(57)【要約】【課題】ロボットが不具合により停止した状態でも、品質のばらつきを防止しつつ、遅れることなく作業可能なセル生産方式による生産方法を提供すること。【解決手段】組立作業セル１２にて作業者２３及びロボット２４が作業を行うことで、ワークの組立作業を行うセル生産方式による生産方法であって、人作業区１３にて、作業者２３が作業を行う人作業工程と、ロボット作業区１４にて、エンドエフェクタ２４２を介して把持した工具Ｔを用いてロボット２４が作業を行うロボット作業工程と、ロボット２４の電源停止時に工具Ｔをエンドエフェクタ２４２から離脱する工具離脱工程と、を含み、ロボット２４の電源停止時の人作業工程は、作業者２３が行う作業に加え、離脱した工具Ｔを用いてロボット２４が行っていた作業を代わりに行うことを特徴とする。【選択図】図３
2014223694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立作業セルにて人及びロボットが作業を行うことで、ワークの組立作業を行うセル生産方式による生産方法であって、
組立作業セルの人作業区にて、人が作業を行う人作業工程と、
組立作業セルのロボット作業区にて、エンドエフェクタを介して把持した工具を用いてロボットが作業を行うロボット作業工程と、
前記ロボットの電源停止時に前記工具を前記エンドエフェクタから離脱する工具離脱工程と、
を含み、
前記ロボットの電源停止時の前記人作業工程は、前記人が行う作業に加え、前記工具離脱工程で離脱した前記工具を用いて前記ロボット作業工程における作業を行う、
ことを特徴とする生産方法。
【請求項２】
人作業区及びロボット作業区が稼働中の指示モードと、人作業区のみが稼働中の指示モードとを切り替え可能に構成された支援システムを介して、前記人作業工程で行う作業手順を指示する作業指示工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの組立て生産方法に関し、特に、セル生産方式による生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の工業製品の組立て生産方法では、従来から、ライン生産方式の生産方法に加えセル生産方式の生産方法が広く知られている。ライン生産方式の生産方法は、同一製品の大量生産に適しており、例えば、複数の車種で共通の汎用製品の生産に適している。他方、セル生産方式の生産方法は、多種類の製品の生産に適しており、例えば、車種毎に固有の個別製品の生産に適している。
【０００３】
これら生産方式による生産方法では、人とロボットとが共存して組立てを行うことが一般的に行われており、ネジ締め等のロボットが作業可能な工程を自動化し、ハーネス等の結線工程については人が作業を行うように役割分担することで、一部自動化に伴う効率的な運用を可能にしている。
この点、特許文献１には、人作業区とロボット作業区とを備え、これら人作業区とロボット作業区との間を作業対象物（ワーク）が載置された台車が交互に行き交うワーク組立て方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５２６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような生産方法では、ロボットが不具合により停止すると当該ロボットを含む組立ユニット全体が停止してしまい、組立て作業に遅れが発生してしまう。そこで、生産現場では、ロボットが用いる工具と同一の工具を予めストックしておき、ロボットに不具合が発生した場合にストックしておいた工具を人が用いることで、作業の遅れが発生しないように工夫している。
【０００６】
