(57)【要約】【課題】作業を行う作業ユニットの組み合わせを容易に変更することができるコンパクトな生産装置を提供すること。【解決手段】１つ又は複数のワークＷに対して作業を行う作業架台部２が複数設けられた装置であって、装置本体５に給電する本体電源と、装置本体に設けられ、複数の作業架台部で作業を行うための複数の制御信号を生成する制御部と、該制御部で生成された制御信号を作業架台部に伝達する信号伝達部と、制御信号に基づいて作業を行う作業機構６２、該作業機構に給電するユニット電源部６４、及び作業架台部の信号伝達部に着脱可能に電気的に接続されて制御信号を受信する信号端子部を有し、作業架台部に着脱可能に設けられた作業ユニット６と、を備える生産装置１を提供する。【選択図】図１
2009297874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数のワークに対して作業を行う作業架台部が複数設けられた生産装置であって、
装置本体に給電する本体電源と、
前記装置本体に設けられ、前記複数の作業架台部で前記作業を行うための複数の制御信号を生成する制御部と、
該制御部で生成された前記制御信号を前記作業架台部に伝達する信号伝達部と、
前記制御信号に基づいて前記作業を行う作業機構、該作業機構に給電するユニット電源部、及び前記作業架台部の前記信号伝達部に着脱可能に電気的に接続されて前記制御信号を受信する信号端子部を有し、前記作業架台部に着脱可能に設けられた作業ユニットと、
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、
前記作業ユニットは、底面側に複数の被位置決め部を有し、
前記作業架台部は、該作業架台部の上面に、前記複数の位置決め部とそれぞれ係合して、前記作業ユニットの前記信号端子部と前記作業架台部の前記信号伝達部とが電気的に接続するように、前記上面に対する前記作業ユニットの水平方向の位置及び高さ方向の位置を位置決めする複数の位置決め部を有すること、
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、
前記信号端子部と前記信号伝達部とのうち少なくともいずれかは、鉛直方向に弾性を有するバネであること、
を特徴とする生産装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の生産装置において、
前記装置本体は、前記作業架台部が進退可能に設けられた隔壁部材の上側に設けられた作業室と、下側に設けられたユニット交換室と、を有し、
該ユニット交換室は、前記作業架台部を、前記ユニット交換室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能にする昇降機構と、前記ユニット交換室の側壁部に設けられ、前記ユニット交換室より前記作業架台部上の前記作業ユニットを出し入れするための開口部と、を有すること、
を特徴とする生産装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のワークに対して作業を行う作業架台部が複数設けられた生産装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多品種少量生産を行える汎用性を持った生産装置として、装置本体に架台があり、該架台上に着脱自在な複数の作業ユニットを生産形態や品種に応じて自在に配置する装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。特許文献１及び特許文献２に記載されたいずれの装置においても、作業ユニットは、装置本体の本体電源から給電されるものである。
【特許文献１】特開２００５−５９１８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３１７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の装置では、作業ユニットは装置本体の本体電源から給電されるため、作業ユニットを稼働させるために必要な電源容量の総和が、本体電源の電源容量を超えるように組み合わせることができなかった。従って、電力消費の大きい作業ユニットを複数組み合わせて使用することができなかった。
【０００４】
また、電力消費の多い作業ユニットを複数使用するために、本体電源の電源容量を大きくすることも考えられるが、この場合、本体電源の大型化に伴い、生産装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００５】
