(57)【要約】【課題】専有面積の低減と、構成変更の容易化を図ることができる生産システムを提供することである。【解決手段】実施形態に係る生産システムは、筐体１１ａと、筐体１１ａの上方を作業領域とする作業ロボット１１ｅと、を有する複数の作業ユニット１２〜１４と；複数の作業ユニット１２〜１４間におけるワーク１００の搬送を行う搬送ロボット１５と；を具備している。    複数の作業ユニット１２〜１４は、搬送ロボット１５の三方を囲むようにコの字型に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の上方を作業領域とする作業ロボットと、を有する複数の作業ユニットと；
前記複数の作業ユニット間におけるワークの搬送を行う搬送ロボットと；
を具備し、
前記複数の作業ユニットは、前記搬送ロボットの三方を囲むようにコの字型に配置されている生産システム。
【請求項２】
前記複数の作業ユニットのそれぞれは、
前記筐体の下面に設けられ、設置場所の床に対して前記作業ユニットを固定する複数の固定用部材と；
前記筐体の下面に設けられ、前記設置場所から前記作業ユニットを移動させる複数の移動用部材と；
をさらに具備し、
前記設置場所の床に対して前記作業ユニットを固定する場合には、前記複数の固定用部材は前記床に接触するとともに、前記複数の移動用部材を前記床から上方に離隔させ、
前記設置場所から前記作業ユニットを移動させる場合には、前記複数の固定用部材は前記床から上方に離隔するとともに、前記複数の移動用部材を床に接触させる請求項１記載の生産システム。
【請求項３】
平面視における前記筐体の形状は、四角形である請求項１または２に記載の生産システム。
【請求項４】
前記複数の作業ユニットの一部は、互いに近接させて配置されている請求項３記載の生産システム。
【請求項５】
前記搬送ロボットは、垂直多関節ロボットであり、前記床に回転可能な状態で固定されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインには、ワークを直線状に搬送する搬送装置と、ワークの搬送方向に沿って作業工程順に並べられた複数の作業装置とが設けられている。  
この様な生産ラインにおいては、搬送装置はワークが複数の作業装置間を順次移動するようにし、作業装置は移動してきたワークに対して所定の作業を行う。  
しかしながら、この様な生産ラインは、専有面積が大きくなるという問題がある。  
そのため、ワークを円周方向に搬送する搬送ロボットと、搬送ロボットの四方を囲むように設けられた作業台を有する生産システムが提案されている。  
ところが、搬送ロボットの四方を囲むように作業台を設けると、製品の仕様変更などに応じて、生産システムの構成を変えることが困難となるおそれがある。  
そこで、専有面積の低減と、構成変更の容易化を図ることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８２７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、専有面積の低減と、構成変更の容易化を図ることができる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】
【０００５】
実施形態に係る生産システムは、筐体と、前記筐体の上方を作業領域とする作業ロボットと、を有する複数の作業ユニットと；前記複数の作業ユニット間におけるワークの搬送を行う搬送ロボットと；を具備している。  
前記複数の作業ユニットは、前記搬送ロボットの三方を囲むようにコの字型に配置されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、専有面積の低減と、構成変更の容易化を図ることができる生産システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る生産システム１を例示するための模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態に係る発明は、筐体と、前記筐体の上方を作業領域とする作業ロボットと、を有する複数の作業ユニットと；前記複数の作業ユニット間におけるワークの搬送を行う搬送ロボットと；を具備し、前記複数の作業ユニットは、前記搬送ロボットの三方を囲むようにコの字型に配置されている生産システムである。  
