CN105974892B - 工件的处理系统和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供工件的处理系统和处理方法，在多个处理室中工件处理依次进行的工件处理中，即使任意处理室的处理时间发生变动时也不会对其它处理室的工件处理造成影响。工件的处理系统(100)具备：工件处理已确定顺序的多个处理室(10)；将规定的处理室(10)的处理完成的工件输送到下一处理室(10)的输送装置(20)；和控制至少各处理室(10)的处理之中规定的代表性处理的开始时刻的控制装置(30)，控制装置(30)将进行最初处理的第一处理室(10_‑1)的规定代表性处理作为基准处理工序，将基准处理工序的开始时刻设为控制开始时刻，对每个处理室(10)设定固有的处理所需时间，设定处理室(10)间的工件的输送需要的输送所需时间，以控制开始时刻为起点，控制各处理室(10)的代表性处理的开始。

Description

工件的处理系统和处理方法

技术领域

本发明涉及工件的处理系统和处理方法。

背景技术

工件的处理方法涉及广泛，例如在对工件进行渗碳处理时，使工件在多个处理室中依次移动，在各处理室中通过执行器(actuator)实行工件的行进、旋转等，使处理室内的气压从真空气氛变动为高压气氛等，实行各种各样的控制。

在工件的输送顺序已被事先确定了的多个处理室中依次输送工件，某个处理室中的处理结束了的工件由输送装置输送到下一个处理室，实行下一个处理室中的处理的状态下，工件经过多个处理室中的处理被加工为中间产品或最终产品。

一边对这些多个处理室依次输送工件一边处理工件时，以往的处理方法中，各处理室中的工件的处理时间与期望的处理时间相比变动了的情况下，会在以该变动了的处理时间量错开向下一个处理室的工件输送的状态下进行工件的处理。

因此，在各处理室中的工件的处理超过期望时间时，将该超过时间累计而成的累计时间会成为之后的处理室中的待机时间。另外，某个处理室中的工件的处理时间比期望的处理时间短的情况下，相反地之后的处理室中的处理开始时刻会提前。

像这样，对每个处理室管理处理时间，因此会产生由于各处理室中的处理时间的变动而使其它处理室中的处理开始时间变动，该其它处理室中的待机时间的波动、准备不能及时处理之类的课题。

例如，由于处理室中的待机时间发生波动，因此由某个处理室中的热处理后的工件产生的放热量发生波动，由此无法将作为处理对象的多个工件所有的温度控制为恒定，导致工件的品质的稳定性降低。该课题在例如在1100℃左右的高温气氛下进行处理的快速渗碳处理这样的高温下的热处理的情况下很明显。

另外，各处理室中的处理时间存在偏差，通过累计该偏差的时间，有时也会无法进行之后的处理室中的处理本身。特别是高循环作业的情况下，以秒为单位遵守处理时间对于循环作业而言是不可缺少的，因此不能否认存在导致无法工作的可能性。

在此，专利文献1中公开了在具有输送装置的中间室的周围配置1个预热室、6个渗碳室、冷却室、再加热室、淬火室和回火室，在各主要的处理室加热中采用高频感应加热，并且在渗碳室中进行等离子渗碳，将从机械加工生产线连续运进的被处理物分配给各处理室进行渗碳淬火回火处理的渗碳淬火回火方法和装置。

根据专利文献1中公开的方法和装置，能够不停止机械加工生产线的流动，配合机械加工生产线的供给速度进行渗碳处理。但是，例如在预热室中进行了预热的工件会以渗碳温度在预热室内保持直到中间室、渗碳室空出为止，在渗碳工序、之后的工序中处理时间发生了偏差的情况下，无法以预定的循环时间进行处理的可能性极大。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平10-53809号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，目的是提供在多个处理室中依次对工件进行处理的工件处理中，即使是任意处理室中的处理时间变动了的情况，也不会对其它处理室中的工件处理带来影响的工件的处理系统和处理方法。

