(57)【要約】【課題】  生産比率の変化に柔軟に対応することができる汎用ラインの構築【解決手段】  この作業設備１０は、ワーク設置治具１１〜１３を設置する台車１〜３と、台車１〜３を案内する周回軌道６と、周回軌道６に沿って作業を行なう順に周方向に位置を異ならせて配設されており、台車１〜３が停車する複数の作業ステーションＡ〜Ｄとを備えた作業設備１０において、周回軌道６上に設置される台車１〜３の数が作業ステーションＡ〜Ｄの数よりも少なく、かつ、各台車１〜３が各々独立して周回軌道６上を動くことを特徴としている。【選択図】  図１
2006281344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク設置治具を設置する台車と、前記台車を案内する周回軌道と、前記周回軌道に沿って作業を行なう順に周方向に位置を異ならせて配設されており、前記台車が停車する複数の作業ステーションとを備えた作業設備において、
前記周回軌道上に設置される台車の数が作業ステーションの数よりも少なく、かつ、各台車が各々独立して周回軌道上を動くことを特徴とする作業設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００３−１４６２６６に記載されているように、回転駆動する回転支持体の周方向の異なる位置にワーク設置治具を取り付け、ワーク設置治具の回転軌道に沿って周方向の異なる位置に作業ステーションを設けた作業設備が提案されている。この作業設備は、回転支持体を間欠的に回転させることにより、ワークを各作業ステーションで順番に止めて順次所要の作業を行なっている。
【０００３】
例えば、図３に示す作業設備３０は、ドアインナパネルにリーンフォースメントと衝突防護ビームを取り付ける作業設備であって、回転支持体３１の周囲に４つのワーク設置治具３２〜３５を周方向に均等に配置し、ワーク設置治具３２〜３５の回転軌道の外側に４つの作業ステーションＡ〜Ｄを周方向に均等に配置したものである。４つの作業ステーションＡ〜Ｄは、例えば、ワークの種類に応じてワーク設置治具３２〜３５を交換する作業ステーションＡ、ワーク設置治具３２〜３５にワーク（図示省略）をセットする作業ステーションＢ、ワークにスポット溶接する作業ステーションＣ、スポット溶接をしたワークを取り出す作業ステーションＤで構成している。この作業設備１０は、ワークおよびワーク設置治具３２〜３５が順番に作業ステーションＡ〜Ｄに送られるように、回転支持体３１を９０°ずつ間欠的に回転させ、それぞれの作業ステーションＡ〜Ｄで同時に作業を行なっている。
【０００４】
また、例えば、図４に示す作業設備４０は、回転支持体４１の周囲に３つのワーク設置治具４２〜４４を周方向に均等に配置し、ワーク設置治具４２〜４４の回転軌道の外側に３つの作業ステーションＡ〜Ｃを周方向に均等に配置してもよい。この場合３つの作業ステーションＡ〜Ｃは、ワーク（図示省略）を取り出し、ワーク設置治具４２〜４４を交換する作業ステーションＡ、ワーク設置治具４２〜４４にワークをセットする作業ステーションＢ、ワークにスポット溶接する作業ステーションＣで構成している。この作業設備１０は、ワークおよびワーク設置治具４２〜４４が順番に作業ステーションＡ〜Ｃに送られるように、回転支持体４１を１２０°ずつ間欠的に回転させ、それぞれの作業ステーションＡ〜Ｄで同時に作業を行なっている。
【０００５】
この作業設備によれば、直線状に作業ステーションを並べたライン構造に比べて省スペース化、設備コストの低減化を図ることができる。特に、自動車のドアインナパネルなど、組付作業などを片面から行なうパネル状のワークでは、ワークに対して作業を行なう面を回転支持体３１、４１の外側に向けて、ワークを立てて設置することにより、かなりの省スペース化を図ることができ、併せて作業者の作業性も向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１４６２６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した作業設備は、ワーク設置治具が回転支持体に取り付けられており、各ワークが一体的に回転し、各作業ステーションに搬送されるようになっているので、各作業ステーションでの作業時間が略同じであれば、各作業ステーションで作業の待ち時間がほとんどなく生産性もよい。しかし、いくつかの作業ステーションの作業が他の作業ステーションの作業に比べて作業時間が著しく長い場合には、最も作業時間の長い作業ステーションでの作業が終わるまで、回転支持体を回転させることができず、他の作業ステーションでワークが搬送されてくるまで作業待ちの時間が発生しまう。このように、この作業設備は各作業ステーションでの作業時間の差が大きい場合には、生産性の点で問題があった。
