JP7312131B2 - 搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、搬送システムに関する。

冷蔵庫等の商品を製造する工場では、複数機種の商品の部品を１つの搬送システムによって搬送して作業していく混流生産と呼ばれる方法をとることがある。異なる機種同士では対応する部品も異なることから、或る部品に対応する別の部品とを適時に作業場所に搬送する必要がある。しかし、或る部品と別の部品それぞれを１か所の作業場所に搬送するに際し、何らかの理由で搬送エラーが生じ、互いに対応しない(非対応の)部品が搬送されそうになることがある。このため、部品の対応関係を照合しながら、極力作業を停止させない処理が求められる。

特許文献１は、複数種類ａ，ｂの小形の部品２４が部品整列トレー２１でまとめられて供給される部品供給部２０、複数種類Ａ，Ｂの製品４２を搬送する製品搬送部４０、部品供給部２０の部品を取り出し順Ａにしたがって製品搬送部４０の製品に供給して組立てる取出ローダ３０を有する（００１６－００１７、図１）。

製品４２の種類がＡからＢに切り替わると、種類ａであって一部の個数の部品２４が残留したトレー２１を一時的に排出して残留トレー２７とする。そして、種類ｂのトレー２１であって残留トレー中の部品２４を、新しいトレーからの取出し順Ａとは逆順で取り出す端数処理モードを実行する（００２５，００２６，００５１）。

特開２０１２－１８８２３１号公報

特許文献１は、比較的小形の部品２４を前提としており、部品２４はローダ３０から取り出されると直接製品４２に組付けられる。このため、種類を照合した部品２４が直ちにローダ３０によって取り出されることを前提としており、この間に別の部品２４が存在することは想定していない。

また、端数処理モードの実行を効果的に行うには、「流動する製品４２は部品整列トレー２１内に配列された部品収容数（Ｎ個）よりも多い数の製品群にて種類を切り替える」という制限が加えられており（００２７）、商品の生産パターン（生産順番）の柔軟性を低下させている。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
第一部品を搬送する第一部品搬送コンベアと、
該第一部品搬送コンベアで搬送された第一部品と第二部品とが組付けられる組付部と、
第二部品を搬送する第二部品搬送コンベアと、
該第二部品搬送コンベアに投入されてから前記組付コンベアに投入されるまでの間に在る第二部品の種類、及び、前記第一部品搬送コンベアで搬送された又は搬送されている第一部品の種類を照合する照合部と、
前記照合部で照合された第二部品が投入され、該照合部及び前記組付部の間に配された組付コンベアと、を有し、
該組付コンベアは、前記組付部において組付作業が行われている間も第二部品を搬送又は留置可能であり、
前記照合部は、前記第一部品搬送コンベアの最下流からＭ番目の第一部品を照合対象とし、
前記Ｍは２以上の値をとり得る搬送システム。

搬送システムの全体図 搬送システムが或る商品パターンに従って投入された第一部品と、第二部品とを組付けていく動作の一例を示す図 照合部の制御フローチャート

［搬送システム概略］
図１は搬送システムの全体図である。搬送システムは、最下流又はこの近傍で第二部品５と組付けられる第一部品２を搬送する第一部品搬送コンベア１、搬送システムで使用するために別のところから準備された第二部品５を載置する第二部品バッファ棚４、例えば第二部品バッファ棚４から移された第二部品５を搬送する第二部品搬送コンベア６、第二部品５を運搬するロボット３，７、第二部品搬送コンベア６で搬送された第二部品５をさらに搬送する組付コンベア８及び抜取コンベア１０、組付コンベア８で搬送された第二部品５と第一部品搬送コンベア１の最下流のブロック１－１３に搬送された第一部品２とを組付ける組付装置９、抜取コンベア１０で搬送された第二部品５を留置する抜取台１１、例えば第二部品バッファ棚４に載置しきれない第二部品５を搬送する払出コンベア１２、払出コンベア１２で搬送された第二部品を一時的に留置する払出台１３、並びに、第一部品搬送コンベア１に投入される又は投入された第一部品２の種類を検知する第一部品種別検知部２０、を有する。

