(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路に沿って設けられて複数の作業者が配置される人手作業エリアと、前記搬送路に沿って前記人手作業エリアの下流側に設けられて複数のロボットが配置されるロボット作業エリアと、前記人手作業エリアと前記ロボット作業エリアとの境界部分に設けられた緩衝スペースと、を備え、
前記人手作業エリアでは、ワークを連続送りとし、前記ロボット作業エリアでは、前記ワークをタクト送りとする作業システムであって、
前記人手作業エリアにおけるワークの連続送りの搬送速度と、前記ロボット作業エリアにおけるワークのタクト送りの搬送速度は同一であり、
前記緩衝スペースの長さｌ１は、以下の式（１）で決定されることを特徴とする作業システム。
【数１】
0004850200.tif 000008
［式（１）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットに不具合が発生した場合にワークのタクト送りによる搬送が停止する時間として予め設定された一定時間であり、ｖは、ワークの搬送速度である。］
【請求項２】
搬送路に沿って設けられて複数の作業者が配置される人手作業エリアと、前記搬送路に沿って前記人手作業エリアの上流側に設けられて複数のロボットが配置されるロボット作業エリアと、前記ロボット作業エリアと前記人手作業エリアとの境界部分に設けられた緩衝スペースと、を備え、
前記人手作業エリアでは、ワークを連続送りとし、前記ロボット作業エリアでは、前記ワークをタクト送りとする作業システムであって、
前記人手作業エリアにおけるワークの連続送りの搬送速度と、前記ロボット作業エリアにおけるワークのタクト送りの搬送速度は同一であり、
前記緩衝スペースの長さｌ２は、以下の式（２）で決定されることを特徴とする作業システム。
【数２】
0004850200.tif 000009
［式（２）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットに不具合が発生した場合にワークのタクト送りによる搬送が停止する時間として予め設定された一定時間であり、ｔｆは、ワークの搬送を再開した後、搬送が停止していたワークを早送りして、このワークが緩衝スペースに払い出されるまでの時間として予め設定された一定時間であり、ｖは、ワークの搬送速度である。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業システムに関する。詳しくは、人手作業エリア、ロボット作業エリア、および緩衝スペースを備える作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディは、人手とロボットとで組み立てられる。したがって、このボディの生産ラインでは、作業者が作業するエリアと、ロボットが作業するエリアと、が混在している（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、作業者がワークに対して作業する場合、このワークの搬送を一旦停止させる必要はないが、ロボットがワークに対して作業する場合、ワークの搬送を一旦停止させる必要がある。よって、人手作業エリアでは、ワークを連続送りとし、ロボット作業エリアでは、ワークをタクト送りとしている。
【０００４】
しかしながら、上述のように、人手作業エリアとロボット作業エリアとでは搬送方法が異なるので、これらの作業エリアの境界部分に緩衝スペースを設けている。
【特許文献１】特公平６−７５８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロボットに不具合が生じた場合、ロボット作業エリアでのワークの搬送を一旦停止する必要がある。すると、ロボット作業エリアの上流側の人手作業エリア内では、連続送りを中止することになり、作業者の手が空いてしまう、という問題がある。一方、ロボット作業エリアの下流側の人手作業エリア内では、連続送りするワークが供給されないため、作業者の手が空いてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明は、ロボットに不具合が生じても、人手作業エリアの作業者の手が空いてしまうのを防止できる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】
