JPS60242945A - Ｆｍｓにおける段取り・加工方法 - 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】 本発明は、ＦＭ８（フレキシブル・マニプアクテユアリ
ング・システム）における段取りおよび加工の実施方法
に関し、特；二、負荷計算と加工基準情報と（−基づい
て自動的に段取リスケジュール・データおよび加工スケ
ジュール・データを作成し、それらのデータにより実施
される段取り′・加工方法盛二関する。

近年、　ＦＡ　（ファクトリ・オートメーション）が発
達し、しかも、従来の単なる大散生産方式ではなく、量
も種類も多様に変化するニーズへ柔軟に対応して行（Ｆ
Ｍ８の時代になりつつあるが、このＦＭＳを、コンピュ
ータの管理下で、総合的かつ自動的に運転して行くため
（＝は１段取りおよび加工の方法も、従来の如く人間の
主観と思考（二頼って作成された加工計画により運転す
るのでは能率的でない時代となつ℃来た。

ＦＭＳにおいては、上位コンピュータで決定される生産
計画および部品調達計画などに基いて。

加工開始日や納期日を厳しく管理され、一方では、ブー
ク側１機械側、工具側それぞれの優先度を考慮し、また
、１つの工程が独立したものでなく、その前段および次
段の工程と有機的な関連性で設定されなければ１円滑な
流れも変化への柔軟性も生じない。

従来の段取り・加工方法では各工程を独立した存在とし
てスケジュールするのみで、生産管理の首尾一貫した流
れの中で、総合的な視野と連続的な関連性をもって作業
を実施する方式はなかった。

本発明の目的は、上記の問題点＋：ｌ−Ｍみて、上位コ
ンピュータの生産計画に哉き、ワーク側。

機械側および工具側の状態を把握しつつ、かつ工程間の
段取りと関連性を考慮しつつ、Ｆ　Ｍ　Ｓを効率的かつ
柔軟に運転できる段取り・加工方法を提供することにあ
る。

本発明は、上記の目的を達成するため（−１部ＭＳの全
作業スケジュールから作成された日程データおよび工程
データを処理する負荷計算手順と、該処理により得られ
た週間スケジュール・データから部品別に各日毎の工程
を仕分けする部品別日毎スケジュール・データ作成手順
と。

作成された部品別日毎スケジュール・データを検討し１
段取り替を要しない工程へ検索用マークを付与する同日
複数工程加工処理手順と、前記部品別日毎スケジュール
・データのそれぞれから工程別に加工時間を抽出し、日
毎（−集計する工程別日毎スケジュール・データ作成手
順と、集計された工程別日毎スケジュール・データの２
４時間を超過する工程分を吹口（二繰越す残作業処理手
順と１部品別の作業基準データを参照し、昼加工の指定
とパレットおよび治具の種類による優先順位と工具群の
都合とに基いて工程別に部品の順番を並べ換え、具体的
（二作業予定時刻を付与する作業時刻確定手順と１作業
別（＝対応するパレット・データを検索し、個有のパレ
ット番号をアナインするパレット番号付与手順とを備え
た段取り・加工スケジュール・データ作成手順（二より
作成される段取リスケジュールおよび加工スケジュール
に従って段取りおよび加工を実施することを特徴とする
。

以Ｆ２本発明を実施例と図面によって詳細に説明する。

第１図は本発明を実施するに好適なＦＭＳラインの概略
構成図である。

第１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、管理部門はライン管理制御部１００および
総合管理制御部１０１を備えている。ライン管理制御部
１００はシステムオンライン中の各加工工程の流れを、
スケジュールに従って柔軟（二管理し、その上位（二あ
る総合管理制御部１０１は準備情報としてのＮＣデータ
、工具室１２０における工具管理データ、加工スケジュ
ールデータおよび段取リスケジュールデータ等を総合的
（二把握して管理している。

ライン管理制御部１００と総合管理制御部１０１は、Ｃ
ＣＵ　（コミュニケーション・コントロール・ユニット
）間でモデム（変復調装置）を介して接続され、データ
の送受信が行なわれる。

