DE102021129007A1

DE102021129007A1 - Zellensteuereinheit

Info

Publication number: DE102021129007A1
Application number: DE102021129007.4A
Authority: DE
Inventors: Masato Ryoki; Koji Eba; Akihito KATAOKA; Takatoshi Asai
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-05-12
Also published as: JP2022077910A; US20220147027A1; JP7518736B2; CN114488964A

Abstract

Es wird eine Zellensteuereinheit (10) zum Steuern eines Betriebs einer Bearbeitungszelle 100, die zwei oder mehr Maschinen (130_2, 130_3) und einen oder mehrere Roboter (130_1) als Arbeitsbetriebsmittel (130) enthält, geschaffen, wobei die Zellensteuereinheit (10) konfiguriert ist, den Betrieb der Bearbeitungszelle (100) basierend auf einem Produktionsprogramm, in dem ein oder mehrere Prozessen aufgezeichnet sind, die zu der Zeit der Produktion nur eines Artikels eines entsprechenden Gegenstands in der Bearbeitungszelle (100) auszuführen sind, unter Produktionsprogrammen, die vorbereitet sind und einem oder mehreren Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle (100) produziert werden, entsprechen, zu steuern.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-188984 , eingereicht am 12. November 2020, die hier einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung offenbart eine Zellensteuereinheit, die einen Betrieb einer Bearbeitungszelle, die zwei oder mehr Maschinen und eine oder mehrere Transporteinrichtungen wie z. B. Roboter enthält, steuert.
HINTERGRUND
Im Stand der Technik war eine Bearbeitungszelle bekannt, die zwei oder mehr Maschinen und einen oder mehrere Roboter als Arbeitsbetriebsmittel enthält. Mehrere Werkstücke können unter Verwendung einer solchen Bearbeitungszelle parallel produziert werden. Die Bearbeitungszelle wird durch eine Zellensteuereinheit gesteuert. Die Zellensteuereinheit gibt zu den mehreren Arbeitsbetriebsmitteln, aus denen die Bearbeitungszelle besteht, einen Befehl gemäß einem Gegenstand eines zu produzierenden Artikels aus.
Hier enthält die Zellensteuereinheit des Standes der Technik häufig eine handelsübliche Allzweck-PLC. In diesem Fall ist ein PLC-Programm entwickelt worden, das die Anforderungsspezifikationen einer Bearbeitungszelle einer Fertigungsanlage unter Verwendung einer Programmiersprache der PLC erfüllt, um einen gewünschten Produktionsprozess zu realisieren. Beispielsweise weist die Zellensteuereinheit aus dem Stand der Technik jedes Arbeitsbetriebsmittel an, ein Programm für das Arbeitsbetriebsmittel (beispielsweise ein NC-Programm in dem Fall einer Maschine) gemäß einem Fortschritt der Bearbeitung auszuführen. In der Zellensteuereinheit aus dem Stand der Technik ist es notwendig, ein PLC-Programm wie z. B. ein Leiterprogramm, in dem ein Verhalten der Zellensteuereinheit beschrieben ist, zu erzeugen. Eine Ausgabezeit irgendeines Programms zu irgendeinem Betriebsmittel wird basierend auf Informationen wie z. B. einem Typ eines zu bearbeitenden Gegenstands, einem Typ eines zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittels und einer Position eines Werkstücks in der Mitte der Bearbeitung bestimmt.
Eine durch die Zellensteuereinheit (letztendlich die PLC) auszuführende Funktion ist in dem PLC-Programm jedoch als eine Operationssequenz aus einer Kombination aller Eingangssignale beschrieben. Deshalb ist es schwierig für einen Ausrüstungsmanager oder einen Betreiber der Bearbeitungszelle, das PLC-Programm selbst zu erzeugen oder zu modifizieren, und normalerweise wird das PLC-Programm durch einen Systemintegrator, der Expertenwissen besitzt, erzeugt und modifiziert.
Deshalb gibt es in dem Fall, in dem die Zellensteuereinheit die PLC verwendet, ein Problem, dass die Betriebskosten hoch sind, weil Fremdvergabe an einen Systemintegrator erforderlich ist. Ferner ist ein Problem vorhanden, dass es Zeit benötigt, den Produktionsprozess zu ändern, weil die Fremdvergabe an den Systemintegrator jedes Mal erforderlich ist, wenn der Produktionsprozess geändert wird. Insbesondere ist in letzter Zeit der Bedarf für eine Produktion mit hoher Mischung und geringem Volumen hoch gewesen, und der Produktionsprozess ist häufig geändert worden. Es war ein großes Problem vorhanden, dass Fremdvergabe erforderlich ist und dass es auf diese Weise für jede Änderung des Produktionsprozesses, die häufig auftritt, lang dauert.
JP H06-277990 A offenbart eine Zellensteuereinheit, die automatisch einen Produktionsplan erzeugt, wenn ein Artikel unter Verwendung einer Bearbeitungszelle produziert wird. Eine spezifische Prozedur zum Erzeugen des Produktionsplans ist jedoch in JP H06-277990 A nicht spezifiziert. Insbesondere ist es gemäß JP H06-277990 A unklar, wie Konkurrenz um Arbeitsbetriebsmittel zwischen Werkstücken zur Zeit der parallelen Produktion mehrerer Werkstücke zu eliminieren ist.
Zusätzlich offenbart JP 2004-185228 A ein System, das es ermöglicht, dass jedes Arbeitsbetriebsmittel ein Operationsprogramm zum Ausführen einer oder mehrerer Arbeitseinheiten im Voraus speichert und, falls erforderlich, ermöglicht, dass eine Zellensteuereinheit zu jedem der Arbeitsbetriebsmittel einen Produktionsbefehl, der eine Gruppe von Arbeitseinheiten, denen eine Ausführungssequenz zugewiesen ist, enthält, ausgibt. In diesem Fall führt, wenn der Produktionsbefehl aus der Zellensteuereinheit ausgegeben wird, das Arbeitsbetriebsmittel das Operationsprogramm in der durch den Produktionsbefehl angewiesenen Reihenfolge aus, um eine Arbeit auszuführen. Gemäß der Technik von JP 2004-185228 A ist es jedoch notwendig, ein spezielles Programm auf dem Arbeitsbetriebsmittel zu speichern, was mühsam ist. Ferner ist es gemäß JP 2004-185228 A ebenfalls unklar, wie Konkurrenz um Arbeitsbetriebsmittel zwischen Werkstücken zur Zeit der parallelen Produktion mehrerer Werkstücke zu eliminieren ist.
Deshalb offenbart die vorliegende Offenbarung eine Zellensteuereinheit, in der ein Produktionsprogramm, das Konkurrenz um Arbeitsbetriebsmittel zwischen mehreren Werkstücken vermeidet, selbst durch einen Betreiber, der mit genauen Steuerspezifikationen einer Bearbeitungszelle und einer PLC-Sprache nicht vertraut ist, leicht erzeugt und editiert werden kann, und das dadurch fähig ist, die Produktionseffizienz eines Artikels weiter zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung schafft eine Zellensteuereinheit zum Steuern einer Operation einer Bearbeitungszelle, die zwei oder mehr Maschinen und einen oder mehrere Roboter als Arbeitsbetriebsmittel enthält, wobei die Zellensteuereinheit konfiguriert ist, die Operation der Bearbeitungszelle basierend auf einem Produktionsprogramm, in dem ein oder mehrere Prozessen aufgezeichnet sind, die zu der Zeit der Produktion nur eines Artikels eines entsprechenden Gegenstands in der Bearbeitungszelle auszuführen sind, unter Produktionsprogrammen, die vorbereitet sind und einem oder mehreren Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle produziert werden, entsprechen, zu steuern.
In diesem Fall kann die Zellensteuereinheit enthalten: eine oder mehrere Produktionsmanagementeinheiten, die so vorgesehen sind, dass sie der einen oder den mehreren Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle produziert werden, entsprechen, und konfiguriert sind, das Laden eines neuen Werkstücks in die Bearbeitungszelle zu befehlen, um einen Artikel eines entsprechenden Gegenstands zu produzieren; mehrere Sequenzausführungseinheiten, die konfiguriert sind, den einen oder die mehreren Prozesse, die in dem Produktionsprogramm aufgezeichnet sind, sequenziell auszuführen, wenn sie den Befehl zum Laden erhalten; und mehrere Betriebsmittelentscheidungseinheiten, die so vorgesehen sind, dass sie den mehreren Arbeitsbetriebsmitteln entsprechen, wobei die Sequenzausführungseinheit die Betriebsmittelentscheidungseinheit als ein Arbeitsbetriebsmittel, das der Betriebsmittelentscheidungseinheit zugeordnet ist, betrachten kann und einen Befehl für das Arbeitsbetriebsmittel zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit senden kann, und die Betriebsmittelentscheidungseinheit über die Zeit entscheiden kann, zu der jede der mehreren Sequenzausführungseinheiten das Arbeitsbetriebsmittel, das der Betriebsmittelentscheidungseinheit zugeordnet ist, nutzt.
Bevor die Ausführung eines derzeitigen Prozesses fertiggestellt ist, kann die Sequenzausführungseinheit eine Nutzungsanforderung für ein Arbeitsbetriebsmittel, das in einem nächsten Prozess neu erforderlich ist, zu der dem Arbeitsbetriebsmittel zugeordneten Betriebsmittelentscheidungseinheit ausgeben.
Der Roboter kann einen oder mehrere Montageabschnitte enthalten, auf die Hände montiert sind, die Sequenzausführungseinheit kann einen Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks, der einem derzeitigen Prozess entspricht, spezifizieren, wenn ein neuer Roboter in einem nächsten Prozess erforderlich ist, und eine Nutzungsanforderung für den Roboter bezüglich des nächsten Prozesses ausgeben, nachdem eine weitere Sequenzausführungseinheit zum Ausführung eines Produktionsprozesses eines vorhergehenden Werkstücks startet, um den Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks auszuführen, oder eine Nutzungsanforderung für einen Roboter bezüglich des Durchlaufbestimmungsprozesses des vorhergehenden Werkstücks ausgibt, und wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, ein Montageabschnitt ist, der in einem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel zur erneuten Nutzung des Roboters verwendet wird, kann der Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel sein und kann der nächste Prozess sein, wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, von dem Montageabschnitt, der in dem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel verwendet wird, verschieden ist, oder wenn der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel nicht existiert.
Die Zellensteuereinheit kann ferner eine Verbundtabellenspeichereinheit enthalten, die konfiguriert ist, eine Verbundtabelle zu speichern, in der zwei oder mehr Prozesse, die parallel ausführbar sind, aus mehreren Prozessen, die das Produktionsprogramm bilden, und ein Verbundbefehl, der ermöglicht, dass das Arbeitsbetriebsmittel die zwei oder mehr Prozesse parallel ausgeführt, aufgezeichnet sind, wobei die Betriebsmittelentscheidungseinheit, wenn sie Ausführungsbefehle für die zwei oder mehr Prozesse, die parallel ausführbar sind, von jeder der zwei oder mehr Sequenzausführungseinheiten, die voneinander verschieden sind, empfängt, die Ausführungsbefehle für die zwei oder mehr Prozesse basierend auf der Verbundtabelle in den Verbundbefehl umsetzen und den Verbundbefehl zu dem Arbeitsbetriebsmittel ausgeben kann.
Die Zellensteuereinheit kann die zwei oder mehr Produktionsmanagementeinheiten, die unabhängig voneinander arbeiten, enthalten, und die Zellensteuereinheit kann ermöglichen, dass die Bearbeitungszelle Artikel der zwei oder mehr Gegenstände parallel produziert.
Die Zellensteuereinheit kann ferner eine Wiederholungsbestimmungseinheit enthalten, die konfiguriert ist, das Vorhandensein oder Fehlen einer Anomalie bezüglich der Ausführung des Prozesses zu überwachen und dann, wenn die Anomalie detektiert wird, zu einem Beginn des Prozesses, in dem die Anomalie detektiert wird, oder zu einem Wiederholungpunkt, der vor dem Beginn des Prozesses eingestellt ist, zurückzukehren, um einen Wiederholungsbefehl zum erneuten Ausführen eines oder mehrerer Prozesse, die den Prozess enthalten, zu der Sequenzausführungseinheit auszugeben.
In diesem Fall kann, wenn ein Alternativprozess für den Prozess, der durch den Wiederholungsbefehl als erneut auszuführen festgelegt ist, definiert ist, die Sequenzausführungseinheit den alternativen Prozess ausführen.
Die Wiederholungsbestimmungseinheit kann bestimmen, dass die Anomalie auftritt, entweder wenn eine verstrichene Zeit ab einem Start der Ausführung des Prozesses eine vordefinierte zulässige Ausführungszeit übersteigt, oder wenn während der Ausführung des Prozesses ein Fehler aus dem Arbeitsbetriebsmittel ausgegeben wird.
Die Zellensteuereinheit kann eine Werkstücküberspringausführungseinheit zum Ausführen eines Werkstücküberspringprozesses zum Verwerfen eines aktuellen Werkstücks konfiguriert ist, enthalten, wenn eine Anzahl aufeinanderfolgender Ausgaben des Wiederholungsbefehls für den einen Prozess aus der Wiederholungsbestimmungseinheit zu der einen Sequenzausführungseinheit eine vordefinierte zulässige Anzahl übersteigt.
Gemäß der Zellensteuereinheit der vorliegenden Offenbarung kann ein Betreiber das Produktionsprogramm, in dem ein oder mehrere Prozesse, die zur Zeit des Produzierens nur eines Artikels des entsprechenden Gegenstands in der Bearbeitungszelle auszuführen sind, aufgezeichnet sind, erzeugen. Ein solches Produktionsprogramm kann nur mit dem Wissen des Betreibers erzeugt werden. Als ein Ergebnis ist es nicht notwendig, einen Experten von außen zu bitten, das Programm zu erzeugen. Als ein Ergebnis kann die Zeit, die zum Erzeugen und Editieren des Produktionsprogramms erforderlich ist, reduziert sein, so dass die Produktionseffizienz des Artikels weiter verbessert sein kann. Zusätzlich ist es, wenn die Zellensteuereinheit die Betriebsmittelentscheidungseinheit enthält, möglich, Konkurrenz um die Arbeitsbetriebsmittel zwischen den Werkstücken zu vermeiden, selbst wenn der Betreiber kein kompliziertes Produktionsprogramm erzeugt.
