JPH02236604A - 自律分散形加工セルの情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自律分散形加工セルの情報処理装置に関す
る．更に詳しくは、工作機械において、複数の加工セル
が各々独自に判断して加工作業を行うタイプの自律分散
形加工セルの情報処理装置に関する。

［従来技術］ 従来のＦＭＳは、複数の工作機械と、個々に取付治具に
保持されたワークまたは工具を搬送する搬送装置と、前
記ワークや工具の貯蔵庫と、加工情報また生産スケジュ
ールを指示するためのプログラム・データを内蔵するホ
ストコンピュータと、このホストコンピュータと各工作
機械または搬送装置とを結ぶ接続装置などとから構成さ
れている．したがって、ワークや工具は、各パレット《
またはパレットに相当するもの》に個々に取付け固定さ
れて送られる。この加工プログラム、加工スケジュール
などの情報は、ホストコンピュータ内に事前に入れられ
たデータを選択して、同軸ケーブルなどの通信回線を用
いて各工作機械に供給されている。

このシステムは、取付治具、パレットは、ワークの数だ
け必要となり、また個々の工作機械、無人搬送車に情報
を送るための通信回線が必要となる．前記の説明から理
解される通り、この一般的なＦＭＳでは加工状態を再現
するワーク、治具・工具、情報の三要素がバラバラに搬
送されている。治具・工具、情報とが別々の経路を通じ
て搬送伝達される。更にパレットの数がワークの数だけ
必要となるなど設備費が高くなる要因が多く、その普及
にはおのずと限界があった． また、システムを拡張するにあたっては、上記三要素の
夫々の拡張をはかることが必要となる。

更に生産変更を行うとき、加工情報、搬送情報、パレッ
ト位置情報などのすべてが互いにリンクしているため、
割り込み作業が難しい．また特に中央処理装置、搬送装
置、通信回線の故障に対して弱く、システム全体がスト
ップしその復元には長時間を要していた． 本出願人は、前記問題を解決するため複数の工作物をト
レーに収納して、この複数のトレーを手動台車、すなわ
ちトレーラックを搬送するものにおいて、このトレーラ
ックに段取り、加工情報などを搭載した「省段取りを目
的とする生産システム」　《特開昭６３−１０２８５７
号公報》を提案した． ［発明が解決しようとする課題］ しかし、本出願人の提案したものは、あくまでも工作物
を搬送するのにトレーラックを用いたシステムに関する
ものである．通常の工作機械の加工システムは、工作物
がパレットに載せられて規定の搬送軌道上を移動するも
のが多い．近年、このパレットまたは工作物をどの軌道
位置でも自由に止められ、かつ貯蔵の役割を果たすフリ
ーフローラインが工作機械分野にも出現した．このフリ
ーフローライン適用できる最適な情報移動システムは提
案されていない。

この発明の目的は、加工機械のフリーフローラインにお
いて、各加工機械が独自に判断して仕事を行うことがで
きる自律分散形加工セルの情報処理装置を提供すること
にある． この発明の他の目的は、加工機械のフリーフローライン
において、中央処理装置を必要としない自律分散形加工
セルの情報処理装置を提供することにある． ［前記課題牽解決するための手段］ この発明は、前記課題を解決するために次の手段を取る
。

この発明の主な手段は、複数の加工セルと、この加工セ
ル間を工作物が自由に移動する搬送装置とを有するＮＣ
工作機械のフリーフローラインシステムにおいて、前記
搬送装置上を移動する工作物に設けた情報記憶媒体と、
この情報記憶媒体内には加工情報部と、パレット情報部
と、図面情報部と、品質管理情報部と、段取り情報部と
がらなることを特徴とする自律分散加工セルの情報処理
“装置である． 前記手段において、前記工作物を搬送する媒体がパレッ
トと、このパレット上には前記情報記憶媒体であるＩＣ
カードと前記工作物の状態を示すドッグを設けるとより
効果的である． ［作　用］ 複数の加工セル間を工作物が自由に移動するタイプのＮ
Ｃ工作機械のフリーフローラインシステムにおいて、前
記工作物上に設けた情報記憶媒体に加工情報と、パレッ
ト情報と、図面情報と、品質管理情報と、段取り情報と
を記憶させて、これらの情報にしたがって加工セル内の
ＮＣ工作機械に必要な加工作業を行わせる． ［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する．
第１図は、この発明の自律分散形加工セルの情報処理装
置を適用したフリーフロー式生産システムの概要を示す
平面図である．マシニングセンタＭｌ、Ｍ２、Ｍ３は、
直線上に３台配置されている．マシニングセンタＭ１、
Ｍ２，Ｍ３は、同じ加工能力を備えているが、そのうち
の一台は、特殊な加工ができるように工具本数を多く有
している．各々のマシニングセンタＭ１、Ｍ２、Ｍ３の
前面には、搬送装置３上のパレットＰをマシニングセン
タＭｌ、Ｍ２、Ｍ３に搬入・搬出するパレット搬出人装
置１が配置してある．パレット搬出人装置１の側部には
、カード読取・書込装置２が配置してある，カード読取
・書込装置２は、ＩＣカード．から読み取った作業内容
の未処理部分についてマシニングセンタＭ１、Ｍ２、Ｍ
３の各ＮＣ装置に実行させるとともに、加工実行後の情
報をＩＣ力一ドヘ書き込ませる。パレット搬出人装置１
の前面には、搬送装置３がマシニングセンタＭ１、Ｍ２
、Ｍ３に沿って配置してある．この搬送装置３は、上下
２層に配置したローラーチェーン型の搬送装置である。

