JPH06106461A - 生産システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＭＳラインと物流ラインを組合せた無人化
生産システムにおける故障による危険の分散を図るとと
もに、両ライン間でのワ−クの受渡しの効率を向上す
る。 【構成】 ＦＭＳライン１０は、マシニングセンタ２０
と、立体倉庫３０、スタッカクレ−ン５０、ラインコン
トロ−ラ９０を備え、マシンパレット４０上にとりつけ
たワ−クを加工する。ＦＭＳラインに設けたロ−ディン
グステ−ション６０は、治具パレットト４０に対してワ
−クの段取りを行なう。物流ライン１００は、立体倉庫
１２０、スタッカクレ−ン１４０、ホストコンピュ−タ
１９０を備え、ワ−クを収容した物流パレット１３０を
ハンドリングする。ワ−クステ−ション１５０は、ロ−
ディングステ−ション６０に対向して配設されて、ワ−
ク受渡しのインタフェ−スの役目をする。ＦＭＳライン
と物流ラインは、ともにスタンドアロ−ンなシステムと
して構築され、故障に対する危険を分散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合加工工作機械を備
えた加工システムとワ−クの収容、搬送を行なう物流シ
ステムを組み合わせた生産システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】マシニングセンタなどの複合加工工作機
械と、マシニングセンタに使用する治具パレットを収容
する立体倉庫と、マシニングセンタと立体倉庫の間で治
具パレットを搬送するスタッカクレ−ンを備え、多種類
のワ−クを自動的に生産するシステム（ＦＭＳ）が普及
しつつある。この種のＦＭＳにあっては、複数台のマシ
ニングセンタのＮＣ装置と、スタッカクレ−ンとに連結
され、各機器を一元的に制御するラインコントロ−ラが
装備される。治具パレットに対して、素材ワ−クを段取
りしたり、加工が完了した完成ワ−クをパレットから取
り外すためのロ−ディンステ−ションが、スタッカクレ
−ンを案内するレ−ルに沿って配設される。オペレ−タ
は、ラインコントロ−ラからの指令に基づいて、ロ−デ
ィングステ−ションに送られてくる治具パレットに必要
な段取りを施す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】素材ワ−クは、例えば
物流パレットに収容されて、フォ−クリフト等によって
ロ−ディングステ−ションへ送られ、オペレ−タによる
段取りを待つ。同様に取り外された完成ワ−クもロ−デ
ィングステ−ションにおいて搬出されるのを待つ。した
がって、ロ−ディングステ−ションでワ−クが滞留して
いた。本発明は、ワ−クを収容する物流パレットと、パ
レットを格納する立体倉庫と、搬送装置からなる物流シ
ステムを準備し、この物流システムとＦＭＳラインとを
ロ−ディングステ−ションをインタ−フェ−スとして結
合することによりワ−クの滞留のない生産システムを提
供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の生産システムの
一部を構成する加工システムは、マシニングセンタ等の
複合加工工作機械と、複合加工工作機械のテ−ブルに対
して交換自在に供給され、ワ−クを取り付ける治具を備
えた治具パレットと、治具パレットの搬送装置と治具パ
レットを収容する立体倉庫を有する。そして、この加工
システムに隣接して配設される物流システムは、素材ワ
−ク及び完成ワ−クを収容する物流パレットと、物流パ
レットの搬送装置と、治具パレットを収容する立体倉庫
を有する。加工システムに敷設するロ−デイングステ−
ションは、治具パレットにワ−クを段取りするためのも
ので、オペレ−タにより段取りが実行される。物流シス
テムに付設するワ−クステ−ションは、物流パレットに
対して素材ワ−クを搬出したり、完成ワ−クを搬入する
ためのものである。両システムは、それぞれ独立したシ
ステムであって、相手システムに支障が発生しても、稼
働を続けることができる。両システムはロ−デイングス
テ−ションとワ−クステ−ションをインタ−フェ−スと
して有機的に結合され、両システムの制御装置は、相互
に連絡をとりつつ、要求されたパレットを最適なタイミ
ングでステ−ションへ送る機能を有する。