Figurenliste
Ausführungsform(en) der vorliegenden Offenbarung werden basierend auf den folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:

1 ein Diagramm, das eine Zellensteuereinheit und eine Bearbeitungszelle, die durch die Zellensteuereinheit zu steuern ist, zeigt;
2 ein Funktionsblockdiagramm der Zellensteuereinheit;
3 ein Diagramm, in dem Hauptkomponenten in 2 extrahiert sind;
4 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms zum Produzieren eines Artikels eines ersten Gegenstands zeigt;
5 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms zum Produzieren eines Artikels eines zweiten Gegenstands zeigt;
6 einen Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf einer ersten Produktionsmanagementeinheit zeigt;
7 einen Ablaufplan, der eine erste Hälfte eines Verarbeitungsablaufs einer Sequenzausführungseinheit zeigt;
8 einen Ablaufplan, der eine letztere Hälfte des Verarbeitungsablaufs der Sequenzausführungseinheit zeigt;
9 einen Ablaufplan, der einen Ablauf der Verarbeitung für Roboter in den 7 und 8 zeigt;
10 ein Diagramm, das einen Zählwert eines Durchlaufbestimmungsprozesses des vorhergehenden Werkstücks zeigt;
11 einen Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf der Betriebsmittelentscheidungseinheit zeigt;
12 einen Ablaufplan, der einen Ablauf der Auswahlverarbeitung in 11 zeigt;
13 einen Ablaufplan, der eine erste Hälfte eines Verarbeitungsablaufs einer Sequenzausführungseinheit in einem weiteren spezifischen Beispiel zeigt;
14 einen Ablaufplan, der eine letztere Hälfte des Verarbeitungsablaufs der Sequenzausführungseinheit in einem weiteren spezifischen Beispiel zeigt;
15 einen Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf für Roboter in den 13 und 14 zeigt;
16 ein Funktionsblockdiagramm einer Zellensteuereinheit eines weiteren Beispiels;
17 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Verbundtabelle zeigt;
18 einen Ablaufplan, der eine erste Hälfte eines Verarbeitungsablaufs einer Betriebsmittelentscheidungseinheit, die eine Verbundoperationsbestimmungseinheit enthält, zeigt;
19 einen Ablaufplan, der eine letztere Hälfte des Verarbeitungsablaufs der Betriebsmittelentscheidungseinheit, die die Verbundoperationsbestimmungseinheit enthält, zeigt;
20 ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis der Zellensteuereinheit zeigt;
21 ein Diagramm, das ein weiteres Simulationsergebnis der Zellensteuereinheit zeigt;
22 ein Diagramm, das noch ein weiteres Simulationsergebnis der Zellensteuereinheit zeigt;
23 ein Diagramm, das eine Teilkonfiguration einer Zellensteuereinheit eines weiteren spezifischen Beispiels zeigt;
24 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms mit hinzugefügtem Wiederholungspunkt zeigt;
25 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms, in dem ein Alternativprozess hinzugefügt ist, zeigt; und
26 ein Diagramm, das eine Teilkonfiguration einer Zellensteuereinheit eines weiteren spezifischen Beispiels zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Konfiguration einer Zellensteuereinheit 10 wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das die Zellensteuereinheit 10 und eine Bearbeitungszelle 100, die durch die Zellensteuereinheit zu steuern ist, zeigt. Ferner ist 2 ein Funktionsblockdiagramm der Zellensteuereinheit 10, und 3 ist ein Diagramm, in dem Hauptkomponenten in 2 extrahiert sind.
Zuerst wird die Bearbeitungszelle 100, die zu steuern ist, beschrieben. Die Bearbeitungszelle 100 enthält zwei oder mehr Maschinen 102 und 104 und führt verschiedene Typen von Bearbeitung auf einem Werkstück aus. Die Bearbeitungszelle 100 des vorliegenden Beispiels enthält zwei Metallbearbeitungsmaschinen, die eine Bearbeitung an einem Metallmaterial ausführen. Die erste Maschine 102 ist eine Schneidemaschine, die ein Schneiden an einem Metallwerkstück ausführt; insbesondere eine Drehmaschine. Die erste Maschine 102 enthält eine Hauptspindel 106 und eine Unterspindel 108 und kann das Zuführen eines Werkstücks von der Hauptspindel 106 zu der Unterspindel 108 automatisch ausführen. Deshalb können beispielsweise eine Vorderseite und eine Rückseite eines Werkstücks unter Verwendung der Hauptspindel 106 bzw. der Unterspindel 108 kontinuierlich und automatisch bearbeitet werden. Die zweite Maschine 104 weist die gleiche Konfiguration wie die erste Maschine 102 auf und enthält eine Hauptspindel 106 und eine Unterspindel 108. Eine Klemmbacke ist an einem Spannfutter jeder der Maschinen 102 und 104 angebracht, um das Werkstück zu halten, jedoch muss die Klemmbacke gemäß der Form des Werkstücks geändert werden. Deshalb ist die Bearbeitungszelle 100 mit einem Klemmbackenlager 114 ausgestattet, das konfiguriert ist, mehrere Typen von Klemmbacken zu lagern.
Hier können die erste Maschine 102 und die zweite Maschine 104 parallel oder seriell verwendet werden. Dementsprechend kann es der Fall sein, dass das Werkstück, das durch die erste Maschine 102 bearbeitet wird, nicht in die zweite Maschine 104 geladen wird, und es kann der Fall sein, dass das Werkstück, das durch die zweite Maschine 104 bearbeitet wird, nicht in die erste Maschine 102 geladen wird. Beispielsweise kann ein Werkstück für einen ersten Gegenstand durch die erste Maschine 102 bearbeitet werden, und ein Werkstück für einen zweiten Gegenstand kann durch die zweite Maschine 104 bearbeitet werden. Ferner kann, als eine weitere Betriebsart, das Werkstück, das durch die erste Maschine 102 bearbeitet wird, in die zweite Maschine 104 geladen werden kann und einer zusätzlichen Bearbeitung unterzogen werden kann. Beispielsweise kann das Werkstück für den ersten Gegenstand durch die erste Maschine 102 einer groben Bearbeitung unterzogen werden und kann durch die zweite Maschine 104 einer Fertigbearbeitung unterzogen werden.
Die Bearbeitungszelle 100 ist außerdem mit einem Roboter 110 ausgestattet. Der Roboter 110 ist beispielsweise dafür vorgesehen, das Werkstück oder die Klemmbacke der Maschine zu befördern. Der Roboter 110 in dem gezeigten Beispiel ist ein serieller Gelenkmanipulator, in dem mehrere Verbindungen über Gelenke gekoppelt sind. Die Hände 111a und 111b sind austauschbar an einer Spitze des Roboters 110 angebracht, um das Werkstück zu halten. In dem Beispiel von 1 ist der Roboter 110 ein Roboter vom Zweihandtyp, in dem die beiden Händen 111a und 111b gleichzeitig montiert sein können. In der folgenden Beschreibung sind die beiden Hände 111a und 111b lediglich als „Hand 111“ ohne den Index bezeichnet, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden. In dem vorliegenden Beispiel ist der Roboter 110 vom Zweihandtyp verwendet, jedoch kann der Roboter 110 ein Roboter vom Einhandtyp sein, in dem nur eine Hand 111 montiert sein kann.
Der Typ der Hand 111 wird gemäß der Form des zu haltenden Artikels ausgewählt. Beispielsweise können unterschiedliche Typen von Händen verwendet werden, abhängig davon, ob das Werkstück vor der Bearbeitung gehalten wird oder das Werkstück nach der Bearbeitung gehalten wird. In diesem Fall wird in dem Roboter 110 vom Einhandtyp die Hand 111, die zu montieren ist, ersetzt, wenn das Werkstück nach dem Bearbeiten transportiert wird, nachdem das Werkstück vor dem Bearbeiten transportiert worden ist. In dem in 1 gezeigten Roboter 110 vom Zweihandtyp ist ein Roboter 110 mit der Hand 111a für das Werkstück vor dem Bearbeiten und der Hand 111b für das Werkstück nach dem Bearbeiten montiert. In diesem Fall kann der Roboter 110 das Werkstück vor dem Bearbeiten und das Werkstück nach dem Bearbeiten gleichzeitig halten, kann jedoch nicht zwei Werkstücke vor dem Bearbeiten oder zwei Werkstücke nach dem Bearbeiten gleichzeitig halten. Die Hand 111, die an den Roboter 110 montiert ist, wird in einem Handlager 112 aufbewahrt.
Die Bearbeitungszelle 100 ist ferner mit einer Werkstückreinigungseinheit 116 und einer Werkstückmessvorrichtung 118 ausgestattet. Die Werkstückreinigungseinheit 116 ist eine Vorrichtung zum Reinigen des Werkstücks nach dem Bearbeiten und ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Ausstoßen eines Reinigungsmediums wie z. B. Luft oder einer Reinigungsflüssigkeit. Zwei Werkstücke können gleichzeitig in die Werkstückreinigungseinheit 116 geladen werden. Die Werkstückmessvorrichtung 118 misst die Form des Werkstücks vor dem Bearbeiten oder nach dem Bearbeiten und enthält beispielsweise ein Lasermessinstrument. Das Lasermessinstrument enthält keinen Mechanismus zum Platzieren oder Halten des Werkstücks, und das Werkstück wird durch die Werkstückmessvorrichtung 118 in einem Zustand, in dem es in dem Roboter 110 gehalten wird, gemessen.
In der Bearbeitungszelle 100 sind ferner eine Einbringpalette 122, eine Herausnahmepalette 124 und ein provisorischer Ablagetisch 120 als Warteplätze für Werkstücke vorbereitet. Die Einbringpalette 122 ist ein Warteplatz für unbearbeitete Werkstücke, und die Herausnahmepalette 124 ist ein Warteplatz für Werkstücke, die produziert worden sind und für die geplant wird, dass sie herausgenommen werden. Der provisorische Ablagetisch 120 ist ein Platz, an dem Werkstücke in der Mitte eines Produktionsprozesses vorübergehend warten. Zwei Werkstücke können gleichzeitig in den provisorischen Ablagetisch 120 geladen werden.
Die Zellensteuereinheit 10 steuert die Operation einer solchen Bearbeitungszelle 100. Insbesondere gibt die Zellensteuereinheit 10 einen Befehl für die Einrichtungen (beispielsweise die Maschine oder den Roboter 110 und die Werkstückmessvorrichtung 118), die die Bearbeitungszelle bilden, um nur die erforderte Anzahl von Artikeln eines notwendigen Gegenstands zu produzieren. In der folgenden Beschreibung gibt ein „Arbeitsbetriebsmittel 130“ die Komponente, die einen Befehl von der Zellensteuereinheit 10 empfängt, unter den Komponenten der Bearbeitungszelle 100 an. In dem Beispiel von 1 ist angenommen, dass unter den mehreren Komponenten die erste Maschine 102, die zweite Maschine 104 und der Roboter 110 jeweils als das Arbeitsbetriebsmittel 130 funktionieren.
Die Zellensteuereinheit 10 ist ein Computer, der physikalisch einen Prozessor 12, einen Speicher 14, eine Kommunikationsschnittstelle (nachstehend als „Kommunikations-I/F 16“ bezeichnet), eine Eingabevorrichtung 18 und eine Ausgabevorrichtung 20 enthält. Der „Computer“ enthält außerdem eine Mikrosteuereinheit, in der Computersysteme in eine integrierte Schaltung integriert sind. Zusätzlich enthält der Prozessor 12 einen Allzweckprozessor (beispielsweise eine CPU: zentrale Verarbeitungseinheit) oder einen dedizierten Prozessor (beispielsweise eine GPU: Grafikverarbeitungseinheit, eine ASIC: anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ein FPGA: im Feld programmierbares Gatter-Array, oder eine programmierbare Logikvorrichtung), der einen Prozessor in einem weiteren Sinn angibt. Eine Operation des Prozessors 12, die nachstehend zu beschreiben ist, kann nicht nur durch einen Prozessor 12 ausgeführt werden, sondern auch durch Zusammenwirken mehrerer Prozessoren 12, die an voneinander physikalisch entfernten Positionen existieren. Ähnlich kann der Speicher 14 physikalisch nicht nur einen Speicher enthalten, sondern auch mehrere Speicher 14, die an voneinander physikalisch entfernten Positionen existieren. Ferner kann der Speicher 14 wenigstens eines aus einem Halbleiterspeicher (beispielsweise einem RAM, einem ROM oder einem Festkörperlaufwerk) und einer Magnetplatte (beispielsweise einem Festplattenlaufwerk) enthalten.
Die Kommunikations-I/F 16 tauscht Daten mit einer externen Vorrichtung (beispielsweise einer Steuereinheit (nicht gezeigt) des Roboters 110 oder der Maschine oder einem weiteren Computer) der Zellensteuereinheit 10 aus. Die Kommunikations-I/F 16 kann mit der externen Vorrichtung auf drahtlose oder drahtgebundene Weise kommunizieren. Die Eingabevorrichtung 18 empfängt eine Operationsanweisung von einem Bediener und enthält beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, eine berührungssensitive Tafel und ein Mikrofon. Die Ausgabevorrichtung 20 präsentiert Informationen für den Bediener und enthält beispielsweise einen Monitor, einen Lautsprecher und einen Drucker.
Eine solche Zellensteuereinheit 10 weist eine funktionale Konfiguration wie in 2 gezeigt auf. Vor der Beschreibung einer funktionalen Konfiguration der Zellensteuereinheit 10 wird die Zellensteuereinheit 10 kurz beschrieben.
Die Zellensteuereinheit 10 aus dem Stand der Technik enthält in vielen Fällen eine handelsübliche PLC. In diesem Fall ist, um einen gewünschten Produktionsprozess zu realisieren, ein PLC-Programm gemäß Anforderungsspezifikationen der Bearbeitungszelle 100 einer Fertigungsanlage unter Verwendung einer Programmiersprache der PLC entwickelt worden. Beispielsweise weist die Zellensteuereinheit 10 aus dem Stand der Technik jedes Arbeitsbetriebsmittel 130 an, ein Programm für das Arbeitsbetriebsmittel 130 (beispielsweise ein NC-Programm in dem Fall der Maschine) gemäß dem Fortschritt der Bearbeitung auszuführen. In der Zellensteuereinheit 10 aus dem Stand der Technik ist es notwendig, ein PLC-Programm wie z. B. ein Leiterprogramm, in dem das Verhalten der Zellensteuereinheit 10 beschrieben ist, zu erzeugen. Die Ausgabezeit irgendeines Programms zu irgendeinem Arbeitsbetriebsmittel 130 wird basierend auf Informationen wie z. B. einem Typ des zu bearbeitenden Gegenstands, dem Typ des zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittels 130 und der Position des Werkstücks in der Mitte der Bearbeitung bestimmt. Ein solches PLC-Programm beschreibt jedoch die durch die Zellensteuereinheit 10 (und somit die PLC) auszuführende Funktion als eine Operationssequenz aus der Kombination aller Eingangssignale. Deshalb ist es schwierig für einen Ausrüstungsmanager oder einen Betreiber der Bearbeitungszelle 100, das PLC-Programm selbst zu erzeugen oder zu modifizieren, und normalerweise wird das PLC-Programm durch einen Systemintegrator, der Expertenwissen besitzt, erzeugt und modifiziert.
Deshalb gibt es in dem Fall, in dem die Zellensteuereinheit 10 die PLC verwendet, ein Problem, dass die Betriebskosten hoch sind, weil Fremdvergabe an einen Systemintegrator erforderlich ist. Ferner ist ein Problem vorhanden, dass es Zeit benötigt, den Produktionsprozess zu ändern, weil die Fremdvergabe an den Systemintegrator jedes Mal erforderlich ist, wenn der Produktionsprozess geändert wird. Insbesondere ist in letzter Zeit der Bedarf für eine Produktion mit hoher Mischung und geringem Volumen hoch gewesen, und der Produktionsprozess ist häufig geändert worden. Es gab ein großes Problem, dass Fremdvergabe erforderlich ist und dass es auf diese Weise für jede Änderung des Produktionsprozesses, die häufig auftritt, lange dauert.
