JPS61105616A - フアクトリ−・オ−トメイシヨン・システム - 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】 〈産業上の利用分舒〉 本発明はファクトリ−・オートメイシ曹ン・システム（
ＦＡシステムという）に係り、特に中央管理システムあ
るいは各加工セルからの要求に基づいて要求されたプロ
グラムをプログラムファイルユニットから所定の加工セ
ルに転送しくダウンロードという）、又各加工セルから
の要求に応じて該加工セルから転送されてくる（アップ
ロードという）プログラムをプログラムファイルユニッ
トに登録するＦＡシステムに関する。

〈従来技術〉 資材の価格や人件費の上昇及び大量生産から多重小量生
産への移行という状況においては、より高い効率をもた
らす生産システムが要求される。

このため、数値制御工作機械や四ボットを含む加工セル
を多数設けると共に、自動倉庫や無人搬送車などを含む
物流システムを設け、これら加工セルや物流システムを
中央管理システムが生産スケジュールに従って運転制御
しくスケジュール運転、物流制御）、かつ各加工セルや
無人搬送車の稼動状況、加工セル毎の進捗状況をＩ１０
装置へ出力し、更には、その他の管理を行うＦＡシステ
ムが実用化されている。

第４図はかかるＦＡシステムの概略構成図であり、１０
１は加工セルで、それぞれＮＣ装置、該ＮＣ装置ζこよ
り制御される工作機械、ロボット制卯装置、該ロボット
［＋１装置により制御されるロボットを有している。１
０２は物流システムであり、自動倉庫、無人搬送車、物
流コレトロールコンビ、−夕を有し、適宜ワークを所定
の加工セルに搬送し、あるいは加工された部品を搬入す
る。

１０３はたとえば図示しないホスト装置から与えられた
生産スケジュールに従って前記各加工セル１０１や物流
システム１．０２の運転側り加ニブログラム管理、鳥中
異常監視などを行う中央管理システム、１０４は前記各
加工セル、中央管理システム、物流システム間を相互に
通信可能に接続する胃−カル・工゛リア・ネットワーク
　（ＬＡＮ）である。各加工セル１０１のＮＣ装置、ロ
ボット制御装置及び中央管理システム１０３を構成する
メインコンピュータＭＣ０Ｍ、サブコンピュータＳＣＯ
，Ｍ、プログラムファイルユニットＰＦＩＬなとはそれ
ぞれ１本のケーブルを介してＬＡＮ　１０４に接続され
、所定のプロトコルに従って各ユニット間で制御コマン
ド及びデー・夕の転送を行う〈発明が解決しようとして
いる問題点〉ＦＡシステムにおいて、各加工セルは生産
スケシュール通秒の機械加工のみならず生産スケジュー
ルによらずに適宜独自の要求により所定の加ニブログラ
ム基づいた機械加工を行えることが望ましい。そして、
このためにシよ多数の加工セルｍ御用のプログラム（Ｎ
Ｃプログラム、胃ポット制御用プログラム）を記憶させ
ておき、中央管理システムからの要求だけではな（各加
工セルからの要求によっても加工セル制御用プルグラム
を所定の加工セルにダウンロードし、該ダウンロードし
たプログラムに基づいて加工できるように構成しなけれ
ばならない。又、最近は加工セル側でＮＣプログラムを
作成し、該ＮＣプログラムを用いて機械加工を行う機能
を有する装置がふえてきているため、自動プログラミン
グ装置からだけではな（各加工セルからのアップロード
により適宜新規加ニブログラムを登録でき、あるいは登
録済みのプログラムを修正、削除できるように構成しな
ければならない。

