专利名称：使用转台的生产系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用一个转台的生产系统。
流动生产系统通常用于工厂中产品的大批量生产。所述生产过程被分成多个步骤并且不同的工人(或工作设备)负责该系统中的每一个步骤。这样的生产系统的一个常规示例是一种线式生产系统。
图18示出了现有技术中的线式生产系统。在图18(a)中所示的生产系统中，三个工人分别负责在生产流水线中的三个不同步骤。第一个工人A在所述生产系统中执行一个步骤A。下一个工人B针对在步骤A后所形成的组件执行一个步骤B。最后一个工人C针对在步骤B后所形成的组件执行一个步骤C以完成最终的产品。输送装置(诸如一个输送带)用于将所形成的组件输送到下一个步骤。在所述生产系统中，每一个工人重复地从所述输送带拾取需要加工的零件，执行所需的操作，并且将所形成的组件放回到所述输送带上。
提高产品的产量需要增加工人的数量。在所述线式生产系统中，通常通过将所述生产过程细分成较多的步骤来提高工人的数量。例如，在图18(b)所示的情况下，图18(a)中所示的生产线被细分为六个步骤A1、A2、B1、B2、C1和C2，这些步骤分别被分配给六个工人A1、A2、B1、B2、C1和C2。工作的细分缩短了每一个工人在每一个步骤中的操作时间。这自然增大了每一个工人在单位时间内的操作频率，从而提高产量。但是，缩短每一个工人的操作时间会提高输入输出时间相对于每一个工人的总工作时间的占用率。这里，所述输入输出时间包括当每一个工人从所述输送带拾取所述被输送的零件时的时间段以及当每一个工人将所生产的组件放回到所述输送带上时的时间段。因此，所述流水线的过度细分会降低生产率。在所述线式生产系统中，输送距离过长将加宽由每一个工人所占据的区域。
为了提高生产率，需要在不增大零件和所形成的组件的输入输出时间相对于所述总工作时间的占用率的情况下提高生产线的数量。多个生产线需要附加的空间和较大型的输送设备。工人之间在操作时间方面的差异以及生产线的部分步骤中出现故障会另人不希望地降低总生产率。即，在一个上游步骤中的操作延迟使在整个下游步骤中的操作落后于生产进度。
为了至少部分地解决上述目的和其它目的，本发明采用下列布置形式。
因此，本发明提供一种生产系统，多个工人在所述生产系统中制作一种预定产品。所述生产系统包括一个转台，所述转台具有一个顶表面，所述顶表面被分成多个与工人数量相等的安装区域；多个设置在所述转台周围的工作区域，所述工人在所述工作区域中进行相同的工作；以及一个拾取区域，加工完成并被放回到所述转台的组件在所述拾取区域被拾取。
在本发明的生产系统中，所述具有分配给各个工人的分区的转台连续转动。各个工人将所生产的组件放回到所述转台、输送到所述拾取区域以及在所述拾取区域中将其拾取。可利用一个工人或一台设备完成所生产的组件的拾取。
在所述生产系统中，每一个工人可在进行操作的同时检查所述转台的转动情况以作为一种指示。这种布置形式能够使每一个工人根据所述指示保持所需的工作速度。所述“分区”可以不是特别明显的但是作为所述指示应该能被每一个工人识别。在这里，所述“工作”或“操作”包括零件组装、制造和检验以及组件或产品的生产和检验。
位于所述转台周围的多个工人进行相同的工作。当每一个工人之间在工作速度方面存在差异时这能够提供相互协助。例如，在四个工人被安排在一个转台处并且其中一个的工作速度较慢时，相邻的工人可帮助工作速度较慢的工人。即使当一个工人的操作落后于生产进度时，其余三个工人的工作也能确保以预定的时间间隔使所生产的组件流动。因此，这种布置形式能够降低对下游过程的不利影响。
各个工人利用一系列需要一个特定时段的操作进行并行生产。与所述现有技术中所涉及的线式生产系统相比，这种布置形式能够大大地降低所述零件和所生产组件的输入输出的占用率，从而提高所述生产率。
与所述现有技术中所涉及的线式生产系统相比，本发明所涉及的生产系统能够设计一种比较简单的生产线和低成本设备。这还能够减小该设备所需的空间。本发明的生产系统不需要现有技术线式生产系统中所需的大型输送设备，从而有助于工厂布置的改进。
根据本发明的一个优选实施例，所述生产系统还包括数量小于工人数量的供给区域，需要加工的主要物体在所述供给区域被供给到各个工人。
这里，所述“需要加工的主要物体”包括在多个工人分开堆放的情况下占据了大量空间的尺寸较大的物体，以及对总库存控制要求很高的物体。上述应用的生产系统例如能够从一个供给区域将尺寸较大的物体供给所述多个工人。各个工人无需独立地具有尺寸较大的物体堆。这能够大大地降低生产线的总空间并减缓将所述尺寸较大的物体分配给各个工人的负担。这种布置形式还能够使所述需要加工的物体得到总库存控制，从而减缓了所述库存控制的负担。
根据本发明的一个实施例，所述生产系统还包括一个设置在所述供给区域附近的制造区域，所述需要被供给到所述供给区域的物体在所述制造区域被预先制造。
