JP3055924B2 - 生産システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合加工工作機械を備えて多品種の加工物
を長時間にわたり無人化生産する生産システムに関す
る。

〔従来の技術〕

複合加工工作機械と、ワークや治工具等の段取り部材
を搬送する装置を備えて多品種のワークを自動的に加工
するいわゆるFMS（フレキシブル マニユフアクチヤリ
ング システム）が知られている。

米国特許第4,369,563号明細書（モリンス）は、複数
台のNC工作機械と、複数のストレージ手段を備えたスト
アと、ストアと工作機械群との間で工作物を搬送する搬
送手段と、工作物の移動と加工操作を制御する中央プロ
グラム制御手段を備えた工作機械設備を開示している。

この米国特許明細書のシステムにおいては、ワーク
と、工具マガジンと、治具・テンプレート・作業指示書
の３種類の部材は、それぞれ別個に格納されていて、必
要に応じて搬送手段によつて指定された工作機械に搬送
される。ワークを乗せるパレツト（キヤリヤ）は、識別
記号を持ち、中央プログラム制御手段へフイードバツク
する手段を含む。

特開昭63−102857号公報は、ワークと治具・工具と情
報とを入手できる段取りステーシヨンと、段取りステー
シヨンの情報を記憶する記憶媒体と、記憶媒体とワーク
と治具・工具を一体として搬送する搬送手段と、段取り
ステーシヨンから離れた位置にある自動加工機械と、加
工機械の近傍にあつて、記憶媒体の情報を加工機械の制
御部に転送する情報読み取り装置からなる生産システム
を開示している。

そして上記公報は、治具・工具、ワークおよび情報を
貯蔵する格納庫を備えたセルシステムを開示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

米国特許明細書に記載された工作機械設備にあつて
は、情報は中央プログラム制御手段により一元的に管理
されており、治工具等の物と情報の整合性はオペレ−タ
による作業の正確性を依存している。したがつて、オペ
レ−タによる治工具の段取りミス等があつた場合には、
システムはそのミスを発見できず、不都合の原因とな
る。また、供給される治工具を工作機械にとりつけるの
は、オペレ−タの人力作業となる。

さらに、停電等の事故により情報が損傷を受けると、
その復旧に工数を要する等の脆弱性を有しており、長時
間の無人化加工に適したものではない。

上述した特許公開公報に記載された生産システムにあ
つては、物と情報を一体として取扱うことはできるが、
物自体が情報を具備するものではなく、物と情報の整合
は、オペレ−タの作業に依存している。したがつて、オ
ペレ−タは与えられた情報に基いて正確に段取りを実行
することが不可欠であり、段取り工程に工数を要する。

治工具は、それ自体が情報を具備しないので、例え
ば、工具の破損等が発生した場合にも、その工具だけを
自動的に交換することはできない。

したがつて、多品種のワ−クを長時間にわたつて無人
化加工するには適したものではない。

本発明は、治具・工具自体が情報を具備するととも
に、治具・工具とワ−クを載置するパレツトも情報を具
備することによつて、オペレ−タによる準備作業が容易
であり、しかも長時間にわたつて多品種のワ−クを無人
化加工することのできる生産システムを提供する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の生産システムは、基本的な手段として、収容
する部材の情報を記憶する記憶素子を備えたパレツト
と、パレツトの記憶素子に対する読書き手段と、パレツ
トを積層してなる段積みパレツトを格納する立体倉庫
と、パレツトに対して部材を段取りするための段取りス
テーシヨンと、段取り情報を提供する表示装置と、段積
みパレツトの供給を受け、該パレツトの記憶素子に記憶
された情報に基いて機械加工を行う自動加工装置と、立
体倉庫と段取りステーシヨンと自動加工装置の間でワ−
ク、治工具を収容したパレツトを搬送する搬送装置とを
備える。

〔作用〕

ワ−クや治工具等の部材を収容するワ−クは、収容し
た部材に関する情報を保持する記憶素子を備えるので、
加工すべきワ−ク及びワ−クの加工に必要な段取り部材
である治工具と、それらの物に関する情報は、常に一体
となつて移動する。したがつて、パレツトの供給を受け
た装置は、パレツトの記憶素子の情報を読みとること
で、処理に必要な情報を直接入手することができ、正確
かつ迅速な処理が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は、本発明の生産システムの全体を示す斜視
図、第２図は平面図である。

