JPS61214955A

JPS61214955A - ライン形ｎｃ工作機械における工程変更処理装置

Info

Publication number: JPS61214955A
Application number: JP60054835A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kondo; 義隆近藤; Saburo Furuya; 古谷　三郎
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1986-09-24
Also published as: JPH0585308B2

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】（１）　　産業上の利用分野本発明はライン形ＮＣ工作機械における工程変更処理装
置に関する。

（２）　　従来の技術従来、専用工作機械群におけるワーク搬送ラインとして
、代表的なものに、単一ワークで多量生産に使用される
トランスファマシン（以下、ＴＲＭという）がある。ま
た、複数のＮＣ工作機械を搬送装置で結合し、多種ワー
クにおける少量生産を行なうフレキシブルマニュファク
チュアリングシステム（以下、ＦＭＳという）が知られ
ている。

昨今、上記ＴＲＭとＦＭＳの中間的な存在のラインとし
て、複数のＮＣ工作機械を使用し、量産指向で且つ異種
ワークに対鉋可能なフレキシビリティを有するフレキシ
ブルトランスファライン（以下、ＦＴＬという）が中量
産形ラインとして脚光を浴びている。

（３）発明が解決しようとする問題点前述のＦＴＬでは、一般にタクトが短い故に加１能率が
高いという利点を有しているが、その反面ラインを構成
する複数のＮＣ工作機械のうら１台でも故障等でダウン
すると全てのＮＣ工作機械が止ってしまうという問題が
あった。

この問題を解決することすなわち故障等でダウンしたＮ
Ｃ工作機械（以下ダウン機という）の対応を柔軟に早く
処置することが望まれている。

（４）　　　目　　的本発明の目的は上記事情に鑑みて、問題を解決するため
に提案されたものであって、ダウン機の対応を柔軟に早
期に処置出来るようにしたライン形ＮＣ工作機械におけ
る工程変更処理装置を提供するにある。

（５）問題を解決するための手段と作用本発明は上記の
目的を達成するために、搬送ライン上に複数の加工ステ
ージョンを有し、各加工ステージョンに対応して配置さ
れたＮＣ工作機械を備えたライン形生産設備において、
ＮＣ工作機械の内の特定機械がダウンした際、他の機械
を代替機として指定し、早期に対応処置した生産加工の
ラインを停止することがないようにした工程変更処理装
置である。

すなわち、ライン形生産設備において、各機械毎にワー
クの加工箇所が決められたプログラムと、ＮＣ工作機械
の内特定の機械がダウンした時、そのダウン機が担当し
ていた加工箇所を分担する代替機を指定するため、予め
ダウン機以外の機械にダウン機の加ニブログラムを入替
え可能に保有せしめる代替用加工プログラムメモリと、
ダウン機の加エステージョン患を入力する入力手段と、
代替機の加エステージョン魚がダウン機の加エステージ
ョン魚の前工程か後工程であるかを比較判断する比較判
断手段と、代替加工１番目の加エステージョン魚を算出
する演算手段と、未加工ワーク加エステーテヲン、正常
加工ワーク加工ステージョンを比較判断する比較判断手
段と、ダウン時移行データ・ファイルに基ずき作成され
た加工プログラムメモリとからなる。従って、本発明は
ライン形生産設備で、特定の機械がダウンすると、代替
機を指定してラインを止めることなく代替機でダウン機
の補充をして加工に支障のないように工程変更が可能と
なり対応される。

而して生産性は従来に比べて減少せず、逆に稼動率向上
となる。

（６ン　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。

第４図は本発明を実施するに好適なＦＴＬの概略構成図
である。

第４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、準備情報としての加工
スケジュールデータおよび段取りスケジュールデータ等
を総合的に把握して管理している。

作業部門では主制御装置１０１が中央制御装置１００か
ら刻々と送信される加工データを逐次各マシニングセン
タ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ。

１０２ｄおよび１０２ｅのＮＣ装置１０３ａ。

１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄおよび１０３ｅに指令を
与える。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、１０３ｄおよび１０３ｅは光データハイウェ
イ１０４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
時に適宜取り込むようになっている。

また、主制御装置１０１はワークＷを搬送ライン１０５
に搬送せしめる搬送制御装置１０６、素材を保管管理し
ている素材ストッカ１０７．あるいは加工された加工品
をストックする加工品ストッカ１０８とも接続され制御
する。さらに、主制御装置１０１は各マシニングセンタ
１０２ａ。

