JP2000280141A

JP2000280141A - フレキシブル生産システム

Info

Publication number: JP2000280141A
Application number: JP11089570A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Takagi; 正義高木; Taio Yamashita; 泰汪山下; Yoshio Tsuruta; 良夫鶴田; Ryozo Sawada; 良三澤田
Original assignee: Amada Metrecs Co Ltd; Toyoda Koki KK
Current assignee: Amada Metrecs Co Ltd; Toyoda Koki KK
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】熱処理を必要とする製品を効率的にかつ精度
良く生産することができるフレキシブル生産システムを
提供する。【解決手段】まず、自動倉庫(3)６０内において、移
載ヘッド６６によって耐熱性バスケット６２が出庫コン
ベア７０Ａ上に載置され、耐熱性バスケット６２が処理
前部品積替位置５３Ｘまで移動する。続いて積替ヘッド
５４Ａがオーバーヘッドレール５２Ａに添って移動し
て、熱処理前のワークを通い箱１４から受けとって処理
前部品積替位置５３Ｘにて耐熱性バスケット６２に積み
替える。そして、さらに耐熱性バスケット６２ごと持ち
上げて、トレイ循環コンベア５６上の熱処理用トレイ５
８の上に積み上げる（段積み）。段積みが完了した熱処
理用トレイ５８を載置した熱処理搬送用シャトル４２
は、ガイドレール４２ａに沿って、図の上方にある熱処
理設備に運ばれて、順次熱処理が実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のＮＣ工作
機械等の自動工作機械と、それらの間を結ぶ自動ワーク
搬送装置と、これらＮＣ工作機械等と自動ワーク搬送装
置とを制御する制御装置とを有するフレキシブル生産シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル生産システム（Flexible M
anufacturing System，以下、「ＦＭＳ」とも称す
る。）においては、自動ワーク搬送装置（Automated Gu
ided Vehicle，以下、「ＡＧＶ」とも称する。）によっ
てワークが各ＮＣ工作機械等に搬入されて自動加工が実
施され、加工済みのワークはＡＧＶによって搬出され
て、次の加工工程を実施するＮＣ工作機械等に搬入され
る。このようにして、制御装置によってＡＧＶとＮＣ工
作機械等とが制御されて、生産効率の良い自動生産シス
テムが構築される。

【０００３】ところで、熱処理工程を組み込んだＦＭＳ
は、未だ実現されていない。熱処理を必要とするワーク
（典型的には軸物）についてＦＭＳを構築する場合にお
いては、原材料を加工してある程度製品の粗形状を造形
してその後の作業に供する前加工工程と、前加工（粗加
工）されたワークを熱処理する熱処理工程と、熱処理さ
れたワークを製品に仕上げる後加工工程とを、それぞれ
別個のシステムとして構成しなければならなかった。そ
の第一の理由としては、各工作機械におけるワークの加
工時間に比較して熱処理工程における処理に長時間を要
するため、熱処理工程におけるワークの停滞により生産
スケジュールの調整が困難となるという問題点がある。

【０００４】また、第二の理由としては、熱処理炉内で
高温にさらされる熱処理工程と機械加工工程との両方に
おいてワークを共通の保持具（ワークパレット）で支持
する場合の問題点がある。例えば、比較的小物の軸物ワ
ークの場合では、コスト削減を目的として通常の加工工
程で使用するプラスティック製のワークパレットを使用
すると、熱処理工程において熱変形し、これにより機械
加工工程において目的とする加工精度にワークを加工で
きない。一方、耐熱性のある鉄製のワークパレットを使
用する場合には、かかるワークパレットは重量があるた
め、機械加工工程における搬送に支障をきたし、かつパ
レットの製作コストの上昇を招くことになる。このよう
な理由から、熱処理工程を含めて自動化しようとする場
合、前加工工程、熱処理工程、後加工工程をそれぞれ別
個のＦＭＳとして構成しなければならないのが実情であ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術水準では、前加工工程、熱処理工程、後加工工
程を一貫して自動化するシステムを構築できないため、
生産効率が著しく低くなってしまうという問題が生じて
いた。

【０００６】そこで、本願発明の課題は、上述の従来の
欠点をなくし、熱処理を必要とする製品を効率的にかつ
精度良く生産することができるフレキシブル生産システ
ムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、上記の課題を解
決するために、特許請求の範囲の請求項１に記載された
発明を創出した。

【０００８】このフレキシブル生産システムにおいて
は、原材料からワークの粗加工を行う第一工程設備と、
前記ワークの最終仕上げを行う第二工程設備との間に、
ワークの熱処理工程設備を含むことを特徴としている。
従って、熱処理工程を含む全工程を一貫して自動化する
ことができ、熱処理を必要とする製品の生産効率を向上
させることができる。