为达成所述目的，本发明的工件的处理系统具备：工件处理已确定顺序的多个处理室；将规定的处理室中的处理完成了的工件输送到下一个处理室的输送装置；和至少对各处理室的处理之中规定的代表性处理的开始时刻进行控制的控制装置，所述控制装置，将进行最初处理的第一处理室的规定的代表性处理作为基准处理工序，将该基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，对每个处理室设定固有的处理所需时间，设定处理室之间的工件的输送需要的输送所需时间，以所述控制开始时刻为起点，对各处理室中的代表性处理的开始进行控制。

本发明的工件的处理系统，具备在多个处理室中依次进行工件处理的多个处理室、和对各处理室中工件处理的定时(timing、时机)进行控制的控制装置，以进行最初处理的处理室中的规定的代表性处理作为基准处理工序，以基准处理工序的开始时刻为起点，控制各处理室中的处理的定时。由此，即使是各处理室中处理时间发生了变动的情况，也能够以事先设定的定时进行各处理室中的工件处理。

对控制装置输入基准处理工序的开始时刻、每个处理室固有的处理所需时间、和处理室之间的工件输送需要的输送所需时间。

在此，处理室中的“代表性处理”被设定为处理室的开门、工件向处理室内的处理台的转移等的各处理室固有的处理。其中，在任一处理室中都将处理室的开门作为其代表性处理的情况下，易于进行所有处理室的控制管理。

在各处理室中实行固有的处理，并且为了处理而实行处理室内的各种控制。例如，真空热处理时的情况下，在处理室中装备真空泵和加热器等加热装置，分别以固有的定时通过真空泵实行使处理室内成为真空气氛的控制、通过加热装置的运行实行工件的加热控制。并且，除了这些处理室内的工件的处理以外，例如实行处理室的开门而将工件输送到处理室时的“开门”的开始时刻，基于在多个处理室之中进行最初处理的第一处理室中的规定的代表性处理(基准处理工序)的开始时刻而事先设定。

例如，按照处理顺序存在第一处理室、第二处理室、····第N处理室这N组处理室的情况下，通过将向控制装置内输入、储存的各处理室中的固有的处理所需时间、和各处理室之间的工件的输送需要的输送所需时间，与第一处理室中的基准处理工序(例如第一处理室的开门)的开始时刻相加，能够设定第二处理室的开门时刻、第三处理室的开门时刻等。

各处理室中的处理所需时间，可以通过经验法则、试运行来设定，各处理室之间的工件的输送需要的输送所需时间的设定也是同样的。

在此，作为所述处理所需时间，期望设定处理室中的处理需要的时间之中，将处理需要的时间的变动考虑在内的最长时间。

“将处理需要的时间的变动考虑在内的最长时间”，意味着通过经验法则、试运行，在对象处理室中推算的多个预计所需时间之中所选定的最长的所需时间、或是将处理室内的各处理工序中所预计的时间误差累计，将累计的时间误差与标准处理时间相加而得到的所需时间。

通过将预计的处理所需时间之中最长时间设定为处理室中的处理所需时间，即使是任意处理室中的处理时间发生了一些误差的情况，也不会对其它处理室的代表性处理的开始时刻带来影响，因此，各处理室中固有的控制能够以所设定的开始时刻进行，也解决了各处理室中的处理时间的误差相加而无法进行之后的处理室中的处理这样的问题。

另外，以最长时间设定了各处理室中的处理所需时间的情况下，当然也会产生预处理的处理室中的处理提前结束的情况，但在这样的情况下，下一个处理室的代表性处理的开始会按照当初设定的时刻进行，允许工件待机到该时刻为止。

另外，本发明的工件的处理系统的优选实施方式还具备报警装置，所述控制装置，在各处理室中的代表性处理的开始时刻判断可否实行该代表性处理，在所述控制装置判断为不能实行所述代表性处理时，将通过所述报警装置输出异常警报的指令从该控制装置发送到该警报装置。

在某一处理室的代表性处理的开始时刻，工件的接收方式不协调的状态下，即使处理室开门接收了工件，有时也无法在处理所需时间内实行工件处理。这样的情况下，工件的输送会赶不上下一个处理室的开门。

