(57)【要約】【課題】作業ミスが少なく生産性の高い多種混合組立てラインの制御システムを提供する。【解決手段】本発明にかかる多種混合組立てラインの制御システム１０は、車種に関する生産情報を送信するライン制御部１と、生産ライン２上にあるパレット３の情報を取得して送信するライン設備動作制御部４と、車種別の作業工程データが設定可能であり、ライン制御部から送信された生産情報とライン設備動作制御部から送信されたパレットの情報と作業工程データに基づいてパレット毎の作業工程ファイル５を作成するラインコントローラ６と、ラインコントローラで作成された作業工程ファイル５に基づいて各工程での作業指示と各作業工程で用いる機器８を制御する工程制御部７とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車種に関する生産情報を送信するライン制御部と、
生産ライン上にあるパレットの情報を取得して送信するライン設備動作制御部と、
車種別の作業工程データが設定可能であり、前記ライン制御部から送信された生産情報と前記ライン設備動作制御部から送信されたパレットの情報と前記作業工程データに基づいてパレット毎の作業工程ファイルを作成するラインコントローラと、
前記ラインコントローラで作成された作業工程ファイルに基づいて、各工程での作業指示と各作業工程で用いる機器を制御する工程制御部とを有することを特徴とする多種混合組立ラインの制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の多種混合組立ラインの制御システムにおいて、
前記工程制御部は、各機器の動作完了検出後に、パレット搬出信号を前記ライン設備動作制御部に送信し、
前記ライン設備動作制御部は、前記工程制御部からの搬出信号を受けるまでは、前記生産ライン上に設置され、前記パレットの次工程への移動を規制するストッパを非作動状態とすることを特徴とする多種混合組立ラインの制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の多種混合組立ラインの制御システムにおいて、
前記工程制御部は、各工程で作業結果を取得して、前記ラインコントローラに送信し、
前記ラインコントローラは、前記工程制御部から送信された作業結果を前記作業工程データと関連付けて記憶することを特徴とする多種混合組立ラインの制御システム。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の多種混合組立てラインの制御システムにおいて、
前記生産情報は、車種情報、組付部品の項目とその種類情報が含まれていて、
前記作業工程ファイルは、パレット番号と組付部品に対する作業指示内容が含まれていることを特徴とする多種混合組立てラインの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の多種混合組立てラインの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組立てラインには、単一車種を１つのラインで製造するものと、複数の車種を１つのラインで混在させて製造するものがある。これら製造ラインに関する発明としては次のものがある。
【０００３】
特許文献１には、各組付工程毎に車休番号、部品番号の読取手段と部品の締付トルク値、カプラ嵌合度の検出手段と、車体番号と共に部品番号、締付トルク値及びカプラ嵌合度が通信手段を介して入力されるデータ処理装置とを備え、作業工程での品質情報をデータ処理装置に入力することで、検査作業の自動化と不具合車両の流出を防止するものが提案されている。
【０００４】
特許文献２には、種々の工程によって形成された自動車生産工場の生産ラインの各工程をアッセンブリ・ライン・コントロールによって統括管理し、アッセンブリ・ライン・コントロールからのデータを、各工程を管理するラインコンピュータ、各工程の作業工区を管理するコントローラを介して、各作業工区に設置した作業機に送信する生産指示システムにおいて、重要品質部位の締付け作業が行われる作業工区に配置されるトルクリミットレンチとラインコンピュータとを、コントロール部及びコンソール部からなる集中ポカヨケ盤と、集中ポカヨケ盤のコントロール部と接続された、トルクリミットレンチとそれぞれ対応しているポカヨケ盤とを介して接続し、集中ポカヨケ盤のコントロール部に、ラインコンピュータから送信されてくる車種情報を元に、コントロール部と接続される各ポカヨケ盤によってカウントする規定締付け回数を割出すための変換マスターを登録すると共に、この変換マスターをコンソール部で書換え可能とし、各ポカヨケ盤に、集中ポカヨケ盤のコントロール部から送信されてくる規定締付け回数と、ポカヨケ盤に接続されたトルクリミットレンチによる実際の締付け回数を比較する比較機能を持たせることで、ポカヨケの設定変更の容易化を計る生産指示システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２８５４７4号公報
