JP2013134563A

JP2013134563A - フレキシブル生産システム

Info

Publication number: JP2013134563A
Application number: JP2011283346A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Tsujimura; 和弘辻村; Koji Kito; 浩司鬼頭
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-08

Abstract

【課題】各工作機械の待機状態での電力消費をより抑制することができるフレキシブル生産システムを提供する。
【解決手段】各工作機械は、第１省電力モード４０２と第２省電力モード４０３と省電力設定時間４０４と加工状態通知手段４０５と省電力モード切替手段４０１とを有し、コンピュータ２０は、すべてのパレットの位置およびパレットに取り付けたワークの加工状態に関する情報を保持するパレット情報保持手段３２６の情報に基づき、各工作機械の待機時間を算出する待機時間算出手段３０３と、パレット監視手段３０１により、ワークの加工状態の変化を検出したとき、待機時間更新手段３０２により待機時間を更新し、待機時間が省電力設定時間４０４より長い工作機械に対し、第２省電力モードの設定を指示する第２省電力モード設定手段３０５を備える。
【選択図】図２

Description

本発明はフレキシブル生産システムに関する。

フレキシブル生産システムは、複数の工作機械および洗浄機、ワークが取り付けられる複数のパレット、パレットを搬送する搬送台車、パレットを一時的に保管するバッファーステーション、パレットにワークの取り付けをおこなうローディングステーション、パレットの搬送と工作機械とを制御するコンピュータ等により構成されている。この生産システムでは、加工を行うワークを取り付けたパレットをバッファーステーションに搬入しておき、これを作業者が工場にいない無人時でも加工できるようにしている。フレキシブル生産システムでは、稼働率向上のため、各工作機械の待機時間が短くなるように、パレットの運行を制御している。

ところで、最近では、生産効率の向上や低コスト化に加え、環境負荷の軽減が重要な達成目標の１つになっている。これらの目標を達成するためには、省エネルギー化を前提とする生産システム全体の効率化が肝要となる。マシニングセンタ等の工作機械は、通常の待機状態から一定の時間経過したアイドル状態を検出した場合、特定の電力消費部分の電源供給を制御する省電力モードに設定し、待機状態における電力消費を抑制している。特許文献１では、工作機械の各機器の電源をスイッチオンおよびスイッチオフする装置と、各機器のスイッチオフ時間を決定する装置とを備えることにより、電力消費を抑制する工作機械の制御装置が開示されている。

特開２０１１−１５６６５７号公報

マシニングセンタ等における、従来の省電力機能はマシン単体で待機状態を判断し、一定時間のアイドル状態が検出されると、チップコンベア、切粉流しポンプ、ミストコレクタ等の一部の装置の電源を遮断するものである。省電力時に電源を遮断する装置をさらに増やせば、電力消費をより小さくすることができるが、電源を遮断することにより装置の温度が下がり、加工精度に影響をおよぼす恐れのある装置は、省電力状態から復帰した際に暖機運転等の措置が必要となり、手間がかかる。例えば、装置の温度が加工精度に影響をおよぼす主軸装置に係わる潤滑油ポンプの電源は、省電力時に遮断せずに低回転で駆動することで、主軸装置の温度を維持するとともに、電力消費を抑制している。

一方、フレキシブル生産システムでは、複数の工作機械を備えており、多種多様な加工が可能である。例えば、工程分割されたワークを加工する場合、パレットにワークを取り付けて投入すると、パレットは搬送台車により工程順に各工作機械に搬送され、それぞれの工程の加工がおこなわれる。ワークを取り付けたパレットの数量が十分あると、フレキシブル生産システムは稼働率を上げ、各工作機械の待機時間が短くなるように制御しているが、投入されたパレットの数量が少ないと、加工待ちで長時間の待機状態となる工作機械の数が多くなる。長時間の待機状態となった工作機械は、それぞれの省電力機能により、電力消費を抑制するが、長時間待機状態となる工作機械が多く存在すると、待機状態での電力消費の総量も大きくなる。

本発明はかかる点を解決するためになされたもので、各工作機械の待機状態での電力消費をより抑制することができるフレキシブル生産システムを提供することを目的とする。

請求項１に係わる発明は、上記の課題を解決するため、複数の工作機械と、ワークが取り付けられる複数のパレットと、前記パレットを搬送する搬送台車と、前記パレットに取り付けられた前記ワークを前記工作機械に搬入出するまでの間保管するバッファーステーションと、前記パレットに前記ワークの取り付けをおこなうためのローディングステーションとコンピュータによって前記パレットの前記工作機械への搬送と前記工作機械を制御するようにした制御装置とを備えるフレキシブル生産システムにおいて、前記工作機械は、待機状態での特定の電力消費部分の電力供給を制御する第１省電力モードと、前記第１省電力モードより、さらに省電力制御をおこなう第２省電力モードと、前記待機状態を前記第１省電力モードにする時間が設定された省電力設定時間と、前記ワークの加工状態を前記コンピュータに通知する加工状態通知手段と、前記コンピュータにより指示された省電力モードに切替える省電力モード切替手段と、を有し、前記コンピュータは、すべての前記パレットの位置および前記パレットに取り付けた前記ワークの加工状態に関する情報を保持するパレット情報保持手段と、前記パレット情報保持手段の前記ワークの加工状態を監視するパレット監視手段と、前記パレット情報保持手段の情報に基づき、前記工作機械の待機時間を算出する待機時間算出手段と、前記パレット監視手段により、前記ワークの加工状態の変化を検出したとき、前記待機時間算出手段により、前記待機時間を更新する待機時間更新手段と、前記待機時間が前記省電力設定時間より長い前記工作機械を判別する省電力待機工作機械判別手段と、前記省電力待機工作機械検出手段により判別された前記工作機械に対し、前記第２省電力モードの設定を指示する第２省電力モード設定手段と、を備える。

