(57)【要約】  【課題】  低コストで良好な生産を安定して行える生産システムを提供すること。  【解決手段】  ワーク１の搬送およびワーク１に対する加工又は部品の組み付けを行って複数種の製品を連続的に生産するライン２を有する生産システムであって、前記ワーク１に刻印された情報７を読み取る読み取り手段１５が前記ライン２に設けられており、読み取り手段１５により読み取った情報７に基づいて、その情報７が刻印されたワーク１に加工又は部品の組み付けを行うように構成されている。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの搬送およびワークに対する加工又は部品の組み付けを行って複数種の製品を連続的に生産するラインを有する生産システムであって、前記ワークに刻印された情報を読み取る読み取り手段が前記ラインに設けられており、読み取り手段により読み取った情報に基づいて、その情報が刻印されたワークに加工又は部品の組み付けを行うように構成されていることを特徴とする生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の製造工場等において用いられ、一つの生産ラインにおいて、工程系列や作業方法が類似している複数種の製品を連続的に生産し、それらを混合して流すいわゆる混合品種ラインを構成する生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、製品として複数種の自動車用エンジンを生産する上記生産システムでは、通常、予め策定された生産計画に基づき、所定期間（例えば１日）内に各種製品がそれぞれ任意の個数ずつライン生産される。そして、ライン全体の稼働率は製品の生産順序によって変わり、前記稼働率を上げるためには製品の生産順序を適切に決定する必要がある。
【０００３】
すなわち、前記生産システムでは、生産される製品が複数種あり、製品の種類ごとにその生産の開始から終了までに経る工程系列の長さや特定工程における作業時間が異なる。そのため、例えば、特定工程の作業時間が長い製品と工程系列の短い製品とを続けて生産すると、特定工程で流れが止まったり、加工を行わない特定工程ができて遊びが生じたりし、ライン全体の稼働率が低下することになる。従って、特定工程における作業時間の長い製品の後に作業時間の短い製品を生産する、あるいは、工程系列の短い製品の後に工程系列の長い製品を生産する、といったような製品の生産順序の適切な決定が、ラインの稼働率を上昇させ製造コストの低減を図るうえで重要となる。
【０００４】
そして、上記生産順序で複数種の製品を生産する前記生産システムは、生産ライン上を搬送されるワークに部品の組み付けを行って各製品を生産する際に、ワークに対する部品の組み付け内容を各製品に対応させるための組み付け指示手段を有している。この組み付け指示手段は、ワークを保持した状態で搬送する治具パレットに取り付けられ組み付け情報を有する媒体と、ラインの各組み付け工程を実行する組み付け部に設けられ、前記媒体から組み付け情報を読み取ることができる読み取り手段とで構成されている。なお、前記媒体は、例えばＩＤカードやＩＣタグ等からなる。
【０００５】
上記の構成からなる生産システムでは、ワークを保持する治具パレットが搬送されて組み付け部に到達すると、組み付け部に設けられた読み取り手段が治具パレットに取り付けられた前記媒体から組み付け情報を読み取り、読み取った組み付け情報に基づいた組み付けがワークに対して行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の生産システムでは、ワークをパレットに移載する際にパレットに取り付けられた媒体の組み付け情報とワークとを照合するための照合装置が必要となり、それだけ生産システム全体にかかるコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
また、部品不良、組み付け不良等が原因でワークをライン外に出して手直しをする場合、ワークをパレットから取り外し、パレットに取り付けられた媒体の有する組み付け情報を一時的に記憶装置に保管した上で前記手直しを実行する。そして、手直し完了後のワークをラインに戻す前に、ワークの移載先のパレットに取り付けられた媒体に、記憶装置に保管した前記組み付け情報を書き込む。従って、前記組み付け情報を一時的に保管するための記憶装置が必要となり、また、上記のようにワークがパレットから一時的に分離されると、パレットに取り付けられた媒体の組み付け情報とワークとが一致しなくなる蓋然性が高まり、それだけワークの取り違えの起こる可能性も高くなるという問題があった。
