(57)【要約】【課題】本発明は作業者の能力的、精神的負担と肉体的負担を軽減させ能率の向上を計ると共に、中高年や身障者でも無理無く作業の行える組立作業システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は身体保持手段で胴体部を保持した作業中の作業者が、脚部を屈伸して腰の高さを変える動作に身体保持手段が移動しながら追従し、且つ作業者の足の裏面が床面等の作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を身体保持手段にあたえる押上げ力発生手段から構成される作業補助装置を作業者の後方又は上方に設け、半製品の向きを作業のし易い向きに適宜に順次変更するようプログラムされ制御される回転作業台を作業者も前方に設け、映像表示手段や音声表示手段で映像や音声で組立に必要な多くの情報を表示する組立作業システムとした。【選択図】    図２
2005313289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腰の高さが変化する姿勢変更を行いながら作業を行う作業者（１０）の胴体部を保持する身体保持手段と、その身体保持手段で胴体部を保持した作業中の作業者（１０）が脚部を屈伸して腰の高さを変える動作に身体保持手段が移動しながら追従し、且つ作業者（１０）の足の裏面が床（９）面等の作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を身体保持手段にあたえる押上げ力発生手段で構成される作業補助装置（１）を作業者（１０）の後方又は上方に設け、組立する半製品（３）を載せ間欠回転を行う回転盤（４ａ）と、その回転盤（４ａ）の回転を制御する為に事前に作成したプログラムを記憶させた制御機器（４ｃ）と、その制御機器（４ｃ）からの出力信号で回転盤（４ａ）を回転させ位置決めする駆動機器を備えた回転機構（４ｂ）を有する回転作業台（４）を身体保持手段で胴体部を保持した作業者（１０）の前方に設けて構成したことを特徴とする組立作業システム。
【請求項２】
製品（３）の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で組立作業の工程に合わせ適宜に順次映像で表示する映像表示手段（７）を設けたことを特徴とする請求項１記載の組立作業システム。                
【請求項３】
製品（３）の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で組立作業の工程に合わせ適宜に順次音声で表示する音声表示手段（８）を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の組立作業システム。
【請求項４】
半製品（３）を載せ運ぶ台車（６）を床（９）面より浮かせ回転作業台（４）の回転盤（４ａ）上に位置決めする昇降手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の組立作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部品を組立する作業者に掛かる能力的、精神的負担や肉体的負担を軽減したり、組立生産作業を行いながら組立作業者を育成する組立作業システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の組立作業はベルトコンベア等の流れ作業から、１つの製品を１人の作業者が最初から完成まで組立を行うセル方法に変わってきており、立ち姿勢で取付け作業を行っている。又、製品が小ロット化した為に１人の作業者が複数の機種を順次組立を行う必要があり、更に製品のライフサイクルが短く新製品への切り換えが頻繁に行われる為作業者は新たに組立方法や手順を次々と覚える必要が生じている。
従来の技術は例えば
【特許文献１】や
【特許文献２】のように、組立作業者に部品を効率良く供給し組立作業の効率を上げることのみ重視した組立作業システムを用いていた。
【特許文献１】の特開平１０−２９６５５９
