すように、第２の実施形態
のワーク搬送装置は、第１の実施形態のワーク搬入装置
２ａとワーク搬出装置２ｅの代わりに、軌道６上を往復
移動し、２個のワークを載置できる載置台２０ａを有す
るワーク搬出入装置２０を用いて各作業ステーション１
ｂ〜１ｄへの未作業ワークの搬入及び作業済みワークの
搬出とを行うものである。尚、第１の実施形態と同一の
構成には、同一の符号を付与して説明を省略する。ま
た、制御ブロックについても、ワーク搬入装置２ａとワ
ーク搬出装置２ｅの２台の制御から、ワーク搬出入装置
２０の１台の制御に変更したものとして説明を省略す
る。

【００４５】＜ワークの搬入／搬出動作の概略＞次に、
ワーク搬出入装置２０によるワークの搬入／搬出動作の
概略について説明する。図９Ａ〜図９Ｄは、ワーク搬出
入装置の動作例を示す図である。

【００４６】図９Ａに示すように、例えば、作業ステー
ション１ｃでの作業が完了し、ワーク搬出入装置２０の
一方側のワーク載置台２１に、位置ｐ１のワーク搬入ス
テーション１ａに投入された未作業ワーク３ａを載置す
ると共に、作業ステーション１ｃの作業済みワーク３ｃ
を他方側のワーク載置台２２に載置した状態から、図９
Ｂに示すように、位置ｐ３の作業ステーション１ｃにお
いて、昇降装置４ｃを上昇させて未作業ワーク３ａを作
業ステーション１ｃの作業位置に配置する。

【００４７】その後、図９Ｃに示すように、他方側のワ
ーク載置台２２に作業済みワーク３ｃを載置したワーク
搬出入装置２０は、位置ｐ５のワーク搬出ステーション
１ｅに移送される。図９Ｄでは、ワーク搬出ステーショ
ン１ｅでは、昇降装置４ｅを上昇して作業済みワーク３
ｃをワーク排出位置に移動させる。この図９Ｄに示す状
態から、ワーク搬出入装置２０を位置ｐ１のワーク搬入
ステーション１ａに移動し、ワーク搬出入装置２０の一
方側のワーク載置台２１に、ワーク搬入ステーション１
ａに投入された未作業ワーク３ａを載置した後、作業の
完了した作業ステーションに移動して図９Ａに示す動作
を繰り返す。

【００４８】［第３の実施形態］図１０は本発明に係わ
る第３の実施形態のワーク搬送装置を示す正面図であ
る。図１１は、図１０の側面図である。

【００４９】図１０、図１１に示すように、第３の実施
形態のワーク搬送装置は、第２の実施形態のワーク搬出
入装置２０のワーク載置台２０ａにおいて、一方側の載
置台３３から他方側の載置台３４にワークを移動できる
ワーク移動装置３１を設け、ワーク搬出入装置２０の代
わりに、軌道６上を往復移動し、２個のワークを載置及
び移動できるワーク搬入搬出装置３０を用いて各作業ス
テーション１ｂ〜１ｄへの未作業ワークの搬入及び作業
済みワークの搬出とを行うものである。ワーク移動装置
３１は、一方側の載置台３３と他方側の載置台３４に夫
々設けられた２つのショートコンベアからなり、このシ
ョートコンベアを正転或いは逆転させてワークを移動可
能となっている。また、第３の実施形態では、１つのワ
ーク搬出入ステーション１０でワークの搬入と搬出とを
共通に行うことができる。ワーク搬出入ステーション１
０は、ワーク搬出入装置３０からワークを搬入或いは搬
出するためのコンベア１１と昇降装置１２とを有する。

【００５０】その他、第１、第２の実施形態と同一の構
成には、同一の符号を付与して説明を省略する。また、
制御ブロックについても、ショートコンベアの制御以外
は、ワーク搬出入装置２０と略同様なので説明を省略す
る。

【００５１】図１２は、ワーク搬出入装置３０と昇降装
置４ｂ〜４ｄとの間のワークの取り合い形状を示す斜視
図である。図１３は、図１２の平面図である。

【００５２】図１２、１３に示すように、ワーク搬出入
装置３０のワーク載置台３２は、上方から見て断面コの
字状となっており、その切欠部分に同様に断面コの字状
の昇降装置側のハンド５ｂ〜５ｄを下方から上方に通過
させることでワークを昇降装置４で載置すると共に、上
方から下方に通過させることでワークをワーク載置台３
２に載置するようになっている。