【０００８】
さらに、前記生産システムでは、各パレットに媒体を取り付けるため、多数の媒体が必要となり、それだけ生産システム全体にかかるコストが上昇するという問題もあった。しかも、前記生産ラインによってはワークに水がかかって媒体が故障し、この故障が原因となって製品の生産が不安定となる上、これを防ぐために媒体を防水構造とすると前記コストの上昇にさらに拍車がかかることとなる。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストで良好な生産を安定して行える生産システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る生産システムは、ワークの搬送およびワークに対する加工又は部品の組み付けを行って複数種の製品を連続的に生産するラインを有する生産システムであって、前記ワークに刻印された情報を読み取る読み取り手段が前記ラインに設けられており、読み取り手段により読み取った情報に基づいて、その情報が刻印されたワークに加工又は部品の組み付けを行うように構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、低コストで良好な生産を安定して行える生産システムが得られる。すなわち、従来の生産システムでは、組み付け部にてワークに対する部品の組み付け作業を行う際に前記作業の指針となる情報を、ワークとは別に用意した媒体に書き込むという構成をとっていた。そのため、ワークと媒体とが別体であることが原因となって、上述したように、両者を照合する照合装置や、媒体の情報を一時的に保管するための保管装置等の付属装置が必要となっていた。また、前記媒体としてＩＤカードやＩＣタグ等を用いた場合、生産システムの構築にコストがかかるという問題を招来する。さらに、前記媒体としてバーコード等を印刷したラベルを用いた場合、ラベルが剥がれたりワークにかかった水によって印刷が滲むと、前記組み付け部に設けられた読み取り手段による前記情報の読み取りに不具合が生じ、正しい組み付けが確実に行われず、ひいては製品の良好な生産が実現されないという深刻な問題が生じることとなる。
【００１２】
これに対して、請求項１に係る発明では、前記情報をワーク自体に刻印するのであり、この刻印はワークの成形加工時に簡単に行える。従って、媒体等を別途用いないのでより低コストで構築でき、しかも、ワークに刻印された情報では上記のような不具合が生じることもないので、良好な生産を安定して行える生産システムが得られる。そのうえ、本発明では、ワークと前記情報とが一体化されているので、前記情報をワークと別の媒体に書き込んだときに必要となる上記照合装置や保管装置等の付属装置も不必要となり、それだけ生産システムの構築にかかる費用を低減することができ、構成自体もシンプルなものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る生産システムの構成を概略的に示す説明図、図２は、前記生産システムに用いられるワークを保持するパレットの構成を概略的に示す斜視図、図３は、前記ワークを保持したパレットの構成を概略的に示す正面図である。
【００１４】
図１に示すように、この実施の形態に係る生産システムは、ワーク１の搬送およびワーク１に対する加工又は部品の組み付けを行って複数種の製品を連続的に生産する生産ライン２を有している。なお、この実施の形態では、前記ワーク１はシリンダブロックであり、このワーク１に組み付けられる前記部品は、クランク（クランク軸）、ヘッド（シリンダヘッド）、カム（カム軸）等であり、前記生産システムにて生産される製品は自動車用エンジンである。
【００１５】
そして、前記生産ライン２は、ワーク１に上記部品を組み付ける組み付け工程が実行される組み付け部３を複数有する組み付けライン４を有しており、この組み付けライン４の上流側には、組み付けライン４にワーク１を供給するワーク供給ライン５が設けられている。
【００１６】
前記ワーク供給ライン５では、素材６が加工（切削等）されてワーク１に仕上げられ、この加工時に、素材６に組み付け情報７（図２参照）が刻印される。この組み付け情報７は、ワーク１から生産しようとする製品に応じた組み付け内容を示し、この実施の形態では、図２に示すように、正面視において四角形の二次元分布パターンによって情報を表す二次元シンボル（例えば、データマトリックスやＱＲコード等）である。また、ワーク１は複数種（この実施の形態では２〜３種）用いられ、各種類ごとに組み付け情報７の内容が設定されていると共に、予め決定されている製品の生産順序に応じた順番で組み付けライン４に供給される。