しかし、従来のＦＡシステムにおいては各加工セルから
の要求によりプログラムのダウンロード／アップロード
ができなかった。

以上から本発明の目的は、どの分散システム（特に各加
工セル）からの要求でも所定のプログラムをアップロー
ド及びダウンロードすると七ができ、しかも新規のプロ
グラムの登録、登録済みのプログラムの修正、削除が可
能なＦＡシステムを提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明のＦＡシステムは、複数の加工セルと、１以上の
加工セルに対応して１台設けられるセルコントロールユ
ニットと、少なくとも生産スケジュールに従って各加工
セルを制御するコンピュータを含む中央管理システムと
、多数の加工セル制御用のプログラムを記憶する大容量
メモリと要求により新たなプログラムを該メモリに記憶
し及び要求されたプログラムを該メモリから読み出して
出力するプロセッサを有するプログラムファイルユニッ
トと、前記セルコントロールユニットと中央管理システ
ムとプ四グラムファイルユニット間を相互に通信可能に
接続するローカル・エリア・ネットワークと、自動プロ
グラミング装置とて構成されている。

く作用〉 プログラムファイルユニットは少なくとも加工セルと中
央管理システムからの要求に応じて要求されたプログラ
ムをＬＡＮ１セルコント四−ルユニットを介して所定の
プロトコルに従って要求された加工セルに転送し、又各
加工セルからの要求に応じてセルコントロールユニット
、ＬＡＮを介して該加工セルより転送きれてくるプログ
ラムを大容量メモリに登録する。又、プログラムファイ
ルユニットはＬＡＮを介さず直接自動プログラミング装
置とデータ授受できるようになっており、適宜新規なプ
ログラムの登録、修正、削除処理を実行する。

〈実施例〉 第１図は本発明にかかるＦＡシステムのブロック図であ
る。２０１ａ、２０１ｂ・・・２０１ｎはそれぞれ加工
セルを構成するコンピュータ数値制御装［（ＣＮＣ装置
という）、２０２ｍ、２０２ｂ、　　・・・２０２ｍは
コンピュータ構成のセルコントロールユニットである。

各ＣＮＣ装置のバス線には各種キー及びＣＲＴを有する
マニエアルデータインプット装置（ＭＤＩ装置）２０３
ａ。

２０３ｂ、　　・・・２０３ｎが接続され、又各セルコ
ントロールユニットのバス線には同様にデータ入力用の
ＣＲＴ及びキーボード付きの操作盤２０４ａ〜２０４ｍ
が接続されている。各セルコントロールユニットには最
大８台迄のＣＮＣ装置がＲ３２３２ＣあるいはＲ３４２
２インタフエースで一括データ転送可能に接続されると
共に、ＤＩ／Ｄｏ（ディジタル入力／ディジタル出力）
による信号授受可能に接続されている。２０５は中央管
理システムであり、生産スケジュールに従った各加工セ
ルの制御、その他の制御を行うメインコンピュータ、サ
ブコンピュータ、各覆入出力装管を有している。２０６
はプログラムファイルユニットであり、多数の加工制御
用プログラム（ＮＣプログラム、ａボット制御プログラ
ム）を記憶する大容量のメモリ（たとえば磁気ディスク
装置）ＤＳＫと、要求により所定のプログラムをメモリ
ＤＳＫから読み出して所定の加工セルに出力し、かつ要
求により新たなプログラムをメモリＤＳＫに！！録する
プロセッサＣＰＵを有している。

２０７は加工制御用プ豐グラムを作成するＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ構成の自動プログラミング装置であり、２０ｇはＬＡ
Ｎである。

各セルコントロールユニット２０１ａ〜２０１ｍと、中
央管理システムと２０５と、プログラムファイルユニッ
ト２０６間はＬＡＮ　２０８を介して所定のプロトコル
に従って相互に通信可能になっており、各ＣＮＣ装置か
らアップロードするデータや各ＣＮＣ装置へダウンロー
ドするデータはＬＡＮ２０８及び所定のセルコントロー
ルユニットを介して行われる。

