JPH0440145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は工作機械におけるフレキシブルマニユ
フアクチユアリングシステム（以下FMSという）
において、ワークを多工程に分割して順次加工し
完成させるいわゆる渡り加工を行なう場合に適用
されるFMSにおける多工程加工処理装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、工作機械におけるFMSにおいては、す
でに決定されたワークあるいはワークパレツトに
対する加工スケジユールや段取りスケジユールに
もとづいて稼動されるため、例えば段取り台への
完成品搬入が可能であつても、後工程の加工が完
了し搬出が可能であつても、搬送台車は上記のス
ケジユールに基づいて他の動作をすることが多々
あり、必ずしも搬送の効率が考慮されたものでは
なかつた。

また、割込み処理など緊急時の処理が必要とな
つた場合は、上流の中央制御装置（ホストコンピ
ユータ）までデータをアツプロードし加工スケジ
ユールや段取りスケジユールの組替え処理が行な
われていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 而して前述した従来技術では、パレツトストツ
カへワークを一時待機させる動作が多くなる。す
なわち待ち時間が多くなつてしまい必ずしも加工
効率を向上させるものではなかつた。また割り込
み処理や緊急時の処理では、加工スケジユールや
段取りスケジユールの組替え処理を行なわなけれ
ばならない為柔軟性に欠けていた。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題を解決する
ために提案されたものであつて、FMSにおける
搬送台車の搬送効率を最大限に向上し得る制御を
行ない、延いては、FMSの加工効率および生産
能率をあげると共に割込み処理など緊急時の処理
に柔軟に対応出来るようにしたFMSにおける多
工程加工処理装置を提供することにある。

〈問題を解決するための手段と作用〉 本発明はFMSの加工工程において、最終工程
の要求指令を第１優先とし、後工程から優先順位
を付与するようにした要求指令の優先順位処理手
段を設けた点にある。すなわちFMSの出口から
優先してワークを搬送処理することにより、加工
の終了したワークは直ちに搬出し、次のワークを
出来る限り待ち時間のない状態で早く加工せんと
するものである。その具体的な手段は、多工程で
加工すべきワークを多工程に分割して順次渡つて
加工する工作機械群と、パレツトを貯蔵する為の
パレツトストツカと該パレツトストツカの一部に
配設されパレツト上にワークを取付ける為の段取
りステーシヨンと、該段取りステーシヨン，パレ
ツトストツカと前記工作機械群との間を移動しワ
ークを搬送・受渡しする搬送装置と、前記段取り
ステーシヨンからの要求を入出力する入出力手段
と、搬送装置の搬送動作手順を入出力手段および
機械の要求指令に対し最終工程の要求指令を第１
優先とし、後工程から優先順位を付与する要求指
令の優先順位処理手段を設けた点が特徴である。

而して、本発明の装置を採用することにより
FMSの出口から優先してワークを搬送装置で搬
送処理することになつて、加工の終了したワーク
は直ちに搬出し、次のワークを出来る限り待ち時
間のない状態で早く加工することが出来る。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳
細に説明する。

(1) まず、本発明が適用される工作機械のFMS
の概略を説明する。

第２図は本発明を実施するに好適なFMSの
概略構成図である。

第２図において、システムは管理部門と作業
部門とで概略構成され、管理部門は中央制御装
置１００を備え、システムオンライン中の各加
工工程の流れや、加工情報としてのNCデー
タ，工具データ，準備情報としてのスケジユー
ルデータおよび段取りスケジユールデータ等を
総合的に把握して管理している。

作業部門では中央制御装置１００から刻々と
送信されるNCデータを逐次各マシニングセン
タ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃおよび１０２
ｄのNC装置１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃお
よび１０３ｄが受取る。ワークが、例えば２つ
の加工工程で完了するものとすれば、マシニン
グセンタ１２ａ〜１０２ｄのうちマシニングセ
ンタ１０２ａまたは１０２ｂで第１の工程が、
マシニングセンタ１０２ｃまたは１０２ｄで第
２の工程が加工されるようになつている。本実
施例では最大４工程まで可能であるが、もちろ
ん増設も可能であつて、これに限定されるもの
ではない。中央制御装置１００と共に主制御装
置１０１およびNC装置１０３ａ，１０３ｂ，
１０３ｃおよび１０３ｄは光データハイウエイ
１０４にリンケージされ、NLU（ネツトワー
ク・リンケージ・ユニツト）を介して必要な
NCデータを必要な時に適宜取り込むようにな
つている。