搬送装置３の両端には、エレベータ４、４が配置してあ
る． このエレベータ４、４は、上下各層を互いに反対方向へ
移動させている。すなわち、一方に設けたエレベータ４
を下降方向へのみ搬送させ、他方に設けたエレベータ４
を上昇方向へのみ搬送させる。トレー５は、搬送装置３
のローラーチェーン上に適宜載置してある。トレー５の
上には、パレットＰが載置固定してある．したがって、
パレットＰは常に搬送装置３上を一方向にアトランダム
に移動している。搬送装Ｗ３の横には、段取り台７が配
置してあり、パレットＰへの工作物の取付、取り外しな
どを行う。また、この生産システムには、洗浄装置６が
配置しであり、必要に応じてパレットＰ上の工作物を洗
浄する。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、パレットＰ
の形状、横造例を示すものである。第２図（ａ）は平面
図、第２図（ｂ）は正面図、第２図（Ｃ）は右側面図、
第２図（ｄ）は左側面図である。パレットＰは、上面を
平面に形成し、下面にはトレー５のローラ（図示せず）
が係合する溝１０が形成されている．側面には進行方向
の前側に搬出アーム係合部材１１を、後側に搬入アーム
係合部材１２と、カード取付部材１３を設け、進行方向
Ａと平行の一方側に状態判別ドッグ１４を設け、反対側
に洗浄判別ドッグ１５を設ける。

状態判別ドッグ１４は、加工機械番号、特急品対応、加
工履歴、正常／異常対応、プログラム番号判別などを示
すためのドッグである．このマシニングセンタＭｌ、Ｍ
２、Ｍ３は、ＩＣ力一ドを読み込む前にこのドッグ１４
、ｌ５で加工するか否かの判断をまず行う。洗浄判別ド
ッグ１５も同様に洗浄済か否かの判断を行うものである
．本例のドッグは、３つのドッグであるが必要とする情
報に応じて何個設けても良いし、その形も周知の機械式
ドッグ、磁気、光電式などでも良い。

ＩＣカード２０は、後記する各種情報を記憶するためＣ
ＭＯＳ−ＲＡＭで構成されているので書込・読出しが任
意であり、記憶保持のためにバッテリーを内蔵している
．第３図は、前記フリーフロー式生産システムを制御す
る自律分散形加工セルの情報処理装置の機能ブロック図
である，ＩＣ力−ド２０は、記憶される情報の内容によ
って記憶される位置が区分されており、各種の情報が記
憶保持されている。加工情報部２１には、工具の軌跡、
切削条件などの加工プログラムと、プログラム番号など
プログラムに関するラベル情報が記憶保持されている。

パレット情報部２２は、工作物が搭載されているパレッ
トＰの管理番号と、そのパレット寸法のバラッキなど個
々のパレット固有の寸法の補正値などパレットに関する
情報を記憶保持するところである。図面変更情報部２３
は、パレットＰに搭載されている工作物が加工実績のな
いものか否か、すなわち初品であるか否かの初品情報と
、加工される工作物に関する図面がいつ、どこのセクシ
ョンかどこを変更したかなどの図面の変更に関する情報
が記憶されている。