さて、スケジュール運転モードにおいては、中央管理シ
ステム２０５のメインコンビエータは生産スケジュール
に基づいて、図示しない物流コントロールレステムに所
定の加工セルへワークを搬送し、あるいは治工具を段取
りエリア、工具室に搬送することを指示し、又プログラ
ムファイルユニット２０６に所定のＣＮＣ装置に加ニブ
ログラムを送り出すことを指示する。これにより、ワー
クや治工具の搬送が行われ、又プログラムファイルユニ
ット２０６は予め定められているプロトコルに従って所
定の加ニブログラムをＬＡＮユニット２０８を介して送
り先のＣＮＣ装置が接続されているセルコントロールユ
ニットに転送し、セルコントロールユニットは該プログ
ラムを指示されているＣＮＣ装置に入力する。そして、
ワークや治工具の搬送が終了すれば物流コントロールシ
ステムは中央管理システムへ搬送完了を報告し、又各Ｃ
ＮＣ装置は加ニブログラムの受信を終了すればセルコン
トロールユニット及びＬＡＮユニットを介して加ニブロ
グラムの受信完了を中央管理システムに報告する。以上
により加工の準備が整えば、中央管理システムは各ＣＮ
Ｃ装置へ運転開始を指示、し機械加工が行われる。機械
加工が終了すればＣＮＣ装置はその旨を中央管理システ
ムに通知し、以後中央管理システムは生産スケジュール
に従って前記と同様な処理を行ない、最終的に生産スケ
ジュールに応じた機械加工を自動的に行うことになる。

一方、各ＣＮＣ装置は生産スケジュールによらずに独自
の要求により所定の機械加工を実行することもできる。

すなわち、個別運転モード（ＲＥＭＯＴモード）にする
と共に、ＭＤＩ装置あるいはセルコントロールユニット
の操作盤より所望の加ニブログラム番号とＣＮＣ装置名
等をプログラムファイルユニット２０６に送’）、該プ
ログラムファイルユニットから要求した加ニブ四グラム
を受信して機械加工を行う。

又、以上はダウンロードの場合であるが、ＣＮＣ装置か
らの要求により該ＣＮＣ装置内蔵のメモリＣζ記憶され
ているプログラムをアップロードしてプログラムファイ
ルユニット２０６に登録す−ることもできる。

以下ダウンロードとアップロードの場合についてその動
作シーケンスを詳細に説明する。

（１１個別運転状態におけるダウンロード手動運転ダウ
ンロード手動運転とはマニュアル操作によリプログラム
ファイルユニットから所望のプログラムを受信して機械
加工する運転モードである。

かかるダウンロード手動運転を行うには（ａ）ダウンロ
ード手動運転を行いたいＣＮＣ装置をスイッチ操作によ
り個別運転モード（ＲＥＭＯＴモード）にすると共に、
別のスイッチ操作でエディツトモードにする。

（ｂｌ又、該ＣＮＣ装置が接続されているセルコントロ
ールユニットの操作盤を用いてダウンロードを選択する
と共に、プログラム番号とＣＮＣ装置名を入力し、ダウ
ン四−ドスタート釦を押圧する。

（ｃｌこれによす、セルコントロールユニットは所定の
プロトコルに従ってプログラム番号とＣＮＣ装置名をプ
ログラムファイルユニット２０６に送り、プログラムフ
ァイルユニット２０６は要求された加ニブログラムデー
タを同様に所定のプロトコルにしたがって該セルコント
ロールユニットに転送をする。

［ｄｌ上記と並行して、ＣＮＣ装置のサイクルスタート
釦を押圧してＣＮＣ装置を起動する。尚、ＣＮＣ装置は
セルコントロールユニットに加ニブログラムデータ要求
信号を送出する。

＜ａｔセルコントば一ルユニットは加ニブログラムデー
タ要求信号により、プログラムファイルユニット２０６
から送られてきたプログラムデータをＣＮＣ装置にル５
２３２ＧあるいはＲ３４２２にインタフェースで一括転
送し、ＣＮＣ装置は内臓のメモリに該加ニブログラムデ
ータを記憶する。

（ｆｌそして、加ニブログラムデータを受信後、ＣＮＣ
装置をメモリ運転モードに設定し、ついでサイクルスタ
ート釦を押圧して起動をかければメモリに記憶したＮＣ
プログラムに基づいた機械加工が行われる。・・・・・
・以上、ダウンロード手動運転という （ｇ１機械加工終了後セルコントロールユニットの操作
盤上のＰＧＥＮＤキーを押せば以後再び前記ステップに
従ってダウンロード手動運転を実行することができる。

