JP2001075932A - ライン制御装置、ライン制御方法及びラインシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各々のワークの処理装置に接続された複数の
制御ユニットをネットワークで接続したラインシステム
において、簡易な構成で、ライン全体の調停をとること
ができるようにする。 【解決手段】 各々の処理装置及び搬送装置に接続され
た複数の制御ユニット４−１〜４−Ｎをシーケンサネッ
トワーク３で接続し、ラインコントローラ１によりバッ
ファを含めたライン全体を制御する。また、ワーク及び
ワークの搬送に関する情報と各処理装置の状態に関する
情報を記憶装置２に記憶するとともに、その記憶情報を
基に任意の制御ユニットに接続されたバッファとその下
流側の制御ユニットに接続されたバッファ間でライン状
態に関する情報を共有する共有メモリを各制御ユニット
に設ける。そして、共有メモリの情報に基づいてライン
動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の処理装置に
よりワークを順次搬送して処理するシステムのライン制
御装置、ライン制御方法及びラインシステムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来の製造ラインシステムの構
成を示すブロック図であり、ここでは加工処理装置とし
て三つのステーション（１〜３）１０１〜１０３がホス
トコンピュータ１０４により制御されている例を示して
いる。

【０００３】ステーション（１）１０１の加工装置と搬
送装置は、第１のラインコントローラ（ＰＬＣ１）１１
１によって管理されており、同様にステーション（２）
１０２の加工装置と搬送装置は、第２のラインコントロ
ーラ（ＰＬＣ２）１１２によって管理され、ステーショ
ン（３）１０３の加工装置と搬送装置は、第３のライン
コントローラ（ＰＬＣ３）１１３によって管理されてい
る。

【０００４】また、これらの第１、第２、及び第３のラ
インコントローラ１１１〜１１３のそれぞれは、各々の
通信回線Ｋ１〜Ｋ３によりホストコンピュータ１０４と
接続されている。そして、ホストコンピュータ１０４
は、第１、第２、及び第３のラインコントローラ１１１
〜１１３のそれぞれを介して、あるタイミングで各ワー
クのトラッキングデータ、品質データを収集、管理し、
また全体のライン状態を監視し、状況に応じて各装置へ
のワークの投入、排出、バッファリング指示及び再投入
指示や中止指示を出している。

【０００５】このように、全体のライン内の調停動作指
示等をホストコンピュータ１０４が司る構成となってお
り、これによりライン動作がスムーズに行われるように
なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のシステム構成では、管理する装置や設備の
数が増えた場合、ホストコンピュータにはより高い処理
能力が要求される。また、ホストコンピュータと各ライ
ンコントローラとの間の通信の頻度も煩雑になり、しか
も１ワーク当たりの各工程のサイクルタイムが短い場合
には、ホストコンピュータで一元管理することが非常に
難しくなる。更に、ホストコンピュータにおいて、トラ
ッキングデータの収集や全体の設備状態監視による各装
置への作業開始信号（バッファリング指示）、中止信号
（再投入指示）、及び完了信号が集中するので、優先的
に情報を伝達するためにはホストコンピュータと各ライ
ンコントローラとの間に専用の回線等が必要になり、そ
れに伴う処理もかなり煩雑になる。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、各処理装置に接続された制御ユニット間
で状況を判断し、ライン内同期をとることができるよう
に、ライン内の最適な位置へワークを一時収納、投入で
きるバッファを設置し、全体ラインの調停をとることが
できるライン制御装置、ライン制御方法及びラインシス
テムを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るライン制御
装置、ライン制御方法及びラインシステムは、次のよう
に構成したものである。

【０００９】（１）各々のワークの処理装置に接続され
た複数の制御ユニットをネットワークで接続したライン
制御装置であって、前記ワーク及び該ワークの搬送に関
する情報と各処理装置の状態に関する情報を記憶する記
憶手段と、該記憶手段に記憶された情報を基に任意の制
御ユニットに接続されたバッファとその下流側の制御ユ
ニットに接続されたバッファ間でライン状態に関する情
報を共有する共有手段とを備え、該共有手段で共有した
情報に基づいてライン動作を制御するようにした。

【００１０】（２）各々のワークの処理装置に接続され
た複数の制御ユニットをネットワークで接続したシステ
ムのライン制御方法であって、前記ワーク及び該ワーク
の搬送に関する情報と各処理装置の状態に関する情報を
記憶手段に記憶するとともに、該記憶手段に記憶された
情報を基に任意の制御ユニットに接続されたバッファと
その下流側の制御ユニットに接続されたバッファ間でラ
イン状態に関する情報を共有するようにし、該共有した
情報に基づいてライン動作を制御するようにした。