【特許文献２】特開平６−３２９０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２では、検査作業の自動化と不具合車両の流出を防止や、ポカヨケの設定変更の容易化を図ることはできるが、何れもライン変更に関しては記載されておらず、フレキシブルに生産ラインの作業工程を容易に変更することは困難である。  
本発明は、作業ミスが少なく生産性の高い多種混合組立てラインの制御システムを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、車種に関する生産情報を送信するライン制御部（ＡＬＣ）と、生産ライン上にあるパレットの情報を取得して送信するライン設備動作制御部（設備ＰＬＣ）と、車種別の作業工程データが設定可能であり、ライン制御部（ＡＬＣ）から送信された生産情報とライン設備動作制御部から送信されたパレットの情報と作業工程データに基づいてパレット毎の作業工程ファイルを作成するラインコントローラと、ラインコントローラで作成された作業工程ファイルに基づいて、各工程での作業指示と各作業工程で用いる機器を制御する工程制御部（工程ＰＬＣ）とを有することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る多種混合組立ラインの制御システムにおいて、工程制御部（工程ＰＬＣ）は、各機器の動作完了検出後に、パレット搬出信号をライン設備動作制御部（設備ＰＬＣ）に送信し、ライン設備動作制御部は、工程制御部（工程ＰＬＣ）からの搬出信号を受けるまでは、生産ライン上に設置され、パレットの次工程への移動を規制するストッパを非作動状態とすることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る多種混合組立ラインの制御システムにおいて、工程制御部（工程ＰＬＣ）は、各工程で作業結果を取得してラインコントローラに送信し、ラインコントローラは工程制御部（工程ＰＬＣ）から送信された作業結果を作業工程データと関連付けて記憶することを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る多種混合組立ラインの制御システムにおいて、生産情報は、車種情報、組付部品の項目とその種類情報が含まれていて、作業工程ファイルは、パレット番号と組付部品に対する作業指示内容が含まれていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車種別の作業工程データが設定可能であり、ライン制御部（ＡＬＣ）から送信された生産情報とライン設備動作制御部から送信されたパレットの情報と作業工程データに基づいてパレット毎の作業工程ファイルを作成するラインコントローラと、ラインコントローラで作成された作業工程ファイルに基づいて、各工程での作業指示と各作業工程で用いる機器を制御する工程制御部（工程ＰＬＣ）とを備えているので、多品種混合生産する場合であっても、各パレットに対応する作業指示や該当する機器の動作が制御可能となる。このため、フレキシブルに生産ラインの作業工程を容易に変更することができるとともに、各種類に応じた作業内容が指示されるので、組付けなどの作業ミスが低減し、生産性が向上する。また、工程制御部（工程ＰＬＣ）は、複数設置できるため、小規模から大規模のライン規模にもフレキシブルに対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る多種混合組立ラインとその制御システムの構成を示す概念図である。
【図２】生産情報の一例を示す図である。
【図３】ラインコントローラで設定する作業工程設定表の一例を示す図である。
【図４】作業工程ファイルの一形態を示す図である。
【図５】制御システムにおける制御内容の一形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、作業ミスが少なく生産性の高い多機種混合組立ラインを確立するために、制御システムを構築し、作業指示（ピッキング）・締付ポカよけ・トルクデータ等の収集を行い、未完成品を後工程へ流さない仕組み（インターロック）や品質データ管理を行う点に特徴がある。すなわち、作業工程データの作成と管理を行うラインコントローラと、各工程での作業指示と各工程で用いる機器を制御する工程制御部を備えていることに特徴がある。このため、多機種混合生産する場合であっても、各パレットに対応する作業指示や該当する機器の動作を制御でき、フレキシブルに生産ラインの作業工程を容易に変更できるとともに、各工程で各機種に応じた作業内容が指示されるので、組付け等の作業ミスが低減し、生産性が向上することができるものである。
