JPS6219357A - 作業割り当て方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はｆ−’　Ａシステムにおけろ作業割り当て方法
ニかかり、特に多数の指令された加工をｎ台の自動工具
交換機能付きの工作機械に行わせるＦＡシステムにおけ
る作業割り当て方法に関する。

〈従来技術〉 数値制御工作機械やロボットを含む加工セルを多数設け
、中央管理システムが生産スケジュールに従ってこれら
加工セルを運転制御するＦＡシステムが実用化されてい
る。たとえば、多数の指令された加工をｎ台の自動工具
交換機能付きの工作機械（マシニングセンタ）に行わせ
るＦＡシステムがある。かかるＦＡシステムに用いられ
る自動工具交換機能付きのマシニングセンタのマガジン
には数十本から数百本の工具を装着でき、適宜必要な工
具を自動工具交換装置で選択して加工を行えるようにな
っている。すなわち、加工部品に応じて次から次へと必
要な工具をマガジンから選択して多種類の部品加工がで
きるようになっている。

しかし、マガジンに所望の工具が存在しない場合には不
要工具をマガジンから脱腸し、必要な工具をマガジンに
装着しなければならない。そして、このような工具の装
着／脱力時にはマシニングセンタの加工を一時的に停止
する必要がある。

以上から、多品種の部品の加工をｎ台の自動工具交換機
能付きのマシニングセンタに行わせるドＡシステムにお
いては、部品をどのマシニングセンタに加工させるか及
び全部品加工に用いられる各工・具をどのようにマシニ
ングセンタに割り当てるかにより、実際の加工に際して
マガジンへの工具の装着／脱腸が頻繁になったり、ある
いは少なくなったりする。そして、マガジンへの工具の
装着／脱腸が頻繁になる程工作機械の稼動率が低下し、
ドＡシステムの生産性が低ドする。

〈発明が解決しようとしている問題点〉しかしながら、
従来はマガジンへの工具の装着あるいは脱腸を少な（で
きる有効な方法がなかった。

以上から、本発明の目的は多数の部品加工をｎ台の自動
工具交換機能付きの工作機械に行わせるト’Ａシステム
において、マガジンへの工具の装着あるいは脱腸回数を
少なくできる作業割り当て方法を提供することである。

く問題点を解決するための手段〉 第１図は本発明を適用できるト’Ａシステムのブロック
図である。

１０１はコンピュータ構成の中央管理システム、１０２
　ａ　〜１０２　ｎばｎ台のＮＯ装置付きのマシニング
センタ、 １０３は多数の工具を収容する工具室、１０４はＬＡＮ
。

１０５は工具を自動搬送する無人搬送車である。

各マシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｎににｒ数値制御
装置ＮＧと、多数の工具を収納するマガジン°ｌ’　Ｍ
　Ｇと、マガジンから所定の工具を選択する自動工具交
換装置ＡＴＣが設けられている。

く作用〉 たとえば中央管理システム１０１のキーボードＫＢから
各加工部品毎に（１）使用する加工プログラムのプログ
ラム番号と、（２）使用工具と、（３）加工時間と、（
４）加工個数と、（５）残り時間を入力する。尚、使用
工具とは該部品加工に用いられる全工具であり、残り時
間とは納期迄の時間である。

ついで、マシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｎの台数を
ｎとすれば、中央管理システム１０１のプロセッサＣＰ
Ｕは使用工具本数の多い順にｎ個の加工プログラムを求
める。

そして、第１（ｉ＝１，２・・ｎ）加工プログラムに用
いられる全工具を第ｉマシニングセンタ１０２　ｉに装
着する第ｉ工具グループの核とすると共に、第ｉ加工プ
ログラムによる部品加工（作業）を第ｉ工作機械に割り
当てる。

しかる後、前記ｎ個の加工プログラムとは別の加工プロ
グラムで用いられる工具を最も多く含む工具グループを
求める。そして、共通工具以外の工具を該工具グループ
に組み込むと共に、該加工プログラムによる作業を工具
グループに対応する工作機械に割り当てる。