【００１１】（３）各々のワークの処理装置に接続され
た複数の制御ユニットをネットワークで接続したライン
システムであって、前記複数の制御ユニットによりアク
セス可能で前記ワーク及び該ワークの搬送に関する情報
と各処理装置の状態に関する情報を記憶する記憶手段
と、該記憶手段に記憶された情報を基に任意の制御ユニ
ットに接続されたバッファとその下流側の制御ユニット
に接続されたバッファ間でライン状態に関する情報を共
有する共有手段とを備え、該共有手段で共有した情報に
基づいてライン動作を制御するようにした。

【００１２】（４）上記（３）の構成において、制御ユ
ニットは接続している処理装置で処理しているワークに
関する情報を記憶しておき、該情報と下流側の制御ユニ
ットのワークの搬送に関する情報とに基づいてライン動
作を制御するようにした。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る製造ラインシ
ステム全体の基本構成を示すブロック図である。同図に
おいて、１はラインシステム全体を制御するラインコン
トローラで、ワーク及びワーク搬送に関する情報と各処
理装置の状態に関する情報を記憶する記憶装置２が接続
されている。３はシーケンサネットワークで、これに上
記の処理装置を含む複数のステーションが接続されてい
る。

【００１４】上記各ステーションには、各々の処理装置
及び搬送装置に接続された制御ユニットがあり、これら
の制御ユニットがネットワーク３に接続されている。す
なわち、図１中の４−１，４−２，４−３，…４−（Ｎ
−１），４−Ｎは制御ユニット、５−２，５−３，…５
−（Ｎ−１）は加工装置、６−１，６−２，６−３，…
６−（Ｎ−１），６−Ｎは搬送装置、７は本供給ユニッ
ト、８は本収納ユニットである。

【００１５】図２は上記システムの加工ライン構成を示
すブロック図である。同図中、５１，５２及び５３は加
工装置（１〜３）、６０は搬送コンベアー、７０はワー
ク投入ステーション、８０はワーク収納ステーション、
９１，９２はバッファ（１，２）である。

【００１６】ここで、ラインの各装置内にワークが規定
時間以上長時間停滞できないプロセス関係では、例えば
温度等による経時変化（品質変化）が考えられ、内部に
規定時間以上停滞できない装置の下流に一時収納するた
めのバッファを設けており、該バッファ以降の装置でト
ラブルが発生した場合に、“停滞できない装置内のワー
クを救済する”目的でその位置にバッファを設置してい
る。

【００１７】このような目的で設置したバッファは、単
体でも上記の点で効果はあるが、ライン全体でみた場
合、後半でトラブルが発生したときにその情報が上流に
は伝わらなく、バッファ収納可能枚数以降は全ての装置
が満杯になるまで投入が続いてしまう。

【００１８】この場合、途中で他の装置でトラブルが発
生した場合にも、復旧作業に手間がかかるばかりか、ト
ラブル後途中で作業を中止したい場合にも、かなりの作
業手間を多く必要とする。

【００１９】このため、バッファに収納する枚数分以内
で、ライン内に複数台のバッファを設置することが効果
的である。

【００２０】上記バッファの収納動作を行う判断基準
（動作トリガー）としては、下流工程のトラブルによる
ものや、下流バッファが収納動作を行ったときに連動す
る動作がある。また、各バッファが動作を行う判断範囲
は、次の下流バッファとその下流バッファまでの各装置
状態（トラブル等）を見て決められる。そして、その情
報の伝達手段として、装置間を共有メモリタイプのネッ
トワークで接続しており、バッファは次に流れてきたワ
ークが到達する以前に上記の判断基準である動作トリガ
ーをそのネットワークを介して受信した場合は、そのワ
ークを取り込み、自局内のカセットに一時収納する。そ
のとき、収納段数とワークと一緒に流れてくるワーク固
有のデータ（ＩＤ番号等）とをバッファ制御用のＰＬＣ
（プログラマブルコントローラ）内の内部レジスタに順
次記憶していく。

【００２１】また、バッファの収納動作を行った後の排
出動作の判断基準（動作トリガー）としては、例えば各
バッファと上流のバッファまでの各装置にワークがない
ことをネットワーク上の共有メモリの各アドレスで確認
したり、バッファリング動作を行った最下流のバッファ
が排出できる条件がそろった場合（下流工程からの搬入
ＯＫ信号がＯＮした場合）に、最下流バッファから排出
動作を始める。このとき、払い出す段数に応じた上記収
納時にＰＬＣ内の内部レジスタに記憶してあるワーク固
有のデータ（ＩＤ番号等）を決められている共有メモリ
上へワークの払い出しと同時に下流工程へ払い出す。