【０００５】

【作用】以上の手段を有することにより、この生産シス
テムは、長時間にわたって無人化加工を達成するととも
に、生産システムの一部に支障が発生した場合であって
も、他の部分への影響を最小限にとどめ、効率の高い生
産を継続する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の生産システムの概要を示す説
明図である。全体を符号１０で示すＦＭＳは、１台また
は複数台のマシニングセンタ２０を備える。各マシニン
グセンタ２０は、治具パレットを交換自在にとりつける
テ−ブル２２を有し、治具パレット上に段取りされたワ
−クに対して、各種の機械加工を自動的に実行する。マ
シニングセンタ２０のラインに対向して、立体倉庫３０
が配設される。立体倉庫３０は、多段に構築された多数
の棚３２を有し、各棚３２には治具パレット４０が収納
される。

【０００７】マシニングセンタ２０のラインと立体倉庫
３０の間には、レ−ル５２が敷設され、レ−ル５２上を
走行するスタッカクレ−ン５０が装備される。スタッカ
クレ−ン５０は、フォ−ク装置等のハンドリング装置を
備え、立体倉庫３０の棚３２とマシニングセンタ２０の
テ−ブル２２との間で治具パレットを搬送する。スタッ
カクレ−ン５０のレ−ル５２に対向して、ロ−ディング
ステ−ション６０が設けられる。ロ−ディングステ−シ
ョン６０は、治具パレット４０上に素材ワ−クを段取り
したり、完成したワ−クを治具パレット４０から取り外
したりする作業を実行するための装置である。スタッカ
クレ−ン５０により運ばれてくる治具パレット４０は、
フォ−ク装置により、ロ−ディングステ−ションの搬
入、搬出部６０Ａに降ろされる。ロ−ディングステ−シ
ョン６０は、治具パレット４０の移動機構を備え、搬入
された治具パレット４０を作業部６０Ｂまで移動させ
る。

【０００８】オペレ−タは、ロ−ディングステ−ション
６０の作業部６０Ｂで治具パレット４０に対する段取り
を実行する。作業部６０Ｂには、オペレ−タが操作する
制御盤や、オペレ−タに必要なデ−タを示す表示装置が
設けられる。このマシニングセンタ２０のライン、スタ
ッカクレ−ン５０及びロ−ディングステ−ションの作動
等は、コンピュ−タを備えたラインコントロ−ラ９０に
より一元的に管理される。したがって、ラインコントロ
−ラ９０により制御されるＦＭＳ１０は、スタンドアロ
ンなシステムとして周辺の機器の制御系から独立して稼
働することができる。

【０００９】本発明のシステムにあっては、このスタン
ドアロンのＦＭＳに素材ワ−クの供給や完成したワ−ク
の搬出を実行するワ−クのハンドリングシステムを有機
的に結合したシステムを構築するものである。全体を符
号１００で示すワ−クを取り扱う物流システムは、物流
用の立体倉庫１２０を備える。立体倉庫１２０は多数の
棚１２２を有し、各棚１２２には物流パレット１３０が
収容される。物流パレット１３０内には、素材ワ−クま
たは完成ワ−クが収納される。立体倉庫１２０に対向し
てレ−ル１４２が敷設され、レ−ル１４２上にスタッカ
クレ−ン１４０が走行自在に装備される。スタッカクレ
−ン１４０は、物流用のスタッカクレ−ンであって、フ
ォ−ク装置を備え、物流パレット１３０を搬送する。

【００１０】ＦＭＳのロ−ディングステ−ション６０に
対向して、ワ−クステ−ション１５０が配設される。こ
のワ−クステ−ション１５０は、スタッカクレ−ン１４
０側に対向する物流パレット１３０の搬入、搬出部１５
０Ａと、作業部１５０Ｂとを有し、搬入、搬出部１５０
Ａと作業部１５０Ｂとの間で物流パレット１３０を移動
させる機構を備える。この物流システム１００は、ホス
トコンピュ−タ１９０により一元的に制御される。ＦＭ
Ｓのラインコントロ−ラ９０は、物流用のホストコンピ
ュ−タ１９０と、生産管理用のホストコンピュ−タ３０
０に相互に接続される。次に、ロ−ディングステ−ショ
ンとワ−クステ−ションのレイアウトを説明する。

【００１１】図２は１基のロ−ディングステ−ション６
０に対して、１基のワ−クステ−ション１５０を配設す
るレイアウトを示す。スタッカクレ−ン５０によってロ
−ディングステ−ション６０へ運ばれてくる治具パレッ
ト４０上には、イケ−ル４２等がとりつけられ、適宜の
治具等を介してワ−ク８０がとりつけられている。