【０００７】
また、製品の品質を均一なものにするには、ワーク設置治具の数が少ない方がその管理が容易になるので、出来るだけワーク設置治具の数を少なくすることが品質管理の上、有利である。しかし、上述した作業設備において、各作業ステーションで作業待ちなく対応するには、各作業ステーションの数だけ台車およびワーク設置治具が必要であるため、相当の品質の管理負担が生じていた。また、消費者の多様なニーズに対応するため、多くの種類のワークが生産でき、その生産比率の変化に柔軟に対応することができる汎用ラインを構築することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る作業設備は、ワーク設置治具を設置する台車と、台車を案内する周回軌道と、周回軌道に沿って作業を行なう順に周方向に位置を異ならせて配設されており、台車が停車する複数の作業ステーションとを備えた作業設備において、周回軌道上に設置される台車の数が作業ステーションの数よりも少なく、かつ、各台車が各々独立して周回軌道上を動くことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、この作業設備によれば、周回軌道上に設置される台車の数が作業ステーションの数よりも少なく、かつ、各台車が各々独立して周回軌道上を周方向に動くので、台車が停車している作業ステーションでの作業が終わったときに、前方の作業ステーションが空いていれば、台車を前方の作業ステーションに移動させることができる。これにより、各作業ステーションでの作業時間に差が有り、いくつかの作業ステーションでの作業が他の作業ステーションに比べて作業時間が長い場合でも、作業ステーションでの作業の待ち時間を少なくすることができる。これにより省スペース化という有利な点を維持しつつ、作業効率、生産性の向上を図ることができる。また、作業ステーションの数よりも台車の数を少なくでき、治具の数も少なくできるので、品質管理も容易になる。また生産比率の変化にも柔軟に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る作業設備を図面に基づいて説明する。
【００１１】
この作業設備１０は、図１に示すように、ワーク設置治具１１〜１３を設置する台車１〜３と、台車１〜３を案内する周回軌道６と、周回軌道６に沿って周方向に位置を異ならせて配設した複数の作業ステーションＡ〜Ｄとで構成している。
【００１２】
台車１〜３はそれぞれワーク設置治具１１〜１３を設置して周回軌道６上を走行するものである。この実施形態では、自動車のドアインナパネルなど、片面から組付作業を行なうパネル状のワークを対象としており、ワーク設置治具１１〜１３はそれぞれ異なる種類のワーク２１〜２３の専用品である。ワーク設置治具１１〜１３は、それぞれワーク２１〜２３の作業面を周回軌道６の外側に向けてワーク２１〜２３を立てて台車１〜３に積載している。
【００１３】
周回軌道６は台車１〜３の走行を案内するものである。この実施形態では台車１〜３の走行を案内するレールを円形に敷設している。なお、図示は省略するが、この実施形態では、円形にレールを敷設した周回軌道の中央にポールを設置し、ポールから半径方向に延在したアームを、ポールに回動自在に取り付け、アームの先端を台車に連結している。
【００１４】
作業ステーションＡ〜Ｄは、周回軌道６に沿って作業を行なう順に周方向に位置を異ならせて配設しており、それぞれ所定の作業を行なうために台車１〜３が停車するようになっている。
【００１５】
この実施形態では、台車１〜３にワーク設置治具１１〜１３を積載する治具積載ステーションＡと、ワーク設置治具１１〜１３にワーク２１〜２３を設置するワーク設置ステーションＢと、ワーク２１〜２３に対してスポット溶接を行なう溶接作業ステーションＣと、ワーク２１〜２３をワーク設置治具１１〜１３から取り外すとともに、ワーク設置治具１１〜１３を台車１〜３から取り外すワーク取出ステーションＤの４つの作業ステーションがあり、周回軌道６上に順に周方向に位置を異ならせて配設している。
