JP2020044599A - 搬送処理装置及び搬送処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ステーションの段取り処理時における待ち時間を解消し、生産効率を向上させることが可能な搬送処理装置及び搬送処理方法を提供する。【解決手段】搬送処理装置が備える制御部は、ピッチ送り数をカウントするタイミング計測カウンタを有する。ステーションは、低圧溶接を行う第1ステーションと、高圧溶接を行う第2ステーションと、低圧溶接と高圧溶接との両方を選択的に処理可能な兼用ステーションとを含む。電極磨き処理に要する数を段取りカウント数Npとすると、各ステーションの間隔はNpピッチである。制御部は、ステーションでの予め定められた処理回数に相当するピッチ送り数を処理カウント数Nwとすると、処理カウント数Nwをタイミング計測カウンタがカウントしたのち、段取りカウント数Npをタイミング計測カウンタがカウントするまでの間に、ワークのピッチ搬送を継続しつつ各ステーションで磨き処理を行うよう制御する。【選択図】図2

Description

本発明は、同時ピッチ搬送されるワークに対して、複数のステーションで複数の処理を同時並行して行う搬送処理装置及び搬送処理方法に関する。
複数の作業工程を別個のステーションで行うことによって製品を製造する場合などに用いられる搬送装置として、例えば特許文献1に記載されるような搬送装置が知られている。特許文献1に記載の搬送装置は、一対の平行なレールで構成される搬送ラインを備え、搬送ラインに近接した位置には、所定間隔をおいて複数の作業ステーションが設けられている。そして、パレット内に位置決めされて載置されたワークが、ピッチ搬送により所定のステーションへ順に搬送されるようになっている。
特開平9−201736号公報
ところで、ステーションでワークに行われる作業工程については種々のものがあるが、例えば溶接処理が行われる場合、溶接用電極により複数回溶接を行うと、電極が酸化するため、メンテナンスとして溶接用電極をブラッシングする必要がある。また、切削処理が行われる場合、複数回切削を行うと刃具が次第に磨耗するため、メンテナンスとして刃具交換をする必要がある。こうした溶接でのブラッシングや、切削での刃具交換など、ステーションのメンテナンスに相当する所謂「段取り処理」は、製品の品質保持のために定期的に行う必要がある。
例えば所定のA処理を行うAステーションと、B処理を行うBステーションとが一つの搬送ライン上に設けられ、ワークに対して必ずA,B二つの処理を行う場合に、いずれかのステーションで段取り処理が行われていると、その間はワークを搬送することができず、待ち時間が発生してしまう。特に、AステーションとBステーションとで、それぞれ独自のタイミングで段取り処理を実行してしまうと、段取り処理の都度、不稼働の状態が生じ、ライン全体の稼働率が低下して生産効率が悪いという問題があった。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ステーションの段取り処理時における待ち時間を解消することで、生産効率を向上させることが可能な搬送処理装置及び搬送処理方法を提供することにある。
本発明の搬送処理装置は、1ピッチ毎に配された複数のワーク(W)を搬送方向に1ピッチ分同時に送る同時ピッチ搬送を行う搬送部(10)、搬送部に隣接して設けられワークに所定の処理を施す複数のステーション(20,30,40)、搬送部の搬送動作と各ステーションの処理動作を制御する制御部(50)、を有し、複数の処理を同時並行して行う。
制御部は、搬送部によるピッチ送り数をカウントするタイミング計測カウンタ(51)を有する。ステーションは、第1処理を行う第1ステーション(20)と、第2処理を行う第2ステーション(40)と、第1処理と第2処理との両方を選択的に処理可能な兼用ステーション(30)とを含む。各ステーションでの処理に付随するメンテナンスを行う段取り処理に要する予め定められた数を段取りカウント数Npとすると、各ステーションの処理位置(V1,V4,V7)の間隔はNpピッチである。