上記のように構成した請求項１の発明によれば、フレキシブル生産システムは、すべてのパレットの位置およびパレットに取り付けたワークの加工状態に関する情報を、パレット情報保持手段により保持している。このワークの加工状態とは、例えば、加工待ち、加工中、加工完了等である。このワークの加工状態は、各工作機械から加工状態に応じて加工状態通知手段によりコンピュータに通知される。コンピュータは、パレット監視手段により、パレット情報保持手段のワーク加工状態を監視し、ワークの加工状態が変化を検出したとき、待機時間更新手段により、待機時間算出手段を呼び出し、各工作機械の待機時間を更新する。そして、各工作機械に設定された省電力設定時間を取得し、省電力待機工作機械判別手段により、待機時間が省電力設定時間より長い工作機械を判別する。さらに、第２省電力モード設定手段は、判別された工作機械に対し、第２省電力モードの設定を指示する。各工作機械は、省電力モード切替手段により、指示された第２省電力モードの設定に切替える。このように、コンピュータは長時間待機状態となる工作機械を事前に判別し、これらの工作機械に対し、第２省電力モードの設定を指示することができる。また、各工作機械は待機状態において、省電力効果の高い第２省電力モードに切替えることにより、電力消費をより小さくすることができる。長時間待機状態となる工作機械が多く存在する場合であっても、待機状態での電力消費の総量を抑制することができる。

本発明の実施形態のフレキシブル生産システムの全体構成図である。本発明の実施形態のフレキシブル生産システムの説明図である。本発明の実施形態ワーク取り付けデータの内容を表示している操作盤の外観図である。本発明の実施形態のワークデータの内容を示す図である。本発明の実施形態のパレットデータの内容を示す図である。本発明の実施形態の生産データの内容を示す図である。本発明の実施形態のマシン状態データの内容を示す図である。本発明の実施形態のマシングループデータの内容を示す図である。本発明の実施形態のパレット情報データの内容を示す図である。本発明の実施形態の加工ルート・マシングループデータの内容を示す図である。本発明の実施形態の加工ルート・ＮＣプログラムデータの内容を示す図である。本発明の実施形態の加工ルート・加工時間データの内容を示す図である。本発明の実施形態の暖機運転データの内容を示す図である。本発明の実施形態の待機時間計算データの内容を示す図である。本発明の実施形態の省電力モードの内容を示す図である。

以下、本発明の実施形態のフレキシブル生産システムの全体構成を図面に従って説明する。図１に示すように、スタッカクレーン式の搬送台車１１によってワークを取り付けたパレットＰを搬送する搬送ライン１０が配置されている。この搬送ライン１０に沿って工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６、洗浄機ＷＳ１、ローディングステーションＬＳ及びバッファーステーションＢＳがそれぞれ配置されている。搬送台車１１にはパレットＰに付与された図略のパレットＮｏ．を読み取るパレット検測装置１２が設けられている。また、各工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６には、パレット搬入搬出装置ＰＣ１〜ＰＣ６が設けられ、これらパレット搬入搬出装置ＰＣ１〜ＰＣ６を介して工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６が搬送台車１１との間でパレットＰを搬送するようになっている。工作機械ＭＣ１とＭＣ２、ＭＣ３とＭＣ４、ＭＣ５とＭＣ６は、それぞれ共通の加工が可能なマシングループを形成している。

各工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６にそれぞれ対応して設けられた数値制御装置ＮＣ１〜ＮＣ６は、記憶装置２０を備えたコンピュータからなる管理装置２１に工場内ＬＡＮ２３を介して接続されている。

バッファーステーションＢＳは搬送ライン１０に沿って横１５列、縦２段の計３０個に仕切られており、それぞれに１０１〜１１５、２０１〜２１５の棚Ｎｏ．が付与されている。そしてこの棚Ｎｏ．は、前記パレットＰのパレットＮｏ．と１対１で対応している。また、パレットＰは、そのパレットＮｏ．によって取り付けられるワークの種類が決まっている。