例如，零件的生产和制造以及最终产品的组装可在同一工厂中进行。在这样的情况下，使各个操作需要在完全不同、分开的地点中进行的布置形式通常导致零件的过度堆放并增加库存控制的压力。所制造的零件可能是大体积的和容易受损的。因此，难以从所述零件制造区域输送到转台的供给区域。但是，本实施例的生产系统能够使所述零件在转台附近被制造并且直接供给到所述供给区域。这种布置形式有效地减缓了输送所述零件的负担。
在本发明的生产系统中，最好所述转台以一个特定的转速转动以使所述多个安装区域以1分钟至3分钟的时间间隔面对分别与所述安装区域相对应的多个所述工作区域。
本发明的发明人已经发现，将每一个工人进行的一系列操作的时段设定为1分钟至3分钟(最好为约2分钟)能够确保长时间保持高质量的操作。操作时间太短会提高每一个工人的输入输出时间的占用率，从而降低生产率。另一方面，操作时间过长会延长培训每一个工人所需的时间并导致工人之间在操作时间方面的很大差异，从而在降低输入输出时间的占用率的同时不能确保顺畅地生产。在上述生产系统的布置形式中，每一个工人以1分钟至3分钟的时间间隔重复进行一系列操作。这能够提高生产率。这里，“特定的转速转动以使所述多个安装区域以1分钟至3分钟的时间间隔面对分别与所述安装区域相对应的多个所述工作区域”这种表达方式不限于所述转台每1至3分钟转一圈的速度，例如可为每1至3分钟转两圈的速度。
所述流水生产线通常用于产品组装过程。
在本发明的所述生产系统中，可在所述工作区域中对预定产品的质量进行检验。
本发明的生产系统用于产品的质量进行检验能够大大地提高生产率。例如，在产品质量检验中，需要对不符合预定标准的产品进行精细调节，通常工人之间在操作时间方面操作差异。本发明的生产系统用于质量检验可有效地缓解这种差异。
本发明还涉及另一种通过多个不同步骤生产一种预定产品的生产系统。所述生产系统包括多个转台，所设置的多个转台对应于所述不同的步骤，每一个所述转台具有一个顶表面，所述顶表面被分成预定数量的特别适用于每一个步骤的安装区域，所述每一个转台具有预定数量的设置在所述转台周围的工作区域，预定数量的工人在所述工作区域中进行相同的工作；以及一个设置在相邻转台之间的输送区域，一个工人在所述输送区域中从位于上游侧的一个转台拾取所产生的组件并且将其作为需要加工的物体供给到位于下游侧的另一个转台。这种布置方式与一个生产线的结构是相应的并包括多个转台。
这种布置方式能够提高用于完成最终产品的生产过程所有步骤的总生产率。“所设置的多个转台对应于所述不同的步骤”这种表达方式并不是说应该在所述产品的生产过程中为各个步骤提供分开的转台，而是说可根据需要设置多个转台。
根据本发明的一个优选实施例，所述生产系统还包括一个用于调节各个转台的转速的控制单元以便在各个步骤中使所生产的组件的拾取时间基本同步。
当所生产的组件的拾取时间没有在相应的步骤中同步时，一些没有完成的组件会留在所述生产线的一些部位中。本发明的生产系统在这样的情况不能被充分利用。上述应用方法的生产系统能够保证在所述多个转台之间的顺畅操作，从而提高所述生产率。
所述控制单元可仅包括一个能够控制所述多个转台的转速的控制器，或包括多个为单个转台设置并可独立地控制所述每一个转台的转速的控制器。
在本发明的所述生产系统中，最好，所述各个转台的转速满足这样一个关系，即，当m个工人处于位于上游侧的一个转台周围(其中，m是不小于2的整数)，n个工人处于位于下游侧的另一个转台周围(其中，n是不小于2的整数)时，位于所述下游侧的转台的转速是位于所述上游侧的转台的转速的s·m/n倍(其中，s是一个自然数)。
以这种方式设定所述转台的转速使其有效地与在被所述输送区域延迟的相邻步骤中所生产组件的拾取时间同步。
本发明的原理不限于用于生产系统，也可利用在所述生产系统中所用的一个转台来获得。
因此，本发明提供一种转台，所述转台具有多个围绕所述转台设置的工作区域，多个工人在所述工作区域中进行操作。所述转台包括一个顶板，所述顶板具有多个安装区域，所述多个安装区域对应于所述多个工作区域在周向上以相等的间隔排列；以及一个用于使所述顶板以预定的速度转动的转动机构。
本发明的转台能够使每一个工人根据具有分区以作为一种指示的转台转动以保持一个预定的工作速度。
根据本发明的转台的一个优选实施例，所述多个安装区域包括多个不同的类型，每一种类型的安装区域对应于所述工作区域在周向上以相等的间隔排列。
这使需要加工的物体和所生产的组件在所述转台上顺序排列。这样，每一个工人可准确地识别分配给该工人的物体。
在上述应用的转台中，至少两个不同类型的安装区域在周向上相互偏离。
例如，假设在将一个第一零件连接到一个部件上后连接一个第二零件。在这种情况下，能有效地在连接所述第二零件之前将所述第二零件供给到所述工作区域。在所述第一零件的连接过程中，所述第二零件存在于所述工作区域中可能会影响所述第一零件的连接。