Die Zellensteuereinheit 10 des vorliegenden Beispiels erfordert kein solches PLC-Programm und steuert die Operation der Bearbeitungszelle 100 basierend auf einem Produktionsprogramm, das durch den Betreiber leicht erzeugt werden kann. Das Produktionsprogramm ist ein Programm, in dem ein oder mehrere Prozesse, die zur Zeit der Produktion nur eines Artikels in der Bearbeitungszelle 100 auszuführen sind, aufgezeichnet sind. Ein solches Produktionsprogramm wird für die Anzahl von Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle 100 zu produzieren sind, vorbereitet.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Produktionsprogramm zum Produzieren des Artikels des ersten Gegenstands zeigt, und 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Produktionsprogramm zum Produzieren des Artikels des zweiten Gegenstands zeigt. In dem Produktionsprogramm für den ersten Gegenstand, das in 4 gezeigt ist, sind eine Prozessnummer, ein Prozessname, der Typ des zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittels 130 und Identifizierungsinformationen über ein Betriebsmittelprogramm zum Betreiben des Arbeitsbetriebsmittels 130 in Zuordnung zueinander für jeden von mehreren Prozessen (15 Prozesse in dem gezeigten Beispiel), die auszuführen sind, um den ersten Gegenstand zu produzieren, aufgezeichnet. Ein solches Produktionsprogramm ist in einer Datei in einem Format, in dem Parameter durch den Betreiber leicht editiert werden können, gespeichert; beispielsweise in einem Tabellenformat oder einem Textformat. In 4 sind unter den Arbeitsbetriebsmitteln 130 die erste Maschine 102 als „NC1“ geschrieben, die zweite Maschine 104 ist als „NC2“ geschrieben, und der Roboter 110 ist als „R1“ geschrieben. Ferner sind die Namen von Programmen, die durch die Arbeitsbetriebsmittel 130 zu lesen und auszuführen sind, in Spalten des Betriebsmittelprogramms als Identifizierungsinformationen aufgezeichnet. Gemäß dem Beispiel von 4 wird das Werkstück für den ersten Gegenstand durch die erste Maschine 102 geschnitten und wird durch den Roboter 110 befördert.
Das Produktionsprogramm für den zweiten Gegenstand weist ebenfalls die gleiche Konfiguration auf, eine Prozessnummer, ein Prozessnamen, der Typ des zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittels 130 und Identifizierungsinformationen über ein Betriebsmittelprogramm zum Betreiben des Arbeitsbetriebsmittels 130 sind in Zuordnung zueinander für jeden von mehreren Prozessen (15 Prozesse in dem gezeigten Beispiel), die auszuführen sind, um den zweiten Gegenstand zu produzieren, aufgezeichnet. In dem Beispiel von 5 wird das Werkstück für den zweiten Gegenstand durch die zweite Maschine 104 geschnitten und wird zu dem Roboter 110 befördert. Wie aus den 4 und 5 deutlich ist, ist das Produktionsprogramm des vorliegenden Beispiels ein Programm, in dem ein Produktionsprozess eines einzelnen Werkstücks der Reihe nach aufgezeichnet ist, und kann sogar durch einen Betreiber, der mit einer Programmiersprache für PLC nicht vertraut ist, leicht erzeugt und modifiziert werden. Dann wird die Steuerung der Bearbeitungszelle 100 durch die Zellensteuereinheit 10 basierend auf dem Produktionsprogramm ausgeführt, wodurch der Betreiber schnell auf eine Änderung des Produktionsprozesses reagieren kann und der Artikel effizienter produziert werden kann.
Die funktionale Konfiguration der Zellensteuereinheit 10 wird nachstehend mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Funktional enthält die Zellensteuereinheit 10, wie in 2 gezeigt ist, eine oder mehrere Produktionsmanagementeinheiten 22_1 und 22_2, mehrere Sequenzausführungseinheiten 24_1 bis 24 n, mehrere Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26_1 bis 26_m und eine gegenstandsspezifische Produktionsprogrammspeichereinheit 28. In der folgenden Beschreibung sind die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 und die zweite Produktionsmanagementeinheit 22 2 lediglich als „Produktionsmanagementeinheit 22“ ohne die Bezeichnung „erste“ oder „zweite“ und einen Index „_1“ oder „_2“ bezeichnet, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden. Das Gleiche gilt für die Sequenzausführungseinheit und die Betriebsmittelentscheidungseinheit.
Die gegenstandsspezifische Produktionsprogrammspeichereinheit 28 speichert das vorstehend beschriebene Produktionsprogramm. Das Produktionsprogramm wird so vorbereitet und gespeichert, dass es jedem aus dem einen oder den mehreren in der Bearbeitungszelle 100 produzierten Gegenständen entspricht. Der Betreiber kann ein neues Produktionsprogramm wie jeweils erforderlich in der gegenstandsspezifischen Produktionsprogrammspeichereinheit 28 speichern. Zusätzlich kann der Betreiber das in der gegenstandsspezifischen Produktionsprogrammspeichereinheit 28 wie jeweils erforderlich editieren.
Die Produktionsmanagementeinheit 22 ist so vorgesehen, dass sie jedem der in der Bearbeitungszelle 100 produzierten Gegenstände entspricht, und befiehlt der Bearbeitungszelle 100, ein neues Werkstück zum Zweck der Produktion des entsprechenden Gegenstands zu laden. In dem vorliegenden Beispiel enthält die Zellensteuereinheit 10, da die Bearbeitungszelle 100 den ersten Gegenstand und den zweiten Gegenstand produziert, zwei Produktionsmanagementeinheiten 22; das heißt die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 und die zweite Produktionsmanagementeinheit 22_2. Die Produktionsmanagementeinheit 22 ist tatsächlich eine Anwendung, die in dem Computer gestartet wird. Deshalb funktioniert der Computer als die Produktionsmanagementeinheit 22, wenn der Prozessor 12 ein Anwendungsprogramm für die Produktionsmanagementeinheit 22, das in dem Speicher 14 gespeichert ist, ausführt. In dem vorliegenden Beispiel werden, da die beiden Produktionsmanagementeinheiten 22; das heißt die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 und die zweite Produktionsmanagementeinheit 22_2, bereitgestellt sind, Anwendungsprogramme für die beiden Produktionsmanagementeinheiten 22 unabhängig voneinander gestartet.
Die Produktionsmanagementeinheit 22 empfängt einen Produktionsbefehl von einem externen Computer oder einem Bediener. Der Produktionsbefehl enthält Identifizierungsinformationen über einen Gegenstand, der zu produzieren ist, und die Stückzahl, die zu produzieren ist. Bei Empfangen eines solchen Produktionsbefehls befiehlt die Produktionsmanagementeinheit 22 der Sequenzausführungseinheit 24, die nachstehend beschrieben wird, das Produktionsprogramm des entsprechenden Gegenstands auszuführen. Durch einen solchen Befehl wird ein neues Werkstück auf der Bearbeitungszelle 100 geladen. Deshalb funktioniert der Ausführungsbefehl des Produktionsprogramms zu der Sequenzausführungseinheit 24 durch die Produktionsmanagementeinheit 22 als eine Anweisung, ein neues Werkstück in die Bearbeitungszelle 100 zu laden. Der Ausführungsbefehl des Produktionsprogramms zu der Sequenzausführungseinheit 24 wird wiederholt, bis die Anzahl bearbeiteter Werkstücke die gewünschte Stückzahl erreicht. Ferner managt die Produktionsmanagementeinheit 22 auch die Anzahl von Werkstücken, die derzeit in die Bearbeitungszelle 100 geladen sind, und die Anzahl bearbeiteter Werkstücke.
Die Sequenzausführungseinheit 24 führt einen oder mehrere Prozesse, die in dem von der Produktionsmanagementeinheit 22 bezeichneten Produktionsprogramm aufgezeichnet sind, basierend auf dem von der Produktionsmanagementeinheit 22 ausgegebenen Befehl der Reihe nach aus. Wie in der Produktionsmanagementeinheit 22 ist auch die Sequenzausführungseinheit 24 eine Anwendung, die auf dem Computer zu starten ist. Deshalb funktioniert der Computer als die Sequenzausführungseinheit 24, wenn der Prozessor 12 das Anwendungsprogramm für die Sequenzausführungseinheit 24, das in dem Speicher 14 gespeichert ist, ausführt. In dem vorliegenden Beispiel werden, da mehrere Sequenzausführungseinheiten 24 bereitgestellt sind, Anwendungen für die mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 unabhängig voneinander gestartet.
Die mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 arbeiten unabhängig voneinander. Ferner betrachtet jede der Sequenzausführungseinheiten 24 eine Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, die nachstehend beschrieben wird, als das Arbeitsbetriebsmittel 130, das der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zugeordnet ist, und sendet einen Befehl in Bezug auf das Arbeitsbetriebsmittel 130 zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26. Insbesondere sendet, wie in 3 gezeigt ist, die Sequenzausführungseinheit 24 eine Nutzungsanforderung REQnm des Arbeitsbetriebsmittels 130 und einen Befehl CMNnm, der zu dem Arbeitsbetriebsmittel 130 auszugeben ist, zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, und die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 sendet eine Anforderungsberechtigungsmeldung ACKnm und eine Fertigstellungsmeldung DONEnm, die eine Befehlsausführungsfertigstellung angibt, zu der Sequenzausführungseinheit 24. In der „REQnm“ gibt „n“ die Nummer der Sequenzausführungseinheit 24_n an, die ein Anforderungsursprung ist, an, und „m“ gibt die Nummer der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_m, die ein Anforderungsziel ist, an. Die Bedeutungen von „n“ und „m“ in „CMNnm“, „ACKnm“ und „DONEnm“ sind die gleichen.
Die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 verwendet der Reihe nach eine vorbestimmte Anzahl (beispielsweise vier) von Sequenzausführungseinheiten 23 in der Art eines Ringpuffers, um die Produktion eines ersten Gegenstands auszuführen. Beispielsweise weist die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 die erste Sequenzausführungseinheit 24_1 an, ein erstes Werkstück zu laden, weist die zweite Sequenzausführungseinheit 24_2 an, ein zweites Werkstück zu laden, weist die dritte Sequenzausführungseinheit 24_3 an, ein drittes Werkstück zu laden, und weist die vierte Sequenzausführungseinheit 24 4 an, ein viertes Werkstück zu laden. Dann weist die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1, wenn die Produktion des ersten Werkstücks fertiggestellt ist, die erste Sequenzausführungseinheit 24_1 an, ein fünftes Werkstück zu laden. Ähnlich verwendet auch die zweite Produktionsmanagementeinheit 22_2 der Reihe nach eine vorbestimmte Anzahl (beispielsweise vier) von Sequenzausführungseinheiten 24 auf Art eines Ringpuffers und führt die Produktion eines zweiten Gegenstands aus, während sie einen Werkstückbearbeitungsbefehl lädt.
Hier ist die Anzahl solcher Sequenzausführungseinheiten 24 nicht besonderes eingeschränkt, solange es zwei oder mehr sind. Die Sequenzausführungseinheit 24 ist jedoch für eine maximale Anzahl von Werkstücken vorgesehen, die gleichzeitig in die Bearbeitungszelle 100 geladen werden können ( nachstehend als maximal ladbare Anzahl Wmax bezeichnet), um die Zeit zu reduzieren, in der das Arbeitsbetriebsmittel 130 unnötig wartet, ohne die Arbeit auszuführen und effiziente Produktion zu realisieren. Wenn der erste Gegenstand und der zweite Gegenstand parallel produziert werden, ist die maximal ladbare Anzahl Wmax ein Gesamtwert der maximalen Anzahl von Werkstücken für den ersten Gegenstand, die gleichzeitig in die Bearbeitungszelle 100 geladen werden können ( nachstehend als „erste ladbare Anzahl W1max“ bezeichnet) und der maximalen Anzahl von Werkstücken für den zweiten Gegenstand, die gleichzeitig in die Bearbeitungszelle 100 geladen werden können (nachstehend als „zweite ladbare Anzahl W2max“ bezeichnet). Mit anderen Worten ist die folgende Beziehung erfüllt: Wmax = W1max + W2max.
Wenn der Artikel des ersten Gegenstands und der Artikel des zweiten Gegenstands gemäß den in den 4 und 5 gezeigten Produktionsprogrammen parallel produziert werden, kann sich das Werkstück für den ersten Gegenstand gleichzeitig an vier Plätzen, die aus dem Roboter 110, der ersten Maschine 102, dem provisorischen Ablagetisch 120 und der Werkstückreinigungseinheit 116 bestehen, befinden. Deshalb ist in diesem Fall die erste ladbare Anzahl W1max „4“. Der Roboter 110 kann vorübergehend zwei Werkstücke halten, jedoch wird in dem vorliegenden Beispiel ein Zustand, in dem zwei Werkstücke einem Arbeitsbetriebsmittel 130 zugewiesen sind, nicht über den Prozess aufrechterhalten. Deshalb kann die Anzahl von Werkstücken, die sich an dem Roboter 110 befinden, als „1“ gezählt werden. Ähnlich kann die Anzahl von Werkstücken, die sich an der ersten Maschine 102 befinden, ebenfalls als „1“ gezählt werden.
In diesem Fall können sich die Werkstücke für den zweiten Gegenstand gleichzeitig an vier Plätzen die aus dem Roboter 110, der zweiten Maschine 104, dem provisorischen Ablagetisch 120 und der Werkstückreinigungseinheit 116 bestehen, befinden. Deshalb ist die zweite ladbare Anzahl W2max ebenfalls „4“. Dann ist die maximale ladbare Anzahl Wmax 8 (Wmax = 4 + 4). Wenn sie nur für die maximale ladbare Anzahl Wmax (= 8) vorgesehen ist, kann die Sequenzausführungseinheit 24 die Werkstücke, die die maximale ladbare Anzahl Wmax aufweisen, parallel produzieren, und reduziert dadurch die Zeit, in der das Arbeitsbetriebsmittel 130 unnötig wartet, und realisiert effiziente Produktion. Die Sequenzausführungseinheiten 24 können in einer Menge größer als die maximal ladbare Anzahl Wmax (= 8) vorgesehen sein, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Menge von Computerbetriebsmitteln, die zu verwenden sind, ansteigt, während keine weitere Verbesserung der Produktionseffizienz erwartet werden kann.
Die Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 sind jeweils entsprechend der mehreren Arbeitsbetriebsmittel 130 vorgesehen und entscheiden über eine Zeit, zu der jede der mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 nutzt. In dem Fall des Beispiels von 1 sind, da drei Arbeitsbetriebsmittel 130 in der ersten Maschine 102, der zweiten Maschine 104 und dem Roboter 110 vorgesehen sind, drei Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 vorgesehen. Dann ist beispielsweise die erste Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_1 dem ersten Roboter 110 (dem ersten Arbeitsbetriebsmittel 130_1) zugeordnet, die zweite Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_2 ist der ersten Maschine 102 (dem zweiten Arbeitsbetriebsmittel 130 2) zugeordnet, und die dritte Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_3 ist der zweiten Maschine 104 (dem dritten Arbeitsbetriebsmittel 130 3) zugeordnet.
Wie in der Produktionsmanagementeinheit 22 und der Sequenzausführungseinheit 24 ist auch die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eine Anwendung, die auf dem Computer zu starten ist. Deshalb funktioniert der Computer als die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn der Prozessor 12 ein Anwendungsprogramm für die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, das in dem Speicher 14 gespeichert ist, ausführt. In dem vorliegenden Beispiel werden, da die mehreren Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 bereitgestellt sind, die Anwendungen für die mehreren Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 unabhängig voneinander gestartet.
Wie vorstehend beschrieben entscheidet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 über eine Zeit, zu der jede der mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 nutzt. Für eine solche Entscheidung empfängt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 Nutzungsanforderungen REQnm von den mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 zu irgendeiner Zeit. Dann, wenn ein entsprechendes Arbeitsbetriebsmittel 130 freigegeben ist, wird eine Nutzungsanforderung REQnm aus den empfangenen Nutzungsanforderungen basierend auf einer Reihenfolge der Priorität, die in dem Programm im Voraus definiert ist, ausgewählt. Hier kann ein Algorithmus zum Bestimmen der Reihenfolge der Priorität gemäß der Konfiguration der Vorrichtung auf geeignete Weise verändert werden. In dem vorliegenden Beispiel wird eine Nutzungsanforderung REQnm gemäß den folgenden (1) bis (3) ausgewählt:

(1) Aus den Nutzungsanforderungen REQnm des gleichen Gegenstands wird eine Anforderung mit der höheren Prozessnummer priorisiert.