本発明の作業システム（例えば、後述のワーク組立てシステム１）は、搬送路（例えば、後述の搬送路２１）に沿って設けられて複数の作業者（例えば、後述の作業者Ｐ１〜Ｐ５）が配置される人手作業エリア（例えば、後述の人手作業エリア３０Ａ）と、前記搬送路に沿って前記人手作業エリアの下流側に設けられて複数のロボット（例えば、後述のロボットＲ１〜Ｒ６）が配置されるロボット作業エリア（例えば、後述のロボット作業エリア４０）と、前記人手作業エリアと前記ロボット作業エリアとの境界部分に設けられた緩衝スペース（例えば、後述の第１緩衝スペース５０Ａ）と、を備え、前記人手作業エリアでは、ワーク（例えば、後述のボディ１０）を連続送りとし、前記ロボット作業エリアでは、前記ワークをタクト送りとする作業システムであって、前記緩衝スペースの長さｌ１は、以下の式（１）で決定されることを特徴とする。
【数１】
0004850200.tif 000002
［式（１）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットに不具合が発生した場合にワークのタクト送りによる搬送が停止する時間であり、ｖは、ワークの搬送速度である。］
【０００８】
この発明によれば、緩衝スペースの長さを上述の式（１）のように設定した。よって、ロボット作業エリアのロボットに不具合が発生して、ワークのタクト送りによる搬送が一時的に停止しても、ワークの搬送が再開されるまでの期間、このロボット作業エリアの上流側の緩衝スペースに、連続送りにより搬送されるワークを収容できるので、人手作業エリアの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。
【０００９】
本発明のワーク組み立てシステムは、搬送路に沿って設けられて複数の作業者が配置される人手作業エリア（例えば、後述の人手作業エリア３０Ｂ）と、前記搬送路に沿って前記人手作業エリアの上流側に設けられて複数のロボットが配置されるロボット作業エリアと、前記ロボット作業エリアと前記人手作業エリアとの境界部分に設けられた緩衝スペース（例えば、後述の第２緩衝スペース５０Ｂ）と、を備え、前記人手作業エリアでは、ワークを連続送りとし、前記ロボット作業エリアでは、前記ワークをタクト送りとする作業システムであって、前記緩衝スペースの長さｌ２は、以下の式（２）で決定されることを特徴とする。
【数２】
0004850200.tif 000003
［式（２）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットに不具合が発生した場合にワークのタクト送りによる搬送が停止する時間であり、ｔｆは、ワークの搬送を再開した後、搬送が停止していたワークを早送りして、このワークが緩衝スペースに払い出されるまでの時間であり、ｖは、ワークの搬送速度である。］
【００１０】
この発明によれば、緩衝スペースの長さを上述の式（２）のように設定した。よって、ロボット作業エリアのロボットに不具合が発生して、ワークのタクト送りによる搬送が一時的に停止しても、ワークの搬送を再開した後、このロボット作業エリアのワークのうち先頭のものを緩衝スペースに払い出して、さらに、この払い出したワークを高速で搬送して、緩衝スペース内で前方の連続送りされるワークに追い付かせることができる。よって、連続送りするワークを途切れることなく人手作業エリアに供給でき、人手作業エリアの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ロボット作業エリアのロボットに不具合が発生して、ワークのタクト送りによる搬送が一時的に停止しても、ワークの搬送が再開されるまでの期間、このロボット作業エリアの上流側の緩衝スペースに、連続送りにより搬送されるワークを収容できるので、人手作業エリアの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。また、ワークの搬送を再開した後、このロボット作業エリアのワークのうち先頭のものを緩衝スペースに払い出して、さらに、この払い出したワークを高速で搬送して、緩衝スペース内で前方のワークに追い付かせることができる。よって、連続送りするワークを人手作業エリアに確実に供給でき、人手作業エリアの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る作業システムとしてのワーク組み立てシステム１の平面図である。
ワーク組み立てシステム１は、作業者による人手作業およびロボットによるロボット作業により、ワークとしての自動車のボディ１０を組み立てるものである。
このワーク組み立てシステム１は、搬送路２１に沿って自動車のボディ１０を搬送する搬送装置２０と、搬送路２１に沿って設けられた２つの人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂと、搬送路２１に沿って設けられたロボット作業エリア４０と、を備える。
