JP2010058188A - 生産ラインのワーク搬送方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、同一の加工を行なう工作機械を複数備える生産ラインのワーク搬送方法及びその装置において、各工作機械の加工完了時間や搬送手段の搬送時間等を考慮して、工作機械の作動停止時間が最短となるようにワークの搬送を行なうことで、工作機械の稼動率を高めることができる生産ラインのワーク搬送方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｓ１３で、第一工作機械への移動時間が第二工作機械への移動時間よりも短いと判定された場合（ＹＥＳ判断）には、Ｓ１４に移行する。このＳ１４では、第一工作機械を特定機とする。一方、Ｓ１３で、第一工作機械への移動時間が第二工作機械への移動時間よりも短くないと判断された場合（ＮＯ判断）には、Ｓ１５に移行する。このＳ１５では、第二工作機械を特定機とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、生産ラインのワーク搬送方法及びその装置に関し、特に、同種類の汎用性のある工作機械を複数備え、これら工作機械に対してワークを自動搬入・自動搬出するように構成した、生産ラインのワーク搬送方法及びその装置に関する。

従来より、同種類の汎用性のある工作機械を、一つの生産ラインに複数設置して、これらの工作機械に対して、搬送装置によってワークを自動的に搬入及び搬出するものが知られている。

こうした生産ラインにおいては、生産ラインの停止等を避けることで、生産ラインの稼働率をできるだけ落とさないようにすることが求められる。

例えば、下記特許文献１では、複数の工作機械のうち、故障等でワークの搬入が困難な工作機械がある際には、隣の工作機械に対してワークを搬入することで、生産ラインの稼働率の低下を防止するものが開示されている。

また、下記特許文献２では、ワークの加工完了時間を考慮して、搬送ローダーの搬送速度や加速後を補正して、ワークの搬送を行なうものが開示されている。
特開２００５−１０７３号公報 特開平１０−３０９６４９号公報

ところで、同一の加工を行なう工作機械が複数あり、これらの工作機械にワークを搬送する搬送手段が１つしかない場合には、この１つの搬送手段を如何に作動させることで、搬送効率を高め、生産ラインの稼働率を高めるかが問題となる。

この点、特許文献１のように、故障等があった場合には、隣接する工作機械にワークを搬入して生産ラインの稼働率を高めることが考えられる。しかし、この特許文献１のものでは、ワークの搬入口や搬出口への保管状況や、搬送手段の工作機械までの移動距離等を考慮していないため、逆に、搬送手段の移動時間が長引いてしまい、各工作機械の稼働率が低下してしまうおそれがある。

また、特許文献２のように、ワークの加工完了時間を前提にして、搬送手段の搬送速度等を補正すると、搬送手段の移動速度が低下してしまい、逆に、各工作機械の稼動率が低下してしまうという結果を招来することになる。

そこで、本発明は、同一の加工を行なう工作機械を複数備える生産ラインのワーク搬送方法及びその装置において、各工作機械の加工完了時間や搬送手段の搬送時間等を考慮して、工作機械の作動停止時間が最短となるようにワークの搬送を行なうことで、工作機械の稼動率を高めることができる生産ラインのワーク搬送方法及びその装置を提供することを目的とする。

この発明の生産ラインのワーク搬送装置は、同一の加工を行なう工作機械を複数備え、これら複数の工作機械にワークを自動搬入若しくは自動搬出する搬送手段と、該搬送手段による搬送条件を設定する搬送条件設定手段とを備えた生産ラインのワークの搬送装置であって、前記工作機械毎に、ワークの加工が完了している状態を判定する加工完了判定手段と、前記工作機械毎に、当該工作機械にワークが搬入された搬入時間とワークの加工時間により、ワークの加工完了時間を予側する完了時間予側手段とを備え、前記搬送条件設定手段は、前記搬送手段の現在位置から前記完了時間予測手段で最も早くワークの加工完了時間が予側される工作機械までの第一の移動時間と、前記搬送手段の現在位置から前記加工完了判定手段でワークの加工が完了したと判定される工作機械までの第二の移動時間とを比較して、移動時間の短い工作機械に対して、搬送手段を移動させて、ワークを搬出若しくは搬入するように搬送条件を設定するものである。

上記構成によれば、搬送条件設定手段によって、ワークの加工完了時間が最も早く予測される工作機械までの第一の移動時間と、ワークの加工が完了している工作機械までの第二の移動時間とを比較して、移動時間の短い工作機械に対してワークを搬出若しくは搬入することで、複数の工作機械の中から、加工済みのワークを最も早く搬出する、若しくは未加工のワークを最も速く搬入することができる工作機械に、ワークを搬入若しくは搬出することができる。
このため、ワークの加工が完了する工作機械の中で、最も搬送手段の移動時間が短い工作機械から、加工済みワークを搬出したり、未加工のワークを搬入することにより、工作機械におけるワークの加工期間を、より増加させることができ、工作機械の稼動率をより高めることができる。