【特許文献２】の特開平５−３１８２４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、組立作業の場合次にどの部品を取付けるかだけではなく、どの位置に取付けるか、どのように（例、取付け角度、ネジの種類や締付け箇所、配線等の処理の仕方、組み込み方等）取付けるか、その時の注意事項（例、傷付き易い点、曲がり易い点、コネクタの挿し込み状態、ネジの締め忘れ、部分調整等）はなにか、組立部の確認事項等と作業者はいろいろな情報を必要とする。１つの製品を最初から完成まで組立を行うことは多くの部品を組み付ける為組立方法や手順が非常に複雑であり、更に製品が小ロット化した為１人の作業者が複数の機種を順次組立を行ったりするようになり、又新製品への切り換え時には作業者は新たに組立に必要な多くの情報を次々と覚える必要が生じ、作業者への能力的、精神的負担は益々増えその負担は大きいもであった。
【０００４】
一方管理者は新製品への切り換え時に、新たな組立方法や手順や注意事項等の多くを作業者に教える必要があり多くの時間を必要としていた。又、作業者には個人差もある為教育に時間がかかったり、作業者が完全に覚えるまでは生産を開始できなかったり、手順を忘れてしまった為に作業を中断し再度指導する必要が生じたりして新製品の生産開始時には生産現場が混乱していた。
更に、大型の製品を組立てる場合には直立姿勢や中腰姿勢と姿勢を変化させる必要があり、その作業を一日中続けることは作業者の下半身に掛かる肉体的負担が大きく、疲労による能率の低下や身体への障害問題が発生し著しく能率を悪くしていた。
【０００５】
又、上記のように組立に必要な多くの情報を次々と覚えることや、直立姿勢や中腰姿勢と姿勢を変化させながら一日中立ち仕事を続けることは作業者にとって能力的、精神的負担や肉体的負担であり、特に中高年の作業者にとっては記憶力の低下や体力の低下に伴い能力的、精神的負担や肉体的負担は若い作業者に比べ更に大きな負担となる為、中高年の人はこれらの作業には向かないものとされ敬遠されていた。
又、脚部に障害をもつ身障者は立ち仕事は無理とされ、雇用が敬遠されていた。
【０００６】
そこで本発明は作業者の能力的、精神的負担と肉体的負担を軽減させ能率の向上を計ると共に、中高年や身障者でも無理なく作業の行える組立作業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】
前記の目的を達成するために、請求項１記載の発明のように、特開２００４−７３８３０で既に公知である装置で、腰の高さが変化する姿勢変更を行いながら作業を行う作業者の胴体部を保持する身体保持手段と、その身体保持手段で胴体部を保持した作業中の作業者が、脚部を屈伸して腰の高さを変える動作に身体保持手段が移動しながら追従し、且つ作業者の足の裏面が床面等の作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を身体保持手段にあたえる押上げ力発生手段から構成される作業補助装置を作業者の後方又は上方に設け、組立する半製品を載せ間欠回転を行う回転盤と、その回転盤の回転を制御する為に事前に作成したプログラムを記憶させた制御機器と、その制御機器からの出力信号で回転盤を回転させ位置決めする駆動機器を備えた回転機構を有する回転作業台を、身体保持手段で胴体部を保持した作業者の前方に設けて構成したことを特徴とする組立作業システムとした。
【０００８】
又、前記の目的を達成するために、請求項２記載の発明のように請求項１記載の作業補助装置と回転作業台で構成される組立作業システムに、更に製品の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で次の組立作業の工程に合わせ適宜に順次映像で表示する映像表示手段を設けたことを特徴とする組立作業システムとした。
【０００９】
又、前記の目的を達成するために、請求項３記載の発明のように請求項１記載の作業補助装置と回転作業台で構成される組立作業システム又は請求項２記載の作業補助装置と回転作業台と映像表示手段で構成される組立作業システムに、更に製品の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で次の組立作業の工程に合わせ適宜に順次音声で表示する音声表示手段を設けたことを特徴とする組立作業システムとした。
【００１０】