制御部は、ステーションでの予め定められた処理回数に相当するピッチ送り数を処理カウント数Nwとすると、処理カウント数Nwをタイミング計測カウンタがカウントしたのち、段取りカウント数Npをタイミング計測カウンタがカウントするまでの間に、ワークのピッチ搬送を継続しつつ各ステーションで段取り処理を行うよう搬送部の搬送動作と各ステーションの処理動作を制御する。
本構成では、各ステーションでの段取りタイミングを合わせており段取り時間が共通となる。例えば、段取りタイミングが各ステーションにおいて異なる場合に、あるステーションで段取り処理を行っていると、そのステーションへはワークを搬送することができず、一時的に不稼働となり稼働率が下がる。
その点、本構成によれば、Npピッチ間隔で配置される各ステーションでの段取り処理のタイミングが同じであり、段取りカウント数Npで実行される段取り処理の間もピッチ搬送が継続される。そして、ワークが、段取り中のステーションにおいて処理されず通過しても、兼用ステーションを持つことにより、ワークが搬送部全体を通過すれば必ず第1処理及び第2処理が完了する形態とすることができる。すなわち、本構成によれば、段取り時における処理の待ち時間が生じず、生産効率を向上させることができる。
本発明の第1実施形態による搬送処理装置の全体を示す模式図である。 搬送処理において制御部が実行するメインフローチャートである。 兼用ステーションでの処理に関して制御部が実行するフローチャートである。 第2ステーションでの処理に関して制御部が実行するフローチャートである。 ピッチ送り位置におけるワークの搬送と処理状態、及び各ステーションでの処理タイミングを可視的に示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第1実施形態〉
[構成]
本発明の第1実施形態の構成について、図1を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態の搬送処理装置101は、ワークWに対して、低圧溶接と高圧溶接の二つの処理を同時並行して行う。図1に示すように、搬送処理装置101は、搬送部10、第1ステーション20、兼用ステーション30、第2ステーション40、及び制御部50等を主に備えている。
搬送部10は、搬送レール11を有し、搬送レール11上のワークWを搬送方向へ搬送する機構部である。搬送部10は、例えばトランスファバーやトランスファバー駆動装置を有するトランスファー送り装置等で構成される。搬送レール11上には、図示しないパレット内に位置決めされたワークWa,Wb,Wc,Wdが、所定間隔(図1に示すP)毎に並ぶように配置されている。なお、搬送位置を特定せずに単に広くワークを指す場合には、「ワークW」という。搬送部10は、1ピッチ毎に配された複数のワークWを、搬送方向に1ピッチ分同時に送る同時ピッチ搬送を行う。
第1ステーション20、兼用ステーション30、および第2ステーション40は、搬送レール11に隣接して、所定間隔をおいて搬送方向の上流から順に配置されている。第1ステーション20と兼用ステーション30の間隔は、第1ステーション20での溶接位置V1と兼用ステーション30での溶接位置V4との距離である。兼用ステーション30と第2ステーション40の間隔は、兼用ステーション30での溶接位置V4と第3ステーションでの溶接位置V7との距離である。本実施形態において、各ステーション20,30,40の間隔は、3ピッチである。なお、各ステーション20,30,40の間隔は、後述する段取りカウント数Np(本実施形態ではNp=3)に対応するピッチ数分に設定される。
第1ステーション20は、ワークWの所定部位に低圧溶接処理を施すステーションであり、低圧溶接用電極21を有している。兼用ステーション30は、低圧溶接処理と高圧溶接処理との両方を選択的に処理可能なステーションであり、低圧溶接用電極31と、高圧溶接用電極32の両方を有している。第2ステーション40は、ワークWの所定部位に高圧溶接処理を施すステーションであり、高圧溶接用電極41を有している。高圧溶接される部位と、低圧溶接される部位とは、ワークWにおいて異なる部位である。