因此，控制装置监测在某一处理室的处理结束时刻工件是否完成该处理室中的处理、或在某一处理室的开门时刻工件是否在能够输送到该处理室的位置待机。

在此，作为通过控制装置进行监测的实施方式，可举出利用监控实行代表性处理的区域的监控器拍摄工件的存在，向控制装置发送拍摄图像，基于发送结果监测能否实行处理室中的代表性处理等。

在利用控制装置判断为不能实行代表性处理时，通过将由警报装置输出异常警报的指令从该控制装置发送到该警报装置，能够瞬间判断出异常的处理室，能够迅速进行该处理室的恢复工作。

另外，构成上述的处理系统的输送装置，除了处理室之间的工件输送以外，也可以进行处理室内的工件输送。

输送装置包括在各处理室之间移动的输送机器人、作为自推进式的输送室以将工件收纳于室内的状态输送等各种各样的装置。

再者，作为输送装置的形态，不单单仅是在处理室之间输送工件的形态，也可以是在处理室内，输送装置将工件运输到处理室内的各处的形态。

再者，各处理室中的工件的处理，包括各种热处理、表面处理、渗碳处理、氮化处理、喷丸处理等各种各样的处理。另外，工件也包括各种汽车零件、电器配件等各种各样的被处理物。另外，作为装置结构，包括一个处理工序成为多列的结构、输送装置并列多台的结构等各种各样的装置结构。

另外，本发明也涉及工件的处理方法，该处理方法是一边向按顺序确定了工件处理的多个处理室依次输送工件、一边对工件进行处理的工件的处理方法，包括以下步骤：第一步骤，将进行最初处理的第一处理室中的规定的代表性处理作为基准处理工序，将该基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，对每一个处理室设定固有的处理所需时间，设定处理室之间的工件输送需要的输送所需时间，以所述控制开始时刻为起点设定各处理室中的代表性处理的开始时刻；第二步骤，配合各处理室中所设定的代表性处理的所述开始时刻实行各处理室中的工件处理。

该处理方法中，作为所述处理所需时间，设定为处理室的处理需要的时间之中、将处理需要的时间的变动考虑在内的最长时间。

另外，优选在所述第二步骤中，在各处理室在不能实行代表性处理的情况下输出异常警报。

由以上的说明可知，根据本发明的工件的处理系统和处理方法，在多个处理室中依次进行工件处理时，将进行最初处理的处理室中的规定的代表性处理作为基准处理工序，以基准处理工序的开始时刻为起点设定各处理室中的代表性处理的开始时刻后，依次实行各处理室中的工件处理，由此即使是在任意处理室中处理时间发生了变动的情况，也能够以事先设定的开始时刻(定时)进行其它处理室中的工件处理。

附图说明

图1是对本发明的工件的处理系统进行说明的示意图。

图2是控制装置内的框图。

图3是对控制装置中的控制流程进行说明的流程图。

图4是表示一个处理室中的处理流程图的实施例的图。

图5是以(a)、(b)的顺序对实施例涉及的处理室中的处理流程进行说明的示意图。

图6是以(a)、(b)的顺序接着图5(a)、(b)对处理室中的处理流程的实施例进行说明的示意图。

图7是以(a)、(b)的顺序接着图6(a)、(b)对处理室中的处理流程的实施例进行说明的示意图。

图8是将各处理室的处理流程图罗列而对控制内容进行说明的图。

附图标记说明

10…处理室，10_-1…处理室(第一处理室)，10_-2、10_-N…处理室，1a、2a、Na…门，1b、2b、Nb…传感器，20…输送装置，30…控制装置，100…处理系统，W1、W2…工件

具体实施方式

以下，一般参照附图一边对本发明的工件的处理系统和处理方法的实施方式进行说明。再者，图示例的处理系统中具备在不能实行任一处理室中的处理时发出警报的警报装置，但也可以是不具备警报装置的处理系统。

(工件的处理系统和处理方法的实施方式)

