JP2013043267A - 自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法とセット搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】段取りステーションとストッカの間において効率的にパレット搬送を行える。
【解決手段】セット搬送装置１は、ストッカ１１に保管するワークＷを搭載した複数のパレットＰをマシニングセンター７に搬送して加工を行う。加工後にストッカ１１に戻したワークＷを段取りステーション９に搬送して次の加工のために別のパレットＰに移載する。段取りステーション９への搬送に先立ち、ストッカ１１内のワークＷを搭載した複数のパレットＰに対し、一次〜三次の加工段階の加工済みワークＷを搭載した複数種類のパレットＰの組合せ群を検出手段で抽出する。１組のパレットの組合わせを選択手段で選択して段取りステーション９に同時に搬送し、治具の異なるパレットＰ間で加工済みワークＷを次の段階の加工のためにそれぞれ別のパレットＰに移載する。加工完了したワークを次の処理工程に移し替え、未加工のワークを空のパレットＰに移載する。
【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械によって多段階に加工するワークを保持した複数のパレットをストッカに保管すると共に、パレットをストッカから段取りステーションに移送して一の段階の加工済みワークを次の段階の未加工ワークとして一のパレットから他のパレットに移し替えてストッカに戻すようにした自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法とセット搬送装置に関する。

汎用のマシニングセンター等の工作機械を複数配列して、これらをコンピューターによって総括制御する加工設備としてＦＭＳ（Flexible manufacturing System）が知られている。ＦＭＳは多品種少量生産を効率的且つ経済的に行うワーク加工の自動化技術である。
ＦＭＳによる加工装置では、ワークを複数段階に分割して順次加工する複数のマシニングセンターを備え、各加工段階のワークを特有の治具によって搭載した多数のパレットをストッカに保管しておく。加工時にはストッカからワークを搭載したパレットを搬送手段でマシニングセンターに搬送して加工を施す。加工済みのワークを搭載したパレットはストッカに戻されて保管される。
次に、このパレットを段取りステーションに移送して、段取りステーションで加工済みのワークは次の加工のための治具を有する別のパレットに移載され、空になったパレットには未加工のワークが搭載されてストッカに搬送されて保管される。

このようなＦＭＳを用いた工作機械加工システムでは、パレットに搭載させた複数のワークを多段階に分割して複数のマシニングセンターで加工すると共に、中間加工段階でパレットに設けたワーク保持用の治具に応じて段取りステーションで中間加工段階のワークを他のパレットに置き換えて次の加工に供さなければならなかった。
そのため、複数のワークの待ち時間をできるだけ少なくして効率的に加工処理することが要求されている。
このような工作機械加工システムとして、例えば特許文献１、２、３に記載されたものが提案されている。

特許文献１に記載された多工程加工処理装置では、搬送装置の動作手順が最終工程の要求指令を最も優先してパレットを搬送し、順次後工程からの優先順位に基づいてパレット搬送の優先順位を決定することで、次のワークについてできるだけ待ち時間のない状態で加工を行うようにしている。これによって、加工の終了したワークを直ちに外部に搬出することで、次のワークの待ち時間をできるだけ少なくしている。

また、特許文献２に記載されたＮＣ工作機械加工システムでは、ＮＣ工作機械から出力される加工状態か待機状態かの状態信号及び加工完了時刻情報からＮＣ工作機械の動作状態及び待機時間を管理し、その管理情報から待機時間の一番長いＮＣ工作機械に新たなワークを供給する制御指令を出力し、複数の工作機械の稼働率を均等化することができるようにしている。

また、特許文献３に記載されたＦＭＳによる生産ラインシステムでは、段取りステーションにおいて、左右方向に移動可能な複数の移載テーブルを設けた移載装置を配置している。加工済みのワークを搭載した治具付きパレットがパレットキャリアで段取りステーションに移送されると、一方の移載テーブルに加工済みワークを搭載した治具付きパレットを移載し、他方の移載テーブルから未加工のワークを搭載した治具付きパレットをパレットキャリアに置き換える。これによって治具付きパレットが直ちに移し替えられるので段取りステーションでのパレットキャリアの待機時間が短縮される、としている。

特開昭６２−７４５５８号公報 特開平１１−２３９９５４号公報 特開２００２−１４４１９６号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されたワークの加工処理装置では、段取りステーションに搬送したパレットに積載されたワークを段取りステーションで他のパレットに移載した後、空のパレットをストッカに戻したり、或いはストッカから空のパレットを段取りステーションに搬送することを極力なくすことで効率的なパレット搬送を行うことは想定されておらず、そのような効果を発揮できなかった。

また、特許文献３に記載された生産ラインシステムでは、加工済みワークを搭載したパレットを段取りステーションに搬送した際、複数の移載テーブルのいずれかに未加工ワークを搭載したパレットが搭載されているか否か不明であり、搭載されていない場合には、加工済みワークを搬送したパレットは未加工ワーク付きのパレットを搭載することなく空の状態でスタッカに戻さなければならなかった。そして、未加工ワークを搭載したパレットが段取りステーションのいずれかの移載テーブルに搭載された後、再度、ストッカから段取りステーションにパレットを移送しなければならなかった。
段取りステーションとストッカとの間において、ワークを備えたパレットを搭載することなく空の状態でパレットを搬送することは、マシニングセンターによるワークの生産加工が効率的でないため、ワークの加工処理が煩雑でサイクルタイムが長時間かかるため効率的でないという不具合があった。