１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄおよび１０２ｅのＰＣ装
置（プログラマブル・コントローラという。）１０９ａ
、１０９ｂ、２０９ｃ、１０９ｄおよび１０９ｅにも接
続されている。

而してＦＴＬにおいて、異種ワークＷがロフト単位で素
材ストッカ１０７：ら搬送され、搬送うイン１０５に送
られ、ステーションＳＴ、１からＳＴ、１１まで順次搬
送され、各マシニングセンタ１０２ａ、１０２ｂ、１０
２ｃ、１０２ｄおよび１０２ｅで所定の加工が施こされ
て加工完了後加工品ストッカ１０８に保管される。

このＦＴＬで、特に各マシニングセンタ１０２ａ　＝　
１０２　ｃになんからの故障が生じなければ問題がない
が、各マシニングセンタ１０２ａ〜１０ｅのうち、例え
ばマシニングセンタ１０２Ｃが加工中に工具折損等で非
常停止となると、ＦＴＬ全体が停止してしまい稼動がで
きないという大きな問題となる。

本発明はＦＴＬで例えばマシニングセンタ１０２Ｃが故
障しダウンした際、その修復作業中にも稼動を続行し、
マシニングセンタ１０２Ｃの加工を他のマシニングセン
タに分担せしめて対応しようとしたものである。

本発明の原理について第２図を用いて、説明する。第２
図（イ）および（ロ）は第４図の搬送ラインの一部を取
り出した説明図である。すなわち、第２図（イ）は代替
機（故障時、その加工を分担する機械）例えばマシニン
グセンタ１０２Ｃがダウン機（故障の発生した機械）例
えばマシニングセンタ１０２ｂの後工程にある場合、第
２図（ロ）は代替機例えばマシニングセンタ１０２ａが
、ダウン機例えばマシニングセンタ１０２ｂの前工程に
ある場合のモデル説明図である。第２図（イ）において
、マシニングセンタ１０２ｂがダウンした際における搬
送ライン　１０５上の各ステーションＳＴ、１からステ
ーションＳＴ、７には夫々ワークＷ、−Ｗ、がある。代
替機はダウン機であるマシニングセンタ１０２ｂの後工
程であるマシニングセンタ１０２Ｃで対応し、加工しよ
うとする場合、ステーションＳ７．５以降のものすなわ
ちワークＷＳ、Ｗ、、Ｗ、は、マシニングセンタ１０２
ｂがダウンする以前に正常に加工されているため、ダウ
ン前のマシニングセンタ１０２ｃによる加工データで加
工すればよい。ワークＷ４はマシニングセンタ１０２ｂ
の加工中にマシニングセンタ１０２ｂが故障等でダウン
したので、不良ワークとなる。またステーションＳＴ、
３以前のワークすなわちワークＷ１〜Ｗ、はダウン機と
なったマシニングセンタ１０２ｂの加工前であるので、
ワークＷ１〜Ｗ３は代替機で加工することとなる。すな
わち、ワークＷ３が代替ワーク第１番目、順次ワークＷ
２が代替ワーク第２番目、ワークＷ、が代替ワーク第３
番目となる。

なお、ダウン機であるマシニングセンタ１０２ｂによる
故障等の検知はダウン機自体の非常停止あるいは、計測
装置等でワークを計測し不良ワークを検出するものであ
る。

従って、ワークＷｓ　、ＷｈおよびＷ、は代替せずにそ
のま＼マシニングセンタ１０２Ｃで正常時の加工データ
により加工し、ワークＷ４は不良ワークとして検出し、
そのま＼加工せず加工品ストッカ１０８へ搬送し、ワー
クＷ３からマシニングセンタ１０２Ｃを代替機として、
ダウン機であるマシニングセンタ１０２ｂで加工してい
た加工データがマシニングセンタ１０２Ｃに付加されて
、加工が行なわれるように対応処理すればよいことにな
る。なお、本実施例では説明をＮ？ＭＫするため°、代
替機を１台としたが加工スケジュールや工具データ等を
勘案し、複数台の代替機を設定しても構わない。

第２図（ロ）において、マシニングセンタ１０２ｂがダ
ウンした際における搬送ライン１０５上の各ステーショ
ンＳＴ、１からＳＴ、７には、第２図（イ）と同様夫々
ワークＷ、〜Ｗ７がある。代替機をダウン機であるマシ
ニングセンタ１０２ｂの前工程であるマシニングセンタ
１０２ａで対応し加工しようとする場合、ステーション
ＳＴ、５以降のものすなわちワークＷ、、Ｗ、。