さらに、各ステーション20,30,40は、図示しない電極磨きブラシ、ブラシ駆動用モータ、3軸用の複数の電極駆動用サーボモータ等をそれぞれ備えている。電極駆動用サーボモータが駆動されると、3軸制御により電極はワークWに近づき、溶接対象部位に溶接処理を行う。電極磨きブラシによるブラッシング(以下、「磨き処理」という)は、予め定められた溶接処理回数ごとに行われる。溶接用電極の酸化防止のために、定期的な磨き処理が必要である。各ステーション20,30,40での予め定められた処理回数に相当するピッチ送り数Nを処理カウント数Nwとする。磨き処理は、「ステーションでの処理に付随するメンテナンスを行う段取り処理」に相当する。
制御部50は、タイミング計測カウンタ51、図示しないCPU、ROM、RAM、及びフラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータで構成されている。制御部50は、各ステーション20,30,40が有する各サーボモータや電極、及び搬送部10等と電気的に接続している。制御部50は、フラッシュメモリから読み出した各種搬送処理条件や、タイミング計測カウンタ51がカウントしたカウント数に基づいて、搬送部10の搬送動作及び上記各ステーション20,30,40の処理動作を統括して制御する。
タイミング計測カウンタ51は、搬送部10によりワークWをピッチ搬送するピッチ送り数Nをカウントする。ピッチ送り数Nは、各ステーション20,30,40での処理回数に対応する。溶接処理のタイミングは各ステーション20,30,40で同一である。なお、ワークWの不良等で任意のステーションにワークWが搬送されず溶接処理がなされず、所謂空打ちとなった場合でも、他のステーションでの溶接処理は実行されており搬送は継続されるため、タイミング計測カウンタ51は、ピッチ送り数Nをカウントアップする。
[制御]
次に、本実施形態の搬送処理装置101において、制御部50が実行する搬送処理について、図2を参照して説明する。図2に示すように、まず、ステップ1(以下、ステップを「S」と略す)で、搬送部10の駆動装置が駆動されて、ピッチ搬送が開始されるととともに、タイミング計測カウンタ51によるピッチ送り数Nのカウントが開始される。ピッチ送り数Nは、各ワークWが搬送方向へ1ピッチ移動するごとに、1ずつカウントアップされる。次に、S2で、各ステーション20,30,40における溶接処理が実行される。このS2での各ステーション20,30,40における溶接処理の詳細については後述する。
次に、S3で、ピッチ送り数Nが処理カウント数Nwとなったか否かが判断される。ピッチ送り数Nが処理カウント数Nwと一致した場合には(S3:YES)、S4に進み、電極磨き処理が行われる。なお、この電極磨き処理の間も、これまでのピッチ搬送が同様に継続され、ピッチ送り数Nがカウントされる。一方、S3で、ピッチ送り数Nが処理カウント数Nwと一致しない場合には(S3:NO)、S1に戻り、N=NwとなるまでS1〜S3の処理を繰り返し実行される。本実施形態では、処理カウント数Nwは6である。すなわち、各ステーション20,30,40において溶接用電極により6回溶接を行ったら、磨き処理が実行されるようになっている。
S4の次には、S5で、ピッチ送り数Nが合計カウント数Nsとなったか否かが判断される。合計カウント数Nsは、処理カウント数Nwと段取りカウント数Npとを合計した数である。本実施形態では、段取りカウント数Npは3であり、合計カウント数Nsは9である。S5で、ピッチ送り数Nが合計カウント数Nsと一致した場合には(S5:YES)、S6に進み、カウント数がリセットされる。一方、S5で、ピッチ送り数Nが合計カウント数Nsと一致しない場合には(S5:NO)、S4に戻り、N=NsとなるまでS4の磨き処理が継続される。
S1〜S6までが1サイクルであり、1サイクルのピッチ送り数Nは9(=合計カウント数Ns)である。1サイクル終了ごとにカウンタが一旦リセットされる。合計カウント数Nsを1サイクルとして、3つのステーション20,30,40が、溶接処理と電極磨き処理のタイミングを常に揃えて稼働する。