次に、本発明の実施形態の制御方式の構成について説明する。
各工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６にそれぞれ対応して設けられた数値制御装置ＮＣ１〜ＮＣ６は、管理装置２１から転送されるパレットＮｏ．に対応した加工用のＮＣプログラムを保持し、このＮＣプログラムに基づいてパレットＰに取り付けられたワークの加工をおこなう。また、各数値制御装置ＮＣ１〜ＮＣ６には、搬送台車１１により搬送されるパレットのパレットＮｏ．が管理装置２１から転送されるようになっている。管理装置２１は、更に搬送台車１１、バッファーステーションＢＳ及び操作盤２２に接続され、ローディングステーションＬＳとバッファーステーションＢＳとの各間でパレットＰの移送を制御するとともに、バッファーステーションＢＳと工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６との各間でパレットＰの搬送を制御するようになっている。一方、操作盤２２は、図３に示すように表示装置２３と、パレットＰにワークの取り付けが完了したことを管理装置２１に通知する取付完了スイッチ２５とから構成されている。この表示装置２３は後述するワーク取り付けデータを基に、ローディングステーションＬＳに搬入されたパレットＰに取り付けるべきワークを作業者に指示するようになっている。

次に、本発明の実施形態の構成について説明する。
管理装置２１には、図２に示すように、各工作機械を制御するための種々のデータを記憶装置２０に有している。これらデータには、ワークデータ３２１、パレットデータ３２２、生産データ３２３、マシン状態データ３２４、マシングループデータ３２５、パレット情報データ（パレット情報保持手段３０１）、加工ルート・マシングループデータ（図示せず）、加工ルート・ＮＣプログラムデータ（図示せず）、加工ルート・加工時間データ（図示せず）と、暖機運転データ（図示せず）、待機時間計算データ（図示せず）と、省電力モードデータ（図示せず）がある。各データの詳細については後述する。

また、管理装置２１は、この工作機械を制御するための種々の手段を備えている。パレット監視手段３０２は、図９のパレット情報データ３２６の「状態」の値を監視し、「状態」の値が変更されると、待機時間更新手段３０２を呼び出す。待機時間更新手段３０２は、待機時間算出手段３０３を呼び出し、算出された待機時間を図７に示すマシン状態データ３２４に記憶する

待機時間算出手段３０３は、「状態」の値が変更された図９のパレット情報データ３２６の「位置」、「工程」、「状態」の値を取得し、図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。“（１＋２）”等の計算式が取得された場合、計算式に従って、図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照して、算出する。また、待機時間が更新されると、省電力待機工作機械判別手段３０４および暖機工作機械判別手段３０６を呼び出す。

省電力待機工作機械判別手段３０４は、図７に示すマシン状態データ３２４を参照して、待機時間が図１３に示す暖機運転データ３３０の「省電力設定時間」より長いマシンを省電力待機工作機械として判別する。対象となるマシンが判別された場合、第２省電力モード設定手段３０５を呼び出す。

暖機工作機械判別手段３０６は、図７に示すマシン状態データ３２４を参照して、「省電力モード」が第２省電力モードを示す“０２”のマシンに対し、待機時間が図１３に示す暖機運転データ３３０の「暖機運転時間」より短いマシンを暖機工作機械として判別する。対象となるマシンが判別された場合、第２省電力モード解除手段３０７を呼び出す。

第２省電力モード設定手段３０５は、特定のマシンに対し、第２省電力モードの設定を指示する。また、図７に示すマシン状態データ３２４の上記のマシンの「省電力モード」を第２省電力モードを示す“０２”に変更する。

第２省電力モード解除手段３０７は、特定のマシンに対し、第２省電力モードの設定の解除を指示する。また、図１３の暖機運転データ３３０を参照し、上記のマシンの「暖機運転用ＮＣプログラム」を取得し、暖機運転ＮＣプログラム実行を指示する。また、図７に示すマシン状態データ３２４の上記のマシンの「省電力モード」を通常モードを示す“００”に変更する。

工作機械ＭＣ１〜ＭＣ６の数値制御装置ＮＣ１〜ＮＣ６は、それぞれ待機状態において、省電力をおこなわない通常モードと省電力をおこなう省電力モードと、省電力モードの切替えをおこなう省電力モード切替手段４０１を備えている。省電力モードには、特定の電力消費部分の電力供給を制御する第１省電力モード４０２と、第１省電力モード４０２より、さらに省電力制御をおこなう第２省電力モード４０３がある。数値制御装置ＮＣ１〜ＮＣ６は、通常モードの待機状態から省電力設定時間経過したアイドル状態を検出した場合、省電力モード切替手段４０１により、第１省電力モード４０２に切替える。また、管理装置２１から第２省電力モードの設定の指示を受けた場合、省電力モード切替手段４０１により、第２省電力モード４０３に切替える。

第１省電力モード４０２および第２省電力モード４０３では、図１５に示す省電力モードデータ３３２に対応する各装置の省電力制御をおこなう。第１省電力モードでは、チップコンベア、ミストコレクタ等の電源の遮断をおこない、第２省電力モードでは、さらに主軸および送り軸モータ・ドライバ電源、主軸潤滑油ポンプの電源を遮断して待機する。第２省電力モードでは、主軸装置に係わる部分等の電源を遮断しているので、待機状態びおいて主軸装置の温度が下がる。このため、第２省電力モードから復帰する際は、暖機運転をおこなう必要がある。これは、加工精度に影響をおよぼさないようにするためである。