品質管理情報部２４は、加工時に使用する治具の管理番
号・種類などの治具情報、工作物の種類、管理番号など
のワーク情報、工作物の寸法を測定する箇所、測定動作
を示す測定情報、加工可能なマシニングセンタを特定す
る加工機械情報、加工後の寸法の計測結果を示す加工計
測結果情報、加工工程の順序・履歴を示す加工履歴情報
などを記憶している。段取り情報部２５は、作業者がパ
レットＰに治具を取り付けるときの位置、順序，注意事
項を示す、治具収付情報、位置情報、注意情報が記憶保
持されている． 入出力装置３０は、段取り台７の近くに配置されている
ものでＩＣカード２０の情報を表示、修正する．更に、
ＮＣデータの記憶、加工計測結果の記憶、精度診断結果
の記憶などを行うものである。しかし、この入出力装置
３０は、各マシニングセンタＭｌ、Ｍ２、Ｍ３を統括、
制御するものではない。ＩＣカード２０に記憶されてい
る情報の処理、統合を行うものである．入出力装置３ｏ
は、マイクロプロセッサ３１を備えている．マイクロプ
ロセッサ３１には、バスラインを介してキーボードを備
えたＣＲＴ表示手段３２、フロッピーディスク、ハード
ディスクなどの記憶手段３３を有している． 勤ｆじζジ：一 第４図（ａ）、（ｂ）に示すものは、情報処理装置の動
作と、作業者の動作を示すフロー図である。第４図（ａ
＞のフロー図は、最初に段取り台７での動作を示す。最
初に初品加工であるか否が判断する（ステップＰＩ）．
初品加工でなければ、ＩＣ力−ド２ｏをパレットＰのカ
ード取付部材１３上にセットする。ＩＣカード２ｏがセ
ットされると、段取り台７のカード読取・書込装置２が
セットされたＩＣカードから情報を読み出す．読み込ま
れたＩＣカード２０の品質管理情報は、ＣＲＴ装Ｗ３２
に表示される。作業者は、表示された表示内容にしたが
って作業をすすめる．すなわち、正常な加工ができたか
、計測データ値は正常かなど表示内容によって加工済の
工作物を処理する．現在取り付けられている加工済の工
作物をパレットＰから取り外す（Ｐ５）。

一方、初品加工の場合、ＩＣカード２０をパレットＰカ
ード取付部材１３にセットする。セットされたＩＣカー
ド２０から品質管理情報、段取情報を読み出してＣＲＴ
装置３２に表示する．このＣＲＴ装１１ｍ３２の表示、
指示内容にしたがって、作業者は、パレットＰに治具を
セットする（Ｐ４）．次に、治具が正しい位置に固定さ
れているか否か計測する（Ｐ６》。計測の結果、治具が
正しくセットされていなければ、ステッ゛プＰ４に戻り
再度治具セットをやり直す． 泊具計測の結果正しい取付で、かつ許容寸法誤差内であ
れば、ＩＣカードの段取り情報部２５内の治具取付情報
に治具の取付誤差値などの計測データを取込み，書込む
．次に、パレットＰ上のＩＣカード２０から品質管理情
報部２４、段取り情報部２５の情報を読み出し、ＣＲＴ
装置３２に表示する。この表示にしたがって作業者は、
パレットＰ上に工作物を取り付ける（Ｐ９）．パレット
Ｐ上の工作物を計測する（ＰＩ。》．この計測したワー
クに関する情報、すなわち取付位置、初品情報などをＩ
Ｃ力−ド２０に書き込む．ワーク計測が良ければ、段取
りを完了し、パレットＰを搬送装置３上に投入する（Ｐ
１ｔ〜Ｐ１４）．搬送装置３上には、常時、パレットＰ
およびトレー５が循環している。パレットＰが各マシニ
ングセンタＭｌ、Ｍ２、Ｍ３の搬入および搬出位置に近
づいて搬入または搬出の要求が出された場合、搬入位置
に近づいたパレットＰが段取り完了済みか否かドッグ１
４で調べる．段取り完了済みのパレットＰが搬入位置に
近づいてきた場合には、搬入位置のトレー位置決め装置
のストッパビン（図示せず）を作動させて搬送面の上方
へ突出させ、パレットＰおよびトレー５を搬入位置で停
止させる． 停止後、搬入装置《図示せず》を作動させてパレットＰ
を各マシニングセンタＭｌ、Ｍ２、Ｍ３のパレット搬出
人装置１の搬入側待機位置へ搬入させる．パレット搬出
人装置１のカード読取・書込装置２は、搬入側待機位置
へ搬入されたパレットＰに取り付けられたＩＣ力−ド２
０記億内容を読み取らせる（Ｐ１ｓ）． 各マシニングセンタＭ１、Ｍ２、Ｍ３の作業テーブル上
にパレットＰがなければ、搬入側待機位置のパレットＰ
を作業テーブル側へ搬入させる（Ｐｌ６）．次に、初品
加工であるか否かを判断し（ＰＩ？）、初品加工であれ
ば通常のプログラムチェック作業を行う．プログラムチ
ェックで数値制御用プログラムに異常が見つがればプロ
グラムを修正し、その修正後のプログラムをＩＣカ一ド
２０に記憶させる（Ｐ１８〜Ｐ２４）．初品加工できな
い場合にはＩＣカード２０の指示にしたがって作業内容
をＩＣカード２０側から各マシニングセンタＭ１、Ｍ２
、Ｍ３のＮＣ装置側へ、数値制御用１口グラムを直接に
作業内容として転送する（Ｐ１９、Ｐ２１）・ ＮＣ装置８は、座標系の軸を変換し（Ｐ２３）、加工作
業を実行する（Ｐ２４、Ｐ２６）。終了状態が正常であ
れば、必要な加工が完了したとして全ての状態判別ドッ
グ１４を押し下げるとともに、加工が完了したことをＩ
Ｃカード２０へ書き込む（Ｐ２６）・ このとき、終了状態が途中打ち切りか調べ、打ち切らな
ければ再作業が可能であるとして作業を実行した装置に
対する状態判別ドッグ１４を押し下げるとともに、再加
工（再組立）が必要である゛ことをＩＣカード２０へ書
き込む。ワークを計測し、段取り台７へ戻す（Ｐ２７、
Ｐ２ｇ）．状態判別ドッグ１４の処理およびＩＣカ一ド
２０への書き込みをした後、作業テーブル側から搬出入
装置１の搬出装置待機位置側へパレットＰを搬出する．
搬出装置待機位置側へパレットＰを搬出した後、搬出要
求が出されると、各装置に対する搬送装置の搬出側停止
位置に空トレー５が近づいてきたか調べ、空トレー５が
近づいてくれば、トレー位置決め装置のストッパピンを
搬送面の上方へ突出させ、空トレー５を搬出側停止位置
で停止させる。停止後、搬出装置を作動させてパレット
Ｐを搬出装置待機位置側から空トレー５ｆｆｌ！へ搬出
させる。