【００５３】＜ワークの搬入／搬出動作の詳細＞次に、
ワークの搬入／搬出動作を詳細に説明する。

【００５４】図１４は、ワーク搬出入装置３０によるワ
ークの搬入／搬出動作を詳細に説明するフローチャート
である。図１５Ａ〜図１５Ｈは、図１４のフローチャー
トに沿ったワーク搬出入装置の動作例を示す図である。

【００５５】図１４に示すように、各作業ステーション
１ｂ〜１ｄに作業中ワーク３ｂ〜３ｄが投入された状態
から処理が開始されるとすると、ステップＳ２１で、位
置ｐ４のワーク搬出入ステーション１０に未作業ワーク
３ａが載置されているか否かを判定する。ステップＳ２
１で未作業ワーク３ａがあるならば（ステップＳ２１で
Ｙｅｓ）、ワーク搬出入ステーション１０からワーク搬
出入装置３０に未作業ワーク３ａを移動する（図１５
Ａ）。ステップＳ２３では、作業済みワークがあるか否
かを判定する。ステップＳ２３で作業済みワークがある
ならば（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２４、
Ｓ２５に進み、ワーク搬出入装置３０を位置ｐ１の作業
ステーション１ｂに移動させ、ワーク搬出入装置３０の
左側（ワークが載置されていない側）の載置台３３が作
業ステーション１ｂに位置するまで移動する（図１５
Ｂ）。

【００５６】ステップＳ２６では、作業ステーション１
ｂの昇降装置４ｂを下降させ、ステップＳ２７で作業済
みワーク３ｂがワーク搬出入装置３０の左側の載置台３
３に着荷できるまで下降させる（図１５Ｃ）。ステップ
Ｓ２７で作業済みワーク３ｂをワーク搬出入装置３０に
着荷できたことを確認すると（ステップＳ２７でＹｅ
ｓ）、ステップＳ２８に進んで昇降装置４ｂの下降を停
止する。

【００５７】ステップＳ２９、３０では、ワーク搬出入
装置３０の右側（未作業ワークが載置されている側）の
載置台３４が作業ステーション１ｂに位置するまで移動
する（図１５Ｄ）。

【００５８】ステップＳ３１では、作業ステーション１
ｂの下限にある昇降装置４ｂを上昇させて未作業ワーク
３ａを作業位置まで移動させる（図１５Ｅ）。ステップ
Ｓ３２では、未作業ワーク３ａが作業ステーション１ｂ
の上限まで移動されたか否かを判定する。ステップＳ３
２で未作業ワーク３ａが作業ステーション１ｂの上限ま
で移動されたならば（ステップＳ３２でＹｅｓ）、ステ
ップＳ３３に進んで、ワーク搬出入装置３０を搬出入ス
テーション１０まで移動する（図１５Ｆ）。

【００５９】ステップＳ３４で、ワーク搬出入装置３０
が搬出入ステーション１０まで移動したならば（ステッ
プＳ３４でＹｅｓ）、ステップＳ３５に進み、ワーク搬
出入装置３０の左側の載置台３３に載置された作業済み
ワーク３ｂを右側の載置台３４に移動する（図１５
Ｇ）。

【００６０】ステップＳ３６、３７では、作業済みワー
ク３ｂをワーク搬出入装置３０の左側の載置台３３から
右側の載置台３４に移動完了してから、作業済みワーク
３ｂを右側の載置台３４からワーク搬出入ステーション
１０に移動する（図１５Ｈ）。

【００６１】その後、搬出入ステーション１０にて新た
な未作業ワーク３ａをワーク搬出入装置３０に投入し
て、各作業ステーション１ｂ〜１ｄに対して同じ動作を
繰り返す。