全体を符号１で示す生産システムは、複数の自動加工
装置10を備える。

自動加工装置10は、後述するように、複合加工旋盤と
部材の搬送装置を備え、搬送装置はジヨ−・ツ−ル等の
治工具を複合加工旋盤に供給して自動段取りを達成し、
段積みパレツト状態で供給される多品種のワ−クを自動
的に加工する能力を有する。以下、この自動加工装置10
を旋盤セルと称する。

本実施例においては、旋盤セル10を２台備えた場合を
示すが、必要に応じて設備台数を増減する。

旋盤セル10は、段積みパレツトの搬入、搬出のための
２つのステ−シヨンを備え、治工具、ワ−クを載置した
段積みパレツトの供給を受けて自動加工を実行する。治
工具とワ−クは、予めパレツト上に段取りされ、例えば
10枚のパレツトを積層した段積みパレツトとして立体倉
庫30の棚に格納される。

第３図及び第４図は、立体倉庫30とスタツカクレ−ン
40の全体構造を示す正面図と側面図である。

立体倉庫30は、等間隔に立設された柱310と、柱310に
対して水平方向にとりつけられた支持部材320を有し、
多数の棚31が形成される。

スタツカクレ−ン40は、レ−ル41上に駆動輪402と従
動輪406により支持され、フレ−ム400上には、走行モ−
タ404、キヤリツジ420の昇降装置410、制御装置450が配
設される。

フレ−ム400上には２本のコラム440が立設され、コラ
ム440の上端部は上部フレ−ム445で連結される。コラム
440に対して、ロ−ラ422を介してキヤリツジ420が昇降
自在に支えられ、キヤリツジ420はチエ−ン415で吊り下
げられる。キヤリツジ420上にはフオ−ク装置430がとり
つけられる。フオ−ク装置430は、棚31に対してパレツ
ト80の搬入、搬出を行なう。

スタツカクレ−ン40は、走行モ−タ404によりレ−ル4
1上を駆動される。

キヤリツジ420を吊り下げるチエ−ン415は、上部スプ
ロケツト416、下部スプロケツト417にかけわたされ、下
部スプロケツト417を昇降装置410が駆動することにより
キヤリツジ420は昇降する。上部スプロケツト416の回転
量を、例えば、ロ−タリエンコ−ダで検知することによ
り、キヤリツジ420を任意の高さに正確に位置決めする
ことができる。

したがつて、棚31に対する段積みパレツト80の搬入、
搬出と、段積みパレツトの積替えを達成できる。

スタツカクレ−ン40のレ−ル41に対向して段取りステ
−シヨン50が配設される。段取りステ−シヨン50におい
て、オペレ−タはパレツトに対して治工具やワ−クへ取
付け、取外しを実行する。

段取りステ−シヨン50に隣接して作業指示装置60が配
設される。作業指示装置60は、例えばCRT表示装置を備
え、オペレ−タに対して段取り作業に対する指示を与え
る。

作業指示装置60に対しては、生産システム１の全体を
統括するシステム制御装置70からデ−タを供給するが、
各パレツトにとりつけた記憶素子からデ−タを供給する
こともできる。

第５図は段積みパレツトの概要を示す正面図である。

全体を符号80で示す段積みパレツトは、四辺形のフレ
−ムを有するパレツト800を例えば10枚積層して構成し
たものである。パレツト800は、その上面に位置決め用
の部材を備え、ワ−ク、治工具等を所定の位置に載置す
る。パレツト800の四隅にはピン810を立設し、ピン810
が上部に積層されるパレツトを支持する。ピン810は、
その高さを調節することが可能であつて、載置するワ−
クや治工具の寸法に応じてピン810の高さを変更する。
このピン810によつて段積される各パレツト800の間に間
隙81が形成される。

スタツカクレ−ン40のフオ−クは、この隙間81に挿入
され、任意の段のパレツトをフオ−ク上にすくい取るこ
とができる。この機能を利用してパレツトの段積み替え
を達成することができる。

パレツト800は、記憶素子815を備える。この記憶素子
815は、例えばIC素子を利用したものである。

第８図はパレツトの記憶素子815に書込む情報の項目
を例示したもので、パレツト番号をはじめとして、立設
したピンの高さ、載置するワ−クや治工具等に関する種
々の情報が書込まれる。

１枚のパレツト800は、ワ−クを載置するワ−クパレ
ツト、ツ−ルを載置するツ−ルパレツト、ジヨ−を載置
するジヨ−パレツトのように、部材の種類に応じて専用
のパレツトとして使用することもできるが、これらの部
材を１枚のパレツト上に混載することも可能である。