S6でカウンタがリセットされると、S7で、所定サイクルが終了したか否かが判断される。所定サイクルは、予め定められた処理ワーク数や時間等により決定される。S7で、所定サイクルが終了したと判断された場合には(S7:YES)、S8でワークWの搬送が停止され、本制御処理は終了となる。一方、所定サイクルが終了していないと判断された場合には(S7:NO)、S1に戻り、次のワークWに対する処理が連続して行われる。所定サイクルが終了するまで、ピッチ搬送は継続して実行され、各ステーション20,30,40においてS2〜S6までの処理が連続的に実行される。
次に、S2において、各ステーション20,30,40が実行する溶接処理の詳細について、ステーション毎に説明する。第1ステーション20に搬送されてくるワークWaは、いずれの溶接処理もなされていないワークである。低圧溶接を行う第1ステーション20では、第1ステーション20が電極磨き処理を行っているとき以外は、流れてきたワークWに対して、常に低圧溶接を行う。
次に、兼用ステーション30での処理について、制御部50が実行する制御について図3を参照して説明する。図3に示すように、まず、S11において、ワークWbは低圧溶接済みか否かが判断される。兼用ステーション30に搬送されてくるワークWbは、低圧溶接済みか、または、第1ステーション20が磨き処理中であり溶接がなされなかった未低圧溶接か、のいずれかの状態である。そして、S11で、ワークWbが低圧溶接済みであると判断された場合には(S11:YES)、S12で高圧溶接が実行される。一方、S11で、ワークWbが低圧溶接済みではないと判断された場合には(S11:NO)、S13で低圧溶接が実行される。本実施形態では、低圧溶接処理は、高圧溶接処理よりも必ず先に行われる。
以上の処理により、兼用ステーション30を通過したワークWcは、低圧溶接済みか、低圧溶接と高圧溶接が共に済んでいるか、のいずれかの状態である。言い換えると、兼用ステーション30を通過したワークWcは、少なくとも低圧溶接は必ず済んでいる状態である。
次に、高圧溶接処理を行う第2ステーション40での処理について、制御部50が実行する制御について図4を参照して説明する。図4に示すように、まず、S21において、ワークWcは高圧溶接済みか否かが判断される。S21で、ワークWcが高圧溶接済みではないと判断された場合には(S21:NO)、S22で高圧溶接が実行され、本制御処理は終了となる。一方、S21で、ワークWcが高圧溶接済みであると判断された場合には(S21:YES)、第2ステーションでは処理を行わず、本制御処理は終了となる。
図5は、図1に示す搬送レール11上の各ピッチ送り位置V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7におけるワークWの搬送と処理状態、及び各ステーション20,30,40での処理タイミングを可視的に示す図である。ピッチ送り位置V1は、第1ステーション20での溶接位置であって、「処理位置」に相当する。ピッチ送り位置V4は、兼用ステーション30での溶接位置であって、「処理位置」に相当する。ピッチ送り位置V7は、第2ステーション40での溶接位置であって、「処理位置」に相当する。
図5に示す溶接位置V1,V4,V7の縦欄において、「低」「高」「磨」の記載は、各ステーション20,30,40において実施される処理を示している。「低」の記載は低圧溶接処理を意味し、「高」の記載は高圧溶接処理を意味する。「磨」の記載は、磨き処理を意味する。ピッチ送り位置V1,V4,V7の縦欄で見るように、いずれかのステーションで6回溶接処理を行ったら、磨き処理に入る。そして、この磨き処理のタイミングは、各ステーション20,30,40で同じになっている。
なお、ルーティン開始の1サイクル目では、ワークWは第1ステーション20から順次搬送されていくため、兼用ステーション30及び第2ステーション40の溶接位置V4,V7にはまだワークWが搬送されておらず、処理がなされないことがある。ただし、第1ステーション20では、ピッチ送り数Nが1のときから1回目の低圧溶接処理が実行されるため、処理カウント数Nwのカウント数としてカウントする。
ピッチ送り位置V2,V3,V5,V6の縦欄において、「未」「低」「高」の記載は、ワークWの溶接処理状態を示している。「未」の記載は、低圧溶接が完了していない状態を意味し、「低」の記載は、低圧溶接のみ完了した状態を意味する。また、「高」の記載は、低圧溶接と高圧溶接が共に完了した状態を意味する。