この発明は、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、作業を行う作業ユニットの組み合わせを容易に変更することができるコンパクトな生産装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この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、１つ又は複数のワークに対して作業を行う作業架台部が複数設けられた生産装置であって、装置本体に給電する本体電源と、前記装置本体に設けられ、前記複数の作業架台部で前記作業を行うための複数の制御信号を生成する制御部と、該制御部で生成された前記制御信号を前記作業架台部に伝達する信号伝達部と、前記制御信号に基づいて前記作業を行う作業機構、該作業機構に給電するユニット電源部、及び前記作業架台部の前記信号伝達部に着脱可能に電気的に接続されて前記制御信号を受信する信号端子部を有し、前記作業架台部に着脱可能に設けられた作業ユニットと、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明に係る生産装置によれば、作業架台部に設けられた作業ユニットは、ユニット電源部から給電を受け、信号端子部によって、信号伝達部を介して伝達された装置本体の制御部からの制御信号に基づく作業を、作業機構を用いて、行わせることができる。
【０００８】
このように、作業ユニットの作業機構は、本体電源より給電されるのではなく、作業ユニットに設けられたユニット電源部により給電されるため、作業ユニットを稼働させるために必要な電源容量の総和が、本体電源の電源容量を超えるような場合であっても、本体電源の電源容量に制約されることなく、作業ユニットを自由に組み合わせて用いることができる。また、作業ユニットは、作業架台部に対して着脱可能に設けられているので、作業ユニットの交換を容易に行うことができる。これらの結果、作業ユニットの組み合わせを容易に変更することができる。
【０００９】
また、作業ユニットの作業機構は、作業ユニットに設けられたユニット電源部により給電されるので、電力消費の多い作業ユニットを複数使用する場合であっても、本体電源の電源容量は小容量でよい。従って、本体電源を小型化することができるので、生産装置をコンパクトにすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る生産装置では、前記作業ユニットが、底面側に複数の被位置決め部を有し、前記作業架台部が、該作業架台部の上面に、前記複数の位置決め部とそれぞれ係合して、前記作業ユニットの前記信号端子部と前記作業架台部の前記信号伝達部とが電気的に接続するように、前記上面に対する前記作業ユニットの水平方向の位置及び高さ方向の位置を位置決めする複数の位置決め部を有すること、が好ましい。
【００１１】
この場合、位置決め部と被位置決め部とを係合させることにより、作業架台部の上面に対する作業ユニットの水平方向の位置及び高さ方向の位置を位置決めして、信号伝達部と信号端子部とを電気的に接続させることができる。これにより、信号伝達部と信号端子部との電気的な接続を容易に且つ確実に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る生産装置では、前記信号端子部と前記信号伝達部とのうち少なくともいずれかが、鉛直方向に弾性を有するバネであること、が好ましい。
【００１３】
この場合、信号端子部と信号伝達部とのうち少なくともいずれかは、鉛直方向に弾性を有するバネであるので、作業架台部に作業ユニットを載せるだけで、信号端子部と信号伝達部とを電気的に接続させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る生産装置では、前記装置本体が、前記作業架台部が進退可能に設けられた隔壁部材の上側に設けられた作業室と、下側に設けられたユニット交換室と、を有し、該ユニット交換室が、前記作業架台部を、前記ユニット交換室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能にする昇降機構と、前記ユニット交換室の側壁部に設けられ、前記ユニット交換室より前記作業架台部上の前記作業ユニットを出し入れするための開口部と、を有すること、が好ましい。
【００１５】
この場合、作業ユニットを交換する際には、作業室内の作業架台部上の作業ユニットを、昇降機構によって作業室からユニット交換室に降下させ、ユニット交換室の側壁部に設けられた開口部から取り出した後、新たな作業ユニットを該開口部から投入して昇降機構によって上昇させるだけでよい。従って、作業ユニットを容易に交換することができる。
また、ユニット交換室と作業室とが上下に積層配置されているので、生産装置の設置面積が少なくて済む。これにより、生産装置の一層コンパクトな装置にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る生産装置によれば、作業を行う作業ユニットの組み合わせを容易に変更することができ、コンパクトな装置とす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】
【００１７】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本発明に係る一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、本発明に係る一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、本発明に係る一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。