Ｗ？は、すでにダウン機であるマシニングセンタ１０２
ｂがダウン前に正常に加工されているため、そのま＼マ
シニングセンタ１０２ｃで正常時の加工データにより加
工すればよい。

ワークＷ４はマシニングセンタ１０２ｂで加工中にマシ
ニングセンタ１０２ｂが故障等でダウンしたのであるか
ら、不良ワークである。また、ステーションＳＴ、２．
ＳＴ、３上のワークＷ２゜Ｗ３はライン上逆流すること
は出来ないため代替機であるマシニングセンタ１０２ａ
で対応することが出来ないから、未加工品として処理し
不良ワークとはしない必要がある。マシニングセンタ１
０２ａを代替機として加工する代替ワーク第１番目はワ
ークＷ、となる。

なお、ダウン機であるマシニングセンタ１０２ｂによる
故障等の検知は、第２図（イ）で説明したものと同様に
して検知する。

従って、ワークＷ、、Ｗ６およびＷ、は代替せず正常と
してそのま＼マシニングセンタ１０２ｃで加工し、ワー
クＷ４は不良ワーク、ワークｗ２゜Ｗ３は未加工として
検出し、そのま＼加工せず搬送し、ワークＷｌからマシ
ニングセンタ１０２ａを代替機として、ダウン機である
マシニングセンタ１０２ｂで加工していた加工データを
マシニングセンタ１０２ａに付加して加工が行われるよ
うに対応処理すればよい。

本発明の構成を第２図の原理に基ずき、第１図に示した
制御ブロック図により詳細に説明する。

第１図において、中央制御装置（ＣＰＵ）１００に画面
付キーボードｌから入出力回路１ａを介して、ダウン機
の陽例えば第２図の説明ではマシニングセンタ１０２ｂ
、代替機の隘例えば第２図の説明ではマシニングセンタ
１０２ａあるいは１２０Ｃを入力する。また、ステーシ
ョン隘であるＳＴ、１からＳＴ、７の計測センサ２がイ
ンターフェイス２ａを介して接続されている。

前もってＣＰＵ１００には加工工程毎すなわち機械別お
よびワーク別にマシンプログラムデータを正常加工、各
故障状況に対応した代替加工用としてマシンプログラム
データ・メモリ３に記憶されている。また各機械および
各種ワーク毎の加ニブログラムを加ニブログラム・メモ
リ４、工具データを工具データ・ファイル５に記憶させ
る。今、マシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｅのうちい
ずれかが故障してダウンした時に、そのダウン機である
ステーション魚をセンサー２で検知したり、あるいは、
人手で画面付キーボード１で　ＣＰＵ１００に入力し、
ダウン機ＳＴ、メモリＤに一旦記憶させる。マシンプロ
グラムデータ・メモリ３からどのマシニングセンタが代
替機として最適かがあらかじめ設定されているので、そ
の代替ステーション隘を代替機ＳＴ・メモリＣに一旦記
憶させる。

ダウン機ＳＴメモリＤからその値を加工不良ＳＴ・メモ
リＤＮに送り、その値ＤＮとダウン機の１１１Ｄをダウ
ン時移行データ・ファイル６にファイルする。ダウン時
移行データ・ファイル６中は第２図で説明した如く、マ
シニングセンタ１０２ｂすなわち５Ｔ−１１ｈ４がダウ
ン時の５Ｔ−１ｉｌｌであり、ＤＮ欄およびＤ欄の５Ｔ
−１１１４にフラッグ″１゛を立てファイルする。

代替機ＳＴ・メモリＣから第２図（ロ）の場合にはその
値をダウン時移行データ・ファイル６のＣ欄でＳＴ４の
２にフラッグ“１”を立てファイルする。すなわち、代
替機がダウン機の前工程にあることを示す。

ダウン機ＳＴ・メモリＤおよび代替機ＳＴ・メモリＣか
ら夫々の値を比較器７．８に取り込ませる。代替機が前
工程、すなわちＤ＞Ｃの場合には比較器７で比較判別し
てビット信号によりアンド・ゲート９を開かせ、そのア
ンド・ゲート９を代替機ｓ’ｒ−ｍｃが通過して演算部
１１でＣ−１の演算を行う。また代替機が後工程、すな
わちＤＥＣの場合には比較器８で比較′判別し、ビット
信号によりアンド・ゲート１０を開かせ、そのアンド・
ゲート１０をダウン機ＳＴ、　１１ｈＤが通過して演算
部１２でＤ−１の演算を行う。演算部１１．１２で処理
されたＣ−１，Ｄ−１の値がオア・ゲート１３に取り込
まれて、その値のどちらかを通過せしめて、代替加工１
番目ＳＴ・メモリ■に記憶させる。第２図（ロ）の場合
にはＣ−１＝１である。

