(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して作業を行う生産装置であって、
箱状の装置本体と、
前記装置本体を、下側の作業準備室と、上側の作業室とに仕切る平板状の隔壁部材と、
前記作業準備室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能な可動床部と、
前記作業準備室内に設けられ、前記可動床部を昇降させる昇降機構と、
前記可動床部に対して着脱可能に設けられ、前記作業を行う作業ユニットと、
前記作業ユニットを前記作業準備室内に対して出し入れするために、前記作業準備室を外部と仕切る側壁部に設けられた投入排出口と、
前記作業準備室内において、前記投入排出口と前記昇降機構によって下降された前記可動床部との間の平面領域内で、前記作業ユニットの下面に駆動力を付勢して、前記作業ユニットを少なくとも２方向に搬送する搬送機構と、
を備えることを特徴とする生産装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生産装置において、
前記搬送機構は、前記作業ユニットに前記駆動力を付勢すると共に、付勢する方向をそれぞれ独立に変えることができる複数の搬送ユニットが、前記平面領域内では前記作業ユニットの下面に３個以上当接する間隔で設けられてなること、
を特徴とする生産装置。
【請求項３】
請求項２に記載の生産装置において、
前記搬送ユニットは、少なくとも鉛直軸回り及び水平軸回りに回転自在に支持された回転体、及び該回転体を回転させる回転駆動部を有すること、
を特徴とする生産装置。
【請求項４】
請求項３に記載の生産装置において、
前記回転体は、互いに直交する３軸回りに回転自在に支持された球体であり、
前記回転駆動部は、超音波振動子を用いた超音波モータであること、
を特徴とする生産装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の生産装置において、
前記搬送ユニットの一部は、前記可動床部と上下方向に重なる領域に設けられ、
前記可動床部には、前記搬送ユニットの一部を下側から挿通可能とする開口が設けられ、
前記昇降機構は、前記搬送ユニットの一部の上端部より前記可動床部の上面が低くなる位置まで、前記可動床部を下降できるようにしたこと、
を特徴とする生産装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の生産装置において、
前記作業ユニットを前記搬送機構と前記可動床部との間で移し替える移し替え機構を備えること、
を特徴とする生産装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の生産装置において、
前記作業ユニットの下面は、全ての前記作業ユニットで共通の大きさであること、
を特徴とする生産装置。
【請求項８】
請求項１から７に記載のいずれか１項に記載の生産装置が複数隣接され、互いに隣接された前記生産装置のそれぞれが前記投入排出口で連通されることで、前記複数の生産装置の各搬送機構によって前記作業ユニットを前記複数の生産装置の間で搬送できるようにした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、生産装置及び生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の生産のために、ワークを搬送する搬送手段を用いて、作業ロボットや、組立作業、締結作業、調整または検査作業などの各種作業ユニットを順次並べて、生産ラインを構築している生産装置が見られる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
近年、製品の小型、高精度化に伴い、特に精密機器では高品質を維持する為に、クリーン環境下での生産が必要とされる。
【０００３】
特許文献１に記載の生産装置では、組立、締結結合、調整、検査を行う作業手段をクリーン化された室内ユニット（作業ユニット）とし、この室内ユニットを並設し、微小部品の組立作業、締結結合作業、調整作業、検査作業を室内ユニットで行う製造システムを構築している。
【０００４】
特許文献２に記載の生産装置では、部品の供給、接着剤塗布、接合の各作業をモジュール（作業ユニット）化し、これらのモジュールを、微細部品を組み立てる組立工程に合わせて卓上に隣接して微細部品の組立装置を構築している。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載されたいずれの生産装置においても、作業ユニットの設置位置が決められており、生産装置の操作者がその設置位置に作業ユニットを直接設置する。
【特許文献１】特許第３０９４６６９号公報
【特許文献２】特開２００５−８１４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の生産装置では、各作業ユニットの設置位置に作業ユニットを直接設置する際に、作業ユニットを設置位置まで操作者が移動させる必要があるため、作業ユニットの移動が困難である、という問題がある。
【０００７】
特に、クリーン環境下で外部と仕切られた空間内に作業ユニットを移動させる場合、クリーン環境を維持したまま作業ユニットを移動させる必要があり、作業ユニットの移動は一層困難である、という問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、投入搬出口から作業室内に搬入された作業ユニットを装置内で容易に移動させることができる生産装置及び生産システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る生産装置は、ワークに対して作業を行う生産装置であって、箱状の装置本体と、前記装置本体を、下側の作業準備室と、上側の作業室とに仕切る平板状の隔壁部材と、前記作業準備室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能な可動床部と、前記作業準備室内に設けられ、前記可動床部を昇降させる昇降機構と、前記可動床部に対して着脱可能に設けられ、前記作業を行う作業ユニットと、前記作業ユニットを前記作業準備室内に対して出し入れするために、前記作業準備室を外部と仕切る側壁部に設けられた投入排出口と、前記作業準備室内において、前記投入排出口と前記昇降機構によって下降された前記可動床部との間の平面領域内で、前記作業ユニットの下面に駆動力を付勢して、前記作業ユニットを少なくとも２方向に搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る生産装置によれば、投入排出口と可動床部との間の平面領域内で、搬送機構によって作業ユニットを少なくとも２方向に搬送することができる。このため、投入排出口を通して搬入した作業ユニットを、その投入排出口から可動床部に移動させることができる。そして、この可動床部を隔壁部材の位置まで上昇させることで、作業ユニットを外部と仕切られた空間である作業室に搬入することができる。この結果、作業ユニットを投入排出口から作業室内に容易に移動させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る生産装置では、前記搬送機構は、前記作業ユニットに前記駆動力を付勢すると共に、付勢する方向をそれぞれ独立に変えることができる複数の搬送ユニットが、前記平面領域内では前記作業ユニットの下面に３個以上当接する間隔で設けられてなること、が好ましい。
【００１２】
この場合、搬送機構を構成する搬送ユニットが駆動力を付勢する方向をそれぞれ独立に変えることができるので、作業ユニットの下面に３個以上当接する搬送ユニットのそれぞれの駆動力の付勢方向を変えることで、搬送方向を種々の方向に変更することができる。