又、前記の目的を達成するために、請求項４記載の発明のように請求項１記載の作業補助装置と回転作業台で構成される組立作業システム、又は請求項２記載の作業補助装置と回転作業台と映像表示手段で構成される組立作業システム、又は請求項３記載の作業補助装置と回転作業台と映像表示手段と音声表示手段で構成される組立作業システムに、更に半製品を載せ運ぶ台車を床面より浮かせ製品回転装置上に着脱し位置決めする為の昇降手段を設けたことを特徴とする組立作業システムとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の組立作業システムは、１つの製品が台車を利用して運ぶ程度の大きさの製品の組立に用いることにより下記のような効果がある。
製品を組立中に１つの部品の取付けを完了した時点で作業者が１部品の取付け完了信号をスイッチ等で送ると、その信号で回転盤が適宜回転を行い次の作業がし易い向きに半製品の向きを変える回転作業台は、作業者が定位置で取付ける部品を準備する時間内に作業者の前へ部品の取付け位置向けて位置決めする為、作業者は半製品の周りを移動する必要がなく定位置で作業ができることにより時間の節約と、その製品の回転後の位置決めにより準備した部品の取付け位置が予測し易くなり、更に映像表示手段や音声表示手段が次に取付ける部品の取付け作業に必要な多くの情報を適宜に順次映像や音声で表示する為、作業者は自分の記憶のみに頼る必要がなく映像や音声で確認しながら作業をすることができるので能力的、精神的負担が大幅に減少する。
【００１２】
この映像表示手段や音声表示手段により経験の少ない未熟な作業者は組立方法や手順を確認しながら人に頼ることなく１人で作業を行うことができる。
又、新製品を始めて組立てる作業者でも指導を受けずに、映像表示手段や音声表示手段で組立方法や手順を確認しながら作業を行うことができ、製品を生産しながら自然と組立方法や手順を習得できる。
従って従来作業者を指導していた管理者の負担や新製品への切り換え時の現場の混乱による無駄を大幅に減少でき、映像や音声で表示される部品取付け後の確認事項や注意事項を基に作業者が確認しながら組立作業することにより、不良品の発生やミスも防止することができる。
【００１３】
大型の製品を組立てる為には直立姿勢や中腰姿勢と姿勢を変化させる必要があり、その作業を一日中行うことは作業者の脚部に掛かる負担が大きい。しかし作業補助装置と回転作業台を組合せたことにより、回転作業台により半製品が回転し部品の取付け位置が常に作業者の前にくる為、作業者は回転作業台の前の定位置でコンベアや棚等から部品を受け取りながら移動せずに作業ができ、更に直立姿勢や中腰姿勢と姿勢を変化させながら一日中続ける作業でも、作業補助装置の押上げ力で脚部に掛かる肉体的負担が大幅に減少した状態で楽に作業を行うことができ、疲労による能率の低下を防ぐことができる。
【００１４】
更に回転作業台に半製品を載せ運ぶ台車の昇降手段を設けたことにより、台車に半製品を載せた状態で回転作業台に載せ台車ごと回転させることができる為、台車から製品回転装置に半製品を移しかえる必要がなく作業の能率を高められる。
【００１５】
作業者も年月を重ねるに従って経験を増すが年齢も増し記憶力や体力が低下し、多くの部品を取付ける複雑な組立作業や立ち姿勢による作業が次第に無理になるが、上記の組立作業システムを用いることにより中高年の作業者でも能力的、精神的負担や肉体的負担が少なく能率よく組立作業を行うことができ中高年者の活躍の場も広がる。
更に脚部に障害を持つ障害者でもこの組立システムを用いることにより健常者と同様に無理無く作業ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