工人能够在不同的时间内接近两个在周向上相互偏离的不同类型的安装区域。因此，这种布置方式的转台能够在不同时间内为每一个工人提供一个第一物体和一个第二物体。即，所述工人在适于每一个操作的时间内接收输送至相应工作区域的第一物体和第二物体。这种布置方式还能够使每一个工人在预定的时间间隔内检查所输送的物体的同时适当地调节所述操作时间。
在本发明的转台中，利用颜色将所述多个安装区域分开。
这种方式能够提高安装区域的视觉识别性，从而能够使每一个工人容易地识别分配给所述工人的物体以及工作的节拍时间。
本发明的转台没有对形状进行特别的限制，所述顶板可为圆形。
圆形顶板有助于物体在所述供给区域中的供给、每个工人对在所述工作区域中所述物体和所生产的组件的输入和输出、以及在所述拾取区域中对所生产组件的拾取。
根据本发明的另一个优选实施例，所述转台还包括一个位于所述工作区域中的工作台并且其高度与所述顶板相同。
这种布置方式有助于每一个工人接收所述物体和放置所生产的组件。
根据本发明的另一个实施例，所述具有一个周向延伸部分的顶板被所述转动机构支承，所述转台还包括一个位于在所述工作区域中的工作台，其高度低于所述顶板的高度以在所述周向延伸部分和所述工作台之间限定一个空间。
在这种布置方式中，尺寸较小的零件和工具可被放置在由所述转台的转动平面和所述工作台所限定的空间中。这能够提高空间的利用率。
本发明还涉及一种生产方法，多个工人根据所述方法可制作一种预定的产品，其中，所述多个工人处于一个转台周围且随着所述转台的转动同步进行相同的工作，所述转台用作需要加工的物体的输送装置并且以一个预定的速度转动。
这种布置方式能够提高一个主要是以人为操作的生产线中的生产率。
图5是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置以及工人PU对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置；图6示出了转台100的改进示例；图7示出了用于第二实施例的一个生产系统中的转台100的分区；图8A至图8H示出了一种利用如图7中所示的转台100制作部件或组件的方法；图9是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置、工人PU1进行提供所述尺寸较大的零件操作的时间设置以及工人PU2对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置；图10示出了所述转台100分区的一个改进形式；图11示出了所述转台100的分区的另一个示例；图12A至图12H示出了一种利用如图11中所示的转台100制作部件或组件的方法；图13是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置、工人PU1进行提供所述尺寸较大的零件操作的时间设置以及工人PU2对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置；图14示出了所述转台100分区的另一个改进形式；图15示出了本发明的第三实施例中的一种生产系统的布置形式；图16示出了本发明的第四实施例中的一种生产系统的布置形式；图17示出了本发明的第五实施例中的一种生产系统的布置形式。
图18示出了现有技术中的线式生产系统。
A.第一实施例的生产系统图1示出了本发明第一实施例所涉及的一个生产系统的布置形式。所述生产系统具有一个转台100和一个工作台200，所述转台100具有一个用于输送需要进行组装的尺寸较大的主要零件以及组装完的部件或组件的圆形顶板，所述工作台200包括工作区域200a、200b、200c和200d，四个工人A、B、C和D分别进行组装工作。所述四个工人A、B、C和D处于所述转台100的周围。一个工人PU处于工人B和C之间以在完成组装工作后从所述转台100上拾取组装完的部件或组件。一些需要组装的部件堆放在所述四个工人A、B、C和D周围。
所述转台100被分成四个安装区域100a、100b、100c和100d，它们分别对应于所述工作区域200a、200b、200c和200d。后面将对所述分区进行描述。
图2示意性地示出了从侧面所看到的转台100和工作台200。所述转台100高于所述工作台200并且在转台100和工作台200之间限定了一个空间120。用于进行组装工作的工具以及在组装工作中所需的尺寸较小的零件(诸如螺钉)放置在所述空间120中。
利用一个转动机构使所述转台100以一个恒定的速度顺时针转动，所述转动机构包括一个转动轴150、一个马达300和齿轮(未示出)。可利用一个控制单元400对所述转台100的转动速度进行任意调节。所述转台100可进行逆时针转动。