この生産システムによれば、専有面積の低減と、構成変更の容易化を図ることができる。
【０００９】
また、前記複数の作業ユニットのそれぞれは、前記筐体の下面に設けられ、設置場所の床に対して前記作業ユニットを固定する複数の固定用部材と；前記筐体の下面に設けられ、前記設置場所から前記作業ユニットを移動させる複数の移動用部材と；をさらに具備することができる。  
前記設置場所の床に対して前記作業ユニットを固定する場合には、前記複数の固定用部材は前記床に接触するとともに、前記複数の移動用部材を前記床から上方に離隔させる。  前記設置場所から前記作業ユニットを移動させる場合には、前記複数の固定用部材は前記床から上方に離隔するとともに、前記複数の移動用部材を床に接触させる。  
この様にすれば、構成変更をさらに容易とすることができる。
【００１０】
また、平面視における前記筐体の形状は、四角形とすることができる。  
この様にすれば、専有面積をさらに低減させることができる。
【００１１】
また、前記複数の作業ユニットの一部は、互いに近接させて配置されるようにすることができる。  
この様にすれば、専有面積をさらに低減させることができる。
【００１２】
また、前記搬送ロボットは、垂直多関節ロボットであり、前記床に回転可能な状態で固定されるようにすることができる。  
この様にすれば、ワークの搬送を安定させることができる。
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本実施の形態に係る生産システム１を例示するための模式斜視図である。  
図１に示すように、生産システム１には、作業ユニット１１〜１４、搬送ロボット１５、部品供給ユニット１６〜１９、搬入ユニット２０、搬出ユニット２１、および制御ユニット２２が設けられている。
【００１４】
作業ユニット１１〜１４は、予め割り当てられた所定の作業を行う。  
なお、一例として、４つの作業ユニットが設けられる場合を例示したが、作業ユニットの数は適宜変更することができる。  
この場合、平面視において、作業ユニットの天板の一部と、搬送ロボット１５の動作領域の一部が重なるようにレイアウトすればよい。
【００１５】
作業ユニット１１〜１４は、例えば、部品の取り付け作業、半田付け作業、部品の調整作業、処理作業、検査作業などを行うことができる。  
部品の取り付け作業は、例えば、ワーク１００である製品の本体（例えば、部品を取り付ける対象となるフレーム）に部品を締結したり、ワーク１００に部品を嵌め合わせたりすることである。  
半田付け作業は、例えば、ワーク１００に取り付けられた基板に配線や電気部品などを半田付けすることである。  
部品の調整作業は、例えば、ワーク１００に取り付けられた部品の位置を調整したり、電気特性などの機能を調整したりすることである。  
処理作業は、例えば、ワーク１００に取り付けられた部品などに塗装したり、製品の等級などをマーキングしたりすることである。  
検査作業は、例えば、完成品や取り付けられた部品の機能や外観などを検査することである。
【００１６】
作業ユニット１１は、筐体１１ａ、天板１１ｂ、固定用部材１１ｃ、移動用部材１１ｄ、および作業ロボット１１ｅを備えている。  
筐体１１ａは、搬送ロボット１５に面する側の側面１１ａ１と、側面１１ａ１に交差する側面１１ａ２、１１ａ３を有する。側面１１ａ２と側面１１ａ３は互いに平行となっている。  
この場合、側面１１ａ２と側面１１ａ３は、側面１１ａ１に対して垂直となっていることが好ましい。  
筐体１１ａの外観形状は、例えば、直方体または立方体とすることができる。  
筐体１１ａの内部には収納空間を設けることができる。収納空間には、例えば、作業ロボット１１ｅの制御装置などを設けることができる。
【００１７】
天板１１ｂは、板状体とすることができる。  