【０００９】また、上記の課題を解決するために、特許
請求の範囲の請求項２に記載された発明を創出した。

【００１０】このフレキシブル生産システムにおいて
は、前記第一工程設備と第二工程設備との間に自動倉庫
を配置している。従って、第一工程設備での加工に比較
して長時間を要する熱処理工程を実施する前に、第一工
程設備で加工されたワークを自動倉庫に貯蔵して、一定
量の加工済ワークが貯まったら熱処理を実施することが
できる。これによって、ワークの加工時間に比較して熱
処理工程における処理に長時間を要しても、ワーク一個
当りに要する実質作業時間すなわちタクトをほぼ均一に
することができ、生産スケジュールの作成が容易にな
る。

【００１１】また、前記自動倉庫を熱処理後の半成品ワ
ークの貯蔵のために使用する場合では、第二工程設備の
加工能力に応じて同設備へワークを投入することができ
るとともに、顧客から特急の注文があるときに熱処理済
みの半成品を直ちに第二工程設備へ投入して対処でき
る。前記自動倉庫は、第一工程設備で加工済みのワーク
を貯蔵するものと半成品ワークを貯蔵するものとを一つ
の設備としても良いし、別の設備としても良い。

【００１２】さらに、上記の課題を解決するために、特
許請求の範囲の請求項３に記載された発明を創出した。

【００１３】このフレキシブル生産システムにおいて
は、熱処理工程の処理時間と第一工程設備における平均
加工時間の比に応じて、一度に大量のワークを熱処理で
きる熱処理設備を設けている。従って、第一工程設備で
加工されたワークを貯蔵しておき、熱処理工程設備での
処理時間に見合うだけのワークが貯まったら、一度に熱
処理することができる。これによって、ワークの加工時
間に比較して熱処理工程における処理に長時間を要して
も、ワーク一個当りのタクトをほぼ均一にすることがで
き、生産スケジュールの作成が容易になる。

【００１４】また、上記の課題を解決するために、特許
請求の範囲の請求項４に記載された発明を創出した。

【００１５】このフレキシブル生産システムにおいて
は、前記第一工程設備と熱処理工程設備とで耐熱性の異
なったワークパレットを使用している。従って、第一工
程設備では軽量で安価なプラスティック製のワークパレ
ットを使用することができ、熱処理工程設備においては
耐熱性の鉄製のワークパレットを使用することができ
る。これによって、ワークパレットが熱処理工程におい
て熱により変形するという事態が確実に防止されワーク
の加工精度が確保され、また第一工程設備でワークパレ
ットが重過ぎるために搬送に支障をきたすという問題も
生じない。好適には、第一及び第二工程設備では、同一
種類のワークパレットが使用される。

【００１６】また、上記の課題を解決するために、特許
請求の範囲の請求項５に記載された発明を創出した。

【００１７】このフレキシブル生産システムにおいて
は、熱処理工程設備にパレタイジング装置を設けて、熱
処理工程設備での処理に先立って第一ワークパレットに
保持された複数のワークを耐熱性の第二ワークパレット
に移し替えている。これによって、ワークパレットが熱
処理工程において熱により変形するという事態が確実に
防止され、ワークの加工精度が確保される。さらに、ト
レイ上に複数の第二ワークパレットを積載して熱処理工
程に送り込む方式としているので、一度に大量のワーク
を熱処理することができる。

【００１８】さらに、上記の課題を解決するために、特
許請求の範囲の請求項６に記載された発明を創出した。

【００１９】このフレキシブル生産システムにおいて
は、第一工程設備及び第二工程設備においてワークパレ
ットに複数のワークを搭載して搬送する搬送装置を設け
ている。これによって、工作機械間のワークの移動が自
動的にかつ確実に行われ、第一工程設備及び第二工程設
備がスムースに運転される。また、材料供給装置を第一
工程設備の上流側に設けたことから、複数の加工材料が
自動的にかつ確実に第一工程設備に供給される。これに
よって、第一工程設備がスムースに運転される。

【００２０】また、上記の課題を解決するために、特許
請求の範囲の請求項７に記載された発明を創出した。

【００２１】このフレキシブル生産システムにおいて
は、ワークとして、打ち抜き作業に用いるパンチボデ
ィ，ダイ，パンチガイドのうち少なくとも一つの加工を
行う。これによって、硬度を高めるために熱処理工程を
必要とするパンチボディ，ダイ，パンチガイドの製造が
効率良くかつ精度良く行われ、高品質のパンチボディ，
ダイ，パンチガイドが生産される。