（２）個別運転状態におけるダウンロード自動運転（Ｃ
ＡＬＬモード運転） ダウンロード自動運転は、ＭＤＩ装置のキー操作のみで
自動的にプａグラムファイルユニ、ットから所定のプロ
グラムを受信して以後績プログラムにより自動的に機械
加工する運転モードである。

第２図は個別運転時におけるダウンロード自動運転のタ
イムチャートである。

（１１個別運転状態（ＲＥＭＯＴ状態）時にダウンロー
ド自動運転を実行したい加工セルのＣＮＣ装置をコール
（ＯＡＬＬ）モードにする。これにより、０ＡＬＬモ一
ド信号はＣＮＣ装置からセルコントロールユニットに送
られ、同時に機械が原点位置に存在していればその旨が
セルコントロールユニットに通知される（ＲＥＭＯＴ−
ＭＯＲＧ）。

（ｂｌついで、ＣＮＣ装置は要求信号ＲＥＱ２をセルコ
ントロールユニットに送る。

（Ｃ）これにより、セルコントロールユニットはデータ
入力可信号ＤＩＡＣＴをＣＮＣ装置に返送し、ＣＮＣ装
置はシリアルデータ転送を行う旨の指示（ＣＣｔ）をセ
ルコントロールユニットに通知スる。

（ｄｌセルコントロールユニットはＣＮ’Ｃ装置にシリ
アルデータ転送可信号５ＩＡＣＴを送ると共に、ＣＥＤ
Ｔ信号を送りＣＮＣ装置をエディツトモードに設定する
。

ｔａ＋この状態で、ＣＮＣ装置のＭＤＩ装置に設けられ
たキーを操作してプログラム番号を登録する。

すなわち、ＭＤＩ装置上の各キーを以下に示す手順で操
作することによりプログラム番号を登録する。

（ＩＩＰＲＧＲＭキー （２）０キー、プログラム番号入力、ｌＮ５ＲＴキー（
３）Ｍ０２人力、ＥＯＢキー、ＴＮＳＲＴキー（ｆ）シ
かる後、 ０キー、プログラム番号入力、ＰＵＮＣＨＩキーの順に
キー操作すればＲ３２３２Ｃのインタフェースでプログ
ラム番号がセルコントロールユニットに送られる。

（ｇｌプログラム番号の受信が完了すればセルコントロ
ールユニットは信号４ＭＡＣＴを落すとともにＣ８Ｔ信
号（サイクルスタート信号）をＣＮＣ装置に送って、該
ＣＮＣ装置を起動する。又、セルコントロールユニット
はプログラムファイルユニット２０６にプログラム番号
とＣＮＣ装置名を送る。これにより、プログラムファイ
ルユニット２０６は要求されたプログラムデータを該セ
ルコントロールユニットに転送する。

（ｈｌ一方、ＣＮＣ装置はＣ３Ｔ信号を受けるとデータ
読み取り生信号ＭＳＴＬをセルコントロールユニットに
出力し、セルコントロールユニットはＭＳＴＬ信号がへ
イレベルになっていることによりプログラムファイルユ
ニットより送られてきている加ニブログラムデータをＣ
ＮＣ装置に転送し、メモリに記憶する。

（１）プログラムデータの転送完了によりＣＥＤＴ信号
、ＭＳＴＬ信号が落ちる。しかる後、セルコントロール
ユニットはサイクルスター１−４Ｎ％１ｅＣＮＣ装置に
送って起動をかける。これにより、ＣＮＣ装置はメモリ
に登録された前記加ニブログラムに基づいて機械加工を
行うこと（ζなる。