腰の高さが変化する姿勢変更を行いながら作業を行う作業者の胴体部を保持する身体保持手段を、作業中の作業者が脚部を屈伸して腰の高さを変える動作に追従するように構成し、且つ作業者の足の裏面が床面等の作業者移動面に接地状態を保てる範囲内の押上げ力を身体保持手段にあたえる押上げ力発生手段で構成して作業者の脚部にかかる肉体的負担を軽減した既に公知である特開２００４−７３８３０の作業補助装置を作業者の後方又は上方に設け、更に組立する半製品を回転盤上に載せ回転開始信号により間欠回転を行い、その間欠回転により各部品の取付け作業のし易い向きに半製品を適宜に順次変更する回転作業台を身体保持手段の胴体部を保持した作業者の前方に設けて、作業者が部品取付けの為に製品の周囲を移動する必要を無くし、更に映像表示手段や音声表示手段を設けて製品の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で組立作業の工程に合わせ適宜に順次映像や音声で表示する為、作業者は全ての情報を記憶する必要を無くし能力的精神的負担を軽減するよう組立作業システムを構成した。
【実施例１】
【００１７】
実施例について図面を参照しながら説明する。
図１の側面図は一実施例を示す。
この組立作業システムは回転動作を可能にする回転機構部１９と、上下、前後の動作を可能とするシリンダ又はガスシリンダ１８とリンク１７と支持部材１２で構成されるリンク機構と、支持部材１２に取付けられた身体保持手段のサドル１１から構成される特開２００４−７３８３０で既に公知である作業補助装置１を設け、組立する半製品３を載せ回転する回転盤４ａと、その回転盤４ａの回転を制御する為に事前に作成したプログラムを記憶させた制御機器４ｃと、その制御機器４ｃからの出力信号で回転盤４ａを回転させて位置決めする公知のＤＤモータやサーボモータやステップモータや超音波モータ等の駆動機器を用いた回転機構４ｂで構成される回転作業台４を作業補助装置１のサドル１１に保持される作業者１０の前に設けて構成される。
【００１８】
この組立作業システムは作業者１０が作業補助装置１の身体保持手段に胴体部を保持させて回転作業台４の前に立ち、回転盤４ａ上にある半製品３に部品を取付ける組立作業を行う。身体保持手段のサドル１１にはシリンダ又はガスシリンダ１８からの力が押上げ力として常に働く。その為作業者１０にはサドル１１から全身を持ち上げられるような力が働き脚部にかかる負荷は非常に少なくなる。その時の作業者１０の足の裏面は接地状態である。その為作業補助装置１の回転機構部１９の回転動作と、シリンダ又はガスシリンダ１８とリンク１７と支持部材１２で構成されるリンク機構の上下、前後の動きにより、作業者１０はサドル１１から押上げ力を受けながら足で床（９）面を歩くように前後左右の移動が一定範囲内で自由に行える。
【００１９】
作業者１０は部品を半製品３に取付け１つの作業を終了した時点で手元にあるスイッチを押す。そのスイッチからの部品取付け終了信号で制御機器４ｃのプログラムが動作し制御機器４ｃからの出力信号で回転機構４ｂの駆動機器を動作させ回転盤４ａを必要量回転させ位置決めし、次の部品の取付作業がし易い向きに半製品５の向きを変える。その際、新たに取付ける部品がほぼ同じ場所で半製品５の向きを変更する必要のない場合には位置決めを完了していることをランプ等で表示する。
尚、作業補助装置１は特開２００４−７３８３０に記載されている上記以外の構造の作業補助装置でも構成できる。
【実施例２】
【００２０】
図２の側面図は一実施例を示す。
この組立作業システムは、前記の作業補助装置１と回転作業台４で構成される組立作業システムに、製品３の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で切換え組立作業の工程に合わせ適宜に順次映像で表示する映像表示手段７と、音声で表示する音声表示手段８を設けて構成される。
【００２１】
この組立作業システムは作業者１０が作業補助装置１の身体保持手段に胴体部を保持させて回転作業台４の前に立ち、回転盤４ａ上にある半製品３に部品を取付ける組立作業を行う。作業者１０は部品を半製品３に取付け１つの作業を終了した時点で手元にあるスイッチを押す。そのスイッチからの部品取付け終了信号で制御機器４ｃのプログラムが動作し制御機器４ｃからの出力信号で回転機構４ｂの駆動機器を動作させ回転盤４ａを必要量回転させ位置決めし、次の部品の取付作業がし易い向きに半製品５の向きを変え、それと同時に映像表示手段７と音声表示手段８は次に取付ける部品の取付け作業に必要な情報である必要なネジの種類、締め付け箇所、取付け時の注意事項、取付け後の確認事項等を、映像又は映像と音声で表示する。
映像と音声で表示する場合の情報は目で見て確認する情報、耳で確認する情報、目と耳で確認する情報等に分類し、映像表示手段７と音声表示手段８を使い分けて表示する。