【００２２】さらに、上記の課題を解決するために、特
許請求の範囲の請求項８に記載された発明を創出した。

【００２３】このフレキシブル生産システムにおいて
は、第一工程設備としてパンチボディ前加工ライン，ダ
イ前加工ライン，パンチガイド前加工ラインを有してお
り、これら三つのラインが自動倉庫まで並行して設置さ
れている。また、第二工程設備としてパンチボディ後加
工ライン，ダイ後加工ライン，パンチガイド後加工ライ
ンを有しており、これら三つのラインが自動倉庫から下
流に並行して設置されている。従って、パンチボディ，
ダイ，パンチガイドの三種類のワークの前加工，熱処
理，後加工を並行して自動的に実施することができ、こ
れら三種類のワークをほぼ同数ずつ効率良く生産するこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を具現化した一実施
形態について、図１乃至図９を参照して説明する。ま
ず、本実施形態のフレキシブル生産システムによって生
産される製品について、図１を参照して説明する。図１
は、ＦＭＳの一実施形態によって生産される製品を示す
部分断面図である。図１に示されるように、この製品４
は、ダイＤ、パンチボディＢ及びパンチガイド（以下、
単に「ガイド」という。）Ｇからなる板金打ち抜き用の
金型部材である。

【００２５】ガイドＧの底部にはパンチボディＢの先端
が貫通する打ち抜き孔Ｇａが穿設されており、ダイＤの
上面には同じく打ち抜き孔Ｄａが穿設されている。これ
らの打ち抜き孔Ｇａ、Ｄａの形状には種々の寸法による
違いはあるが、大略長方形と円形の二通りあって、孔形
状が長方形の場合はシェイプと呼ばれ、孔形状が円形の
場合はラウンドと呼ばれる。

【００２６】次に、かかる製品４を製造するための一連
の工程について、図２を参照して説明する。図２に示さ
れるように、製品４を製造するための工程は、(a)材料
取り工程，(b)前加工工程，(c)熱処理工程，(d)後加工
工程，の四段階からなる。ここでは、製品４のうちダイ
Ｄの製造を例として説明する。材料取り工程において
は、棒材Ｍから鋸盤１０ｃ，１０ｄによってダイ材料Ｄ
１が切り出される。切り出された複数のダイ材料Ｄ１〜
Ｄ１は、プラスティック製の搬送用の箱（通い箱）１４
へ移載されて、自動倉庫に保管される。なお、通い箱の
側面にはＩＤカード１４ａが付されており、このＩＤカ
ード１４ａによって他の通い箱と区別される。

【００２７】続く前加工工程においては、上述の如く自
動倉庫に保管されていた通い箱からダイ材料Ｄ１が取り
出されて、ラウンド用ワークの旋削，シェイプ用ワーク
の旋削及びピン圧入用の穴あけが実施される。こうして
でき上がった前加工製品Ｄ２は、上記とは別の通い箱に
移載されて上記とは別の自動倉庫内に保管される。次
に、熱処理工程が実施される。この熱処理工程において
は、真空焼入れ及び真空焼戻しが行われて、前加工製品
Ｄ２の硬度はＨＲＣ６０〜６３にまで高められる。

【００２８】そして、後加工工程においては、ラウンド
用ワーク及びシェイプ用ワークともに外径研削・端面研
削が行われ、その後シェイプ用ワークについては前加工
で開けた穴にピンが圧入される。さらに、打ち抜き孔Ｄ
ａを仕上げるために、ラウンド用ワークについては内面
研削が、一方シェイプ用ワークについてはワイヤカット
放電加工が実施される。そして、内面研削したラウンド
用ワークの刃先端面及び放電加工したシェイプ用ワーク
の刃先端面の研削が行われて全ての工程が終了し、ダイ
Ｄが製品として完成する。なお、ラウンド用ワークであ
っても打ち抜き孔径が小さいものは、内面研削に代えて
放電加工が行われる。

【００２９】このような各工程を自動的に実施するため
のフレキシブル生産システム（ＦＭＳ）の全体構成につ
いて、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４
は本実施形態のＦＭＳ２の全体構成を示す平面図であ
り、図３はＦＭＳ２の右半分を、図４はＦＭＳ２の左半
分を示している。なお、図３と図４とは、自動倉庫(2)
３０の部分で一部重複している。

【００３０】まず材料取り工程設備１０では、棒材倉庫
１０ａに保管された棒材Ｍが、取り出しロボット１０ｂ
によって丸鋸盤１０ｃや帯鋸盤１０ｄ上に取り出され
る。そして、棒材Ｍは丸鋸盤１０ｃや帯鋸盤１０ｄで切
断され、切断された棒材Ｍは移載ロボット１０ｅによっ
て通い箱１４に移載され、自動倉庫(1)１２に格納され
る。

【００３１】前加工工程設備２０では、まず、ＡＧＶ
(1)１６が自動倉庫(1)１２から切断ずみの棒材Ｍの収納
された通い箱１４を取り出して搬送する。ＡＧＶ(1)１
６は、床に配設されたガイドワイヤ１６ａに添って移動
する。また、ＡＧＶ(1)１６を充電するための充電ステ
ーション１８が、ガイドワイヤ１６ａの近傍に配置され
ている。