また、主制御装置１０１はワークＷを載置せ
しめたパレツトＰを搬送せしめる搬送台車１１
０を直接制御する搬送制御装置１０６と接続さ
れている。さらに主制御装置１０１は各マシニ
ングセンタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃおよ
び１０２ｄのPC装置（プログラマブル・コン
トローラという。）１０８ａ，１０８ｂ，１０
８ｃおよび１０８ｄにも接続された機械側から
要求信号や中央制御装置１００からの指令信号
などの送受信を司どつている。

パレツトストツカ１０７には素材あるいは加
工された加工品をストツクするための複数のパ
レツトＰが載置される。パレツトストツカ１０
７の数ケ所には段取り台１０９が設けられ、こ
の段取りステーシヨンである段取り台１０９で
作業者がパレツトＰに加工すべきワークを取付
ける段取り作業を行なつている。

段取り台１０９で段取りされたワーク付パレ
ツトＰは搬送制御装置１０６によつて制御され
る搬送台車１１０が搬送ライン１０５に沿つて
移動して各所に搬出入される。

一方現場端末器１１１がNLUに接続され、
作業者が現場端末器１１１のキーボードを叩く
ことによつて中央制御装置１００へ要求指令や
管理データ等を送信する。

本発明は前述した第２図に示す如きFMSに
おいて、NC工作機械であるマシニングセンタ
１０２ａと１０２ｂを第１の工程，マシニング
センタ１０２ｃと１０２ｄを第２の工程として
加工が施されると共に、現場端末器１１１（例
えば、作業者による段取り要求など）および各
マシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｄ等から出
力される要求指令に応じてワークパレツトの搬
送を行なう搬送台車１１０のサービスの処理方
法を改良した多工程加工処理装置であつて、
FMSの加工工程において、最終工程の要求指
令を第１優先とし、後工程から優先順位を付与
するという要求指令の優先順位処理手段を付与
したものである。すなわちFMS加工工程の出
口から優先してワークを搬送処理することによ
り、加工の終了したワークは直ちに搬出した、
次のワークを出来る限り持ち時間のない状態で
早く加工せんとするようにした多工程加工処理
装置である。

(2) 本発明の特徴である最終工程の要求指令を第
１優先とし、後工程から優先順位を付与すると
いう要求指令の優先順位処理の基本的な考え方
について説明する。

第３図はパレツト搬送要求の優先順位を説明
する説明図で、パレツトストツカ１０７、段取
り台１０９および第１工程，第２工程のマシニ
ングセンタ１０２ａ〜１０２ｄとの関連におけ
る搬送台車１１０のパレツトＰ搬送順位を示す
モデル図である。

また、第３図は、FMSにおける多工程加工
が施されるワークパレツトの一連の流れを示し
ている。要求されるパレツトＰがパレツトスト
ツカ１０７から段取り台１０９へ段取り要求さ
れると、パレツトＰは搬送台車１１０により段
取り台１０９へ搬送され、加工完了ワークがあ
つた場合には、ワークは取外され、次に加工す
べき素材ワークが作業者の手により取付けられ
る。続いてパレツトＰは、該段取り台１０９か
ら第１工程のマシニングセンタＭ−１へあるい
はパレツトストツカ１０７を介してマシニング
センタＭ−１へといずれかの経路でパレツトＰ
が搬送される。次いで第１工程のマシニングセ
ンタＭ−１から第２工程のマシニングセンタＭ
−２へあるいはパレツトストツカ１０７を介し
てマシニングセンタＭ−２へパレツトＰが搬送
される。第２工程のマシニングセンタＭ−２か
ら段取り台１０９へあるいはパレツトストツカ
１０７を介して段取り台１０９へパレツトＰが
搬送され加工完了ワークは取外される。通常素
材ワークが取付けられると、所定のパレツトス
トツカ１０７に搬送される。

このようなパレツト搬送の流れにおいて、本
発明では全加工工程数Ｎ中の第ｎ工程における
搬出入プライオリテイを付加する。搬出；（Ｎ
−ｎ）×２＋２，搬入；（Ｎ−ｎ）×２＋３と定
義づける。

また段取り台については搬出時は上式でｎ＝
０，搬入時は順位１とする。

この定義をもとに、本実施例の場合全加工工
程数Ｎ＝２で第２工程（ｎ＝２）の搬出、搬入
の順位は夫々２，３となり、また第１工程（ｎ
＝１）の搬出・搬入の順位は夫々４，５とな
る。段取り台の搬入順位が１，搬出が６と優先
順位付けられる。