加工、組立の他に、洗浄が必要な場合には洗浄装置６に
ついても同様な手順によって処理する。

洗浄が必要か否かは洗浄判別ドッグ１５で行う。

このＩＣカード２０に対する記録内容の処理は、第３図
で示すように、ＩＣカード２０と入出力制御装置３０に
組み込まれたプログラマブルコントローラまたはマイク
ロプロセッサ３１との間で相互に入出力される． ［他の実施例］ 前記実施例では、ドッグ１４、１５を用いて工作物の状
態、加工機械、洗浄の要否を判別している。これは、作
業者が肉眼で工作物の状態を判断できるようにしたため
である．しかし、これらの情報は、ドッグ１４、１５を
設けることな＜ＩＣカード２０に直接記憶させても良い
． ［発明の効果］ 以上、詳記したように、この発明は複数の加工セルが各
々独自に判断して加工作業を行うことができるので、シ
ステムの拡張が容易である．故障に対して強いシステム
ができるなどの効果を有する．

【図面の簡単な説明】

第１図は自律分散加工セルの実施例を示す平面図、第２
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はパレットを示す図
、第３図は自律分散加工セルの情報処理装置の機能ブロ
ック図、第４図（ａ）、（ｂ）は自律分散加工セルと作
業者の動作を示ずフロ一図である． Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３・・・マシニングセンタ、１・・・パ
レット搬出人装置、２・・・カード読取・書込装置、３
・−・搬送装置、４・・・エレベータ、５・・・トレー
、１４・・・状態判別ドッグ、１５・・・洗浄判別ドッ
グ、２０・・・ＩＣカード、２ｌ・・・加工情報部、２
２・・−パレット情報部、２３・・・図面情報部、２４
・・・品質管理情報部、２５・・・段取り情報部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の加工セルと、この加工セル間を工作物が自由
   に移動する搬送装置とを有するＮＣ工作機械のフリーフ
   ローラインシステムにおいて、前記搬送装置上を移動す
   る工作物に設けた情報記憶媒体と、この情報記憶媒体内
   には加工情報部と、パレット情報部と、図面情報部と、
   品質管理情報部と、段取り情報部とからなることを特徴
   とする自律分散加工セルの情報処理装置。 ２、請求項１において、前記工作物を搬送する媒体がパ
   レットと、このパレット上には前記情報記憶媒体である
   ＩＣカードと前記工作物の状態を示すドッグとを有する
   ことを特徴とする自律分散加工セルの情報処理装置。