作業部門では主制御装置１０２がライン管理制御部１０
０から刻々と送信されるデータを逐次各ＮＣ機１０３ａ
、１０３ｂ、１０３ｃ。

１０３（ｉのＮＣ装置１０４ａ、１０４ｂ、１０４Ｃ１
１０４ｄに指令を与える。ライン管理制御部１００と共
に主制御装置１０２およびＮＣ装置ｆｆ１０４ａ、１０
４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは光データハイウェイ１０５
にリンケージされ。

ＮＬＵ　（ネットワーク・リンケージ・ユニット）を介
して必要なデータを必要な時（＝適宜収り込むよう（ニ
なっている。また、主制御装置１０２は軌道１０６，１
０７上を走行する無人台車１０８、スタッカ・クレーン
１０９を制岬する地上盤１１０とも接続されている。さ
ら（＝工具の供給を行なうツールステーション１１９お
よび段取りステーション１１１（＝ある主として段取り
の手動操作を司どる操作ｒｌｌｌｉ　１２．および段取
り情報の入力と段取りの指示を表示する端末機１１３が
接続されている。

作業者は、負荷計算され作成された段取リスケジュール
データおよび加工スケジュールデータを端末機１１３の
操作により出力し、−日の作業スケジュールを確認する
。

段取りステーション１１１では、必要なワークと必要な
パレットをワークストレージ１１４およびパレットスト
レージ１１５から選定し。

取付はステーション１１６で所要の治工具を用いてワー
クをパレットに取付ける。

その日のスケジュールに従って阜備完了となったパレッ
トＰは１段取り側パレットストッカ１１７（二収納され
る。上記のパレットストレージ１１５には各種のパレッ
トが用意されている。

パレットの種類はワークの取付は積載個数や加工方法に
よって決定される。

このように、システム全体が有機的（＝構成されている
ので、ＦＭＳ−二おいては、それぞれの工程が独立した
存在ではなく、前記ＮＣ７ｆｉ１０３ａ〜１０３ｄの内
部でのワークの流れ、また、各機械間のワークの渡し方
が重要になって来る。

しかも、このワークの流れは、更（二もう１つの要素と
して、ワークを積載するパレットの積載個数によって左
右されるので、検討が一層複雑になる。第２図はワーク
を取付ける各種のパレットの例を示す。第２図（イ）に
示す平板パレットＰＯＩは５通常１個〜４個のワークを
取付けできるが、ワークの５方向から加工する工程では
ワーク１個の積載が適当であり、１方向からのみ加工す
る工程ではワークを４個取付けてもよい。凸パンツ）Ｐ
Ｏ２（第２図（ロ）はワークを２個取付けるものであり
、角柱パンツ）ＰＯ３（第２図し９は、４個のワークを
それぞれの面に、取付けて加工するのに適している。第
２図に）および第２図（ホ）に示すパンツ）ＰＯ４，Ｐ
Ｏ５は、それぞれ特殊パンツ）（Ｌ形、三角柱）の例で
あり、加工方法によっては採用されるもので、これ以外
にも種々のパレットを必要とする。また。

ワークテイズによってもパレットの種類が用意されてい
る。

これらのパレットのいずれを選択するかは。

加工方法により決定されるが、それが段取り替えの有無
および当該部門の作業の流れを左右する要素ともなる。

第１図のＦＭＳ各制御系統の管制下において。

段取り側パレットストッカ１１７４二準備されたパレッ
トＰはスタッカ・クレーン１０９によって機械側パレッ
トストッカ１１８の所定位置（＝一旦待機される。主制
御装置１０２の指令によって所望のパンツ）Ｐは無人台
車１０８で浸透され１例えば工程ＩＶＩ　Ｃ４９のＮＣ
４幾１０３ｂｌ二搬入される。加工の済んだパレットＰ
は、無人台車１０８によって１次の工程（＝移行するか
。