【００２２】
又、各部品の取付け作業終了後の取付け後の確認事項等の各項目を確認し、タッチパネル等の表示画面内のスイッチや別に設けた確認用スイッチで順次確認信号を送り、各確認項目の全ての確認信号が入力された時点で作業を終了した部品取付け終了信号を自動的に出力するよう構成し、その部品取付け終了信号で次の作業に移れるよう回転作業台４を動作させ、映像表示手段７や音声表示手段８が次の作業の情報に切換えて表示するようにしてもよい。
【実施例３】
【００２３】
図３の側面図は一実施例を示す。
この組立作業システムは工場の天井や梁等の上部固定部材９１に前後移動機構１４を取付け、その移動部に取付けたシリンダ１８ａと身体保持手段のサドル１１で構成される特開２００４−７３８３０で既に公知である作業補助装置１を設け、組立する半製品３を載せ回転する回転盤４ａと、その回転盤４ａの回転を制御する為に事前に作成したプログラムを記憶させた制御機器４ｃと、その制御機器４ｃからの出力信号で回転盤４ａを回転させて位置決めする公知のＤＤモータやサーボモータやステップモータや超音波モータ等の駆動機器を用いた回転機構４ｂで構成される回転作業台４を作業補助装置１のサドル１１に保持される作業者１０の前に設け、その回転作業台４の回転盤４ａ上に台車６を上昇させ位置決めする複数のシリンダからなる昇降手段５を設けて構成される。
【００２４】
この組立作業システムは組立作業開始前に半製品３を載せ運ばれてくる台車６を両側の車輪が回転作業台４を跨ぐようにして停止させ、昇降手段５のシリンダを動作させロッドを突き出させ台車６を押上げ台車６の車輪を床面から離す。図３は台車６を押上げた状態を示す。台車６と半製品３は回転盤４ａと共に回転可能な状態になる。この状態で作業者１０が作業補助装置１の身体保持手段のサドル１１に胴体部を保持させて回転作業台４の前に立ち、回転盤４ａ上にある半製品３に部品を取付ける組立作業を行う。
【００２５】
作業者１０は部品を半製品３に取付け１つの作業を終了した時点で手元にあるスイッチを押す。そのスイッチからの部品取付け終了信号で制御機器４ｃのプログラムが動作し制御機器４ｃからの出力信号で回転機構４ｂの駆動機器を動作させ回転盤４ａを必要量回転させ位置決めし、次の部品の取付作業がし易い向きに半製品５の向きを変える。前記の手順で部品取付け作業を繰り返し製品３を完成させる。組立作業を終了した時点で昇降手段５のシリンダを動作させロッドを引き込み台車６を下げ台車５の車輪を床面に接地させ、台車５を押して移動させ製品５を載せた状態で搬送する。
【００２６】
又、図３の組立システムに図２と同様に製品３の組立作業中に順次行われる部品の取付け作業に必要な多くの情報を公知の記憶媒体に記憶させておき、その情報を部品取付け終了信号で切換え組立作業の工程に合わせ適宜に順次映像で表示する映像表示手段７や音声で表示する音声表示手段８を設けて構成することもできる。
【実施例４】
【００２７】
図４は昇降手段５を回転作業台４の下に設けた例で、回転作業台４を上下することにより台車６を持ち上げ図３の回転作業台４と同様の働きをする。
更に他の昇降手段５として回転作業台４の両側に台車６の車輪が通過できるレールを設け、そのレール上に車輪を載せ台車６が回転作業台４上に位置した時点でレールを下降させて回転盤４ａ上に台車６を置き台車６及び半製品３を回転盤４ａと共に回転可能な状態になるよう昇降手段５を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】組立作業システムの側面図。（実施例１）
【図２】組立作業システムの側面図。（実施例２）
【図３】組立作業システムの側面図。（実施例３）
【図４】回転作業台４及び昇降手段５の側面図。（実施例４）
【符号の説明】
【００２９】
１    作業補助装置
１１  サドル
３    製品
４    回転作業台
５    昇降手段
６    台車
７    映像表示手段
８    音声表示手段
９    床
１０  作業者
【図１】
2005313289.tif 000003
【図２】
2005313289.tif 000004
【図３】
2005313289.tif 000005
【図４】
2005313289.tif 000006