この発明の一実施態様においては、各工作機械へ搬入されるまでにワークが一時的に保管されるワーク搬入部と、各工作機械で加工されたワークが一時的に保管されるワーク搬出部と、該ワーク搬入部と該ワーク搬出部の保管状況を検出する保管状況検出手段とを備え、前記搬送条件設定手段は、該保管状況検出手段により検出された保管状況に応じて、搬入作業と搬出作業のいずれを優先するか選択するものである。
上記構成によれば、ワーク搬入部とワーク搬出部との保管状況に応じて、搬入作業と搬出作業の優先状況が選択されるため、工作機械の加工状況だけでなく、ワーク搬入部とワーク搬出部にあるワークの保管状況に応じて、搬送手段の搬送作業を設定することができる。
例えば、ワーク搬入部が空であれば搬出作業を優先して、ワーク搬出口が満杯であれば、搬入作業を優先するように、搬送作業を設定することができる。
このため、生産ライン全体で効率的にワークを搬送して加工することができ、生産ライン全体の工作機械の稼働率を高めることができる。
よって、生産ラインにおけるワークの加工効率をより高めることができる。

この発明の生産ラインのワーク搬送方法は、同一の加工を行なう工作機械を複数備え、これら複数の工作機械にワークを自動搬入若しくは自動搬出する搬送手段と、該搬送手段による搬送条件を設定する搬送条件設定手段とを備えた生産ラインのワークの搬送方法であって、前記工作機械毎に、ワークの加工が完了している状態を判定する加工完了判定ステップと、前記工作機械毎に、当該工作機械にワークが搬入された搬入時間とワークの加工時間により、ワークの加工完了時間を予側する完了時間予側ステップとを備え、前記搬送手段の現在位置から前記完了時間予測手段で最も早くワークの加工完了時間が予側される工作機械までの第一の移動時間と、前記搬送手段の現在位置から前記加工完了判定手段でワークの加工が完了したと判定される工作機械までの第二の移動時間とを比較して、該第一の移動時間と該第二の移動時間との間で移動時間が短い工作機械に対して、搬送手段を移動させて、ワークを搬出若しくは搬入するように搬送条件を設定する搬送条件設定ステップとを備える方法である。

上記構成によれば、搬送条件設定ステップによって、ワークの加工完了時間が最も早く予測される工作機械までの第一の移動時間と、ワークの加工が完了している工作機械までの第二の移動時間とを比較して、移動時間の短い工作機械に対して搬送手段を移動させてワークを搬出若しくは搬入することで、複数の工作機械の中から加工済みのワークを最も早く搬出する、若しくは未加工のワークを最も速く搬入することができる工作機械に、ワークを搬入若しくは搬出することができる。
このため、ワークの加工が完了する工作機械の中で、最も移動時間が短い工作機械から、加工済みワークを搬出したり、未加工のワークを搬入することにより、工作機械におけるワークの加工期間を、より増加させることができ、工作機械の稼動率をより高めることができる。

この発明によれば、ワークの加工が完了する工作機械の中で、最も移動時間が短い工作機械から、加工済みワークを搬出したり、未加工のワークを搬入することにより、工作機械におけるワークの加工期間を、より増加させることができ、工作機械の稼動率をより高めることができる。
よって、同一の加工を行なう工作機械を複数備える生産ラインのワーク搬送方法及びその装置において、各工作機械の加工完了時間や搬送手段の搬送時間等を考慮して、工作機械の作動停止時間が最短になるようワークの搬送を行なうことで、工作機械の稼動率を高めることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳述する。
まず、図１から図３により、本発明の全体構成について説明する。図１は本発明を採用した生産ラインの全体平面図であり、図２は搬送ローダーと工作機械の側面図であり、図３は工作機械のゲート部の平面図である。

この実施形態の生産ラインＬは、変速機ケースを切削加工する生産ラインであり、多種の変速機ケースを、同時期に複数切削することができる切削加工ラインである。
図１に示すように、この生産ラインＬは、大きな２つのグループＡ１，Ａ２と小さな１つのグループＢとに区分けされた工作機械群によって構成されている。このうち、大きな２つのグループＡ１，Ａ２では、変速機ケースの六面を切削加工して、小さな１つのグループＢ（洗浄・リークグループ）では、切削後の変速機ケースを最終的に洗浄してリーク検査等を行なうようにしている。