图3示出了所述转台100的分区情况。沿着周边将所述转台100分成四个安装区域100a、100b、100c和100d，它们分别对应于所述工作台200的工作区域200a、200b、200c和200d，并且这些区域都是按照顺时针方向顺序设置的。通过在所述转台100的表面上粘贴四种颜色不同的色带(红色、黄色、蓝色和白色)使这些安装区域100a至100d相互之间被分隔开。所述工人A、B、C和D分别处于预先已经利用红色、黄色、蓝色和白色四种不同的颜色相互分隔开的所述安装区域100a至100d。通知每一个工人A、B、C和D应负责的安装区域的指定颜色。当所述转台100转动时，每一个工人一眼即可识别被分配的由指定颜色所限定的安装区域以从该区域拿起需要组装的零件以及将组装完的部件或组件放置到该区域上。所述工人可根据用作指示的颜色在感官上调节和保持工作速度。B.在第一实施例中的制作方法在所述第一实施例的生产系统中，四个工人A、B、C和D并行地进行相同的组装工作。在组装工作完成后所述工人PU拾取组装完的部件或组件。每一个工人A、B、C和D进行组装工作所需的生产节拍时间设定为2分钟。利用所述转动机构使所述转台100以一个特定的速度进行转动以便能够获得2分钟的转动周期，所述转动周期与所述生产节拍时间相同。所述生产节拍时间设定为2分钟，这是因为将一些操作集中重复在一起能够使每一个工人长时间保持质量较高的工作。生产节拍时间太长或太短都会降低生产率。
所述工人A在2分钟的时间内在所述工作区域200a处组装预定的零件并且将组装完的部件或组件放在所述转台100的安装区域100a上，所述转台也在2分钟内转一圈。所述工人B、C和D进行类似的操作。
图4A至图4D示出了在所述第一实施例中的一种制作部件或组件的方法。所述转台100上的“实心的圆”表示组装完的部件或组件。图5是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置以及工人PU对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置。
在时刻t1，工人A、B、C和D分别将组装完的部件或组件放在所处的安装区域100a至100d上(见图4A)。每一个工人接着开始进行组装工作的下一个周期。随着所述转台100转动，在一个拾取区域中的工人PU在处于时刻t1和t2之间的时刻t1′拾取所述安装区域100b中的一个组装完的部件或组件，在处于时刻t2和t3之间的时刻t2′拾取所述安装区域100a中的一个组装完的部件或组件，在处于时刻t3和t4之间的时刻t3′拾取所述安装区域100d中的一个组装完的部件或组件，以及在处于时刻t4和t1之间的时刻t4′拾取所述安装区域100c中的一个组装完的部件或组件(见图4B至图4D以及图5)。每一个工人重复这一系列操作以制作所述部件或组件。
工人A、B、C和D之间在工作速度方面可以是有差异的。当所述安装区域100a至100d面对相应的工作区域200a至200d时，每一个工人A至D可以在时刻t4′和t1′之间的时段内将所述组装完的部件或组件放在预定的安装区域100a至100d上。
从图5中可以清楚地看出，工人A、B、C和D以近似相等的时间并行地进行相同的操作。以基本不变的时间间隔拾取所述组装完的部件或组件。
在所述第一实施例中，处于所述转台100周围的多个工人进行相同的工作。当每一个工人之间在工作速度方面存在差异时，这能够提供相互协助。例如，在工人A的工作速度较低时，工人D或工人B可协助工作速度较慢的工人A。即使当工人A的操作落在预期的输入输出时间后时，工人PU也可根据生产进度拾取工人B、C和D所组装好的部件或组件。因此，这种布置方式能够降低对下游工序所造成的不利影响。
工人A、B、C和D并行地进行相同的工作，以便将每一个工人的生产节拍时间设定为较长的2分钟。与现有技术中所涉及的线式生产系统相比，这种布置方式能够大大地降低零件和组装完的部件或组件的输入输出时间的占用率。这能够有效地提高生产率。工人A、B、C和D可在时刻t4′和t1′之间的时段内完成所述组装工作。即使每一个工人之间在工作速度方面存在差异，这种布置方式也能使工人PU以固定的时间间隔拾取所述组装完的部件或组件。因此，这种差异不会对生产率造成特别的影响。C.转台的改进示例图6示出了转台100的改进示例。所述转台100是利用所述转动机构进行转动的并且如图2中所示，其转动速度是可被控制的。在图2中所示的实施例中，所述转台100的位置高于所述工作台200。如图6中所示，所述转台100或者也可与工作台200一样高。所述转台100和工作台200之间没有高度差能够使零件和组装完的部件或组件以平滑的形式在所述转台100和工作台200之间输入输出。
如图6中所示，可在所述转台100的周围设置一种沟槽状托架，所述托架随着转台100一起转动。这种结构可以有效地防止圆形的零件从所述转台100上滚落。D.第二实施例的生产系统图7示出了用于第二实施例的一个生产系统中的转台100的分区。尽管在图3中所示的实施例中所述转台100被分成四个安装区域，但是在本实施例中所述转台100被分成八个安装区域。在图7中所示的实施例中，所述转台100沿着圆周被分成八个相等的区域。所述八个安装区域101a、101a′、101b、101b′、101c、101c′、101d和101d′是按照顺时针方向的顺序排列的。所述安装区域101a和101a′被红色色带界定，所述安装区域101b和101b′被黄色色带界定，所述安装区域101c和101c′被蓝色色带界定，以及所述安装区域101d和101d′被白色色带界定。