图1是对本发明的工件的处理系统进行说明的示意图，图2是控制装置内的框图。图示的工件的处理系统100由以下装置大致构成：多个(N组)处理室10_-1、10_-2、····、10_-N；在各处理室之间输送工件的输送装置20；对各处理室10中的工件处理的定时进行控制的控制装置30；和在不能实行任一处理室10中的处理时发出警报的警报装置40。

在各处理室10中实行固有的处理，作为其一例，可举出各种热处理、表面处理、渗碳处理、氮化处理、喷丸处理等，根据对象工件的处理内容选择合适的处理。

处理室10_-1、10_-2、····、10_-N按顺序确定工件处理的顺序。

各处理室10_-1、10_-2、····、10_-N具备进行工件的进出的门1a、2a、····、Na，和检测输送装置20在门前定位的传感器1b、2b、···、Nb。另外，在处理室10内根据需要具备：进行工件交接的交接台、对工件进行加热的加热器、载置工件一边旋转一边供于加热器加热的旋转轴、将处理室内抽真空的真空泵等。

输送装置20自由地自推进，具有收纳工件的室结构，保持工件并从搬送装置20向处理室10内输送工件，并且具备将在处理室10中完成处理的工件接收、将工件收纳于输送装置20内收纳工件的叉板。再者，在处理室10中也根据需要具备将室内抽真空的真空泵。

对于各处理室10_-1、10_-2、····、10_-N，将工件收纳了的搬送装置20依次移动。首先，输送装置20移动到第一处理室10_-1的门1a前定位(X1方向)，在处理室10_-1内的处理准备完成了的阶段打开门1a，从输送装置20向处理室10_-1内交接工件。在处理室10_-1内对工件实行规定处理，处理后的工件被交接到输送装置20，输送装置20向下一个处理室10_-2移动(X2方向)。之后，反复实行同样的操作到最后的处理室10_-N(之后的输送装置20的移动为X3方向、···XN方向)。

最后的处理室10_-N中的工件处理结束后，输送装置20回到第一处理室10_-1(XN+1方向)，采用同样的方法进行下一个工件的处理的情况下，实行同样的重复处理。再者，输送装置20不仅以1台将工件从最初的处理室10_-1输送到最后的处理室10_-N，也可以是以多台输送装置分担处理室10进行输送。

如图1所示，输送装置20在处理室10_-1的门前进行定位时，由具备CCD相机等的传感器1b检测，该检测信息被发送到控制装置30。再者，作为具备传感器1b的替代，也可以是输送装置20与处理室10_-1对接时，该对接信息自动发送到控制装置30的方式。

在此，如图2所示，控制装置30具有下述结构：至少内置有将输入了数据的输入信息存储的存储部、将来自于传感器的发送信息输入的输入部、基于存储部和/或输入部所储存的信息实行各种运算的运算部、实行这些各个部的处理的CPU、RAM、ROM，且这些各个部由总线连接。

处理系统100，将进行最初处理的第一处理室10_-1中的规定的代表性处理作为基准处理工序，将基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，对每个处理室10设定固有的处理所需时间，设定处理室10之间的工件输送需要的输送所需时间，以控制开始时刻为起点设定各处理室10中的代表性处理的开始时刻。并且，控制各处理室10中的工件的处理，使得在所设定的各处理室10中的代表性处理的开始时刻实行该代表性处理。

在控制装置30的存储部中输入、存储了基准处理工序的开始时刻、每个处理室10固有的处理所需时间、处理室10之间的工件输送需要的输送所需时间。

在此，在处理所需时间的设定上，设定为处理室中的处理需要的时间之中、将处理需要的时间的变动考虑在内的最长时间。具体而言，是根据经验法则、试运行，在作为对象的处理室10中推算的多个预计处理时间之中选定的最长所需时间、或是将处理室10内的各处理工序中预计的时间误差累计，将累计的时间误差与标准处理时间相加而得到的所需时间。