天板１１ｂは、筐体１１ａの上面に設けられている。  
天板１１ｂの上面には、ワーク１００を載置したり、作業に必要な治具１０１などを設けたりすることができる。
【００１８】
固定用部材１１ｃは、筐体１１ａの下面に設けられている。  
固定用部材１１ｃは、作業ユニット１１が移動するのを抑制するために設けられている。  固定用部材１１ｃは、下面が床面に接触する接地部１１ｃ１と、一方の端部側が筐体１１ａに設けられた雌ねじにねじ込まれ、他方の端部側が接地部１１ｃ１に設けられた雄ねじ部１１ｃ２を有する。  
固定用部材１１ｃの数や取り付け位置には特に限定はないが、固定用部材１１ｃは、筐体１１ａの下面の四隅の近傍に１つずつ取り付けることが好ましい。この様にすれば、設置後の作業ユニット１１の姿勢を安定させることができる。
【００１９】
移動用部材１１ｄは、筐体１１ａの下面に設けられている。  
移動用部材１１ｄは、作業ユニット１１を移動させるために設けられている。  
移動用部材１１ｄは、例えば、キャスタとすることができる。  
移動用部材１１ｄの数や取り付け位置には特に限定はないが、移動用部材１１ｄは、筐体１１ａの下面の四隅の近傍に１つずつ取り付けることが好ましい。この様にすれば、作業ユニット１１を移動させる際に、作業ユニット１１の姿勢を安定させることができる。  なお、移動用部材１１ｄにより作業ユニット１１を移動させた後には、固定用部材１１ｃの雄ねじ部１１ｃ２により筐体１１ａを持ち上げて、移動用部材１１ｄが床から離れるようにする。
【００２０】
すなわち、設置場所の床に対して作業ユニット１１を固定する場合には、複数の固定用部材１１ｃは床に接触するとともに、複数の移動用部材１１ｄを床から上方に離隔させる。
また、設置場所から作業ユニット１１を移動させる場合には、複数の固定用部材１１ｃは床から上方に離隔するとともに、複数の移動用部材１１ｄを床に接触させる。
【００２１】
作業ロボット１１ｅは、ティーチングされた作業手順および作業位置に基づいて、ワーク１００に対して所定の作業を行う。  
作業ロボット１１ｅには、割り当てられた作業の内容に適した所定の作業装置が取り付けられている。  
例えば、図１に示すように、作業ロボット１１ｅには、ワーク１００に取り付ける部品を掴むチャックなどを設けることができる。  
なお、作業ロボット１１ｅに設けられる作業装置は、作業の内容に応じて適宜変更することができる。
【００２２】
部品の取り付け作業や部品の調整作業の場合には、作業装置は、例えば、部品を掴むチャック、カシメ装置、電動ドライバなどとすることができる。  
半田付け作業の場合には、作業装置は、例えば、半田ごてなどとすることができる。  
処理作業の場合には、作業装置は、例えば、塗装装置のスプレーガンなどとすることができる。  
検査作業の場合には、作業装置は、例えば、テスタなどの測定装置のプローブ、画像診断装置のカメラなどとすることができる。
【００２３】
作業ロボット１１ｅの形式には特に限定はなく、割り当てられた作業の内容に応じて適宜選択することができる。  
例えば、作業ロボット１１ｅは、垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット、直交軸ロボット、単軸ロボットなどから適宜選択することができる。  
なお、図１に例示をした作業ロボット１１ｅは、垂直多関節ロボットである。
【００２４】
作業ロボット１１ｅの制御装置は、筐体１１ａの内部に収納することもできるし、作業ロボット１１ｅを制御する機能を制御ユニット２２に持たせることもできる。  
ただし、作業ロボット１１ｅの制御装置が筐体１１ａの内部に収納されていれば、作業ユニット１１の移動や設置、すなわち生産システム１の構成を変えることが容易となる。
【００２５】
作業ロボット１１ｅは、筐体１１ａの上方を作業領域としている。  
作業ロボット１１ｅは、筐体１１ａおよび天板１１ｂの少なくともいずれかに設けることができる。  
平面視において、天板１１ｂの上面と作業ロボット１１ｅの動作領域が重なる領域が、作業ロボット１１ｅの作業領域となっている。  