本実施形態の生産装置１は、図１から図３に示すように、ユニット交換室３、作業室４及び電装ユニット１４を有する装置本体５と、複数の作業ユニット６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）と、を備える。
【００１８】
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７ａにより、隔壁部材７ａの下側のユニット交換室３と、隔壁部材７ａの上側の作業室４と、に仕切られている。
ユニット交換室３は、隔壁部材７ａの下側に、隔壁部材７ａを天井部として設けられており、四方を側壁部７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅに囲まれて、外部と仕切られた空間である。
隔壁部材７ａは、隔壁部材７ａの三辺に沿う内側のコの字状の領域に、平面視矩形状の孔７ｆが各辺に２つずつ形成されている。
また、側壁部７ｂは、図１における左側面の側壁であり、右側面の側壁部７ｄと対向している。側壁部７ｃは、図１における正面の側壁であり、背面の側壁部７ｅと対向している。
【００１９】
また、側壁部７ｃの鉛直方向の中間部には、側壁部７ｃに沿って設けられた隔壁部材７ａの２つの孔７ｆに応じて、両孔７ｆの側壁部７ｃに沿った一辺とほぼ同じ範囲で開口された２つの矩形状の開口部７ｇがそれぞれ設けられている。また、側壁部７ｄの鉛直方向の中間部にも同様に、側壁部７ｄに沿って設けられた隔壁部材７ａの２つの孔７ｆに応じて、２つの矩形状の開口部７ｇがそれぞれ設けられている。また、側壁部７ｂにも、側壁部７ｂに沿って設けられた隔壁部材７ａの２つの孔７ｆに応じて、図示しない開口部７ｇがそれぞれ設けられている。
開口部７ｇ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、この開口部７ｇを通して、ユニット交換室３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。
【００２０】
作業室４は、隔壁部材７ａの上側に、隔壁部材７ａを床部として設けられており、側面と上方を覆うように設けられた直方体状のカバー１０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４の一つの側面は直方体状の電装ユニット１４によって塞がれている。この電装ユニット１４の内部には、本体電源１２及び制御部１３が設けられている。
なお、本体電源１２及び制御部１３は、装置本体５内に設けられていればよく、例えば、ユニット交換室３内若しくは作業室４内に設けられていても構わない。この場合、電装ユニット１４を省略し、カバー１０によって、隔壁部材７ａの四方を囲むように形成してもよい。
【００２１】
作業室４には、隔壁部材７ａのそれぞれの孔７ｆをほぼ塞ぐことができる矩形状の作業架台部２が、ユニット交換室３の内部から進退可能に配置され、孔７ｆに作業架台部２が進出したときには、隔壁部材７ａと作業架台部２とによって、略平坦な床部が形成される。また、隔壁部材７ａ上で、各孔７ｆによってコの字状に囲まれた領域にはマニピュレータ９が設けられている。
なお、以下では、これら作業架台部２を区別する必要がある場合には、図２左上に配置されているものから、図示反時計回りに作業架台部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆと称する。
【００２２】
作業架台部２には、必要に応じて作業を行うための作業ユニット６が配置される。本実施形態では、図１及び図２に示すように、作業架台部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に、それぞれ作業ユニット６が着脱可能に配置されている。以下では、それぞれの作業ユニット６を区別する必要がある場合には、図２左上に配置されているものから、図示反時計回りに作業ユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと称する。また、作業架台部２ｅ、２ｆ上には、ワークＷを載置するためのパレットＰが着脱可能に配置されている。
なお、図１及び図２では、見易さのため、作業ユニット６ｃ、６ｄについて、後述する作業機構６２ｃ、６２ｄを同一形状に簡略化して示すと共に、ユニット制御部６３及びユニット電源部６４の図示を省略している。
【００２３】
図４（ａ）は、作業架台部２及び作業ユニット６の配置関係を説明するための模式的な分解斜視図である。図４（ｂ）は、信号伝達部の断面図である。図５は、昇降機構を説明するための模式的な断面図である。図６は、作業架台部２に取り付けられた作業ユニット６の模式的な正面図である。なお、図４（ａ）では、見易さのため、後述する作業機構６２、ユニット制御部６３及びユニット電源部６４の図示を省略している。