【００１３】
また、本発明に係る生産装置では、前記搬送ユニットは、少なくとも鉛直軸回り及び水平軸回りに回転自在に支持された回転体、及び該回転体を回転させる回転駆動部を有すること、が好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る生産装置では、前記回転体は、互いに直交する３軸回りに回転自在に支持された球体であり、前記回転駆動部は、超音波振動子を用いた超音波モータであること、が好ましい。
【００１５】
この場合、回転駆動部として超音波モータを用いることで、球体を回転させるために必要な電動機の構成を簡素なものにすることができる。
また、回転体が球体なので、作業ユニットの下面と回転体とが点接触し、回転体が鉛直軸回りに回転する場合であっても、作業ユニットとの摩擦による駆動力の損失が少なくて済む。そのため、作業ユニットの搬送を効率良く行うことができる。
【００１６】
また、本発明に係る生産装置では、前記搬送ユニットの一部は、前記可動床部と上下方向に重なる領域に設けられ、前記可動床部には、前記搬送ユニットの一部を下側から挿通可能とする開口が設けられ、前記昇降機構は、前記搬送ユニットの一部の上端部より前記可動床部の上面が低くなる位置まで、前記可動床部を下降できるようにしたこと、が好ましい。
【００１７】
この場合、昇降機構によって可動床部を下降した状態で、可動床部の開口を通して上端部が可動床部上に突出された搬送ユニットによって作業ユニットを可動床部上に搬送し、昇降機構で可動床部を上昇させることで作業ユニットを可動床部上に受け渡すことができる。また、その逆の動作によって、可動床部上の作業ユニットを搬送機構に受け渡すことができる。これにより、作業ユニットの受け渡しを円滑に行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る生産装置では、前記作業ユニットを前記搬送機構と前記可動床部との間で移し替える移し替え機構を備えること、が好ましい。
【００１９】
この場合、移し替え機構を備えているので、移し替え機構によって搬送機構と可動床部との間で作業ユニットの移し替えを円滑に行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係る生産装置では、前記作業ユニットの下面は、全ての前記作業ユニットで共通の大きさであること、が好ましい。
【００２１】
この場合、作業ユニットの下面の大きさが共通なので、作業ユニットの搬入出、交換を容易に行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係る生産システムは、上記本発明に係る生産装置が複数隣接され、互いに隣接された前記生産装置のそれぞれが前記投入排出口で連通されることで、前記複数の生産装置の各搬送機構によって前記作業ユニットを前記複数の生産装置の間で搬送できるようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る生産システムによれば、隣接している生産装置の投入排出口を通じて、複数の生産装置間で作業ユニットを搬送することができるので、複数の生産装置を組み合わせて多様な生産に対応することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る生産装置及び生産システムによれば、投入搬出口から作業室内に搬入された作業ユニットを装置内で容易に移動させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る第１実施形態の生産装置を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の生産装置を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明に係る第１実施形態の生産装置を示す模式的な平面図である。図３は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の制御部を含む機能構成を示す機能ブロック図である。図４（ａ）は、可動床部及び昇降台の分解斜視図である。図４（ｂ）は、作業準備室の模式的な断面図である。図５（ａ）は、作業準備室の模式的な平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）における投入排出口付近の部分拡大図である。図６は、搬送ユニットの正面図である。図７は、搬送ユニットの側面図である。図８は、作業ユニットの一例の模式的な斜視図である。
【００２６】
本実施形態に係る生産装置１は、図１から図３に示すように、作業準備室２、作業室３及び制御部４を有する装置本体５と、作業ユニット６とを備える。
【００２７】
装置本体５は、図１に示すように、箱状であって、平板状の隔壁部材７により、隔壁部材７の下側の作業準備室２と、隔壁部材７の上側の作業室３とに仕切られている。
【００２８】
作業準備室２は、隔壁部材７の下側に、隔壁部材７を天井部とし、四方を側壁部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに囲まれて外部と仕切られた空間である。ここで、側壁部２ａは、図１における左側面の側壁であり、右側面の側壁部２ｃと対向している。また、側壁部２ｂは、図１における正面の側壁であり、背面の側壁部２ｄと対向している。
【００２９】
隔壁部材７には、図１及び図２に示すように、側壁部２ａ、２ｂ、２ｃと隔壁部材７とがそれぞれ接する三辺に沿う内側のコの字状の領域に、平面視矩形状の孔７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄがそれぞれ設けられている。即ち、側壁部２ａと隔壁部材７とが接する辺に沿って孔７１ａが設けられ、側壁部２ｂと隔壁部材７とが接する辺に沿って孔７１ｂ、７１ｃがそれぞれ設けられ、側壁部２ｃと隔壁部材７とが接する辺に沿って、孔７１ａと対向する位置に孔７１ｄが設けられている。
なお、以下では、各孔７１を区別する必要がない場合には、単に孔７１と称する。
【００３０】
隔壁部材７の各孔７１に対しては、各孔７１をほぼ塞ぐことができる矩形状の床面部８４を有する可動床部８が、作業準備室２の内部から進退可能に配置されている。
可動床部８は、図４（ａ）に示すように、後述する昇降機構２３に取り付けられる取付部８２と、取付部８２から水平方向に延ばされた平板部８３と、平板部８３の上面で孔７１に内嵌可能な矩形状に、隔壁部材７と略等しい厚みだけ突出された床面部８４とからなるものである。また、可動床部８には、後述する搬送ユニット２４１の上端部より低くなる位置まで可動床部８の床面部８４の上面が下降した場合、下面側から上面側に搬送ユニット２４１の回転体２４１ｂが挿通するように、挿通円孔（可動床部の開口）８１が形成されている。本実施形態では、挿通円孔８１は、床面部８４の各辺の中間部の近傍にそれぞれ１つずつ設けられている。
なお、以下では、各可動床部８を区別する必要がある場合には、孔７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに対応させて、可動床部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと称する。
【００３１】
各可動床部８上には、図１及び図２に示すように、矩形板状のパレットＰに載置された作業対象であるワークＷ、或いは矩形状の底部６２を有する作業ユニット６が、可動床部８に対して着脱可能に設けられている。作業ユニット６の底部６２或いはパレットＰの矩形形状は、長方形、正方形のいずれでも良いが、本実施形態では一例として、パレットＰの下面及び作業ユニット６の底部６２の下面は、いずれも一辺の長さがＤ１の正方形に統一されている場合を説明する。
【００３２】