搬送システムで処理される商品、第一部品２、及び第二部品５としては、例えば冷蔵庫、冷蔵庫の外箱、及び外箱に取付けられる真空断熱材を挙げることができる。本実施形態では、このように比較的大形の部品を扱うものであり、各コンベアのブロックには、同時にたかだか１つ又は１つ程度の部品２，５のみが存在し得るものを想定している。

商品ごとに、第一部品２や第二部品５はそれぞれ対応されるべき種類が決まっており、互いに対応する種類の部品２，５を組付装置９又はこの近傍まで搬送して組付けていく。何らかの理由で互いに非対応の部品２，５が組付装置９に搬送されそうになった場合は、これを検知して部品の搬送順番を変更し、非対応関係の解消を試みる。本実施形態では、第二部品５を抜取台１１等に留置するようにすることで、非対応関係を解消する。

［各構成の説明］
第一部品搬送コンベア１は、事前に構築された商品の生産パターン（生産順番）に従って投入されていく複数種類の第一部品２を順次搬送する。第一部品搬送コンベア１は、複数のブロック、本実施形態では１３個のブロック１－１～１－１３を有する。投入された第一部品２は、数字の小さいブロックから大きいブロックに向けて順次搬送される。第一部品搬送コンベア１は、投入された又は投入される第一部品２の種類を検知する第一部品種別検知部２０（不図示）を例えば最上流のブロック１－１又はこの近傍（ブロック１－１より上流又は近傍のブロック１－２等）に備えている。

組付装置９は、後述する照合部によって対応関係が照合された第一部品２と第二部品５とが組付けられる。組付けられた部品２，５は不図示の後工程に進む。本実施形態では、第一部品搬送コンベア１の最下流のブロック１－１３に到達した第一部品２及び組付コンベア８の最下流の第二部品５が組付けられる。ブロック１－１３から組付装置９の作業領域(不図示)に第一部品２を移動してもよいし、ブロック１－１３を組付装置９の作業領域としてもよい。

第二部品バッファ棚４は、第一部品搬送コンベア１に投入され得る第一部品２に対応する複数種類の第二部品５を、好ましくは整理して載置しておくことができる棚である。

第二部品投入ロボット３は、第一部品種別検知部２０の出力信号を受信することができ、出力信号に対応する第二部品５を第二部品バッファ棚４から第二部品搬送コンベア６へ移送する。その他、棚４の第二部品５を払出コンベア１２に投入したり、抜取台１１又は払出台１３の第二部品５を抜取コンベア１０若しくは第二部品搬送コンベア６、又は棚４に投入したりできる。

第二部品搬送コンベア６は、ブロック６－１から例えば６－１０までの、例えば１０個のブロックで構成されている。数字の小さいブロックから大きいブロックに向けて順次第二部品５を搬送する。

照合部としても機能する第二部品取出ロボット７は、例えば最下流のブロック６－１０に到着した第二部品５の種類と第一部品搬送コンベア１の所定のブロック上の第一部品２の種類とを照合する。両者の種類が対応すれば、照合した第二部品５を組付コンベア８に投入し、組付装置９に向けて搬送させる。

第二部品取出ロボット７は、両者の種類が対応しなければ、照合した第二部品５を抜取コンベア１０に投入し、抜取台１１に向けて搬送させる。抜取台１１は、棚４のように第二部品５の種類ごとに留置すべき領域が定まっていることが好ましい。こうすることで、抜取台１１における第二部品５がどのくらいの時間留置され続けているかなどの管理が容易となり、第二部品５の品質管理上の使用期限を管理しやすい。

本実施形態では、払出台１３を抜取台１１とは別に設けている。このため、例えば、比較的新しく棚４と同程度の使用期限が残っている第二部品５が留置される払出台１３と、搬送システムの照合エラー時に留置され必要に応じて再び搬送システムに復帰する抜取台１１と、という風な使い分けもし得る。