(2) In einem Fall des Vergleichs der Nutzungsanforderungen REQnm unterschiedlicher Gegenstände wird die Anforderung mit der längsten Wartezeit nach dem Ausgeben der Nutzungsanforderung REQnm priorisiert.
(3) In einem Fall, in dem die Nutzungsanforderungen REQnm unterschiedlicher Gegenstände die gleiche Wartezeit aufweisen, wird die Nutzungsanforderung REQnm des ersten Gegenstands priorisiert.

Wenn eine Nutzungsanforderung REQnm ausgewählt werden kann, gibt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eine Berechtigungsmeldung ACKnm an die Sequenzausführungseinheit 24, die eine solche Nutzungsanforderung REQnm ausgibt, aus. Bei Empfangen der Berechtigungsmeldung ACKnm gibt die Sequenzausführungseinheit 24 einen Befehl CMNnm, der Identifizierungsinformationen des Betriebsmittelprogramms, das in dem Produktionsprogramm eingetragen ist, enthält, zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 aus. Die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 gibt den Befehl CMNnm zu dem entsprechenden Arbeitsbetriebsmittel 130 aus. Wenn das Arbeitsbetriebsmittel 130 gemäß dem gesendeten Befehl CMNnm arbeitet, wird ein Bearbeitungsprozess des Werkstücks ausgeführt. Wenn die Ausführung des Befehls CMNnm fertiggestellt ist, gibt das Arbeitsbetriebsmittel 130 eine Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 aus. Die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 sendet die empfangene Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Sequenzausführungseinheit 24. Bei Empfangen der Fertigstellungsmeldung DONEnm benachrichtigt die Sequenzausführungseinheit 24 die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 über eine Freigabe des Arbeitsbetriebsmittels 130 oder einen Befehl CMNnm eines nachfolgenden Prozesses. Danach wiederholen alle Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 den gleichen Prozess, wodurch das Werkstück produziert wird.
Ein Verarbeitungsablauf jedes aus der Produktionsmanagementeinheit 22, der Sequenzausführungseinheit 24 und der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 wird nachstehend beschrieben. 6 ist ein Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf der ersten Produktionsmanagementeinheit 22_1 zeigt. Die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 wartet, bis ein Produktionsbefehl von dem Bediener oder dem externen Computer empfangen wird (S100). Der Produktionsbefehl enthält Identifizierungsinformationen über den Gegenstand, der zu produzieren ist, und die Stückzahl L1 davon. Bei Empfangen des Produktionsbefehls setzt die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 eine erste geladene Anzahl Wlnow und eine erste fertiggestellte Anzahl W1done auf „0“ zurück (S102). Die erste geladene Anzahl Wlnow ist die Anzahl von Werkstücken für den ersten Gegenstand, die derzeit in der Bearbeitungszelle 100 existieren. Zusätzlich ist die erste fertiggestellte Anzahl W1done die Anzahl von Werkstücken für den ersten Gegenstand, die derzeit bereits produziert worden sind.
Als Nächstes vergleicht die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 die erste fertiggestellte Anzahl W1done mit der Stückzahl L1 (S104). Wenn W1done < L1 ist, bestätigt die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 danach, ob ein neues Werkstück für den ersten Gegenstand geladen werden kann. Insbesondere vergleicht die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 die erste geladene Anzahl Wlnow mit der ersten ladbaren Anzahl W1max (S106) und bestätigt das Vorhandensein oder Fehlen eines vorhergehenden Werkstücks mit einem Prozesszählwert CNT (= 0) (S108). Der Prozesszählwert CNT ist ein Wert für die Nummer des Prozesses, der derzeit durch jede der Sequenzausführungseinheiten 24 ausgeführt wird, und der Wert des Prozesszählwerts CNT wird durch die Sequenzausführungseinheit 25 gemanagt.
Wenn W1now ≥ W1max ist, kann gesagt werden, dass die Bearbeitungszelle 100 nicht leisten kann, das Werkstück für den ersten Gegenstand neu zu laden. Ferner kann, selbst wenn Wlnow < W1max ist, wenn ein vorhergehendes Werkstück mit CNT = 0 vorhanden ist; das heißt, ein vorhergehendes Werkstück, dessen Produktionsprozess aus irgendeinem Grund nicht ab einem initialen Zustand fortgeschritten ist, der Produktionsprozess für ein neues Werkstück, das geladen wird, nicht fortschreiten. Deshalb weist die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1, wenn Wlnow ≥ W1max ist (Nein in S106) oder wenn das vorhergehende Werkstück mit CNT = 0 vorhanden ist (Ja in S108), die Sequenzausführungseinheit 24 nicht an, das Produktionsprogramm auszuführen, und der Prozess fährt zu Schritt S114 fort.
Wenn andererseits Wlnow < W1max ist (Ja in S106) und kein vorhergehende Werkstück mit CNT = 0 vorhanden ist (Nein in S108), weist die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 die Sequenzausführungseinheit 24, die nicht belegt ist, an, das Produktionsprogramm auszuführen (S110), und inkrementiert dann die erste geladene Anzahl Wlnow (S112). Die Ausführungsanweisung kann ausgeführt werden, wenn die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 die Identifizierungsinformationen (beispielsweise Name und Adresse) des auszuführenden Produktionsprogramms zu der Sequenzausführungseinheit 24 als ein Argument überträgt.
In Schritt S114 überwacht die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1, ob eine Meldung über die Fertigstellung der Bearbeitung von der Sequenzausführungseinheit 24 vorhanden ist. Wenn die Meldung über die Fertigstellung der Bearbeitung von der Sequenzausführungseinheit 24 vorhanden ist, wird die erste geladene Anzahl Wlnow dekrementiert, und die erste fertiggestellte Anzahl wird inkrementiert (S116). Wenn andererseits keine Meldung über die Fertigstellung der Bearbeitung vorhanden ist, kehrt der Prozess zu Schritt S104 zurück, ohne diese Parameter zu ändern. Dann werden die Schritte S104 bis S116 wiederholt, bis W1done ≥ L1 ist (Nein in S104). Hier ist die erste Produktionsmanagementeinheit 22_1 als ein Beispiel beschrieben, das Gleiche gilt jedoch für einen Verarbeitungsablauf der zweiten Produktionsmanagementeinheit 22_2.
Ein Verarbeitungsablauf der Sequenzausführungseinheit 24 wird nachstehend mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. Die Sequenzausführungseinheit 24 wartet, bis die Ausführung des Produktionsprogramms durch die Produktionsmanagementeinheit 22 angewiesen wird (S200). Wenn die Ausführung des Produktionsprogramms angewiesen wird, setzt die Sequenzausführungseinheit 24 den Prozesszählwert CNT auf „0“ zurück (S201). Danach liest die Sequenzausführungseinheit 24 das von der Produktionsmanagementeinheit 22 bezeichnete Produktionsprogramm aus und spezifiziert das Arbeitsbetriebsmittel 130, das zur Ausführung des initialen Prozesses verwendet wird (S202). Das kann durch Bezugnahme auf Betriebsmittelspalten des Produktionsprogramms spezifiziert werden (siehe 4 und 5). Wenn der Roboter 110 als das Arbeitsbetriebsmittel 130 verwendet wird (Ja in S204), führt die Sequenzausführungseinheit 24 eine vorbestimmte Verarbeitung für den Roboter aus (S206), die nachstehend beschrieben wird.
Die Sequenzausführungseinheit 24 gibt danach eine Nutzungsanforderung REQnm des spezifizierten Arbeitsbetriebsmittels 130 aus, wenn sie das zu verwendende Arbeitsbetriebsmittel 130 spezifizieren kann (S208). Eine solche Nutzungsanforderung REQnm wird zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, die dem Arbeitsbetriebsmittel 130 entspricht, ausgegeben. Deshalb gibt die n-te Sequenzausführungseinheit 24 n, wenn der Roboter 110 verwendet wird, eine Nutzungsanforderung REQn1 für die erste Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_1, die dem Roboter 110 entspricht, aus. Zusätzlich gibt die n-te Sequenzausführungseinheit 24_n, wenn sowohl der Roboter 110 als auch die erste Maschine 102 verwendet werden, sowohl eine Nutzungsanforderung REQn1 zu der ersten Betriebsmittelentscheidungseinheit 20_1, die dem Roboter 110 entspricht, als auch eine Nutzungsanforderung REQn2 für die zweite Betriebsmittelentscheidungseinheit 20 2, die der ersten Maschine 102 entspricht, aus. Jede der Nutzungsanforderungen REQnm enthält die Identifizierungsinformationen des Gegenstands und den Wert des Prozesszählwerts CNT, der durch die Sequenzausführungseinheit 24 gemanagt wird.
Danach wartet die Sequenzausführungseinheit 24, bis alle Arbeitsbetriebsmittel 130, deren Nutzung angefordert ist, zur Nutzung erlaubt sind; das heißt, bis die Berechtigungsmeldung ACKnm empfangen wird (S210). Wenn alle Arbeitsbetriebsmittel 130 zur Nutzung erlaubt sind, inkrementiert die Sequenzausführungseinheit 24 den Prozesszählwert CNT (S212) und gibt dann den Befehl CMNnm, der zu dem zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittel 130 ausgegeben wird, zu der entsprechenden Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 aus (S214). Dadurch wird der Befehl CMNnm über die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 in das Arbeitsbetriebsmittel 130 eingegeben, und die Verarbeitung gemäß dem Befehl CMNnm fährt fort. Die Sequenzausführungseinheit 24 wartet, bis die Ausführung des Befehls CMNnm fertiggestellt ist; das heißt, bis die Fertigstellungsmeldung DONEnm empfangen wird (S216).
Wenn die Ausführung des Befehls CMNnm fertiggestellt ist (Ja in S216), vergleicht die Sequenzausführungseinheit 24 den Prozesszählwert CNT mit einer maximalen Anzahl von Prozessen CNTmax (S218). Wenn CNT ≥ CNTmax ist (Nein in S218), bedeutet das, dass die Ausführung des Produktionsprogramms fertiggestellt ist. In diesem Fall gibt die Sequenzausführungseinheit 24 alle Arbeitsbetriebsmittel frei; das heißt, sie setzt die Nutzungsanforderung REQnm als ein AUS ein (S220), und meldet dann an die Produktionsmanagementeinheit 22, dass die Bearbeitung fertiggestellt ist (S222). Bei Empfangen der Meldung dekrementiert die Produktionsmanagementeinheit 22 die geladene Anzahl Wnow und inkrementiert die fertiggestellte Anzahl Wdone.
Wenn andererseits in Schritt S218 CNT < CNTmax ist (Ja in S218), bedeutet das, dass ein nicht ausgeführter Prozess vorhanden ist. Deshalb führt in diesem Fall die Sequenzausführungseinheit 24 einen nächsten Prozess aus. Insbesondere gibt die Sequenzausführungseinheit 24 das in dem nächsten Prozess unnötige Arbeitsbetriebsmittel 130 frei; das heißt, sie stellt die Nutzungsanforderung REQnm als ein AUS ein (S224), und spezifiziert dann ein Arbeitsbetriebsmittel 130, das in dem nächsten Prozess neu zu verwenden ist (S226). Dann führt die Sequenzausführungseinheit 24 eine vorbestimmte Verarbeitung für den Roboter aus (S206) , wenn das Arbeitsbetriebsmittel 130, das neu zu verwenden ist, den Roboter 110 enthält (Ja in S230), und gibt sofort die Nutzungsanforderung REQnm zu dem zu verwendenden Arbeitsbetriebsmittel 130 aus (S232), wenn der Roboter 110 nicht enthalten ist (Nein in S230). Dann, wenn alle Arbeitsbetriebsmittel 130, deren Nutzung angefordert ist, zur Nutzung erlaubt sind (Ja in S234), fährt der Prozess zu Schritt S212 fort. Dann wird der Prozess wiederholt, bis CNT ≥ CNTmax ist.
Hier wird die Verarbeitung für den Roboter mit Bezug auf die 9 und 10 beschrieben. 9 ist ein Ablaufplan, der einen Ablauf der Verarbeitung für den Roboter zeigt. 10 ist ein Diagramm, das einen Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks darstellt, der nachstehend beschrieben wird. Unter den Arbeitsbetriebsmitteln 130, die in der Bearbeitungszelle 100 bereitgestellt sind, weist der Roboter 110 eine Funktion zum Transportieren des Werkstücks auf. Mit anderen Worten funktioniert der Roboter 110 als eine Ladevorrichtung zum Laden des Werkstücks in die Maschine, und funktioniert auch als eine Entladevorrichtung zum Entladen des Werkstücks aus der Maschine. Soweit keine Nutzungsanforderung REQnm für einen solchen Roboter 110 unter Berücksichtigung des Fortschritts anderer Werkstücke ausgegeben wird, findet ein Stillstand statt, in dem ein Prozessfortschritt des vorhergehenden Werkstücks und ein Prozessfortschritt des nachfolgenden Werkstücks einander behindern.
Beispielsweise wenn der Roboter 110 ein Roboter vom Einhandtyp ist, ist angenommen, dass die Erlaubnis, den Roboter 110 zu nutzen, für das nachfolgende Werkstück erteilt wird, bevor das vorhergehende Werkstück von der ersten Maschine 102 gelöst ist. In diesem Fall bleibt das vorhergehende Werkstück in der ersten Maschine 102, so dass das nachfolgende Werkstück nicht an der ersten Maschine angebracht werden kann, und der Roboter 110 ist durch das nachfolgende Werkstück besetzt, so dass das vorhergehende Werkstück nicht von der ersten Maschine 102 gelöst werden kann. Als ein Ergebnis tritt ein Stillstand auf, in dem sowohl der Prozess zum Anbringen des nachfolgenden Werkstücks an der ersten Maschine 102 als auch der Prozess zum Lösen des vorhergehenden Werkstücks von der ersten Maschine 102 nicht weiter fortschreiten können.
Wenn der Roboter 110 ein Roboter vom Zweihandtyp ist, können zwei Werkstücke gleichzeitig gehalten werden, so dass die vorstehend beschriebenen Probleme in gewisser Weise verringert werden. Wie vorstehend beschrieben enthält in dem Fall des Zweihandtyps der Roboter 110 die Hand zu Halten des unbearbeiteten Werkstücks und die Hand zum Halten des Werkstücks nach dem Schneiden. Deshalb kann der Roboter 110 nur ein Werkstück nach dem Schneiden halten. Als ein Ergebnis wird, wenn das vorhergehende Werkstück aus der Werkstückreinigungseinheit 116 unter Verwendung der Hand für nach dem Schneiden herausgenommen wird, eine Nutzungsanforderung REQnm ausgegeben, um das nachfolgende Werkstück unter Verwendung der Hand nach dem Schneiden an der Werkstückreinigungseinheit 116 anzubringen. Wenn der Roboter 110 dem nachfolgenden Werkstück zugewiesen wird, tritt ein Stillstand auf.
In dem vorliegenden Beispiel wird deshalb, wenn die Nutzung des Roboters 110 neu angefordert wird, die Verarbeitung für den Roboter ausgeführt, um Anpassung mit dem vorhergehenden Werkstück auszuführen. In der Verarbeitung für den Roboter wird zuerst ein Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem aktuellen Prozesszählwert CNT entspricht, spezifiziert. Der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks ist ein Prozesszählwert, in dem das vorhergehende Werkstück fertiggestellt sein sollte, wenn das nachfolgende Werkstück die Nutzungsanforderung REQnm für den Roboter 110 ausgibt.
