JP6285403B2 - 製造機械の故障を予測するセル制御装置および生産システム - Google Patents

Description

本発明は、製造機械の故障を予測するセル制御装置およびセル制御装置を備える生産システムに関する。

従来から、製造工場では部品の加工や溶接等の作業を製造機械が行うことにより、生産性が向上することが知られている。また、製品の製造には、複数の製造機械を用いる場合がある。それぞれの製造機械は、製造機械の制御装置により制御されている。そして、複数の製造機械の制御装置は、上位の制御装置からの指令に基づいて、製造機械を駆動することが知られている。

特開２００４−２０２６２４号公報には、ネットワークに接続された複数のロボットから情報を収集して、データベースに蓄積する装置が開示されている。この装置は、所定のロボットが故障した時に、予め登録したロボットの情報及びリアルタイムで取得したロボットの個別情報に基づいて、故障する可能性のあるロボットを予測する。また、この装置では、故障時に必要な部品の候補を抽出することが開示されている。

特許第３５３０２６３号公報には、一方のロボットの作動が不能の時に、このロボットと重複する作動可能領域を有する他のロボットが、故障した時点から作業を代替する方法が開示されている。

特開２００４−２０２６２４号公報 特許第３５３０２６３号公報

製造機械は、長年の使用や部品の不具合により故障する場合がある。たとえば、製造機械の駆動部は、回転したり所定の方向に移動したりする部品が含まれている。このために、駆動部は、力が加わったり摺動したりして故障する場合がある。または、長期間の使用のために、部品の寿命が到来して部品が故障する場合がある。

複数の製造機械を用いて製品を製造する工場等では、一つの部品が故障しても製造機械を使えなくなる場合がある。そして、一つの製造機械が使えなくなったために、製造ラインにおける製品の製造を止めなければならない場合がある。すなわち、故障した部品の代替品が到着するまで製造の再開を待たなくてはならない場合がある。このような場合には、工場の生産性が著しく低下する。

製造機械の部品の故障の予測を行う場合には、製造機械が正常に動作している期間中に、故障が予測された部品を取り寄せることができる。ところが、故障が予測された部品の納入時期は、部品によって異なる。部品の納入までに時間がかかる場合には、製造機械が故障した後に部品が納入される場合がある。この場合には、部品が到着するまで、製造機械を使えない虞がある。

本発明のセル制御装置は、複数の製造機械を含む製造セルを制御するセル制御装置であって、製造機械の稼働情報を取得する稼働情報取得部を備える。セル制御装置は、製造機械の稼働情報に基づいて製造機械の部品の故障時期を予測し、製造機械の部品の管理を行う部品管理装置に故障が予測される部品の情報を送信する故障予測部と、部品の交換が可能な時期である交換時期を部品管理装置から取得する交換時期取得部とを備える。セル制御装置は、故障時期が交換時期よりも早いか否かを判別し、故障時期が交換時期よりも早い場合に、故障時期が交換時期よりも遅くなるように、部品の故障が予測された製造機械の作業の一部を減らして稼働を継続する制御と、減らした上記作業を他の製造機械に実施させる制御とを実施する作業調整部を備える。

上記発明においては、作業調整部は、部品の故障が予測された製造機械の動作プログラムと、他の製造機械の動作プログラムを作成し、それぞれの製造機械の機械制御装置に送出することができる。

本発明の生産システムは、前述のセル制御装置と、複数の製造機械を含む製造セルと、製造機械の部品の管理を行う部品管理装置とを備える。セル制御装置は、部品管理装置にネットワークを介して故障が予測される部品の情報を送信し、部品管理装置から交換時期を取得する。

本発明のセル制御装置および生産システムは、部品の故障を予測し、部品の交換が可能な時期まで製造機械に故障が生じないように製造機械を制御することができる。

実施の形態における生産システムのブロック図である。 実施の形態における製造セルの製造装置の概略図である。 実施の形態におけるセル制御装置および製造セルのブロック図である。 実施の形態における生産システムの制御のフローチャートである。