［搬送システムの具体動作例］
（部品の投入）
図２は、搬送システムが或る商品パターンに従って投入された第一部品２と、第二部品５とを組付けていく動作の一例を示す図である。ここでは、製造されるべき商品がＡ～Ｅの５種類であるとする。また、対応の便利のため、商品Ａ～Ｅに対応する部品２，５の種類をそれぞれＡ～Ｅとする。

現在、商品生産パターンに従って投入され終えた第一部品２の種類がＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｄ、Ｃ、Ｅ、Ｄ、Ｂであるとする。図２中、第一部品搬送コンベア１の最下流から上流に向けて第一部品２の種類を確認すると、このパターンで第一部品２が流れていることが示されている。第一部品２は、例示しているようにすべてのブロックに投入されるとは限らず、図２では、ブロック１－２，１－５，１－９は非投入ブロックである。なお、図２に示すように、各コンベア１，６，８，１０、棚４，１１，１３、及び組付装置９のレイアウトの一部又は全部、及び、搬送システム中の各部品２，５の種類の一部又は全部を表示画面に表示する表示部を備えていてもよい。このうち、各部品２，５の種類については、照合部７で照合する前の段階では例えば誤りを含んでいる可能性があるため、照合を終えた部品２，５のみを表示するようにしてもよい。

以下、この例における生産の流れを順に示すことで搬送システムの動作を説明する。まず、第一部品搬送コンベア１に上記のパターン順に第一部品２が投入される。第一部品種別検知部２０は、この例ではブロック１－３に設けられており、投入された第一部品２の種類に応じた投入信号”Ｂ”を出力する。

第二部品投入ロボット３は、第一部品２の種類”Ｂ”に対応する第二部品５を第二部品バッファ棚４から取得する。第二部品バッファ棚４には、第二部品５の種類ごとに整理されて第二部品５が載置されている。対応する第二部品５の種類”Ｂ”を取得した第二部品投入ロボット３は、取得した第二部品５を第二部品搬送コンベア６へ投入する。

搬送システム全体を管理する管理装置（不図示）は、各部品２，５の位置や種類を監視、記憶しており、第二部品５の種類”Ｂ”を示すデータは、バッファ棚４からロボット３へ、ロボット３から搬送コンベア６へ移り、以後、ブロック６－１から６－２へ、６－２から６－３へ、という流れで遷移し、最下流のブロック６－１０へ移動していく。ブロック６－１０に到達した第二部品５は、第二部品取出ロボット７によって正常に搬送されているかが照合される。

なお、本実施形態では、これら棚４、ロボット３、コンベア６の各ブロック６－１～６－１０はそれぞれ、第二部品５の供給や払出を検知するセンサ(不図示)を有している。供給を検知した場合、供給元（払出の主体）が記憶する第二部品５のデータをコピーし、供給元は払い出した第二部品５の種類データを削除することで、順次種類データを下流に転送していっている。例えばブロック１－３からブロック１－４に部品が供給されると、払出の主体であるブロック１－３のデータがブロック１－４にコピーされるとともにブロック１－３のデータが削除される。

（部品の対応関係の照合）
図３は、第二部品取出ロボット７の照合部としての制御フローチャートである。第二部品取出ロボット７は、ブロック６－１０に到達した第二部品５の種類が、照合対象の第一部品２の種類に対応するかを照合する機能を備える。

照合部としても機能する第二部品取出ロボット７は、ブロック６－１０に第二部品５が到達すると、照合対象となる第一部品２を算出する照合対象算出状態となる（ステップＳ１０１）。照合対象は、第一部品搬送コンベア１の最下流のブロック１－１３又はここからいくつか上流のブロックである。例えば本実施形態では、３つのブロック１-１３、１-１２、１-１１の中から、移送実績値を用いて選択される（ステップＳ１０２）。