Der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks wird genau beschrieben. Während der Bestimmung des Durchlaufbestimmungsprozesszählwerts CNTs des vorhergehenden Werkstücks sind ein Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel und ein Montageabschnitt wichtig. Der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel ist ein Prozess zum erneuten Nutzen des Roboters 110 nach dem Anhalten der Nutzung des Roboters 110 zuerst für alle Prozesse, die dem aktuellen Prozess nachfolgen. Zusätzlich ist der Roboter 110 mit Montageabschnitten ausgestattet, die konfiguriert sind, die Hände zu montieren. Die Anzahl von Montageabschnitten ist eins in dem Einhandtyp, und ist zwei in dem Zweihandtyp. Wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, der Montageabschnitt ist, der in dem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel verwendet ist, wird ein Wert des Aufrufprozesses für das nächste Betriebsmittel als der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks eingestellt, und wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, von dem in dem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel verwendeten Montageabschnitt verschieden ist, oder wenn der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel nicht existiert, wird ein Wert des nächsten Prozesses als der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks eingestellt.
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Beziehung zwischen dem Prozesszählwert CNT und dem Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks zeigt. In dem Beispiel von 10 gibt das nachfolgende Werkstück (Sequenzausführungseinheit 24) die Nutzungsanforderung REQn1 des Roboters 110 zu der Zeit aus, wenn der Prozesszählwert (CNT = 0, 7, 11 oder 13) fertiggestellt ist. Der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks wird für den Prozesszählwert CNT (= 0, 7, 11 oder 13) eingestellt.
In dem Fall des Einhandtyps ist der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozesszählwert CNT (= 1) nach CNT = 0 verwendet wird, „h1“. Ferner ist aus Sicht des Prozesszählwerts CNT (= 0) der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel ein Prozesszählwert CNT (= 8), und der Montageabschnitt, der in dem Prozesszählwert (= 8) verwendet wird, ist „h1“. Deshalb ist in dem Fall des Einhandtyps der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem Prozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks (= 0) entspricht, „8“. Ähnlich ist der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem Prozesszählwert CNT (= 7) entspricht, „12“. Bezüglich des Prozesszählwerts CNT (= 13) wird, da der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel nicht existiert, der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks zu einem Zählwert des nächsten Prozesses; das heißt „14“.
Andererseits ist in dem Fall des Zweihandtyps der in dem nächsten Prozesszählwert CNT (= 1) nach dem Prozesszählwert CNT (= 0) verwendete Montageabschnitt „h1“. aus Sicht des Prozesszählwerts CNT (= 0) ist der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel ein Prozesszählwert CNT (= 8), und der Montageabschnitt, der in dem Prozesszählwert (= 8) verwendet wird, ist „h2“. Mit anderen Worten unterscheidet sich der Montageabschnitt „h1“, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, von dem Montageabschnitt „h2“, der in dem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel verwendet wird. Deshalb ist in diesem Fall der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem Prozesszählwert CNT (= 0) entspricht, „1“. In dem Fall des Prozesszählwerts CNT (= 7) ist der Montageabschnitt „h2“, der in dem nächsten Prozesszählwert CNT (= 8) verwendet ist, gleich einem Montageabschnitt „h2“, der in dem Aufrufprozesszählwert CNT (= 12) für das nächste Betriebsmittel verwendet wird. Deshalb ist der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem Prozesszählwert CNT (= 7) entspricht, „12“. Die Beziehung zwischen dem Prozesszählwert CNTs und dem Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks kann durch Interpretation des Produktionsprogramms mit der Sequenzausführungseinheit 24 oder durch eine Zuordnungstabelle, die in 10 gezeigt ist, die durch den Betreiber im Voraus vorbereitet ist, automatisch bestimmt werden.
In der Verarbeitung für den Roboter wird zuerst der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem aktuellen Prozesszählwert CNT entspricht, spezifiziert (S240). Als Nächstes vergleicht die Sequenzausführungseinheit 24 den aktuellen Prozesszählwert (nachstehend als der „vorhergehende Prozesszählwert CNTp“ bezeichnet) des vorhergehenden Werkstücks mit dem spezifizierten Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks (S242). Als ein Ergebnis des Vergleichs gibt die Sequenzausführungseinheit 24, wenn CNTp < CNTs ist (Nein in S242), die Nutzungsanforderung REQnm nicht zu dem Roboter 110 aus und wartet unverändert. Andererseits fährt der Prozess zu Schritt S208 oder S232 fort, wenn CNTp ≥ CNTs ist (Ja in S242), und die Sequenzausführungseinheit 24 gibt die Nutzungsanforderung REQnm zu dem Roboter 110 aus.
Wie vorstehend beschrieben ist es in Bezug auf das Arbeitsbetriebsmittel 130, das den Stillstand verursacht, möglich, den Stillstand durch Ausgeben der Nutzungsanforderung REQnm unter Berücksichtigung des Fortschritts des vorhergehenden Werkstücks zuverlässig zu verhindern. In dem vorliegenden Beispiel wird der Fortschritt des vorhergehenden Werkstücks nur für den Roboter 110 berücksichtigt, der Fortschritt des vorhergehenden Werkstücks kann jedoch auch für andere Arbeitsbetriebsmittel 130 berücksichtigt werden, sofern solche Arbeitsbetriebsmittel 130 den Stillstand verursachen. In dem vorhergehenden Beispiel erfasst die Sequenzausführungseinheit 24 den Fortschritt des vorhergehenden Werkstücks und passt die Ausgabezeit der Nutzungsanforderung REQnm an. Anstelle der Sequenzausführungseinheit 24 kann jedoch die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 den Fortschritt des vorhergehenden Werkstücks erfassen und die Ausgabezeit der Berechtigungsmeldung ACKnm anpassen. In dem Beispiel von 10 wird die Hand, sobald sie an den Roboter 110 montiert ist, bis zum Ende des Produktionsprogramms nicht ersetzt. Falls notwendig können jedoch die Typen von Händen, die an einen Montageabschnitt montiert sind, ersetzt werden.
Als Nächstes wird die Verarbeitung der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 beschrieben. 11 ist ein Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zeigt. Parallel zu der Verarbeitung von 11 empfängt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Nutzungsanforderung REQnm des entsprechenden Arbeitsbetriebsmittels 130 von den mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 zu irgendeiner Zeit. In diesem Zustand wählt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 freigegeben ist (Ja in S300), eine Nutzungsanforderung REQnm aus den mehreren zu dieser Zeit empfangenen Nutzungsanforderungen aus (S302). 12 ist ein Ablaufplan, der einen Ablauf der Auswahlverarbeitung zeigt.
Wie in 12 gezeigt ist, spezifiziert die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn sie eine Anforderung auswählt, zuerst eine erste Nutzungsanforderung REQ1, die den maximalen Prozesszählwert CNT aufweist, aus den Nutzungsanforderungen, die sich auf den ersten Gegenstand beziehen, und eine Wartezeit Tw1 der ersten Nutzungsanforderung REQ1 (S320). Danach spezifiziert die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eine zweite Nutzungsanforderung REQ2, die den maximalen Prozesszählwert CNT aufweist, aus den Nutzungsanforderungen, die sich auf den zweiten Gegenstand beziehen, und eine Wartezeit Tw2 der zweiten Nutzungsanforderung REQ2 (S322). Danach vergleicht die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Wartezeit Tw1 der ersten Nutzungsanforderung REQ1 mit der Wartezeit der Tw2 der zweiten Nutzungsanforderung REQ2 (S324).
Als ein Ergebnis des Vergleichs wählt, wenn die Wartezeit Tw1 gleich der oder länger als die Wartezeit Tw2 ist (Ja in S324), die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die erste Nutzungsanforderung REQ1 aus (S326). Andererseits wählt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn die Wartezeit Tw1 kürzer ist als die Wartezeit Tw2 (Nein in S324), die zweite Nutzungsanforderung REQ2 aus (S328). Die Nutzungsanforderungen, die in den Schritten S326 und S328 ausgewählt werden, werden in der folgenden Beschreibung als „Nutzungsanforderung REQnm“ bezeichnet.
Falls eine Nutzungsanforderung REQnm gemäß dem Ablauf von 12 ausgewählt werden kann, sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 danach eine Berechtigungsmeldung ACKnm zu der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n, die die ausgewählte Nutzungsanforderung REQnm ausgegeben hat (S304). Dadurch wird ein m-tes Arbeitsbetriebsmittel 130 m, das einer m-ten Betriebsmittelentscheidungseinheit 26_m entspricht, durch die n-te Sequenzausführungseinheit 24 n festgelegt.
Nach dem Ausgeben der Berechtigungsmeldung ACKnm wartet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 bis zum Empfangen des Befehls CMNnm von der Sequenzausführungseinheit 24 (S306). Bei Empfangen des Befehls CMNnm sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 den Befehl CMNnm zu dem entsprechenden Arbeitsbetriebsmittel 130 (S308). Dadurch arbeitet das Arbeitsbetriebsmittel 130 gemäß dem durch den Befehl CMNnm angegebenen Betriebsmittelprogramm. Das Arbeitsbetriebsmittel 130 sendet eine Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn sie die durch das Betriebsmittelprogramm angewiesene Operation fertigstellt. Bei Empfangen der Fertigstellungsmeldung DONEnm (Ja in S310) sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Sequenzausführungseinheit 24 (S312). Danach gibt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn sie eine Freigabeanweisung von der Sequenzausführungseinheit 24 empfängt (Ja in S314), das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 frei (S316), und der Prozess kehrt zu Schritt S300 zurück. Andererseits kehrt der Prozess zu Schritt S306 zurück, wenn keine Freigabeanweisung vorhanden ist (Nein in S314), und die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 wartet bis zum Empfangen eines nächsten Befehls CMNnm.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich ist, entscheidet gemäß dem vorliegenden Beispiel die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 über eine Konkurrenz zwischen den Nutzungsanforderungen REQnm, die von den mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 ausgegeben werden. Deshalb kann der Betreiber ein Programm für eine einzige Werkstückproduktion erzeugen; das heißt, nur ein Produktionsprogramm, ohne sich der Konkurrenz zwischen den Werkstücken bewusst zu sein. Dadurch ist in der Produktion des Artikels kein hoch spezialisierter Systemintegrator erforderlich, so dass die Kosten reduziert sein können. Ferner kann, da die Zeit, die zum Erzeugen und Modifizieren des Programms zum Steuern der Bearbeitungszelle 100 verkürzt sein kann, die Produktionseffizienz weiter verbessert sein.
Als Nächstes wird ein weiteres spezifisches Beispiel beschrieben. In dem spezifischen Beispiel gibt die Sequenzausführungseinheit 24 eine Nutzungsanforderung REQnm für das Arbeitsbetriebsmittel 130, das erforderlich ist, um den nächsten Prozess auszuführen, aus, bevor der derzeit ausgeführte Prozess fertiggestellt ist (das heißt vor dem Empfangen der Fertigstellungsmeldung DONEnm). Dadurch kann eine unnötige Wartezeit des Arbeitsbetriebsmittels 130 verkürzt werden, und die Produktionseffizienz kann weiter verbessert werden.
Mit anderen Worten hat in der vorstehenden Beschreibung die Sequenzausführungseinheit 24 die für den nächsten Prozess notwendige Nutzungsanforderung REQnm nicht ausgegeben, bis der derzeit ausgeführte Prozess fertiggestellt ist. Andererseits führt das Arbeitsbetriebsmittel 130 bei Empfangen des Befehls CMNnm zunächst eine vorbestimmte Vorbereitungsarbeit aus und startet die Arbeit an dem Werkstück, nachdem die Vorbereitungsarbeit fertiggestellt ist. Beispielsweise wird in dem Fall des Roboters 110, wenn der Befehl CMNnm empfangen wird, zuerst eine Vorbereitungsarbeit wie z. B. Ersetzung der Hand ausgeführt, und dann wird das Befördern des Werkstücks gestartet. Deshalb ist, wenn die nächste Nutzungsanforderung REQnm ausgegeben wird, nachdem der derzeit ablaufende Prozess fertiggestellt ist, eine Möglichkeit vorhanden, dass das Werkstück unnötigerweise warten kann, bis der nächste Prozess gestartet wird, nachdem der derzeitige Prozess fertiggestellt ist. Beispielsweise ist ein Fall angenommen, in dem das Werkstück zu der Werkstückreinigungseinheit 116 befördert wird, nachdem es durch die erste Maschine 102 geschnitten worden ist. In diesem Fall wartet, wenn die Nutzungsanforderung REQnm zu dem Roboter 110 ausgegeben wird, nachdem das Schneiden fertiggestellt worden ist, da der Roboter 110 die Vorbereitungsarbeit wie z. B. Ersetzung der Hand startet, nachdem das Schneiden fertiggestellt ist, das Werkstück unnötigerweise in der ersten Maschine 102 für eine solche Zeitspanne, was zu einer langen Produktionszeit führt.
Deshalb gibt in dem vorliegenden Beispiel die Sequenzausführungseinheit 24 die Nutzungsanforderung REQnm für das Arbeitsbetriebsmittel 130, dass für die Ausführung des nächsten Prozesses notwendig ist, aus, bevor der derzeit ablaufende Prozess fertiggestellt ist. Hier ist die Zeit zum Ausgeben der Nutzungsanforderung REQnm des nächsten Prozesses (nachstehend als „Vorausgabezeit“ bezeichnet) nicht besonders eingeschränkt, solange sie früher ist als der derzeitige Prozess fertiggestellt ist. Wenn jedoch die Vorausgabezeit zu spät ist, nimmt die unnötige Wartezeit des Werkstücks zu. Wenn andererseits die Vorausgabezeit zu früh ist, wird die Zeit für eine Sequenzausführungseinheit 24, in der sie das Arbeitsbetriebsmittel 130 besetzt, unnötig lang, was einen Anstieg der Wartezeit der anderen Sequenzausführungseinheiten 24 verursacht. Deshalb kann die Vorausgabezeit basierend auf einer Vorbereitungszeit des nächsten Prozesses bestimmt werden. Beispielsweise wird die Wartezeit durch Subtrahieren der Vorbereitungszeit des nächsten Prozesses von der Ausführungszeit des derzeitigen Prozesses erhalten, und eine Zeit, zu der eine verstrichene Zeit nach dem Ausgeben des Befehls CMNnm für den derzeitigen Prozess die Wartezeit erreicht, kann als die Vorausgabezeit behandelt werden. Die Ausführungszeit und die Vorbereitungszeit jedes Prozesses können im Voraus aus vergangenen tatsächlichen Ergebnissen oder Simulationen erhalten werden. Zusätzlich können die Ausführungszeit und die Vorbereitungszeit jedes Prozesses in einem Ablaufprogramm aufgezeichnet werden oder können in einer separaten Datei unabhängig von dem Produktionsprogramm aufgezeichnet sein. In jedem Fall spezifiziert die Sequenzausführungseinheit 24 die Vorausgabezeit jedes Prozesses basierend auf der Ausführungszeit und der Vorbereitungszeit jedes Prozesses, die in dem Speicher 14 gespeichert sind.