在所述第二实施例中，四个进行组装工作的工人A、B、C和D处于与所述第一实施例中相同的位置处。一个工人PU1处于工人A和D之间，而另一个工人PU2处于工人B和C之间。工人PU1将需要组装的尺寸较大的主要零件放在所述转台100的安装区域101a、101b、101c和101d上，从而可为工人A、B、C和D提供尺寸较大的零件。所述工人A、B、C和D将由所述转台100输送的尺寸较大的主要零件从相应的安装区域中取下并且在完成组装工作后将组装完的部件或组件放回到所述安装区域101a′、101b′、101c′、和101d′上。工人PU2拾取由所述转台100输送的所述组装完的部件或组件。
图8A至图8H示出了一种利用如图7中所示的转台100制作部件或组件的方法。在所述转台100上的“实心的圆”表示组装完的部件或组件，而“空心的方块”表示需要组装的尺寸较大的零件。阴影区域表示分配给工人A的安装区域101a和101a′。图9是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置、工人PU1提供所述尺寸较大的零件的时间设置以及工人PU2对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置。
这里特别指出工人A。在时刻t0，工人A将一个组装完的部件或组件放在对应的安装区域101a上并且将一个需要组装的尺寸较大的零件从所述安装区域101a′上取下(见图8H)。接着，工人A进行组装工作。所述转台100顺时针转动。在时刻t3和t4之间的时刻t3′，工人PU2从所述安装区域101a上拾取组装完的部件或组件(见图8C和8D)。在时刻t6和t7之间的时刻t6′，工人PU1接着将另一个需要组装的尺寸较大的零件供给到所述安装区域101a′(见图8F和8G)。工人B、C和D进行与工人A类似的操作。
工人A、B、C和D之间在工作速度方面可以是有差异的。当所述安装区域101a至101d面对相应的工作区域200a至200d时，每一个工人A至D可以在时刻t7′和t1′之间的时段内将所述组装完的部件或组件放在预定的安装区域101a至101d上。当所述安装区域101a′至101 d′面对相应的工作区域200a至200d时，工人A至D还可以在时刻t6′和t8′之间的时段内将所述尺寸较大的零件从预定的安装区域101a′至101d′上取下。
图10示出了所述转台100分区的一个改进形式。图10中所示的改进示例首先将所述转台100沿着圆周分成四个相等的部分，然后将每一个所述相等的部分分成一个内区和一个外区。用于放置所述尺寸较大的零件的安装区域102a、102b、102c和102d是按照顺时针方向顺序地排列在所述转台100的内侧。用于放置所述组装完的部件或组件的安装区域102a′、102b′、102c′和102d′是按照顺时针方向顺序地排列在所述转台100的外侧。所述安装区域102a的位置在周向上与所述安装区域102a′的位置相对应。这种使安装区域102a的位置在周向上与安装区域102a′的位置相对应的布置形式能够使每一个工人A、B、C和D接收组装工作的下一个周期所需的大尺寸零件，同时还将组装完的部件或组件放在所述安装区域上。以上述实施例相同的方式，所述安装区域102a和102a′被红色色带界定，所述安装区域102b和102b′被黄色色带界定，所述安装区域102c和102c′被蓝色色带界定，以及所述安装区域102d和102d′被白色色带界定。具有这种结构的转台的使用方式与图7中所示的转台类似。
在所述第二实施例的生产系统中，每一个工人A、B、C和D一眼即可识别被分配的需要组装的零件。处于拾取区域的工人PU能够准确地拾取所述组装完的部件或组件。E.第二实施例的改进形式所述第二实施例的布置形式能够将需要组装的大尺寸零件和组装完的部件或组件放置在不同的安装区域中。在具有两种大尺寸主要零件的情况下，所述两种大尺寸主要零件可被放置在不同的安装区域中。这种布置方式适用于一种对第一种大尺寸零件进行第一组装工作以及对第二种大尺寸零件进行第二组装工作的方法。
图11示出了所述转台100在这种应用中的分区的一个示例。在该示例中，所述转台100沿着圆周被分成八个相等的区域。所述八个安装区域103a、103a′、103b、103b′、103c、103c′、103d和103d′是按照顺时针方向的顺序排列的。所述安装区域103a和103a′被红色色带界定，所述安装区域103b和103b′被黄色色带界定，所述安装区域103c和103c′被蓝色色带界定，以及所述安装区域103d和103d′被白色色带界定。