図４に示すように、ワークデータ３２１は、ワーク品番に対応した加工ルートに関するデータである。ワーク毎に、「ワークＮｏ．」の欄と、「ワーク品番」の欄と、パレットＰに取り付けられる「姿勢」の欄とから成り、「姿勢」の欄は、その姿勢において加工を行うことが可能な加工ルートを示す「加工ルート」の欄からなる。加工ルートとは、後述する加工ルート・マシングループデータ３２７に設定された工程分割されたワーク品番に対応した加工ルートのマシングループを記憶するデータである。この図の例でワーク品番“Ａ”は姿勢１の加工ルートが“０１”であり、それぞれ１工程がマシングループ１、２工程がマシングループ２、３工程がマシングループ３、４工程がマシングループ４によりおこなわれることを示している。このマシングループとは、後述するマシングループデータ３２５に設定された共通の加工が可能なマシンを分類したデータである。このワークデータ３２１は、上記それぞれの欄に作業者がワークに関するデータを入力することにより作成される。

図５に示すように、パレットデータ３２２は、各々のパレットについての取り付け可能なワークに関するデータである。「Ｎｏ．」の欄と、ワークを取り付ける「面」の欄と、各面のどの位置に付けるかを設定する「取付」の欄と、取り付ける「ワークＮｏ．」、「品番」及び「姿勢」の欄とから成り、加工に用いられるパレット毎（この実施例においてはパレットＮｏ．１０１〜１１５、２０１〜２１５）に取り付けることができるワークに関して、作業者がデータを上記各欄に入力することにより作成される。この例は、パレット“２０１”には品番Ａのワークのみ取り付け得ることを示しているが、パレットに複数のワークが取り付け得るときには、その複数のワークそれぞれについて、取り付ける「面」と、「取付」位置と、取り付ける「ワークＮｏ．」、「品番」及び「姿勢」に関する情報が保持される。

図６に示すように、加工を行うワークの投入（加工）の順序と加工の個数とに関するデータである。生産データ３２３は、ワークの投入順序を示す「Ｎｏ．」の欄と、「ワークＮｏ．」の欄と、ワークの「品番」の欄と、加工を計画している個数を示す「計画」の欄と、各々の「姿勢」の欄とからなる。そして、加工を行う作業者のスケジュールの作成単位、例えば日単位にスケジュールを作成するならば毎日、また週単位ならば毎週、加工を行うワークの加工の順位及び加工個数を設定することにより作成する生産計画のデータである。本発明の実施形態の装置は、この生産データに基づき投入順序の高いワークから順次投入を行い加工を進めるようになっている。なお、この「姿勢」の欄における「入」の欄は投入が完了したワークの累計を示し、「完」の欄は加工が完了したワークの累計を示し、この「入」及び「完」は加工の進行と共に更新されるようになっている。

上記生産データ３２３は、図３に示す操作盤２２から入力が可能である。すなわち、この生産データは、上述したように日又は週単位に生産計画（生産のスケジュール）を作成する際に、投入順序の高いワークから順に「ワークＮｏ．」の欄に加工を行うワークのＮｏ．を入力し（なお、本実施例においては、「ワークＮｏ．」又は「品番」のいずれかを入力することにより他方は自動的に設定されるようになっている）、更に、「計画」の欄に加工を行うワークの加工数を入力することにより作成する。

図７に示すように、マシン状態データ３２４は、工作機械であるの状態に関するデータである。マシンＭＣ１〜ＭＣ６の「機械番号」の欄とそれぞれのマシンに現在投入されているパレットＮｏ．等を示す「パレットＮｏ．」の欄と、次に加工するパレットが搬入されるまでの待ち時間（分）を示す「待機時間」の欄と、待機状態における現在の省電力モードを示す「省電力モード」の欄とからなる。なお、「省電力モード」欄の“００”は通常モードを、“０１”は第１省電力モードを、“０２”は第１省電力モードを示している。また、「待機時間」の欄“０”は待ち時間がないことを、“９９９９”は待ち時間が無限大、すなわちパレットの投入が予定されていないことを、その他の値は待ち時間（分）を示している。この図の例でマシンＭＣ１の「パレットＮｏ．」“１０７”はマシンＭＣ１にパレットＮｏ．１０７が投入されていること、「待機時間」“０”は待ち時間がないこと、「省電力モード」“０”は通常モードであることを示している。マシンＭＣ２の「パレットＮｏ．」“０”はマシンＭＣ２には現在パレットが投入されていないこと、「待機時間」“１５”は待ち時間が１５分あること、「省電力モード」“２”は第２省電力モードであることを示している。

図８に示すように、マシングループデータ３２５は、共通の加工が可能な工作機械を分類したデータである。工作機械毎に分類した「マシングループ」の欄と、そのマシングループにより指定されたマシンの「機械番号」の欄とから成る。この図の例でマシングループ“０１”はＭＣ１とＭＣ２のマシン、マシングループ“０２”はＭＣ３とＭＣ４のマシン、マシングループ“０３”はＭＣ５とＭＣ６のマシン、マシングループ“０４”はＷＳ１のマシンであることを示している。マシングループ内のマシンは共通の加工が可能であり、マシン２台で共通の加工をおこなうことも、マシン１台で加工をおこなうことも可能である。