作業ロボット１１ｅの作業領域には、作業に必要な治具１０１や、ワーク１００を保持する図示しない保持装置などを設けることができる。
【００２６】
作業ユニット１２、作業ユニット１３、および作業ユニット１４にも、筐体、天板、固定用部材、移動用部材、および作業ロボットが設けられている。  
作業ユニット１２、作業ユニット１３、および作業ユニット１４の構成は、作業ユニット１１と同様とすることもできるし、異なるものとすることもできる。  
この場合、作業ユニット１１、作業ユニット１２、作業ユニット１３、および作業ユニット１４において、作業ロボットに設けられる作業装置以外の構成が同じであれば、作業ユニットの交換、作業ユニットの増設、作業ユニットの撤去などによる生産システム１の構成変更が容易となる。  
そのため、製品の仕様変更などに応じて生産システム１の構成を迅速に変更することができるので、生産性の向上や生産コストの低減を図ることもできる。
【００２７】
なお、複数の作業ユニットにおいて、作業ロボットに設けられる作業装置も同じものとすることもできる。すなわち、同じ作業を行う複数の作業ユニットを有する生産システム１とすることもできる。  
例えば、作業ユニット１２および作業ユニット１３が同じ作業を行うものであってもよい。  
この様にすれば、割り当てられた作業にかかる時間が長い場合であっても、滞留時間（待ち時間）が発生するのを抑制することができる。
【００２８】
また、作業ユニット１１、作業ユニット１２、作業ユニット１３、および作業ユニット１４におけるそれぞれの専有スペースの形状と寸法が同じであれば、生産システム１の構成を変えることが容易となる。  
例えば、平面視における専有スペースの形状と寸法が同じとなるように、筐体と天板の形状と寸法を統一化することができる。  
また、筐体の外観形状が直方体または立方体であれば、平面視における筐体の形状は四角形となる。  
平面視における筐体の形状が四角形であれば、作業ユニット同士を近接させて配置するのが容易となる。  
そのため、専有面積の低減を図ることができる。  
また、複数の作業ユニットをコの字型（U-shape）に配置することが容易となる。  
複数の作業ユニットをコの字型に配置すれば、生産システム１の一方の側を解放することができる。  
生産システム１の一方の側が解放されていれば、生産システム１の構成を変える際に作業ユニットの移動や設置が容易となる。  
そのため、専有面積の低減と、生産システム１の構成変更の容易化を図ることができる。
また、生産システム１のメンテナンス性を向上させることができる。
【００２９】
複数の作業ユニットは、搬送ロボット１５の三方を囲むようにコの字型に配置することができる。  
また、複数の作業ユニットの一部は、互いに近接させて配置することができる。  
例えば、図１に示すように、作業ユニット１１、作業ユニット１２、作業ユニット１３、および作業ユニット１４をコの字型に配置することができる。  
この場合、作業ユニット１２と作業ユニット１３は、並べて配置されている。作業ユニット１２と作業ユニット１３は、互いに近接させて配置されている。  
作業ユニット１１は、作業ユニット１２と作業ユニット１３の列の作業ユニット１２側に配置されている。作業ユニット１１は、作業ユニット１２と作業ユニット１３が並ぶ方向と直交する方向においてずれた位置に配置されている。  
作業ユニット１４は、作業ユニット１２と作業ユニット１３の列の作業ユニット１３側に配置されている。作業ユニット１４は、作業ユニット１２と作業ユニット１３が並ぶ方向と直交する方向においてずれた位置に配置されている。作業ユニット１４は、作業ユニット１１と対峙している。
【００３０】
搬送ロボット１５は、複数の作業ユニット間におけるワーク１００の搬送（受け渡し）を行う。  
そのため、搬送ロボット１５は、垂直多関節ロボットとすることが好ましい。  
例えば、搬送ロボット１５は、６軸制御の垂直多関節ロボットとすることができる。  
また、搬送ロボット１５は、設置場所の床に回転可能な状態で固定されている。  
この様にすれば、ワーク１００の搬送を安定させることができる。  