例えば、矢印A1の流れで示すワークWは、第1ステーション20で低圧溶接され、兼用ステーション30は磨き処理中であるため溶接処理はなされずに通過し、第2ステーション40で高圧溶接される。また、矢印A2の流れで示すワークWは、第1ステーション20では磨き処理中であるため溶接処理はなされずに通過し、兼用ステーション30で低圧溶接され、第2ステーション40で高圧溶接される。このように、本実施形態では、各ステーション20,30,40を通過したワークは、低圧溶接処理と高圧溶接処理との両方の処理が完了している。
[効果]
上記搬送処理装置101による搬送処理方法では、一つのタイミング計測カウンタ51を利用し、複数のステーション20,30,40の動作パターンが固定化かつ統制化されており、各ステーション20,30,40での磨き処理タイミングが共通である。例えば、磨き処理タイミングが各ステーション20,30,40において異なる場合に、あるステーションで磨き処理を行っていると、そのステーションへはワークWを搬送することができず、一時的に搬送がストップし不稼働となり稼働率が下がる。
その点、本実施形態では、各ステーション20,30,40での磨き処理のタイミングを同じとしている。そして、S4に示すように、電極磨き中もピッチ搬送が継続される。そして、磨き処理中のステーションにおいてワークWが処理されず通過しても、兼用ステーション30を持つことにより、ワークWが3つのステーションを通過すれば必ず低圧溶接処理及び高圧溶接処理の二つの処理を完了することができる。そして、二つの処理が完了したワークWは停止することなく逐次搬出されるため、搬送ラインとして不稼働の状態が生じることがない。
すなわち、磨き処理時における待ち時間が生じず、搬送ライン全体の稼働率が高くなり、生産効率を向上させることができる。また、装置構成としては、兼用ステーション30を追加するだけで良く、装置構成が容易である。
さらに、例えばステーションごとに個別の複数のカウンタを持っていると制御が複雑になり、搬送ラインが停止したとき復帰までに時間を要し、不稼働の時間が長くなってしまう。その点、本実施形態では、一つのタイミング計測カウンタ51により、ピッチ送り数Nをカウントすることで、処理回数を把握し、複数のステーション20,30,40の動作管理を行っているので、制御が容易でありかつ復帰も早い。
特に、処理カウント数Nwと段取りカウント数Npとを合計した合計カウント数Nsを1サイクルとして、ワークWのピッチ搬送及び処理を繰り返すようにしている。こうしたシンプルな制御構成であるため、搬送ラインが非常停止した場合でも、各ステーション20,30,40の動作パターンを一括で復帰させることが容易となる。制御システム自体を簡易なものにできる。
〈他の実施形態〉
上記実施形態において、兼用ステーション30は、第1ステーション20と第2ステーション40との間にあるものとしたが、この形態に限られず、各ステーション20,30,40の順番は適宜設定変更が可能である。
上記実施形態では、搬送処理装置101が実行する第1処理を「低圧溶接処理」とし、第2処理を「高圧溶接処理」とし、段取り処理を「電極磨き処理」とした例により説明したが、ワークWに施す処理は溶接処理に限られない。例えば、施す処理を「切削処理」とし、段取り処理を「刃具交換処理」としても良いし、施す処理を「研削処理」とし、段取り処理を「ドレス処理」としても良い。また、施す処理を「塗装処理」とし、段取り処理を「塗装ノズル洗浄処理」としても良いし、施す処理を「洗浄処理」とし、段取り処理を「洗浄ノズル洗浄処理」としても良い。
また、処理の順序についても適宜変更可能であるし、例えば同様の低圧溶接処理を、ワークWの異なる部位に対して施す構成としても良い。
上記実施形態の搬送処理装置101は、3つのステーション20,30,40を有するものとしたが、この3つのステーションの組み合わせを複数もつ搬送処理装置として構成しても良い。この場合、ステーションごとに、異なる処理をワークWに順次施すことが可能である。