【００６２】［第４の実施形態］図１６は本発明に係わ
る第４の実施形態のワーク搬送装置を示す正面図であ
る。図１７は、図１６の側面図である。

【００６３】図１６、図１７に示すように、第４の実施
形態のワーク搬送装置は、第１の実施形態のワーク搬送
装置において、作業ステーション１ｄとワーク搬出ステ
ーション１ｅとの間に予備ステーション１ｆを設けたも
のである。この予備ステーション１ｆにも昇降装置４ｆ
が設けられている。

【００６４】この予備ステーション１ｆは、例えば、不
良品、不具合品、リペア品等の載置ステーション或いは
作業ステーションの増設用として利用できる。

【００６５】その他、第１の実施形態と同一の構成に
は、同一の符号を付与して説明を省略する。また、制御
ブロックについても、第１の実施形態と同様であるため
説明を省略する。

【００６６】＜ワークの搬入／搬出動作の概略＞ワーク
搬出装置２ｅは、いずれかの作業ステーション１ｂ〜１
ｄにおいて不良ワークが出た場合、この不良ワーク３ｆ
をワーク搬出ステーション１ｅに移動するのではなく、
予備ステーション１ｆに持っていき、不良ワークを予備
ステーション１ｆに移動した後、第１の実施形態と同様
の動作を行う。その他の動作については、第１の実施形
態の動作と同様であるので説明を省略する。

【００６７】［ワーク搬入装置、ワーク搬出装置、ワー
ク搬出入装置の駆動方式］図１８は、ワーク搬入装置、
ワーク搬出装置、ワーク搬出入装置を軌道上で駆動する
場合の駆動方式を示す正面図である。図１９は、図１８
の側面図である。

【００６８】図１８、図１９に示すように、ワーク搬入
装置２ａの下部には、駆動機構６０が設けられている。
この駆動機構６０は、サーボモータ６１と、このサーボ
モータ６１に軸着されたピニオンギア６２からなり、軌
道６の内側に設けられたラック６３にピニオンギア６２
が噛合している。そして、このサーボモータ６１を正転
又は逆転させることにより、ワーク搬入装置２ａは軌道
６上を移動される。また、ワーク搬入装置２ａへの電力
は軌道６又はラック６３から供給され、サーボモータ６
１や昇降装置４ａの電源となっている。

【００６９】ワーク搬入装置２ａの駆動方式は、ラック
＆ピニオン方式、タイミングベルト方式、ボールネジ方
式、車輪駆動方式等と、サーボモータやステッピングモ
ータ等の数値制御可能な方式との組み合わせであれば方
式を特に限定しない。また、昇降装置４ａについてもワ
ークをワーク搬送治具パレット７ａごと持ち上げ、作業
ステーションで発生する力に耐えるものであれば、エア
ーシリンダやボールネジ＆サーボモータ等の駆動方式に
特に限定されない。

【００７０】尚、上記駆動方式は、ワーク搬出装置２ｅ
や、他の実施形態のワーク搬出入装置２０、３０につい
ても同様に適用できる。

【００７１】［セル構造］図２０は、第１〜第４の実施
形態のワーク搬送装置をセルとして組立ラインを構成し
た場合のレイアウトの一例を示す図である。

【００７２】上記第１〜第４の実施形態のワーク搬送装
置を１組のセルと考えると、図２０に示すように、ワー
クＷが投入／排出される直線状の幹線ラインを投入ライ
ンＬ１と排出ラインＬ２とに分け（即ち、ワークの投入
をワーク搬入ステーション、ワークの排出をワーク搬出
ステーションで行う場合）、これら投入ラインＬ１と排
出ラインＬ２との間に直角にセルＳ１〜Ｓ３を配置した
Ｈ字型のレイアウトにする場合は、上記第１〜第３の実
施形態のワーク搬送装置が適用できる。また、図２１に
示すように、ワークＷが搬入／搬出される幹線ラインＬ
が１本で（即ち、ワークの投入／排出を共通のワーク搬
出入ステーションで行う場合）、この幹線ラインＬに直
角にセルＳ１〜Ｓ３を切り出したＴ字型のレイアウトに
する場合は、上記第４の実施形態のワーク搬送装置が適
用できる。

【００７３】以上のように、上記第１〜第４の実施形態
のワーク搬送装置を１組のセルと考え、図２０、図２１
に示すようにレイアウトすることで、ワークの投入／排
出を１台又は２台のワーク搬送装置を用いて実現するこ
とができる。