【００１６】
周回軌道６上に設置される台車１〜３の数は３つとし、作業ステーションＡ〜Ｄの数よりも１つ少ない。また台車１〜３は各々独立して周回軌道６上を動くようになっている。
【００１７】
この作業設備によれば、台車１〜３の数は作業ステーションＡ〜Ｄの数よりも少なく、それぞれ独立して走行するので、台車１〜３は、それぞれ作業ステーションＡ〜Ｄで作業が終了したときに、次の作業ステーションが空いていれば、次の作業ステーションに移動させることができる。
【００１８】
上述した４つの作業ステーションＡ〜Ｄにおいて、溶接作業ステーションＣでの作業が他の作業ステーションＡ〜Ｄでの作業に比べて、作業時間が顕著に長い場合について説明する。
【００１９】
まず、異なる種類のワーク２１〜２３を、種類を変えて連続して溶接する作業を行なう場合を説明する。
【００２０】
この場合、まず図１中の（Ｓ０）は、ワーク設置ステーションＢに台車３が、溶接作業ステーションＣに台車２が、ワーク取出ステーションＤに台車１がそれぞれあり、治具積載ステーションＡには台車がなく、台車１〜３がある各作業ステーションＢ〜Ｄでそれぞれ作業が開始される状態を示している。
【００２１】
溶接作業ステーションＣで溶接作業が行なわれている間、ワーク取出ステーションＤで、ワーク２１の取り出し（Ｓ１）とワーク設置治具１１の取り出し（Ｓ２）が順に行なわれる。次に、ワーク取出ステーションＤの台車１を治具積載ステーションＡに回転させ（Ｓ３）、異なる種類のワーク設置治具１１〜１３を設置する（Ｓ４）。また、ワーク設置ステーションＢの台車３は、溶接作業ステーションＣで溶接作業が行なわれている間にワーク２３ａの設置が行なわれる。
【００２２】
このように、溶接作業ステーションＣで溶接作業が行なわれている（Ｓ０）〜（Ｓ４）の間に、ワーク取出ステーションＤ、治具積載ステーションＡ、ワーク設置ステーションＢでの各作業が終わり、溶接作業ステーションＣで溶接作業が終わると、３つの台車１〜３を同時に次の作業ステーションに送ることができる（Ｓ５）。このように、この作業設備１０によれば、台車１〜３の数を作業ステーションＡ〜Ｄの数より少ないが、台車１〜３が独立して走行できるので、溶接作業ステーションＣで溶接作業が行なわれている間に、他の作業ステーションで作業を進めることができるので、全体として生産性が落ちることはない。また、ワークが変更された場合でも、ワーク設置治具を交換することで対応でき、異なるワークで溶接作業の作業時間が異なる場合でも、台車が独立して走行できるので、各台車の移動を各ワークの溶接時間に応じて変更することができる。これにより、多くの種類のワークを一つの作業設備で作業する場合に、ワークの生産比率を変化させてもそれに柔軟に対応できる。
【００２３】
次に、同じ種類のワークを３つ以上連続で溶接する場合について説明する。
【００２４】
図２中の（Ｓ０）は、溶接作業ステーションＣにワーク設置ステーションＢで１つ目のワーク２３ａが設置された台車３が搬送され、ワーク設置ステーションＢに治具積載ステーションＡで２つ目のワーク設置治具１３ｂが設置された台車１が搬送され、治具積載ステーションＡには台車がなく、ワーク取出ステーションＤに溶接作業ステーションＣで溶接作業が終わった他の種類のワーク２２を載せた台車２が搬送されたところを示している。ワーク設置ステーションＢの台車１に積載したワーク設置治具１３ｂは、溶接作業ステーションＣの台車３に積載したワーク設置治具１３ｂと同じ種類であり、同じ種類のワーク２３を設置できるものである。
【００２５】
まず、ワーク設置ステーションＢでは２つ目のワーク２３ｂを設置する作業が開始され、溶接作業ステーションＣでは１つ目のワーク２３ａに溶接を施す溶接作業が開始される（Ｓ１）。また、ワーク取出ステーションＤでは他の種類のワーク２２とそのワーク設置治具１２が順に取り外される（Ｓ１，Ｓ２）。そして、ワーク取出ステーションＤから治具積載ステーションＡに空の台車２が送られる（Ｓ３）。しかし、同じ種類のワーク設置治具はそれぞれ２つあるが、それぞれが使用中であるから、治具積載ステーションＡに送られた空の台車２にはワーク設置治具を積載することができず、そのままで待機する。また、その間、ワーク設置ステーションＢでは、２つ目のワーク２３ｂをワーク設置治具１３ｂに設置する作業が完了する（Ｓ３）。