（３）スケジュール運転時におけるダウンロード自動運
転（ＳＣＨモード） 第３図はスケジュール運転時におけるダウンロード自動
運転のタイムチャートである。

（ａｌ生産スケジュールに従って機ｖＡ加工を行いたい
場合にはＣＮＣ装置をスケジュール運転モード（ＳＣＨ
モード）化する。これにより、ＳＣＨモード信号がセル
コントロールユニット送られ、同時に＊＠が原点位置に
存在していればその旨がセルコントローラに入力される
（ＲＥＭＯＴ−ＭＯＲＧ）。又、ＣＮＣ装置は要求信号
ＲＥＱＩをセルコントロールユニットに送出する。

［ｂｌこの状態で、生産スケジュールが起動すると中央
管理システム２０５はプログラムファイルユニット２０
６にプログラム番号と送り先のＣＮＣ装置名を出力する
と共に、該ＣＮＣ装置が接続されたセルコントロールユ
ニットにもその旨＋３１知する。

（ｃｌこれにより、セルコントロールユニットはＣＥＤ
Ｔ信号をＣＮＣ装置に入力してＣＮＣ装置をエディツト
モードにすると共に、Ｃ８Ｔ信号をＣＮＣ装置に入力し
て起動をかける。

（ｄ）　ＣＮ　Ｃ装置はＣ３Ｔ信号を受信して、読み取
り生信号ＭＳＴＬを発生する。

（ｅ）　ニガ、プログラムファイルユニット２０６は前
述のごとく中央管理システム２０５からプログラムデー
タの転送要求があれば、該要求されたプログラムデータ
を送り先のＣＮＣ装置が接続されたセルコントロールに
転送する。

（ｆｌセルコント冒−ルユニットは、プログラムファイ
ルユニット２０６からプログラムデータが転送されてく
れば、送り先を判別すると共に、ＭＳＴＬ信号がへイレ
ベルであるかどうかをチェックし、該プログラムデータ
をＣＮＣ装置に順次入力する。

ｔｇｌ全プログラムデータの受信を完了すればＣＮＣ装
置はＭＳＴＬ信号を落とし、又セルコントロールユニッ
トはＣＭＥＭ信号を発生してＣＮＣ装置をメモリ運転モ
ードにすると共に、Ｃ８Ｔ信号を発生してＣＮＣ装置に
サイクルスタートをかける。これにより、ＣＮＣ装置は
メモリに記憶されている前記プログラムデータに基づい
て機械加工を実行することになる。

（４）アクブロード手動運転 手動によりＣＮＣ装置のメモリに記憶されているプログ
ラムデータをプログラムファイルユニットに登録する運
転をアップロード手動運転という。

かかるアップロード手動運転を行うには（ａ）アップロ
ード手動運転を行いたいＣＮＣ装置をスイッチ傑作によ
りＲＥＭＯＴモードにすると共に、別のスイッチでエデ
ィツトモードにする。

（ｂｌ一方、ＣＮＣ装置が接続されているセルコントロ
ールユニットの操作盤でＨＡＬＴモードを選択すると共
に、アップロードを選択し、プログラム番号を入力し、
最後にアップロードスタート釦を押圧する。

（ｃ）シかる後、ＭＤＩ装置上のキーをＰＲＧＲＭキー Ｏキー プログラム番号入力 ＰＵＮＣＨキー と押圧すれば、ＣＮＣ装置は内蔵のメモリに記憶されて
いる上記プログラム番号を有するプログラムデータをセ
ルコントロールユニットに転送し、セルコントロールユ
ニットは該データをプログラム番号と共に順次プログラ
ムファイルに転送し、プログラムファイルは該プログラ
ムデータを大容量メモリＤＳＫに登録する。

（５）アップロード自動運転（ＨＡＬＴモード）アップ
ロード自動運転したいＣＮＣ装置をＨＡＬＴモードにし
て、以後前述のダウンロード自動運転モード（ＣＡ　Ｌ
　Ｌモード）と同様の操作をすれば、ＣＮＣ装置のメモ
リに記憶されている加ニブログラムがセルコントロール
ユニットを介してプログラムファイルユニット２０６に
送られて記憶される。