また、側壁部２ｂには、図１及び図５（ａ）に示すように、側壁部２ｂに沿って設けられた隔壁部材７の２つの孔７１ｂ、７１ｃに応じて、孔７１ｂ、７１ｃの側壁部２ｂに沿った一辺とほぼ同じ範囲で開口された矩形状のユニット収納口２１ｂ、２１ｃがそれぞれ設けられている。また、側壁部２ｃにも同様に、側壁部２ｃに沿って設けられた隔壁部材７の孔７１ｄに応じて、ユニット収納口２１ｄが設けられ、また、側壁部２ａにも同様に、側壁部２ａに沿って設けられた隔壁部材７の孔７１ａに応じて、ユニット収納口２１ｄと対向する位置にユニット収納口２１ａが設けられている。
なお、以下では、各ユニット収納口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを区別する必要がない場合には、単にユニット収納口２１と称する。
【００３３】
ユニット収納口２１の高さ方向の開口幅は、作業ユニット６の側面視の大きさよりも大きく形成されており、このユニット収納口２１を通して、作業準備室２と外部との間で、作業ユニット６を出し入れすることができる。
【００３４】
また、側壁部２ｂのユニット収納口２１ｂ、２１ｃの間には、ユニット収納口２１の大きさと略等しい大きさの開口である矩形状の投入排出口２２ｂが形成されており、側壁部２ｄには、投入排出口２２ｂと対向する位置に投入排出口２２ｄが形成されている。また、側壁部２ｃのユニット収納口２１ｄと隣接した位置にも、投入排出口２２ｃが形成されており、側壁部２ａには、投入排出口２２ｃと対向する位置に投入排出口２２ａが形成されている。
なお、以下では、各投入排出口２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを区別する必要がない場合には、単に投入排出口２２と称する。
【００３５】
また、作業準備室２の内部には、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、昇降機構２３と、搬送機構２４と、カメラ２５とが設けられている。
【００３６】
昇降機構２３は、例えばボールネジや駆動モータ等からなる駆動部によってリニアガイドに沿ってスライダを駆動するステージ等で構成され、図４（ｂ）に示すように、スライダに取り付けられた可動床部８の取付部８２を昇降させる移動機構である。昇降機構２３の昇降範囲は、可動床部８の床面部８４の上面が後述する搬送ユニット２４１の上端部より低い位置である下限位置Ｐ１から、可動床部８の平板部８３の上面が隔壁部材７に接触する上限位置Ｐ２までの範囲である。
【００３７】
昇降機構２３によって可動床部８が下限位置Ｐ１に移動されたときには、可動床部８はユニット収納口２１ａより下方にあり、作業ユニット６をユニット収納口２１ａから挿入して可動床部８ａ上に載せることができる。また、可動床部８が上限位置Ｐ２に移動されたときには、可動床部８の床面部８４は隔壁部材７に整列した状態となる。なお、図４（ｂ）では、可動床部８ａに対応して設けられた昇降機構２３について示しているが、他の可動床部８ｂ、８ｃ、８ｄに対応して設けられた昇降機構２３も同様の構成からなる。
【００３８】
また、隔壁部材７の下部の作業準備室２側には、可動床部８が上限位置Ｐ２から下降したときに、隔壁部材７の各孔７１を塞ぐ平板状の密閉手段２３３がそれぞれ設けられている。
密閉手段２３３は、可動床部８が上限位置Ｐ２に上昇されているときには、図示２点鎖線のように水平方向に退避されている。
この密閉手段２３３により孔７１を塞ぐことにより、作業準備室２側から作業室３内への塵の浸入を防止することができる。なお、本実施形態の生産装置１では、可動床部８上に作業ユニット６及びワークＷが配置されていない場合、可動床部８は常に下限位置Ｐ１にあり、孔７１は密閉手段２３３により塞がれている。
【００３９】
搬送機構２４は、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、各投入排出口２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと可動床部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄとの間の水平な平面領域内で作業ユニット６を搬送するもので、作業ユニット６に駆動力を付勢する複数の搬送ユニット２４１からなる移動機構である。
【００４０】
搬送ユニット２４１は、図６及び図７に示すように、鉛直上方に向けて配置された回転軸２４１ｄを、回転軸２４１ｄの軸心（鉛直軸）Ａ１回りに回転させる第１のアクチュエータ２４１ａと、回転軸２４１ｄの上端部に固定されたＵ字型のハウジングＨと、ハウジングＨによって水平方向に沿った状態で、両端が回転可能に支持された水平シャフト２４１ｅと、回転中心が水平シャフト２４１ｅの軸心（水平軸）Ａ２に一致して、水平シャフト２４１ｅの中間部に固定され、母線が円弧状の樽型形状とされた回転体２４１ｂと、水平シャフト２４１ｅを軸心Ａ２回りに回転させる第２のアクチュエータ２４１ｃとを備える。
回転体２４１ｂの固定位置は、回転体２４１ｂの上側頂部ｕが回転軸２４１ｄの軸心Ａ１上に位置するように設定されている。
【００４１】
この搬送ユニット２４１によれば、第２のアクチュエータ２４１ｃによって、回転体２４１ｂを軸心Ａ２回りの一方向、例えば図７における時計回り方向に回転させることで、回転体２４１ｂの上側頂部ｕと当接する面に対して、上側頂部ｕを含み軸心Ａ１に直交する水平面での接線方向である駆動方向Ｋ（図７の左から右方向）に駆動力を付勢することができる。
また、第１のアクチュエータ２４１ａによって、ハウジングＨを軸心Ａ１回りに旋回させることで回転体２４１ｂを軸心Ａ１回りに回転させ、駆動方向Ｋの向きを水平面内で変えることができる。
また、回転体２４１ｂの上側頂部ｕを作業ユニット６の下面と点接触で接触させることができるので、回転体２４１ｂが軸心Ａ１回りに回転する場合であっても、当接する面との摩擦による駆動力の損失が少なくて済み、搬送を効率よく行うことができる。
【００４２】
各搬送ユニット２４１は、図４（ｂ）に示すように、同一の水平面内に各回転体２４１ｂの上側頂部ｕが整列された状態で作業準備室２内に配置されている。
また、これら搬送ユニット２４１は、図５（ａ）に示すように、投入排出口２２ａ、２２ｃと等しい幅で、投入排出口２２ａから投入排出口２２ｃまで側壁部２ａに対して直交する方向に真直に延びる帯状領域Ｌ１内に、平面視千鳥状に配置されている。図５（ｂ）に示すように、各搬送ユニット２４１の帯状領域Ｌ１の長手幅方向の配列ピッチはピッチＤ２２（但し、Ｄ２２＜Ｄ１）であり、帯状領域Ｌ１の短手幅方向に平行に配列された３列の配列ピッチは、ピッチＤ２１／２（但し、Ｄ２１＜Ｄ１）である。帯状領域Ｌ１の短手幅方向の３列のうち、外側の２列は帯状領域Ｌ１の長手幅方向及び短手幅方向に沿う正方格子状に整列されており、中間の１列は帯状領域Ｌ１の長手幅方向にＤ２２／２だけずらされることで、全体として千鳥状に配列されている。ここで、搬送ユニット２４１の配列位置の基準は、各搬送ユニット２４１の軸心Ａ１であり、ピッチＤ２２、ピッチＤ２１／２は、上側頂部ｕの配列ピッチになっている。
なお、本実施形態では、ピッチＤ２１及びピッチＤ２２は等しい長さとしている。従って、本実施形態では、各搬送ユニット２４１の斜め方向の隣接ピッチＤ２３は全て等しく、Ｄ２３＝Ｄ２１・（√２）／２である。
【００４３】
このように各搬送ユニット２４１を配置することにより、帯状領域Ｌ１に載置された作業ユニット６及びパレットＰは、下面で４つ又は５つの上側頂部ｕに当接して支持される。
【００４４】
また、投入排出口２２ｂ、２２ｄと等しい幅で、投入排出口２２ｂから投入排出口２２ｄまで側壁部２ｂに対して直交する方向に真直に延びる帯状領域Ｌ２、及びユニット収納口２１ａ、２１ｄと等しい幅で、ユニット収納口２１ａからユニット収納口２１ｄまで側壁部２ａに対して直交する方向に真直に延びる帯状領域Ｌ３にも、帯状領域Ｌ１と同様の位置関係で平面視千鳥状に複数の搬送ユニット２４１が配列されている。