本発明は、このような実情に鑑みて、段取りステーションとストッカの間において空のパレットを搬送することなく、効率的にワークの加工処理を行えるようにした自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法及びセット搬送装置を提供することを目的とする。

本発明による自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法は、ストッカに保管されたワークを搭載したパレットをマシニングセンターに搬送して加工を行うと共に、マシニングセンターからストッカに戻したワークを段取りステーションに搬送して次の加工のために別のパレットに移載するようにした自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法において、異なる加工段階の加工済みの複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットを同時にまたは連続して段取りステーションにそれぞれ搬送する工程と、段取りステーションにおいて複数種類のパレット間で異なる加工段階のワークを次の段階の加工のためにそれぞれ別のパレットに移載すると共に、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替え、未加工のワークを一の前記パレットに移載する工程と、移載されたワークを搭載した複数種類のパレットを段取りステーションからストッカに移送する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によるセット搬送方法では、スタッカに保管されている異なる加工段階の加工済みの複数のワークを搭載した複数種類のパレットを、同時にまたは連続して段取りステーションに搬送し、段取りステーションで加工段階毎にワークを別の種類の治具を設けたパレットに移し替えてそれぞれ搭載させ、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替えると共に未加工のワークを一の空のパレットに移載することで、段取りステーションへの搬送時においても、ワークの移し替え後のスタッカへの戻し搬送時においても、空のパレットを生じることなく、無駄なく効率的にスタッカと段取りステーションとの間で往復搬送できる。

本発明による複数パレットのセット搬送方法は、ストッカに保管されたワークを搭載したパレットをマシニングセンターに搬送して加工を行うと共に、マシニングセンターからストッカに戻したワークを段取りステーションに搬送して次の加工のために別のパレットに移載するようにした自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法において、ストッカで待機しているワークを搭載した複数のパレットに対し、異なる加工段階の加工済みのワークを搭載した複数種類のパレットの組合せを選択する工程と、異なる加工段階の複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせを段取りステーションにそれぞれ搬送する工程と、段取りステーションにおいて複数種類のパレット間で異なる加工段階のワークを次の段階の加工のためにそれぞれ別のパレットに移載すると共に、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替え、未加工のワークを一のパレットに移載する工程と、移載されたワークを搭載した複数種類のパレットを段取りステーションからストッカに移送する工程とを備えたことを特徴とする。
本発明によるセット搬送方法では、ストッカで保管されているワークを搭載した複数のパレットに対し、異なる加工段階の加工済みのワークを搭載した複数種類のパレットの組合せを選択しておき、１組の複数種類のパレットの組合せを段取りステーションに搬送し、段取りステーションで加工段階毎にワークを別の種類の治具を設けたパレットに移し替えてそれぞれ搭載させ、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替えると共に未加工のワークを一の空のパレットに移載することで、段取りステーションへの搬送時においても、ワークの移し替え後のスタッカへの戻し搬送時においても、空のパレットを生じることなく、無駄なく効率的にスタッカと段取りステーションとの間で往復搬送できる。

また、異なる加工段階のワークを保持する複数のパレットを同時または連続してストッカから段取りステーションへ搬送し、移載した異なる加工段階のワークを搭載した複数種類のパレットを同時または連続して段取りステーションからストッカへ搬送することが好ましい。
これによって、スタッカと段取りステーションとの間で、異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットを往復工程において無駄なく搬送することができ、空のパレットが発生しないので、無駄なパレット搬送を防止して効率的な搬送が行える。

また、ストッカに保管された複数種類のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットから異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を抽出し、複数種類のパレットの組合わせの群から１組を選択するようにしてもよい。
あらかじめ、ストッカに保管された複数種類のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットから異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を抽出し、それらの組合わせの群から１組を選択することで、異なる加工段階のワークを搭載した複数種類のパレットの組合わせを速く効率的に搬送できる。

また、異なる加工段階の複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせを段取りステーションにそれぞれ搬送する前に、段取りステーションにパレットが設けられていないことを確認するようにしてもよい。
予め段取りステーションにパレットがないことを確認して、異なる加工段階の複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットを段取りステーションに搬送することで、パレットが段取りステーションで他のパレットと干渉したり待機させられたりすることなく、無駄のない効率的な搬送を行える。

本発明による自動工作機械における複数パレットのセット搬送装置は、ワークを搭載する複数のパレットを保管するストッカと、パレットに搭載されたワークを複数段階に分けて加工するマシニングセンターと、異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットにおいてワークを次の加工のために複数種類のパレットの他のパレットに移し替える段取りステーションと、ストッカで待機しているワークを搭載した複数のパレットに対して、異なる加工段階の加工済みワークを搭載した複数種類のパレットの組合わせを選択する選択手段と、選択手段で選択された複数種類のパレットの組合わせをストッカから段取りステーションにそれぞれ移送すると共に、段取りステーションでワークを移し替えた複数種類のパレットをストッカに移送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする
本発明によるセット搬送装置では、ストッカで保管されているワークを搭載した複数のパレットに対し、異なる加工段階のワークを搭載した複数種類のパレットの組合せを選択手段で選択しておき、そのうちの１組の複数種類のパレットの組合せを選択して段取りステーションに搬送し、段取りステーションで加工段階毎にワークを別の種類の治具を設けたパレットに移し替えてそれぞれ搭載させ、段取りステーションへの搬送時においても、ワークの移し替え後のスタッカへの戻し搬送時においても、複数種類のパレット間でワークの加工段階に応じて同時にまたは連続して移し替えることができて、無駄なく効率的にスタッカと段取りステーションとの間で往復搬送できる。
なお、段取りステーションで加工段階毎にワークを別の種類の治具を設けたパレットに移し替える際、既に加工が完了したワークは次の処理工程に移し替えると共に未加工のワークを一の空のパレットに移載することで、空のパレットを搬送させることのない効率的なパレット搬送を行える。