Die 13 und 14 sind Ablaufpläne, die einen Verarbeitungsablauf der Sequenzausführungseinheit 24 in dem vorliegenden spezifischen Beispiel zeigen. In 13 sind die Prozesse der Schritte S200 bis S214 beinahe gleich denjenigen der Schritte S200 bis S214 in 7. Mit anderen Worten gibt die Sequenzausführungseinheit 24, wenn die Sequenzausführungseinheit 24 ein erforderliches Arbeitsbetriebsmittel 130 spezifiziert, eine Nutzungsanforderung REQnm zu dem Arbeitsbetriebsmittel 130 ausgibt und Berechtigungsmeldungen ACKnm von allen Arbeitsbetriebsmitteln 130 empfängt, einen Befehl CMNnm zu dem zugehörigen Arbeitsbetriebsmittel 130 aus. Die Inhalte der Verarbeitung für den Roboter (S206*) in dem spezifischen Beispiel unterscheiden sich geringfügig von denjenigen der Verarbeitung für den Roboter (S206) in 7, werden jedoch nachstehend beschrieben.
Wenn sie den Befehl CMNnm ausgibt, wartet die Sequenzausführungseinheit 24 bis zu der definierten Vorausgabezeit (S246). Zu der Zeit der Vorausgabezeit spezifiziert die Sequenzausführungseinheit 24 ein Arbeitsbetriebsmittel 130, das in dem nächsten Prozess neu erforderlich ist (S226). Dann gibt die Sequenzausführungseinheit 24 eine Nutzungsanforderung REQnm zu dem spezifizierten Arbeitsbetriebsmittel 130 aus (S232*). Die Nutzungsanforderung REQnm enthält auch den Inhalt einer vorbereitenden Operation des Arbeitsbetriebsmittels 130, die zum Starten des nächsten Prozesses erforderlich ist, zusätzlich zu den Identifizierungsinformationen des Gegenstands und dem Wert des derzeitigen Prozesszählwerts CNT. Wenn kein Arbeitsbetriebsmittel 130 vorhanden ist, das in dem nächsten Prozess neu erforderlich ist, überspringt die Sequenzausführungseinheit 24 die Schritte S230, S206* und S232*.
Wenn es nicht notwendig ist, die Nutzungsanforderung REQnm auszugeben, oder wenn die Nutzungsanforderung REQnm ausgegeben werden kann, wartet die Sequenzausführungseinheit 24, bis der derzeitige Prozess fertiggestellt ist; das heißt, bis die Fertigstellungsmeldung DONEnm empfangen wird (S216). Bei Empfangen der Fertigstellungsmeldung DONEnm vergleicht die Sequenzausführungseinheit 24 den Prozesszählwert CNT mit der maximalen Anzahl von Prozessen CNTmax (S218). Wenn CNT ≥ CNTmax ist, gibt die Sequenzausführungseinheit 24 alle Arbeitsbetriebsmittel 130 frei (S220) und meldet dann die Fertigstellung der Bearbeitung an die Produktionsmanagementeinheit 22 (S222).
Wenn andererseits CNT < CNTmax ist, gibt die Sequenzausführungseinheit 24 das Arbeitsbetriebsmittel 130, das in dem nächsten Prozess nicht mehr benötigt wird, frei (S224). Dann wartet die Sequenzausführungseinheit 24, da die Nutzungsanforderung REQnm für das in dem nächsten Prozess erforderliche Arbeitsbetriebsmittel 130 bereits ausgegeben worden ist, nach dieser Zeit, bis die Berechtigungsmeldung ACKnm für alle Arbeitsbetriebsmittel 130 erhalten wird (S234). Wenn die Berechtigungsmeldung ACKnm für alle Arbeitsbetriebsmittel 130 erhalten wird, kehrt der Prozess zu Schritt S212 zurück, und danach wird die gleiche Verarbeitung wiederholt.
Die Verarbeitung für den Roboter (S206*) in dem vorliegenden spezifischen Beispiel wird nachstehend mit Bezug auf 15 beschrieben. Die Verarbeitung in 15 unterscheiden sich von der Verarbeitung in 9 darin, dass der Schritt S244 vorhanden ist. Mit anderen Worten wird in der Verarbeitung für den Roboter in 9 der Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks, der dem derzeitigen Prozesszählwert CNT des nachfolgenden Werkstücks entspricht, spezifiziert (S240), und wenn der Prozesszählwert (das heißt der vorhergehende Prozesszählwert CNTp) des vorhergehenden Werkstücks den Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks erreicht (Ja in S242), ist die Ausgabe der Nutzungsanforderung REQnm des nachfolgenden Werkstücks erlaubt.
In dem vorliegenden Beispiel gibt, wie vorstehend beschrieben, jede der Sequenzausführungseinheiten 24 die Anforderung für den nächsten Prozess aus, bevor der derzeitige Prozess fertiggestellt ist. Deshalb ist, selbst wenn das vorhergehende Werkstück den Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks nicht erreicht, eine Möglichkeit vorhanden, dass die Nutzungsanforderung REQnm für den Durchlaufbestimmungsprozesszählwert CNTs des vorhergehenden Werkstücks ausgegeben wird. Deshalb erreicht in dem vorliegenden Beispiel, wenn CNTp < CNTs ist (Nein in Schritt S242), wie in 15 gezeigt ist, der Prozesszählwert des vorhergehenden Werkstücks (CNTs - 1), und es wird bestätigt, ob die Nutzungsanforderung für CNTs bereits ausgegeben worden ist (S244). Wenn die Nutzungsanforderung für CNTs bereits ausgegeben worden ist, fährt der Prozess zu S208 oder S232* fort, und die Ausgabe der Nutzungsanforderung REQnm ist erlaubt. Dadurch kann die Nutzungsanforderung REQnm früher ausgegeben werden, und eine unnötige Wartezeit des Werkstücks kann reduziert sein. Als ein Ergebnis kann die Produktionseffizienz des Artikels weiter verbessert sein.
Ein weiteres spezifisches Beispiel wird nachstehend beschrieben. 16 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Zellensteuereinheit 10 eines weiteren spezifischen Beispiels. Die Zellensteuereinheit 10 des vorliegenden spezifischen Beispiels unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Zellensteuereinheit 10 darin, dass zwei parallel ausführbare Prozesse aus mehreren Prozessen, die ein Produktionsprogramm bilden, spezifiziert sind und die beiden Prozesse parallel ausgeführt werden, wenn die Zeiten geeignet sind.
Insbesondere kann der Roboter 110 vom Zweihandtyp gleichzeitig zwei Werkstücke halten. Deshalb kann eine Hand ein nachfolgendes Werkstück vor dem Schneiden halten, und die andere Hand kann ein vorhergehendes Werkstück nach dem Schneiden halten. Dann können unter Verwendung eines solchen Roboters 110 vom Zweihandtyp ein Prozess zum Lösen des vorhergehenden Werkstücks von der Maschine und ein Prozess zum Anbringen des nachfolgenden Werkstücks an der Maschine parallel ausgeführt werden. Die Bearbeitungszelle 100 enthält ein Element wie z. B. den Roboter 110 vom Zweihandtyp, das zum gleichzeitigen Zuweisen von zwei oder mehr Werkstücken fähig ist, und kann unter Verwendung eines solchen Elements einen weiteren Prozess für das nachfolgende Werkstück parallel zu einem vorbestimmten Prozess für das vorhergehende Werkstück ausführen. Wenn Prozesse vorhanden sind, die auf diese Weise parallel ausgeführt werden können, ist es möglich, die Zeit durch paralleles Ausführen dieser Prozesse zu verkürzen.
In dem vorliegenden Beispiel werden deshalb zwei parallel ausführbare Prozesse spezifiziert, und zu der Zeit, wenn das nachfolgende Werkstück oder das vorhergehende Werkstück die Ausführung eines der beiden Prozesse anfordert, werden die beiden Prozesse parallel ausgeführt, wenn das vorhergehende Werkstück oder das nachfolgende Werkstück die Ausführung eines der beiden Prozesse anfordert. Um eine solche Operation zu realisieren, enthält, wie in 16 gezeigt, die Zellensteuereinheit 10 des vorliegenden spezifischen Beispiels eine Verbundtabellenspeichereinheit 32, und jede der Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 enthält eine Verbundoperationsbestimmungseinheit 31.
Die Verbundtabellenspeichereinheit 32 speichert eine Verbundtabelle. Die Verbundtabelle ist eine Tabelle, in der ein Paar aus zwei unterschiedlichen Prozessen, die parallel ausgeführt werden können, und einem Betriebsmittelprogramm (nachstehend als ein „Verbundprogramm“ bezeichnet), wenn die beiden Prozesse parallel ausgeführt werden, aufgezeichnet sind. Das Verbundprogramm funktioniert als ein Verbundbefehl, der es dem Arbeitsbetriebsmittel 130 ermöglicht, zwei oder mehr Prozesse auszuführen. 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Verbundtabelle zeigt. In dem Beispiel von 17 sind Identifizierungsinformationen eines Prozesses eines nachfolgenden Werkstücks, Identifizierungsinformationen eines Prozesses eines vorhergehenden Werkstücks, der parallel zu dem Prozess des nachfolgenden Werkstücks ausgeführt werden kann, und Identifizierungsinformationen eines Verbundprogramms, das den beiden Prozessen entspricht, in Zuordnung zueinander gespeichert. Beispielsweise sind in einer ersten Zeile der Verbundtabelle eine Prozessnummer „3“ des nachfolgenden Werkstücks und eine Prozessnummer „8“ des vorhergehenden Werkstücks aufgezeichnet. Ferner ist in der ersten Zeile auch ein Name „RPR003C-W01234“ eines Betriebsmittelprogramms, das erforderlich ist, um den Prozess Nummer „3“ und den Prozess Nummer „8“ parallel auszuführen, aufgezeichnet.
Die Verbundtabelle kann in der Zellensteuereinheit 10 in einem Zustand, in dem sie durch den Betreiber im Voraus erzeugt wird, aufgezeichnet sein. Alternativ kann die Zellensteuereinheit 10 eine Verbundtabelle automatisch erzeugen. In diesem Fall erzeugt der Betreiber im Voraus genaue Konfigurationen der Bearbeitungszelle 100 (beispielsweise die Anzahl und Typen von Händen, die an dem Roboter 110 angebracht sind), Identifizierungsinformationen über eine Hand zum Halten eines Werkstücks in dem Prozess, der den Roboter 110 verwendet, und Identifizierungsinformationen über ein Beförderungsziel oder eines Beförderungsursprungs des Werkstücks in dem Beförderungsprozess des Werkstücks und trägt sie in der Bearbeitungszelle 100 als Vorabinformationen ein. Solche Vorabinformationen können in einer Datei unabhängig von dem Produktionsprogramm aufgezeichnet sein oder können in das Produktionsprogramm integriert sein. Die Zellensteuereinheit 10 kann eine Verbundtabelle basierend auf solchen Vorabinformationen und dem Produktionsprogramm automatisch erzeugen. Alternativ können die vorstehend beschriebenen Vorabinformationen durch einen Dialog zwischen der Zellensteuereinheit 10 und dem Betreiber gesammelt werden, und die Zellensteuereinheit 10 kann eine Verbundtabelle erzeugen.
Wie in 16 gezeigt ist, enthält jede der Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 die Verbundoperationsbestimmungseinheit 31. Die Verbundoperationsbestimmungseinheit 31 referenziert die Verbundtabelle, bestimmt, ob die Prozesse integriert sind, und weist, wenn die Prozesse integriert sind, das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 an, ein Verbundprogramm, in dem zwei Prozesse integriert sind, auszuführen. Die 18 und 19 sind Ablaufpläne, die einen Verarbeitungsablauf der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, die die Verbundoperationsbestimmungseinheit 31 enthält, zeigen.
Ähnlich zu den Verarbeitungsabläufen der 11 und 12 wartet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zuerst, bis das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 frei wird (S300), und wählt eine Nutzungsanforderung REQnm aus mehreren empfangenen Nutzungsanforderungen in einem Fall eines freien Zustands aus (S302). Dann sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Berechtigungsmeldung ACKnm zu der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n, die die Nutzungsanforderung REQnm ausgibt (S304). Wenn der Befehl von der Sequenzausführungseinheit 24, die die Berechtigungsmeldung ACKnm empfangen hat, gesendet wird (Ja in S306), spezifiziert die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Prozessnummer parallel zu dem Prozess, der durch den Befehl CMNnm angegeben ist, und sucht nach einer Nutzungsanforderung REQkm, die der Prozessnummer entspricht, aus den mehreren empfangenen Nutzungsanforderungen (S330). Als ein Ergebnis der Suche fährt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 bei Empfangen der Nutzungsanforderung REQkm, die den Prozess betrifft, der parallel ausgeführt werden kann (Ja in S332), zu Schritt S334 fort. Bei Nichtempfangen der Nutzungsanforderung REQkm führt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 andererseits die Schritte S308 bis S314 aus. Die Inhalte der Schritte S308 bis S316 sind gleich denen der Schritte S308 bis S316 in den 11 und 12, und somit werden sie hier nicht beschrieben.
In Schritt S334 sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eine Berechtigungsmeldung ACKkm zu einer k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k. Deshalb ist es an diesem Punkt sowohl der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n als auch der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k erlaubt, das entsprechende Arbeitsbetriebsmittel 130 zu nutzen. Indessen wird an diesem Punkt der Befehl CMNnm der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n empfangen, aber der Befehl CMNkm der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k wird nicht empfangen, so dass die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 wartet, bis der Befehl CMNkm von der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k ankommt (S336).
Wenn sowohl der Befehl CMNnm als auch der Befehl CMNkm erhalten werden (Ja in S336), referenziert die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Verbundtabelle und setzt die beiden Befehle CMNnm und CMNkm in einen Verbundbefehl CMD1 um (S338). Der Verbundbefehl CMD1 enthält Identifizierungsinformationen des Verbundprogramms. Die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 sendet den Verbundbefehl CMD1 zu dem entsprechenden Arbeitsbetriebsmittel 130 (S340). Danach führt das Arbeitsbetriebsmittel 130 sowohl den durch die n-te Sequenzausführungseinheit 24_n angeforderten Prozess als auch den durch die k-te Sequenzausführungseinheit 24_k angeforderten Prozess parallel aus.
Die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 wartet, bis eine Fertigstellungsmeldung DONE1 von dem Arbeitsbetriebsmittel 130 gesendet wir (S342). Bei Empfangen der Fertigstellungsmeldung DONE1 sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eine Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n und sendet eine Fertigstellungsmeldung DONEkm zu der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k.