このように本実施形態では、帯状領域Ｌ２は帯状領域Ｌ１及び帯状領域Ｌ３とそれぞれ交差する位置関係にあり、それぞれが交差する矩形状の領域を以下では交差領域Ｑ２、Ｑ３と称することにする。この交差領域Ｑ２、Ｑ３内では、搬送ユニット２４１は各交差領域Ｑ２、Ｑ３の四隅及び中央に合計５つ配置されている。
【００４５】
ここで、方向参照の便宜のため、上側頂部ｕが整列されている水平面内において、側壁部２ａと側壁部２ｂとの交点を原点ＯとしたＸＹ座標系を定義する。このＸＹ座標系では、Ｘ軸方向を、側壁部２ａと直交し、投入排出口２２ａから投入排出口２２ｃに向かう方向を正とする方向とし、Ｙ軸方向を、側壁部２ｂと直交し、投入排出口２２ｂから投入排出口２２ｄに向かう方向を正とする方向とする。
【００４６】
また、搬送ユニット２４１は、可動床部８ｂ、８ｃと上下方向に重なる領域にも、隣接する帯状領域Ｌ１の搬送ユニット２４１の配列に整合する平面視千鳥状に設けられている。本実施形態の場合、これらの領域に設けられた搬送ユニット２４１、及び帯状領域Ｌ３内で可動床部８ａ、８ｄと上下方向に重なる領域に設けられた搬送ユニット２４１は、可動床部８が下限位置Ｐ１に下降したとき、図６及び図７に示すように、各回転体２４１ｂが可動床部８の各挿通円孔８１に挿通され、上側頂部ｕが可動床部８の上面に突出する状態になる。
【００４７】
カメラ２５は、搬送機構２４全体を撮影できる広角カメラであり、図４（ｂ）に示すように、隔壁部材７の下面に設けられている。カメラ２５で撮影した画像データは、制御部４に送出される。なお、カメラ２５は、全体として搬送機構２４の画像を撮影できれば数に制限はなく、複数台を用いて全体画像を撮影してもよい。
【００４８】
作業室３は、図１に示すように、隔壁部材７の上側に、隔壁部材７を床部として、側面と上方を覆うように設けられた直方体状のカバー３１によって外部と仕切られた空間である。本実施形態では、作業室３の一つの側面は制御部４を内蔵する直方体状の筐体４ａによって塞がれている。
なお、制御部４は、装置本体５内に設けられていればよく、例えば、作業準備室２内若しくは作業室３内に設けられていても構わない。この場合、制御部４の筐体４ａを省略し、カバー３１によって、隔壁部材７の四方を囲むように形成してもよい。
【００４９】
作業室３内には、図１及び図２に示すように、隔壁部材７の上面の可動床部８ｂと可動床部８ｃとの間に、ワークＷを載置するステージ３２が設けられ、ステージ３２及び可動床部８に囲まれた位置に、作業ロボット３３が設けられている。
【００５０】
作業ロボット３３は、リンク部材が複数の可動関節で接続されている多関節型の作業アーム３３１を有する。
本実施形態の作業アーム３３１の先端には、ワークＷの搬送を行う搬送用作業ツール３３２ａが着脱自在に装着されている。また、作業アーム３３１は、全ての可動床部８に届く長さに形成されており、可動床部８上に取り付けられた作業ユニット６及びパレットＰ間でワークＷを搬送することができる。
なお、本実施形態の搬送用作業ツール３３２ａは、ワークＷを挟持して搬送するものであり、ワークＷの挟持する動作によって、後述する接着剤塗布作業ユニット６ａに設けられる操作レバー６１ｂを操作することができる。
【００５１】
また、作業ロボット３３の近傍に配置されたツールマガジン３３３には、複数種類の作業ツール３３２が収容されている。ツールマガジン３３３には、搬送用作業ツール３３２ａ以外にも、薄物部品を扱う吸着ハンド、部品同士を組み立てる組立ツール、溶着、切断等を行うレーザツール、部品の加工を行う回転ツール等が収容されている、これらの作業ツール３３２は、作業アーム３３１の先端に取り付けられている作業ツール３３２と交換することができる。
【００５２】
カバー３１は、上面にクリーンユニット３１ａを備えている。クリーンユニット３１ａは、作業室３内の空気を清浄にして、生産装置１の作業環境を清浄に維持するものである。
【００５３】
制御部４は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を有するコンピュータ等の適宜のハードウェアで構成されるものである。制御部４には、生産装置１内で作業ユニット６やパレットＰの搬送する経路に関する搬送情報等を、生産装置１を操作する操作者が入力するための入力部４ｂ、及びカメラ２５が電気的に接続されている。制御部４は、カメラ２５から送出された画像データを画像処理し、搬送機構２４上の作業ユニット６或いはパレットＰの位置及び向きを判定することができる。制御部４は、入力部４ｂ及びカメラ２５から入力された情報等に基づいて、制御用プログラムを実行することで、搬送機構２４、昇降機構２３及び作業ロボット３３等、装置本体５の各機構を制御することができる。特に、搬送機構２４の制御に関しては、各搬送ユニット２４１を独立して制御することができる。
なお、作業ユニット６の操作に関しては、作業ロボット３３を制御して作業ユニット６を操作しても構わないし、作業ユニット６の作業機構６１を図示しないコネクタ等を介して電気的に接続させて直接制御しても構わない。
【００５４】
作業ユニット６は、図１及び図２に示すように、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着、検査、溶接、ハンダ付け等の各種作業のうち、少なくともいずれかの作業を行う作業機構６１と、作業機構６１が固定された底部６２とを備える。なお、図１及び図２に示す作業ユニット６は、見易さのため、作業機構６１を簡略化して示している。
【００５５】
作業ユニット６の一例として、図８に示す接着剤塗布作業機構６１ａを有する接着剤塗布作業ユニット６ａを挙げることができる。接着剤塗布作業機構６１ａは、接着剤の充填されたシリンジＳをＸＹＺステージ６１１で底部６２上を移動自在に支持したものである。これにより、底部６２上にワークＷを配置したときに、ワークＷ上の接着剤塗布位置に移動して接着剤を塗布することができるようになっている。また、本実施形態の接着剤塗布作業機構６１ａは、底部６２の上面で、接着剤塗布作業機構６１ａの側面側に設けられた操作レバー６１ｂを利用して操作を行う。
【００５６】
次に、上述したように構成された生産装置１の動作について説明する。
図９は、搬送機構の動作を説明するための工程説明図である。図１０（ａ）は、搬送ユニットによる搬送の動作を説明するための工程説明図である。図１０（ｂ）は、搬送ユニットによる搬送方向の変更の動作を説明するための工程説明図である。図１０（ｃ）は、搬送ユニットによる向きの転換の動作を説明するための工程説明図である。図１１（ａ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。図１１（ｂ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。図１１（ｃ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。
なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）では、図面の見易さのため、接着剤塗布作業ユニット６ａの図示を省略している。また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示す接着剤塗布作業ユニット６ａでは、接着剤塗布作業機構６１ａを簡略化して図示している。
【００５７】
始めに、外部から接着剤塗布作業ユニット６ａを作業室３内に搬入する動作について説明する。
まず、図９に示すように、操作者が、投入排出口２２ａから接着剤塗布作業ユニット６ａを投入排出口２２ａ近傍の搬入位置Ｑ１に搬入し、制御部４の入力部４ｂから搬送情報を入力する。本実施形態では、一例として、搬入位置Ｑ１に搬入された接着剤塗布作業ユニット６ａを、交差領域Ｑ２を経由して交差領域Ｑ３まで搬送し、交差領域Ｑ３で向きを１８０度回転させた後、可動床部８ｄまで搬送するという搬送情報を入力する。