以後、残りの各加工プログラムに対して同様な処理を行
って全工具を加工プログラム単位で各マシニングセンタ
へ割り当てると共に、加工プログラムによる作業を各工
作機械に割り当てる。。

〈実施例〉 第１図は本発明を適用できるＦＡシステムのブロック図
である。

１０１はコンピュータ構成の中央管理システム、１０２
ａ〜１０２ｎはｎ台のＮＣ装置付きのマシニングセンタ
、１０３は多数の工具を収容する工ＪＪ［，１０４は中
央管理システム、各マシニングセンタ、工具室間を相互
にデータ授受可能に接続するローカル・エリア・ネット
ワーク　（ＬＡＮ）、１０５は工具を自動搬送する無人
搬送車である。

中央管理システム１０１はプロセッサｃｐｕ。

キーボードＫＢ、ディスプレイ装置ＣＲＴ、フロッピー
ディスク装置ＦＬＤ１プリンタＰＲＴ等を有して構成さ
れている。

各マシニングセンタ１０２ａ〜１０２　ｎ　ｌ！数（ｆ
ｉｌ制御装置ＮＣにより制御されると共に、多数の工具
を収納するマガジンＴＭＧとマガジンから所定の工具を
選択する自動工具交換装置ＡＴＣを有している。

第２図は本発明にかかる作業割り当て方法の処理の流れ
図である。以下、作業割り当て処理を中央管理システム
で行うものとして説明する。

（ａｌまず、中央管理システム１０１のキーボードＫＢ
から各加工部品毎に（１）使用する加工プログラムのプ
ログラム番号と、（２）使用工具と、（３）加工時間と
、（４）加工個数と、（５）残り時間を入力する。尚、
使用工具とは該部品加工に用いられる全工具であり、残
り時間とは納期迄の時間である。

（ｂ）ついで、プロセッサＣＰＵは各加工プログラム毎
に工具のソーティングを行う。すなわち、加工プログラ
ム番号に対応させて使用工具を工具番号順に並べたり、
使用工具本数を求めて記憶する。

（ｃ）　Ｌ’かる後、プロセッサＣＰＵＩよマシニング
センタ１０２ａ〜１０２ｎの台数をｎとすれば、使用工
具本数の多い順にｎ個の加ニブ四グラムを求めろ。

（ｄｌそして、ステップ（ｃｌで求めたｎ個の加工プロ
グラムのうち第１（ｉ＝１．２・・ｎ）加工プログラム
に用いられる全工具を第ｉマシニングセンタ１０２ｉに
装着する第１工具グループＴＧ、の核とすると共に、第
ｉ加工プログラムによる部品加工（作業）を第１マシニ
ングセンタに実行させるものとして作業割り当てを行う
。

（ｅ）各工具グループＴＧ、の核が求まれば、ＣＰＵは
第１工具グループの核と第ｊグループの核との相関係数
σ、、をたとえば次式 ％式％（１１ により計算する。ただし、１．、　１．は工具グルー−
／ＴＧ、、　ＴＧ、の核を構成する工具の本数、１ｏは
各核に共通な工具の本数である。

（ｆ）相関係数ρηｉが求まれば、該ρ１．は所定値ρ
より大きいかどうかをチェックする。

（ｇｌρ、４〉ρの場合には工具本数ｔｇ、、ｔＪのう
ち大きい方の工具グループ（ＴＧ、とする）のものだけ
を核として残し、他は核から除外する。又、除外された
核を提供した第Ｊ加工プログラムによる作業はステップ
（ｄ）で第１マシニングセンタに割り当てられているが
、該割り当てもキャンセルする。

このように、相関係数の大きい組み合わせのうち一方を
除外する理由は同じ工具を多数含む核同士より、異なる
工具を多数含む核同士の方が実際の加工に際して工具の
装着／脱腸回数を少なくできるからである。