【００１３】
ロボット作業エリア４０には、搬送路２１の上流側から順に、ボディ１０を組み立てるためのロボットＲ１〜Ｒ６が配置される。
【００１４】
人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂは、ロボット作業エリア４０の上流側に設けられた人手作業エリア３０Ａと、ロボット作業エリア４０の下流側に設けられた人手作業エリア３０Ｂと、で構成される。
人手作業エリア３０Ａには、搬送路２１の上流側から順に、ボディ１０を組み立てるための作業者Ｐ１〜Ｐ３が配置される。一方、人手作業エリア３０Ｂには、搬送路２１の上流側から順に、ボディ１０を組み立てるための作業者Ｐ４〜Ｐ５が配置される。
【００１５】
搬送装置２０は、人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂでは、ボディ１０を停止させることなく搬送する。これに対し、搬送装置２０は、ロボット作業エリア４０では、ボディ１０を間欠的に搬送する。つまり、搬送装置２０は、人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂでは、ボディ１０を連続送りし、ロボット作業エリア４０では、ボディ１０をタクト送りする。
【００１６】
ここで、搬送路２１の人手作業エリア３０Ａとロボット作業エリア４０との境界部分には、第１緩衝スペース５０Ａが設けられる。
一方、搬送路２１のロボット作業エリア４０と人手作業エリア３０Ｂとの境界部分には、第２緩衝スペース５０Ｂが設けられる。
【００１７】
これら緩衝スペース５０Ａ、５０Ｂを設ける理由は、以下の通りである。
ボディ１０の搬送速度は、人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂとロボット作業エリア４０とで同一であるが、上述のように、ボディ１０の搬送方法は、人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂとロボット作業エリア４０とでは異なるので、人手作業エリア３０Ａ、３０Ｂとロボット作業エリア４０との境界部分に緩衝スペースを設け、この緩衝スペースの長さを、１タクト分の長さｌＴとする。この緩衝スペースでは、ワークであるボディ１０同士の間隔がゼロから１タクト分の長さｌＴの間で変化することになるので、このｌＴは、緩衝スペースの最低限必要な長さである。
【００１８】
ところで、ロボット作業エリア４０のロボットＲ１〜Ｒ６のいずれかに不具合が生じた場合、ロボット作業エリア４０でのボディ１０の搬送を一旦停止する必要がある。すると、人手作業エリア３０Ａ内では、連続送りを中止することになり、作業者の手が空いてしまう、という問題がある。
【００１９】
図２（ａ）は、ボディ１０の搬送が停止する直前の状態を示す図である。図２（ｂ）は、ボディ１０の搬送を再開した直後の状態を示す図である。
緩衝スペース５０Ａには人手作業エリア３０Ａからボディ１０が連続送りで払い出されるから、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、緩衝スペースの最低限必要な長さｌＴを、所定長さａだけ長くして、第１緩衝スペース５０Ａとすればよい。この所定長さａとは、第１緩衝スペース５０Ａにおいて、ボディ１０の搬送が停止してから再開されるまでの期間、連続送りにより払い出されるボディ１０の移動量である。
よって、第１緩衝スペース５０Ａの長さｌ１を、以下の式（１）のように決定する。
【００２０】
【数３】
0004850200.tif 000004
【００２１】
式（１）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットＲ１〜Ｒ６に不具合が発生した場合にボディ１０のタクト送りによる搬送が停止する時間であり、ｖは、ボディ１０の搬送速度である。
【００２２】
ここで、搬送が停止する時間ｔとは、ロボットの軽微な不具合を修理して、ロボットが復旧するまでの時間、または、ロボットの不具合が重大であると判断して、このロボットを完全に停止して、このロボットによる作業を生産ラインから外すまでの時間である。
【００２３】
一方、ロボット作業エリア４０のロボットＲ１〜Ｒ６のいずれかに不具合が生じて、ロボット作業エリア４０でのボディ１０の搬送を一旦停止した場合、人手作業エリア３０Ｂではボディ１０の搬送が継続しているので、人手作業エリア３０Ｂで連続送りするボディ１０が供給されず、作業者の手が空いてしまう、という問題がある。
【００２４】