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に示す本発明にかかる多種混合組立てラインの制御システム１０は、ライン制御部（以下「ＡＬＣ」と記す）１と、ライン設備動作制御部（以下「設備ＰＬＣ」と記す）４と、ラインコントローラ６と、工程制御部（以下「工程ＰＬＣ」と記す）７を備えている。
【００１５】
ＡＬＣ１、設備ＰＬＣ４、ラインコントローラ６および工程ＰＬＣ７は、周知のコンピュータとモニタで構成されている。ＡＬＣ１とラインコントローラ６及びラインコントローラ６と工程ＰＬＣ７とは、それぞれネットワーク回線１１Ａ、１１Ｂで互いに通信可能に接続されている。設備ＰＬＣ４とラインコントローラ６及び設備ＰＬＣ４と工程ＰＬＣ７とは、それぞれ通信線１２，１３で通信可能に接続されている。
【００１６】
ＡＬＣ１は、組み立てライン全体を制御するもので、事前に設定された車種に関する生産指示情報を、ネットワーク回線１１Ａを介してラインコントローラ６へ送信する機能を備えている。本形態において、生産情報には、図２に示すように、車種情報、組付部品の項目とその種類情報が含まれている。
【００１７】
設備ＰＬＣ４には、生産ライン２上を搬送方向に沿って流れるパレット３に付与されたパレット情報となるパレットＩＤを読み取って取得するためのＩＤ読取装置４１と、パレット３の後工程への移動を規制するストッパ４２が信号線を介して接続されている。設備ＰＬＣ４は、ＩＤ読取装置４１で読み取って取得したパレットＩＤを、信号線１２を介してラインコントローラ６に送信する機能と、信号線１３を介して工程ＰＬＣ７から送信される搬出信号となるパレット搬出許可指令に基づいてストッパ４２の作動を制御する機能を備えている。パレットＩＤにはパレット番号（パレットNo）が含まれている。
【００１８】
ラインコントローラ６は、情報車種別の作業工程データが設定可能であり、ＡＬＣ１から送信された生産指示情報に基づいて作業工程の設定と組み付け管理を行う機能と、ＡＬＣ１から送信された生産指示情報とＰＬＣ４から送信されたパレットＩＤに含まれているパレット番号と作業工程データに基づいてパレット毎の作業工程ファイル５を作成する機能と、作成した作業工程ファイル５を工程ＰＬＣ７にネットワーク回線１１Ｂを介して送信する機能と、工程ＰＬＣ７から送信される作業結果情報を作業工程データ５と関連付けて記憶する機能を備えている。
【００１９】
ここで作業工程の設定について説明すると、ラインコントローラ６は、図３に符号６０で示す作業工程設定表を作成するデータテーブルを備えていて、生産指示情報に含まれている車種情報やそれに対応する部品や、その部品の組付けに用いる機器８とが作業工程ごとに事前に作業者によって設定できるようにデータベース化されていて、作業者が生産ライン２に流れる様々な車種に対して各種作業内容や作業に用いる部品や取り付け機器を設定できるように構成されている。図３の符号６１は作業者によって入力されて設定された部位を示し、○印で囲った項目は図２の組付部品に付与されたコード番号に相当する。
【００２０】
作業工程ファイル５は、図４に示すように、パレット３の番号（パレットNo）と組付部品に対する作業指示内容と、作業で使用する機器８のアドレスと操作回数の情報が含まれている。作業工程ファイル５は、パレットＩＤ確定（パレットＩＤ読込完了時）に作成して工程ＰＬＣ７に送信される。
【００２１】
図１に示すように、工程ＰＬＣ７は、ラインコントローラ6で作成された作業工程ファイル５に基づいて、各工程での作業指示と各作業工程で用いる機器８を制御する機能と、作業指示に対応する部品の取出し確認をする機能と、パレット搬出許可指令を作業ＰＬＣ４に信号線１３を介して送信する機能と、ネットワーク回線１１Ｂを介して品質結果情報をラインコントローラ６へ送信する機能を備えている。
【００２２】
このため、工程ＰＬＣ７には、生産ライン２の各工程で用いる機器８とピッキングセンサ１６が信号線１４，１５を介して接続されている。各工程で使用する作業指示に対応した部品の取出しの有無を検知するためのピッキングセンサ１６は、各工程に設置された図示しない部品棚に部品数だけ配置されている。本形態において、各作業工程で用いる機器８としては、あらかじめ締め付けトルクを設定しておく、いわゆる手動式のシグナル式のトルクレンチ８Ａと、ナットランナーなどの電動により規定のトルクまで作動する周知の数値制御式電動締付工具８Ｂとしている。これらトルクレンチ８Ａと各ピッキングセンサ１６には、各レンチやセンサを特定するためのアドレスが設定されている。これらトルクレンチ８Ａと各ピッキングセンサ１６は人的作業によるポカヨケ機器として機能する。すなわち、工程ＰＬＣ７は、各工程のポカヨケ制御を行う手段としても機能する。各ピッキングセンサ１６は、各工程に設置された図示しない部品棚に配置されていて、各工程で用いる部品を指示するために用いている。  