搬送ロボット１５は、例えば、作業ユニット１１から順にワーク１００を搬送することができる。なお、搬入ユニット２０および搬出ユニット２１の配置が逆であれば、搬送ロボット１５は、作業ユニット１４から順にワーク１００を搬送することができる。
【００３１】
また、搬送ロボット１５は、必要に応じて、例えば、作業ユニット１１から作業ユニット１３、作業ユニット１１から作業ユニット１４のように間にある作業ユニットを飛ばしてワーク１００を搬送することができる。  
また、搬送ロボット１５は、必要に応じて、例えば、作業ユニット１１から作業ユニット１２にワーク１００を搬送し、作業ユニット１２から作業ユニット１１にワーク１００を搬送するように搬送方向を変えてワーク１００を戻すように搬送することができる。  
この場合、搬送ロボット１５は、ティーチングされた搬送手順および搬送位置に基づいて、ワーク１００を搬送する。
【００３２】
なお、ワーク１００の搬送順および搬送方向は、例示をしたものに限定されるわけではない。  
搬送ロボット１５によるワーク１００の搬送順および搬送方向は、製品の生産手順や作業ユニットに割り当てられた作業時間などに応じて適宜変更することができる。
【００３３】
搬送ロボット１５には、ワーク１００を保持するのに適した作業装置が取り付けられている。  
例えば、図１に示すように、搬送ロボット１５には、ワーク１００を掴むチャックなどを設けることができる。
【００３４】
搬送ロボット１５の制御装置１５ａは、搬送ロボット１５の下部に設けることもできるし、搬送ロボット１５を制御する機能を制御ユニット２２に持たせることもできる。  
生産システム１の構成を変えることが必要となった場合であっても、搬送ロボット１５は必要となる。  
そのため、搬送ロボット１５を制御する機能を制御ユニット２２に持たせるようにしても、生産システム１の構成を容易に変更することができる。
【００３５】
平面視において、作業ユニット１１〜１４の天板の上面と搬送ロボット１５の動作領域が重なる領域が、搬送ロボット１５の搬送領域となる。  
この場合、搬送ロボット１５の搬送領域は、少なくとも作業ロボットの動作領域の一部と重なっている。
【００３６】
また、複数の作業ユニットをコの字型に配置する場合には、搬送ロボット１５の設置位置から各作業ユニットにおけるワーク１００の受け渡し位置までの距離が等しくなるようにすることが好ましい。  
この様にすれば、搬送ロボット１５はその鉛直軸回りの回転動作のみで各作業ユニットのワーク１００にアクセスできるため、ワーク１００の搬送を効率的に行うことができる。
【００３７】
部品供給ユニット１６は、作業ユニット１１に対して必要な部品を供給する。  
部品供給ユニット１７は、作業ユニット１２に対して必要な部品を供給する。  
部品供給ユニット１８は、作業ユニット１３に対して必要な部品を供給する。  
部品供給ユニット１９は、作業ユニット１４に対して必要な部品を供給する。  
部品供給ユニット１６〜１９は、前後方向にスライド移動が可能な２つのテーブルを上下方向に有している。  
テーブルには、複数の部品が収納されたパレットやカセットなどが載置されている。複数の部品は、パレットやカセットなどの内部に整列された状態で収納されている。
【００３８】
作業ユニット１１〜１４に設けられた作業ロボットは、部品供給ユニット１６〜１９から部品を取り出し、ワーク１００に取り付ける。  
一方のテーブルに載置された部品が無くなった場合には、テーブルは生産システム１から離れる方向に後退する。この際、部品が載置された他方のテーブルは生産システム１に近接する方向に前進する。
【００３９】
作業ユニット１１〜１４に設けられた作業ロボットは、前進したテーブルに載置されている部品を取り出し、ワーク１００に取り付ける。  
作業者や図示しない搬送装置は、後退したテーブルに載置されている空のパレットやカセットなどを取り出し、複数の部品が収納されたパレットやカセットなどをテーブルに載置する。
【００４０】
なお、作業ユニット１１〜１４に割り当てられた作業の内容によっては、部品の供給が必要ない場合もある。  