【００１２】図３は、治具パレットの詳細を示し、治具
パレット４０上に固着したイケ−ル４２に対して、取付
治具４４を介してワ−ク８０が着脱自在にとりつけられ
る状態を示している。一方、ワ−クステ−ション１５０
に運ばれてくる物流パレット１３０内には、ワ−ク８０
が収納されている。オペレ−タは、ロ−ディングステ−
ション６０とワ−クステ−ション１５０の間にあって、
治具パレット４０と物流パレット１３０の間でワ−ク８
０の取付け、取外しを実行する。

【００１３】ＦＭＳにおいては、多種類のワ−クが加工
される。そこで、ラインコントロ−ラ９０は、物流用の
ホストコンピュ−タ１９０と共同して、ＦＭＳが最優先
に段取りが必要とする治具パレット４０をロ−ディング
ステ−ション６０へ送る。オペレ−タは、同時にワ−ク
ステ−ションへ送られてくる物流パレット１３０内にあ
る素材ワ−ク８０を治具パレット４０の治具に対して取
り付けたり、または完成したワ−ク８０を治具から取り
外して物流パレット１３０へ収納する作業を実行する。

【００１４】図４は、１基のロ−ディングステ−ション
６０に対して、２基のワ−クステ−ション１５０Ａ、１
５０Ｂを配設するレイアウトを示す。治具パレット４０
上に完成ワ−クがある場合には、オペレ−タは完成ワ−
ク８０Ｂを治具から取り外して、一方のワ−クステ−シ
ョン１５０Ｂの物流パレット１３０Ｂへ収納する。次に
他方のワ−クステ−ション１５０Ａの物流パレット１３
０Ａから素材ワ−ク８０Ａを取りだして治具パレット４
０の治具にとりつける。このレイアウトを採用すること
により、ロ−ディングステ−ション６０上に搬送された
治具パレット４０に対して、完成ワ−クの取外しと、素
材ワ−クの取付けの段取りを円滑に実行することができ
る。また、ＦＭＳラインに付設されるロ−ディングステ
−ション６０の台数も、マシニングセンタ２０の台数に
応じて、適宜の台数を配設する。

【００１５】図５は、立体倉庫を治具パレットと物流パ
レットで共用するシステム２００を示す。立体倉庫２１
０は、治具パレット４０用の棚２１２と、物流パレット
１３０用の棚２１４を有する。スタッカクレーン２２０
は、治具パレット４０と物流パレット１３０のいずれも
取扱うことができる機能を持つ。スタッカクレーン２２
０の走行レール２２２に沿ってマシニングセンタ２０
と、治具パレット４０のローディングステーション６０
と、物流パレット１３０のワークステーション１５０が
配設される。なお、ワークステーション１５０は、図４
に示したレイアウトのように、２台のステーションを用
意して、素材用のステーションと、完成品用のワークス
テーションにわけることもできる。ラインコントローラ
９０は、スタッカコントローラ９５に対して、治具パレ
ット４０をローディングステーション６０へ搬送する指
令を出力する。物流システムホストコンピュータ１９０
は、スタッカコントローラ９５に対して、物流パレット
１３０をワークステーション１５０へ搬送する指令を出
力する。 スタッカコントローラ９５は、これらの指令
を順次スタッカクレーン２２０へ送る。

【００１６】図６は各ラインの制御を担当するコントロ
−ラの接続状態を示す。ＦＭＳライン１０を担当するラ
インコントロ−ラ９０は、ＦＭＳラインを単独に制御す
る。したがって、物流ライン１００を制御する物流ホス
トコンピュ−タ１９０や、生産計画、生産実績等を担当
する生産管理用ホストコンピュ−タ３００との間が切り
離された場合にも、ＦＭＳラインをスタンドアロンなシ
ステムとして運転を継続することができる。

【００１７】図７、図８は本制御装置による制御処理の
フロ−を示す。ＦＭＳのラインコントロ−ラ９０は、ス
テップ１０００で処理をスタ−トし、ステップ１０１０
でロ−ディングステ−ション６０における段取り作業の
内容が決定され、この作業に使用する治具パレットが特
定される。ステップ１０２０では、決定された段取り作
業に使用する素材ワ−クを収納した物流パレットや治具
パレットが準備可能であるか否かを物流システムのホス
トコンピュ−タ１９０へ問い合わせる。ステップ２００
０でスタ−トした物流システムのホストコンピュ−タ１
９０の処理は、ステップ２０１０でラインコントロ−ラ
側からの問い合わせを受け付ける。