上記実施形態において、処理カウント数Nw=6、段取りカウント数Np=3、1サイクルである合計カウント数Ns=9とした。各ステーションの間隔はNpピッチとし、複数のステーションを統括的に制御することで搬送を停止することなく、ライン通過後にワークに対して複数の処理がなされていれば良く、各カウント数は適宜設定変更可能である。
上記実施形態において、搬送部10は、複数のワークWを同時ピッチ搬送することができれば良く、その具体的な構成については種々変更可能である。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10 ・・・搬送部
20 ・・・第1ステーション
30 ・・・兼用ステーション
40 ・・・第2ステーション
50 ・・・制御部
51 ・・・タイミング計測カウンタ
101 ・・・搬送処理装置
V1,V4,V7 ・・・ピッチ送り位置(処理位置)
W,Wa,Wb,Wc,Wd ・・・ワーク

Claims (4)

  1. 1ピッチ毎に配された複数のワーク(W)を搬送方向に1ピッチ分同時に送る同時ピッチ搬送を行う搬送部(10)、前記搬送部に隣接して設けられ前記ワークに所定の処理を施す複数のステーション(20,30,40)、前記搬送部の搬送動作と各前記ステーションの処理動作を制御する制御部(50)、を有し、複数の処理を同時並行して行う搬送処理装置であって、
    前記制御部は、前記搬送部によるピッチ送り数をカウントするタイミング計測カウンタ(51)を有し、
    前記ステーションは、第1処理を行う第1ステーション(20)と、第2処理を行う第2ステーション(40)と、前記第1処理と前記第2処理との両方を選択的に処理可能な兼用ステーション(30)とを含み、各前記ステーションでの処理に付随するメンテナンスを行う段取り処理に要する予め定められた数を段取りカウント数Npとすると、各前記ステーションの処理位置(V1,V4,V7)の間隔はNpピッチであり、
    前記制御部は、前記ステーションでの予め定められた処理回数に相当するピッチ送り数を処理カウント数Nwとすると、前記処理カウント数Nwを前記タイミング計測カウンタがカウントしたのち、前記段取りカウント数Npを前記タイミング計測カウンタがカウントするまでの間に、前記ワークのピッチ搬送を継続しつつ各前記ステーションで前記段取り処理を行うよう前記搬送部の前記搬送動作と各前記ステーションの前記処理動作を制御する搬送処理装置。
  2. 前記制御部は、前記処理カウント数Nwと前記段取りカウント数Npとを合計した数である合計カウント数Nsを1サイクルとして、前記ワークのピッチ搬送及び処理を繰り返すように制御する請求項1に記載の搬送処理装置。
  3. 前記兼用ステーションは、前記第1ステーションと前記第2ステーションとの間にある請求項1または請求項2に記載の搬送処理装置。
  4. 1ピッチ毎に配された複数のワーク(W)を搬送方向に1ピッチ分同時に送る同時ピッチ搬送を行う搬送部(10)、前記搬送部に隣接して設けられ前記ワークに所定の処理を施す複数のステーション(20,30,40)、前記搬送部の搬送動作と各前記ステーションの処理動作を制御する制御部(50)、を有する搬送処理装置(101)により、複数の処理を同時並行して行う搬送処理方法であって、
    前記制御部は、前記搬送部によるピッチ送り数をカウントするタイミング計測カウンタ(51)を有し、
    前記ステーションは、第1処理を行う第1ステーション(20)と、第2処理を行う第2ステーション(40)と、前記第1処理と前記第2処理との両方を選択的に処理可能な兼用ステーション(30)とを含み、各前記ステーションでの処理に付随するメンテナンスを行う段取り処理に要するカウント数であって予め定められた段取りカウント数を段取りカウント数Npとすると、各前記ステーションでの処理位置の間隔はNpピッチであり、
    前記ステーションでの予め定められた処理の回数を処理カウント数Nwとすると、前記処理カウント数Nwを前記タイミング計測カウンタがカウントしたのち、前記段取りカウント数Npを前記タイミング計測カウンタがカウントするまでの間に、前記ワークのピッチ搬送を継続しつつ各前記ステーションで前記段取り処理を行う搬送処理方法。
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