【００２６】
次に、溶接作業ステーションＣで溶接作業が完了すると、溶接作業ステーションＣの台車３はワーク取出ステーションＤに送られ、同時に２つ目のワーク２３ｂを設置したワーク設置ステーションＢの台車１は溶接作業ステーションＣに送られる（Ｓ４）。そして、溶接作業ステーションＣで２つ目のワーク２３ｂに溶接作業が行なわれている間、ワーク取出ステーションＤでは、台車３から１つ目のワーク２３ａ及びワーク設置治具１３ａが順に取り外される（Ｓ５，Ｓ６）。ワーク取出ステーションＤで取り外されたワーク設置治具１３ａは、治具積載ステーションＡに送られ、治具積載ステーションＡで待機していた台車２に積載される（Ｓ６）。治具積載ステーションＡで台車２にワーク設置治具１３ａが積載されると、台車２はワーク設置ステーションＢに送られ、同時に治具積載ステーションＡにワーク取出ステーションＤから空の台車３が送られる（Ｓ７）。ワーク設置ステーションＢでは台車２に積載されたワーク設置治具１３ａに３つ目のワーク２３ｃを設置する作業が開始され、この状態で溶接作業ステーションＣで２つ目のワーク２３ｂの溶接作業が終わるのを待つ。
【００２７】
溶接作業ステーションＣで２つ目のワーク２３ｂの溶接作業が終わると、溶接作業が終わった２つ目のワーク２３ｂを載せた台車１はワーク取出ステーションＤに送られ、同時にワーク設置ステーションＢから３つ目のワーク２３ｃ載せた台車２が溶接作業ステーションＣに送られる。これは（Ｓ３）で示された状態と同様の状態になり、Ｓ３〜Ｓ７の作業を繰り返すことにより、同種のワークを連続して溶接することができる。
【００２８】
このように、この作業設備によれば、同じ種類のワークを連続して溶接作業を行なう場合でもワーク設置治具は２つ用意すればよいので、１つの種類のワークに対してそれぞれワーク設置治具は２つあればよく、品質管理が容易になる。
【００２９】
以上、本発明の一実施形態に係る作業設備を説明したが、本発明に係る作業設備は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
例えば、溶接作業の作業ステーションが１つで、周方向の４面に作業ステーションを備えた作業設備を例示したが、本発明に係る作業設備はこれに限定されない。例えば、周方向に５面、６面の作業ステーションを設けてもよい。作業ステーションの数が増えると、それに応じて台車の数、ワーク設置治具の数はそれぞれ増えるが、それでも作業ステーションの数に比べて、必要な台車の数、ワーク設置治具の数が少なくて済むので設備コストの低減化を図ることができる。
【００３１】
また、台車が独立して走行できるので、周方向に均等配置する必要もない。このため、作業スペースが広く必要な作業では、広い幅を用意し、作業スペースが狭くてもよい作業では狭い幅で設定すればよい。また、各作業ステーションでの作業も上記の実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
また、各台車の移動は、各作業スペースの作業待ちの時間が最小になるように、各台車を任意のタイミングで独立して周回軌道上を周方向に動かせばよく、制御機構により動作タイミングを制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業設備を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業設備を示す図。
【図３】作業設備を示す図。
【図４】作業設備を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１〜３ 台車
６     周回軌道
１０   作業設備
１１〜１３    ワーク設置治具
２１〜２３    ワーク
Ａ     治具積載ステーション
Ｂ     ワーク設置ステーション
Ｃ     溶接作業ステーション
Ｄ     ワーク取出ステーション
【図１】
2006281344.tif 000003
【図２】
2006281344.tif 000004
【図３】
2006281344.tif 000005
【図４】
2006281344.tif 000006