この大きな２つのグループでは、上流側（図面右側）の第一グループＡ１で、変速機ケースのワークＷを二面でクランプ（チャック）して四面を切削加工して、下流側（図面左側）の第二グループＡ２で、第一グループＡ１で加工したワークＷの四面のうち二面をクランプ（チャック）して、第一グループＡ１でクランプした二面を切削加工するように設定しており、いわゆる「２チャックフレキシブルライン」を構成している。

そして、この大きな２つのグループＡ１，Ａ２と小さな１つのグループＢは、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：無人搬送車）１００…によって、ワークＷの受け渡しを行うように設定されており、工場内のライン搬送を、無人で行えるようにしている。

本発明の搬送装置及び搬送方法は、このうち、第一グループＡ１と第二グループＡ２において採用されており、ここでは、第一グループＡ１によって、本発明の搬送装置等を説明する。
第一グループＡ１では、左側に４台、右側に４台の全て同機種の汎用性のある工作機械１…を、対面して並設しており、これらの工作機械１…間には、作業者が自由に移動しうる列方向に延びる作業通路２を設けている。

これらの工作機械１…は、全て同じ切削加工を行えるように構成しており、原則として８台全てで補完関係があるように設定している。このため、１台の工作機械１が故障や入れ替え等で停止した場合であっても、残りの工作機械１…で生産ラインＬを停止させることなく、ワークＷを切削加工することができる。

もっとも、この実施形態では、ワークＷの種類に応じて、二種類のタイプに分けている。こうすることで、より多種のワークＷに対して、生産ラインＬを対応させることができる。

また、作業通路２の端部（図面下端）には、ワークＷを搬入・保留する搬入口３（搬入台）を設けている。この搬入口３は、三つのワークＷを積載するパレットＰを、複数台置けるように前後左右に広い支持面を有している。

搬入口３の側方には、切削加工後のワークＷを搬出・保留する搬出口４（搬出台）を設けている。この搬出口４も、ワークＷを積載するパレットＰを複数台置けるように、広い支持面を有している。また、この搬出口４の工作機械１側（図面上側）には、シュート台５を設けて、ワークＷの搬出を容易に行なえるようにしている。

なお、搬出口４の工作機械１側（図面上側）には、検査ステーション６を設けており、工作機械１の始動直後や調整後などに、加工後のワークＷを取り出して、加工品質を検査するようにしている。

これら８台の工作機械１…や、搬入口３、搬出口４、及び検査ステーション６の上方には、これらの間でワークＷの搬送を行なう搬送ローダー１０が設けられている。
この搬送ローダー１０は、左右一対で、各工作機械１の上方を列方向に延びるガイドレール１１と、このガイドレール１１上で幅方向に延びる横スライドレール１２とを備え、この他にも、後述するように、上下スライドレール１３と、チャックヘッド１４等（図２参照）を備えている。

このように搬送ローダー１０に、ガイドレール１１と横スライドレール１２を設けて、前後方向及び左右方向の広い範囲で、自由に移動できるように構成することで、前述のように、８台の工作機械１…、搬入口３、搬出口４、及び検査ステーション４の間で、ワークＷを自由に搬送することができる。
なお、この搬送ローダー１０は、搬入口３の側方位置に設置した搬送指示盤７によって、搬送作業が制御されるように構成している。

この搬送ローダー１０の詳細構造について、図２により説明する。搬送ローダー１０は、ガイドレール１１を支持する上下方向に延びる支持柱１５によって、工作機械１等よりも上方位置に設置されており、作業者Ｐよりも高い位置に設置されている。

そして、搬送ローダー１０の搬送経路Ｒは、作業者Ｐが移動する作業通路２の上方位置に、ほぼ位置するように設定されている。

ガイドレール１１の上方には、前述のように、幅方向に延びる横スライドレール１２を設置しており、この横スライドレール１２がガイドレール１１上を、列方向（紙面鉛直方向）にスライド移動できるように構成している。

横スライドレール１２の中央位置には、上下方向に延びる上下スライドレール１３を設けており、この上下スライドレール１３が、横スライドレール１２上を、幅方向にスライド移動するように構成している。

さらに、この上下スライドレール１３は、上下方向にもスライド移動できるように構成しており、この下端に設けたチャックヘッド１４の位置を、上下方向に自由に変化させるようにしている。

チャックヘッド１４は、上下スライドレール１３の下端に設置されており、チャック（クランプ）の向きを左右及び下方向きに自由に変化できるように構成している。そして、このチャックヘッド１４でワークＷをチャック（クランプ）するように構成している。