また、ストッカに保管された複数種類のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットから異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を抽出する検出手段を備え、検出手段で検出された複数種類のパレットの組合わせの群から１組を選択手段で選択するようにしてもよい。
異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を検出手段によって予め抽出し、そのなかの１組を選択手段で選択することで効率的なパレット搬送を行える。

また、段取りステーションの数は前記パレットの数と同数またはそれ以上であることが好ましい。
この場合、各パレットに搭載されたワークについて、同時にそれぞれ段取りステーションに移した後に次の加工のための治具を備えたパレットに移し替えることができる。

本発明による自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法とセット搬送システムによれば、多段階の加工を行うために段取りステーションで異なる加工段階のワークを別のパレットに移載する工程が必要になるが、異なる加工段階の加工済みのワークを搭載した複数種類のパレットの組合せを選択し、この組み合わせを段取りステーションにセットで搬送して複数のパレットに対するワークの載せ替えを行うことができるため、複数種類のパレットを無駄なく効率的にスタッカと段取りステーションとの間で往復搬送できる。
しかも、異なる加工段階の複数のワークを同時または連続してセットで移し替えることで、パレットの空返しをなくすことができて、各加工段階のワークを搭載したパレットが段取りステーションで滞留せず、搬送効率が向上する。そのため、結果的にマシニングセンターに対してワークの加工待ちによる滞留を抑制して効率の良いワークの加工を行える。

本発明の実施形態による自動工作機械における複数パレットのセット搬送装置の概略構成を示す説明図である。 本実施形態による自動工作機械の加工システムで用いるワークの加工工程を説明する図である。 本実施形態による自動工作機械で用いる複数パレットのセット搬送装置の搬送制御部のブロック図である。 本実施形態による自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法を説明する図である。 複数パレットのセット搬送方法を説明するフローチャートである。 図５で示す複数パレットのセット搬送方法のフローチャートにおいて、セット搬送の選択工程を示すサブルーチンである。 図６に関連するセット搬送の選択工程を示すサブルーチンである。

以下、本発明の実施の形態による自動工作機械における複数パレットのセット搬送装置とセット搬送方法について添付図面を参照して説明する。
図１に示す自動工作機械１の加工システムは例えばＦＭＳである。この自動工作機械１の加工システムにおいて、ワーク搬送部２にはライン状のガイドレール３が延びており、ガイドレール３にはワークＷを図示しない治具によって所定の姿勢で固定して加工するために搭載するパレットＰを取り付けて搬送するための搬送手段として搬送台車５が移動可能に支持されている。図では１台の搬送台車５を示すが、複数の搬送台車５が走行可能である。

図１において、ガイドレール３の一方の側にはワークＷを加工する工作機械としてマシニングセンター７とパレットチェンジャ４が複数台（図では３台を示す）配列されている。ここでは、複数のマシニングセンター７は個別にワークＷの異なる部位を加工する複数種類の加工段階で用いられるものとするが、同一のマシニングセンター７で複数種類の加工を行うようにしてもよい。
また、搬送ガイド３の一方の側において、マシニングセンター７に隣接する位置にパレット４に搭載された所定段階の加工済みのワークＷを次の段階の加工を行う別のパレット４に移載するための複数、ここでは３つの段取ステーション９が設けられている。段取りステーション９におけるパレットＰに搭載されたワークＷの移載は例えば自動的にワークＷを移動させる移載手段１０によって行われるが、手動によって行っても良い。また、段取りステーション９はワークＷの加工数に応じた数だけ設定されている。

例えば、図２に示すように、未加工のワークＷに対して例えば３段階の加工を行って、この処理工程での完成品が形成されるとした場合には、各加工段階で異なる姿勢でワークＷを固定保持するための固有の治具（図示せず）を備えた３種類のパレットＰが設けられているものとする。
そのため、ワークＷについても、未加工のワークＷ０に対して一次加工段階のワークをＷ１またはＷ１ｉ（ｉ＝１，２，３，…），二次加工段階のワークをＷ２またはＷ２ｉ、三次加工段階である完成品のワークをＷ３またはＷ３ｉとする。ワークＷの一次加工工程をＯＰ１、二次加工工程をＯＰ２、三次加工工程をＯＰ３というものとする。

そして、未加工から一次加工段階のワークＷ０、Ｗ１を保持するパレットをパレットＰ１またはＰ１ｉ（ｉ＝１，２，３，…）、一次から二次加工段階のワークＷ１，Ｗ２を保持するパレットをパレットＰ２またはＰ２ｉ，二次加工から三次加工段階のワークＷ２、Ｗ３を保持するパレットをパレットＰ３またはＰ３ｉで示すものとする。
また、段取りステーション９についても、３種類の加工段階にあるワークＷを一のパレットＰから別のパレットＰに同時に移載するために３台以上設置されているものとする。ここでは段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃが設置されている。
そのため、ワークＷの完成までの加工数が増大すれば、それに応じて各治具を搭載したパレットＰの種類や段取りステーション９の台数も増大することになる。