しかしながら、ロボットが用いる工具の全てを別にストックしておくことは、設備コストを増大させてしまうとともに、ストックしている工具に、ロボットが用いる工具と同一の締め付け値等を設定しなければならず、数値設定を行うための時間が必要になってしまう。また、同一の工具といっても工具毎に性質が異なるため、同一の数値設定をしたとしても、ロボットが用いる工具とストックしている工具とでは、作業結果が完全に一致するとは限らず、品質にばらつきが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ロボットが不具合により停止した状態でも、品質のばらつきを防止しつつ、遅れることなく作業可能なセル生産方式による生産方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）組立作業セル（例えば、後述の組立作業セル１２）にて人（例えば、後述の作業者２３）及びロボット（例えば、後述のロボット２４）が作業を行うことで、ワークの組立作業を行うセル生産方式による生産方法であって、組立作業セルの人作業区（例えば、後述の人作業区１３）にて、人が作業を行う人作業工程と、組立作業セルのロボット作業区（例えば、後述のロボット作業工程）にて、エンドエフェクタ（例えば、後述のエンドエフェクタ２４２）を介して把持した工具を用いてロボットが作業を行うロボット作業工程と、前記ロボットの電源停止時に前記工具を前記エンドエフェクタから離脱する工具離脱工程と、を含み、前記ロボットの電源停止時の前記人作業工程は、前記人が行う作業に加え、前記工具離脱工程で離脱した前記工具を用いて前記ロボット作業工程における作業を行う、ことを特徴とする生産方法。
【０００９】
（１）の生産方法によれば、ロボットの電源が停止すると、工具離脱工程を経てロボットのエンドエフェクタから工具を離脱する。ロボットから離脱した工具は、人作業区において作業者により用いられ、ワークの組立作業が行われる。
これにより、ロボットが停止したとしても、組立作業セルの稼働を停止する必要がなく、組立作業の遅れを軽減することができる。また、作業者は、ロボットが用いていた工具をそのまま用いることとしているため、同じ工具を人作業区及びロボット作業区に設置しておく必要がなく、設備コストを軽減することができる。また、作業者が工具をそのまま用いることから、締め付けトルク等の設定を行うことなく作業時間を短縮できるとともに、工具毎の性質に伴う品質のばらつきもなくすことができる。
【００１０】
（２）人作業区及びロボット作業区が稼働中の指示モード（例えば、後述の第１指示モード）と、人作業区のみが稼働中の指示モード（例えば、後述の第２指示モード）とを切り替え可能に構成された支援システム（例えば、後述の支援システム２５）を介して、前記人作業工程で行う作業手順を指示する作業指示工程を更に含むことを特徴とする（１）に記載の生産方法。
【００１１】
（２）の生産方法によれば、支援システムは、ロボット作業区の稼働状況に応じて指示モードを切り替え、作業者に対して作業手順を指示する。これにより、作業者に対して必要最小限の作業手順のみを指示することができ、無駄な作業手順を指示することがない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロボットが不具合により停止した状態でも、品質のばらつきを防止しつつ、遅れることなくワーク組立作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の生産方法を実施するためのワーク組立システムの構成を示す説明図である。
【図２】ロボット作業区に配置されるロボットを示す説明図である。
【図３】ワーク組立システムの動作の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
発明に係る生産方法を、それを実施するためのワーク組立システムとの関係で好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、ワーク組立システム１０の構成を示す説明図である。ワーク組立システム１０は、部品供給区１１と複数の組立作業セル１２とを有する。部品供給区１１及び複数の組立作業セル１２は、図示せぬレール等により接続されており、部品供給区１１から組立作業セル１２の夫々に対して台車２２が搬送可能になっている。
【００１６】
部品供給区１１は、部品集積工程及び部品供給工程が実行される作業区画である。即ち、部品供給区１１において部品供給者２１（人）は、所定の収容部からワークを構成する組立て部品を収集し、台車２２上に集積するとともに（部品集積工程）、組立て部品が集積された台車２２を複数の組立作業セル１２の夫々に対して供給する（部品供給工程）。