各工程で用いる機器８（組付け工具）としては、トルクレンチ８Ａや数値制御式電動締付工具８Ｂ以外のものであってもよく、例えばトルクトランスジューサー付締付工具（エアー式、電動式）、圧入機、流量計、測定ゲージ、画像処理装置、カメラ等が挙げられる。
【００２３】
このような構成の多種混合組立てラインの制御システム１０による制御内容について図５を用いて説明する。本制御システム１０は、ステップＳＴ１においてＡＬＣ１より生産指示情報をラインコントローラ６へ送信する。ステップＳＴ２では、送信された生産指示情報からラインコントローラ６にて予め設定している作業工程設定表６０（図３参照）に基づいてパレット毎の作業工程ファイル５（図４参照）を作成する。ステップＳＴ３では、作成した作業工程ファイル５を工程ＰＬＣ７へ送信する。ステップＳＴ４では、設備ＰＬＣ４が各工程のパレットＩＤ（パケット番号）を読取る。ステップＳＴ５では、作業情報ファイル５よりパレット番号に応じた組付け部品の指示が、例えば各工程に設置されているモニタに表示されることで行われる。
【００２４】
ステップＳＴ６では、モニタの指示表示を作業者が見て、組付け部品の判別を行い、ステップＳＴ７において例えば対象部品の部品棚より、指示表示された部品を作業者が取出す。ステップＳＴ８では、作業指示された部品が部品棚から取り出された否かがピッキングセンサ１６の出力からに工程ＰＬＣ７によって判定され、ピッキングセンサ１６がオンして対応した部品の取出し確認が成されるとステップＳＴ９に進む。
【００２５】
ステップＳＴ９では、作業指示されて取り出された部品の組付け作業が実施される。本形態において、組付け作業は締め付け作業とする。この作業は、手動トルクレンチ８Ａを用いる部品の場合には作業者によって行われ、数値制御式電動締付工具８Ｂを用いる部品の場合には、数値制御式電動締付工具８Ｂ（機器）によって行われる。
【００２６】
ステップＳＴ１０では、手動トルクレンチ８Ａや数値制御式電動締付工具８Ｂなどの機器８による締付回数や締付けトルクが予め工程ＰＬＣ7に設定されている規定値で有るか否かを工程ＰＬＣ７で判断する。そして締付け回数や締付けトルクが規定値である場合には、ステップＳＴ１１に進んで全作業終了し、同時に品質情報を収集する。ここでは工程ＰＬＣ７からラインコントローラ６へ品質結果情報が送信される。
【００２７】
ステップＳＴ１２では次工程へパレット３を搬出工程となる。ここでは、ラインコントローラ６が品質結果情報を受信すると、パレット搬出許可信号を工程ＰＬＣ７から設備ＰＬＣ４へ送信し、パレット３の移動を阻止していたストッパ４２を作動してパレット３の後工程への移動を許可する。
【００２８】
このような構成によると、多品種混合生産する場合であっても、ラインコントローラ6と工程ＰＬＣ7を備えているので、各工程での作業指示と各工程で用いる機器８の動作を制御できるので、特にステップＳＴ２〜ステップＳＴ６までの生産ライン２での工程Ａをフレキシブルに容易に変更することができるとともに、各種類に応じた作業内容が指示されるので、組付けなどの作業ミスが低減して生産性が向上する。また、工程ＰＬＣ７は、複数設置できるため、小規模から大規模のライン規模にもフレキシブルに対応可能となる。
【００２９】
工程ＰＬＣ７は、各機器の動作完了検出後に、パレット搬出許可指令を設備ＰＬＣ４に送信し、設備ＰＬＣ４は工程ＰＬＣ７からのパレット搬出許可指令を受けるまでは、生産ライン２上に設置されたパレット３の次工程への移動を規制するストッパ４２を非作動状態とする。このため、工程ＰＬＣ７からのパレット搬出許可指令を設備ＰＬＣ４が受けるまで、生産ライン２の各工程はストッパ４２によって分割されるため、インターロック機能により他の工程で作業ミスがあった場合でもミスしたパレット３が後工程へ搬送されることがなく、ミスのない工程での組付け作業を行えるため、生産性が向上する。
【００３０】
工程ＰＬＣ７は、各工程での作業結果を取得してラインコントローラ６に送信し、ラインコントローラ６は、工程ＰＬＣ７から送信された作業結果を作業工程データ５と関連付けて記憶するので、各工程での作業結果を管理でき、トレーサビリティーを確立できる。
【符号の説明】
【００３１】
１          ライン制御部（ＡＬＣ）
２          生産ライン
３          パレット
４          ライン設備動作制御部（設備ＰＬＣ）
５          作業工程ファイル
６          ラインコントローラ
７          工程制御部（工程ＰＬＣ）
８          機器
１０        多種混合組立ラインの制御システム
４２        ストッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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