従って、ダウン時移行データ・ファイル６の■欄のＳＴ
、ｒｌｈｌにフラッグ１″を立ててファイルする。

次にＳＴカウンタ１４が順次５Ｔ１１ｈのＮｉ　　（１
からＮまで）を比較機１５に送り、かつ、ダウン機ＳＴ
・メモリＤおよび代替加工１番目ＳＴ・メモリＩから夫
々ＤおよびＩの値を比較機１５に取り込ませる。

比較機１５で、Ｉ＜Ｎｉ＜］）の比較判別をして、ｉ＜
Ｎｉ＜Ｄの条件を満足すると、アンド・ゲート１６を開
させて、カウンタ鳩のＮｉを通過をさせて・未加工ワー
クＳＴ・メモリＡに記憶させる。

さらに未加工ワークＳＴ・メモリＡからダウン時移行デ
ータ・ファイル６のＡ欄にフラッグ１”を立てファイル
する。第２図（ロ）の場合には、ＳＴ、１１ｈ２と隘３
にフラッグ１”が立つ。

また、ＳＴカウンタ１４は順次ＳＴｌ’ｌｈのＮｉを比
較機１７に送り、かつダウン機ＳＴ・メモリＤからその
値りを比較機１７に取り込ませる。

比較機１７で、Ｄ＜Ｎｉの比較判別をして、Ｄ＜Ｎｉの
条件を満足すると、アンド・ゲート１８を開かせてＳＴ
カウンタＮｉを通過させて、正常加工ワークＳＴ・メモ
リＧに記憶させる。さらに正常加工ワークＳＴ・メモリ
Ｇからダウン時移行データ・ファイル６のＧ欄にフラッ
グ１″を立てファイルする。第２図（ロ）の場合には、
ＳＴ・患５．６および７にフラッグ１″が立つ。

このように処理されたＤＮ、Ｄ、Ｃ，Ｉ、ＡおよびＧの
値はすべてダウン時移行データ・ファイル６に一括して
ファイルされる。

而して、加ニブログラム・メモリ４およびダウン時移行
データ・ファイル６をもとに実際の代替加工移行時のリ
アルタイム加工データとして書き替えてリアルタイム加
工データファイル１９にファイルさせる。また、ダウン
時移行データファイル６のそれらのデータは順次搬送信
号を取り込むことによってアンド・ゲート２０を開かせ
、データシフト処理部２１で処理し、代替移行シフトデ
ータ・ファイル２２にファイルさせる。すなわちダウン
機発生から全ＳＴが代替加工に移行するまでの間、各ワ
ークがダウン時移動データファイル６に基づいて加工が
なされ、次工程への搬送信号によってダウン時移行デー
タも次工程へシフトされる。また、リアルタイム加工デ
ータファイルのダウン時移動データも対応して書き変え
られる。

第２図（ロ）でＳＴ、Ｎ１１からＮ１１２に工程を移行
（ワーク搬送処理）させた場合のファイルは第１図に示
したとおりとなる。

本発明の動作を第３図のフローチャートに基づいて説明
する。

第３図において、まず第０段でダウン機のＳＴ階を計測
装置のセンサあるいは画面付キーボード１でｃｐｕｉｏ
ｏに入力する。

第■段でマシンプログラムデータファイル３や工具デー
タファイル５等の代替情報の読み込みを行なう。次に、
第０段でダウン機以外の現在使用されている各マシニン
グセンタの中で代替機として代替出来るかどうか判断す
る。

もし、代替機がなければ、第０段で代替不可のメツセー
ジを発し、第０段でダウンした時点で他に未加工の異種
ワークが素材ストッカ１０７にあるかどうか判断し、異
種ワークがある場合には、再度第０段の手前にフィード
バックされ、判断される。異種ワークがなければ、生産
を停止する。

第０段で代替できる機械がある場合には、第０段で不良
ワークの処理を施す。すなわち、ダウン機ＳＴ・メモリ
Ｄから加工不良ＳＴ・メモリＤＮに加工不良ワークの５
Ｔ−ＮａＤＮを記憶させ、さらにダウン時移行データフ
ァイル６のＤＮ４！ＩＩＩにファイルする。