【００１７】
そして、上記ワーク供給ライン５において成形されたワーク１は、図２に示すように、パレット８に移載され、このパレット８に保持された状態で組み付けライン４に搬送される。
【００１８】
ここで、前記パレット８としては、種々の構成のものを採用することができるが、この実施の形態のパレット８は、図２および図３に示すように、ワーク１の一側部を保持するクランプ部９と、このクランプ部９が軸まわりに回転可能な状態で取り付けられ、かつ、その回転を任意の角度で停止させる手段を有するベース部１０と、このベース部１０をスライド自在に保持するほぼ円弧状のガイドレール１１と、このガイドレール１１をその軸まわりに回転可能に保持するテーブルユニット１２とを備えている。
【００１９】
また、前記ベース部１０は、クランプ部９の回転を任意の角度で停止させる手段としてのクランプ用レバー１３を有している。すなわち、このクランプ用レバー１３は、一方向に回動すると、前記クランプ部９の軸まわりの回転が許容される状態となり、他方向に回動すると、クランプ部９の軸まわりの回転が不可能な状態となるように構成されている。  
【００２０】
さらに、前記ベース部１０は、駆動源としてのモータ１４の駆動力によって、ガイドレール１１の一端部から他端部までの間をスライド移動し、ガイドレール１１はベース部１０を任意の位置で停止させることができるように構成されている。
【００２１】
そして、上記の構成からなるパレット８は、保持したワーク１をローリング方向、ピッチング方向およびヨーイング方向に自在に角度調整することができる。なお、このパレット８については、本出願人の先の出願に係る特願２００４−０２２８０２号の願書に添付した明細書および図面に組み付け治具としてその詳細が示されている。しかし、この実施の形態で用いるパレット８は、上記の構成のものに限られない。
【００２２】
一方、ワーク１がパレット８に保持された状態で供給される前記組み付けライン４に設けられた各組み付け部３には、図４に示すように、ワーク１に刻印された前記組み付け情報７を読み取る読み取り手段１５が設けられている。そして、生産システムは、組み付け部３において読み取り手段１５により読み取った情報７に基づいて、その情報７が刻印されたワーク１に部品の組み付けを行うように構成されている。すなわち、図４は、前記読み取り手段１５の構成を概略的に示す説明図である。
【００２３】
ここで、前記読み取り手段１５は、種々の構成のものを採用することができるが、この実施の形態の読み取り手段１５は、図４に示すように、ワーク１の前記情報７が刻印された刻印面ｓをカメラ１６で撮像し、その画像を画像処理装置１７で処理して前記情報７を読み取るように構成されている。そして、カメラ１６による情報７の読み取りに際しては、照明手段１８から刻印面ｓに対して照射される光ａの入射角度が適宜の角度（例えば刻印面ｓに対してほぼ垂直）となり、その反射光ｂがカメラ１６に入射するように構成されている。なお、この読み取り手段１５については、本出願人の先の出願に係る特願２００３−０７９９０５号の願書に添付した明細書および図面に刻印読取方法としてその詳細が示されている。しかし、この実施の形態で用いる読み取り手段１５は、上記の構成のものに限られない。
【００２４】
また、前記組み付けライン４において最も上流側にある組み付け部３（以下、組み付け部３Ａという）には、ワーク１に組み付ける前記部品としてのクランクを供給する第一部品供給ライン１９が接続されている。さらに、組み付けライン４において前記組み付け部３Ａのすぐ下流側にある組み付け部３（以下、組み付け部３Ｂという）には、ワーク１に組み付ける前記部品としてのヘッドおよびカムを供給する第二部品供給ライン２０が接続されている。
【００２５】
ここで、前記第二部品供給ライン２０は、ヘッドを搬送するヘッド搬送ライン２１と、このヘッド搬送ライン２１にカムを供給するカム供給ライン２２とを備え、ヘッド搬送ライン２１においてカム供給ライン２２から供給されたカムがヘッドに組み付けられ、このようにカムが組み付けられた状態のヘッドが前記組み付け部３Ｂに供給される。
【００２６】
なお、前記クランク、ヘッドおよびカムも、前記ワーク１と同様に、複数種用いられ、予め決定されている製品の生産順序に応じた順番で組み付けライン４（組み付け部３Ａ，３Ｂ）に供給される。因みに、この実施の形態では、前記クランクは１〜２種、ヘッドおよびカムは４〜６種が用いられる。