図１から図４を参照して、実施の形態におけるセル制御装置およびセル制御装置を備える生産システムについて説明する。

図１は、本実施の形態における生産システムのブロック図である。本実施の形態における生産システム８１は、複数の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃを含む製造セル４を備える。製造セル４は、予め定められた作業を実施するための複数の製造機械の集合である。本実施の形態の製造セル４は、第１の製造機械３ａ、第２の製造機械３ｂ、および第３の製造機械３ｃを含む。

生産システム８１は、製造セル４を制御するセル制御装置５を備える。製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、製造機械を制御する機械制御装置を備える。セル制御装置５は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃを制御する機械制御装置と互いに通信できるように形成されている。セル制御装置５は、機械制御装置から製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働の状態を取得したり、機械制御装置に指令を送出したりする。

生産システム８１は、セル制御装置５と通信できるように形成された生産計画装置６を備える。本実施の形態の生産計画装置６は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの部品の管理を行う部品管理装置として機能する。本実施の形態における生産計画装置６は、工場全体の工程の管理および製品の生産の管理を実施するように形成されている。

本実施の形態では、製造セル４は、製品を製造する工場に配置される。これに対して、セル制御装置５および生産計画装置６は、工場とは異なる建屋に配置されていても構わない。例えば、セル制御装置５は、製造工場の敷地にある別の建屋に配置されていても構わない。この場合には、セル制御装置５と機械制御装置は、例えば、イントラネット等のネットワークを介して接続することができる。また、生産計画装置６は、製造工場とは離れた地域に配置された事務所に配置されていても構わない。例えば、生産計画装置６は、インターネット等のネットワークを介して、セル制御装置５と互いに通信が可能に接続されている。

図２に、実施の形態における製造セルにて作業を行っているときの概略図を示す。図１および図２を参照して、本実施の形態の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、動作プログラムに基づいて自動的に溶接を行う溶接機械である。第１の製造機械３ａは、第１のロボット１ａと第１の溶接ガン８ａとを含む。第２の製造機械３ｂは、第２のロボット１ｂと第２の溶接ガン８ｂとを含む。第３の製造機械３ｃは、第３のロボット１ｃと第３の溶接ガン８ｃとを含む。本実施の形態における作業の対象となる製品は、自動車の車体７１である。本実施の形態では、車体７１の複数の位置おいて、スポット溶接を行う作業を例に取りあげて説明する。

車体７１は、架台７２に支持されている。架台７２は、コンベヤ７３により搬送されている。車体７１は、予め定められた位置まで搬送して停止する。そして、ロボット１ａ，１ｂ，１ｃが駆動して、複数の打点においてスポット溶接を行う。スポット溶接を行う打点の位置は、予め定められている。

本実施の形態におけるロボット１ａ，１ｂ，１ｃは、隣り合うロボットが近接している。それぞれのロボットおよび溶接ガンは、隣接するロボットが行う作業の少なくとも一部を実施できるように形成されている。例えば、第１の製造機械３ａが行う溶接の打点の一部は、第２の製造機械３ｂにて溶接を行うことができるように形成されている。また、同様に、第２の製造機械３ｂが行う溶接の打点の一部は、第１の製造機械３ａにて溶接を行うことができるように形成されている。

このように、複数の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、作業を行うことができる作業可能範囲の少なくとも一部が重複している。製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、隣接する製造機械の作業を実施できるように形成されている。

図３に、本実施の形態のセル制御装置および製造セルのブロック図を示す。図１から図３を参照して、第１の製造機械３ａは、第１のロボット１ａおよび第１の溶接ガン８ａを制御する第１のロボット制御装置２ａを備える。第１のロボット１ａは、エンドエフェクタとしての第１の溶接ガン８ａを支持している。本実施の形態の第１のロボット１ａは、アーム１２と複数の関節部１３とを含む多関節ロボットである。

第１のロボット１ａは、アーム１２を駆動するアーム駆動装置を含む。アーム駆動装置は、アーム１２の姿勢を変更するアーム駆動モータ１４を含む。アーム駆動モータ１４が駆動することにより、アーム１２を関節部１３にて所望の方向に向けることができる。第１のロボット１ａは、アーム１２を支持するベース部１９と、ベース部１９に対して回転する旋回部１１とを備える。ベース部１９は、設置面２０に固定されている。旋回部１１は、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転する。旋回部１１が回転することにより、アーム１２の向きを変更することができる。アーム駆動装置は、旋回部１１を駆動する駆動モータを含む。