【００３２】次に、パンチボディ圧接ライン２２では、
母材搬入ステーション２２ａによって、ＡＧＶ(1)１６
で搬送されてきた切断済みの棒材Ｍが通い箱１４ごとパ
ンチボディ圧接ライン２２に搬入される。また、別途圧
接チップ搬入ステーション２２ｆによって、圧接チップ
がパンチボディ圧接ライン２２に搬入される。搬入され
た切断済みの棒材Ｍは、圧接機２２ｂにて先端にチップ
が圧接され、その後順次高周波焼鈍機２２ｃ、深穴加工
機２２ｄ、２２ｅで加工される。パンチボディ圧接ライ
ン２２で加工済みの部材は材料搬出ステーション２２ｇ
によってＡＧＶ(1)１６上に戻され、ワーク搬入ステー
ション２６ａからパンチボディライン２６に搬入され
る。

【００３３】また、自動倉庫(1)１２からＡＧＶ(1)１６
によって搬送されたダイ用材料（切断された棒材Ｍ）
は、ワーク搬入ステーション２４ａから通い箱１４ごと
ダイライン２４に搬入される。同様に、自動倉庫(1)１
２からＡＧＶ(1)１６によって搬送されたガイド用材料
（切断された棒材Ｍ）は、通い箱１４の単位でワーク搬
入ステーション２８ａからガイドライン２８に搬入され
る。

【００３４】ダイライン２４に搬入されたダイ材料は、
自走ロボット２４ｅ、２４ｆによって一個ずつ通い箱１
４から取り出されて搬送され、順次ＮＣ旋盤２４ｂ，２
４ｃ，マシニングセンター２４ｄによって加工され、ラ
イン終端の通い箱１４に順次詰め込まれて、その後自動
倉庫(2)３０に搬入される。

【００３５】同様に、通い箱１４の単位でパンチボディ
ライン２６に搬入されたパンチボディ材料は、一個ずつ
パンチボディライン２６によって加工され、ライン終端
の通い箱１４に順次詰め込まれて、その後自動倉庫(2)
３０に搬入される。同様に、ガイドライン２８に通い箱
１４の単位で搬入されたガイド材料は、ガイドライン２
８によって一個ずつ加工され、ライン終端の通い箱１４
に順次詰め込まれて、その後自動倉庫(2)３０に搬入さ
れる。

【００３６】ダイライン２４は、本発明におけるダイ前
加工ラインに相当する。また、パンチボディライン２６
は、本発明におけるパンチボディ前加工ラインに相当す
る。さらに、ガイドライン２８は、本発明におけるパン
チガイド前加工ラインに相当する。なお、各ライン上流
端のワーク搬入ステーション２４ａ，２６ａ，２８ａで
空にされた通い箱１４は、ＡＧＶ(1)１６によって自動
倉庫(1)１２へ返却格納される。

【００３７】前加工工程設備２０の各加工機での加工に
要する時間は、ワーク１個当り平均的には約２分であ
る。（具体的には、ダイが約１．８分、パンチボディが
約２．０分、ガイドが約２．７分である。）後述する後
加工工程設備８０での所要時間は、前加工工程設備２０
での所要時間とほぼ同じである。前加工工程設備２０
は、本発明における第一工程設備に相当する。また、後
加工工程設備８０は、本発明における第二工程設備に相
当する。

【００３８】次に、熱処理工程について、図４乃至図６
を参照して説明する。熱処理設備４０は前加工工程設備
２０で加工され、自動倉庫(2)３０に格納されているワ
ーク（ダイ，パンチボディ，ガイド）を以下のように熱
処理する。

【００３９】先ず、図４に示されるように、ＡＧＶ(2)3
２は、自動倉庫(2)３０に格納されているワーク（この
場合ダイ材料，パンチボディ材料及びガイド材料であ
り、通い箱１４に収容されている。）を通い箱１４単位
でガイドワイヤ１６ａに添ってパレタイジング装置５０
へ搬送する。なお、ワークの品質チェックステーション
３４がガイドワイヤ１６ａに沿って設けられている。

【００４０】パレタイジング装置５０は熱処理前のワー
クを通い箱１４から順次耐熱性バスケットに積み替え、
複数の耐熱性バスケットを順次熱処理用トレイに段積み
し、更に、熱処理の終了した耐熱性バスケットを順次熱
処理用トレイから段ばらしして、熱処理済みのワークを
順次耐熱性バスケットから通い箱１４に積み替える装置
である。