在运算部，基于存储部中的储存数据，运算以控制开始时刻为起点的各处理室10中的代表性处理的开始时刻，基于运算的各开始时刻来控制各处理室10的处理。

在此，在某个处理室10的代表性处理的开始时刻，工件的接收方式不协调的情况下，即使处理室10开门接收了工件，也预计无法在处理所需时间内实行工件处理。这样的情况下，工件的输送会赶不上下一个处理室的开门。

因此，控制装置30的运算部，在某一处理室10的开门时刻，确认输送装置20的待机信息是否输入到输入部。或者，在某一处理室10的处理结束时刻，确认工件是否完成了该处理室10中的处理。

并且，检测到输送装置20赶不上处理室10的开门时刻的情况、检测到在某一处理室10的处理结束时刻工件没有完成该处理室10中的处理的情况下，通过运算部向警报装置40发送输出异常警报的指令信号，由警报装置40发出异常警报。

参照图3所示的控制流程图对以上说明的控制装置中的控制内容进行说明。

通过控制装置30进行控制开始时刻的设定、每个处理室10的处理所需时间的设定、处理室之间的工件的输送所需时间的设定，并通过控制装置30实行基于这些信息的各处理室的代表性处理的开始时刻的设定(运算)(步骤S1，即工件的处理方法的第一步骤)。

在此，适当进行各处理室10的代表性处理的选定，例如，通过各处理室10都将开门设定为代表性处理，易于控制、管理各处理室10内的处理的开始、处理时间。

接着，实行第一处理室10_-1中的工件处理(步骤S2)。

在第一处理室10_-1中的处理之后，通过控制装置30的运算部实行能否进行第二处理室10_-2中的工件处理的判断(步骤S3)，在判断为能够进行处理的情况下实行第二处理室10_-2中的代表性处理即开门，从输送装置20向第二处理室10_-2输送工件并实行第二处理室10_-2中的工件处理(步骤S4)。另一方面，在判断为不能进行处理的情况下向警报装置40发送异常警报的指令信号，发出内容为异常的警报(步骤S5)。

在发出异常警报时，暂时停止工件的处理，操作员确认作为异常对象的处理室10中的异常原因，谋求其恢复。

在第二处理室10_-2中的处理之后，通过控制装置30的运算部实行能否进行第三处理室10_-3中的工件处理的判断(步骤S6)，在判断为能够进行处理的情况下实行第三处理室10_-3中的代表性处理即开门，从输送装置20向第三处理室10_-3输送工件并实行第三处理室10_-3中的工件处理(步骤S7)。另一方面，在判断为不能进行处理的情况下向警报装置40发送异常警报的指令信号，发出内容为异常的警报(步骤S8)。

之后，实行同样的操作直到第N处理室10_-N，完成直到第N处理室10_-N为止的工件处理(步骤S9)，由此整个处理工序结束。再者，步骤S2～步骤S9为工件的处理方法的第二步骤。

像这样，将进行最初处理的第一处理室10_-1中的规定的代表性处理作为基准处理工序，将基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，基于该控制开始时刻设定每个处理室10的代表性处理的开始时刻，以所设定的代表性处理的开始时刻为基准实行各处理室10中的工件处理，因此即使是各处理室10内的处理时间发生了变动的情况，也不会对之后的处理室10中的处理带来影响。特别是通过作为各处理室10中的处理所述时间设定为预计的最长时间，能够以精度更好地事先设定的开始时刻实行各处理室10中的代表性处理的开始。

(实施例)

接着，参照图4～8，对本发明的处理方法的具体实施例进行说明。在此，图4是表示一个处理室中的处理流程图的实施例的图，图5～7是依次对处理室中的处理流程的实施例进行说明的示意图，图8是将各处理室的处理流程图罗列而对控制内容进行说明的图。

如图4所示，输送装置20向处理室10移动，对接后，实行输送装置20内的抽真空。

具体而言，如图5a所示，搬送装置20呈室结构，叉板21将工件W2保持。

另一方面，在处理室10内装备有工件的交接台11、在将工件保持并旋转的状态下进行热处理的旋转轴12、和对工件进行加热的加热线圈13，利用未图示的真空泵使处理室10内成为真空气氛。