【００５８】
以下では、帯状領域Ｌ１内において、投入排出口２２ａと交差領域Ｑ２との間の領域を搬送領域Ｍ１、帯状領域Ｌ２内において、交差領域Ｑ２と交差領域Ｑ３との間の領域を搬送領域Ｍ２、帯状領域Ｌ３内において、交差領域Ｑ３とユニット収納口２１ｄとの間の領域を搬送領域Ｍ３と称する。
【００５９】
搬送情報入力後、制御部４は、図１０（ａ）に示すように、搬送領域Ｍ１内の搬送ユニット２４１を、駆動方向ＫをＸ軸正方向に合わせて駆動する（図示矢印Ｅ１参照）。これにより、図９に示すように、搬入位置Ｑ１の各搬送ユニット２４１上に搬入された接着剤塗布作業ユニット６ａには、搬送ユニット２４１からＸ軸正方向の駆動力が付勢され、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ２に向けて搬送される。
【００６０】
制御部４は、接着剤塗布作業ユニット６ａが搬送領域Ｍ１から交差領域Ｑ２に到達するまでの間、交差領域Ｑ２内の搬送ユニット２４１の駆動方向ＫをＸ軸正方向に合わせておく。
【００６１】
そして、制御部４は、カメラ２５の画像から接着剤塗布作業ユニット６ａの搬送位置を解析し、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ２内に到達したことを検知すると、交差領域Ｑ２内の搬送ユニット２４１を停止し、接着剤塗布作業ユニット６ａを交差領域Ｑ２内に停止させる。
【００６２】
接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ２内で停止した後、制御部４は、図１０（ｂ）に示すように、交差領域Ｑ２内の搬送ユニット２４１の回転軸２４１ｄを回転させて、駆動方向ＫをＹ軸正方向に向けて変更する。その後、制御部４は、図９に示すように、駆動方向Ｋを変更させた交差領域Ｑ２内の搬送ユニット２４１の水平シャフト２４１ｅを回転させる。これにより、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ３に向かうＹ軸正方向（図示矢印Ｅ２参照）に搬送される。
【００６３】
制御部４は、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ２から交差領域Ｑ３に到達するまでの間、搬送領域Ｍ２、交差領域Ｑ３内の搬送ユニット２４１の駆動方向ＫをＹ軸正方向に合わせておく。
【００６４】
そして、制御部４は、カメラ２５の画像から接着剤塗布作業ユニット６ａの搬送位置を解析し、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ３内に到達したことを検知すると、交差領域Ｑ３内の搬送ユニット２４１を停止し、接着剤塗布作業ユニット６ａを交差領域Ｑ３内に停止させる。
【００６５】
次に、制御部４は、接着剤塗布作業ユニット６ａの向きを１８０度回転させる。
即ち、制御部４は、図１０（ｃ）に示すように、交差領域Ｑ３内の中央の搬送ユニット２４１を停止した状態で、四隅の各搬送ユニット２４１の駆動方向Ｋを、これらの上側頂部ｕを結ぶ円上で、図示反時計回りの接線方向に変更する。そして、交差領域Ｑ３内の四隅の搬送ユニット２４１を同時に駆動し、接着剤塗布作業ユニット６ａを交差領域Ｑ３内で１８０度回転させ、交差領域Ｑ３内の搬送ユニット２４１を停止する。
【００６６】
そして、制御部４は、カメラ２５の画像データから、接着剤塗布作業ユニット６ａの向きが１８０度回転されたかどうか判定し、もし、１８０度回転させていない場合には、上記と同様にして不足した回転角だけ回転させる。
【００６７】
このようにして接着剤塗布作業ユニット６ａの向きの１８０度回転が終了した後、制御部４は、交差領域Ｑ３内の搬送ユニット２４１の駆動方向Ｋを、Ｘ軸正方向に向けて搬送する。その後、図９及び図１１（ａ）に示すように、制御部４は、駆動方向Ｋを変更した交差領域Ｑ３内の搬送ユニット２４１を駆動する。これにより、接着剤塗布作業ユニット６ａは、ユニット収納口２１ｄに向かうＸ軸正方向（図示矢印Ｅ３参照）搬送される。
【００６８】
制御部４は、接着剤塗布作業ユニット６ａが交差領域Ｑ３から可動床部８ｄと重なる領域に到達するまでの間、搬送領域Ｍ３内の搬送ユニット２４１の駆動方向ＫをＸ軸正方向に合わせておく。
【００６９】
そして、制御部４は、カメラ２５の画像から接着剤塗布作業ユニット６ａの搬送位置を解析し、接着剤塗布作業ユニット６ａが下限位置Ｐ１に下降された可動床部８ｄの上方の可動床部８ｄと重なる領域内に到達したことを検知すると、図９及び図１１（ｂ）に示すように、搬送領域Ｍ３内の搬送ユニット２４１を停止し、接着剤塗布作業ユニット６ａを可動床部８ｄと重なる領域内に停止させる。
【００７０】
このとき、搬送領域Ｍ３では、搬送ユニット２４１の回転体２４１ｂの上側頂部ｕが、可動床部８ｄの挿通円孔８１から可動床部８ｄの上面に突出されているので、接着剤塗布作業ユニット６ａは、可動床部８ｄの床面部８４の上面との隙間Ｄ４があるため、床面部８４に触れることなく円滑に搬送される。
【００７１】
次に、制御部４は、図１１（ｃ）に示すように、下限位置Ｐ１から上限位置Ｐ２まで可動床部８ｄを上昇させる。可動床部８ｄが下限位置Ｐ１から隙間Ｄ４分だけ上昇されると、可動床部８ｄの床面部８４の上面が接着剤塗布作業ユニット６ａの底部６２の下面に接触し、接着剤塗布作業ユニット６ａが床面部８４上に移載される。そして、可動床部８ｄが上限位置Ｐ２に上昇されると、接着剤塗布作業ユニット６ａが孔７１ｄを通して作業室３内に搬入されることになる。
以上で、接着剤塗布作業ユニット６ａを作業室３内への搬入が終了する。
【００７２】
作業室３内の可動床部８ｄまで搬入された接着剤塗布作業ユニット６ａを投入排出口２２ａから搬出する場合は、搬入する場合と逆の動作を行う。また、各可動床部８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ間の移動も同様に行うことができる。
また、作業ユニット６だけでなく、パレットＰに載置されたワークＷの搬入出、及び可動床部８間の移動も行うことができる。
【００７３】
次に、生産装置１を利用して、ワークＷに対して作業を行う場合の動作について説明する。以下では、可動床部８ｄに接着剤塗布作業ユニット６ａが取り付けられ、可動床部８ａに他の作業ユニット６が取り付けられ、可動床部８ｂに複数のワークＷが載置されたパレットＰが取り付けられ、可動床部８ｃに作業されたワークＷを載置するパレットＰが取り付けられた場合を例に挙げる。また、ワークＷに接着剤を塗布した後、可動床部８ａ上の作業ユニット６に搬送し、他の作業を行うものとする。
【００７４】
まず、制御部４は、作業ロボット３３に、可動床部８ｂに取り付けられたパレットＰ上のワークＷを把持させて、このワークＷを接着剤塗布作業ユニット６ａに搬送させた後、操作レバー６１ｂを操作させ、接着剤塗布作業機構６１ａによってワークＷに接着剤を塗布させる。その後、制御部４は、作業ロボット３３に、接着剤を塗布し終えたワークＷを可動床部８ａ上の作業ユニット６に搬送させ、必要に応じて作業ツール３３２を切り替えた後、他の作業を行わせる。
【００７５】
ワークＷに対して予定された全ての作業が終了した後、制御部４は、作業ロボット３３にワークＷを可動床部８ｃ上のパレットＰに載置させる。その後、操作者は、昇降機構２３及び搬送機構２４によってワークＷを任意の投入排出口２２若しくはユニット収納口２１から搬出させた後、次工程に送る。
なお、上述したワークＷに対して行う作業と並行して、投入排出口２２及びユニット収納口２１から作業ユニット６若しくはワークＷを投入しても構わない。また、生産装置１内には、同じ作業を行う作業ユニット６を複数個所に配置することも可能である。