あるいは機械側パレットストッカ１１８に載置される。

第３図は１本発明を実施した段取り・加工スケジュール
・データ作成手順の一例を示す説明図である。図におい
て１作成手順は、負荷計算手順１１部品別日毎スケジュ
ール・データ作成手順２、同日複数工程加工処理手順３
、工程別日毎スケジュール・データ作成手順４．残作業
処理手順５１作業時刻確定手埴６およびパレット番号付
与手順７で構成されていて１作業時刻確定手順６は、昼
加工指定による並べ換え６１゜パレットおよび治具種類
による優先順位処理６２および工具群（二よる並べ換え
６３の３つの処理手順を含んでいる。各手順は、その都
度、オンライン記憶領域に格納されたデータ・ファイル
１１〜１９の検索と校正とを伴い、そして、最終手順８
では、段取リスゲジュール・データ８１および加工スゲ
ジュール・データ８２の２つのファイルを作成する。ま
た、作業時刻確定手順６の各段では、既格納済みの作業
データ・ファイル２１が利用され、同様にパレット番号
付与手順７では、パレットデータ・ファイル２２が使用
される。

次に、上記各手順を更に詳細（＝説明する。

上位コンピュータから全作業スケジュール・データが与
えられると１本発明を実施するＦＭＳでは、まず、その
全作業スケジュール・データから当該Ｆ　Ｍ　Ｓ部門を
経由する作業を検索し。

日程管理および工程管理について、それぞれ検討Ｔる。

前記日程管理は、当該ＦＭ８部門が担当する作業に必要
なパレット数とロット数とを演算し、算出された数値に
より各ロフトへ各パレットを割当てて、各ロット毎の加
工開始日。

扁゛艷終了日および優先順位を設定する。第４図は、そ
の割当てを示す日程図で１例えば、全作業の開始日が２
月１日、納期口が２月５日だとして、全加工期間ｄ１＝
５日が抽出され２作業内容による最短加工期間ｄ２が２
日であると、完成期時日りは２月２日〜２月５日の４日
間になり。

所要パレット数が６であれば、これを第４図の如く、納
期口側から４つのロットに割当てた日程データを作成す
る。また、前記工程管理は。

当該ＦＭ８部門が担当する作業の各工程を作業基準デー
タと参照し、各工程毎にパレットのワーク積載個数およ
び段取り替の有無を検討し１、ワーク順送の分岐と合流
とを設定する。第５図は、工程間の分岐と合流と段取り
の一例を示す説明図で、まず作業者による乗せ段取り５
１でワークをｎｌ＝　４個ずつ各パレットに配置された
ワークは第１の工程０１１を実施されるが、続く第２の
工程では作業内容によりワークｎ２＝２個型のパレット
１か使用できないので１段取り替５２で、工程０２１お
よび０２２へ分岐し、更に段取り替なし５３のいわゆる
渡り加工で第３の工程０３１および０３２へ順送され、
第４の工程０４１ではワークｎ４；４個型パレットなの
で、再び段取り替５２で合流する。加工を終了したワー
クは、作業者によるおろし段取り５４で、当該部門を離
脱する。−なお、ここで検討の対象となっている分岐も
しくは合流と称する部分は、必ずしも具体的に複数台の
機械（二分乗させることではなく、例えば１台の機械で
０２１を実施したのちに０２２を実施する方法もある。

検討の対象となるのは、分岐もしくは合流が段取り替を
要するという点であって、自動処理の連続した流れを停
止して人手を加える必要があり１通常は昼作業の範囲に
入る。これに対して。

わたり加工は人手を要さず、同一日に複数工程加工を連
続させることができる。

上記検討を終了したデータは日程データ１０１と工程デ
ータ１０２とにまとめられるが、この２つのデータを第
３図における負荷計算手順１で総合すると、第６図に示
す負荷山積みが得られる。すなわち、当該ＦＭ８部門が
担当する加工作業の負荷は、第６図に示すように、各日
毎に、かつ各工程別に、ワークすなわちＡ−Ｆ　ａ　。

Ｆｂの各生産部品別の加工時間を積算して行けば、明ら
かになる。このデータは、理論的）二は当然連続性のも
のであるが１便宜的に１週間率位で抽出し、しかも、前
週および次週の受継ぎや引継ぎなどの関連性を有する週
間スケジュール・データ１１としてファイルされること
（＝なる。この週間スケジュール・データ１１は、前記
の山積みで図示したよう（二１日毎、工程別、部品別の
３次元的（二負荷を集計したファイルの集合体であるの
で、その３つについては容易にソートすることができる
。