（ｈｌつい、で、プロセッサは（ｎ　＋　１　）番目に
使用工具の本数が多い加工プログラムを求め、該加工プ
ログラムに用いられる全工具を前記除外された工具グル
ープＴＧ　　の新たな核とすると共に、該加工プログラ
ムによる部品加工（作業）を第１マシニングセンタに割
り当てろ。以後ステップ（ｆ）以降の処理を繰り返す。

（ｉ）ステップ（ｆ）でσ１．≦σであれば全工具グル
ープの組み合わせに対して相可係数のチェックが終了し
たかどうかを判別する。終了してなければ別の組み合わ
せに対してステップ（ｆｌ以降の処理を行う。

（ｊｌ全工具グループの組み合わせに対して相関係数が
所定値σ以上であれば、プロセッサＣＰＵは核となる工
具を使用工具とするｎ個の加工プログラム以外の各加工
プログラムに対して以下の処理を行う。

すなわち、前記ｎ個の加工プログラムとは別の加工プロ
グラムで用いられる工具を最も多く含む工具グループを
求め、共通工具以外の工具を該工具グループに組み込む
。又、該別の加工プログラムによる部品加工（作業）を
該工具グループに対応するマシニングセンタに割り当て
る。

（ｌζ）以後、残りの各加工プログラムに対して同様な
処理を行うと共に、今加工プログラムによる作業を所定
のマシニングセンタに割り当てる。

＜１１工具及び加工プログラムによる作業の割り当てが
終了すれば、プロセッサＣＰＵは各工具グループ毎に１
番最後に組み込まれた加工プログラムの工具適合率１１
を計算する。尚、工具グループの総工具数をｔ　１該工
具グループに加工プログラム単位で新たに組み込まれる
工具の本数をｔ、、、共通工具本数をｔ。とするとき工
具適合率＋７．（ｉ＝１゜２、・・ｎ）は次式 ％式％（２］ により計算する。ただし、（１，、＋　１６）は前記加
工プログラムに用いられる全使用工具の本数である。

（ｍｌ各工具グループＴＧ、の工具適合率ワ、が求まれ
ば、各工具適合率η、（ｉ＝１．２．　　・・・ｎ）は
所定値り以上かどうかをチェックする。

（ｎ）　７７　、　＜りの工具グループが存在すれぼり
、≧ηとなるように加工プログラム単位で工具の組み替
えを行う。尚、工具の組み替えに応じて加工プログラム
による作業のマシニングセンタに対する割り当ても当然
変更される。

又、この組み替え方法は以下のように行う。

すなわち、η、くηとなった工具グループの一番最後に
組み込まれた工具をそっくり別の工具グループに組み込
んだものとした時の工具適合率を（２）式により各工具
グループ毎に計算する。

そして、現在所属している工具グループも含めて工具適
合率の最も高い工具グループを求め該工具グループに工
具を組み込む。尚、現在所属している工具グループの工
具適合率が最大であれば、後から２番目に該工具グルー
プに組み込まれた加工プログラムの工具に対して同様な
処理を行う。

以上の処理により別の工具グループに組み込んだ時に工
具適合率が最大となれば、工具を該工具グループに組み
替えると共に、加工プログラムによる作業の割り当てを
変更する。そして、以後この作業割り当て状態で再度ス
テップ１ｍ）以降の処理を繰り返す。

（ｐｉ全グループについて工具適合率が所定値１以上に
なれば、各工具グループ毎に工具交換率Ｎ。

（ｉ＝１．２．　　・・ｎ）を次式 Ｎ、＝工具の総種類数／マガジン装着最大値　　（３）
により計算する。

（ｑ）各工具グループの工具交換率Ｎ、が求まれば、プ
ロセッサＣＰＵは各工具交換率Ｎ、（ｉ−１，２゜・・
・ｎ）が所定値Ｎ以上かどうかをチェックする。

（ｒ）いずれか１つの工具交換率Ｎ、がＮ以上であれば
Ｎ、＜Ｎとなるように該工具グループより最後に投入し
た工具をはずし、工具交換率の低い工具グループに組み
込む。尚、加工プログラムによる作業の割り当ても工具
の組み替えに応じて変更される。