【００１８】ステップ２０２０で問い合わせの内容を判
断し、ステップ２０３０でラインコントロ−ラへ回答を
通知する。ステップ１０３０で回答を受けたラインコン
トロ−ラは、ステップ１０４０で段取り作業の準備可能
か否かを判断し、準備可能であれば、ステップ１０５０
で治具パレットをロ−ディングステ−ションへ搬送す
る。同時に、物流システム側でも、ステップ２０４０で
準備状況を判断し、準備可能であれば、ステップ２０５
０で物流パレットをワ−クステ−ションへ送る。この際
に、ワ−クステ−ションの作業が、治具パレットへの素
材ワ−クの取付けであれば、素材ワ−クを収容した物流
パレットをワ−クステ−ションへ送り、治具パレットか
らの完成ワ−クの取外しであれば、完成ワ−クを収容す
る物流パレットをワ−クステ−ションへ送る。

【００１９】以上の搬送が完了した後に、ステップ１５
００でオペレ−タによる作業が実行される。オペレ−タ
の作業内容としては、治具パレットから完成ワ−クを取
り外して物流パレットへ収容すること、物流パレットか
ら素材ワ−クを取り出して、治具パレットへ取り付ける
こと、及びこれらの両方を実行することがある。作業が
終了すると、オペレ−タは、ロ−ディングステ−ション
に付設された作業終了スイッチをオンにする（ステップ
１６００）。このスイッチ操作により、ステップ１６１
０でＦＭＳのコントロ−ラ９０へ、段取り作業の終了が
報告されるとともに、物流システムのホストコンピュ−
タ１９０へもその旨が報告される。

【００２０】ＦＭＳ側では、ステップ１６２０で段取り
完了後の治具パレットをロ−ディングステ−ションから
立体倉庫の棚又は工作機械へ送り、ステップ１６３０で
初期状態に復帰する。物流システム側では、ステップ２
１００でＦＭＳ側からオペレ−タの作業が完了した旨の
報告を受付け、ステップ２１１０で物流パレットをワ−
クステ−ションから素材倉庫へ搬送し、ステップ２１２
０で初期状態に復帰する。

【００２１】図９は、本発明を大規模な無人化工場に適
用する場合の例を示す。本実施例においては、５本のＦ
ＭＳライン５１０、５２０、５３０、５４０、５５０が
配設されている。第１のＦＭＳライン５１０は、２基の
ロ−ディングステ−ション５１２、５１４を有する。例
えば第１のロ−ディングステ−ション５１２は、素材ワ
−クを取り付けるためのロ−ディングステ−ションと
し、第２のロ−ディングステ−ションはワ−クの洗浄装
置を備えて、加工が終了したワ−クを洗浄した後にワ−
クを取り外すステ−ションとすれば、洗浄した完成ワ−
クを物流システム側へ戻すことができる。

【００２２】物流システムは、全体を符号６００で示す
立体倉庫を備える。立体倉庫６００は、２列で１組の棚
列６１１、６１２、６１３、６１４を有し、それぞれの
棚列は、４台のスタッカクレ−ン６２１、６２２、６２
３、６２４によりハンドリングされる。各棚列を横断的
に結ぶシャトルカ−６３０も付設される。第４のＦＭＳ
ライン５４０と、第５のＦＭＳライン５５０用のワ−ク
ステ−ション７４０、７５０は、立体倉庫６００に隣接
して配設され、スタッカクレ−ンにより直接的にワ−ク
パレットの搬入、搬出を受ける。