なお、一点鎖線で示したチャックヘッド１４の位置は、チャックヘッド１４が移動した位置や回動した向きを示している。

また、上下スライドレール１３の側方に隣接して設けているのは、上下スライドレール１３等を、上下左右方向に移動させる駆動モータ１６やスライドローラ１７等である。

ガイドレール１１を支持する支持柱１５は、列方向に所定の間隔で複数設置されており（図１参照）、下端で大きめの台座１８を介して床面Ｇに設置している。

工作機械１は、前述のように作業通路２を挟んで左右それぞれに設置しており、それぞれの工作機械１の作業通路２側には、工作機械１の加工空間を覆うゲート部１９を設けている。このゲート部１９は、列方向にスライド移動可能に構成しており、スライド移動させることで、加工空間Ｓを作業通路２側に開放するようにしている。

この工作機械１には、ゲート部１９の反作業通路２側に、ワークＷを切削加工する加工機２０を設けており、この加工機２０の周囲を、加工空間Ｓとして構成している。この加工空間Ｓでは、ワークＷを切削加工する際に、工具ヘッド部２１（図３参照）等が上下左右に往来してワークＷを加工するため、作業通路２との間にゲート部１９を設けることで、作業者Ｐの安全性を確保している。

この加工空間Ｓには、図３に示すように、前述のように加工機２０を設けており、この加工機２０に、工具ヘッド部２１を設置している。この工具ヘッド部２１が所定の加工ステップに従って移動及び回転等することで、ワークＷを切削加工する。

そして、この加工空間Ｓは、内部が、作業通路２側の着脱室２２と、反作業通路側の加工室２３に分かれており、それぞれにワークＷが位置できるように構成している。

この着脱室２２と加工室２３の間には、両室に跨るように円盤状のターンテーブル２４を設置しており、このターンテーブル２４上に、ワークＷを載置する台座板を二枚２５，２６対向するように設けている。

このうち、着脱室２２の台座板２５は、搬送ローダー１０で搬入されるワークＷを受け入れる投入部として機能して、加工室２３の台座板２６は、加工されるワークＷの支持部として機能する。そして、１つのワークＷの加工が完了すると、ターンテーブル２４が時計回りに１８０°回転することで、これらの台座板２５，２６が入れ替わるように構成している。

このため、この工作機械１では、加工室２３でワークＷの加工中であっても、着脱室２２でワークＷの搬入や搬出を自由に行なうことができる。

次に、図４〜図６により、この実施形態の搬送ローダー１０の搬送制御システムについて説明する。図４は搬送制御システムの制御ブロック図で、図５は搬送制御システムの制御フローチャートで、図６は各工作機械の状態マップ図である。

まず、図４に示すように、この搬送制御システムは、中央に演算手段である中央制御処理装置（ＣＰＵ）３０を設けている。

そして、このＣＰＵ３０に対して、入力手段として、搬送指示ボタン３１と、１号機センサから８号機センサ３２（３２ａ〜３２ｈ）と、ローダー位置センサ３３と、搬入口状態センサ３４と、搬出口状態センサ３５と、をそれぞれ繋いでいる。

まず、搬送指示ボタン３１は、搬送指示盤７（図１参照）に設けられ、搬送ローダー１０の運転状態（作動、移動、停止等）を作業者Ｐが操作できるように、作業者Ｐからの操作信号をＣＰＵ３０に入力するように構成している。

１号機センサから８号機センサ３２（３２ａ〜３２ｈ）は、各工作機械１（図３参照）に設置され、各工作機械１の作動状態等を検出して、各工作機械１の情報を、ＣＰＵ３０に入力するようにしている。また、ワークＷの加工完了残時間や、ワークＷの受入れ情報、ワークＷの加工完了の情報も、ＣＰＵ３０に入力するように構成している。

ここで、ワークの「加工完了残時間」とは、「１回の加工サイクル時間から現時点までの加工経過時間を差し引いた時間」である。具体的には、ワークの加工開始時間から現時点の時間により経過時間を算出して、ワークの加工終了時間を予測して求めるようにしている。

ローダー位置センサ３３は、搬送ローダー１０（チャックヘッド１４）の現在位置を検出して、この位置情報をＣＰＵ３０に入力するように構成している。このローダー位置センサ３３では、チャックヘッド１４の前後方向、左右方向、上下方向の三次元の位置情報と、チャックヘッド１４の向き等の情報をＣＰＵ３０に入力するように構成している。また、このローダー位置センサの情報から、各工作機械までの移動時間もＣＰＵで演算処理により算出するように構成している。

搬入口状態センサ３４は、搬入口３にワークＷがどの程度（数）あるのか等を検出して、搬入口３の情報としてＣＰＵ３０に入力するように構成している。また、ワークＷの種類等（機種等）を検出して、ワークＷの情報を入力するように構成している。

搬出口状態センサ３５は、搬出口４にワークＷがどの程度（数）あるのか、又、搬出口に空きがその程度（数）あるのか等を検出して、搬出口４の情報としてＣＰＵ３０に入力するように構成している。また、この情報に加えて、ワークＷの加工情報等を入力するように構成してもよい。