【００１７】
組立作業セル１２の夫々は、作業者２３（人）が作業を行う人作業区１３と、ロボット２４が作業を行うロボット作業区１４とを有する作業区画である。ワークは複数の工程の組立作業によって組み立てられるが、組立作業セル１２の夫々でワーク組立ての全工程が行われる。即ち、組立作業セル１２は、セル生産方式のワーク組立て作業における作業区画である。台車２２は、組立作業セル１２の人作業区１３及びロボット作業区１４の間を順に移動又は交互に行き交い、人作業区１３及びロボット作業区１４においてワーク組立ての全工程が終了すると、組立作業セル１２から搬送され払い出される。
【００１８】
なお、図１に示す組立作業セル１２は、１つの人作業区１３及び１つのロボット作業区１４を有する構成としているが、人作業区１３及びロボット作業区１４の数は必要に応じて異ならせることとしてもよい。
【００１９】
人作業区１３は、人作業工程が実行される作業区画であり、ロボット作業区１４は、ロボット作業工程が実行される作業区画である。人作業区１３及びロボット作業区１４には、作業者２３又はロボット２４が用いる工具の動力源としての電源又はエアー供給源が設置され、作業者２３又はロボット２４はこの動力源を用いてワークの組立作業を行う。
【００２０】
また、人作業区１３には、作業者２３に対して作業支援を行う支援システム２５が設置される。支援システム２５は、モニタやスピーカにより構成され、人作業区１３において行われる作業の作業手順等のマニュアルを作業者２３に対して提示する。支援システム２５は、人作業区及びロボット作業区が稼働中の第１指示モードと、人作業区のみが稼働中の第２指示モードとを切り替え可能に構成され、人作業区及びロボット作業区の稼働状況に応じた指示モードに従い、作業者２３に対する作業支援を行う（作業指示工程）。
【００２１】
図２を参照して、ロボット２４は、多軸多関節のアーム部２４１を備える多関節マニュピレータであり、アーム部２４１の先端には、工具Ｔを装着するエンドエフェクタ２４２が取り付けられている。エンドエフェクタ２４２は、例えば工具Ｔを把持するハンドであり、ロボット２４は、エンドエフェクタ２４２を介して装着した工具Ｔを用いて台車２２上のワークの組立作業を行う。エンドエフェクタ２４２は、ロボット２４の電源停止時に装着した工具Ｔを取り外し可能に構成される。なお、電源停止時にエンドエフェクタ２４２から工具Ｔを取り外すための構成は、一般的なものであり、エンドエフェクタ２４２のエアーを抜く等することで実現することができる。
【００２２】
ロボット２４は、アームを駆動制御する制御部及びワークの組立て作業の工程、作業手順を記憶した記憶部を有する。ロボット２４の制御部が、記憶されているワークの組立て作業の工程、作業手順にしたがって多軸多関節のアーム部２４１を制御することで、ロボット２４は作業を行う。
工具Ｔは、人作業区１３及びロボット作業区１４に配置された動力源を用いて駆動されるナットランナやネジ締め機等の締付工具であり、締め付けトルク等が予め設定されている。
【００２３】
以上、本発明の生産方法に好適なワーク組立システム１０の構成について説明した。続いて、図３を参照して、組立作業セル１２内における作業の流れに着目し、ワーク組立システム１０の動作、即ち本発明の生産方法について説明する。
【００２４】
図３（Ａ）は、通常時（ロボット２４が稼働中）における組立作業セル１２内の作業の流れを示す説明図である。通常時では、台車２２が人作業区１３及びロボット作業区１４に順次供給され、作業者２３及びロボット２４の双方がワークの組立作業を行う。
このとき、人作業区１３の支援システム２５は、人作業区及びロボット作業区が稼働中の第１指示モードにしたがい、作業者２３に対して作業手順を指示する。即ち、通常時は、ロボット作業区１４が稼働中であるため、ワークの組立作業のうちの一部は、ロボット２４が行う。そして、ロボット２４が行う作業については、作業者２３に指示する必要が無いため、支援システム２５は、ワークの組立作業のうちロボット２４が行う作業を除いた作業手順（作業者２３が行う作業の作業手順）を作業者２３に対して提示する。