【００７６】
本実施形態の生産装置１によれば、各投入排出口２２と各可動床部８との間の帯状領域Ｌ１、帯状領域Ｌ２及び帯状領域Ｌ３に設けられた搬送ユニット２４１の回転体２４１ｂの上側頂部ｕが整列されて水平な平面領域内で、搬送機構２４によって作業ユニット６を搬送することができる。このため、上述したように、例えば投入排出口２２ａを通して搬入した作業ユニット６を可動床部８ｄに移動させることができる。そして、この可動床部８ｄを隔壁部材７の位置まで上昇させることで、作業ユニット６を外部と仕切られた空間である作業室３に搬入することができる。つまり、作業ユニット６を投入排出口２２から作業室３内に容易に移動させることができる。
【００７７】
また、作業室３内の作業ロボット３３で、作業ユニット６へのワークＷの搬送、及び作業ユニット６の操作等を行えるため、作業ユニット６毎に作業ロボット３３等を設けなくてよい。従って、作業ユニット６を簡素にすることができる。また、作業ユニット６を簡素にすることで、作業ユニット６を小型化、軽量化することが可能となるので、作業ユニット６の交換も容易となる。
また、作業ユニット６の小型化、軽量化に伴って生産装置１全体も小型化することができる為、生産装置１全体のクリーン化も容易となり、消費電力、装置スペース、装置コスト、クリーンルームの施設費及びランニングコストを削減することができる。
【００７８】
また、作業室３内は、カバー３１と、制御室の筐体４ａと、隔壁部材７と、作業ユニット６及びパレットＰの設けられた可動床部８若しくは密閉手段２３３とにより密閉されているので、作業室３内への塵埃の侵入を防止することができる。
【００７９】
また、搬送機構２４を構成する搬送ユニット２４１が駆動方向Ｋをそれぞれ独立に変えることができるので、作業ユニット６の下面に当接する搬送ユニット２４１のそれぞれの駆動方向Ｋを変えることで、搬送方向を種々の方向に変更することができる。
【００８０】
また、昇降機構２３によって可動床部８を下限位置Ｐ１に下降した状態で、可動床部８の挿通円孔８１を通して上側頂部ｕが可動床部８上に突出された搬送ユニット２４１によって作業ユニット６を可動床部８上に搬送し、昇降機構２３で可動床部８を上昇させることで作業ユニット６を可動床部８上に受け渡すことができる。また、その逆の動作によって、可動床部８上の作業ユニット６を搬送機構２４に受け渡すことができる。これにより、作業ユニット６の受け渡しを円滑に行うことができる。
【００８１】
次に、本発明に係る第１実施形態の生産装置１の第１変形例の生産装置１ａについて説明する。
図１２は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第１変形例における作業準備室の模式的な平面図である。第１変形例の生産装置１ａの説明において、生産装置１の構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８２】
本変形例の生産装置１ａでは、図１２に示すように、搬送機構２４ａの一部が、帯状領域Ｌ１と側壁部２ｄとの間で上記第１実施形態の帯状領域Ｌ２のＸ軸方向の両端にそれぞれ２列の搬送ユニット２４１を配置し、帯状領域Ｌ２が可動床部８ａと可動床部８ｄとの間でＸ軸方向に７列の千鳥状の配列から形成されている。このように帯状領域Ｌ２の拡幅された部分を領域Ｌ４と称する。領域Ｌ４内での各搬送ユニット２４１の配列ピッチは、上記第１実施形態と同様である。
このような帯状領域Ｌ２内では、作業ユニット６をＸ軸、Ｙ軸に交差する斜め方向に搬送することができる。
【００８３】
この斜め方向の搬送について、帯状領域Ｌ１と領域Ｌ４の交差する領域内で最も投入排出口２２ａ側の位置Ｑ４に位置する接着剤塗布作業ユニット６ａを、可動床部８ｄに搬送するため、可動床部８ｄとＸ軸負方向側で隣接する位置Ｑ５に搬送する例で説明する。
例えば、接着剤塗布作業ユニット６ａが、位置Ｑ４に到達したことを制御部４が検知すると、位置Ｑ４内の搬送ユニット２４１を停止し、Ｘ軸に４５度で交差して位置Ｑ４から位置Ｑ５に至る方向の３列の搬送ユニット２４１（この領域を領域Ｌ５と称する）の駆動方向Ｋを、図示右斜め４５度方向（図示矢印Ｅ５）に変更する。そして、搬送ユニット２４１を駆動することで、接着剤塗布作業ユニット６ａを位置Ｑ４から位置Ｑ５に搬送することができる。
このため、この生産装置１ａによれば、例えば作業ユニット６を投入排出口２２ａから可動床部８ｄまで搬送するときに、交差領域Ｑ２、Ｑ３を経由する場合に比べて、可動床部８ｄまでより短い経路で搬送することができる。
【００８４】
次に、本発明に係る第１実施形態の生産装置１の第２変形例の生産装置１ｂについて説明する。
図１３は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第２変形例における搬送ユニットの模式的な斜視図である。第２変形例の生産装置１ｂの説明において、生産装置１の構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８５】
本変形例の生産装置１ｂは、上記第１実施形態の搬送ユニット２４１を、搬送ユニット２４２に代えたものである。
搬送ユニット２４２は、図１３に示すように、超音波振動子を用いた超音波モータ（回転駆動部）２４２ｂと、超音波モータ２４２ｂにより互いに直交する３軸回りに回転自在に支持された球体（回転体）２４２ａとからなる。
【００８６】
この搬送ユニット２４２では、超音波モータ２４２ｂが微振動することで、球体２４２ａを互いに直交する３軸回りに回転させることができる。この超音波モータ２４２ｂは、回転軸や軸受などが不要な簡素な構成であるので、搬送ユニット２４２を簡素なものとすることができる。
なお、図１３では、球体２４２ａが５つの超音波モータ２４２ｂにより保持されているが、超音波モータ２４２ｂは少なくとも３つあればよい。
【００８７】
次に、本発明に係る第１実施形態の生産装置１の第３変形例の生産装置１ｃについて説明する。
図１４（ａ）は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第３変形例における移し替え機構の模式的な平面図である。図１４（ｂ）は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第３変形例における移し替え機構の模式的な側面図である。第３変形例の生産装置１ｃの説明において、生産装置１の構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８８】
本変形例の生産装置１ｃは、上記第１実施形態と搬送機構２４と可動床部８との作業ユニット６の移し替える機構が異なる。即ち、第３変形例の生産装置１ｃでは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、可動床部８と上下方向に重なる領域に搬送ユニット２４１は配置されておらず、また、可動床部８にも挿通円孔８１が形成されていない。その代わりに、搬送機構２４と可動床部８との間で作業ユニット６を移し替える移し替え機構Ｃが設けられており、この移し替え機構Ｃによって作業ユニット６及びワークＷの受け渡しを行う。
【００８９】
移し替え機構Ｃは、作業ユニット６の底部６２及びワークＷのパレットＰの側面を、先端側で水平方向に開閉して挟持するチャック部Ｃ１と、チャック部Ｃ１の基端側が固定され、チャック部Ｃ１を開閉させて、昇降させるチャック駆動部Ｃ２と、可動床部８と上下方向に重なる領域の近傍に各帯状領域の長手幅方向に沿って設けられ、チャック駆動部Ｃ２をガイド部に沿って移動させるステージＣ３とを備える。
【００９０】