（ｓ）シかる後、静的優先度Ｐを各マシニングセンタに
割り当てた加工プログラム毎に次式Ｐ；加工時間・加工
個数／残り時間（分）（４）より計算する。

（ｔｌそして最後に、各マシニングセンタ毎に優先順泣
顔に加工プログラムを並び替えれば該順序がマシニング
センタの加工順となる。

〈発明の効果〉 以上本発明によれば、各加工物毎に少なくとも加工プロ
グラム番号と使用工具を入力し、使用工具本数の多い順
にｎ個の加工プログラムを求める第１ステップ、第１（
ｉ＝１，２・・ｎ）加工プログラムに用いられる全工具
を第１工作機械に装着する第ｉ工具グループの核とする
と共に、第１加工プログラムによる部品加工（作業）を
第１工作機械に割り当てる第２ステップ、前記ｎ個の加
工プログラムとは別の族ニブログラム毎に該加工プログ
ラムに用いられる工具を最も多く含む工具グループを求
め、共通工具以外の工具を該工具グループに組み込むと
共に該加工プログラムによる作業を工具グループに対応
する工作機械に割り当てろ第３ステップにより作業を各
工作機械（マシニングセンタ）に割り当てたから、マシ
ニングセンタのマガジンへの工具の装着あるいは脱腸率
を少なくでき、各マシニングセンタの稼動率、換言すれ
′ばＦＡシステム全体の稼動効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用できるＦＡシステムのブロック図
、 第２図は本発明の作業割り当て方法の処理の流れ図であ
る。 １０１・・中央管理システム、 １０２ａ〜１０２ｎ・・マシニングセンタ、１０３・・
工具室、 １０４・・ＬＡＮ。 １０５・・無人搬送型、 ＣＰＵ・・プロセッサ、ＮＣ・・数値制御装置、ＴＭＧ
・・マガジン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の指令された加工をｎ台の自動工具交換機能
   付きの工作機械に行わせるＦＡシステムにおける作業割
   り当て方法において、 各加工部品毎に少なくとも加工プログラム番号と使用工
   具を入力し、使用工具本数の多い順にｎ個の加工プログ
   ラムを求める第１ステップ、ｎ個の前記加工プログラム
   のうち第ｉ（ｉ＝１、２・・ｎ）加工プログラムに用い
   られる全工具を第ｉ工作機械に装着する第ｉ工具グルー
   プの核とすると共に、該第ｉ加工プログラムによる作業
   を第ｉ工作機械に割り当てる第２ステップ、 前記ｎ個の加工プログラムとは別の加工プログラム毎に
   該加工プログラムに用いられる工具を最も多く含む工具
   グループを求め、共通工具以外の工具を該工具グループ
   に組み込むと共に、該加工プログラムによる作業を該工
   具グループに対応する工作機械に割り当てる第３ステッ
   プを有することを特徴とする作業割り当て方法。
2. （２）工具グループの総工具数をｔ＿ｇ、該工具グルー
   プに加工プログラム単位で新たに組み込まれる工具の本
   数をｔ＿ｎ、該加工プログラムに用いられる工具と該工
   具グループの工具のうち共通工具の本数をｔ＿ｃとする
   とき工具適合率η＿ｉを次式η＿ｉ＝ｔ＿ｃ／（ｔ＿ｇ
   ＋ｔ＿ｎ） により求め、η＿ｉが所定値以下の場合には該η＿ｉが
   所定値以上となるように各工具グループの工具を加工プ
   ログラム単位で組み替え、 該工具の組み替えに応じて該加工プログラムによる作業
   の割り当てを変更することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の作業割り当て方法。
3. （３）各工具グループの工具交換率を求め、該工具交換
   率が所定値以上の場合には以下となるように該工具グル
   ープより加工プログラム単位で最後に投入した工具をは
   ずし、工具交換率の低いグループに組み替え、 該組み替えに応じて該加工プログラムによる作業の割り
   当てを変更することを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の作業割り当て方法。