一方、出力手段として、ＣＰＵ３０には、搬送作動ランプ３６と、ローダー移動モータ３７と、クランプモータ３８と、を繋いでいる。

搬送作動ランプ３６は、ＣＰＵ３０から出力される情報から、搬送ローダー１０の作業状態を表示するように構成している。この表示により、作業者Ｐは、搬送ローダー１０の現在の動きを認識することができる。

ローダー移動モータ３７は、ＣＰＵ３０から出力される信号から、搬送ローダー１０に前後、左右、上下方向の動きを生じさせて、搬送作業を行なうように構成している。具体的には、このローダー移動モータ３７の回転数等を制御することで、搬送ローダー１０の移動位置を制御するように構成している。

クランプモータ３８は、ＣＰＵ３０から出力される信号から、チャックヘッド１４のチャック状態を切換えて、ワークＷのチャック作業を行なうように構成している。

次に、図５により、この搬送装置の制御フローについて説明する。
まず、Ｓ１で、各入力手段（３１〜３５）等から各種信号を読取る。このときの情報により、図６に示すような各工作機械の状態マップ情報を作成する。

次に、Ｓ２で、品質検査要求があるかを判定する。ここで、品質検査要求がある場合（ＹＥＳ判断）には、Ｓ３に移行して、検査ステーション６に空きがあるかを判断する。ここで、空きがある場合（ＹＥＳ判断）には、そのまま、Ｓ４に移行して、検査ステーション６へワークＷを搬送する搬送作業を行なう。一方、Ｓ２で品質検査要求がない場合（ＮＯ判断）、又は、Ｓ３で検査ステーション６に空きがない場合（ＮＯ判断）には、Ｓ５に移行する。

このように、品質検査要求がある場合には、まず、検査ステーション６にワークＷを搬送して、加工後のワークＷの品質をチェックするようにすることで、後工程に加工不良のワークＷが流れないようにしている。なお、この品質加工要求は、前述したように、工作機械１の始動直後や工具を交換した場合等に行われる。

次に、Ｓ５で、前工程又は後工程から生産機種の要求がある場合には、優先的に加工を行なう加工優先機種を特定する。例えば、後工程からＡ機種の生産を増加してほしいとの要求がある場合には、Ａ機種の加工を優先的に行なうように搬送制御を行なう。

そして、Ｓ６で、搬入口３に保留されているワークＷの数が搬出口４の空きの数よりも多いかを判定する。ここでは、搬入口３のワークＷの数と搬出口４の空きの数を比較することで、搬出作業を優先的に行なうか、搬入作業を優先的に行なうかを選択する。このように搬送作業の優先状況を変えることで、搬入口３及び搬出口４の状況に応じて、生産ラインＬのワークＷの搬送効率を高めることができる。

Ｓ６で、搬入口３のワークＷの数の方が多いと判定した場合（ＹＥＳ判断）には、Ｓ７に移行して、搬入作業を優先的に行うようにしている。すなわち、搬入口３にワークＷが多くあり、搬出口４に空きが少ない場合には、工作機械１…に対して、より多くのワークＷを搬入することで、搬入口３でのＡＧＶ１００の搬入作業及び搬出口４での搬送ローダー１０の搬出作業の渋滞を防いでいるのである。

一方、Ｓ６で、搬入口３のワークＷの数の方が少ないと判定した場合（ＮＯ判断）には、Ｓ１７に移行して、搬出作業を優先的に行うようにしている。すなわち、搬入口３にワークＷが少なく、搬出口４に空きが多い場合には、搬出口４により多くのワークＷを搬出することで、搬出口４でのＡＧＶの搬出作業及び搬入口３での搬送ローダー１０の搬入作業が空振りになるのを防いでいるのである。

搬入作業優先のＳ７の後、Ｓ８に移行して、搬入可能な工作機械１…があるかを判断する。これは、Ｓ７で搬入作業優先としても、工作機械１側がワークＷを受け入れることができない場合には、搬入作業を行うことができないからである。

ここで、搬入可能な工作機械１があると判定した場合（ＹＥＳ判断）には、そのままＳ１０に移行するが、搬入可能な工作機械１がないと判定した場合（ＮＯ判断）には、Ｓ９に移行して、搬出可能な工作機械１…があるかを判断する。

そして、搬出可能な工作機械１があると判断した場合（ＹＥＳ判断）には、（１）から搬出作業優先のＳ１７のフロー（Ｓ２０）に移行する。一方、搬出可能な工作機械１がないと判断した場合（ＮＯ判断）には、（３）からリターンに移行して、次の制御に備える。

一方、搬出施行優先のＳ１７でも、その後、Ｓ１８に移行して、搬出可能な工作機械１があるかを判断する。これも、Ｓ１７で搬出作業優先としたとしても、工作機械１側からワークＷを取り出せない場合には、搬出作業を行うことができないからである。