この移し替え機構Ｃの動作について、パレットＰを可動床部８から搬送機構２４に移し替える場合を例として説明すると、まず、チャック駆動部Ｃ２によって、チャック部Ｃ１にパレットＰを挟持させた後、チャック部Ｃ１を上昇させる。そして、この状態で、ステージＣ３によってパレットＰを可動床部８上から搬送機構２４上へと移動させる。その後、チャック駆動部Ｃ２によってチャック部Ｃ１を下降させ、チャック部Ｃ１の挟持解放をすることで、可動床部８から搬送機構２４へとパレットＰを移し替えることができる。
移し替え機構Ｃを設けることで、移し替え機構Ｃによって搬送機構２４と可動床部８との間で作業ユニット６の移し替えを円滑に行うことができる。
【００９１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る第２実施形態の生産システム１００を、図を参照して説明する。
図１５は、本発明に係る第２実施形態の生産システムの模式的な斜視図である。図１６（ａ）は、本発明に係る第２実施形態の生産システムの作業室の模式的な平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における連通された投入排出口付近の部分拡大図である。図１７は、本発明に係る第２実施形態の生産システムの各制御部の接続関係を示す機能ブロック図である。なお、図１６（ｂ）では、図を見易くするため、接着剤塗布作業ユニット６ａの接着剤塗布作業機構６１ａの図示を省略している。
【００９２】
生産システム１００は、図１５及び図１６（ａ）に示すように、４つの生産装置１が隣接され、互いに隣接された生産装置１のそれぞれが投入排出口２２で連通されてなるシステムである。本実施形態の生産システム１００は、各生産装置１が互いに他の２つと隣接して、平面視矩形状に配置されてなる。
【００９３】
以下では、各生産装置１を図１６左上に配置されているものから、図示反時計回りに生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと称する。また、生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの各構成を、各生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに対応させ、第１実施形態で説明した際に利用した符号の末尾に、各生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの符号の末尾のアルファベットであるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを付けた符号で称する。
【００９４】
また、方向参照の便宜のため、図１６（ａ）に示すように、生産システム１００の上側頂部ｕが整列されている水平面内において、生産装置１Ｂの側壁部２ａＢと側壁部２ｂＢとの交点を原点Ｏ１００としたＸＹ座標系を定義する。このＸＹ座標系では、Ｘ軸方向を、側壁部２ａＢと直交し、投入排出口２２ａＢから投入排出口２２ｃＢに向かう方向を正とする方向とし、Ｙ軸方向を、側壁部２ｂＢと直交し、投入排出口２２ｂＢから投入排出口２２ｄＢに向かう方向を正とする方向とする。
【００９５】
生産システム１００では、図１６（ｂ）に示すように、帯状領域Ｌ２Ａ内で最も投入排出口２２ｂＡ側に配列された搬送ユニット２４１ＮＡと投入排出口２２ｂＡとのＹ軸方向の距離、及び帯状領域Ｌ２Ｂ内で最も投入排出口２２ｄＢ側に配列された搬送ユニット２４１ＮＢと投入排出口２２ｄＢとのＹ軸方向の距離は、距離Ｄ３（但し、Ｄ３＜（Ｄ１−Ｄ２２／２）／２、即ち、Ｄ１＞（Ｄ２２＋２・Ｄ３））である。これにより、一辺の長さＤ１の底面を有する作業ユニット６及びパレットＰは、投入排出口２２ｂＡ、２２ｂＢ付近で生産装置１Ａ、１Ｂ間を跨った位置でも、水平な面内において搬送ユニット２４１の上側頂部ｕに３点以上で当接される。
【００９６】
また、生産システム１００では、図１６（ａ）に示すように、投入排出口２２ｃＢと投入排出口２２ａＣ、投入排出口２２ｄＣと投入排出口２２ｂＤ、及び投入排出口２２ａＤと投入排出口２２ｃＡとが連通されている。各投入排出口２２の近傍の搬送ユニット２４１の位置関係は、上述した投入排出口２２ｂＡ及び投入排出口２２ｄＢの近傍の搬送ユニット２４１の位置関係と共通である。
【００９７】
また、生産システム１００は、各生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが電気的に接続され、互いに搬送情報等が通信可能とされている。本実施形態では、図１７に示すように、生産装置１Ａの制御部４Ａが、入力部４ｂＡから入力された搬送情報に基づいて、生産装置１Ａ内の各構成を制御すると共に、他の生産装置１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの制御部４Ｂ、４Ｃ、４Ｄに搬送情報を送出する。
【００９８】
次に、上述したように構成された生産システム１００の動作について説明する。
以下では、隣接する生産装置１間で接着剤塗布作業ユニット６ａを移動させる場合について説明する。
【００９９】
まず、操作者は、生産装置１Ａの入力部４ｂＡから、生産装置１Ｂの可動床部８ｂＢから、生産装置１Ａの可動床部８ｄＡまで、接着剤塗布作業ユニット６ａを搬送するという搬送情報を、制御部４Ａに入力する。制御部４Ａは、入力された搬送情報を制御部４Ｂに送出する。
ここで、可動床部８ｂＢから投入排出口２２ｄＢまでの搬送、及び投入排出口２２ｂＡから可動床部８ｄＡまでの搬送は、上記第１実施形態と同様なので省略し、接着剤塗布作業ユニット６ａが生産装置１Ｂ及び生産装置１Ａを跨る位置での搬送について説明する。
【０１００】
制御部４Ａは、接着剤塗布作業ユニット６ａが投入排出口２２ｂＡに到達するまでの間、帯状領域Ｌ２Ａ内で投入排出口２２ｂＡ付近に設けられた搬送ユニット２４１の駆動方向ＫをＹ軸正方向に合わせておく。
【０１０１】
そして、制御部４Ａは、カメラ２５の画像から接着剤塗布作業ユニット６ａの搬送位置を解析し、帯状領域Ｌ２Ｂ内の搬送ユニット２４１によって搬送されてきた接着剤塗布作業ユニット６ａが帯状領域Ｌ２Ａ内に到達したことを検知すると、帯状領域Ｌ２Ａ内で投入排出口２２ｂＡ付近に設けられた搬送ユニット２４１を駆動させる。これにより、接着剤塗布作業ユニット６ａは、搬送機構２４Ｂから搬送機構２４Ａへと円滑に受け渡される。
【０１０２】
上述した動作の説明では、２つの生産装置１Ａ、１Ｂ間で作業ユニット６の搬送を行ったが、生産システム１００を構成している全ての生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ間で作業ユニット６を搬送させてもよい。
また、上述した動作の説明では、生産装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ間で作業ユニット６を搬送する場合について説明したが、ワークＷも搬送することができる。
【０１０３】
この生産システム１００によれば、隣接している各生産装置１の各投入排出口２２を通じて、作業ユニット６及びワークＷを搬送することができる。従って、例えば生産装置１Ａで作業が終了したワークＷを隣接する他の生産装置１Ｂに搬送し、このワークＷに対して別の作業をすることができる。
また、本実施形態では４つの生産装置１を平面視矩形状に隣接して生産システム１００を構成したが、投入排出口２２が連通されて制御部４が通信可能であれば、例えば各生産装置１が平面視Ｌ字状に隣接された生産システムや、各生産装置１が一列に沿って隣接されている生産システム等を構成することも可能である。更に、生産システム１００を構成する生産装置１を追加及び削減することも可能である。
従って、ワークＷに対して種々の作業を行うことができると共に、レイアウトの変更や作業工程の追加及び削減に多様に対応できるフレキシブルな生産システムを構成することができる。
【０１０４】