図９に示すように、パレット情報データ（パレット情報保持手段）３２６は、パレットの位置およびパレットに取り付けたワークの加工状態に関するデータである。パレット「Ｎｏ．」の欄と、パレットが存在する「位置」の欄と、パレットの次の「行先」の欄と、対象とする「工程」の欄と、パレットに取り付けられたワークの加工状態を示す「状態」の欄とからなる。「位置」および「行先」欄の“００”はバッファーステーションＢＳを、“０１”はローディングステーションＬＳを、“２１〜４０”は工作機械を、“４１〜６０”は洗浄機を、示している。「状態」欄の“００”は未加工を、“０１”は加工待ちを、“０２”は加工中を、“０３”は加工完了を、“８０”は加工なしを意味している。

図１０に示すように、加工ルート・マシングループデータ３２７は、工程分割されたワーク品番に対応した加工ルートのマシングループを記憶するデータである。この図の例で加工ルート“０１”は、４工程からなり、それぞれ１工程がマシングループ１、２工程がマシングループ２、３工程がマシングループ３、４工程がマシングループ４によりおこなわれることを示している。

図１１に示すように、加工ルート・ＮＣプログラムデータ３２８は、加工ルートの各マシングループのＮＣプログラムを記憶するデータである。この図の例で加工ルート“０１”は、４工程からなり、それぞれのＮＣプログラムは、１工程が１１０１、２工程が１１０２、３工程が１１０３、４工程が１１０４であることを示している。

図１２に示すように、加工ルート・加工時間データ３２９は、加工ルートの各マシングループの加工時間を記憶するデータである。この図の例で加工ルート“０１”は、４工程からなり、それぞれの加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であることを示している。

図１３に示すように、暖機運転データ３３０は、各マシンの暖機運転に関するデータである。「機械番号」の欄と、「暖機運転用ＮＣプログラム」の欄と、「省電力設定時間」欄と、「暖機運転時間」の欄とからなる。この図の例で機械番号“ＭＣ１”は、暖機運転用ＮＣプログラムは５００１であること、省電力設定時間が１０（分）であること、暖機運転時間が１０（分）であること、すなわち暖機運転用ＮＣプログラム５００１を実行するのに要する時間が１０（分）であることを示している。

図１４に示すように、待機時間計算データ３３１は、パレット情報に対応する各工程の待機時間を記憶したデータである。「パレット情報」の欄と、「待機時間」の欄とからなる。「パレット情報」の欄は、図８のパレット情報データ３２６の「位置」「工程」「状態」の項目に対応している。「待機時間」の欄は、左欄の「パレット情報」の条件を満たすパレットに対応する各工程の待機時間である。「待機時間」の欄“０”は待ち時間がないことを、“９９９９”は待ち時間が無限大、すなわちパレットの投入が予定されていないことを、その他の（）内は待機時間の計算式を示している。すなわち“（１）”は１工程の加工時間、“（２）”は２工程の加工時間、“（３）”は３工程の加工時間、“（１＋２）”は１工程と２工程の加工時間を加算した時間、“（２＋３）”は２工程と３工程の加工時間を加算した時間、“（１＋２＋３）”は１工程と２工程と３工程の加工時間を加算した時間を示している。この図の例でパレット情報の位置“００”工程“０１”状態“０１”は、パレットがバッファーステーションＢＳに位置し、１工程加工待ちの状態を示し、対応する各工程の待機時間は、１工程“０”が待ち時間がなし、２工程“（１）”が１工程の加工時間、３工程“（１＋２）”が１工程と２工程の加工時間を加算した時間、４工程“（１＋２＋３）”が１工程と２工程と３工程の加工時間を加算した時間であることを示している。

図１５に示すように、省電力モードデータ３３２は、第１省電力モードおよび第２省電力モードにおいて、省電力制御をおこなう装置を記憶するデータである。マシンが備える「装置名」の欄と、「第１省電力モード」の欄と、「第２省電力モード」の欄からなる。省電力モードデータは、第１省電力モードおよび第２省電力モードにおける、省電力制御をおこなう装置の設定を示している。

次に、以上のように構成された本発明の実施形態の動作を説明する。
管理装置２１は、記憶装置２０に記憶された図６の生産データ３２３の投入順序に従い投入するワークを選択し、このワークを取り付け得るパレットＰをローディングステーションＬＳに搬送する。そして、図３に示すパレットＮｏ．１０１のパレットＰに対するワーク取り付けの指示を操作盤２２の表示装置２３に表示する。これに従い作業者は、パレットＮｏ．１０１のパレットＰの取り付け位置に指示されたワークを取り付け、取り付けが完了したら取付完了のスイッチ２５を押す。