【００２２】上記構成の製造ラインシステムの装置間
は、図１に示すようにシーケンサネットワーク３で接続
されているが、このシーケンサネットワーク３は、従来
より良く用いられるリング型の共有メモリ方式のもの
で、このネットワーク３に接続されている各ステーショ
ンの制御ユニット４から各自の制御ユニット４の共有メ
モリの特定エリアへの書き込みが可能で、また他の制御
ユニット４の共有メモリの全エリアを読み取ることがで
きるとともに、親局であるラインコントローラ１でも各
制御ユニット４の共有メモリの特定エリアへの書き込み
が可能なネットワークとなっている。また、このネット
ワーク３は、共有メモリ方式のものであればバス型接続
のものでも良い。

【００２３】図３は本実施の形態の制御ユニット４の構
成を示すブロック図であり、図１の各制御ユニット４−
１〜４−Ｎは同じ構成であるものとする。

【００２４】図３において、１１は制御ユニット全体を
制御するマイクロプロセッサ等のＣＰＵ、１２はＣＰＵ
１１により実行される制御プログラムを格納しているプ
ログラムメモリで、通常はＲＯＭで構成されている。１
３はＲＡＭで、ＣＰＵ１１による各種制御の実行時に各
種データを記憶するためのワークエリアとして使用され
るとともに、ネットワーク３及びラインインターフェー
ス１６を介して他の制御ユニットからもアクセスできる
共有メモリ１４のエリアを備えている。

【００２５】１５は入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ・
Ｉ／Ｆ）で、このインターフェース１５を介して加工装
置５及び搬送装置６が接続され、ＣＰＵ１１によりその
動作が制御される。１７は操作盤で、作業者により操作
される各種キースイッチや、ＬＥＤ、表示器等が配置さ
れている。１８は加工装置５及び搬送装置６におけるワ
ークの位置や状態を検出するセンサで、対応する信号を
発生して制御ユニット４に出力している。

【００２６】なお、加工装置５は、搬送装置６からワー
クを受け取って一時的に保持するとともに、加工済みの
ワークを搬送装置６に出力する前に一時的に保持するた
めのバッファを備えている。

【００２７】上記ネットワーク３に接続された各ステー
ションの制御ユニット４の共有メモリ２０４は、他のス
テーション制御ユニットとの間で情報を伝達するために
ワード（１６ビット）単位でデータを記憶するエリア
と、ビット（１ビット）単位でデータを記憶するエリア
とを備えている。更に、各制御ユニット４は、トラッキ
ングデータを記憶して保持するための内部レジスタを有
している。

【００２８】図４はバッファ装置の構成を示す図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【００２９】このバッファ装置は、ワーク収納用のロボ
ットハンド２１、搬送用のコンベアー２２、一時収納用
のカセット２３から構成されている。一時収納用のカセ
ット２３は、運搬用のカセットとしても使用できるよう
に着脱可能な構成となっている。また、２４は減速制御
用のセンサ、２５は位置決め停止用のセンサである。

【００３０】簡単な動作を説明すると、まず上流より搬
送コンベアーによってワークが搬送されてくると、この
バッファ装置内に搬送され、センサ２４がＯＮした時点
で搬送用のコンベアー２２が減速し、位置決め停止用の
センサ２５がＯＮした時点で搬送コンベアー２２が停止
される。

【００３１】そして、位置決め完了後、共有メモリの情
報により動作を判断し、収納の場合には搬送用のコンベ
アー２２の下にあった収納用のロボットハンド２１が上
昇し、ワークを吸着して自装置内のメモリで管理してい
る一時収納用のカセット２３の空エリアに収納する。こ
のとき、基本的にはカセット上段から収納していく。

【００３２】また、払い出し動作の場合はその反対とな
り、下流工程からの払い出し条件がそろった場合にＦ１
Ｆ０にのっとり、カセット上段より収納用のロボットハ
ンド２１で取り出し、搬送用のコンベアー２２上に置
く。この置かれたタイミングで搬送用のコンベアー２２
が回転を始め、下流工程に排出する。

【００３３】図５は本実施形態におけるライン全体のビ
ット・ワードマップを示す図であり、子局側及び親局側
用の全体ビットマップと、子局側用の全体ワードマップ
を一覧表として示している。

【００３４】また、図６及び図７はバッファ（１）のデ
ータ構成を示す図であり、図６はリンクビット情報、図
７はリンクワード情報を示している。同様に、図８及び
図９はバッファ（２）のデータ構成を示す図であり、図
８はリンクビット情報、図９はリンクワード情報を示し
ている。