ここで、搬出可能な工作機械１があると判定した場合（ＹＥＳ判断）には、そのままＳ２０に移行するが、搬出可能な工作機械１がないと判定した場合（ＮＯ判断）には、Ｓ１９に移行して、搬入可能な工作機械が１…があるかを判断する。

そして、搬入可能な工作機械１があると判断した場合（ＹＥＳ判断）には、（２）から搬入作業優先のＳ７のフロー（Ｓ１０）に移行する。一方、搬入可能な工作機械１がないと判断した場合（ＮＯ判断）には、（３）からリターンに移行して、次の制御に備える。

Ｓ１０では、加工完了残時間が最短の工作機械１を第一工作機械に選定する。例えば、図６に示す状態マップでは、加工残時間が最も短いものが３号機（１０ｓｅｃ）なので（加工完了のものは除く）、３号機を第一工作機械として選定する。

次に、Ｓ１１では、加工完了残時間が第一工作機械への移動時間より大きい場合には、第一工作機械としての選定を解消する。これは、加工完了残時間が最短のものを第一工作機械として選定しても、移動時間よりも残時間が長ければ、搬送ローダー１１をその工作機械１の手前で待機させる必要が生じ、搬送作業にロスが生じるからである。
例えば、図６の状態マップでは、４号機において、移動時間よりも加工残時間の方が長いが、仮に４号機が第一工作機械として選定されていた場合には、この選定は解消される。もっとも、今回は、３号機が第一工作機械として選定されて、移動時間（２０ｓｅｃ）より加工残時間（１０ｓｅｃ）の方が短い（小さい）ため、そのまま、３号機を第一工作機械に選定しておくことになる。

その後、Ｓ１２では、加工完了の工作機械１で移動時間が最短の工作機械を第二工作機械に選定する。例えば、図６の状態マップでは、加工完了の工作機械が７号機と８号機であり、移動時間の最も短いものが、７号機の３５ｓｅｃであるため、７号機を第二工作機械に選定する。

なお、ここで、「移動時間」とは、搬送ローダー１０のチャックヘッド１４が現在地から各工作機械１…までに移動する際の経過時間である。これは、チャックヘッド１４の現在位置等により機械的に求められる時間である。図６の状態マップの場合では、４号機や５号機にチャックヘッド１４が最も近接して位置しており、１号機や８号機から離間して位置していることが分かる。

そして、Ｓ１３では、第一工作機械への移動時間が第二工作機械への移動時間より短いかを判定する。例えば、図６の状態マップの場合では、第一工作機械の３号機への移動時間と、第二工作機械の７号機への移動時間とを比較する。この比較によると、２０ｓｅｃの３号機の方が短いことが分かる。よって、この場合は、第一工作機械への移動時間が、第二移動時間への移動時間より短いことになる。

Ｓ１３で、第一工作機械への移動時間が第二工作機械への移動時間よりも短いと判定された場合（ＹＥＳ判断）には、Ｓ１４に移行する。このＳ１４では、第一工作機械を特定機とする。一方、Ｓ１３で、第一工作機械への移動時間が第二工作機械への移動時間よりも短くないと判断された場合（ＮＯ判断）には、Ｓ１５に移行する。このＳ１５では、第二工作機械を特定機とする。すなわち、移動時間が短い工作機械を、特定機とするのである。

そして、Ｓ１６で、特定機へワークＷを搬入する搬入作業を行なう。例えば、図６の状態マップの場合では、３号機が特定機とされるため、３号機に対してワークが搬入されることになる。

このことは、ワークＷの加工が既に完了した工作機械（７号機や８号機）があるにも関わらず、移動時間等を考慮することで、最も速くワークＷを搬入できる工作機械（３号機）に、ワークＷを搬入するように制御することを示している。このように、最も速くワークＷを搬入できる工作機械１に、ワークＷを搬入することで、工作機械１の稼働率をより高めることができる。

なお、この実施形態では、図６の状態マップに示すように、工作機械１…が空きの状態の場合を示していないが、仮に、工作機械１に空きがある場合には、その空きの工作機械１に、最も速くワークＷを搬入するように制御することも考えられる。

一方、Ｓ２０では、加工完了残時間が最短の工作機械１を第三工作機械に選定する。例えば、図６に示す状態マップでは、加工残時間が最も短いものが３号機なので、３号機を第三工作機械として選定する。