また、図１において、ガイドライン３に対してマシニングセンター７と反対側には複数のパレットＰを個々に保管するためのパレットストッカ１１が例えばライン状に配列されている。
なお、ワーク搬送部２に対してマシニングセンター７，段取りステーション９，パレットストッカ１１の配設方向は何れの側にあってもよく、任意である。
本実施形態では、段取りステーション９、パレットストッカ１１、ワーク搬送部２、そして段取りテーション９及びパレットストッカ１１の間におけるワークＷを搭載したパレットＰの搬送制御部１２と、によってセット搬送装置１３を構成する。

次に、本実施形態による自動工作機械１のセット搬送装置における搬送制御部１２について、図３に示すブロック図により説明する。
搬送制御部１２は、ワークＷの加工状態を判別して記憶するワークメモリ１５と、パレットＰの位置や搭載するワークＷの加工前後の状態等を判別して記憶するパレットメモリ１６と、各段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９ＣにパレットＰが存在するか否かを判別して記憶する段取りステーション判別手段１７とをそれぞれ備えている。

即ち、ワークメモリ１５は、スタッカ１１に収容されている複数のパレットＰについて、一次加工段階ＯＰ１のワークＷ１を治具で固定するパレットＰ１ｉ（ｉ＝１，２，３，…）の群と、二次加工段階ＯＰ２のワークＷ２を治具で固定するパレットＰ２ｉ（ｉ＝１，２，３，…）の群と、三次加工段階ＯＰ３のワークＷ３を治具で固定するパレットＰ３ｉ（ｉ＝１，２，３，…）の群とを各群毎に情報として書き換え可能に記憶している。

また、パレットメモリ１６は、各パレットＰに固定されたワークＷについて、いずれの加工工程ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３にあるか、ワークＷを搭載しているか搭載していない空の状態か、搭載したワークＷが加工前か加工済みか、パレットＰがストッカ１１に収容されているかマシニングセンター７に位置するか、をそれぞれ判別したデータを書き換え可能に記憶している。
また、段取りステーション判別手段１７は、各段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９ＣにパレットＰが搬送されているかされていない空の状態かをそれぞれ判別したデータを書き換え可能に記憶している。

そして、ワークメモリ１５ではマシニングセンター７の位置で図示しない検知手段によって各情報を検知して書き換え情報として入力し、段取りステーション判別手段１７では段取りステーション９の位置で図示しない検知手段によって各情報を検知して書き換え情報として入力している。また、パレットメモリ１６では、上述したマシニングセンター７の位置と段取りステーション９の位置とにおいて上述した各検知手段で検知した情報を書き換え情報として入力するようにしている。

また、搬送制御部１２では、ワークメモリ１５からのワークＷに関する情報とパレットメモリ１６からのパレットＰに関する情報とに基づいて、一次加工工程ＯＰ１のワークＷ１を治具に搭載したパレットＰ１ｉと二次加工工程ＯＰ２のワークＷ２を治具に搭載したパレットＰ２ｉと三次加工工程ＯＰ３のワークＷ３を治具に搭載したパレットＰ３ｉとを１組として、同時にまたは連続して各段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃへセット搬送できる組合せを選択する検出手段１９を有している。

また、検出手段１９で選択したセット搬送可能な３種のパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ，Ｐ３ｉの組の群を一覧表として記憶するセット搬送一覧記憶手段２０を有しており、セット搬送可能な３種のパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ，Ｐ３ｉの組の群はディスプレイ２３に表示している。
そして、セット搬送一覧記憶手段２０で選択されたセット搬送可能な３種のパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ，Ｐ３ｉの組の群から１組を選択して、段取りステーション判別手段１７における各段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃが空であることを確認した上で、各段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃへ搬送する３種のパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ，Ｐ３ｉの組を１組選択する選択手段２１を有している。選択手段２１で選択された３種のパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ，Ｐ３ｉの組は、それぞれ搬送車５に搭載されて搬送手段２２によって段取りステーション９に搬送されるようになっている。

本実施形態による自動工作機械１における複数パレットＰのセット搬送装置１３は上述の構成を備えており、次にセット搬送方法について、図４に示す模式図と図５乃至図７に示すフローチャートに沿って説明する。なお、図４に示す自動工作機械加工システム１のセット搬送装置１３の模式図は、説明の便宜上、図１に示すものと段取りステーション９の配置が相違するが、同一構成であるものとする。

自動工作機械１のセット搬送装置１３において、セット搬送方法を含む加工方法の基本的な動作を図４に基づいて説明する。
一次加工工程ＯＰ１で加工済みのワークＷ１を搭載したパレットＰ１がストッカ１１に収容されていて、このパレットＰ１は搬送台車５に搭載されて段取りステーション９に搬送され、パレットＰ１の加工済みワークＷ１は移載手段１０により段取りステーション９に移載される。
そして、空になったパレットＰ１には未加工の無垢のワークＷ０が搭載され、搬送台車５によりスタッカ１１に戻される。段取りステーション９のワークＷ１は搬送された別のパレットＰ２が空いていれば段取りステーション９から移載され、二次加工工程ＯＰ２の未加工ワークＷ２としてストッカ１１に戻される。