【００４１】ここで、パレタイジング装置５０及び自動
倉庫(3)６０の構成について、図５を参照して説明す
る。図５に示されるように、パレタイジング装置５０
は、オーバーヘッドレール５２Ａ，５２Ｂ、積替ヘッド
５４Ａ，５４Ｂ、トレイ循環コンベア５６を備えてい
る。積替ヘッド５４Ａはオーバーヘッドレール５２Ａに
添って移動し、通い箱１４から耐熱性バスケット６２へ
ワークを積み替え、またワークを積載した耐熱性バスケ
ット６２を熱処理用トレイ５８に積み上げる。一方、積
替ヘッド５４Ｂはオーバーヘッドレール５２Ｂに添って
移動し、熱処理設備４０から返送された耐熱性バスケッ
ト６２を熱処理用トレイ５８から戻し、耐熱性バスケッ
ト６２から通い箱１４へワークを戻す。

【００４２】通い箱１４は、本発明における第一ワーク
パレットに相当する。また、耐熱性バスケット６２は、
本発明における第二ワークパレットに相当する。

【００４３】自動倉庫(3)６０は、後述するように、ダ
イＤ，パンチボディＢ及びガイドＧ用の三種類の耐熱性
バスケット６２を格納し、必要に応じて該当する種類の
耐熱性バスケット６２をパレタイジング装置５０に供給
し、また、耐熱性バスケット６２をパレタイジング装置
５０から回収する倉庫である。自動倉庫(3)６０は、移
載ヘッド６６、ガイドレール６８、棚６４、バスケット
出庫コンベア７０Ａ及びバスケット入庫コンベア７０Ｂ
を備えている。

【００４４】移載ヘッド６６は耐熱性バスケット６２を
保持してガイドレール６８に添って移動でき、さらに図
５の紙面と垂直な上下方向にも移動できる。このため、
移載ヘッド６６は耐熱性バスケット６２を多段の棚６４
に格納することができ、また棚６４のどの位置からでも
耐熱性バスケット６２を取出すことができる。

【００４５】バスケット出庫コンベア７０Ａは、空の耐
熱性バスケット６２を自動倉庫(3)６０から取り出し
て、処理前部品（ワーク）積替位置５３Ｘまで移動させ
る装置である。また、バスケット入庫コンベア７０Ｂ
は、処理済部品（ワーク）積替位置５３Ｗにおいてワー
クが取り出されて空になった耐熱性バスケット６２を、
自動倉庫(3)６０内に収容する装置である。

【００４６】さて、かかる構成を有する自動倉庫(3)６
０及びパレタイジング装置５０において、ワークの耐熱
性バスケット６２への積み下ろしと耐熱性バスケット６
２の段積み・段ばらしが以下のようにして行われる。ま
ず、自動倉庫(3)６０内において、移載ヘッド６６によ
って耐熱性バスケット６２が出庫コンベア７０Ａ上に載
置される。そして、出庫コンベア７０Ａが稼動して、耐
熱性バスケット６２が処理前部品積替位置５３Ｘまで移
動する。

【００４７】続いて積替ヘッド５４Ａがオーバーヘッド
レール５２Ａに添って移動して、ＡＧＶ(2)３２から処
理前部品搬入コンベア５５Ａの前進端に送られた通い箱
１４から熱処理前のワークを順次受けとって、処理前部
品積替位置５３Ｘにて耐熱性バスケット６２に積み替え
る。そして、さらに耐熱性バスケット６２ごと持ち上げ
て、トレイ循環コンベア５６上の熱処理用トレイ５８の
上に積み上げていく（段積み）。この段積みは、段積み
位置５３Ｙにおいて行われる。この場合、通い箱１４は
ＡＧＶ(2)３２によって自動倉庫(2)３０から順次補給さ
れ、また耐熱性バスケット６２は自動倉庫(3)６０から
順次補給される。

【００４８】段積みが完了した熱処理用トレイ５８は、
熱処理搬送用シャトル４２に載置される。そして、熱処
理搬送用シャトル４２はガイドレール４２ａに沿って、
図５の上方にある熱処理設備４０に運ばれて、後述する
ように順次熱処理が実施される。熱処理が完了すると、
熱処理搬送用シャトル４２はガイドレール４２ａに沿っ
て、図５に示されるトレイ循環コンベア５６に接する位
置まで戻される。そして、段ばらし位置５３Ｚにおいて
段ばらしが行われる。

【００４９】すなわち、積替ヘッド５４Ｂがオーバーヘ
ッドレール５２Ｂに添って移動して、熱処理用トレイ５
８から一つずつ耐熱性バスケット６２を持ち上げて、処
理済部品積替位置５３Ｗに載置する。さらに、積替ヘッ
ド５４Ｂは熱処理済ワークを一個ずつ処理済部品積替位
置５３Ｗにて耐熱性バスケット６２から受けとって、空
の通い箱１４に積み替える。この空の通い箱１４は、Ａ
ＧＶ(2)３２から処理済部品搬出コンベア５５Ｂの前進
端へ送られて位置決めされている。こうして熱処理済ワ
ークを積み替えて空になった耐熱性バスケット６２は、
入庫コンベア７０Ｂが稼動することによって、自動倉庫
(3)６０内に格納される。