第１の溶接ガン８ａは、先端のチップに通電することによりスポット溶接を行うことができるように形成されている。第１の溶接ガン８ａは、チップを移動するガン駆動モータ１８を含む。なお、エンドエフェクタとしては、溶接ガンに限られず、所望の作業に応じて任意の装置をロボットに連結することができる。

第１のロボット１ａは、アーム１２の移動を検出する状態検出器を備える。第１のロボット制御装置２ａは、状態検出器の出力により、第１のロボット１ａの位置および姿勢を検出する。本実施の形態における状態検出器は、アーム駆動モータ１４に取り付けられた回転位置検出器１５を含む。回転位置検出器１５は、アーム駆動モータ１４が駆動するときの回転位置を検出する。それぞれのアーム駆動モータ１４の回転位置に基づいて、関節部１３におけるアーム１２の姿勢を検出することができる。また、状態検出器は、旋回部１１を駆動する駆動モータに取り付けられた回転位置検出器を含む。旋回部１１の回転位置に基づいて、アーム１２が延びている方向を検出することができる。

第２のロボット１ｂおよび第３のロボット１ｃは、第１のロボット１ａと同様の構成を有する。また、第２の溶接ガン８ｂおよび第３の溶接ガン８ｃは、第１の溶接ガン８ａと同様の構成を有する。

第１のロボット制御装置２ａは、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置を含む。第１のロボット制御装置２ａは、予め作成された第１の動作プログラム９ａに基づいて第１のロボット１ａおよび第１の溶接ガン８ａを駆動する。第１のロボット制御装置２ａは、第１の動作プログラム９ａ等の任意の情報を記憶する記憶部２４を含む。

第１のロボット制御装置２ａは、動作制御部２１を含む。動作制御部２１は、第１のロボット１ａおよび第１の溶接ガン８ａを駆動する動作指令を送出する。動作制御部２１は、第１のロボット１ａを駆動するための動作指令をアーム駆動部２２に送出する。アーム駆動部２２は、アーム駆動モータ１４等のモータを駆動する電気回路を含む。アーム駆動部２２は、動作指令に基づいてアーム駆動モータ１４等に電気を供給して、アームを駆動する。また、動作制御部２１は、第１の溶接ガン８ａを駆動するための動作指令を溶接ガン駆動部２３に送出する。溶接ガン駆動部２３は、ガン駆動モータ１８を駆動する電気回路やチップに電流を供給する電気回路を含む。溶接ガン駆動部２３は、動作指令に基づいてガン駆動モータ１８等に電気を供給する。

第２の製造機械３ｂは、第２のロボット制御装置２ｂを含む。また、第３の製造機械３ｃは、第３のロボット制御装置２ｃを含む。第２のロボット制御装置２ｂおよび第３のロボット制御装置２ｃは、第１のロボット制御装置２ａと同様の構成を有する。ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれの製造機械を制御する機械制御装置として機能する。

第２のロボット制御装置２ｂには、予め作成された第２の動作プログラム９ｂが入力される。第３のロボット制御装置２ｃには、予め作成された第３の動作プログラム９ｃが入力される。それぞれのロボット１ｂ，１ｃおよび溶接ガン８ｂ，８ｃは、動作プログラム９ｂ，９ｃに基づいて制御される。

本実施の形態におけるセル制御装置５および生産計画装置６は、ＣＰＵおよびＲＡＭ等を含む演算処理装置にて構成されている。セル制御装置５は、複数の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働情報を取得する稼働情報取得部５１を含む。製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働情報としては、それぞれのロボット１ａ，１ｂ，１ｃの駆動の状態を示す変数および溶接ガン８ａ，８ａｂ，８ｃの駆動の状態を示す変数が含まれる。