そして、ストッカ１１に保管された各パレットＰ１、Ｐ２に搭載された未加工ワークＷ０，Ｗ２は、マシニングセンター７が空であればマシニングセンター７にそれぞれ搬送されて一次加工ＯＰ１、二次加工ＯＰ２として加工される。加工終了後に加工済みワークＷ１、Ｗ２を搭載したパレットＰ１、Ｐ２はストッカ１１に戻される。そして、パレットＰ１，Ｐ２は段取りステーション９に搬送され、パレットＰ２の加工済みワークＷ２はパレットＰ３が空で段取りステーション９にあれば移載され、スタッカ１１へ戻される。
こうして順次、ワークＷはマシニングセンター７で加工されては段取りステーション７で次の加工のために別のパレットＰに移載される。三次加工ＯＰ３が終了したワークＷ３を搭載したパレットＰ３はストッカ１１から段取りステーション７に搬送された後、移載手段１０によって次の処理工程へ移送させられる。空になったパレットＰ３に、二次加工済みのワークＷ２を搭載したパレットＰ２が段取りステーション７に搬送されると、未加工ワークＷ３としてパレットＰ３に移載される。

こうして、ストッカ１１内のパレットＰ上のワークＷはマシニングセンター７で加工され、ストッカ１１を介して段取りステーション７で次の加工のためのパレットＰに移載されるようになっている。
このような、加工及び搬送方法では、段取りステーション７でのパレットＰ間におけるワークＷ移載のタイミングが合わない場合には、ワークＷを外したパレットＰを空でストッカ１１へ戻したり、空のパレットＰを段取りステーションに搬送してワークＷを搭載させたりすることになり、動きに無駄があった。

これに対し、本実施形態によるセット搬送方法では、図５に示すフローチャートにおいて、まず、個別にストッカ１１から加工済みワークＷを搭載したパレットＰを搬送車５に搭載して段取りステーション９に搬送して、ワークＷを次加工のために別のパレットＰに移載してストッカ１１へ戻すという通常のパレット搬送処理モード（ステップ１００）に代えて、搬送制御部１２で複数、例えば加工段階の異なる３個のワークＷを搭載した３個のパレットＰを同時に段取りステーション９へ搬送して３つのパレットＰ間で同時に移載するというセット搬送モードを選択する（ステップ１０１）。

以下の説明では、それぞれ複数あるワークＷ１をＷ１ｉ、Ｗ２をＷ２ｉ、Ｗ３をＷ３ｉとし、パレットＰ１をＰ１ｉ、Ｐ２をＰ２ｉ、Ｐ３をＰ３ｉとする。
搬送制御部１２において、セット搬送モードを選択すると、段取りステーション９へ搬送可能な各加工工程ＯＰ１，ＯＰ２、ＯＰ３の加工前または後のワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉ、…を搭載したパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉ（ｉ＝１，２，３，…）を各加工工程毎にストッカ１１からそれぞれ選択して各種毎のリスト作成を指示し（ステップ１０２）、ワークメモリ１５にこれら加工工程ＯＰ１，ＯＰ２、ＯＰ３毎のリストを作成して記憶する（ステップ１０３）。

次に加工済みワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３のパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉの組合せの作成手順について、図６に示すステップ１０３のサブルーチンで説明する。
まず、ワークＷが例えば３段階の加工工程ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３によって加工処理が完了するワークＷの加工種類（Ａ）を選択する（ステップ２０１）。そして、ストッカ１１内で、３段階の加工工程ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３における３種のワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを搭載するパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉの数をカウントし、それぞれＮ１個、Ｎ２個、Ｎ３個収納されているものとしてワークメモリ１５に記憶する（ステップ２０２）。

一次加工工程ＯＰ１のパレットＰ１ｉの数Ｎ１が０でない場合（ステップ２０３）、１つのパレットＰ１ｉ（例えばｉ＝１とする）を選択し（ステップ２０４）、Ｎ１＝Ｎ１−１とデクリメントする（ステップ２０５）。そして、このパレットＰ１ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ１ｉ（例えばｉ＝１とする）が一次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するためのパレットＰ１ｉがカウントされる（ステップ２０６）。
一方、パレットＰ１ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ１ｉが搬送中かマシニングセンター７での一次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ１＝０でなければ（ステップ２０７）、次のＯＰ加工用のパレットＰ１ｉ（例えばｉ＝２）を選択して上記処理を繰り返す。これらの情報をパレットメモリ１６で判別して記憶する。
なお、ステップ２０７でＮ１＝０になった場合には、セット搬送用のパレットＰ１ｉがなくなったとして処理を終了し、後述のステップ３０１へ移行する。

ステップ２０６でセット搬送用のパレットＰ１ｉが決定した場合、次に二次加工ＯＰ２用のパレットＰ２ｉ（例えばｉ＝１）を１つ選択して（ステップ２０８）、Ｎ２＝Ｎ２−１とデクリメントする（ステップ２０９）。そして、このパレットＰ２ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ２ｉ（例えばｉ＝１とする）が二次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するためのパレットＰ２ｉがカウントされる（ステップ２１０）。
一方、パレットＰ２ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ２ｉが搬送中かマシニングセンター７での二次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ２＝０でなければ（ステップ２１１）、次のＯＰ加工用のパレットＰ２２（例えばｉ＝２）を選択して上記処理を繰り返す。これらの情報をパレットメモリ１６で判別して記憶する。
なお、ステップ２１１でＮ２＝０になった場合には、セット搬送用のパレットＰ２ｉがなくなったとしてステップ２０３に戻る。