移送実績値とは、第二部品取出ロボット７が照合し終えて組付コンベア８側に移送され、かつ組付装置９による処理が完了していない第二部品５の個数である。例えば移送実績値が”０”の場合、ロボット７より下流であってブロック１－１３上の第一部品２に組付られる前の第二部品５が０個であることを指す。搬送システムの駆動初期状態では、移送実績値は”０”にされる。移送実績値が”Ｍ”の場合、最下流のブロック１－１３から順に上流に辿っていき、Ｍ個目に検知された第一部品２が照合対象として選択される。各ブロックには上述のセンサが設けられるとともに搬送システム全体を管理する管理装置があることから、最下流のブロック１－１３からそれぞれ、第一部品２の有無を検知できる。

より具体的に本実施形態では、移送実績値が”０”の場合、第一部品搬送コンベア１の最下流ブロック１－１３が暫定の照合対象として選択される（ステップＳ１０２，移送実績＝０）。ブロック１－１３に第一部品２が到達している（ステップＳ１０３,Ｙｅｓ）ならば、ブロック１－１３の第一部品２とブロック６－１０の第二部品５との種類を照合する。ブロック１－１３に第一部品２のデータがまだ無ければ（ステップＳ１０３,Ｎｏ）、続いて１つ上流のブロック１－１２のデータ有無を確認する。未だデータ無（ステップＳ１０４,Ｎｏ）ならば、さらに１つ上流のブロック１－１１を確認する。それでもデータ無（ステップＳ１０５,Ｎｏ）ならば、ロボット７は照合準備状態を維持して、第一部品２がブロック１－１１に搬送されるのを待つ。さらに上流に辿って行って、データ有を検知するまで続けてもよい。

通常、ロボット７より下流でブロック１－１３までの領域において部品を留置しておける個数には最大値がある（例えば組付装置９の作業領域、組付コンベア８、ロボット７の領域に留置しておける個数の合計。）である。よって、移送実績値がこの最大値になっている間は、組付コンベア８に第二部品５を投入できないと検知できることから、照合は行わず算出状態を維持するか、照合後の組付けコンベア８への投入処理を行わないようにし得る。

このように、照合後組付作業前の第二部品５が組付コンベア８や組付装置９の作業領域に存在して待機し得るため、第一部品搬送コンベア１の最下流側に在る第一部品２以外の第一部品２をも照合対象に選択し得るようにしている。これにより、組付作業の直前よりも事前に照合作業等を行っておけるため、作業の余裕を確保しやすい。なお、組付コンベア８は、電動式のベルトやローラでもよいし、単に第二部品５を留置しておく床面又は手動で第二部品を動かす、摩擦係数を下げるベルトやローラの床面でもよい。

さて、第一部品２のデータが有となるブロックとして、ここではブロック１－１２を検知したとする（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）。次に搬送システムは、ブロック１－１２及びブロック６－１０の部品２，５の種類を照合し、結果が対応関係にある（ステップＳ１０６,Ｙｅｓ）ならば、ロボット７は第二部品５を組付コンベア８に移送する。また、移送実績値をインクリメントする（ステップＳ１０７）。

一方、非対応関係にある（ステップＳ１０６,Ｎｏ）ならば、第二部品取出ロボット７は、第二部品５を抜取コンベア１０に移送する（ステップＳ１０９）。抜取コンベア１０は、組付コンベア８とは異なる方向、例えば反対方向を搬送方向としており、排出された第二部品５は、抜取台１１に留置される。
対応有と照合された第二部品５は、対応する第一部品２に組み付けられる。
また、組付装置９において対応する部品２，５の組付が完了して組付済の物品が後工程に進むと、移送実績値はデクリメントされる（ステップＳ１０８）。