作業架台部２の上面には、図４（ａ）に示すように、複数の位置決め部２１と、信号伝達部２２と、が設けられている。
【００２４】
位置決め部２１は、基端部が一定の直径を有する円柱状で、先端部が半球状に形成され、作業架台部２の上面から上方に突出された３つの突起である。３つの位置決め部２１のうち、２つは１辺に沿って設けられ、残りは対向する１辺の近傍に設けられている。これら３つの位置決め部２１間の距離のうち、少なくとも１つの距離は、他の距離と異なる。
【００２５】
信号伝達部２２は、図４（ｂ）に示すように、制御部１３からの制御信号を、作業架台部２に伝達するためのもので、制御部１３から延ばされた、例えばフレキシブルケーブル等からなる配線Ｌによって制御部１３と電気的に接続された金属製の板バネからなる。本実施形態の信号伝達部２２は、一例として１本の信号線及び１本のアース線に対応して２つの板バネからなり、それぞれの基端側で作業架台部２に固定され、先端側で作業架台部２の上方に屈曲して延ばされ、この先端側で上下方向に撓むことができるようになっている。信号伝達部２２の先端側は、上方から円滑に押圧できるように下方に僅かに折り返されている。作業架台部２の上面からこの折り返し位置までの高さは、高さＨ１になっている。以下では、この高さＨ１を、信号伝達部２２の高さと称する。
なお、信号線は１本に限定されず、必要に応じて２本以上としても良く、これに応じた複数の板バネを有する構成としても良い。
【００２６】
各作業架台部２は、図５に示すように、下面側で、ユニット交換室３の内面側に設けられた昇降機構８によって、上下移動可能に支持されている。なお、図５では、作業架台部２ａに対応して設けられている昇降機構８について示しているが、他の作業架台部２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆに対応して設けられている昇降機構８も同様の構成である。
【００２７】
昇降機構８は、作業ユニット６を外部から作業室４内に搬入或いは作業室４から搬出するためのものであって、孔７ｆよりも平面視で大きく形成され、作業架台部２を下面側で支持する可動床部８ａと、側壁部７ｂに沿って設けられ、可動床部８ａを支持すると共に上下移動させる、ボールネジ等で構成された昇降部８ｂとを有する。
昇降部８ｂは、可動床部８ａを、ユニット交換室３の側壁部７ｂに設けられた開口部７ｇより下方の下限位置Ｐ１から、可動床部８ａの周縁部が隔壁部材７ａ下面に接触する上限位置Ｐ２までの範囲で昇降させる。可動床部８ａが下限位置Ｐ１に移動されたときには、作業ユニット６を開口部７ｇから挿入し、可動床部８ａ上の作業架台部２上に載せることができる。また、可動床部８ａが上限位置Ｐ２に移動されたときには、作業架台部２は隔壁部材７ａの位置に進出した状態となる。
【００２８】
また、隔壁部材７ａのユニット交換室３側には、可動床部８ａが上限位置Ｐ２から下降したときに、隔壁部材７ａの各孔７ｆを塞ぐ平板状の密閉手段８１がそれぞれ設けられている。
密閉手段８１は、可動床部８ａが上限位置Ｐ２で支持されているときには、図示２点鎖線のように孔７ｆを塞ぐ位置から水平方向に退避される。この密閉手段８１により、ユニット交換室３側から作業室４内への塵の浸入を防止することができる。
【００２９】
作業ユニット６は、図１、図２及び図６に示すように、ユニット筐体６１と、ワークＷに対して作業を行う作業機構６２と、制御部１３からの制御信号に基づいて作業機構６２の動作を制御するユニット制御部６３と、作業機構６２及びユニット制御部６３に給電するユニット電源部６４と、を有する。
なお、以下では、作業機構６２を、各作業ユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに設けられているものとして区別する必要がある場合には、各作業ユニット６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに対応させて、それぞれを作業機構６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと称する。ユニット制御部６３及びユニット電源部６４についても、同様に区別する必要がある場合には、ユニット制御部６３ａ、６３ｂ、６３ｄ、６３ｃ、及びユニット電源部６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄと称する。
【００３０】
ユニット筐体６１は、図４及び図６に示すように、略長方形状の底部６１１と、底部６１１の三辺から立設された側壁６１２と、によって、上方及び一つの側方が開いた状態で形成されている。また、ユニット筐体６１は、平面視では、作業架台部２より小さい大きさに形成されている。
【００３１】
ユニット筐体６１の底部６１１の下面には、作業架台部２の各位置決め部２１とそれぞれ係合可能な複数の被位置決め部６５と、ユニット制御部６３と電気的に接続された２つの信号端子部６６と、が設けられている。
【００３２】