すなわち、第３図において、パレツトＰがマ
シニングセンタＭ−２からまたはパレツトスト
ツカ１０７から段取り台１９へ搬入される順位
が１で、第２工程のマシニングセンタＭ−２か
ら段取り台１０９へあるいはパレツトストツカ
１０７へ搬出される順位が２，パレツトＰが第
２工程のマシニングセンタＭ−２へ搬入される
順位が３である。さらに、パレツトＰが第１工
程のマシニングセンタＭ−１から第２工程Ｍ−
２へあるいはパレツトストツカ１０７へ搬出さ
れる順位が４，パレツトＰが第１工程のマシニ
ングセンタＭ−１へ搬入される順位が５および
段取り台１０９から第１工程のマシニングセン
タＭ−１へあるいはパレツトストツカ１０７へ
搬出される順位が６となる。このように最終工
程の要求指令を第１優先とし、後工程から優先
順位を付与するようにしたものである。

すなわち、加工の完了したワークは直ちに搬
出処理し、間断なくワークの加工を推進し、シ
ステム稼動を高めることを狙いとしている。

(3) 次に本発明の具体的な構造を説明する。

第１図は本発明の構成を説明する制御ブロツ
ク図である。

第１図において、中央制御装置（以下CPU
という）１００に第２図で説明したFMSライ
ンの全体が接続される。従つてFMSラインの
詳細は省略する。なお、本実施例においては工
作機械であるマシニングセンタを４台使用して
マシニングセンタ１０２ａ（MC１−１），１０
２ｂ（MC１−２）を第１工程，マシニングセ
ンタ１０２ｃ（MC２−１），１０２ｄ（MC２−
２）を第２工程として使用される場合について
説明する。CPU１００に画面付キーボード１
１１（第２図では現場端末器と称した。）が入
出力装置１１１ａを介して接続され、作業者が
この画面付キーボード１１１を使用して段取台
１０９におけるパレツトの搬出入の要求指令が
入力される。

今段取り台の搬入要求指令が出ると、アンド
ゲート４，５，６，７および８さらにアンド・
ゲート９にビツト信号が立つ。ビツト信号によ
りアンド・ゲート９が開いて順位データ・レジ
スタ１に記憶されている順位データＰ＝１がア
ンド・ゲート９を通過してオアゲート１９に取
り込まれ、さらに該オア・ゲート１９から順位
データＰ＝１が順位データ選択回路２２ａを介
して搬送台車動作プログラム・メモリ２２へ送
信される。

次に第２工程搬出要求指令が出ると、アン
ド・ゲート４，５，６，７および８に夫々ビツ
ト信号が立つ。第２工程搬入要求指令はアン
ド・ゲート４，５，６，７および８に夫々ビツ
ト信号が立ち、第１工程搬出要求指令はアン
ド・ゲート６，７および８に、第１工程搬入要
求指令はアンド・ゲート７および８に、さらに
段取り台搬出要求指令はアンド・ゲート８に
夫々ビツト信号が立つ。

アンド・ゲート４では段取り台搬入要求指令
が出されている時に、第２工程搬出要求指令が
出されてもアンド・ゲート４は閉じたままであ
り、ビツト信号は通過できない。すなわち、段
取り台搬入要求指令が出されると、該指令を優
先して実行させる。従つて、段取台搬入要求指
令があると、前述のアンド・ゲート９から順位
データＰ＝１が送出される。段取台搬入要求指
令がない場合は、第２優先順位の実行として第
２工程搬出指令が出されると、アンド・ゲート
４が開き、ビツト信号が立つて、アンド・ゲー
ト１０から第２工程データｎ＝２が送出され
る。アンド・ゲート５では段取り台搬入要求指
令および第２工程搬出要求指令が出されている
間は、第２工程搬入要求指令があつても通過で
きない。すなわち上位の要求指令がない場合
に、第２工程搬入要求指令はアンド・ゲート５
を通過し第３優位順位として実行に移される。
アンド・ゲート６は段取り台搬入要求指令，第
２工程搬出要求指令および第２工程搬入要求指
令が出されていない場合、第１工程搬出要求指
令を通過させる。アンド・ゲート７は段取り台
搬入要求指令，第２工程搬出要求指令，第２工
程搬入要求指令および第１工程搬出要求指令が
出されていない場合、第１工程搬入要求指令を
通過させる。アンド・ゲート８は段取り台搬入
要求指令，第２工程搬出要求指令，第２工程搬
入要求指令，第１工程搬出要求指令および第１
工程搬入要求指令のいずれも出されていない場
合、段取り台搬出要求指令を通過させる。