【００７４】また、第１〜第４の実施形態のワーク搬送
装置を１組のセルと考え、このセルを複数配置すること
により組立ラインを構成することにより、作業タクトの
バラツキが大きい工程において、複数の作業ステーショ
ンで同一作業を並行に行うことができる。

【００７５】また、ワーク搬入装置やワーク搬出装置を
サーボモータ等で駆動制御することで、各作業ステーシ
ョンの昇降装置等と干渉しないように、ワークを移動さ
せることができる。

【００７６】また、昇降手段が上限或いは下限に位置す
るときに、ワーク搬入装置やワーク搬出装置をワーク搭
載の有無に拘らず移動できる。

【００７７】また、第１の実施形態のように、セルを２
台のワーク搬入装置とワーク搬出装置で運用する場合、
セルを直列に複数配置したり、組立ラインの一部に組み
込むことができる。

【００７８】また、第２、第３の実施形態のように、セ
ルを１台のワーク搬出入装置で運用する場合、セルを１
台のワーク搬出入装置で組立ラインの一部に直列に配置
することも、組立ラインから側方にＴ字状にセルを切り
出して配置して、ワーク搬入ステーションとワーク搬出
ステーションとを共通化することができ、レイアウト自
由度が増すことになる。

【００７９】このように、組立ラインをセル構造にする
と、セル内において、作業が完了した任意の作業ステー
ションのワーク毎に未作業ワークと作業済みワークとを
入れ替えることができ、作業工程を細分化して生産タク
トに合わせる必要も無く、またコンベア使用時に各作業
ステーション間にバッファスペース（最少ワーク１台分
のスペース）を設ける必要も無く、設置面積を小さくで
きる。

【００８０】更に、第４の実施形態ように、セル内に予
備ステーションを少なくとも１つ以上設けることによ
り、増産に即応するための増設作業ステーションや不具
合品の排出ステーションやリペアステーションに利用で
き、上流側セルと下流側セルの間のバッファ的役割を果
たすこともできる。

【００８１】また、複数の作業ステーションで同じ作業
を行うことで、作業タクトのバラツキにより、１台の作
業ステーションの一時停止が他の作業ステーションの作
業に直接影響せずに、作業ステーション毎に作業を続行
できる。

【００８２】また、組立ラインをセル構造にしても、従
来のコンベアを利用したラインと同等かそれ以下のスペ
ースで実現することができ、またセルをラインから切り
出してＴ字状に配置することも、複数分岐させて並列に
配置することも可能であり、変種変量生産に即応するレ
イアウトが簡単な設備と制御で小さな設置面積で実現で
きる。

【００８３】また、ワーク搬出入装置は、未作業ワーク
と作業済みワークを並列して積載可能なワーク載置台を
備え、そのワーク載置台に１個のワークが載置されてい
る場合に、該ワークを一方の載置位置から他方の載置位
置に移動させることで、ワークの入れ替えは１台のワー
ク搬出入装置でスムーズに行うことができる。もちろ
ん、このセルを組立ライン内に直線的に組み込むことも
可能である。

【００８４】また、セルを直線状に直列に配置すること
で、予備ステーションを用いたセルの拡張が容易であ
り、また、予め予備ステーションを設置しておくこと
で、不良品や不具合品等の作業仕掛品を排出したりリペ
アしたり再投入することも小さなスペースと簡単な設備
で容易にコントロールできる。

【００８５】また、増産時には作業者を増やすことで対
応できるので、予備ステーションは、将来的に作業ステ
ーションの増設用としての役目を持っている。それ以外
にも、設備導入時に計画した生産能力以下の作業ステー
ションを設置し、生産量の実績を見極めてから設備を増
設できることから、最初から莫大な投資をする必要も無
く、必要に応じライン能力を高めれば良いといった利点
がある。

【００８６】生産ラインを少なくとも１つのセルから構
成し、組立ラインの一部にセルを組込み、他の部分を従
来のコンベアを用いた順送り方式とした構成とすると、
無理に作業工程をを細分化する必要も無く、柔軟性の高
いレイアウトや生産形態を可能とする効果がある。