被位置決め部６５は、図４（ａ）に示すように、ユニット筐体６１の底部６１１の厚み方向に、底が丸みを帯びた状態でそれぞれ形成された３つの穴部（６５ａ、６５ｂ、６５ｃ）である。本実施形態では、ユニット筐体６１の側方が開いた一辺に沿って、主基準である第１の穴部６５ａ及び従基準である第２の穴部６５ｂがそれぞれ設けられ、対向する一辺の近傍に第３の穴部６５ｃが設けられている。
【００３３】
第１の穴部６５ａは、位置決め部２１の基端部の直径より僅かに大きい直径の円を断面とする穴であり、この穴の底は位置決め部２１の頂部と高さ方向に係止可能な半球状に形成されている。この第１の穴部６５ａは、位置決め部２１に外嵌可能である。
第２の穴部６５ｂは、ユニット筐体６１の底部６１１の長手方向に沿って、位置決め部２１の基端部の直径より僅かに大きい幅の長穴を断面とする穴であり、この穴の底は位置決め部２１の頂部と高さ方向に係止可能な半球状に形成され、第１の穴部６５ａと同じ深さを有する。
【００３４】
これら第１の穴部６５ａ及び第２の穴部６５ｂがそれぞれに対応する位置決め部２１と係合されることで、作業架台部２の上面に対する作業ユニット６の水平方向の位置決めがされる。具体的には、図１及び図２に示すように、作業ユニット６が作業架台部２の範囲内に位置すると共に、ユニット筐体６１の側方に開いた部分が、装置本体５の内側に向かうように配置される。
【００３５】
第３の穴部６５ｃは、図４（ａ）に示すように、位置決め部２１の基端部の直径より大きい円を断面とする穴であり、この穴の底は位置決め部２１の頂部と高さ方向に係止可能な半球状に形成され、第１の穴部６５ａ及び第２の穴部６５ｂと同じ深さを有する。
この第３の穴部６５ｃと、上記第１の穴部６５ａ及び第２の穴部６５ｂの３つが、それぞれに対応する位置決め部２１と係合されることで、図６に示すように、作業架台部２の上面に対する作業ユニット６の高さ方向の位置決めがされる。ここで、作業架台部２の上面と作業ユニット６との高さ方向の距離Ｈ２（図６参照）が、信号伝達部２２の高さＨ１よりも短くなるように、位置決め部２１の高さ及び被位置決め部６５の深さをそれぞれ予め設定しておく。この場合、信号伝達部２２は、作業ユニット６の底部６１１の底面側と確実に接触した状態になる。
【００３６】
信号端子部６６は、制御部１３からの制御信号をユニット制御部６３に伝達するためのもので、位置決め部２１及び被位置決め部６５により作業架台部２と作業ユニット６との水平方向の位置決めがされたときに、信号伝達部２２である２つの板バネに対向する位置にそれぞれ設けられている。
このため、作業架台部２上に作業ユニット６を、位置決め部２１及び被位置決め部６５が係合されるように載せて、作業架台部２の上面に対して作業ユニット６との位置決めをすることで、信号伝達部２２は、信号端子部６６と電気的に接続される。
【００３７】
作業機構６２は、例えば、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ための機構である。
作業機構６２の一例として、図６に示す切削作業機構６２ａを説明する。
切削作業機構６２ａは、旋盤加工を行うもので、対向するユニット筐体６１の側壁６１２の近傍の底部６１１上にそれぞれ設けられた第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２と、第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２の配置される方向に沿って、第２の挟持部６２２の側面側の底部６１１上に設けられた刃物台部６２３と、を備える。切削作業機構６２ａは、第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２がワークＷの両端を挟持しながら回転し、刃物台部６２３が保持したバイトＢをワークＷに接触させることで、ワークＷを切削加工することができる。
【００３８】
ユニット制御部６３ａは、図示しない配線で切削作業機構６２ａに接続されており、切削作業機構６２ａに適宜制御信号を送出して、切削作業機構６２ａの動作を制御するものである。ユニット制御部６３ａは、信号端子部６６に電気的に接続され、作業架台部２への取り付け時に、信号伝達部２２を介して制御部１３からの制御信号（例えばワークＷの着脱動作や、加工の開始、終了等を制御する制御信号）に基づいて、切削作業機構６２ａの動作を制御する。また、ユニット制御部６３ａは、必要に応じて、例えば作業中、或いは作業終了等の動作状態を信号端子部６６、信号伝達部２２を介して制御部１３に通信する。また、ユニット制御部６３ａは、ユニット筐体６１の底部６１１上において、ユニット筐体６１の側壁６１２に沿った第２の挟持部６２２側の奥隅部に設けられている。
【００３９】
ユニット電源部６４ａは、ユニット筐体６１の底部６１１上において、ユニット筐体６１の側壁６１２に沿った第１の挟持部６２１側の奥部に設けられている。ユニット電源部６４ａは、図示しない配線で作業ユニット６ａ内の切削作業機構６２ａ及びユニット制御部６３ａに接続されており、これらに必要な全電力を供給するものである。