【００３５】すなわち、図６，８はビット単位でデータ
を記憶している共有メモリ１４のリンクビット情報のデ
ータ構成を示し、図７，９はワード単位でデータを記憶
している共有メモリ１４のリンクワード情報のデータ構
成を示している。なお、各制御ユニット４における共有
メモリ１４のデータフォーマットは同じであり、各ステ
ーション毎にベースアドレスに対応するアドレス分、各
データのアドレスが同一メモリ空間内でシフトして割り
付けられている。

【００３６】例えば、バッファ（１）では、図６に示す
ように、操作盤情報の“自動”は、共有メモリ１４のア
ドレス“Ｂ０Ｆ０Ｈ”番地から３ビット目に設定されて
おり、そのアドレスは“Ｂ０Ｆ３Ｈ”となっている。

【００３７】次に、図１０〜図１２のフローチャートを
用いて、本実施形態におけるバッファ動作を説明する。
このフローチャートに示す制御処理は、図１のラインコ
ントローラ１により予め記憶されたプログラムにしたが
って実行されるものである。

【００３８】最初にバッファの通常動作を説明する。

【００３９】まず、本動作に入る前に、下流工程の状態
チェックを行う（Ｓ１）。このときの下流工程は、自装
置から下流側の次のバッファ（２）までを指す。そし
て、下流バッファ（２）の状態チェックを行う（Ｓ
２）。

【００４０】このとき、下流バッファ（２）の状態に問
題（バッファリング中やトラブル等）がなければ、上流
工程に対して受入準備をし（Ｓ２５）、搬入可能信号の
“搬入可”信号を共有メモリ上に書く（Ｓ２６）。つま
り、Ｂ１１０ＨをＯＮする。その後、上流から流れてき
たワークの情報を上流装置の共有メモリより取り込み、
自装置のメモリに書き込み記憶する（Ｓ２７〜Ｓ３
１）。

【００４１】次に、ワーク及び情報の取り込みが終了し
た時点で、到着信号をＯＮする（Ｓ３２）。そして、上
流工程の排出信号がＯＦＦするまで待ち（Ｓ３３）、Ｏ
ＦＦした時点で到着信号をＯＦＦする（Ｓ３４）。以上
のようにして、上流とシェイクハンドを行う。

【００４２】次に、下流側の搬入可信号を確認し（Ｓ１
７）、ＯＮであれば、自装置の共有メモリにデータをセ
ットし（Ｓ１８）、ワークを排出する（Ｓ１９）。そし
て、センサにより排出を確認し（Ｓ２０）、排出信号が
オンになって（Ｓ２１）、下流工程よりの信号“到着”
がＯＮになれば（Ｓ２２）、読取り完了信号をＯＮにし
て（Ｓ２３）、排出信号をＯＦＦする（Ｓ２４）。

【００４３】次に、バッファの収納動作を説明する。

【００４４】まず、本動作に入る前に、上記と同様下流
工程の状態チェックを行う（Ｓ１）。このときの下流工
程は、自装置から下流側の次のバッファ（２）までを指
す。そして、下流バッファ２の状態チェックを行う（Ｓ
２）。

【００４５】このとき、下流工程で異常が発生していれ
ば、自装置内のメモリエリアにフラグを立て、内容を記
憶する。そして、ワークと情報を自装置内のメモリに取
り込む。

【００４６】すなわち、上流工程に対して受入れ準備完
了であれば（Ｓ３）、上流側に「搬入可」信号を出力し
（Ｓ４）、上流側の基板情報等を共有メモリより自装置
のメモリエリアに取り込み（Ｓ５）、到着信号をＯＮす
る（Ｓ６）。そして、上流工程の排出信号がＯＦＦする
まで待ち（Ｓ７）、ＯＦＦした時点で到着信号をＯＦＦ
し（Ｓ８）、共有メモリにバッファ中信号を立てる（Ｂ
１０ＥＨをＯＮする）（Ｓ９）。

【００４７】次に、自装置搬送部及び上流部にまだワー
クがあるかどうかをチェックする（最終ワーク判断）
（Ｓ１０）。このとき、もし他にワークがあれば、自装
置内のメモリエリア（カセット内容用で、収納段数、ワ
ーク情報を収納）に内容を記憶し（Ｓ１１）、収納カセ
ットへワークを収納する（Ｓ１２）。また、最後のワー
クであれば、自装置内のメモリエリア（カセット内容用
で、収納段数、ワーク情報を収納）に内容を記憶し（Ｓ
１３）、収納カセットへワークを収納した後（Ｓ１
４）、バッファ中フラグをＯＦＦする（Ｓ１５）。