次に、ステップ２１０でセット搬送用のパレットＰ２ｉが決定した場合、次に三次加工ＯＰ３用のパレットＰ３ｉ（例えばｉ＝１）を１つ選択して（ステップ２１２）、Ｎ３＝Ｎ３−１とデクリメントする（ステップ２１３）。そして、このパレットＰ３ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ３ｉ（例えばｉ＝１とする）が三次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するためのパレットＰ３ｉがカウントされる（ステップ２１４）。
一方、パレットＰ３ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ３ｉが搬送中かマシニングセンター７での三次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ３＝０でなければ（ステップ２１５）、次のＯＰ加工用のパレットＰ３ｉ（例えばｉ＝２）を選択して上記処理を繰り返す。これらの情報をパレットメモリ１６で判別して記憶する。
なお、ステップ２１５でＮ３＝０になった場合には、セット搬送用のパレットＰ３ｉがなくなったとしてステップ２０３に戻る。

こうして設定されたセット搬送用の加工段階の異なるワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを搭載したパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉをパレットメモリ１６のパレットリストに記憶する（ステップ２１６）。このような処理を一次加工のワークＷ１ｉのカウント数がＮ１になるまで繰り返して続ける。

ストッカ１１において、一次加工済みのワークＷ１ｉのＮ１個のカウントが終了した場合（ステップ２０３）、図７に示すステップ３０１へ移行して、残っている二次加工済みのワークＷ２ｉのパレットＰ２ｉと三次加工済みのワークＷ３ｉのパレットＰ３ｉとの組をセット搬送用のリストとして作成する。
二次加工工程ＯＰ２のパレットＰ２ｉの数Ｎ２が０でない場合（ステップ３０１）、１つのパレットＰ２ｉを選択し（ステップ３０２）、Ｎ２＝Ｎ２−１とデクリメントする（ステップ３０３）。そして、このパレットＰ２ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ２ｉが二次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するためのパレットＰ２ｉがカウントされる（ステップ３０４）。
一方、パレットＰ２ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ２ｉが搬送中かマシニングセンター７での二次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ２＝０でなければ（ステップ３０５）、次のＯＰ加工用のパレットＰ２ｉを選択して上記処理を繰り返す。
なお、ステップ３０５でＮ２＝０になった場合には、セット搬送用のパレットＰ２ｉがなくなったとして後述のステップ４００へ移行する。

次に、ステップ３０４においてセット搬送用のパレットＰ２ｉが決定した場合、次に三次加工の１つのパレットＰ３ｉを選択し（ステップ３０６）、Ｎ３＝Ｎ３−１とデクリメントする（ステップ３０７）。そして、このパレットＰ３ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ３ｉが三次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するための残ったパレットＰ３ｉがカウントされる（ステップ３０８）。

一方、パレットＰ３ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ３ｉが搬送中かマシニングセンター７での三次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ３＝０でなければ（ステップ３０９）、次の三次加工ＯＰ３のパレットＰ３ｉを選択して上記処理を繰り返す。
なお、ステップ３０９でＮ３＝０になった場合には、ステップ３０１へ戻る。
そして、セット搬送用のパレットＰ２ｉ、Ｐ３ｉの組が決定すると、パレットメモリ１６に追加して（ステップ３１０）、ステップ３０１に戻る。このような処理を二次加工のワークＷ２のカウント数がＮ２になるまで（Ｎ２＝０になるまで）繰り返して続ける。

ストッカ１１において、二次加工のワークＷ２ｉのＮ２個のカウントが終了した（Ｎ２＝０）場合（ステップ３０１）、ステップ４００へ移行して、残りの三次加工済みのワークＷ３ｉのパレットＰ３ｉの組をセット搬送用のリストとして作成する。
三次加工工程ＯＰ３のパレットＰ３ｉの数Ｎ３が０でない場合（ステップ４００）、ステップ４０１へ移行して三次加工のワークＷ３ｉのパレットＰ３ｉをセット搬送用のリストとして作成する。
三次加工工程ＯＰ３のパレットＰ３ｉの１つのパレットＰ３ｉを選択し（ステップ４０１）、Ｎ３＝Ｎ３−１とデクリメントする（ステップ４０２）。そして、このパレットＰ３ｉがストッカ１１上にあること（条件１とする）と、ワークＷ３ｉが三次加工済みであること（条件２とする）の２つの条件を満足する場合（ＹＥＳ）には、段取りステーション９へセット搬送するためのパレットＰ３ｉがカウントされる（ステップ４０３）。
そして、これらのパレット３ｉをパレットメモリ１６のセット搬送リストに記憶する（ステップ４０５）。

一方、パレットＰ３ｉが条件１と条件２の少なくともいずれかを満たさない場合（ＮＯ）には、パレットＰ３ｉが搬送中かマシニングセンター７での三次加工用のものであるとしてセット搬送に不適格と判定する。そして、Ｎ３＝０でなければ（ステップ４０４）、次のパレットＰ３ｉを選択して上記処理を繰り返す。なお、ステップ４０４でＮ３＝０になった場合には処理を終了する。
また、上述したステップ４０５において三次加工済みのパレット３ｉをパレットメモリ１６のセット搬送リストに記憶した後は、ステップ４００に戻って上述した処理を更に繰り返し、ステップ４００でセット搬送用のパレットＰ３＝０になった場合にはステップ４００から処理を終了する（ステップ４０６）。