第３図において、第２段の部品別日毎スケジュール・デ
ータ作成手順２は、前記週間スケジュール・データ１１
から部品別Ｃ二各日毎の工程を仕分けして１部品別日毎
スケジュール・データ１２を作成するものである。第７
図は、その部品別日毎スケジュール・データ１２をプリ
ントアウトした一例を示す見本図で、データは部品別に
各日毎（二まとめられ、工程名、部品のワーク個数、加
工開始日、加工完了日および加工所要時間などを項目Ｃ
′−含有している。

この部品別日毎スケジュール・データ１２の中で、前記
渡り加工で段取り替を要しないものは、同日複数工程加
工が可能なものとして、以降の優先順位付けに使用する
ため、第８図に示すように、検索マーク　（フラッグ）
、１３ａを付与する。これが、同日複数工程加工処理手
順３である。

次に、工程別日毎スケジュール・データ作成手順４は、
前記のデータ１３から工程別に加工時間を抽出し、日毎
に集計する。第９図は、工程別日毎スケジュール・デー
タの配列を例示する図で、この段階では、部品Ａ、Ｂ、
Ｃ・・・を順次的に並べるだけであろうなお、並べ、た
結果が単位加工時間の関係で２４時間を超過する場合も
あるが、この場合は最終位の部品ＦをＦａとＦｂとに分
けて、実際には１工程として加工作業するのだが、スケ
ジュール・データとしては。

第１０図（二示す超過分Ｆ６を欠口に操り入れる処理を
する。これが、残作業処理手順５である。

さて、各加工作業（＝は、部品名すなわちワークの種類
と作業内容（二よって、工程やパレットの種類、治具の
種類１段取りの有無、昼・夜作業の区別、工具郡名など
の基準が１例えば第１１図に示されるような作業データ
として設定され。

作業データ・ファイル２１（二格納されている。

作業時刻確定手順６は、上記の作業データ・ファイル２
１を参照しつつ実施され、まず第１゜図（＝示される残
作業処理済の工程別・日毎スケジュール・データを第３
図におけるメモリ・ファイル１５から抽出し、前記作業
データの軽加工指定の有無と参照し、軽加工指定めるも
のを昼時間に一括する。この昼加工指定並べ換え６１を
終了したデータファイル１６の一例を示す図が第１２図
で、部品Ａは夜作業は）で可能な後半を含んでいるので
昼作業（ｄ）の最後に配されている。

次に、パレットおよび治具種類による優先順位処理６２
が実施される。パレット種類は前記積載個数の制限数以
内とされ、また、同一治具の使用は、治具確保と運用の
柔軟性を考慮して、一定時間、例えば４時間以上前され
ることを原則とする。第１３図（＝示す例において１部
品例りの順位が移拗しているのは１部品例Ａと同一の治
具ＪＯＩを使用するためである。

最後に、工具群による並べ換え６３が実施される。工具
は、パレットやマガジンなど常に複数で供給される手段
で扱われるので、工具群として自動共給システム化され
ていて、スケジュール上でも、同一群を連続させること
が効率的である。第１４図に示すファイル例１８のよう
に、その工程ＭＣ５０における前日の最終作業に使用さ
れた工具群が例えばＴＯ３であったとすると、当日の最
初も、その工具群ＴＯ３を使用する部品例Ｅが４指定の
組から検索され、並べ換えられる。夜指定の組も工員群
ＴＯＩの使用を重視して部品例ＦおよびＤがＡの次順口
続けられるが、前記治具ＪＯＩの制限によってＤがＦの
前用になることはなく、また、Ｆ（−よって４時間以上
のインターバルが保たれることも確認される。

そして、順番が確定したデータには、その加工開始時刻
がそのまま付与されて確定される。

この段階のファイル１８で、スケジュール・データ（二
は既にパレットの種類ＰＯＩ、ＰＯ２・・・が書込まれ
ているが、自動制御用のデータとしては、更に具体的な
パレット個々の番号がアチインされる方が便利である。

パレットは［記のよう（＝、ワークや治具によって積載
個数や使用法が微細に規制されるので、それらのデータ
を総括したパレット・データ・ファイル２２が１通常、
記憶領域に格納されている。第１５図は、パレット・デ
ータの一例を示す図で、図（イ）は種類別のパレット番
号索引であり１図（ロ）は番号順に各パレットの現在ア
ナイン情報な治具コードや前部品名と次部品名とを有機
的に関連させて書込んだ登録簿で、前回部品後の処置は
。