ここで、説明を容易にするため、投入するワークは１個であり、このワークは工程分割され、加工順序は図４のワークデータ３２１において加工ルート“０１”で示されるものとしている。従って、ワークの１工程はＭＣ１、ＭＣ２のマシングループ１、２工程はＭＣ３、ＭＣ４のマシングループ２、３工程はＭＣ５、ＭＣ６のマシングループ３の順に加工がおこなわれ、４工程はＷＳ１のマシングループ４で洗浄される。なお、ワーク投入時のＭＣ１〜ＭＣ６のマシン状態データ３２４（図７）は、省電力モードが通常モードを示す“００”、待機時間が待ち時間なしを示す“０”とする。また、各マシングループは、最初に記された機械番号のマシン、すなわち、１工程はＭＣ１、２工程はＭＣ３、３工程はＭＣ５、４工程はＷＳ１が使用されるものとする。

パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、バッファーステーションＢＳに搬送され、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「位置」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に、「工程」は“１”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」はＭＣ１を示す“２１”に変更される。

パレット監視手段３０１により、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「状態」の値の変更が検出されると、待機時間更新手段３０２により、待機時間算出手段３０３を呼び出し、図７のマシン状態データ３２４の「待機時間」を更新する。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“００”、「工程」“１”、「状態」“０１”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“０”、２工程が“（１）”、３工程が“（１＋２）”、４工程が“（１＋２＋３）”の計算式が取得される。図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照すると、加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であるので、待機時間は１工程が０（分）、２工程が１５（分）、３工程が３５（分）、４工程が５５（分）と算出される。

一方、図１３の暖機運転データ３３０を参照すると、ＭＣ１〜ＭＣ６の「省電力設定時間」は１０（分）である。これにより、省電力待機工作機械判別手段３０４は、１工程の待機時間の０（分）は省電力設定時間の１０（分）より小さく、２工程の待機時間の１５（分）と３工程の待機時間の３５（分）は省電力待機時間の１０（分）より長いことから、２工程と３工程のマシンＭＣ３、ＭＣ５を省電力待機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード設定手段３０５により、２工程と３工程のマシンＭＣ３、ＭＣ５に対し、第２省電力モードの設定を指示する。これにより、２工程と３工程のマシンＭＣ３、ＭＣ５は、第２省電力モードに移行する。また、図７に示すマシン状態データ３２４の“ＭＣ３”、“
ＭＣ５”の「省電力モード」を第２省電力モードを示す“０２”に変更する。

第２省電力モードでは、図１５の省電力モードデータ３３２に示すように、第１省電力モードで対象とするチップコンベア、ミストコレクタ等の電源の遮断に加え、主軸および送り軸モータ・ドライバ電源、主軸潤滑油ポンプの電源を遮断して待機する。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先であるマシンＭＣ１に搬送され、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「位置」はマシンＭＣ１を示す“２１”に、「工程」は“１”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に変更される。

そして、マシンＭＣ１にて、パレットＮｏ．１０１のパレットＰの１工程の加工がおこなわれる。パレットＮｏ．１０１のパレットＰが加工完了すると、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「状態」は、加工完了を示す“０３”に変更される。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“２１”、「工程」“１”、「状態」“０３”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“９９９９”、２工程が“０”、３工程が“（２）”、４工程が“（２＋３）”の計算式が取得される。図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照すると、加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であるので、待機時間は１工程が無限大（分）、２工程が０（分）、３工程が２０（分）、４工程が４０（分）と算出される。

一方、図１３の暖機運転データ３３０を参照すると、ＭＣ１〜ＭＣ６の「省電力設定時間」は１０（分）である。これにより、省電力待機工作機械判別手段３０４は、１工程の待機時間の無限大（分）は省電力設定時間の１０（分）より大きく、２工程の待機時間の０（分）と３工程の待機時間の２０（分）は省電力待機時間の１０（分）より長いことから、１工程と３工程のマシンＭＣ１、ＭＣ５を省電力待機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード設定手段３０５により、１工程と３工程のマシンＭＣ１、ＭＣ５に対し、第２省電力モードの設定を指示する。これにより、１工程のマシンＭＣ１は、第２省電力モードに移行する。３工程のマシンＭＣ５は第２省電力モードを継続する。

また、暖機工作機械判別手段３０６は、第２省電力モードにある２工程の待機時間の０（分）は、暖機運転時間の１０（分）より小さく、３工程の待機時間の２０（分）は、暖機運転時間の１０（分）より長いことから、２工程のマシンＭＣ３を暖機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード解除手段３０７より、２工程のマシンＭＣ３に対し、第２省電力モードの解除を指示する。また、図７に示すマシン状態データ３２４の“ＭＣ１”、“ＭＣ５”の「省電力モード」を第２省電力モードを示す“０２”に、ＭＣ３の「省電力モード」を通常モードを示す“００”に変更する。