例えば、稼働情報には、駆動モータや溶接ガンのチップに供給される電流値、駆動モータに取り付けられた回転位置検出器１５の出力、およびロボットや溶接ガンに取り付けられたセンサの出力等が含まれる。また、本実施の形態のアーム１２を駆動する駆動モータは、フィードバック制御を実施している。稼働情報には、フィードバック制御等のロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃの内部の信号が含まれる。更に、稼働情報には、ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃに入力される信号や出力される信号が含まれる。

稼働情報取得部５１は、予め定められた時間間隔ごとに製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働情報を取得する。セル制御装置５は、予め定められた情報を記憶する記憶部５６を含む。記憶部５６は、取得した稼働情報を記憶する。

セル制御装置５は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働情報に基づいて、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの部品の故障時期を予測する故障予測部５２を含む。故障予測部５２は、記憶部５６に記憶された稼働情報に基づいて、将来に故障すると予測される部品および部品の故障時期を推定する。

例えば、ロボット１ａ，１ｂ，１ｃは、アーム駆動モータ１４が故障する場合がる。ここでは、故障する虞のある部品としてアーム駆動モータ１４を例に取り上げて説明する。本実施の形態のロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、回転位置検出器１５が出力する回転位置に基づいてアーム駆動モータ１４のフィードバック制御を行っている。動作制御部２１は、動作プログラムに基づいて速度指令を生成することができる。一方で、回転位置検出器１５は、アーム駆動モータ１４の実際の回転角を検出する。回転位置検出器１５は、実際の回転角に基づいて実際の速度を算出することができる。そして、動作制御部２１は、実施の速度に基づいて動作プログラムに基づく速度指令を修正することができる。

アーム駆動モータ１４が故障すると、動作プログラムに基づく速度指令と実際の速度との差が大きくなる。このために、故障予測部５２は、動作プログラムに基づく速度指令と実施の速度との差に基づいて、故障を予測することができる。

例えば、セル制御装置５の記憶部５６は、動作プログラムに基づく速度指令と実施の速度との速度差を予め定められた時間間隔ごとに記憶する。そして、記憶部５６には、速度差の故障に関する判定値と、正常範囲の境界である許容値とが予め記憶されている。速度差が許容値を超えた場合に、故障予測部５２は、過去のデータに基づいて速度差の上昇速度を算出する。故障予測部５２は、上昇速度を用いて、速度差が判定値を超える時期を推定することができる。故障予測部５２は、速度差が判定値を超える時期を、アーム駆動モータ１４が故障する故障時期に設定することができる。なお、故障予測部５２は、位置指令と回転位置検出器１５により検出される実際の位置に基づいて、故障時期を推定しても構わない。

また、他の故障時期の推定制御では、アーム駆動モータ１４が故障すると生じるアーム駆動モータ１４の振動を用いる。回転位置検出器１５は、アーム駆動モータ１４の回転位置に基づいて、振動を検出することができる。または、アーム駆動モータ１４に、振動センサを取り付けても構わない。記憶部５６は、アーム駆動モータ１４の振動を予め定められた時間間隔ごとに記憶することができる。特に、記憶部５６は、特定の周波数成分の振動の振幅を記憶することができる。故障が生じ始めると、特定の周波数成分の振幅が増加する。記憶部５６には、特定の周波数成分の振幅の判定値が予め記憶されている。

故障予測部５２は、特定の周波数成分の振動の振幅の上昇速度を、過去のデータに基づいて算出することができる。そして、故障予測部５２は、特定の周波数成分の振動の振幅が判定値を超える時期を算出することができる。故障予測部５２は、特定の周波数成分の振動の振幅が判定値を超える時期を故障時期として推定することができる。

このように、故障予測部５２は、部品が故障した時に値が変化する変数について、変化速度を過去のデータに基づいて算出する。故障予測部５２は、所定の変数の変化速度と予め定められた判定値に基づいて故障時期を予測することができる。

故障を予測する部品は、アーム駆動モータに限られず、製造装置を構成する任意の部品を選定することができる。故障を予測する部品は、予め選定されて記憶部に記憶しておくことができる。例えば、駆動する部分に取り付けられた減速機を、故障を推定する部品に選定することができる。なお、部品の故障を推定する制御は、この形態に限られず、故障予測部は、任意の方法にて故障時期を予測することができる。