第一种大尺寸零件X被供给到所述安装区域103a、103b、103c和103d，而第二种大尺寸零件Y被供给到所述安装区域103a′、103b′、103c′和103d′。每一个工人A、B、C和D首先接收由转台100输送的第一种大尺寸零件X并进行第一组装工作。接着同一个工人接收由转台100以3/8转圈转动输送的第二种大尺寸零件Y并进行第二组装工作。用于放置所述第二种大尺寸零件Y的安装区域103a′、103b′、103c′和103d′在圆周方向上分别与用于放置所述第一种大尺寸零件X的安装区域103a、103b、103c和103d偏离3/8转圈。这是由于经过与转台100的3/8转圈相对应的时间直至每一个接收所述第一种大尺寸零件X的工人A、B、C和D结束第一组装工作并需要所述第二种大尺寸零件Y。
图12A至图12H示出了一种利用如图11中所示的转台100制作部件或组件的方法。在所述转台100上的“实心的圆”表示组装完的部件或组件，而“空心的方块”表示第一种大尺寸零件X，“空心的三角形”表示第二种大尺寸零件Y。阴影区域表示分配给工人A的安装区域103a和103a′。图13是一个表示工人A、B、C和D进行操作的时间设置、工人PU1进行提供所述尺寸较大的零件的时间设置以及工人PU2对组装完的部件和组件进行拾取操作的时间设置。
这里特别指出工人A。在时刻t0，工人A将一个第一种大尺寸零件X从对应的安装区域103a上取下并且将一个组装完的部件或组件放到所述安装区域103a上(见图12H)。接着，工人A进行第一组装工作。所述转台100顺时针转动。在时刻t2和t3之间的时刻t3′，工人PU1将一个第二种大尺寸零件Y供给到所述安装区域103a′上(见图12B和12C)。在时刻t3处，工人A将所述第二种大尺寸零件Y从所述安装区域103a′上取下并进行第二组装工作(见图12C)。在时刻t3和t4之间的时刻t4′，工人PU2从所述安装区域103a上拾取一个组装完的部件或组件(见图12C和12D)。在时刻t7和t8之间的时刻t7′，工人PU1接着将另一个需要组装的第一种大尺寸零件X供给到所述安装区域103a上(见图12G和12H)。工人B、C和D进行与工人A类似的操作。
图14示出了所述转台100分区的一个改进形式。图14中所示的改进示例首先将所述转台100沿着圆周分成四个相等的部分，然后将每一个所述相等的部分分成一个内区和一个外区。用于放置所述第一种大尺寸零件X的安装区域104a、104b、104c和104d是按照顺时针方向顺序地排列在所述转台100的内侧。用于放置所述第二种大尺寸零件Y的安装区域104a′、104b′、104c′和104d′是按照顺时针方向顺序地排列在所述转台100的外侧。所述安装区域104a′的位置在圆周方向上与所述安装区域104a偏离1/2转圈。用于放置所述第二种大尺寸零件Y的安装区域104a′、104b′、104c′和104d′在圆周方向上分别与用于放置所述第一种大尺寸零件X的安装区域104a、104b、104c和104d偏离1/2转圈。这是由于经过与转台100的1/2转圈相对应的时间直至每一个接收所述第一种大尺寸零件X的工人A、B、C和D结束第一组装工作并需要所述第二种大尺寸零件Y。以上述实施例相同的方式，所述安装区域104a和104a′被红色色带界定，所述安装区域104b和104b′被黄色色带界定，所述安装区域104c和104c′被蓝色色带界定，以及所述安装区域104d和104d′被白色色带界定。每一个工人A、B、C和D首先接收由转台100输送的第一种大尺寸零件X并进行第一组装工作。接着同一个工人接收由转台100以1/2转圈转动输送的第二种大尺寸零件Y并进行第二组装工作。
这种布置方式能够使每一个工人A、B、C和D在所需的时间内接收以不同的时间输送的两种不同的大尺寸零件X和Y，并进行组装工作。F.第三实施例的生产系统图15示出了本发明的第三实施例中的一种生产系统的布置形式。所述第三实施例的布置形式包括一个零件制造区域250，所述零件制造区域250位于第一实施例的生产系统的上游侧附近。处于工人A和D之间的一个工人PU1将已经在所述零件制造区域250中制造出来的零件提供到所述转台100上。在所述零件制造区域250中的制造工作与将所制造的零件供给到所述转台100在时间上是同步进行的。可在所述工人PU1附近设置一个托架以暂时堆放在所述零件制造区域250中制造出来的零件。
在通过对板材冲压或者对棒材弯曲来制造将被供给到所述转台100上的零件时，所述制造的零件与所述材料相比，具有例如体积更大并且输送的负担较重的问题。在所述第二实施例的布置形式中，所述零件制造区域250设置在所述转台100附近以直接将所制造的零件供给到所述转台100上。这种布置形式将大大地缓解大体积零件的输送负担。