また、図１３の暖機運転データ３３０を参照し、マシンＭＣ３の「暖機運転用ＮＣプログラム」“５００２”の実行を指示する。マシンＭＣ３は暖機運転用ＮＣプログラム５００２を実行することにより、機械を暖機して加工可能な状態にして待機する。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先であるバッファーステーションＢＳに搬送され、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「位置」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に、「工程」は“２”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」はマシンＭＣ３を示す“２３”に変更される。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“００”、「工程」“２”、「状態」“０１”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“９９９９”、２工程が“０”、３工程が“（２）”、４工程が“（２＋３）”の計算式が取得される。図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照すると、加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であるので、待機時間は１工程が無限大（分）、２工程が０（分）、３工程が２０（分）、４工程が４０（分）と算出される。
これは前回値と同じであるので、何もしない。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先であるマシンＭＣ３に搬送され、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「位置」はマシンＭＣ３を示す“２３”に、「工程」は“２”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に変更される。

このときマシンＭＣ３は、すでに暖機された状態であるので、搬入されたパレットＮｏ．１０１のパレットＰのワークを、温度による加工精度の影響をなくして加工することができる。

そして、マシンＭＣ３にて、パレットＮｏ．１０１のパレットＰの２工程の加工がおこなわれる。パレットＮｏ．１０１のパレットＰが加工完了すると、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「状態」は、加工完了を示す“０３”に変更される。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“２３”、「工程」“２”、「状態」“０３”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“９９９９”、２工程が“９９９９”、３工程が“０”、４工程が“（３）”の計算式が取得される。図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照すると、加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であるので、待機時間は１工程が無限大（分）、２工程が無限大（分）、３工程が０（分）、４工程が２０（分）と算出される。

一方、図１３の暖機運転データ３３０を参照すると、ＭＣ１〜ＭＣ６の「省電力設定時間」は１０（分）である。これにより、省電力待機工作機械判別手段３０４は、１工程と２工程の待機時間の無限大（分）は省電力待機時間の１０（分）より大きく、３工程の待機時間の０（分）は省電力待機時間の１０（分）より短いことから、１工程と２工程のマシンＭＣ１、ＭＣ３を省電力待機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード設定手段３０５により、１工程と２工程のマシンＭＣ１、ＭＣ３に対し、第２省電力モードの設定を指示する。これにより、１工程のマシンＭＣ１の第２省電力モードを継続し、２工程のマシンＭＣ３は、第２省電力モードに移行する。

また、暖機工作機械判別手段３０６は、第２省電力モードにある３工程の待機時間の０（分）は、暖機運転時間の１０（分）より短いことから、３工程のマシンＭＡ３を暖機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード解除手段３０７により、３工程のマシンＭＣ５に対し、第２省電力モードの解除を指示する。また、図７に示すマシン状態データ３２４の“ＭＣ１”、“ＭＣ３”の省電力モードを第２省電力モードを示す“０２”に、“ＭＣ５”の「省電力モード」を通常モードを示す“００”に変更する。

また、図１３の暖機運転データ３３０を参照し、マシンＭＣ５の暖機運転ＮＣプログラムである５００３の実行を指示する。マシンＭＣ５は暖機運転ＮＣプログラム５００３を実行することにより、機械を暖機して加工可能な状態にして待機する。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先であるバッファーステーションＢＳに搬送され、図９のパレット情報データのパレットＮｏ．１０１の「位置」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に、「工程」は“３”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」はマシンＭＣ５を示す“２５”に変更される。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“００”、「工程」“３”、「状態」“０１”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“９９９９”、２工程が“９９９９”、３工程が“０”、４工程が“（３）”の計算式が取得される。図１２の加工ルート・加工時間データ３２９を参照すると、加工時間は、１工程が１５（分）、２工程が２０（分）、３工程が２０（分）、４工程が５（分）であるので、待機時間は１工程が無限大（分）、２工程が無限大（分）、３工程が０（分）、４工程が２０（分）と算出される。
これは前回値と同じであるので、何もしない。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先である３工程のマシンＭＣ５に搬送され、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「位置」はマシンＭＣ５を示す“２５”に、「工程」は“３”に、「状態」は加工待ちを示す“０１”に、「行先」は、バッファーステーションＢＳを示す“００”に変更される。

このときマシンＭＣ５は、すでに暖機された状態であるので、搬入されたパレットＮｏ．１０１のパレットＰのワークを、温度による加工精度の影響をなくして加工することができる。

そして、マシンＭＣ５にて、パレットＮｏ．１０１のパレットＰの３工程の加工がおこなわれる。パレットＮｏ．１０１のパレットＰが加工完了すると、図９のパレット情報データ３２６のパレットＮｏ．１０１の「状態」は、加工完了を示す“０３”に変更される。

待機時間算出手段３０３は、図９のパレット情報データ３２６からパレットＮｏ．１０１の値「位置」“２５”、「工程」“３”、「状態」“０３”を取得する。図１４の待機時間計算データ３３１を参照して、パレットの「位置」、「工程」、「状態」の値が一致する各工程の待機時間を取得する。これにより、１工程が“９９９９”、２工程が“９９９９”、３工程が“９９９９”、４工程が“（０）”の計算式が取得される。従って、待機時間は１工程が無限大（分）、２工程が無限大（分）、３工程が無限大（分）、４工程が０（分）と算出される。