故障予測部５２は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの故障が予測される部品の名称や部品番号等の部品に関する情報を生産計画装置６に送信する。

本実施の形態における生産計画装置６は、故障が生じると予測された部品の情報に基づいて、自動的に製造機械の部品を発注する。たとえば、アーム駆動モータ１４が故障すると予測される場合には、代替品となるアーム駆動モータを発注する。生産計画装置６は、部品の発注を行った際に、部品が製造セルの配置されている工場に到着する時期を取得する。すなわち、生産計画装置６は、故障が予測される部品の交換が可能な時期である交換時期を取得する。

なお、部品の発注および交換時期の取得は、この形態に限られず、生産計画装置６が出力する情報を作業者が判別し、作業者が部品を発注しても構わない。そして、作業者が部品の交換時期を取得して、生産計画装置６に入力しても構わない。

セル制御装置５は、故障が予測される部品の交換時期を取得する交換時期取得部５３を有する。交換時期取得部５３は、生産計画装置６から交換時期を取得する。

セル制御装置５は、複数の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの作業の負担の調整を行う作業調整部５４を含む。本実施の形態では、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃに故障が予測されない場合には、複数の製造機械３ａ，３ｂ，３ｃが同じ時刻に作業を開始して、ほぼ同じ時刻に作業が終了するように、打点の配分が設定されている。

作業調整部５４は、推定した故障時期が交換時期よりも早いか否かを判別する。故障時期が交換時期以降である場合には、作業者は、製造機械が故障した時に、直ぐに部品を取り替えることができる。または、作業者は、故障が発生する前に部品を取り替えることができる。このために、製品の製造に大きな影響を与えずに、製造を継続することができる。

ところが、故障時期が交換時期よりも早い場合には、製造機械が故障すると製造機械が使えなくなる。作業調整部５４は、故障時期が交換時期よりも早い場合に、部品の故障が予測された製造機械に対して、作業の負担が低減される制御を実施する。更に、作業調整部５４は、部品の故障時期が交換時期よりも遅くなるように作業を設定する。

作業の負担を低減する方法については、予め定めておくことができる。たとえば、一部の作業を中止したり、ロボットの動作速度を低減したりする制御を行う。ロボットの動作速度を低減する制御は、故障が予測される製造機械において時間の余裕がある場合に好適である。次に、故障が予測される製造機械おいて、一部の作業を中止する制御を説明する。

本実施の形態の製造セル４は、前述のように、互いに隣り合う製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの作業範囲が重複するように形成されている。すなわち、製造機械は、隣に配置されている製造機械が行う溶接の少なくとも一部の打点の溶接を行うことができるように形成されている。

図２を参照して、本実施の形態では、第１のロボット１ａの部品が故障すると予測された場合を例に取り上げて説明する。第１のロボット１ａの部品が故障すると予測される場合には、第１の製造機械３ａが行う複数の溶接の打点のうち一部の打点の作業を中止する。本実施の形態における作業調整部５４は、第１の製造機械３ａの溶接箇所の個数を減らす制御を実施する。作業を中止する打点は、第２の製造機械３ｂにて溶接が可能な打点である。

記憶部５６には、故障が予測される部品について、作業の負担の低減量と故障が進行する速度の低下量との関係が予め記憶されている。作業調整部５４は、故障が進行する速度に応じて作業の負担の低減量を設定することができる。作業調整部５４は、故障の進行する速度が大きいほど、作業の負担の低減量を大きくする制御を実施する。例えば、作業調整部５４は、駆動モータの振動の振幅の上昇速度が大きいほど、打点の個数を多く低減する制御を実施することができる。

この場合に、作業調整部５４は、故障時期が交換時期よりも遅くなるように、作業の負担の低減量を設定することができる。例えば、作業調整部５４は、交換時期よりも遅い時期を設定する。作業調整部５４は、設定した時期に故障するように、故障が進行する速度を算出する。作業調整部５４は、算出した故障が進行する速度に基づいて、作業の負担の低減量を設定することができる。