図（ハ）Ｃ二示される段取りコードを付して、処理され
る。

第３図において、上記のパレット番号付与手順７が終了
すると１作成されたデータ・ファイル１９は、第１６図
に示すように、はぼ完成されたものになる。ここで、渡
り加工のパレット番号が２つ以上ある場合は、同日複数
使用パレット以外のパレット番号がアサインされるべき
であり、また、前記治具の場合と同様に、同一のパレッ
トすなわち同一のパレット番号は４時間以上隔離してア
サインされることが確認される。

このようにして作成されたデータ・ファイルの集合体か
ら、本発明は、段取リスケジュール・データ８１および
加工スケジュール・データ８２の２つのデータ・ファイ
ルを作成して、加工作業に使用する。

第１７図は、加工スケジュール・データをプリントアク
トした一例を示す見本図で、加工スケジュール・データ
は工程別かつ日毎に抽出。

作成されていて、オーダが時刻順に確定され。

そのまま機械側の進行状態の管理に使用される。

第１８図は１段取りスケジュール・データをプリントア
クトした一例を示す見本図で、段取リスケジュール・デ
ータは当該ＦＭＳ部門における所要の段取りを時刻順に
一括して示し１作業者の作業管理（二側用される。

段取リスケジュールデータ８１を作成する場合、上記の
パレットデータファイル２２を参照し作業者の段取り方
法について詳細に検討する。

段取り情報は１作業者がこれから行なうべき段取り方法
を、パレットに対するワークまたは該パレットに取付け
あるいは取外す治具について決定することである。前記
したように段取り作業の基本には所請降ろし段取り５４
　（第５図ンと載せ段取り５１．および工程間段取り替
５２が−ある。

段取リスケジュールデータ８１の見本図第１８図（；お
いて、段取りコードの前段２桁はパレットデータ第１５
図ｅ９の降ろし段取り作業を示し。

後段の２桁は載せ段取り作業を示す。段取りコ−Ｆ　０
０は降ろしＲ取り作業がないことを示すものである。段
取りコード（第１５図し９）の選定（二あたっては、パ
レットデータ第１５図Ｉｐ）の情報に基づいて行なわれ
る。例えば第１８図の段取リスケジュールデータにおい
て、時刻１８：００におけるパレット番号＃００１では
、パレットデータ（第１５図（ロ））を参照し１部品名
人の段取り替えを行なう（二あたり、前部品名Ｃ′およ
び前治具５０５の降ろし段取り作業（段取りコード０１
）をし１部品名人を治具ＪＯＩによって取付ける載せ段
取り　（段取りコード１１）作業であることを意味する
。