こうして、検出手段１９によってセット搬送のためのパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉの判別が終了し、セット搬送一覧記憶手段２０においてセット搬送用の組合わせのリストができあがる。そして、図５に示すフローチャートにおいて、セット搬送一覧記憶手段２０によりセット搬送リストをディスプレイ２３に表示し（ステップ１０４）、選択手段２１により、セット搬送リストからいずれか１組を選択して（ステップ１０５）セット搬送を実行する（ステップ１０６）。

次にセット搬送の手順を図４に示すセット搬送装置１３に基づいて説明する。
搬送制御部１２において検出手段１９で選定されたセット搬送用の加工済みワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを搭載したパレットＰ１ｉ，Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉの組合せのリストから選択手段２１によりセット搬送用の１組が選択されて、搬送手段２２によって実行が指示される。すると、段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９ＣにパレットＰがないことを段取りステーション判別手段１７で確認して、加工段階の異なる３種のワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉをそれぞれ搭載したパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉをそれぞれ搬送車５に搭載させて同時に段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃへ搬送する。

そして、段取りステーション９Ａでは、移載手段１０によりパレットＰ１ｉから一次加工済みのワークＷ１ｉを外し、未加工のワークＷ０を搭載する。段取りステーション９Ｂでは、移載手段１０によりパレットＰ２ｉから二次加工済みのワークＷ２ｉを外し、一次加工済みのワークＷ１ｉを二次加工用のワークＷ２ｉとして搭載する。段取りステーション９Ｃでは、移載手段１０によりパレットＰ３ｉから三次加工済みのワークＷ３ｉを外して次の処理工程へ移動させ、二次加工済みのワークＷ２ｉを三次加工用のワークＷ３ｉとして搭載する。

次に、３種のパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉを同時にストッカ１１へ搬送する。ストッカ１１では、マシニングセンター７が空になると３種のパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉをマシニングセンター７に搬送してワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉをそれぞれ加工する。
そして、加工後に、これらパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉがストッカ１１に戻ると、ワークメモリ１５とパレットメモリ１６が書き換えられ、３種のパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉのセット搬送を行う。このような処理を繰り返して行う。

また、加工処理が進んで、一次加工用のワークＷ１ｉがなくなった場合には、加工段階の異なる２種のワークＷ２ｉ、Ｗ３ｉをそれぞれ搭載したパレットＰ２ｉ、Ｐ３ｉのセット搬送を行う。更に、二次加工用のワークＷ２ｉがなくなった場合には、三次加工済みのワークＷ３ｉを搭載したパレットＰ３ｉのみのセット搬送を行う。
なお、セット搬送の工程中において、未加工のワークＷを搭載したパレットＰは随時マシニングセンター７に搬送されて加工され、加工済みのワークＷを搭載したパレットＰとしてスタッカ１１へ戻ることになる。また、セット搬送されたパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉはストッカ１１に戻されることによって未加工ワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを搭載したパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉとしてストッカ１１に保持される。これら更新される各パレットＰは随時セット搬送用のプログラムを更新することで切り換えられ、更新されたデータを元に上記の処理が繰り返し行われることになる。
特にパレットＰの空返しを極力防ぐためには、セット搬送するためのパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉを備えた組のセット搬送が終了した時点で、セット搬送用のプログラムを更新することで、ストッカ１１で新たに生じたパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉを備えた組のセット搬送を行うようにしてもよい。そして、図６及び図７のフローチャートに示すように、全てのパレットＰ１ｉがストッカ１１になくなった時点でパレットＰ２ｉ、Ｐ３ｉの組でセット搬送し、全てのパレットＰ２ｉがストッカ１１になくなった時点でパレットＰ３ｉの組で搬送するようにセット搬送用のプログラムを切り換えるようにしてもよい。

上述のように、本実施形態による自動工作機械加工システム１におけるワークのセット搬送装置１３とセット搬送方法によれば、予めセット搬送できる加工段階の異なる３種のワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを搭載したパレットＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉの組のリストを作成して１組を選択し、ストッカ１１から同時に段取りステーション９Ａ，９Ｂ，９Ｃへ搬送してワークＷ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉを移し替えることで同時にストッカ１１へ戻すことができるため、パレットＰにワークＷを搭載しないで空でストッカ１１へ返したり、ワークＷを受け取るためにストッカ１１から空で段取りステーション９へ搬送させたりすることを極力なくすことができる。
そのため、パレットＰの空返しや空送りをなくして搬送車５による効率的な搬送を行える。これによって、段取りステーション９でのワークＷの載せ替えに伴う中間加工品である一次加工のワークＷ１ｉや二次加工のワークＷ２ｉの滞留や搬送遅れを防止できる。その結果として、ワークＷの加工待ちのためにマシニングセンター７が空き状態で待機することを改善できる。