【００８７】従って、本実施形態の生産設備のセルシス
テムでは、従来の自動組立ラインでの課題、即ち、設備
導入後の生産の変化に柔軟に対応しようとするとスペー
スの問題を解決しなければならず、また生産量の増加に
即応できるシステムを計画しようとすると相当のスペー
ス負担、経済的負担を設備導入時から準備しなければな
らず、予測した最多販売可能量に合わせた生産能力の設
備仕様にすると、設備費用もスペースも膨大なものとな
り、設備能力をフルに発揮することはほとんど無く設備
投資費用の回収も困難になるといった問題を、省スペー
ス構造で且つ要求に応じて生産量を増減できることか
ら、計画時から最大生産量の能力の設備を導入する必要
はなく、また増設する際にも大改造を要しないことか
ら、簡単な設備と制御で、スペース効率の高いレイアウ
トと柔軟性の高い生産システムの構築に寄与することが
できその経済的効果は極めて高いものとなる。

【００８８】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能であ
る。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークを必要な位置に自由に移送できるセルを少なくと
も１つ配置して生産ラインを構成することにより、ワー
クの入れ替え作業を簡単な設備と制御で実現し、スペー
ス効率の高いレイアウトを実現することができ、柔軟性
の高い生産ラインを構築できる。

【００９０】また、上記セルを予測不能な作業タクトの
作業工程に複数配置することで、同時に複数のワークを
処理できて生産効率を確保できる。

【００９１】また、複数の同じ作業を行うセルを直列状
に配置して、組立ラインを直線的に構成したり、組立ラ
インの側方に直角に切り出したりすることが可能とな
り、レイアウト自由度が増す。

【００９２】また、ラインの生産タクトより長くばらつ
きの多い作業を抱える生産ラインの設備計画時の作業時
間設定が簡単になり、予想時間のバラツキにも予備ステ
ーションを設けることで対応できる。

【００９３】即ち、設備導入時に作業時間のばらつきの
最大を見込んで設備導入を計画する必要が無く、生産情
況に合わせながら随時、追加することが可能であり、事
後の生産変化にも柔軟に対応でき、経済的にも優れた生
産設備を実現できる。

【００９４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施形態のワーク搬送装
置を示す正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】ワーク搬入装置２ａ及びワーク搬出装置２ｅと
昇降装置４ａ〜４ｅとの間のワークの取り合い形状を示
す図である。

【図４】図３の変形例を示す図である。

【図５】ワークの搬入／搬出動作を詳細に説明するフロ
ーチャートである。

【図６Ａ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図６Ｂ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図６Ｃ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図６Ｄ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図６Ｅ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図６Ｆ】図５のフローチャートに沿ったワーク搬入装
置及びワーク搬出装置の動作例を示す図である。

【図７】本発明に係わる第２の実施形態のワーク搬送装
置を示す正面図である。

【図８】図７の側面図である。

【図９Ａ】第２の実施形態のワーク搬出入装置の動作例
を示す図である。

【図９Ｂ】第２の実施形態のワーク搬出入装置の動作例
を示す図である。

【図９Ｃ】第２の実施形態のワーク搬出入装置の動作例
を示す図である。

【図９Ｄ】第２の実施形態のワーク搬出入装置の動作例
を示す図である。

【図１０】本発明に係わる第３の実施形態のワーク搬送
装置を示す正面図である。

【図１１】図１０の側面図である。

【図１２】ワーク搬出入装置３０と昇降装置４ｂ〜４ｄ
との間のワークの取り合い形状を示す斜視図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【図１４】第３の実施形態のワーク搬出入装置３０によ
るワークの搬入／搬出動作を詳細に説明するフローチャ
ートである。

【図１５Ａ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｂ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｃ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｄ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｅ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｆ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｇ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１５Ｈ】図１４のフローチャートに沿ったワーク搬
出入装置の動作例を示す図である。