作業調整部５４は、部品の故障が予測された製造機械にて低減した作業を、他の製造機械が実施するように他の製造機械を制御する。作業調整部５４は、故障が予測される部品を含む製造機械の一部の作業を、他の製造機械に移行する制御を実施する。例えば、作業調整部５４は、第１の製造機械３ａが中止した一部の打点の溶接作業を、第２の製造機械３ｂが実施するように制御する。

作業を移行する制御は、この形態に限られず、故障した部品や故障の種類に応じて、作業の負担の低減量を予め設定しておいても構わない。例えば、故障した部品に応じて第１の製造機械から第２の製造機械に移行する溶接の打点を予め定めておくことができる。この制御では、故障時期が交換時期よりも遅くなるように、多くの打点の作業を移行することが好ましい。

本実施の形態の作業調整部５４は、動作プログラム生成部５５を備える。本実施の形態における故障が予測される製造機械の作業の負担を低減する制御、および他の製造機械に作業を移行する制御は、動作プログラムを書き換えることにより実施することができる。

動作プログラム生成部５５は、部品の故障が予測された製造機械の動作プログラムを作成する。また、動作プログラム生成部５５は、作業を移行する他の製造機械の動作プログラムを作成する。そして、作業調整部５４は、それぞれの製造機械の機械制御装置に動作プログラムを送出する。

例えば、第１のロボット１ａの部品が故障すると予測される場合には、作業調整部５４は、第１の製造機械３ａが行う溶接の打点の個数が少なくなった第１の動作プログラムを第１のロボット制御装置２ａに送出する。第１のロボット制御装置２ａの記憶部２４は、第１の動作プログラムを更新する。また、作業調整部５４は、第２の製造機械３ｂが行う溶接の打点の個数が多くなった第２の動作プログラムを第２のロボット制御装置２ｂに送出する。第２のロボット制御装置２ｂの記憶部は、第２の動作プログラムを更新する。この制御により、複数の製造機械が行う作業を振り分けることができる。なお、故障が予測される製造機械の全ての作業を他の製造機械に移行しても構わない。

故障が予測される製造機械の作業の一部または全部を他の製造機械に移行する制御としては、この形態に限られず、任意の制御を採用することができる。たとえば、それぞれのロボット制御装置が打点のパターンに応じた複数の動作プログラムを予め記憶していても構わない。作業調整部は、打点の位置をロボット制御装置に送出し、ロボット制御装置は、打点の位置に基づいて動作プログラムを選定することができる。

または、ロボット制御装置は、それぞれの打点に関する動作プログラムの要素を記憶しておくことができる。ロボット制御装置は、作業調整部から送出された打点の位置に基づいて、複数の動作プログラムの要素を組み合わせて、１つの動作プログラムを作成しても構わない。

図４に、本実施の形態における生産システムの制御のフローチャートを示す。ステップ９１において、セル制御装置５の稼働情報取得部５１は、それぞれの製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働状態を取得する。

ステップ９２において、故障予測部５２は、それぞれの製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働状態を取得する。故障予測部５２は、故障が予想される部品を検出する。故障予測部５２は、部品の所定の変数に基づいて故障が予測されるか否かを判別することができる。例えば、駆動モータの振動の振幅が予め定められた許容値未満である場合には、故障予測部５２は、駆動モータは正常であると判別することができる。故障予測部５２は、駆動モータには故障が予測されないと判別することができる。

ステップ９２において、故障が予測される部品が検出されない場合には、この制御を終了する。すなわち、全ての製造機械の部品が正常である場合には、この制御を終了する。ステップ９２において、故障が予測される部品を検出した場合には、ステップ９３に移行する。

ステップ９３において、故障予測部５２は、検出された部品の故障時期を推定する。故障予測部５２は、生産計画装置６に故障が予想される部品の情報を送信する。生産計画装置６は、部品を発注するとともに部品が工場に納入される時期を取得する。すなわち、生産計画装置６は、工場において部品の交換が可能な交換時期を設定する。ステップ９４において、交換時期取得部５３は、交換時期を生産計画装置６から取得する。