抜取台１１に留置された第二部品５は、その後、何らかの理由で第二部品バッファ棚４または第二部品搬送コンベア６において、第一部品種別検知部２０の出力する第一部品２に対応する第二部品５が在庫切れであった場合とか、留置後に行った別の照合結果が非対応であるものの、現在抜取台１１に留置されている第二部品５には対応するといった場合に用いることができる。そのような事態が生じたら、第二部品取出ロボット７の動作を一時停止させ、抜取台１１に載置された部品を組付コンベア８に投入して補うことができる。この場合の処理が便利なように、本実施形態の抜取コンベア１０は組付コンベア８と機械的に接続している。抜取コンベア１０のブロックのうち抜取台１１から最も遠いブロックは、組付コンベア８の最上流のブロックに隣接している。このため、抜取コンベア１０の搬送方向を組付コンベア８と同じ方向にすることで、補われるべき第二部品５を組付装置９へ効果的に供給することができる。

また、第二部品バッファ棚４における第二部品５の載置可能数が上限に達し、且つ、第二部品搬送コンベア６から組付装置９に、これ以上第二部品５を新たに供給できないような場合において、第二部品投入ロボット３は、第二部品５を払出コンベア１２に移送する機能を備えている。ロボット３は、例えば棚４の第二部品５を払出台１３に留置する。これによって第二部品バッファ棚４より前工程の生産詰まりを抑制する。払出台１３に載置された第二部品５は、必要に応じて抜取台１１に移動したり、非対応が生じた場合にコンベア８，１０に投入したり、再び第二部品バッファ棚４に空き領域が生じれば戻すこともできる。抜取台１１も同様に、過剰分を第二部品バッファ棚４に戻すことができる。

１ 第一部品搬送コンベア
１－１～１－１３ 第一部品搬送コンベアのブロック
２ 第一部品
３ 第二部品投入ロボット
４ 第二部品バッファ棚
５ 第二部品
６ 第二部品搬送コンベア
７ 第二部品取出ロボット（照合部）
８ 組付コンベア
９ 組付装置
１０ 抜取コンベア
１１ 抜取台
１２ 払出コンベア
１３ 払出台
２０ 第一部品種別検知部

Claims (4)

1. 第一部品を搬送する第一部品搬送コンベアと、
   該第一部品搬送コンベアで搬送された第一部品と第二部品とが組付けられる組付部と、
   第二部品を搬送する第二部品搬送コンベアと、
   該第二部品搬送コンベアで搬送された第二部品をさらに搬送する組付コンベアと、
   前記第二部品搬送コンベアに投入されてから前記組付コンベアに投入されるまでの間に在る第二部品の種類、及び、前記第一部品搬送コンベアで搬送された又は搬送されている第一部品の種類を照合する照合部と、を有し、
   前記組付コンベアは、前記照合部で照合された第二部品が投入され、該照合部及び前記組付部の間に配され、前記組付部において組付作業が行われている間も第二部品を搬送又は留置可能であり、
   前記照合部は、前記第一部品搬送コンベアの最下流からＭ番目の第一部品を照合対象とし、
   前記Ｍは２以上の値をとり得、
   前記照合された前記第一部品の種類及び前記第二部品の種類が対応する場合は、該第二部品を前記組付部に向かわせ、
   前記照合された前記第一部品の種類及び前記第二部品の種類が非対応の場合は、該第二部品を抜取台に向かわせ、
   前記照合された前記第一部品の種類及び前記第二部品の種類が非対応の場合、前記抜取台に留置されている第二部品の中に該第一部品の種類に対応するものがあるとき、該留置されている第二部品を前記組付部に向かわせる抜取コンベアを有する搬送システム。
2. 前記照合部が照合し終えた第二部品の種類を含む情報を表示する表示部を有する請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記照合部が行う照合は、該照合部より下流かつ前記組付部での組付作業が完了する前の第二部品の個数をＭとするとき、前記第一部品搬送コンベアの最下流から数えてＭ番目の第一部品を照合対象とする請求項２に記載の搬送システム。
4. 前記抜取コンベアは、前記照合部と前記抜取台との間の経路上に設けられ、搬送方向を切替可能であって、一端のブロックが前記組付コンベアの最上流のブロックに隣接している請求項１乃至３何れか一項に記載の搬送システム。

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