【００２７】
また、図１には、組み付け部３として二つの組み付け部３Ａ，３Ｂのみを図示しているが、組み付け部３は組み付け部３Ａ，３Ｂの他にも設けられている。すなわち、クランク、ヘッド、カムと同様に多数のストックが必要である部品は、それぞれ供給ライン１９，２０と同様に例えばベルトコンベアで構成される部品供給ライン（図示していない）にストックされ、適宜に組み付け部３に供給される。反対に、ストック数が少なくてよい部品は、組み付けライン４の近傍に配置された部品棚２３内に収容され、必要に応じて組み付け部３においてワーク１に組み付けられる。
【００２８】
次に、上記の構成からなる生産システムの作動について説明する。まず、ワーク供給ライン５において、素材６が加工されてワーク１が形成されると共に、このワーク１に組み付け情報７が刻印される。そして、形成されたワーク１はパレット８に移載され、パレット８に保持された状態で組み付けライン４に搬送されてきたワーク１は、倒立状態で組み付け部３Ａに到達する。
【００２９】
この組み付け部３Ａでは、ワーク１に刻印された組み付け情報７を読み取り手段１５によって読み取り、読み取った組み付け情報７に基づいて（組み付け情報７を指針として）、第一部品供給部１９から供給されたクランクをワーク１に組み付ける。
【００３０】
続いて、パレット８に保持された状態で組み付け部３Ａからの移動を開始した前記ワーク１は、パレット１０に保持された状態で倒立状態から正立状態へと向きを変えられた後、組み付け部３Ｂに到達する。この組み付け部３Ｂでは、ワーク１に刻印された組み付け情報７を読み取り手段１５によって読み取り、読み取った組み付け情報７に基づいて（組み付け情報７を指針として）、第二部品供給部２０から供給されたヘッドおよびカムをワーク１に組み付ける。
【００３１】
その後も同様に、複数の組み付け部３で、部品供給ラインからの部品または部品棚２３に収容された部品が適宜に組み付けられ、ワーク１は最終的に製品としての所定の種類のエンジンとなる。
【００３２】
上記のように、ワーク１に刻印される組み付け情報７は、組み付けライン４の各組み付け部３において読み取り手段１５により読み取られる必要があるため、ワーク１の適宜の位置、具体的にはワーク１に組み付けられる部品によって覆われない位置に刻印されている。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られず、種々に変形して実施することができる。例えば、前記組み付け情報７は、二次元シンボルに限られず、バーコード、数字やアルファベットの羅列等によって構成されていてもよい。
【００３４】
また、上述したように、前記組み付けライン４の組み付け部３は、ワーク１に対する部品の組み付けのみを行うように構成されていてもよいが、前記組み付けに加えてワーク１の加工を行うように構成されていてもよい。さらに、組み付けライン４に、組み付け部３の他に、ワーク１に加工（部品の組み付け以外の加工）のみを施す加工部が複数設けられていてもよい。上記のように、組み付けライン４においてワーク１の加工を行う場合には、前記組み付け情報７に、組み付けに関する情報に加えて加工に関する情報も含ませておけばよい。また、組み付けライン４に前記加工部を設ける場合には、この加工部にも前記読み取り手段１５を設け、加工部において読み取り手段１５により読み取った組み付け情報７に基づいて、その情報７が刻印されたワーク１に対して加工を行うように生産システムを構成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生産システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】前記生産システムに用いられるワークを保持するパレットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】前記ワークを保持したパレットの構成を概略的に示す正面図である。
【図４】上記実施の形態における読み取り手段の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ワーク
２  ライン
３  組み付け部
４  組み付けライン
７  組み付け情報
１５  読み取り手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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