尚、以上はプログラムファイルユニットに登録されてい
るプログラムをＣＮＣ装置、中央管理システムからの要
求によりＬＡＮ及びセルコントロールユニットを介して
所定のＣｒ１ｒＣ装置にダウンセードし、及びＣＮＣ装
置からの要求により該ＣＮＣ装置のメモリに記憶されて
いるプログラムをアップロードしてプログラムファイル
ユニットの大容量メモリに登録する場合であるが、自動
プログラミング族Ｗ２Ｏ７とプログラムファイルユニッ
ト２０６間で直接データ授受ができるように構成し、自
動プ党グラミング装置２０７から新規なプログラムをプ
ログラムファイルユニットに登録し、あるいは登録済み
のプログラムを読み出して修正、削除するようにもでき
る。

又、以上の説明ではＣＮＣ装置の場合について説明した
が、ロボット制御装置にも適用できることは勿論である
。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、複数の加工セルと
、１以上の加工セルに対応して１台設けられるセルコン
トロールユニットと、少なくとも生産スケジュールに従
って各加工セルを制御するコンピュータを含む中央管理
システムと、多数の加工セル制御用のプログラムを記憶
する大容量メモリと要求により新ｔこなプログラムを該
メモリに記憶し及び要求されたプログラムを該メモリか
ら読み出して出力するプロセッサを有するプログラムフ
ァイルユニットと、前記セルコントロールユニットと中
央管理システムとプログラムファイルユニ９８間を相互
に通信可能に接続する四−カル・エリア・ネットワーク
とを有し、プログラムファイルユニットは少なくとも加
工セルと中央管理システムからの要求に応じて要求され
たプログラムをセルコントロールユニットを介して所定
の加工セルに転送し、又各加工セルからの要求に応じて
セルコントロールユニットを介して該加工セルより転送
されてくるプログラムを大容量メモリに登録するように
構成したから、生産スケジュールに従った機械加工のみ
ならず、生産スケジュールによらずに適宜各加工セルの
要求に応じた機械加工ができ融通性のあるＦＡシ、ステ
ムを提供することができる。又、新規な加工制御用プロ
グラムを加工セルからプログラムファイルユニットに登
録することができるから、加工セル側で作成あるいは修
正した新規なプログラムを保存することができ、必要に
応じて読みだして利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるＦＡシステムのブロック図、第
２図及び第３図はダウンロード説明図、第４図は従来の
ＦＡシステム構成図である。 ２０１ａ〜２０１ｎ・・・ＣＮＣ装置 ２０２ａ〜２０２ｍ・・・セルコントロールユニット、
２０３ａ〜２０３ｎ・・・ＭＤＩ装置２０４ａ〜２０４
ｍ・・・操作盤、 ２０５・・・中央管理システム、 ２０Ｂ・・・プログラムファイルユニット２０７・・・
自動プログラミング装置、２０８・・・ＬＡＮ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の加工セルと、１以上の加工セルに対応して
   １台設けられるセルコントロールユニットと、少なくと
   も生産スケジュールに従って各加工セルを制御するコン
   ピュータを含む中央管理システムと、加工セル制御用の
   多数のプログラムを記憶する大容量メモリと要求により
   新たなプログラムを該メモリに記憶し及び要求されなプ
   ログラムを該メモリから読み出して出力するプロセッサ
   を有するプログラムファイルユニットと、前記セルコン
   トロールユニットと中央管理システムとプログラムファ
   イルユニット間を相互に通信可能に接続するローカル・
   エリア・ネットワークとを有し、プログラムファイルユ
   ニットは少なくとも加工セルと中央管理システムからの
   要求に応じて要求されたプログラムをセルコントロール
   ユニットを介して所定の加工セルに転送し、又各加工セ
   ルからの要求に応じてセルコントロールユニットを介し
   て該加工セルより転送されてくるプログラムを大容量メ
   モリに登録することを特徴とするファクトリー・オート
   メイション・システム。
2. （２）加工セル制御用のプログラムを作成及び修正する
   プログラミング装置を前記プログラムファイルユニット
   に接続し、該プログラミング装置とプログラムファイル
   間で前記ローカル・エリア・ネットワークを介さず相互
   にデータ転送することを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載のファクトリー・オートメイション・システ
   ム。