该实施例的布置形式能够在一个所需的时间内在所述零件制造区域250中制造所需量的零件。这能够大大地避免零件的过度堆放并缓解库存控制的压力。G.第四实施例的生产系统图16示出了本发明的第四实施例中的一种生产系统的布置形式。所述第四实施例的布置形式包括一对所述第一实施例的生产系统。四个工人A、B、C和D在设置在第一转台100A周围的第一工作台200A处进行第一组装工作。另外四个工人E、F、G和H在设置在第二转台100B周围的第二工作台200B处进行第二组装工作。一个工人PU1在位于工人B和C之间的拾取区域中从所述第一转台100A上拾取第一部件或组件并通过在工人E和H之间的一个空间将作为需要在第二组装工作中进行组装的零件的所述第一部件或组件供给到所述第二转台100B上。工人PU1可在这样的输送工作期间进行简单的操作(例如检查外观并贴标签)。另一个工人PU2在所述拾取区域中从所述第二转台100B上拾取第二部件或组件。所述第一转台100A和第二转台100B可设定有相同的转速。
所述第四实施例的布置形式包括多个生产率较高的第一实施例的生产系统，所述多个第一实施例的生产系统被排列在一起以形成一个连续的流水线。这种布置形式能够提高生产最终产品的整个生产过程的生产率。H.第五实施例的生产系统图17示出了本发明的第五实施例中的一种生产系统的布置形式。该实施例的布置形式减少了在所述第四实施例中进行第二组装工作的工人数量。四个工人A、B、C和D在设置在第一转台100A周围的第一工作台200A处进行第一组装工作。三个工人E、F和G在设置在第二转台100C周围的第二工作台200C处以一个预定的生产节拍时间内进行第二组装工作，该生产节拍时间不同于所述第一组装工作的生产节拍时间。一个工人PU1在拾取区域中从位于上游侧的所述第一转台100A上拾取第一部件或组件并将其作为需要在第二组装工作中进行组装的零件供给到位于下游侧的所述第二转台100C上。另一个工人PU2在所述拾取区域中从所述第二转台100C上拾取第二部件或组件。在本实施例中，设定所述第一转台100A的转动速度以便能够获得2分钟的转动周期。这样，所述工人PU1每分钟从所述第一转台100A上拾取四个第一部件或组件。设定所述第二转台100B的转动速度以便能够获得一分三十秒的转动周期。这样，所述工人PU2每分钟从所述第二转台100B上拾取四个第二部件或组件。工人PU2从所述第二转台100C上拾取第二部件或组件的时间与工人PU1从所述第一转台100A上拾取第一部件或组件以及将所述第一部件或组件供给到所述第二转台100B上的时间是同步的。
第五实施例的布置形式能够任意地调节所述转台的转动速度，从而能够保证多个转台之间的顺畅工作，不同数量的工人在所述多个转台之间以不同的生产节拍时间进行不同的操作。I.其它改进形式上述实施例都是用于对本发明的描述，而不是对本发明的限定。可以在不脱离本发明的保护范围的前提下对它们进行各种改进、变型和替换。例如，第一实施例中所述的转台100的结构和转台100的分区示例可用于第二至第五实施例中。下面列出了其它一些改进示例。I1.改进示例1
本发明的生产系统的上述实施例涉及的是组装工作。本发明的生产系统还可用于任何能够进行并行操作的类似产品质量检验的生产过程。例如，在喷墨打印机的生产中的打印检验具有一个在打印纸上打印预定测试图案的步骤以便调节一个打印头的喷墨量和喷墨时间以及打印头的斜度。通常在操作时间上有差异，需要在打印检验过程中让工人进行这样的调节。本发明的生产系统适用于打印检验过程的这个步骤中以有效地调节在操作时间上的差异。I2.改进示例2在上述所有实施例中，仅提供了一个用于将所需零件供给到所述转台上的位置。但是，所述零件可从多个不同位置被供给到所述转台上。I3.改进示例3在上述任何一个实施例中，转台上分配给每一个工人的特定位置是利用色带以几何的形式分开的以使每一个工人容易地识别需要进行工作的物体和生产节拍时间。但是，可利用其它方法进行分隔，只要每一个工人能够容易地识别需要进行工作的物体和生产节拍时间即可。一种适用的方法是在转台上的各个区域中放置带有颜色的盒。另一种适用的方法是制作适合的标记以区分各个区域。I4.改进示例4在上述实施例中，仅大尺寸零件从外部被供给到所述转台上。一种适合的改进是可将用于组装的一套所有零件都从外部供给到所述转台上。I5.改进示例5在上述实施例中，多个工人在围绕一个转台的工作区域中并行地进行相同的工作。也可有其它布置形式。可在围绕一个转台的工作区域中设置多个不同的工人组，每一组包括多个并行地进行相同工作的工人。例如，可在所述工作区域中设置两个不同的工人组，每一组包括三个并行地进行相同工作的工人。I6.改进示例6在所述第五实施例中，四个工人处于其周围进行第一组装工作的所述第一转台100A的转速是三个工人处于其周围进行第二组装工作的所述第二转台100B的转速的4/3倍。但是所述转速并不仅限于这种设定方式。概括地讲，m个工人处于位于上游侧的一个转台周围(其中，m是不小于2的整数)，n个工人处于位于下游侧的另一个转台周围(其中，n是不小于2的整数)。每一个转台的转速设定应该是使位于所述下游侧的转台的转速是位于所述上游侧的转台的转速的s·m/n倍(其中，s是一个自然数)。I7.改进示例7在上述任何一个实施例中，所述转台100被设计成圆形，但是圆形是非限定性的。但是所述圆形在转动过程中没有任何的不均匀度，从而有利于每一个工人的操作。