次に、ステップ９５において、作業調整部５４は、故障時期が部品の交換時期よりも早いか否かを判別する。交換時期と故障時期とが同じである場合、または故障時期が交換時期よりも遅い場合には、この制御を終了する。故障時期が交換時期よりも早い場合には、ステップ９６に移行する。

ステップ９６において、作業調整部５４の動作プログラム生成部５５は、それぞれの製造機械３ａ，３ｂ，３ｃに対して、作業が変更された動作プログラムを作成する。動作プログラム生成部５５は、故障が予測される部品を含む製造機械については、作業の負担が低減するように動作プログラムを作成する。また、動作プログラム生成部５５は、低減された作業を追加するように他の製造機械の動作プログラムを作成する。動作プログラム生成部５５は、対応する動作プログラムをロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃに送出する。

ステップ９７において、ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれの動作プログラムを更新する制御を行う。それぞれの製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、更新された動作プログラムに基づいて作業を実施することができる。部品の交換が予測される製造機械の作業の負担を低減することができる。また、低減した作業は、他の製造機械にて実施することができる。このために、交換する部品の代替品が到着する前に製造装置が故障することを回避することができる。

本実施の形態の製造セルに含まれる複数の製造機械は、全てが溶接作業を行う製造機械である。すなわち、製造セルに含まれる製造機械が同一の作業を行うように形成されている。製造セルに含まれる製造機械としては、この形態に限られず、異なる作業を実施する製造機械が含まれていても構わない。

本実施の形態においては、製造機械として、溶接機械を例示して説明したが、この形態に限られず、任意の製造機械に本発明を適用することができる。例えば、製造機械としては、ワークの搬送を行う搬送機械、塗装を行う塗装機械、および印刷を行う印刷機等を例示することができる。更に、製造機械としては工作機械を例示することができる。製造セルは、複数の工作機械にて材料を切削することにより、予め定められた製品を製造することができる。そして、１つの工作機械の作業の少なくとも一部を他の工作機械にて実施できる場合に本発明を適用することができる。

上述の制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。

上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

１ａ，１ｂ，１ｃ ロボット
２ａ，２ｂ，２ｃ ロボット制御装置
３ａ，３ｂ，３ｃ 製造機械
４ 製造セル
５ セル制御装置
６ 生産計画装置
８ａ，８ｂ，８ｃ 溶接ガン
９ａ，９ｂ，９ｃ 動作プログラム
１５ 回転位置検出器
２１ 動作制御部
２４ 記憶部
５１ 稼働情報取得部
５２ 故障予測部
５３ 交換時期取得部
５４ 作業調整部
５５ 動作プログラム生成部
５６ 記憶部

Claims (3)

1. 複数の製造機械を含む製造セルを制御するセル制御装置であって、
   製造機械の稼働情報を取得する稼働情報取得部と、
   製造機械の稼働情報に基づいて製造機械の部品の故障時期を予測し、製造機械の部品の管理を行う部品管理装置に故障が予測される部品の情報を送信する故障予測部と、
   前記部品の交換が可能な時期である交換時期を部品管理装置から取得する交換時期取得部と、
   前記故障時期が前記交換時期よりも早いか否かを判別し、前記故障時期が前記交換時期よりも早い場合に、前記故障時期が前記交換時期よりも遅くなるように、前記部品の故障が予測された製造機械の作業の一部を減らして稼働を継続する制御と、減らした前記作業を他の製造機械に実施させる制御とを実施する作業調整部と、を備えることを特徴とする、セル制御装置。
2. 作業調整部は、前記部品の故障が予測された製造機械の動作プログラムと、前記他の製造機械の動作プログラムを作成し、それぞれの製造機械の機械制御装置に送出する、請求項１に記載のセル制御装置。
3. 請求項１に記載のセル制御装置と、
   複数の製造機械を含む製造セルと、
   製造機械の部品の管理を行う部品管理装置とを備え、
   セル制御装置は、部品管理装置にネットワークを介して故障が予測される部品の情報を送信し、部品管理装置から交換時期を取得することを特徴とする、生産システム。

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