第０段で代替機がダウン機の前工程であるか後工程であ
るかを判断する。代替機がダウン機の後工程である場合
は、比較器８でＤＥＣの比較を行い、条件を満足すると
ビット信号が立つ。

代替機がダウン機の前工程である場合は、比較器７でＤ
ＥＣの比較を行い、条件を満足すると、ビット信号が立
つ。

第■段で前工程である場合は、演算部１１でＣ−１の演
算を行い、代替加工１番目のＳＴ・メモリ！にその値の
Ｉを記憶させてダウン時移行データ・ファイル６の１欄
にファイルする。代替機がダウン機の後工程である場合
は、比較機８でＤ〈Ｃの比較を行い、条件を満足すると
代替加工１番目のＳＴ・メモリＩにその値の■を記憶さ
てせダウン時移動データ・ファイル６の１の欄にファイ
ルする。さらに第■段、第［相］段で未加工ワークＳＴ
の１ｌｈＡと正常加工ワーク５Ｔ−ＮａＧを夫々比較器
１５．１７で比較し、その値を夫々の未加工ワークＳＴ
・メモリＡ、正常加工ワークＳＴ・メモリＧに記憶させ
ると共に、ダウン時移行データファイル６のＡ、　　Ｇ
１１ｌｌｌにファイルする。

次に、第０段で代替機に工具段取が必要かどうか判断し
、工具段取が必要な場合には、第０段で工具段取を指示
し、第０段で工具段取を完了させる。工具段取が完了し
、又は第０段で工具段取が必要ないと判断された場合に
は、ダウン時移行データ・ファイル６にファイルされた
夫々のデータＤＮ、Ｄ、Ｃ，！ＡおよびＧをリアルタイ
ム加工データ・ファイル１９に転送し搬送信号の都度書
き替える。

第［相］段で代替第１番目のワークが代替機に入った時
、代替移行処理を行い代替機にプログラムを新しく入替
処理する。続いて第０段で代替機により加工を行う。こ
のようにＦＴＬにおいて故障等でマシニングセンタがダ
ウンした際には上述したフローチャートに基づき処理す
れば、機械がダウンしてもスムーズに対応出来、生産を
停止せしめることなく加工が可能である。

（７）゛効果本発明の工程変更処理装置をライン形ＮＣ工作機械に持
たせることによって、従来のＦＴＬにおける生産で工具
折損等の故障でダウン機が発生すると、全体の流れはス
トップし生産の加工が中断し生産性の低下をきたすとい
うことがなくなり、ただちに代替機に置換えて生産を続
行することが出来る。また、不良品は極少に抑えると共
に、対応がスムーズに処置出来るため、停止時間を一部
なく生産を低下せしめることなく、従来と同等の生産量
を上げ、延いては稼動率向上にもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する構成ブロック図である
。第２図は第４図の搬送ラインの一部を取り出した説明
図で、（イ）は代替機がダウン機の後工程にある場合、
（ロ）は代替機がダウン機の前工程にある場合の説明図
である。第３図は本発明の詳細な説明するフローチャート図であ
る。第４図は本発明を実施するに好適なＦＴＬラインの
概略構成図である。１・・・画面付キーボード　　２・・・計測装置３・・
・マシンプログラムデータ４・・・加ニブログラム・メモリ６・・・ダウン時移行データ・ファイル７、８．１５．
１７・・・比較器ＤＮ・・・加工不良ＳＴ・メモリＤ・・・ダウン機ＳＴ・メモリＣ・・・代替ＳＴ・メモリ ■・・・代替加工１番目ＳＴ・メモリＡ・・・未加工ワークＳＴ・メモリＧ・・・正常加工ＳＴ・メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

搬送ライン上に複数の加工ステーションを有し、各加工
ステーテョンに対応して配置されたＮＣ工作機械を備え
たライン形生産設備において、各機種毎にワークの加工
箇所が決められた加工プログラムメモリと、ＮＣ工作機
械の内特定の機械がダウンした時そのダウン機が担当し
ていた加工箇所を分担する代替機を指定し入替え可能に
保有せしめる代替用加工プログラムメモリと、ダウン機
を検知し入力する入力手段と、代替機とダウン機の工程
を比較判断する比較判断手段と、代替加工時における代
替加工、未加工および正常加工の処理を行なう工程変更
処理手段と、該工程変更処理手段により移行データを順
次移行する移行データ・ファイルとからなることを特徴
とするライン形ＮＣ工作機械における工程変更処理装置
。