また、作業ユニット１１〜１４の天板に複数の部品が収納されたパレットやカセットなどを載置できる場合もある。  
その場合には、部品供給ユニット１６〜１９を省くことができる。
【００４１】
また、部品供給ユニット１６〜１９の形式は例示をしたものに限定されるわけではなく、作業ユニット１１〜１４に対して部品が供給できるものであればよい。  
例えば、部品供給ユニット１６〜１９は、複数の部品が収納されたパレットやカセットなどを載置する固定式のテーブルとすることもできる。  
また、部品供給ユニット１６〜１９は、例えば、パーツフィーダなどであってもよい。
【００４２】
部品供給ユニット１６〜１９の制御装置は、部品供給ユニット１６〜１９の内部に収納することもできるし、部品供給ユニット１６〜１９を制御する機能を制御ユニット２２に持たせることもできる。  
ただし、部品供給ユニット１６〜１９の制御装置が部品供給ユニット１６〜１９の内部に収納されていれば、部品供給ユニット１６〜１９の移動や設置、すなわち生産システム１の構成を変えることが容易となる。
【００４３】
搬入ユニット２０は、製品の本体を生産システム１に搬入する。  
搬入ユニット２０は、搬送ロボット１５の動作領域外から搬送ロボット１５の動作領域内に製品の本体を搬入する。  
図１に示すように、搬入ユニット２０は、例えば、コンベアなどとすることができる。  搬送ロボット１５の動作領域外において、作業者や図示しない搬送装置は、搬入ユニット２０に製品の本体を供給する。搬入ユニット２０は、供給された製品の本体を搬送ロボット１５の動作領域内に搬入する。搬送ロボット１５は、搬入された製品の本体を作業ユニット１１に搬送する。
【００４４】
搬出ユニット２１は、作業ユニット１１〜１４による作業が終了した製品を搬送ロボット１５の動作領域内から搬送ロボット１５の動作領域外に搬出する。  
図１に示すように、搬出ユニット２１は、例えば、コンベアなどとすることができる。  搬送ロボット１５の動作領域内において、搬送ロボット１５は、製品を作業ユニット１１〜１４から搬出ユニット２１に搬送する。搬出ユニット２１は、製品を搬送ロボット１５の動作領域外に搬出する。搬送ロボット１５の動作領域外において、作業者や図示しない搬送装置は、搬出ユニット２１から製品を取り出す。
【００４５】
搬入ユニット２０の制御装置は搬入ユニット２０に内蔵させることもできるし、搬入ユニット２０を制御する機能を制御ユニット２２に持たせることもできる。  
搬出ユニット２１の制御装置は搬出ユニット２１に内蔵させることもできるし、搬出ユニット２１を制御する機能を制御ユニット２２に持たせることもできる。  
生産システム１の構成を変えることが必要となった場合であっても、搬入ユニット２０および搬出ユニット２１が用いられる場合が多い。
そのため、搬入ユニット２０および搬出ユニット２１を制御する機能を制御ユニット２２に持たせるようにすれば、生産システム１の構成を容易に変えることができる。
【００４６】
制御ユニット２２は、作業ユニット１１〜１４、搬送ロボット１５、部品供給ユニット１６〜１９、搬入ユニット２０、および搬出ユニット２１の動作を制御する。  
なお、作業ユニット１１〜１４、搬送ロボット１５、部品供給ユニット１６〜１９、搬入ユニット２０、および搬出ユニット２１のそれぞれが制御装置を有する場合には、制御ユニット２２は、例えば、それぞれの制御装置に対して起動タイミング、停止タイミング、ユニット間の干渉回避などの指示を行う。
【００４７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  生産システム、１１  作業ユニット、１１ａ  筐体、１１ａ１〜１１ａ３  側面、１１ｂ  天板、１１ｃ  固定用部材、１１ｃ１  接地部、１１ｃ２  雄ねじ部、１１ｄ  移動用部材、１１ｅ  作業ロボット、１２〜１４  作業ユニット、１５  搬送ロボット、１６〜１９  部品供給ユニット、２０  搬入ユニット、２１  搬出ユニット、２２  制御ユニット、１００  ワーク
【図１】
2016179530.tif 000003