また、生産装置１ごとに異なる湿度、雰囲気などの環境で作業することができるので、さまざまな環境を必要とする作業工程を１つの生産システム１００で実行することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、制御部４Ａが、制御部４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの制御を行うものとすしたが、各制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの制御が統制されていればこれに限らず、例えば、生産システム１００に制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄとは別の制御システムを電気的に接続し、その制御システムに各制御部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄを統制させても良い。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０１０７】
なお、上記各実施形態では、作業準備室２内での搬送ユニット２４１の配列を千鳥状としたが、作業ユニット６の底部６２及びパレットＰの下面側を、水平面内で上側頂部ｕによって３箇所以上で当接できれば制限はない。例えば、各帯状領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の短手幅方向及び長手幅方向にそれぞれ等間隔の配列ピッチを設けた正方格子状に配列されていても構わない。
また、搬送ユニット２４１の配置場所は、各帯状領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３内のみに限られず、作業準備室２内の平面視での全体を範囲として配置されていても構わない。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、作業ユニット６の底部６２及びパレットＰの大きさを全ての作業ユニット６及びワークＷで共通としたが、ユニット収納口２１及び投入排出口２２から出し入れできればこれに限らない。
【０１０９】
また、上記各実施形態では、作業ユニット６の搬入時に、制御部４は、操作者が入力部４ｂから入力した搬送情報に基づいて搬送機構２４を制御したが、制御部４が搬送情報を取得できればこれに限られない。例えば、作業ユニット６の底部６２及びパレットＰにＩＣタグやバーコード等の搬送情報が予め記憶された搬送情報記憶部を設け、作業準備室２内に搬送情報記憶部から搬送情報を取得可能な搬送情報取得部を作業準備室２内に設ける等しても構わない。
【０１１０】
また、上記各実施形態では、作業ロボット３３を、多関節型の作業アーム３３１を有する多関節ロボットにしたが、作業ツール３３２を着脱可能であって、取り付けた作業ツール３３２が可動床部８上に設けられた作業ユニット６及びワークＷ間を移動できればこれに限らない。例えば、作業ロボット３３の種類は、ＸＹＺ方向に駆動する直交ロボットや、スカラロボット等でも良く、また、作業ロボット３３の数は複数でも良い。また、作業ロボット３３の設置場所は隔壁部材７上に限らず、作業室３内であれば制限がない。
【０１１１】
また、上記各実施形態では、クリーンユニット３１ａを作業室３のカバー３１にのみ設けているが、これとは別に作業準備室２内にクリーンユニットを設けても構わない。この場合、投入排出口２２及びユニット収納口２１には、外部と作業準備室２内を遮断するための扉を設けることが好ましい。
また、作業室３の下方に排気手段を設けることで、作業室３内の上方からクリーンユニット３１ａによって清浄空気を供給し、作業室３内の下方の空気を排気手段によって装置外へ排気して、作業室３内の空気を清浄にしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る第１実施形態の生産装置を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の生産装置を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の生産装置の制御部を含む機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）は、可動床部及び昇降台の分解斜視図である。図４（ｂ）は、作業準備室の模式的な断面図である。
【図５】図５（ａ）は、作業準備室の模式的な平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）における投入排出口付近の部分拡大図である。
【図６】搬送ユニットの正面図である。
【図７】搬送ユニットの側面図である。
【図８】作業ユニットの一例の模式的な斜視図である。
【図９】搬送機構の動作を説明するための工程図である。
【図１０】図１０（ａ）は、搬送ユニットによる搬送の動作を説明するための工程説明図である。図１０（ｂ）は、搬送ユニットによる搬送方向の変更の動作を説明するための工程説明図である。図１０（ｃ）は、搬送ユニットによる向きの転換の動作を説明するための工程説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。図１１（ｂ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。図１１（ｃ）は、搬送ユニットによる搬送機構から可動床部への移し替え動作を説明するための工程説明図である。
【図１２】本発明に係る第１実施形態の生産装置の第１変形例における作業準備室の模式的な平面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第２変形例における搬送ユニットの模式的な斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第３変形例における移し替え機構の模式的な平面図である。図１４（ｂ）は、本発明に係る第１実施形態の生産装置の第３変形例における移し替え機構の模式的な側面図である。
【図１５】本発明に係る第２実施形態の生産システムの模式的な斜視図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明に係る一実施形態の生産システムの作業室の模式的な平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）における連通された投入排出口付近の部分拡大図である。
【図１７】本発明に係る第２実施形態の生産システムの各制御部の制御関係を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  生産装置
２  作業準備室
２ａ、２ａＢ、２ｂ、２ｂＢ、２ｃ、２ｄ  側壁部
３  作業室
５  装置本体
６  作業ユニット
６ａ  接着剤塗布作業ユニット（作業ユニット）
７  隔壁部材
８、８ａ、８ｂ、８ｂＢ、８ｃ、８ｄ、８ｄＡ  可動床部
８１  挿通円孔（可動床部の開口）
Ｃ  移し替え機構
Ｐ  パレット
Ｗ  ワーク
２２、２２ａ、２２ａＢ、２２ａＣ、２２ａＤ、２２ｂ、２２ｂＡ、２２ｂＢ、２２ｂＤ、２２ｃ、２２ｃＡ、２２ｃＢ、２２ｄ、２２ｄＢ、２２ｄＣ  投入排出口
２３  昇降機構
２４、２４ａ、２４Ａ、２４Ｂ  搬送機構
１００  生産システム
２４１、２４１ＮＡ、２４１ＮＢ、２４２  搬送ユニット
２４１ａ  第１のアクチュエータ（回転駆動部）
２４１ｂ  回転体
２４１ｃ  第２のアクチュエータ（回転駆動部）
２４２ａ  球体（回転体）
２４２ｂ  超音波モータ（回転駆動部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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