【図１６】本発明に係わる第４の実施形態のワーク搬送
装置を示す正面図である。

【図１７】図１６の側面図である。

【図１８】ワーク搬入装置、ワーク搬出装置、ワーク搬
出入装置を軌道上で駆動する場合の駆動方式を示す正面
図である。

【図１９】図１８の側面図である。

【図２０】第１〜第４の実施形態のワーク搬送装置を組
立ライン内に配置した場合のレイアウトの一例を示す図
である。

【図２１】第１〜第４の実施形態のワーク搬送装置を組
立ライン内に配置した場合のレイアウトの一例を示す図
である。

【図２２】本実施形態のワーク搬送装置の制御ブロック
図である。

【図２３】従来の組立ラインのレイアウトを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ａ…ワーク搬入ステーション １ｂ〜１ｄ…作業ステーション １ｅ…ワーク搬出ステーション ２ａ…ワーク搬入装置 ２ｅ…ワーク搬出装置 ３ａ〜３ｆ…ワーク ４ａ〜４ｆ…昇降装置 ７ａ〜７ｅ…ワーク搬送治具パレット ２０、３０…ワーク搬出入装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定軌道上に沿って配置され、ワークに
   所定作業を施す複数の作業手段と、 前記所定軌道を往復動作して、未作業ワークを前記作業
   手段に移送すると共に、作業済みワークを前記作業手段
   から移送する少なくとも１つのワーク搬送手段（２ａ、
   ２ｅ、２０、３０）と、 前記ワーク搬送手段に前記未作業ワークを供給すると共
   に、前記作業済みワークを回収するワーク分配手段（１
   ａ、１ｅ）と、 前記未作業ワークを前記ワーク搬送手段から前記作業手
   段に搬入すると共に、前記作業済みワークを前記作業手
   段から前記ワーク搬送手段に搬出するワーク搬出入手段
   （４ｂ、４ｃ、４ｄ）とを備えるセルを少なくとも１つ
   配置して生産ラインを構成したことを特徴とする生産設
   備のセルシステム。
2. 【請求項２】 前記複数の作業手段は、前記未作業ワー
   クに同一作業を施すことを特徴とする請求項１に記載の
   生産設備のセルシステム。
3. 【請求項３】 前記ワーク搬送手段は、前記未作業ワー
   クと前記作業済みワークを並列して積載可能なワーク載
   置手段（２０ａ、３２）を備えることを特徴とする請求
   項１に記載の生産設備のセルシステム。
4. 【請求項４】 前記ワーク載置手段は、該ワーク載置手
   段に１個のワークが載置されている場合に、該ワークを
   一方の載置位置から他方の載置位置に移動させる移動手
   段（３１）を備えることを特徴とする請求項３に記載の
   生産設備のセルシステム。
5. 【請求項５】 前記ワーク搬送手段は、前記未作業ワー
   クを前記作業手段に移送する第１ワーク搬送手段（２
   ａ）と、前記作業済みワークを前記作業手段から移送す
   るための第２ワーク搬送手段（２ｅ）とを有することを
   特徴とする請求項１に記載の生産設備のセルシステム。
6. 【請求項６】 前記ワーク分配手段は、前記ワーク搬送
   手段に前記未作業ワークを供給するためのワーク供給手
   段（１ａ）と、前記ワーク搬送手段から前記作業済みワ
   ークを回収するワーク回収手段（１ｅ）とを有すること
   を特徴とする請求項１に記載の生産設備のセルシステ
   ム。
7. 【請求項７】 前記ワーク搬出入手段は、前記未作業ワ
   ークを前記ワーク搬送手段からピックアップして前記作
   業手段に搬入したり、前記作業済みワークを前記作業手
   段から荷降ろして前記ワーク搬送手段に搬出する昇降手
   段を備えることを特徴とする請求項１に記載の生産設備
   のセルシステム。
8. 【請求項８】 前記セルは、上流側セルの前記第２ワー
   ク搬送手段と下流側セルの第１ワーク搬送手段が連結さ
   れて直列状に配置されることを特徴とする請求項５に記
   載の生産設備のセルシステム。
9. 【請求項９】 前記ワーク分配手段に前記未作業ワーク
   を供給すると共に、前記作業済みワークを前記ワーク分
   配手段から回収するワーク搬送ラインを更に具備し、前
   記セルは該ワーク搬送ラインに対して並列状に配置され
   ることを特徴とする請求項４に記載の生産設備のセルシ
   ステム。
10. 【請求項１０】 前記作業手段は、作業時間のバラツキ
    が大きい作業を行う自動機であることを特徴とする請求
    項１に記載の生産設備のセルシステム。