なお、本発明による自動工作機械加工システム１におけるセット搬送装置１３とセット搬送方法は、上述の実施の形態に限定されることなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では、３段階の加工工程ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３によってワークＷの加工が完了するようにしたが、２段階や４段階以上の加工工程を有するようにしてもよい。この場合には、ワークＷの加工工程の数に応じてパレットＰの種類と段取りステーション９を増減してもよく、その場合には多種類のパレットをセット搬送することで、より効率的なセット搬送が行える。
また、段取りステーション９に設けた移載手段１０で自動的にワークＷを移載するようにしたが、これに代えて手動で移載するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、複数種、例えば３種の加工段階のワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３をそれぞれ搭載した同数の複数種、例えば３種のパレットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を同時にストッカ１１から段取りステーション９へ搬送するようにしたが、必ずしも同時である必要はなく、わずかな時間差で連続して搬送するようにしてもよい。このように異種のパレットＰ１、Ｐ２、Ｐ３を連続して搬送する場合でも、同時搬送の場合より劣るが、段取りステーション９でのワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３の移し替えを効率的に行うことができる。
また、上述の実施形態では、パレットＰの種類に応じた数の段取りステーションを設置したが、これに代えて大型の段取りステーションを１台またはパレットＰの種類より少ない数だけ設置してもよい。

１ 自動工作機械
５ 搬送車
７ マシニングセンター
９、９ａ，９Ｂ，９Ｃ 段取りステーション
１０ 移載手段
１１ パレットストッカ
１２ 搬送制御部
１３ セット搬送装置
１５ ワークメモリ
１６ パレットメモリ
１７ 段取りステーション判別手段
１９ 検出手段
２１ 選択手段
２２ 搬送手段
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ１ｉ、Ｗ２ｉ、Ｗ３ｉ ワーク
Ｐ，Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉ パレット

Claims (8)

1. ストッカに保管されたワークを搭載したパレットをマシニングセンターに搬送して加工を行うと共に、マシニングセンターからストッカに戻したワークを段取りステーションに搬送して次の加工のために別のパレットに移載するようにした自動工作機械における複数パレットのセット搬送方法において、
   異なる加工段階の加工済みの複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットを同時にまたは連続して前記段取りステーションにそれぞれ搬送する工程と、
   前記段取りステーションにおいて複数種類のパレット間で異なる加工段階のワークを次の段階の加工のためにそれぞれ別の前記パレットに移載すると共に、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替え、未加工のワークを一の前記パレットに移載する工程と、
   移載された前記ワークを搭載した複数種類のパレットを前記段取りステーションから前記ストッカに移送する工程と
   を備えたことを特徴とする複数パレットのセット搬送方法。
2. ストッカに保管されたワークを搭載したパレットをマシニングセンターに搬送して加工を行うと共に、マシニングセンターからストッカに戻したワークを段取りステーションに搬送して次の加工のために別のパレットに移載するようにした自動工作機械におけるパレット搬送方法において、
   前記ストッカで待機しているワークを搭載した複数のパレットに対し、異なる加工段階の加工済みの複数のワークを搭載した複数種類のパレットの組合わせを選択する工程と、
   前記複数種類のパレットの組合わせを前記段取りステーションにそれぞれ搬送する工程と、
   前記段取りステーションにおいて、前記複数種類のパレット間で異なる加工段階のワークを次の段階の加工のためにそれぞれ別の前記パレットに移載すると共に、加工が完了したワークを次の処理工程に移し替え、未加工のワークを一の前記パレットに移載する工程と、
   移載された前記ワークを搭載した複数種類のパレットを前記段取りステーションから前記ストッカに移送する工程と、
   を備えたことを特徴とする複数パレットのセット搬送方法。
3. 異なる加工段階のワークを保持する複数のパレットを同時または連続して前記ストッカから段取りステーションへ搬送し、前記移載した異なる加工段階のワークを搭載した複数種類のパレットを同時または連続して前記段取りステーションからストッカへ搬送するようにした請求項１または請求項２に記載されたパレット搬送方法。
4. 前記ストッカに保管された複数種類のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットから前記異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を抽出し、
   前記複数種類のパレットの組合わせの群から１組を選択するようにした請求項１乃至３のいずれか１項に記載された複数パレットのセット搬送方法。
5. 前記異なる加工段階の複数のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせを前記段取りステーションにそれぞれ搬送する前に、前記段取りステーションにパレットが設けられていないことを確認するようにした請求項１乃至４のいずれか１項に記載された複数パレットのセット搬送方法。
6. ワークを搭載する複数のパレットを保管するストッカと、
   前記パレットに搭載されたワークを複数段階に分けて加工するマシニングセンターと、
   異なる加工段階の前記ワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットにおいて前記ワークを次の加工のために前記複数種類のパレットの他のパレットに移し替える段取りステーションと、
   前記ストッカで待機している前記ワークを搭載した複数のパレットに対して、異なる加工段階の前記加工済みワークを搭載した複数種類のパレットの組合わせを選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択された複数種類のパレットの組合わせを前記ストッカから段取りステーションにそれぞれ移送すると共に、前記段取りステーションで前記ワークを移し替えた前記複数種類のパレットをストッカに移送する搬送手段と、
   を備えたことを特徴とする複数パレットのセット搬送装置。
7. 前記ストッカに保管された複数種類のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットから前記異なる加工段階のワークをそれぞれ搭載した複数種類のパレットの組合わせの群を抽出する検出手段を備え、
   前記検出手段で検出された前記複数種類のパレットの組合わせの群から１組を前記選択手段で選択するようにした請求項６に記載された複数パレットのセット搬送装置。
8. 前記段取りステーションの数は前記パレットの数と同数またはそれ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載された複数パレットのセット搬送装置。

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