なお、ユニット制御部６３ａ及びユニット電源部６４ａのいずれも設置場所は上記した場所に限られず、作業ユニット６ａの内部であれば構わない。例えば、ユニット制御部６３ａ及びユニット電源部６４ａは、ユニット筐体６１と一体化されるように、ユニット筐体６１の内部に形成しても構わない。
【００４０】
ここで、他の作業機構６２である洗浄作業機構６２ｂを有する作業ユニット６ｂの例について説明する。図７は、作業ユニットの正面図である。洗浄作業機構６２ｂは、超音波洗浄を行うものであり、ユニット筐体６１の底部６１１上に設けられた超音波振動機構６２４と、超音波振動機構６２４上に設けられた液槽６２５とを有する。洗浄作業機構６２ｂは、超音波振動機構６２４が液槽６２５内の洗浄液Ｓを振動させることで、洗浄液Ｓ内に投入されたワークＷを洗浄することができる。
【００４１】
この洗浄作業機構６２ｂは、ユニット制御部６３ｂに接続されている。ユニット制御部６３ｂは、作業ユニット６ａのユニット制御部６３ａと同様に、制御部１３からの制御信号に基づいて、洗浄作業機構６２ｂの動作を制御し、また、必要に応じて、洗浄作業機構６２ｂの動作状態を信号端子部６６、信号伝達部２２を介して制御部１３に通信するものである。
また、洗浄作業機構６２ｂ及びユニット制御部６３ｂは、ユニット電源部６４ｂに接続されており、ユニット電源部６４ｂによって全電力を供給される。
【００４２】
マニピュレータ９は、図１及び図２に示すように、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９１を有する。本実施形態の作業アーム９１の先端には、ワークＷの搬送を行う作業ハンド９２ａが着脱自在に装着されている。また、マニピュレータ９は、作業アーム９１が、全ての作業架台部２に届く長さに形成されている。従って、マニピュレータ９は、作業架台部２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。
また、マニピュレータ９の近傍に配置されたハンドマガジン９３には、複数種類の作業ハンド９２が収容されている。ハンドマガジン９３には、搬送を行う作業ハンド９２ａ以外にも、例えばハンダ付け作業の際に半田鏝を把持するための作業ハンド等が収容されて
おり、これらの作業ハンド９２は、作業アーム９１の先端に取り付けられている作業ハンド９２ａと交換することができる。
【００４３】
カバー１０は、上面にクリーンユニット１１を備えている。クリーンユニット１１は、ワークＷに対する作業中の作業室４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。
【００４４】
本体電源１２は、図３に示すように、電装ユニット１４内に設けられ、昇降機構８、マニピュレータ９及び制御部１３等の装置本体５に設けられている、作業ユニット６以外の機構に給電するものである。
【００４５】
制御部１３は、装置本体５の昇降機構８及びマニピュレータ９等に配線Ｌ等で電気的に接続されており、それぞれの動作を制御するものである。作業架台部２上に取り付けられた各作業ユニット６の作業機構６２が作業を行うための制御信号を生成し、配線Ｌ及び信号伝達部２２を介して各作業ユニット６に送出する。
また、制御部１３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力Ｉ／Ｆ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することができる。制御部１３をコンピュータで構成する場合、コンピュータによって制御用プログラムを実行することで、制御に必要な制御信号の生成及び送出等を行う。
【００４６】
上記のように構成された生産装置１の動作について説明する。
まず、昇降機構８を利用して、外部から作業ユニット６を作業室４内に搬入、或いは作業室４内から外部に搬出する動作について説明する。以下では、作業架台部２ａに、作業ユニット６ａを取り付けて作業室４内に搬入する場合と、取り付けられた作業ユニット６ａを作業室４内から搬出する場合を例に挙げる。
【００４７】
まず、制御部１３は、図５に示すように、昇降部８ｂに、可動床部８ａを、上限位置Ｐ２から下限位置Ｐ１まで下降させる。
次に、ユーザは、開口部７ｇから作業ユニット６ａを挿入し、作業架台部２の位置決め部２１と、作業ユニット６ａの被位置決め部６５とが係合されるように、作業架台部２ａ上に作業ユニット６ａを載せる。これにより、信号伝達部２２と信号端子部６６とが電気的に接続されるので、制御部１３は、信号伝達部２２及び信号端子部６６を介して、ユニット制御部６３ａに電気的に接続される。
【００４８】
作業ユニット６ａが作業架台部２ａ上に載せられた後、制御部１３は、昇降部８ｂに可動床部８ａを上限位置Ｐ２まで上昇させて、作業架台部２ａを隔壁部材７ａの位置まで進出させる。この際、作業ユニット６ａのユニット筐体６１は、平面視で作業架台部２ａの内側に配置されるので、作業ユニット６ａは、隔壁部材７ａに接触して引っかかることなく作業室４内に搬入される。
【００４９】