在真空气氛的处理室10内，通过已经收纳于处理室10内并旋转的(Y1方向)旋转轴12而使工件W1旋转，通过加热线圈13实行热处理。对于该处理室10，收纳了下一个要进行处理的工件W2的输送装置20对接，成为待机状态。

处理室10中的工件W1的热处理完成后，如图5b所示旋转轴12降下(Y2方向)，将工件W2交接到交接台11。

输送装置20内的抽真空完成后，如图6a所示打开处理室10的门1a。该门1a的开门被设定为在处理室10中成为处理时间的基准的代表性处理。

如图6b所示，输送装置20的叉板21经由处理室10的门1a而延伸到处理室10内(Y3方向)，进行下一个要进行处理的工件W2的放入，被放入的工件W2交接到交接台11。

接着，如图7a所示，交接台11旋转(Y4方向)，完成处理的工件W1交接到叉板21，叉板21后退到输送装置20内(Y5方向)，门1a关闭。

在处理室10内，新交接的工件W2被旋转轴12保持，旋转轴12上升(Y6方向)，一边旋转(Y1方向)一边通过加热线圈13实行热处理。

工件W2的热处理完成后，旋转轴12降下，重复图5b～图7b的操作，将工件W2收纳于输送装置20，输送装置20向下一个处理室10移动。

图5～图7所示的处理室10和输送装置20的一系列动作为一例，在其它处理室10中，实行同样的处理或不同的处理，重复进行而加工为最终产品。

如图8所示，将第一处理室10_-1的代表性处理即处理室的开门作为整个处理流程的控制开始时刻，在第二处理室10_-2、···第N处理室10_-N中都将处理室的开门作为各自的代表性处理，以控制开始时刻为起点设定各处理室的开门时刻，由此能够遵守当初设定的各处理室的处理开始时刻。

以上，利用附图对本发明的实施方式进行了详细描述，但具体的结构并不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，其也包含在本发明中。例如，不仅是向各处理室依次输送工件的情况，并列设置多个花费时间的热处理工序的处理室，同时进行相同的处理这样的情况也包括在本发明中。

Claims (2)

1.一种工件的处理系统，具备：

工件处理顺序已确定了的多个处理室；

将在规定的处理室中的处理完成了的工件向下一个处理室移送的移送装置；

至少对各处理室的处理之中规定的代表性处理的开始时刻进行控制的控制装置；和

警报装置，

所述控制装置，将进行最初处理的第一处理室中规定的代表性处理作为基准处理工序，将该基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，对每个处理室设定固有的处理所需时间，设定处理室之间的工件移送所需的移送所需时间，以所述控制开始时刻为起点，对各处理室中的代表性处理的开始进行控制，并且，

对于在各处理室的代表性处理的开始时刻能否实行该代表性处理进行监测，

在通过所述控制装置判断为不能实行所述代表性处理时，将由所述警报装置输出异常警报的指令从该控制装置向该警报装置发送，

作为对每个处理室所设定的固有的处理所需时间，设定为该处理室的处理所需的时间之中、将处理所需的时间的变动考虑在内的最长时间。

2.一种工件的处理方法，是一边向工件处理顺序已确定了的多个处理室依次移送工件、一边对工件进行处理的工件的处理方法，包括以下步骤：

第一步骤，将进行最初处理的第一处理室中规定的代表性处理作为基准处理工序，将该基准处理工序的开始时刻设定为控制开始时刻，对每个处理室设定固有的处理所需时间，设定处理室之间的工件移送所需的移送所需时间，以所述控制开始时刻为起点设定各处理室中的代表性处理的开始时刻；

第二步骤，配合各处理室中所设定的代表性处理的所述开始时刻，实行各处理室的工件处理，

在所述第二步骤中，在各处理室中不能实行代表性处理的情况下输出异常警报，

作为对每个处理室所设定的固有的处理所需时间，设定为该处理室的处理所需的时间之中、将处理需要的时间的变动考虑在内的最长时间。

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