【００２５】
図３（Ｂ）は、異常時（ロボット２４の電源停止時）における組立作業セル１２内の作業の流れを示す説明図である。ロボット２４に異常が生じると、ロボット２４が停止し、ロボット作業区１４が非稼働状態になる。このような状態では、当該組立作業セル１２におけるワークの組立作業が停止してしまい、ワーク組立システム１０の全体における作業の遅れが発生してしまう。
そこで、ワーク組立システム１０では、ロボット２４の電源停止時にロボット２４が用いていた工具Ｔをエンドエフェクタ２４２から離脱する工具離脱工程を行う。具体的には、エンドエフェクタ２４２のエアーを抜き、ロック状態にあるエンドエフェクタ２４２を開放し、工具Ｔを離脱する。
【００２６】
離脱した工具Ｔは人作業区１３に運ばれ、人作業区１３に設置された動力源に接続される。作業者２３は、この工具Ｔを用いてロボット２４が請け負っていた作業を代わりに行う。即ち、ロボット２４の電源停止時では、人作業区１３において作業者２３は、通常時に人作業区１３において作業者２３が行う作業に加え、通常時にロボット作業区１４においてロボット２４が行う作業を行う。
【００２７】
このとき、人作業区１３の支援システム２５は、人作業区１３のみが稼働中の第２指示モードにしたがい、作業者２３に対して作業手順を提示する。即ち、人作業区及びロボット作業区が稼働中の第１指示モードでは、ロボット作業区１４においてロボット２４が行う作業の作業手順が提示されないため、支援システム２５は、指示モードを第２指示モードに切り替え、第１指示モードで提示していた作業手順に加え、ロボット２４の代わりに作業者２３が行う作業の作業手順も併せて作業者２３に対して提示する。これにより、作業者２３は、ロボット２４が請け負っていた作業の作業手順も把握でき、ロボット２４の代わりに当該作業を行うことができる。
【００２８】
このように人作業区１３において作業者２３がロボット２４の作業を代わりに行う一方で、工具Ｔを離脱したロボット２４のロボット作業区１４は閉鎖され、管理者によるロボット２４の復旧が行われる。即ち、ワーク組立システム１０では、人作業区１３におけるワークの組立作業と、ロボット作業区１４におけるロボット２４の復旧とが同時に行われる。
【００２９】
以上、本発明に係る生産方法に好適なワーク組立システム１０について説明した。このワーク組立システム１０により実施される本発明の生産方法によれば、ロボット２４に異常が生じロボット２４の稼働が停止すると、工具離脱工程を経てロボット２４のエンドエフェクタ２４２から工具Ｔを離脱する。ロボット２４から離脱した工具Ｔは、人作業区１３に運ばれ、作業者２３により用いられ、ワークの組立作業が行われる。
これにより、ロボット２４が停止したとしても、組立作業セル１２の稼働を停止する必要がなく、組立作業の遅れを軽減することができる。このとき、作業者２３は、ロボット２４が用いていた工具Ｔをそのまま用いることとしているため、同じ工具を人作業区１３及びロボット作業区１４に設置しておく必要がなく、設備コストを軽減することができる。また、作業者２３が工具Ｔをそのまま用いることから、締め付けトルク等の設定を行うことなく作業時間を短縮できるとともに、工具毎の性質に伴う品質のばらつきもなくすことができる。
【００３０】
また、人作業区１３に設置された支援システム２５は、通常時と異常時とで指示モードを切り替え、作業者２３に対して作業手順を提示する。これにより、通常時及び異常時の双方において、作業者２３に対して必要最小限の作業手順のみを提示することができ、無駄な作業手順を提示することがない。
【００３１】
以上、本発明の生産方法の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ワーク組立システム
１２  組立作業セル
１３  人作業区
１４  ロボット作業区
２１  部品供給者
２２  台車
２３  作業者
２４  ロボット
２４１  アーム部
２４２  エンドエフェクタ
Ｔ    工具
【図１】
2014223694.tif 000003
【図２】
2014223694.tif 000004
【図３】
2014223694.tif 000005