【００５０】次に、段積みされた複数の耐熱性バスケッ
ト６２の一例について、図６を参照して説明する。図６
は、段積み位置５３Ｙにおいて熱処理用トレイ５８の上
に段積みされた耐熱性バスケット６２を示す模式図であ
る。この例においては、一段に４個ずつ４段、すなわち
から(16)までの１６個のバスケット６２が段積みされ
ている。このように多数のバスケット６２を熱処理用ト
レイ５８の上に積み上げることによって、一度に大量の
ワークを熱処理することができる。図６では省略されて
いるが、ダイＤ用のバスケット，パンチボディＢ用のバ
スケット及びガイドＧ用のバスケットが混在してトレイ
５８上に積載される。

【００５１】図４に戻って、熱処理工程の手順について
説明する。熱処理設備４０は、熱処理搬送用シャトル４
２、ガイドレール４２ａ、洗浄装置４４、焼入れ装置４
６、焼戻し装置４８Ａ，４８Ｂ及び冷却装置４９を備え
ている。熱処理搬送用シャトル４２は、トレイ循環コン
ベア５６からワークを積載した耐熱性バスケットを段積
みした熱処理用トレイを受け取る。そして、ガイドレー
ル４２ａに添って矢印方向に移動し、ワークを図６に示
す積載状態で順次洗浄装置４４、焼入れ装置４６、焼戻
し装置４８Ａ，４８Ｂ及び冷却装置４９に搬送する。こ
れによって、多量のワークの洗浄，焼入れ，焼戻し及び
冷却が自動的に行われる。

【００５２】熱処理設備４０で熱処理されたワークは、
上述の如く、熱処理搬送用シャトル４２により搬送され
てトレイ循環コンベア５６に戻される。１回の熱処理の
所要時間（前記「段積み」から「段ばらし」まで）は平
均的には約１０時間である。なお、具体的にはワークの
材質により１回の熱処理の所要時間が異なる。例えばＳ
ＫＤ材では約１１．６時間、ＳＫＨ材では約１６．８時
間、ＳＣＭ材では約９．６時間である。このように、熱
処理は前述した前加工に比較して非常に長時間を要する
ので、前加工済ワークは自動倉庫(2)３０内に一旦貯蔵
されて、熱処理時間に見合った大量のワークが貯まった
時点で自動倉庫(2)３０から繰り返し通い箱単位で搬出
されて段積みされ、一度に大量のワークが熱処理される
のである。

【００５３】熱処理済みのワークは上述のように通い箱
１４に積み込まれ、処理済部品搬出コンベア５５Ｂから
ＡＧＶ(2)３２上へ移され、再度ＡＧＶ(2)３２により搬
送されて自動倉庫(2)３０内に格納される。同様に、処
理前部品搬入コンベア５５Ａ上で空にされた通い箱１４
もＡＧＶ(2)３２上に移され、このＡＧＶ(2)３２によっ
て自動倉庫(2)３０内へ返却格納される。

【００５４】その後、熱処理済みのワークはＡＧＶ(2)
３２によって通い箱単位で搬送されて後加工工程設備８
０に搬入される。熱処理済みのワークの一部は、特急の
注文に対応するために、半成品として自動倉庫(2)３０
内で通い箱単位で待機し、特急の注文があったとき、後
加工工程設備８０に投入される。後加工工程設備８０
は、ダイライン８２、パンチボディライン８４及びガイ
ドライン８６を備えている。

【００５５】ダイライン８２には、シェイプ用ワーク搬
入装置８２ｘ及びラウンド用ワーク搬入装置８２ｙが設
置されている。シェイプ用ワーク搬入装置８２ｘにより
一個ずつダイライン８２に搬入された各ワークは自走ロ
ボット８２ｊにより順次リーク冷却装置８２ａ、外面研
削装置８２ｃ及びピン圧入装置８２ｂに搬送されて加工
される。外面研削装置８２ｃでは、外周と非刃先端面が
研削される。その後、シェイプ用ワーク（ダイ）は自走
ロボット８２ｋにより順次放電加工機８２ｅ、検測マー
キング装置８２ｆ、刃先端面研削用平面研削装置８２ｈ
及び洗浄装置８２ｇに搬送されて加工された後搬出台８
２ｉに送られる。こうして、シェイプ用ダイが完成す
る。

【００５６】同様に、ラウンド用ワーク搬入装置８２ｙ
により一個ずつダイライン８２に搬入された各ワーク
は、リーク冷却装置８２ａ、外面研削装置８２ｃ，内面
研削装置８２ｄ，検測マーキング装置８２ｆ、平面研削
装置８２ｈ及び洗浄装置８２ｇで順次加工及び処理され
てラウンド用ダイとなる。同様に、シェイプ用ワーク搬
入装置８４ｘまたはラウンド用ワーク搬入装置８４ｙに
よって一個ずつパンチボディライン８４に搬入された各
ワークは、同ライン内の図略の工作機械によって、シェ
イプ用パンチボディまたはラウンド用パンチボディに加
工される。