Wenn die Ausführung eines Prozesses fertiggestellt ist, bestätigt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, ob eine Anweisung vorhanden ist, das Arbeitsbetriebsmittel 130 freizugeben (S346 bis S350). Dann, wenn weder die n-te Sequenzausführungseinheit 24_n noch die k-te Sequenzausführungseinheit 24_k eine Anweisung erteilen, das Arbeitsbetriebsmittel 130 freizugeben (Nein in S346 und Nein in S348), kehrt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zu Schritt S336 zurück und wiederholt die nachfolgende Verarbeitung. Wenn andererseits keine Freigabeanweisung von der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n vorhanden ist, jedoch eine Freigabeanweisung von der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k vorhanden ist (Nein in S346 und Ja in S348), kehrt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zu Schritt S306 zurück und wiederholt die nachfolgende Verarbeitung. Ferner fährt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26, wenn sowohl die n-te Sequenzausführungseinheit 24_n als auch die k-te Sequenzausführungseinheit 24_k eine Freigabeanweisung erteilen (Ja in S346 und Ja in S350), zu Schritt S316 fort und gibt das Arbeitsbetriebsmittel 130 frei. Ferner fährt die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zu Schritt S306 fort, wenn eine Freigabeanweisung von der n-ten Sequenzausführungseinheit 24_n vorhanden ist, jedoch keine Freigabeanweisung von der k-ten Sequenzausführungseinheit 24_k vorhanden ist (Ja in S346 und Nein in S350). In Schritt S306 ist der „Befehl CMNnm“ beschrieben, in diesem Fall wird jedoch „m“ durch „n“ ersetzt, und die Verarbeitung fährt fort.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich ist, werden gemäß dem vorliegenden Beispiel zwei Prozesse parallel ausgeführt, solange die Zeiten geeignet sind. Als ein Ergebnis kann die Zeit, die für die Produktion des Artikels erforderlich ist, weiter verkürzt sein, und die Produktionseffizienz kann weiter verbessert sein. In diesem Fall kann die Sequenzausführungseinheit 24 die in den 7 bis 9 gezeigte Verarbeitung ausführen oder kann die in den 13 bis 15 gezeigte Verarbeitung ausführen. Wenn die Sequenzausführungseinheit 24 die in den 13 bis 15 gezeigte Verarbeitung ausführt, verlängert sich die Zeit, bis der Befehl CMNnm empfangen wird (S306), nachdem die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 die Berechtigungsmeldung ACKnm zu dem vorhergehenden Werkstück ausgibt (S304). Deshalb steigt die Wahrscheinlichkeit für das Empfangen der Nutzungsanforderung REQkm des nachfolgenden Werkstücks in der Zwischenzeit an. Als ein Ergebnis steigt die Wahrscheinlichkeit, wenn die Sequenzausführungseinheit 24 die in den 13 bis 15 gezeigte Verarbeitung ausführt, an, dass zwei Prozesse parallel ausgeführt werden können, so dass die Produktionseffizienz zuverlässiger verbessert sein kann.
Die 20 bis 22 sind Diagramme, die Ergebnisse zeigen, die durch Simulationsalgorithmen der Zellensteuereinheit 10, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart ist, erhalten werden. In der Simulation sind die Algorithmen der 13 bis 15 als die Sequenzausführungseinheit 24 eingesetzt, und die Algorithmen der 18 und 19 sind als die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 eingesetzt. Die 20 bis 22 zeigen einen Übergang des Prozesses im Verlauf der Zeit jedes Werkstücks, unter der Annahme, dass der Prozess nach unten fortschreitet und die Zeit nach rechts fortschreitet. Eine „Standardausführungszeit“ gibt eine Standardausführungszeit jedes Prozesses an, wenn eine Zeile von einer Tabellenkalkulation als eine Zeiteinheit betrachtet wird. Deshalb kann, wenn die Zeit (Anzahl von Zellen), in der sich das Werkstück in der Zeile eines Prozesses befindet, die Standardausführungszeit überschreitet, kann gesagt werden, dass das Werkstück darauf wartet, dass das Arbeitsbetriebsmittel, das in dem nächsten Prozess zu verwenden ist, verfügbar wird. In der folgenden Beschreibung wird ein j-tes Werkstück eines i-ten Gegenstands als ein „Werkstück Wij“ bezeichnet. Deshalb ist ein zweites Werkstück eines ersten Gegenstands als „Werkstück W12“ bezeichnet, und ein drittes Werkstück eines zweiten Gegenstands ist als „Werkstück W23“ bezeichnet.
20 zeigt einen Zustand, in dem vier erste Gegenstände durch die erste Maschine 102 bearbeitet werden und vier zweite Gegenstände durch die zweite Maschine 104 bearbeitet werden. In dem Beispiel wird die Nutzungsanforderung zu dem Roboter 110 in der Reihenfolge aus Werkstück W11, Werkstück W21, Werkstück W12 und Werkstück W22 ausgegeben. Als ein Ergebnis wird, wie in 20 gezeigt ist, das Werkstück W11 zuerst produziert und wird durch den Roboter 110 an der ersten Maschine 102 angebracht. Dann wird zur Zeit 7, wenn der Roboter 110 frei wird, der Roboter 110 dem Werkstück W21 zugewiesen, und die Produktion des Werkstücks W21 wird gestartet. Ähnlich wird der Roboter 110 dem Werkstücke WW12 zur Zeit 12 zugewiesen und wird dem Werkstücke W22 zur Zeit 27 zugewiesen, und dadurch wird die Produktion jedes der Werkstücke gestartet. Dann wird über die Ausführungssequenz der jeweiligen Werkstücke durch die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 entschieden, so dass die entsprechenden Werkstücke nicht miteinander konkurrieren.
Beispielsweise wartet das Werkstück W12 ununterbrochen bis zur Zeit 23, weil ein Prozess „3“ zur Zeit 14 fertiggestellt ist, jedoch die erste Maschine 102, die in einem nächsten Prozess „4“ verwendet wird, durch das vorhergehende Werkstück W11 besetzt ist. Zusätzlich werden zur Zeit 24 ein Prozess „4“ des Werkstücks W12 und ein Prozess „9“ des Werkstücks W11 gemäß der Verbundtabelle integriert und parallel ausgeführt.
21 zeigt ein Simulationsergebnis, wenn eine Standardausführungszeit eines Prozesses „13: Werkstückreinigung“ länger als diejenige in 20 ist. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass vor der Werkstückreinigungseinheit 116 ein Stau von Werkstücken auftritt. Als ein Ergebnis ist die maximale geladene Anzahl Wnow, die gleichzeitig in die Bearbeitungszelle 100 zu laden sind, in dem Beispiel von 20 „4“, steigt jedoch in dem Beispiel von 21 auf „5“ an.
22 zeigt ein Simulationsergebnis, wenn der Prozess, der die erste Maschine 102 nutzt, und der Prozess, der die zweite Maschine 104 nutzt, in Reihe verbunden sind. Mit anderen Worten zeigt 22 ein Simulationsergebnis, wenn ein Werkstück sowohl dem Schneiden mit der ersten Maschine 102 als auch dem Schneiden mit der zweiten Maschine 104 unterzogen wird. Selbst in diesem Fall ist zu sehen, dass über die Konkurrenz zwischen den Werkstücken durch die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 entschieden wird, um mehrere Werkstücke effizient zu produzieren.
Als Nächstes wird noch ein weiteres spezifisches Beispiel beschrieben. 23 ist ein Diagramm, das eine Teilkonfiguration einer Zellensteuereinheit 10 eines weiteren spezifischen Beispiels zeigt. Die Zellensteuereinheit 10 unterscheidet sich von der Zellensteuereinheit 10 in 2 hinsichtlich dessen, dass sie eine Wiederholungsbestimmungseinheit 34 enthält. Die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 überwacht einen Status des durch jede der Sequenzausführungseinheiten 24 ausgeführten Prozesses und gibt einen Wiederholungsbefehl RTRn aus, der die Sequenzausführungseinheit 24 anweist, den Prozess erneut auszuführen, wenn bestimmt wird, dass eine Anomalie in dem Prozess auftritt. Das Vorhandensein oder Fehlen der Anomalie kann basierend auf der verstrichenen Zeit seit dem Start jedes Prozesses bestimmt werden oder kann basierend auf einem Fehlersignal ERRm von dem Arbeitsbetriebsmittel 130 bestimmt werden.
Wenn das Vorhandensein oder Fehlen der Anomalie basierend auf der verstrichenen Zeit bestimmt wird, enthält die Zellensteuereinheit 10 ferner eine Ausführungszeitsammeleinheit 36. Die Ausführungszeitsammeleinheit 36 sammelt einen Ausführungsstatus jedes Prozesses aus den mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 und erzeugt eine Standardausführungszeittabelle, in der eine Standardausführungszeit jedes Prozesses basierend auf den gesammelten Daten aufgezeichnet ist. Insbesondere ist jede der mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 mit einer Prozesszähler 30 ausgestattet, der die derzeitige Prozessanzahl zählt. Der Prozesszähler 30 gibt die Zähldaten COUNTn zu der Ausführungszeitsammeleinheit 36 aus, wenn er hochzählt. Die Zähldaten COUNTn enthalten Identifizierungsinformationen der Sequenzausführungseinheit 24, die die Zähldaten COUNTn ausgibt, und den aktuellen Prozesszählwert CNT. Die Ausführungszeitsammeleinheit 36 misst eine Hochzählintervallzeit für jeden Prozess und speichert sie als eine Ausführungszeit des Prozesses. In dem vorliegenden Beispiel führen die mehreren Sequenzausführungseinheiten 24 das gleiche Produktionsprogramm aus, während sie die Zeit verschieben. Deshalb können mehrere Ausführungszeiten für einen Prozess erhalten werden. Die Ausführungszeitsammeleinheit 36 berechnet einen repräsentativen Wert, der durch Ausführen statistischer Verarbeitung auf den mehreren für einen Prozess erhaltenen Ausführungszeiten erhalten wird, wie z. B. einen Mittelwert oder einen Zwischenwert, als eine Standardausführungszeit des Prozesses. Dann erzeugt die Ausführungszeitsammeleinheit 36 eine Standardausführungszeittabelle, in der der Fortschritt und die Standardausführungszeit, die dem Prozess entsprechen, in Zuordnung zueinander aufgezeichnet sind, und gibt die Standardausführungszeittabelle zu der Wiederholungsbestimmungseinheit 34 aus.
Die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 überwacht die verstrichene Zeit ab dem Start jedes der mehreren Prozesse und bestimmt, dass eine Anomalie auftritt, wenn die verstrichene Zeit eine zulässige Ausführungszeit, die basierend auf der Standardausführungszeit bestimmt ist, übersteigt. Die Zähldaten COUNTn werden ebenfalls in die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 eingegeben, um die verstrichene Zeit ab dem Start des Prozesses zu messen. Die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 misst die verstrichene Zeit nach dem Hochzählen mit einem internen Zeitgeber. Ferner ist die zulässige Ausführungszeit nicht besonders eingeschränkt, sofern sie länger ist als die Standardausführungszeit. Beispielsweise ist die zulässige Ausführungszeit das Doppelte oder mehr der Standardausführungszeit. Wenn die verstrichene Zeit eines Prozesses die zulässige Ausführungszeit eines solchen Prozesses übersteigt, bestimmt die Wiederholungsbestimmungseinheit 34, dass eine gewisse Anomalie in der Ausführung eines solchen Prozesses aufgetreten ist.
In dem vorstehenden Beispiel wird das Hochzählintervall des Prozesszählers 30 als eine Prozessausführungszeit erfasst. Das Hochzählintervall enthält jedoch nicht nur eine Arbeitszeit (das heißt, eine Zeit bis das DONEnm empfangen wird, ab der Ausgabe des CMNnm), in der das Arbeitsbetriebsmittel 130 tatsächlich den Prozess ausführt, sondern auch eine Anforderungswartezeit bis die Berechtigungsmeldung ACKnm erhalten wird nachdem die Nutzungsanforderung REQnm ausgegeben wird, um den nächsten Prozess auszuführen. Wenn eine solche Anforderungswartezeit in der Programmablaufausführungszeit enthalten ist, kann das Vorhandensein oder Fehlen einer Anomalie des Prozesses in einigen Fällen genau bestimmt werden. Deshalb kann anstelle der Hochzählintervallzeit die Arbeitszeit bis die DONEnm empfangen wird ab der Ausgabe des CMNnm als die Prozessausführungszeit behandelt werden. In diesem Fall sendet die Sequenzausführungseinheit 24 die Zähldaten COUNTn zu der Zeit des Hochzählens des Prozesszählers 30 und die Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Zeit des Empfangens der Fertigstellungsmeldung DONEnm zu der Ausführungszeitsammeleinheit 36 und der Wiederholungsbestimmungseinheit 34. Die Ausführungszeitsammeleinheit 36 und die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 behandeln die Zeit ab dem Empfang der Zähldaten COUNTn bis zu dem Empfang der Fertigstellungsmeldung DONEnm als die Programmablaufausführungszeit.
Zusätzlich kann die Wiederholungsbestimmungseinheit 34 bestimmen, dass eine Anomalie in der Ausführung des Prozesses aufgetreten ist, selbst wenn das Fehlersignal ERRm aus dem Arbeitsbetriebsmittel 130 ausgegeben wird, zusätzlich dem zu oder anstelle des Falls, in dem die verstrichene Zeit ab dem Start des Prozesses die zulässige Ausführungszeit übersteigt. Dann gibt die Wiederholungsbestimmungseinheit 34, wenn bestimmt wird, dass die Anomalie in der Ausführung des Prozesses aufgetreten ist, einen Wiederholungsbefehl RTRn zu der Sequenzausführungseinheit 24, die den Prozess ausführt, aus.
Die Sequenzausführungseinheit 24, die den Wiederholungsbefehl RTRn empfangen hat, annulliert den Befehl CMNnm für das Arbeitsbetriebsmittel 130, der derzeit ausgegeben wird, und führt dann einige der Prozesse erneut aus. Hier kann der Prozess, der erneut auszuführen ist, nur der Prozess sein, in dem die Anomalie aufgetreten ist, oder kann ab dem Prozess vor dem Prozess, in dem die Anomalie aufgetreten ist, erneut ausgeführt werden. Beispielsweise wenn eine Anomalie während der Ausführung des Prozesses „2“ auftritt und der Wiederholungsbefehl RTRn empfangen wird, annulliert die Sequenzausführungseinheit 24 den Befehl CMNnm, der zu dem Prozess „2“ gehört, und kann dann den Befehl CMNnm zur Ausführung des Prozesses „2“ von Beginn an erneut zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 ausgeben.
Alternativ kann ein Wiederholungspunkt für jeden Prozess eingestellt sein, zu dem zurückzukehren ist, wenn die Anomalie auftritt, und wenn die Anomalie auftritt, kann ein Prozess, der durch den Wiederholungspunkt angegeben ist, erneut ausgeführt werden. 24 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms mit hinzugefügtem Wiederholungspunkt zeigt. In 24 gibt „1“ in einer „Wiederholungspunkt“-Spalte einen Prozess an, der als ein Wiederholungspunkt funktioniert. Wenn der Wiederholungsbefehl RTRn empfangen wird, geht die Sequenzausführungseinheit 24 zu einem unmittelbar vorhergehenden Wiederholungspunkt zurück und führt den Prozess erneut aus.
Beispielsweise annulliert die Sequenzausführungseinheit 24, wenn sie den Wiederholungsbefehl RTRn während der Ausführung eines Prozesses „5“ empfängt, einen Befehl CMNnm für den Prozess „5“. Danach referenziert die Sequenzausführungseinheit 24 das Produktionsprogramm und bestätigt die „Wiederholungspunkt“-Spalte des Prozesses „5“. In dem Beispiel von 24 ist in der „Wiederholungspunkt“-Spalte des Prozesses „5“ nicht „1“ aufgezeichnet. Deshalb geht die Sequenzausführungseinheit 24 in diesem Fall zu einem vorhergehenden Prozess „4“ zurück und bestätigt einen „Wiederholungspunkt“ davon. Da der „Wiederholungspunkt“ von Prozess „4“ als „1“ aufgezeichnet ist, bestimmt die Sequenzausführungseinheit 24, dass der Prozess „4“ ein Wiederholungspunkt ist, und führt den Prozess ab dem Prozess „4“ erneut aus. Mit anderen Worten gibt die Sequenzausführungseinheit 24 einen Befehl CMNnm und eine Nutzungsanforderung REQnm, die zum erneuten Ausführung des Prozesses „4“ erforderlich sind, aus. Ferner dekrementiert die Sequenzausführungseinheit 24, wenn sie zu dem Prozess auf diese Weise zurückgeht, den Wert des Prozesszählwerts CNT um die Anzahl von Prozessen, die sie zurückgeht.