权利要求
1.一种生产系统，多个工人在其中制作一种预定产品，所述生产系统包括一个转台，所述转台具有一个顶表面，所述顶表面被分成多个与工人数量相应的安装区域；多个设置在所述转台周围的工作区域，所述工人在所述工作区域中进行相同的工作；以及一个拾取区域，加工完成并被放回到所述转台的组件在所述拾取区域被拾取。
2.一种如权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括数量小于工人数量的供给区域，需要加工的主要物体在所述供给区域被供给到各个工人。
3.一种如权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括一个设置在所述供给区域附近的制造区域，所述需要被供给到所述供给区域的物体在所述制造区域被预先制造。
4.一种如权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述转台以一个特定的转速转动以使所述多个安装区域以1分钟至3分钟的时间间隔面对分别与所述安装区域相对应的多个所述工作区域。
5.一种如权利要求1所述的生产系统，其特征在于，在所述工作区域所进行的相同工作是对预定产品进行质量检验。
6.一种通过多个不同步骤生产一种预定产品的生产系统，所述生产系统包括多个转台，所设置的多个转台对应于所述不同的步骤，每一个所述转台具有一个顶表面，所述顶表面被分成预定数量的特别适用于每一个步骤的安装区域，所述每一个转台具有预定数量的设置在所述转台周围的工作区域，预定数量的工人在所述工作区域中进行相同的工作；以及一个设置在相邻转台之间的输送区域，一个工人在所述输送区域中从位于上游侧的一个转台拾取所产生的组件并且将其作为需要加工的物体供给到位于下游侧的另一个转台。
7.一种如权利要求6所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统还包括一个用于调节各个转台的转速的控制单元，以便在各个步骤中使所生产的组件的拾取时间基本同步。
8.一种如权利要求6所述的生产系统，其特征在于，所述各个转台的转速满足这样一个关系，即，当m个工人处于位于上游侧的一个转台周围(其中，m是不小于2的整数)，n个工人处于位于下游侧的另一个转台周围(其中，n是不小于2的整数)时，位于所述下游侧的转台的转速是位于所述上游侧的转台的转速的约s·m/n倍(其中，s是一个自然数)。
9.一种转台，所述转台具有多个围绕所述转台设置的工作区域，多个工人在所述工作区域中进行操作，所述转台包括一个顶板，所述顶板具有多个安装区域，所述多个安装区域对应于所述多个工作区域在周向上以相等的间隔排列；以及一个用于使所述顶板以固定的速度转动的转动机构。
10.一种如权利要求9所述的转台，其特征在于，所述多个安装区域包括多个不同的类型，每一种类型的安装区域对应于所述工作区域在周向上以相等的间隔排列。
11.一种如权利要求10所述的转台，其特征在于，至少两个不同类型的安装区域在周向上相互偏离。
12.一种如权利要求9所述的转台，其特征在于，利用颜色将所述多个安装区域分开。
13.一种如权利要求9所述的转台，其特征在于，所述顶板为圆形。
14.一种如权利要求9所述的转台，其特征在于，所述转台还包括一个位于所述工作区域中的工作台并且其高度与所述顶板相同。
15.一种如权利要求9所述的转台，其特征在于，所述具有一个周向延伸部分的顶板被所述转动机构支承，所述转台还包括一个位于在所述工作区域中的工作台，其高度低于所述顶板的高度以在所述周向延伸部分和所述工作台之间限定一个空间。
16.一种生产方法，多个工人根据所述方法可制作一种预定的产品，其中，所述多个工人处于一个转台周围且随着所述转台的转动同步进行相同的工作，所述转台用作需要加工的物体的输送装置并且以一个不变的速度转动。
全文摘要
本发明提供一种使用转台的生产系统,以提高一个主要是以人为操作的生产线中的生产率,多个工人在所述生产系统中制作一种预定的产品,使用一种能够以一种不变的速度进行连续转动的转台,所述转台具有一个顶表面,所述顶表面分成多个数量与工人数量相同的安装区域。所述多个工人在所述转台周围的多个工作区域中并行地进行相同工作。所生产的部件或组件被放回到所述转台上并且在一个拾取区域中被拾取。
文档编号B23P21/00GK1334228SQ0112335
公开日2002年2月6日 申请日期2001年7月23日 优先权日2000年7月21日
发明者小口贵, 野村义嗣, 齐藤弘一, 木村茂 申请人:精工爱普生株式会社