【００４８】次に、カセット内に収納したワークがある
かどうかをチェックする（Ｓ１６）。このとき、もしあ
れば、Ｓ１７〜Ｓ２４の処理のように下流側にワークと
情報を自装置内のメモリから共有メモリをセットし、下
流工程に渡す。

【００４９】以上のような手順で、ライン内のバッファ
は下流装置のトラブル及び下流バッファのバッファリン
グ動作に連動してバッファリング及び投入を始める。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共有メモリを利用してライン内の各処理装置に接続され
た制御ユニット間で同期及びライン情報をとることがで
き、その情報を基にライン動作を制御することができ
る。

【００５１】また、簡易な構成で、複数の制御ユニット
間で処理するワークに関する情報を共有しながら、各処
理装置での処理の同期を取ってワークを処理でき、ライ
ン調停のために一時収納してもその情報を同様に管理で
き、払い出し時に再度同時に排出していくので、情報と
ワークがいつも一緒で移動できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る製造ラインシステム全体の基本
構成を示すブロック図

【図２】 加工ライン構成を示すブロック図

【図３】 制御ユニットの構成を示すブロック図

【図４】 バッファ装置の構成を示す図

【図５】 ライン全体のビット・ワードマップを示す図

【図６】 バッファ（１）のデータ構成を示す図

【図７】 バッファ（１）のデータ構成を示す図

【図８】 バッファ（２）のデータ構成を示す図

【図９】 バッファ（２）のデータ構成を示す図

【図１０】 バッファ動作を示すフローチャート

【図１１】 バッファ動作を示すフローチャート

【図１２】 バッファ動作を示すフローチャート

【図１３】 従来の製造ラインシステムの構成を示すブ
ロック図

【符号の説明】

１ ラインコントローラ ２ 記憶装置 ３ シーケンサネットワーク ４ 制御ユニット ５ 加工装置 ６ 搬送装置 ７ 本供給ユニット ８ 本収納ユニット １１ ＣＰＵ １２ プログラムメモリ １３ ＲＡＭ １４ 共有メモリ ９１ バッファ（１） ９２ バッファ（２）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B045 AA00 AA05 GG01 JJ08 5B049 BB07 CC21 CC40 DD01 FF04 FF07 GG04 GG07 5H215 AA06 CC09 CX04 CX09 GG03 HH01 KK03 5H220 AA04 CC09 CX04 CX09 EE10 HH01 HH04 JJ02 JJ12 JJ38 JJ59

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々のワークの処理装置に接続された複
   数の制御ユニットをネットワークで接続したライン制御
   装置であって、前記ワーク及び該ワークの搬送に関する
   情報と各処理装置の状態に関する情報を記憶する記憶手
   段と、該記憶手段に記憶された情報を基に任意の制御ユ
   ニットに接続されたバッファとその下流側の制御ユニッ
   トに接続されたバッファ間でライン状態に関する情報を
   共有する共有手段とを備え、該共有手段で共有した情報
   に基づいてライン動作を制御することを特徴とするライ
   ン制御装置。
2. 【請求項２】 各々のワークの処理装置に接続された複
   数の制御ユニットをネットワークで接続したシステムの
   ライン制御方法であって、前記ワーク及び該ワークの搬
   送に関する情報と各処理装置の状態に関する情報を記憶
   手段に記憶するとともに、該記憶手段に記憶された情報
   を基に任意の制御ユニットに接続されたバッファとその
   下流側の制御ユニットに接続されたバッファ間でライン
   状態に関する情報を共有するようにし、該共有した情報
   に基づいてライン動作を制御するようにしたことを特徴
   とするライン制御方法。
3. 【請求項３】 各々のワークの処理装置に接続された複
   数の制御ユニットをネットワークで接続したラインシス
   テムであって、前記複数の制御ユニットによりアクセス
   可能で前記ワーク及び該ワークの搬送に関する情報と各
   処理装置の状態に関する情報を記憶する記憶手段と、該
   記憶手段に記憶された情報を基に任意の制御ユニットに
   接続されたバッファとその下流側の制御ユニットに接続
   されたバッファ間でライン状態に関する情報を共有する
   共有手段とを備え、該共有手段で共有した情報に基づい
   てライン動作を制御することを特徴とするラインシステ
   ム。
4. 【請求項４】 制御ユニットは接続している処理装置で
   処理しているワークに関する情報を記憶しておき、該情
   報と下流側の制御ユニットのワークの搬送に関する情報
   とに基づいてライン動作を制御することを特徴とする請
   求項３記載のラインシステム。