次に、Ｓ２１でも、Ｓ１１と同様に、加工完了残時間が第三工作機械への移動時間より大きい場合には第三工作機械としての選定を解消する。これも、移動時間よりも加工完了残時間が長ければ、搬送ローダー１０をその工作機械１の手前で待機させる必要が生じ、この待機時間が搬送作業のロスになるからである。
その後、Ｓ２２では、加工完了の工作機械１で移動時間が最短の工作機械１を第四工作機械に選定する。例えば、図６の状態マップで、加工完了の工作機械が７号機と８号機で、移動時間が最も短いのが７号機の３５ｓｅｃであるため、７号機を、第四工作機械に選定する。

そして、Ｓ２３では、第三工作機械への移動時間が第四工作機械への移動時間より短いかを判定する。例えば、図６の状態マップで、第三工作機械の３号機への移動時間と第四工作機械の７号機への移動時間とを比較すると、２０ｓｅｃの３号機の方が短いため、第三工作機械への移動時間の方が短いことが分かる。

Ｓ２３で、第三工作機械への移動時間が第四工作機械への移動時間よりも短いと判定された場合（ＹＥＳ判断）には、Ｓ２４に移行する。このＳ２４では、第三工作機械を特定機とする。一方、Ｓ２３で、第三工作機械への移動時間が第四工作機械への移動時間よりも短くないと判断された場合（ＮＯ判断）には、Ｓ２５に移行する。このＳ２５では、第四工作機械を特定機とする。

そして、Ｓ２６で、特定機からワークＷを搬出する搬出作業を行なうようにしている。例えば、図６の状態マップの場合では、３号機が特定機とされるため、３号機からワークが搬出されることになる。

このことも、搬入作業と同様に、ワークＷの加工が既に完了した工作機械（７号機や８号機）があるにも関わらず、移動時間等を考慮することで、最も速くワークＷを搬出できる工作機械（３号機）から、ワークＷを搬出するように制御することを示している。このように、搬出作業においても、最も速くワークを搬出できる工作機械からワークを搬出することで、より工作機械の稼働率を高めることができる。

次に、このように構成した本実施形態の作用効果について説明する。
この実施形態では、同一の加工を行なう工作機械１…を複数備え、これら複数の工作機械１…にワークＷを自動搬入及び自動搬出する搬送ローダー１０と、この搬送ローダー１０による搬送制御を行なう制御手段３０とを備えた生産ラインＬのワークＷの搬送装置及び搬送方法であって、工作機械１…毎に、ワークＷの加工が完了している状態の工作機械１を検出すると共に、工作機械１…毎に、その工作機械１の加工完了残時間を算出して、搬送ローダー１０のチャックヘッド１４の現在位置から、最も早くワークＷの加工完了が予側される工作機械１（第一工作機械、又は第三工作機械）までの移動時間と、ワークＷの加工が完了した工作機械１（第二工作機械、又は第四工作機械）までの移動時間とを比較して（Ｓ１３，Ｓ２３）、移動時間の短い工作機械１に対して、搬送ローダー１０を移動させて、ワークＷを搬出及び搬入するように制御を行なっている（Ｓ１６，Ｓ２６）。

これにより、移動時間の短い工作機械１に対して、ワークＷを搬出若しくは搬入することで、複数の工作機械１…の中から、加工済みのワークＷを最も早く搬出する、若しくは未加工のワークＷを最も速く搬入することができる工作機械１から、効率的にワークＷを搬出・搬入することができる。
このため、ワークＷの加工が完了する工作機械１の中で、最も搬送ローダー１０の移動時間が短い工作機械１から、加工済みワークＷを搬出したり、未加工のワークを搬入することができ、工作機械１におけるワークＷの加工期間を、より増加させることができ、工作機械の稼動率をより高めることができる。

よって、同一の加工を行なう工作機械１を複数備える生産ラインＬのワークＷ搬送方法及び搬送装置において、各工作機械１の加工完了時間や搬送手段の搬送時間等を考慮して、工作機械１の作動停止時間が最短になるようワークＷの搬送を行なうことで、工作機械１の稼動率を高めることができる。

また、この実施形態では、各工作機械１…へ搬入されるまでにワークＷが一時的に保管される搬入口３の状況と、各工作機械１…で加工されたワークＷが一時的に保管される搬出口４の状況（空きの状況）とに応じて、搬送ローダー１０の搬入作業と搬出作業のいずれを優先するかを選択するようにしている（Ｓ６）。
これにより、搬入口３と搬出口４との保管状況に応じて、搬入作業と搬出作業の優先状況が選択されるため、工作機械１…の加工状況だけでなく、搬入口３と搬出口４にあるワークＷの保管状況に応じて、搬送ローダー１０の搬送作業を制御することになる。
具体的には、搬入口３のワークＷの数より搬出口４の空きの数が少なければ、搬入作業を優先して、搬入口３のワークＷの数より搬出口４の空きの数が多ければ、搬出作業を優先するように、搬送作業を制御するようにしている。
このため、生産ラインＬ全体で効率的にワークＷを搬送して加工することができ、ＡＧＶ１００の搬送作業も含めて、生産ラインＬ全体の工作機械１・・・の稼働率を高めることができる。
よって、生産ラインＬにおけるワークＷの加工効率をより高めることができる。