Wie vorstehend beschrieben weist das vorliegende Beispiel eine Konfiguration auf, in der das Vorhandensein oder Fehlen der Anomalie in der Ausführung des Prozesses überwacht wird, und wenn die Anomalie auftritt, ein oder mehrere Prozesse, die den Prozess, in dem die Anomalie auftritt, enthalten, erneut ausgeführt werden. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, leicht mit der Anomalie umzugehen, ohne das Steuerprogramm der Zellensteuereinheit 10 zu ändern.
Abhängig von dem Inhalt des Prozesses kann der Prozess jedoch nicht erneut ausgeführt werden, sofern nicht das Arbeitsbetriebsmittel 130 eine spezielle Rückkehroperation ausführt. Deshalb wird anstelle eines normalen Prozesses zur Ausführung, wenn keine Anomalie auftritt, ein Alternativprozess, der auszuführen ist, wenn der Prozess erneut ausgeführt wird, im Voraus vorbereitet, und der Alternativprozess kann ausgeführt werden, wenn der Wiederholungsbefehl RTRn empfangen wird. 25 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Produktionsprogramms, in dem ein Alternativprozess hinzugefügt ist, zeigt. In dem Beispiel von 25 ist eine Spalte „Alternativprozess“ dem Produktionsprogramm hinzugefügt. Die Nummer des Alternativprozesses, der zur Zeit der erneuten Ausführung auszuführen ist, ist in der Spalte „Alternativprozess“ beschrieben. Ferner ist eine Zeile des Alternativprozesses dem Produktionsprogramm hinzugefügt. In der Zeile des Alternativprozesses ist ein alternatives Betriebsmittelprogramm aufgezeichnet, das in dem Alternativprozess auszuführen ist.
Bei Empfangen des Wiederholungsbefehls RTRn bestätigt die Sequenzausführungseinheit 24 eine „Alternativprozessnummer“, die dem derzeit ablaufenden Prozess entspricht, und wenn keine „Alternativprozessnummer“ vorhanden ist, führt sie den derzeit ablaufenden Prozess unverändert erneut aus. Andererseits führt die Sequenzausführungseinheit 24, wenn die „Alternativprozessnummer“ definiert ist, das alternative Betriebsmittelprogramm, das in der Zeile der Alternativprozessnummer beschrieben ist, aus.
In dem Beispiel von 25 ist die Alternativprozessnummer in einem Prozess „7“ nicht definiert. Deshalb führt die Sequenzausführungseinheit 24 bei Empfangen des Wiederholungsbefehls RTRn zur Zeit der Ausführung des Prozesses „7“ den Prozess „7“ unverändert erneut aus. Andererseits ist in dem Beispiel von 25 „100800“ als eine Alternativprozessnummer in einem Prozess „8“ definiert. Deshalb führt die Sequenzausführungseinheit 24 bei Empfangen des Wiederholungsbefehls RTRn zur Zeit der Ausführung des Prozesses „8“ den Prozess „8“ nicht erneut aus, sondern führt einen Alternativprozess „100800“ aus. Mit anderen Worten gibt die Sequenzausführungseinheit 24 ein alternatives Betriebsmittelprogramm, das in einer Zeile des Alternativprozesses „100800“ definiert ist, zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 als einen Befehl CMNnm aus. Auf diese Weise ist es möglich, mit der Anomalie durch Einstellen des Alternativprozesses im Voraus zuverlässiger umzugehen.
Ein weiteres spezifisches Beispiel wird nachstehend mit Bezug auf 26 beschrieben. Eine Zellensteuereinheit 10 in 26 unterscheidet sich von der Zellensteuereinheit 10 in 23 hinsichtlich dessen, dass sie ferner eine Werkstücküberspringausführungseinheit 38 aufweist. Die Werkstücküberspringausführungseinheit 38 führt einen definierten Werkstücküberspringprozess aus und verwirft das Werkstück, wenn bestimmt wird, dass es schwierig ist, eine Anomalie zu eliminieren.
Mit anderen Worten weist die Wiederholungsbestimmungseinheit 34, wenn das Auftreten der Anomalie detektiert wird, die Sequenzausführungseinheit 24 an, die Wiederholung zum Ausführen des normalen Prozesses oder des Alternativprozesses auszuführen. Wenn jedoch ein Problem mit dem Werkstück vorhanden ist, kann die Anomalie nicht eliminiert werden, selbst wenn eine solche Wiederholung wiederholt wird. Wenn eine solche Situation so gelassen wird, kann das nachfolgende Werkstück nicht mit dem Prozess fortfahren, was zu einem Stillstand führt.
Deshalb zählt die Werkstücküberspringausführungseinheit 38 die Anzahl der Vorgänge, in denen der Wiederholungsbefehl RTRn für den gleichen Prozess fortwährend zu der gleichen Sequenzausführungseinheit 24 ausgegeben wird, als die Anzahl aufeinanderfolgender Wiederholungen. Dann wird, wenn die Anzahl der aufeinanderfolgenden Wiederholungen eine im Voraus definierte zulässige Anzahl erreicht, wird der definierte Werkstücküberspringprozess ausgeführt.
In dem Werkstücküberspringprozess gibt die Werkstücküberspringausführungseinheit 38 einen Zwangsbefehl CMDsm zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 aus, der dem entspricht, dass es erforderlich ist, dass das Arbeitsbetriebsmittel 130 das Werkstück, in dem die Anomalie auftritt, als ein NG-Produkt zu einem Verwurfsort befördert. Hier gibt die Werkstücküberspringausführungseinheit 38, wenn die mehreren Arbeitsbetriebsmittel 130 zum Befördern zu dem Verwurfsort erforderlich sind, den Befehl CMDsm zu den mehreren Betriebsmittelentscheidungseinheiten 26 aus. Bei Empfangen des Befehls CMDsm sendet die Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 den Befehl zu dem entsprechenden Arbeitsbetriebsmittel 130. Dann wird, wenn das Arbeitsbetriebsmittel 130 gemäß dem Befehl CMDsm arbeitet, das Werkstück, in dem die Anomalie auftritt, zu dem Verwurfsort befördert. Wenn die Verwurfsoperation fertiggestellt ist, das heißt, wenn die Fertigstellungsmeldung DONEsm von der Betriebsmittelentscheidungseinheit 26 zu der Werkstücküberspringausführungseinheit 38 zurückgegeben wird, gibt die Werkstücküberspringausführungseinheit 38 einen Rücksetzbefehl RSTn zu der Sequenzausführungseinheit 24, die die Produktion des verworfenen Werkstücks managt, aus. Bei Empfangen des Rücksetzbefehls RSTn setzt die Sequenzausführungseinheit 24 den Wert des Prozesszählers 30 zurück und meldet an die Produktionsmanagementeinheit 22, dass das verworfene Werkstück aufgetreten ist. Danach wartet die Sequenzausführungseinheit 24, bis ein neuer Werkstückladebefehl empfangen wird. Andererseits dekrementiert die Produktionsmanagementeinheit 22 bei Empfangen der Verwurfsmeldung des Werkstücks den Wert der geladenen Anzahl Wnow der von ihr selbst gemanagten Werkstücke.
Wie vorstehend beschrieben werden in dem spezifischen Beispiel, wenn die Anzahl von fortwährenden Wiederholungen eine zulässige Anzahl erreicht, die Werkstücke, in denen die Anomalie auftritt, zwangsweise verworfen, während andere Werkstücke, in denen keine Anomalie auftritt, kontinuierlich mit dem Produktionsprogramm normal ausgeführt werden. Mit anderen Worten ist es gemäß dem vorliegenden Beispiel nicht notwendig, einen Wiederherstellungsprozess für andere Werkstücke, in denen keine Anomalie auftritt, zu konstruieren, Mannstunden für die Konstruktion des Überspringens von Werkstücken können signifikant reduziert werden, und Konstruktionsfehler des Prozesses können verhindert werden.
Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen sind Beispiele, und andere Konfigurationen können soweit erforderlich geändert werden, solange die Zellensteuereinheit 10 den Betrieb der Bearbeitungszelle 100 basierend auf dem Produktionsprogramm, in dem ein oder mehrere Prozesse, die zum Produzieren nur eines Zielgegenstands in der Bearbeitungszelle 100 erforderlich sind, aufgezeichnet sind, steuert.
Bezugszeichenliste

10: Zellensteuereinheit
12: Prozessor
14: Speicher
16: Kommunikations-I/F
18: Eingabevorrichtung
20: Ausgabevorrichtung
22: Produktionsmanagementeinheit
24: Sequenzausführungseinheit
26: Betriebsmittelentscheidungseinheit
28: Speichereinheit für gegenstandsspezifisches Produktionsprogramm
30: Prozesszähler
31: Verbundoperationsbestimmungseinheit
32: Verbundtabellenspeichereinheit
34: Wiederholungsbestimmungseinheit
36: Ausführungszeitsammeleinheit
38: Werkstücküberspringausführungseinheit
100: Bearbeitungszelle
102: erste Maschine
104: zweite Maschine
106: Hauptspindel
108: Unterspindel
110: Roboter
111: Hand
112: Handlager
114: Klemmbackenlager
116: Werkstückreinigungseinheit
118: Werkstückmessvorrichtung
120: provisorischer Ablagetisch
122: Einbringpalette
124: Herausnahmepalette
130: Arbeitsbetriebsmittel.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020188984 [0001]
JP H06277990 A [0007]
JP 2004185228 A [0008]

Claims

Zellensteuereinheit zum Steuern eines Betriebs einer Bearbeitungszelle, die zwei oder mehr Maschinen und einen oder mehrere Roboter als Arbeitsbetriebsmittel enthält, wobei die Zellensteuereinheit konfiguriert ist, den Betrieb der Bearbeitungszelle basierend auf einem Produktionsprogramm, in dem ein oder mehrere Prozesse aufgezeichnet sind, die zur Zeit der Produktion nur eines Artikels eines entsprechenden Gegenstands in der Bearbeitungszelle auszuführen sind, unter vorbereiteten Produktionsprogrammen, die einem oder mehreren Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle produziert werden, entsprechen.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 1, die umfasst: eine oder mehrere Produktionsmanagementeinheiten, die so vorgesehen sind, dass sie der einen oder den mehreren Gegenständen, die in der Bearbeitungszelle produziert werden, entsprechen, und konfiguriert sind, das Laden eines neuen Werkstücks in die Bearbeitungszelle zu befehlen, um einen Artikel eines entsprechenden Gegenstands zu produzieren; mehrere Sequenzausführungseinheiten, die konfiguriert sind, den einen oder die mehreren Prozesse, die in dem Produktionsprogramm aufgezeichnet sind, sequenziell auszuführen, wenn sie den Befehl zum Laden erhalten; und mehrere Betriebsmittelentscheidungseinheiten, die entsprechend den mehreren Arbeitsbetriebsmitteln vorgesehen sind, wobei die Sequenzausführungseinheit die Betriebsmittelentscheidungseinheit als ein Arbeitsbetriebsmittel betrachtet, das der Betriebsmittelentscheidungseinheit zugeordnet ist, und einen Befehl für das Arbeitsbetriebsmittel zu der Betriebsmittelentscheidungseinheit sendet, und die Betriebsmittelentscheidungseinheit über die Zeit entscheidet, zu der jede der mehreren Sequenzausführungseinheiten das der Betriebsmittelentscheidungseinheit zugeordnete Arbeitsbetriebsmittel nutzt.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 2, wobei die Sequenzausführungseinheit, bevor die Ausführung eines aktuellen Prozesses fertiggestellt ist, eine Nutzungsanforderung für ein Arbeitsbetriebsmittel, das in einem nächsten Prozess neu erforderlich ist, zu der dem Arbeitsbetriebsmittel zugeordneten Betriebsmittelentscheidungseinheit ausgibt.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Roboter einen oder mehrere Montageabschnitte enthält, an dem Hände montiert sind, die Sequenzausführungseinheit einen Durchlaufbestimmungsprozess eines vorhergehenden Werkstücks, der einem derzeitigen Prozess entspricht, spezifiziert, wenn ein neuer Roboter in einem nächsten Prozess erforderlich ist, und eine Nutzungsanforderung für den Roboter bezüglich des nächsten Prozesses ausgibt, nachdem eine weitere Sequenzausführungseinheit zum Ausführen eines Produktionsprozesses eines vorhergehenden Werkstücks startet, den Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks auszuführen oder eine Nutzungsanforderung für einen Roboter bezüglich des Durchlaufbestimmungsprozesses des vorhergehenden Werkstücks ausgibt, und wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, gleich einem Montageabschnitt ist, der in einem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel zur erneuten Nutzung des Roboters verwendet wird, der Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks der nächste Betriebsmittelaufrufprozess ist, und wenn der Montageabschnitt, der in dem nächsten Prozess verwendet wird, von dem Montageabschnitt, der in dem Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel verwendet wird, verschieden ist oder wenn der Aufrufprozess für das nächste Betriebsmittel nicht existiert, der Durchlaufbestimmungsprozess des vorhergehenden Werkstücks der nächste Prozess ist.
Zellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, die ferner umfasst eine Verbundtabellenspeichereinheit, die konfiguriert ist, eine Verbundtabelle zu speichern, in der zwei oder mehr parallel ausführbare Prozesse aus mehreren Prozessen, die das Produktionsprogramm bilden, und ein Verbundbefehl, der dem Arbeitsbetriebsmittel erlaubt, die zwei oder mehr Prozesse parallel auszuführen, aufgezeichnet sind, wobei wenn die Betriebsmittelentscheidungseinheit Ausführungsbefehle für die zwei oder mehr Prozesse, die parallel ausführbar sind, von den zwei oder mehr voneinander verschiedenen Sequenzausführungseinheiten empfängt, sie die Ausführungsbefehle für die zwei oder mehr Prozesse in den Verbundbefehl basierend auf der Verbundtabelle umsetzt und den Verbundbefehl zu dem Arbeitsbetriebsmittel ausgibt.
Zellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, die die zwei oder mehr Produktionsmanagementeinheiten umfasst, die unabhängig voneinander arbeiten, wobei die Zellensteuereinheit ermöglicht, dass die Bearbeitungszelle Artikel der zwei oder mehr Gegenstände parallel produziert.
Zellensteuereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, die ferner umfasst eine Wiederholungsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, das Vorhandensein oder Fehlen einer Anomalie bezüglich der Ausführung des Prozesses zu überwachen und dann, wenn die Anomalie detektiert wird, zum Beginn des Prozesses, in dem die Anomalie detektiert wird, oder zu einem Wiederholungspunkt, der vor dem Beginn des Prozesses eingestellt ist, zurückzukehren, um einen Wiederholungsbefehl zum erneuten Ausführen eines oder mehrerer Prozesse, die den Prozess enthalten, zu der Sequenzausführungseinheit auszugeben.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 7, wobei, wenn ein Alternativprozess für den Prozess, der durch den Wiederholungsbefehl als erneut auszuführen festgelegt ist, definiert ist, die Sequenzausführungseinheit den Alternativprozess ausführt.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Wiederholungsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anomalie auftritt, wenigstens entweder, wenn eine verstrichene Zeit ab einem Start der Ausführung des Prozesses eine vordefinierte zulässige Ausführungszeit übersteigt, oder wenn während der Ausführung des Prozesses ein Fehler aus dem Arbeitsbetriebsmittel ausgegeben wird.
Zellensteuereinheit nach Anspruch 7 oder 8, die ferner umfasst eine Werkstücküberspringausführungseinheit zum Ausführen eines Werkstücküberspringprozesses zum Verwerfen eines aktuellen Werkstücks, wenn eine Anzahl aufeinanderfolgender Ausgaben des Wiederholungsbefehls für den einen Prozess aus der Wiederholungsbestimmungseinheit zu der einen Sequenzausführungseinheit eine vordefinierte zulässige Anzahl übersteigt.