一方、図１３の暖機運転データ３３０を参照すると、ＭＣ１〜ＭＣ６の「省電力設定時間」は１０（分）である。これにより、省電力待機工作機械判別手段３０４は、１工程、２工程、３工程の待機時間の無限大（分）は省電力待機時間の１０（分）より長いことから、１工程、２工程、３工程のマシンＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３を省電力待機工作機械として判別する。

そして、第２省電力モード設定手段３０５により、１工程、２工程、３工程のマシンＭＣ１、ＭＣ３、ＭＣ５に対し、第２省電力モードの設定を指示する。これにより、１工程と２工程のマシンＭＣ１、ＭＣ３は第２省電力モードを継続し、３工程のマシンＭＣ５は第２省電力モードに移行する。

また、暖機工作機械判別手段３０６は、第２省電力モードにある１工程、２工程、３工程の待機時間の無限大（分）は、暖機運転時間の１０（分）より長いことから、暖機工作機械を判別しない。また、図７に示すマシン状態データ３２４の“ＭＣ１”、“
ＭＣ３”、“ ＭＣ５”の「省電力モード」を第２省電力モードを示す“０２”に変更する。

次に、パレットＮｏ．１０１のパレットＰは、搬送台車１１により、次の行先であるバッファーステーションＢＳに搬送され、図９のパレット情報データ３２４のパレットＮｏ．１０１の「位置」はバッファーステーションＢＳを示す“００”に、「工程」は“４”に、「状態」は加工待ち（洗浄待ち）を示す“０１”に、「行先」は洗浄機ＷＳ１を示す“４１”に変更される。
以降は、上述と同様であるので説明を省略する。

このように、管理装置２１は、長時間待機状態となるマシンＭＣ１〜ＭＣ６を事前に判別し、各マシンＭＣ１〜ＭＣ６に対し、第２省電力モードの設定を指示することができる。各マシンＭＣ１〜ＭＣ６は待機状態において、省電力効果の高い第２省電力モードに切替えることにより、電力消費をより小さくすることができる。長時間待機状態となるマシンが多く存在する場合であっても、待機状態での電力消費の総量を抑制することができる。

１０：搬送ライン、１１：搬送台車、１２：パレット検測装置、
２０：記憶装置、２１：管理装置（コンピュータ）、
２２：操作盤、２３：表示装置、２３：工場内ＬＡＮ、
３０１：パレット監視手段、３０２：待機時間更新手段、
３０３：待機時間算出手段、３０４：省電力待機工作機械判別手段、
３０６：暖機工作機械判別手段、
３２１：ワークデータ、３２２：パレットデータ、
３２３：生産データ、３２４：マシン状態データ、
３２５：マシングループデータ、
３２６：パレット情報データ（パレット情報保持手段）、
３２７：加工ルート・マシングループデータ、
３２８：加工ルート・ＮＣプログラムデータ、
３２９：加工ルート・加工時間データ
３３０：暖機運転データ、３３１：待機時間計算データ、
３３２：省電力モードデータ、
４０１：省電力モード切替手段、
４０２：第１省電力モード、４０３：第２省電力モード、
４０４：省電力設定時間、４０５：加工状態通知手段、
ＬＳ：ローディングステーション、
ＢＳ：バッファーステーション、
ＭＣ１〜ＭＣ６：工作機械、
ＮＣ１〜ＮＣ６：数値制御装置、
Ｐ：パレット、
ＰＣ１〜ＰＣ６：パレット搬入搬出装置、
ＷＳ１：洗浄機

Claims

複数の工作機械と、
ワークが取り付けられる複数のパレットと、
前記パレットを搬送する搬送台車と、
前記パレットに取り付けられた前記ワークを前記工作機械に搬入出するまでの間保管するバッファーステーションと、
前記パレットに前記ワークの取り付けをおこなうためのローディングステーションと
コンピュータによって前記パレットの前記工作機械への搬送と前記工作機械を制御するようにした制御装置とを備えるフレキシブル生産システムにおいて、
前記工作機械は、
待機状態での特定の電力消費部分の電力供給を制御する第１省電力モードと、
前記第１省電力モードより、さらに省電力制御をおこなう第２省電力モードと、
前記待機状態を前記第１省電力モードにする時間が設定された省電力設定時間と、
前記ワークの加工状態を前記コンピュータに通知する加工状態通知手段と、
前記コンピュータにより指示された省電力モードに切替える省電力モード切替手段と、
を有し、
前記コンピュータは、
すべての前記パレットの位置および前記パレットに取り付けた前記ワークの加工状態に関する情報を保持するパレット情報保持手段と、
前記パレット情報保持手段の前記ワークの加工状態を監視するパレット監視手段と、
前記パレット情報保持手段の情報に基づき、前記工作機械の待機時間を算出する待機時間算出手段と、
前記パレット監視手段により、前記ワークの加工状態の変化を検出したとき、前記待機時間算出手段により、前記待機時間を更新する待機時間更新手段と、
前記待機時間が前記省電力設定時間より長い前記工作機械を判別する省電力待機工作機械検出手段と、
前記省電力待機工作機械判別手段により判別された前記工作機械に対し、前記第２省電力モードの設定を指示する第２省電力モード設定手段と、
を備えることを特徴とするフレキシブル生産システム。