なお、この実施形態では、搬入口３のワークＷの数と搬出口４の空きの数に着目して、搬入作業と搬出作業の優先状況を選択するようにしたが、その他、例えば、搬入口３に保管されるワークＷの機種や、ワークＷの搬入度合等によって切換えてもよいし、搬出口４での搬出度合等によって切換えてもよい。

以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明の搬送手段は、実施形態の搬送ローダー１０に対応して、
以下、同様に、
搬送条件設定手段は、ＣＰＵ３０に対応し、
加工完了判定手段は、１号機センサ〜８号機センサ３２（３２ａ〜３２ｈ）及びＣＰＵ３０に対応し、
完了時間予側手段は、１号機センサ〜８号機センサ３２（３２ａ〜３２ｈ）及びＣＰＵ３０に対応し、
ワーク搬入部は、搬入口３に対応し、
ワーク搬出部は、搬出口４に対応し、
保管状況検出手段は、搬入口状態センサ３４、搬出口状態センサ３５に対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる生産ラインのワーク搬送方法及びその装置に適用する実施形態を含むものである。
この実施形態では、変速機ケースの切削加工ラインで説明したが、その他の工作機械の生産ラインでこの発明を実施してもよい。

本発明を採用した生産ラインの全体平面図。 搬送ローダーと工作機械の側面図。 工作機械のゲート部の平面図。 搬送制御システムの制御ブロック図。 搬送制御システムの制御フローチャート。 各工作機械の状態マップ図。

符号の説明

Ｌ…生産ライン
Ｗ…ワーク
１…工作機械
２…作業通路
３…搬入口
４…搬出口
１０…搬送ローダー
３０…ＣＰＵ（中央制御処理装置）
３２ａ〜３２ｈ…１号機センサ〜８号機センサ
３４…搬入口状態センサ
３５…搬出口状態センサ

Claims (3)

1. 同一の加工を行なう工作機械を複数備え、これら複数の工作機械にワークを自動搬入若しくは自動搬出する搬送手段と、該搬送手段による搬送条件を設定する搬送条件設定手段とを備えた生産ラインのワークの搬送装置であって、
   前記工作機械毎に、ワークの加工が完了している状態を判定する加工完了判定手段と、
   前記工作機械毎に、当該工作機械にワークが搬入された搬入時間とワークの加工時間により、ワークの加工完了時間を予側する完了時間予側手段とを備え、
   前記搬送条件設定手段は、前記搬送手段の現在位置から前記完了時間予測手段で最も早くワークの加工完了時間が予側される工作機械までの第一の移動時間と、前記搬送手段の現在位置から前記加工完了判定手段でワークの加工が完了したと判定される工作機械までの第二の移動時間とを比較して、移動時間の短い工作機械に対して、搬送手段を移動させて、ワークを搬出若しくは搬入するように搬送条件を設定する
   生産ラインのワークの搬送装置。
2. 各工作機械へ搬入されるまでにワークが一時的に保管されるワーク搬入部と、
   各工作機械で加工されたワークが一時的に保管されるワーク搬出部と、
   該ワーク搬入部と該ワーク搬出部の保管状況を検出する保管状況検出手段とを備え、
   前記搬送条件設定手段は、該保管状況検出手段により検出された保管状況に応じて、搬入作業と搬出作業のいずれを優先するか選択する
   請求項１記載の生産ラインのワークの搬送装置。
3. 同一の加工を行なう工作機械を複数備え、これら複数の工作機械にワークを自動搬入若しくは自動搬出する搬送手段と、該搬送手段による搬送条件を設定する搬送条件設定手段とを備えた生産ラインのワークの搬送方法であって、
   前記工作機械毎に、ワークの加工が完了している状態を判定する加工完了判定ステップと、
   前記工作機械毎に、当該工作機械にワークが搬入された搬入時間とワークの加工時間により、ワークの加工完了時間を予側する完了時間予側ステップとを備え、
   前記搬送手段の現在位置から前記完了時間予測手段で最も早くワークの加工完了時間が予側される工作機械までの第一の移動時間と、前記搬送手段の現在位置から前記加工完了判定手段でワークの加工が完了したと判定される工作機械までの第二の移動時間とを比較して、該第一の移動時間と該第二の移動時間との間で移動時間が短い工作機械に対して、搬送手段を移動させて、ワークを搬出若しくは搬入するように搬送条件を設定する搬送条件設定ステップとを備える
   生産ラインのワーク搬送方法。
   
   

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