また、作業室４内に搬入された作業ユニット６ａを搬出する場合は、制御部１３は、可動床部８ａを下限位置Ｐ１まで下降させる。そして、ユーザが開口部７ｇを通過させて作業ユニット６ａを搬出した後、制御部１３は、可動床部８ａを上限位置Ｐ２まで上昇させる。
以上のように、昇降機構８を利用して、作業室４内に作業ユニット６を搬入、或いは作業室４内から搬出することができる。また、同様の方法で、パレットＰの搬入及び搬出をすることができる。
【００５０】
次に、生産装置１を利用して、複数のワークＷに対して作業を行う場合の動作について説明する。なお、作業を行うワークＷは複数に限らず、１つのワークＷに対して作業を行っても構わない。
以下では、図１及び図２に示すように、作業架台部２ａ、２ｂに作業ユニット６ａ、６ｂが取り付けられ、作業架台部２ｅ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、作業架台部２ｆ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に対して、作業ユニット６ａ、６ｂの順番で作業を行うものとする。
【００５１】
まず、制御部１３は、マニピュレータ９に、作業架台部２ｅ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、作業ユニット６ａの切削作業機構６２ａにワークＷを搬送させる。この際、作業ユニット６ａのユニット筐体６１の側方に開いた部分が装置本体５の内側に向かっているので、制御部１３は、マニピュレータ９によってワークＷを切削作業機構６２ａに容易に搬送することができる。
【００５２】
ワークＷを搬送させた後、制御部１３は、配線Ｌ、信号伝達部２２及び信号端子部６６を介して、ユニット制御部６３に対して、切削作業機構６２ａにワークＷを挟持させる制御信号を送出する。この制御信号を受けたユニット制御部６３ａは、マニピュレータ９によって把持されているワークＷの両端を、第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２にそれぞれ挟持させると共に、切削作業機構６２ａの動作状態を制御部１３と通信する。
制御部１３は、ユニット制御部６３ａと通信し、切削作業機構６２ａの動作状態から挟持作業終了を判断し、その後、マニピュレータ９を退避させて、作業ユニット６ａに対して、切削作業機構６２ａにワークＷを切削加工させるように加工開始の制御信号を送出する。ユニット制御部６３は、この制御信号を受け、切削作業機構６２ａにワークＷを切削加工させる。
ワークＷに予定していた切削加工が終了した後、制御部１３は、加工終了の制御信号を送出し、この信号を受けたユニット制御部６３ａは、切削作業機構６２ａにワークＷの切削加工を終了させる。その後、制御部１３は、第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２に把持されているワークＷをマニピュレータ９に把持させ、挟持解除の制御信号をユニット制御部６３ａに送出し、第１の挟持部６２１及び第２の挟持部６２２の挟持解除をさせる。
そして、制御部１３は、マニピュレータ９にワークＷを次の作業ユニット６ｂに搬送させる。
【００５３】
制御部１３は、マニピュレータ９にワークＷを作業ユニット６ｂに搬送させた後、ワークＷを液槽６２５内の洗浄液Ｓ内に投入させる。その後、制御部１３は、ユニット制御部６３ｂに対して、ワークＷを洗浄させるためにワーク洗浄の制御信号を送出する。振動の制御信号を受信したユニット制御部６３ｂは、超音波振動機構６２４により液槽６２５内の洗浄液Ｓを振動させて、ワークＷの超音波洗浄を行う。
ワークＷに予定していた洗浄終了した後、制御部１３は、洗浄終了の制御信号を送出し、ユニット制御部６３ｂを介して、洗浄作業機構６２ｂにワークＷの洗浄を終了させる。その後、制御部１３は、洗浄液Ｓに浸漬しているワークＷをマニピュレータ９に把持させる。
【００５４】
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１３は、マニピュレータ９にワークＷを作業架台部２ｆ上のパレットＰに載置させる。
上述した作業を複数のワークＷ全てに対して生産装置１が行った後、ユーザは、ワークＷを、昇降機構８を利用して作業室４から搬出し、次工程に送る。
【００５５】
この生産装置１によれば、作業ユニット６の作業機構６２は、本体電源１２より給電されるのではなく、作業ユニット６に設けられたユニット電源部６４により給電されるため、作業ユニット６を稼働させるために必要な電源容量の総和が、本体電源１２の電源容量を超えるような場合であっても、本体電源１２の電源容量に制約されることなく、作業ユニット６を自由に組み合わせて用いることができる。つまり、電力消費の大きい作業ユニット６を複数組み合わせて配置することができる。また、作業ユニット６は、作業架台部２に対して着脱可能に設けられているので、作業ユニット６の交換を容易に行うことができる。これらの結果、作業ユニット６の組み合わせを容易に変更することができる。
【００５６】