図３（ａ）は、ボディ１０の搬送が停止する直前の状態を示す図である。図３（ｂ）は、ボディ１０の搬送を再開した直後の状態を示す図である。図３（ｃ）は、搬送を再開した後、ロボット作業エリア４０のボディ１０のうち先頭のものが第２緩衝スペース５０Ｂ内に払い出された直後の状態を示す図である。
人手作業エリア３０Ｂにボディ１０を途切れることなく供給する必要があるから、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、最低限必要な緩衝スペースの長さｌＴを、所定長さｂだけ長くすればよい。この所定長さｂとは、ロボット作業エリア４０でボディ１０の搬送を停止してから、搬送を再開して、ロボット作業エリア４０のボディ１０のうち先頭のものが第２緩衝スペース５０Ｂ内に払い出されるまでの期間、連続送りにより搬送されるボディ１０の移動量である。
よって、第２緩衝スペース５０Ｂの長さｌ２を、以下の式（２）のように決定する。
【００２５】
【数４】
0004850200.tif 000005
【００２６】
式（２）中、ｌＴは、タクト送りの１タクト分の長さであり、ｔは、ロボットＲ１〜Ｒ６に不具合が発生した場合にボディ１０のタクト送りによる搬送が停止する時間である。また、ｔｆは、ボディ１０の搬送を再開した後、搬送が停止していたボディ１０を早送りして、このボディ１０が第２緩衝スペース５０Ｂに払い出されるまでの時間であり、ｖは、ボディ１０の搬送速度である。
【００２７】
以下、第１緩衝スペース５０Ａおよび第２緩衝スペース５０Ｂの具体例について説明する。
例えば、搬送装置２０の連続送りおよびタクト送りの搬送速度を、５０秒で６ｍとし、タクト送りの１タクトの長さを６ｍとする。また、停止時間を６０秒とする。
すると、第１緩衝スペース５０Ａの長さｌ１は、以下の式（３）のようになる。
【００２８】
【数５】
0004850200.tif 000006
【００２９】
また、早送り時間を８秒とすると、第２緩衝スペース５０Ｂの長さｌ２は、以下の式（４）のようになる。
【００３０】
【数６】
0004850200.tif 000007
【００３１】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）第１緩衝スペース５０Ａの長さｌ１を上述の式（１）のように設定したので、  ロボットＲ１〜Ｒ６のいずれかに不具合が発生して、ボディ１０のタクト送りによる搬送が一時的に停止しても、ボディ１０の搬送が再開されるまでの期間、この第１緩衝スペース５０Ａに、連続送りにより搬送されるボディ１０を収容できるので、ロボット作業エリア４０の上流側の人手作業エリア３０Ａの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。
【００３２】
（２）第２緩衝スペース５０Ｂの長さｌ２を上述の式（２）のように設定したので、ロボットＲ１〜Ｒ６のいずれかに不具合が発生して、ボディ１０のタクト送りによる搬送が一時的に停止しても、ボディ１０の搬送を再開した後、このロボット作業エリア４０のボディ１０のうち先頭のものを第２緩衝スペース５０Ｂに払い出して、さらに、この払い出したボディ１０を高速で搬送して、この第２緩衝スペース５０Ｂ内で、前方の連続送りされるボディ１０に追い付かせることができる。よって、連続送りするボディ１０を途切れることなく人手作業エリアに供給でき、人手作業エリア３０Ｂの作業者の手が空いてしまうのを防止できる。
【００３３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業システムの構成を示すブロック図である。
【図２】前記実施形態に係る作業システムのロボットエリア上流側の緩衝スペースについて、ワークの位置の経時変化を示す図である。
【図３】前記実施形態に係る作業システムのロボットエリア下流側の緩衝スペースについて、ワークの位置の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                ワーク組み立てシステム（作業システム）
１０              ボディ（ワーク）
２１              搬送路
３０Ａ、３０Ｂ    人手作業エリア
４０              ロボット作業エリア
５０Ａ            第１緩衝スペース
５０Ｂ            第２緩衝スペース
Ｐ１〜Ｐ５        作業者
Ｒ１〜Ｒ６        ロボット
【図１】
0004850200.tif 000010
【図２】
0004850200.tif 000011
【図３】
0004850200.tif 000012