【００２３】第１、第２、第３のＦＭＳライン５１０、
５２０、５３０に設けられるワ−クステ−ション７１
０、７２０、７３０は立体倉庫６００から離れた場所に
設置されるために、これらのワ−クステ−ションへのワ
−クパレットの搬送は、自走運搬車等により実行され
る。自走運搬車（ＡＧＶ）６５０は、誘導線６５２によ
って案内され、目的のワ−クステ−ションとの間でワ−
クパレットの受渡しを実行する。立体倉庫６００側にも
自走運搬車６５０との間でワ−クパレットを受け渡すた
めのステ−ション６６０を設ける。この物流システムは
ホストコンピュ−タ８００によって一元的に制御され
る。本実施例によれば、大規模な無人化工場を構築する
ことができる。しかし、各ＦＭＳラインはスタンドアロ
ンなシステムであるので、物流システムとは独立しても
稼働することができる。したがって、無人化工場全体の
うちの一部に支障が発生しても他の部分は操業を継続す
るので、生産性の向上を図ることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上のように、ＦＭＳライン
と、ＦＭＳラインに対して素材ワ−クの搬入又は完成ワ
−クの搬出を行なう物流ラインとを備えて大規模な無人
化生産を達成するシステムにあって、ＦＭＳラインに使
用される治具パレット（ワ−クを取り付ける治具を備え
たテ−ブルパレット）をハンドリングするロ−ディング
ステ−ションと、物流ラインに使用される物流パレット
をハンドリングするワ−クステ−ションとを隣接して配
設し、両ステ−ションの間でのワ−クの受渡しをオペレ
−タが担当するように構成したシステムである。ＦＭＳ
ラインを制御するコントロ−ラと、物流システムを制御
するホストコンピュ−タは、相互に連絡を取り合いつ
つ、要求されたパレットをそれぞれのステ−ションへ送
る。したがって、隣接して配設された両ステ−ション
は、ＦＭＳラインと物流ラインのインタ−フェ−スの役
目を担うことになる。そして、ＦＭＳラインと物流ライ
ンをそれぞれ独立したスタンドアロンのシステムとして
構成し、相手システムに支障が生じた場合にでも、生産
を継続できるようにしてある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生産システムの概要を示す説明図。

【図２】ロ−ディングステ−ションとワ−クステ−ショ
ンのレイアウトを示す斜視図。

【図３】治具パレット（治具パレット）へのワ−クの取
付け状態を示す説明図。

【図４】ロ−ディングステ−ションとワ−クステ−ショ
ンの他のレイアウトを示す斜視図。

【図５】生産システムの他のレイアウトを示す説明図。

【図６】コンピュ−タ相互の接続状態を示す説明図。

【図７】制御処理のフロ−チャ−ト。

【図８】制御処理のフロ−チャ−ト。

【図９】本発明を大規模な無人化工場に適用する例を示
す説明図。

【符号の説明】

１０ ＦＭＳ ２０ マシニングセンタ ４０ 治具パレット ５０ スタッカクレ−ン ６０ ロ−ディングステ−ション ８０ ワ−ク ９０ ラインコントロ−ラ １００ 物流システム １３０ 物流パレット １４０ スタッカクレ−ン １５０ ワ−クステ−ション １９０ 物流システムホストコンピュ−タ ３００ 生産管理用ホストコンピュ−タ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複合加工工作機械と、複合加工工作機械
   のテ−ブルに対して交換自在に供給され、ワ−クを取付
   ける治具を備えた治具パレットと、治具パレットの搬送
   装置と、治具パレットを収容する立体倉庫を有する加工
   システムと、素材ワ−ク及び加工が完了したワ−クを収
   容する物流パレットと、物流パレットの搬送装置と、物
   流パレットを収容する立体倉庫を有する物流システムと
   を備え、加工システムの搬送装置から治具パレットの供
   給を受けて、治具パレットの治具に対してワ−クの段取
   りを行なうためのロ−デイングステ−ションと、物流シ
   ステムの搬送装置から物流パレットの供給を受けて、素
   材ワ−クの搬入と加工が完了したワ−クの搬出を行なう
   ためのワ−クステ−ションとを対向して配設してなる生
   産システム。
2. 【請求項２】 １台のロ−デイングステ−ションに対し
   て２台のワ−クステ−ションを配設し、第１のワ−クス
   テ−ションは素材ワ−クを収容した物流パレットが搬入
   され、第２のワ−クステ−ションは加工が完了したワ−
   クを収容するための物流パレットが搬入されてなる請求
   項１記載の生産システム。
3. 【請求項３】 加工システムと物流システムはそれぞれ
   独立したシステムを構成するとともに、加工システムの
   制御装置と物流システムの制御装置は相互に連絡をとっ
   て要求に適応するパレットをそれぞれのステ−ションへ
   搬送する請求項１記載の生産システム。