ＦＭＳにおける加工作業は、上位コンピュータからの全
作業スケジュール（二基く規制、ワーク側１機械側およ
び工具側それぞれの優先度を配慮した柔軟な運用１人間
が参加せざるを得ない段取り替の有無と昼夜加工の指定
などの要点が大きな影響度を有するものであるが１以上
、説明したとおり１本発明による各手順を備えて作成さ
れたスケジ・ニール・データは、上記の要点をすべて検
討して作成されたものであり、そのスケジュール・デー
タから抽出された段取りスケジュール・データおよび加
工スケジュール・データを使用して１機械作業および人
間の作業を管理しつつシステムを運転する段取り・加工
方法は１本発明の目的を達成し、生産効率の向上とニー
ズへの柔軟な対応とに大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦＭＳの一例の制御系統図、第２図はパレット
の各側の斜視図、第３図は本発明によるスケジュール・
データ作成手順の説明図。 第４図は日程データの説明図、第５図は工程データの説
明図、第６図は負荷山積みの説明図。 第７図〜第１８図はデータ・ファイルの見本図である。 Ａ・・・主制御装置　Ｂ・・・ライン管理制御部Ｅ・・
・ＮＣ機械　Ｈ・・・光データ・ハイウェイＣ−１・・
・ツール・ステージヨシ Ｃ−２・・・ツール・パレット・ストッカ、Ｆ１〜Ｆｎ
段取り操作盤 ＰＯＩ〜ＰＯ８・・・パレット種類 ＪＯＩ〜ＪＯ８・・・治具種類 ＴＯＩ〜ＴＯ３・・・工具群 １〜８・・・手１１１ｆＩ　１１〜１９　、、、オンラ
イン記憶領域 ２１．２２，８１，８２・・・メモリ・ファイル５１・
・・乗せ段取り　５２・・・段取り加工５３・・・渡り
加工　５４・・・おろし段取り特許出願人　日立精機株
式会社 第２図 （イ）　（ロ） （ホ） 第５図 オ６図 オフ図 １ｚ オ８図 １ｊ　ＩＪＧ Ｍ！９図 手続主甫正書（自発） 昭和５９年　６月ノ９日 （特許庁審査官　ＩＩ） １、　事件の表示　特願昭５９−９９５９５号２、　発
明の名称　ＦＭＳにおける段取り・加工方法３、補正を
する者 事件との関係　出願人 住所 氏名　日立精機株式会社　（外　名） ４、代理人 住所　〒１０１東京都千代田区東神田２丁目１番１１号
６、補正の内容 （１）本願明細書の［発明の詳細な説明−１の欄を下記
のとおり訂正する。 （イ）第９頁４行目の「２（第」を「２第」に訂正する
。 （ＩＩ）同頁５行目の「（」とあるを削除する。 （ハ）第１０頁４行目のｒＭｃ４９ＪをｒＭｃ５１Ｊと
訂正する。 （ニ）第１２頁１８行目ｒ　ｌ　Ｊを「シ」に訂正する
。 （ネ）第１６頁１行目の「Ｆ６」をｒ　Ｆ　ｂ　、１に
訂正する。 （へ）第２１頁９行目のｒ５０５ｊをＩ’　、Ｊ　Ｏ５
Ｊに訂正する。 （２）本願明細書の「図面の簡単な説明」の欄を下記の
とおり訂正する。 （イ）第２２頁１７行目から２０行目にかけて［Ａ・・
・主制御・・・・・・ ・・・・・・Ｆ、−Ｊとあるを 全て削除し、 「１００・・・ライン管理制御部　１０１・・・総合管
理制御部１０３ａ〜１０３ｂ・・・ＮＣ機　１０５・・
・光データハイウェト１１９・・・ツールステーション
　１２０・・・工具室」に訂正する。 （Ｕ）第２３頁１行目の「Ｆ、段取り操作盤Ｊを削除す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加工工程により積載個数の異なるパレット（−生産部品
   を積載し、所要の都度にパレットの段取り替を行いなが
   ら、全作業スケジュール（二基く日程で、加工工程を順
   送し、生産部品の種類および数量に柔軟（＝対応するＦ
   ＭＳ　（フレキシブル・マニファクテユアリング・シス
   テム）の段取り・加工方法４二おい−Ｃ，ＦＭＳの全作
   業スケジュールから作成された日程データおよび工程デ
   ータを処理する負荷計算手順と、該処理により得られた
   透面スケジュール・データから部品別に各日毎の上程を
   仕分けする部品別日毎スケジュール・データ作成手順と
   １作成された部品別日毎スケジュール・データを検討し
   １段取５り替を要しない工程へ検索マークを付与する同
   日複数工程加工処理手順と、前記部品別日毎スケジュー
   ル・データのそれぞれから工程別に加工時間を抽出し５
   日毎に集計する工程別日毎スケジュール・データ作成手
   順と、集計された工程別日毎スケジュール・データの２
   ４時間を超過する工程分を吹口に繰越す残作業処理手順
   と。 部品別の作業基準データを参照し、昼加工の指令とパレ
   ットおよび治具の種類による優先順位と工具群の都合と
   に基いて工程別に部品の順番を並べ換え、具体的に作業
   予定時刻を付与する作業時刻確定手順と、作業別口対応
   するパレット・データを検索し１個有のパレット番号を
   アサインするパレット番号付与手順とを備えた段取り・
   加工スケジュール・データ作成手順≦二より作成される
   段取リスケジュールおよび加ニスクジシルに従って段取
   りおよび加工を実施することを特徴とするＦＭＳ＋二お
   ける段取り・加工方法。