【００５７】同様に、シェイプ用ワーク搬入装置８６ｘ
またはラウンド用ワーク搬入装置８６ｙによって一個ず
つガイドライン８６に搬入された各ワークは、同ライン
内の図略の工作機械によって、シェイプ用ガイドまたは
ラウンド用ガイドに加工される。一方、ワーク搬入装置
８２ｘ，８２ｙ，８４ｘ，８４ｙ，８６ｘ及び８６ｙで
空にされた通い箱１４は、ＡＧＶ(2)３２によって自動
倉庫(2)３０内へ返却格納される。

【００５８】ダイライン８２は、本発明におけるダイ後
加工ラインに相当する。また、パンチボディライン８４
は、本発明におけるパンチボディ後加工ラインに相当す
る。さらに、ガイドライン８６は、本発明におけるパン
チガイド後加工ラインに相当する。

【００５９】次に、耐熱性バスケット６２の具体例につ
いて、図７及び図８を参照して説明する。図７は、ダイ
用耐熱性バスケット６２Ｄの外観を示す斜視図である。
ダイ用耐熱性バスケット６２Ｄは鋳鉄製であり、縦横に
複数の円錐台６２ａ〜６２ａが設けられている。これら
の円錐台６２ａ〜６２ａに前加工済ダイＤの内孔が嵌合
されてセットされ、収容される。また、ダイ用耐熱性バ
スケット６２Ｄの側壁には開口部６２ｂ〜６２ｂが穿設
されている。これらの開口部６２ｂ〜６２ｂに、前記積
替ヘッド５４Ａ，５４Ｂのクランプ部５４ａが係合する
ことによって、積替ヘッド５４Ａ，５４Ｂによってダイ
用耐熱性バスケット６２Ｄが持ち上げられる。

【００６０】図８は、パンチボディ用耐熱性バスケット
６２Ｂの外観を示す斜視図である。パンチボディ用耐熱
性バスケット６２Ｂも鋳鉄製であり、図８に示されるよ
うに、上板には複数の孔６２ｃ〜６２ｃが穿設されてい
る。また、中段部分には円筒形の支持部材６２ｄ〜６２
ｄが配設されている。これらの孔６２ｃ〜６２ｃ及び支
持部材６２ｄ〜６２ｄ中に略垂直に差し込まれることに
よって、前加工済パンチボディが収容される。

【００６１】なお、ダイＤ用の通い箱１４及びパンチボ
ディＢ用の通い箱１４は、プラスティック製として形成
され、形状はそれぞれバスケット６２Ｄ及びバスケット
６２Ｂに概ね対応している。同様に、ガイドＧ用の通い
箱１４はプラスティック製とされ、鋳鉄製のガイド用バ
スケット（図示省略）とほぼ同一形状とされる。

【００６２】次に、かかるＦＭＳ２を制御する制御シス
テムについて、図９を参照して説明する。図９は、本実
施形態のＦＭＳ２を制御する制御システムを示すブロッ
ク図である。図９に示される制御システム９０では、生
産計画装置９２、受注管理コンピュータ９４及び工程管
理サーバ９５が図示しないホストコンピュータにより制
御される。受注管理コンピュータ９４はオーダが短納期
か長納期かの判定手段を有している。

【００６３】生産計画装置９２は、受注管理コンピュー
タ９４から受けたオーダ情報に添って前工程スケジュー
ル、熱処理スケジュール、後工程スケジュール等を決定
する。工程管理サーバ９５は生産計画装置９２が設定し
た上記各スケジュールに従って前加工ライン管理装置９
６ａ、後加工（完成品）ライン管理装置９６ｂ、自動倉
庫管理装置９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、ＡＧＶコントロー
ラ９８ａ、９８ｂ及びオーバーヘッドレール管理装置９
９を制御する。

【００６４】なお、前加工ライン管理装置９６ａは前加
工工程設備２０を制御し、後加工ライン管理装置９６ｂ
は後加工工程設備８０を制御する。自動倉庫管理装置９
７ａは自動倉庫(1)１２を制御し、自動倉庫管理装置９
７ｂは自動倉庫(2)３０を制御し、自動倉庫管理装置９
７ｃは自動倉庫(3)６０を制御する。ＡＧＶコントロー
ラ９８ａはＡＧＶ(1)１６を制御し、ＡＧＶコントロー
ラ９８ｂはＡＧＶ(2)３２を制御する。さらに、オーバ
ーヘッドレール管理装置９９はパレタイジング装置５０
の積替ヘッド５４Ａ，５４Ｂを制御する。