第２工程データｎ＝２はアンド・ゲート１
０，１１に取り込まれ、第１工程データｎ＝１
はアンド・ゲート１２，１３に取り込まれ、さ
らに段取り台搬出データｎ＝０は段取り台搬出
データ・レジスタ２よりアンド・ゲート１４に
取り込まれる。

アンド・ゲート１０は上記の条件が合致して
送出された第２工程搬出要求指令で開き、第２
工程データｎ＝２を通過させて、オア・ゲート
１５に取り込まれる。

アンド・ゲート１１は第２工程搬入要求指令
で開き、第２工程データｎ＝２を通過させてオ
ア・ゲート１６に取り込まれる。

アンド・ゲート１２は第１工程搬出要求指令
で開き、第１工程データｎ＝１を通過させてオ
ア・ゲート１５に取り込まれる。アンド・ゲー
ト１３は第１工程搬入要求指令で開き、第１工
程データｎ＝１を通過させて、オア・ゲート１
６に取り込まれる。アンド・ゲート１４は段取
り台搬出要求指令で開き、段取り台搬出データ
ｎ＝０を通過させてオア・ゲート１５に取り込
まれる。

オア・ゲート１５に取り込まれた第２工程デ
ータｎ＝２，第１工程データｎ＝１および段取
り台搬出データｎ＝０が夫々演算回路１７に取
り込まれる。オア・ゲート１６に取り込まれた
第２工程データｎ＝２および第１工程データｎ
＝１が演算回路１８に取り込まれる。また、全
工程数のレジスタ３に記憶された全工程数Ｎ＝
２が演算回路１７および演算回路１８に夫々取
り込まれる。

演算回路１７では優先順位データＰ＝２（Ｎ
−ｎ）＋２，ｎ＝０，１および２が取り込まれ
て順位Ｐとして２，４および６が演算処理され
る。

演算回路１８ではＰ＝２（Ｎ−ｎ）＋３でＮ＝
２，ｎ＝１および２が取り込まれて順位Ｐとし
て３および５が演算処理される。

順位Ｐ＝２，３，４，５および６のいずれか
がオア・ゲート１９を通過して順位データ選択
回路２２ａを介して搬送台車動作プログラム・
メモリ２２に夫々送信される。

また、CPU１００にはパレツトストツカ選
択プログラム・メモリ２０が接続され、必要に
応じて搬送台車１１０がパレツトストツカ１０
７よりパレツトＰを選択して段取り台１０９あ
るいはマシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｄの
どれかに搬送される。さらにCPU１００には
システム稼動状況フアイル２１が接続され、該
システム稼動状況フアイル２１には装置の状
態，パレツト状態，パレツトNo.およびワーク状
況がMC１−１，搬送台車等といつたエレメン
ト毎に逐一情報がフアイルされて管理される。

CPU１００には加工スケジユールフアイル
２３も接続され、該加工スケジユールフアイル
２３には加工順序、パレツトNo.，部品名，第１
工程NCデータおよび第２工程NCデータ毎に
データがフアイルされて管理される。

(4) 本発明の装置に係るパレツト搬送処理の動作
を第４図のフローチヤート図に基づいて説明す
る。

第４図において、本発明の装置を第段でスタ
ートさせ、第段で段取り台への搬入要求が有る
かどうかが判断される。

第段で作業者が画面付キーボード１１１を使
用して段取り要求の入力をすると、段取り台への
搬入要求が通知され、第段で搬送台車動作プロ
グラム・メモリ２２中の順位１である段取り台搬
入動作プログラムが作動して搬送台車１１０がマ
シニングセンタ１０２ｃ，１０２ｄのどちらか、
あるいはパレツトストツカ１０７から選択されて
段取り台１０９へのパレツト搬入が行なわれる。