また、作業ユニット６が作業機構６２に給電するユニット電源部６４を備えているので、制御部１３は、本体電源１２の電源容量によらず、複数の作業ユニット６に並行して作業させることができる。これにより、生産装置１の作業効率を向上させることができる。
【００５７】
また、作業ユニット６の組み合わせを容易に変更することができるので、生産装置１でワークＷに対して行う作業を容易に変更することができ、多様な生産ラインを構成することができる。
また、作業室４内で同種類の作業ユニット６を複数、作業させることもできる。
【００５８】
また、作業ユニット６を装置本体５から取り外した場合であっても、各作業ユニット６はユニット電源部６４を有しているので、それぞれ単独で各作業ユニット６を作動させて、ワークＷに対して作業を行わせることができる。
【００５９】
また、作業ユニット６の作業機構６２は、作業ユニット６に設けられたユニット電源部６４により給電されるので、生産装置１に電力消費の多い作業ユニット６を複数配置する場合であっても、本体電源１２の電源容量は小容量でよい。従って、本体電源１２を小型化することができるので、生産装置１をコンパクトにすることができる。
【００６０】
また、ユニット交換室３と作業室４とが上下に積層配置されているので、生産装置１の設置面積が少なくて済む。これにより、生産装置１を一層コンパクトな装置にすることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
例えば、上記実施形態では、信号伝達部２２は板バネとしたが、これに限らず、縦置きされたコイルバネのように鉛直方向に弾性を有するバネであればよい。また、信号伝達部２２でなく、信号端子部６６がバネであっても構わないし、両者がバネであっても構わない。
また、信号伝達部２２及び信号端子部６６がバネでなくても、両者が電気的に接続されれば制限はない。例えば、信号伝達部２２及び信号端子部６６の一方をオス側コネクタ、他方をメス型コネクタとして雌雄嵌合させて接続しても構わないし、コイル等を用いて被接触状態で電気的に接続しても構わない。
【００６３】
また、上記実施形態では、信号伝達部２２として板バネを２つ利用したが、これに限らない。例えば、３つ以上の板バネを作業架台部２上に設けても構わない。この場合、全ての板バネと、作業ユニット６の信号端子部６６とが接触している必要はなく、制御部１３とユニット制御部６３とが電気的に接続されていればよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、作業架台部２に作業ユニット６を取り付けるために、位置決め部２１及び被位置決め部６５の係合を利用したが、これに限らない。例えば、作業ユニット６と作業架台部２との水平位置のみを位置決めするものであっても構わない。この場合、ユニット筐体６１を突き当てさせる突き当て面を作業架台部２に設けて、突き当て面にユニット筐体６１を突き当てることで位置決めする等をしても構わない。
【００６５】
また、上記実施形態では、生産装置１がユニット交換室３及び作業室４を有するものとしたが、これに限らない。例えば、作業架台部２が固定的に設けられた架台上に、作業ユニット６を取り付けるような生産装置１とする等しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る一実施形態の生産装置を示す模式的な斜視図である
【図２】本発明に係る一実施形態の生産装置を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明に係る一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）は作業架台部及び作業ユニットの配置関係を説明するための模式的な分解斜視図である。図４（ｂ）は信号伝達部の断面図である。
【図５】昇降機構を説明するための模式的な断面図である。
【図６】作業架台部に取り付けられた作業ユニットの模式的な正面図である。
【図７】作業ユニットの正面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  生産装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ  作業架台部
３  ユニット交換室
４  作業室
５  装置本体
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  作業ユニット
７ａ  隔壁部材
７ｇ  開口部
８  昇降機構
Ｗ  ワーク
１０  カバー
１２  本体電源
１３  制御部
２１  位置決め部
２２  信号伝達部
６２、６２ｃ、６２ｄ  作業機構
６２ａ  切削作業機構（作業機構）
６２ｂ  洗浄作業機構（作業機構）
６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ  ユニット電源部
６５  被位置決め部
６６  信号端子部
【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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