【００６５】本実施形態においては、ワークとしてパン
チボディ，ダイ，パンチガイドを生産する場合について
説明したが、熱処理を必要とする製品であれば、軸物ワ
ークであれ角物ワークであれ、どのような製品でも生産
することができる。フレキシブル生産システムのその他
の部分の構造，形状，寸法，材質，接続関係等について
も、本実施形態に限定されるものではない。

【００６６】

【発明の効果】本発明においては、熱処理を必要とする
製品を効率的にかつ精度良く生産することができる。よ
り具体的には、課題を解決するための手段の欄で述べた
ような種々の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフレキシブル生産システムの一実
施形態によって生産される製品を示す部分断面図であ
る。

【図２】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
る製品の一つを製造するための一連の工程を示す図であ
る。

【図３】フレキシブル生産システムの一実施形態の全体
構成の右半分を示す平面図である。

【図４】フレキシブル生産システムの一実施形態の全体
構成の左半分を示す平面図である。

【図５】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
るパレタイジング装置及び自動倉庫(3)の構成を示す平
面図である。

【図６】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
る段積みされた耐熱性バスケットを示す斜視図である。

【図７】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
る耐熱性バスケットの具体例を示す斜視図である。

【図８】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
る耐熱性バスケットの具体例を示す斜視図である。

【図９】フレキシブル生産システムの一実施形態におけ
る制御システムを示すブロック図である。

【符号の説明】

２フレキシブル生産システム４ワーク１０材料供給装置１４第一ワークパレット１６，１６ａ，３２搬送装置２０第一工程設備２４ダイ前加工ライン２６パンチボディ前加工ライン２８パンチガイド前加工ライン３０自動倉庫４０熱処理工程設備５０パレタイジング装置５８トレイ６２第二ワークパレット８０第二工程設備８２ダイ後加工ライン８４パンチボディ後加工ライン８６パンチガイド後加工ラインＢパンチボディＤダイＧパンチガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下泰汪愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者鶴田良夫愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者澤田良三神奈川県秦野市戸川145番地10 Ｆターム(参考） 3C042 RA11 RB27 RB32 RE07 RL15 3F022 AA05 CC10 EE01 EE02 FF01 HH13 JJ07 LL07 LL12 MM11 4E050 JA01 JB01 JB08 JB10 JC05 JD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原材料からワークの粗加工を行う第一工
程設備と、前記ワークの最終仕上げを行う第二工程設備
とを有するフレキシブル生産システムであって、前記第
一工程設備と前記第二工程設備との間に熱処理工程設備
を有することを特徴とするフレキシブル生産システム。
【請求項２】請求項１に記載されたフレキシブル生産
システムであって、前記第一工程設備と前記第二工程設備との間に前記第一
工程設備で加工されたワーク及び熱処理後の半成品ワー
クの少なくとも一方を貯蔵する自動倉庫を配置したフレ
キシブル生産システム。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載されたフ
レキシブル生産システムであって、前記熱処理工程設備には、前記第一工程設備における各
種ワークの平均加工時間と前記熱処理工程設備における
熱処理時間との比に応じて一度に大量のワークを熱処理
できる熱処理設備を設けたフレキシブル生産システム。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか一項に
記載されたフレキシブル生産システムであって、前記第一工程設備と前記熱処理工程設備とにおいて、耐
熱性が異なるワークパレットを用いるフレキシブル生産
システム。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれか一項に
記載されたフレキシブル生産システムであって、前記熱処理工程設備での処理に先立って第一ワークパレ
ットに保持された複数のワークを耐熱性の第二ワークパ
レットに移し替え、前記熱処理工程設備での処理の後に
前記第二ワークパレットに保持された複数のワークを第
一ワークパレットに移し替えるパレタイジング装置を前
記熱処理工程設備に設け、前記パレタイジング装置はパ
レタイジング位置と熱処理設備との間で往復移動される
トレイ上に複数の前記第二ワークパレットを積載するフ
レキシブル生産システム。
【請求項６】請求項１から請求項５のいずれか一項に
記載されたフレキシブル生産システムであって、前記第一工程設備及び前記第二工程設備ではワークパレ
ットに複数のワークを搭載して搬送する搬送装置を設
け、また前記ワークパレットに複数のワークを充填する
材料供給装置を前記第一工程設備のワーク搬送方向にお
ける上流側に設けたフレキシブル生産システム。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれか一項に
記載されたフレキシブル生産システムであって、前記ワークは打ち抜き作業に用いるパンチボディ，ダ
イ，パンチガイドのうち少なくとも一つであるフレキシ
ブル生産システム。
【請求項８】請求項７に記載されたフレキシブル生産
システムであって、前記第一工程設備は前記自動倉庫まで並行するパンチボ
ディ前加工ライン，ダイ前加工ライン，パンチガイド前
加工ラインからなり、前記第二工程設備は前記自動倉庫
からワーク搬送方向の下流に並行するパンチボディ後加
工ライン，ダイ後加工ライン，パンチガイド後加工ライ
ンからなるフレキシブル生産システム。