第段で段取り台１０９ａへの搬入要求がなけ
れば第段に進み全工程数Ｎをカウンタｎ（本実
施例では２）にセツトする。

さらに、第段で第ｎ工程のNC機からの搬出
要求すなわち第２工程のNC機からの搬出要求が
有るかどうか判断される。第段で第２順位であ
る第２工程のNC機からの搬出要求が有れば、第
段で第２工程機すなわちマシニングセンタ１０
２ｃ又は１０２ｄから搬送台車１１０によつてパ
レツトＰが搬出される。第段で第２工程のNC
機からの搬出要求が無ければ第段に進み、第
段で第２工程のNC機への搬入要求が有るかどう
か判断される。第段で第３順位である第２工程
のNC機からの搬入要求が有れば、第段で第２
工程機すなわちマシニングセンタ１０２ｃ又は１
０２ｄへ搬送台車１１０によつてパレツトＰが搬
入される。

第段で第ｎ工程すなわち第２工程のNC機へ
の搬入要求が無ければ第段に進み、第段で工
程数カウンタｎ＝１になつていなければ、第段
でｎ＝Ｎ−１の減算処理を施して第段にフイー
ドバツクされて第１工程の搬出搬入操作について
第２工程の搬出搬入操作と同様に行なわれる。す
なわち第４順位と第５順位が処理される。

第段で工程数カウンタｎ＝１となると第段
で第６順位である段取り台１０９からの搬出要求
が有るかどうか判断される。第段で段取り台１
０９から搬出要求が有れば第段で段取り台１０
９から搬送台車１１０によつてパレツトＰが搬出
される。第段で段取り台からの搬出要求もなく
処理が終了（第窩段）であれば終了する。

〈効 果〉 本発明は工作機械におけるFMSにおいて、ワ
ークを多工程に分割して順次加工し、パレツトの
搬出入を最終工程の要求指令を第１優先とし、後
工程から優先して処理するようにせしめたことか
ら、加工の終了したワークは直ちに搬出し次のワ
ークを出来る限り待ち時間のない状態で早く加工
することが出来る。従つてシステムの加工率およ
び生産能率が従来のFMS加工に比べて数段と向
上される。

本発明は加工効率向上に従つて搬送台車の動作
手順となるので搬送台車の動作効率が向上するこ
とにつながる。

また、本発明の加工処理装置を採用したことに
より各NC工作機械では常に次のワークを加工し
ようとする受入れ姿勢をもつ特性を生じるので実
稼動率が高まる。

さらに、本発明は作業者が進行状況に応じて段
取りの要求あるいは完了指示を行うので割込み処
理等緊急処理に柔軟に対応できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明する制御ブロツク
図である。第２図は本発明を実施するに好適な
FMSの概略構成図である。第３図はパレツト搬
送要求の優先順位を説明する説明図で、パレツト
ストツカ，段取り台および第１工程，第２工程の
マシニングセンタとの関連における搬送台車のパ
レツト搬送順位を示すモデル図である。第４図は
本発明の動作を説明する為のフローチヤート図で
ある。 １…順位データ・レジスタ、２…段取り台搬出
データ・レジスタ、３…全工程数・レジスタ、
４，５，６，７，８…アンド・ゲート、９，１
０，１２，１３，１４，…アンド・ゲート、１
５，１６，１９…オア・ゲート、１７，１８…演
算回路、２２…搬送台車動作プログラム・メモ
リ、１００…CPU、１０１…主制御装置、１０
２ａ〜１０２ｄ…マシニングセンタ、１０３ａ〜
１０３ｄ…NC装置、１０６…搬送台車制御盤、
１０７…パツトストツカ、１０８ａ〜１０８ｄ…
PC装置、１０９ａ…段取り台、１１０…搬送台
車、１１１…現場端末器，画面付キーボード、Ｐ
…パレツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央処理装置を有するFMSにおいて、 複数配設され加工すべきワークを多工程に分割
   して順次加工する工作機械群と、 パレツトを貯蔵するパレツトストツカと、 パレツト上にワークを取付ける為の段取りステ
   ーシヨンと、 該段取りステーシヨンと前記パレツトストツカ
   および前記工作機械群との間を移動しパレツトを
   直接搬送受渡しする搬送装置と、 前記段取りステーシヨンからの要求を入出力す
   る入出力手段と、 該入出力手段および前記工作機械群の要求指令
   により前記搬送装置の動作手順が最終工程の要求
   指令を第１優先とし、順次後工程からの優先順位
   でパレツトの搬送順位を演算する演算手段と、 該演算手段で演算処理された優先順位に基づい
   て搬送装置の動作を選択する選択手段と を設け、自動的に後工程優先を決定するようにし
   たことを特徴とするFMSにおける多工程加工処
   理装置。