本発明の生産システムにあつては、ツ−ル、ジヨ−等
の治工具は、それぞれ独自に記憶素子を備えて、自己に
関する情報を保有する。

第24図はツ−ルに関する情報の項目を示し、第25図は
ジヨ−に関する情報の項目を示す。

旋盤セル10は、これらのツ−ルやジヨ−を複合加工旋
盤に送る際に、ツ−ル、ジヨ−の記憶素子の情報を読取
り、パレツトの記憶素子から得た情報と照合する。した
がつて、たとえ、オペレ−タによる段取りミスがあつ
て、パレツト上に所定のツ−ル、ジヨ−が載置されてい
なかつた場合にも、誤つたツ−ルやジヨ−が複合加工旋
盤に装着されることは防止され、無人化加工を維持する
ことができる。

第６図は段取りステ−シヨン50および作業指示装置60
の概要を示す。段取りステ−シヨン50のベ−ス500の上
面は案内面502を形成し、案内面502上に載置されたテ−
ブル504は、スタツカクレ−ン40から供給されるパレツ
ト800を、矢印方向に移動させる機能を備える。ベ−ス
端部にはストツパ505を備え、パレツト800をストツパ50
5に当接した位置でオペレ−タはパレツト800上に部材を
取付け、取外しを行なう。

ストツパ505は、読書き装置（リ−ド、ライト装置）5
10を備え、パレツト800の記憶素子815に対して情報の読
取りと書込みを行なう。

したがつて、予めパレツト800の記憶素子815に、パレ
ツト800上に準備されるべきワ−クや治工具等の情報を
書き込んでおけば、段取りステ−シヨン50の読書き装置
510は、この情報を読取つて作業指示装置60に表示す
る。

作業指示装置60は、例えば、CRTデイスプレイ602と操
作盤630を備える。作業指示装置60は、段取りステ−シ
ヨン50に接続され、段取りステ−シヨン50の読書き装置
510が読みとつたパレツト800の情報が画面表示される。

作業指示装置60には段取り確認装置610が接続され
る。段取り確認装置610は、ツ−ル160とジヨ−170を差
し込む穴614を有し、穴614内に読書き装置620を設け
る。

例えば、パレツト800上にツ−ル160,ジヨ−170を段取
りする場合には、デイスプレイ602上に段取りすべきツ
−ル，ジヨ−の番号と、その位置が指示される。

オペレ−タは、ツ−ル160を段取り確認装置610の穴61
4へ差し込むと、読書き装置620はツ−ル160の記憶素子1
60aの情報を読み取る。オペレ−タはその結果をみてツ
−ルが要求されたツ−ルと合致するか否かを確認でき
る。

また、ランプ612等により正しいツ−ル，ジヨ−か否
かを表示してもよい。

この段取り確認装置610を用いることにより、正確な
段取りを容易に達成することができる。

パレツト800の段取り作業が完了すると、オペレ−タ
は作業指示装置60の操作パネルを操作して、読書き装置
510から段取りした情報を記憶素子815に書込み、記憶素
子815の情報を更新する。

段取りが完了したパレツト800は、スタツカクレ−ン4
0によつて立体倉庫30の所定の棚に積重ねられる。空い
た段取りステ−シヨン50には、次のパレツト800が供給
され、必要な段取りが施される。

以上の作業をくり返して、例えば10枚のパレツト800
からなる１セツトの段積みパレツト80が形成されると、
この段積みパレツト80は、スタツカクレ−ン40によつて
立体倉庫30の所定の棚に格納され、旋盤セル10へ送られ
るまで待機する。

なお、図示の実施例では２台の段取りステ−シヨン50
を表示してあるが、必要に応じて増減する。

また、段取りステ−シヨンがパレツトの段積み機能を
有する構成とすることもできる。

第７図は、生産システムの構成を示すブロツク図であ
る。

システム制御装置70は、スタツカクレ−ン40,旋盤セ
ル10,段取りステ−シヨン50,作業指示装置60にそれぞれ
回路で結ばれる。

システム制御装置70は、スタツカクレ−ン40に対して
動作指令を送り、スタツカクレ−ン40から状態の報告を
受ける。

旋盤セル10に対しては、旋盤セル10内での搬送プログ
ラムや加工プログラムを送り、状態の報告を受ける。旋
盤セル10は、後述するように、パレツト記憶素子の読書
き装置156とツ−ル，ジヨ−，ハンドの記憶素子の読書
き装置150,152,154を備え、それぞれの部材のデ−タの
読取りと書込みを行なう。

段取りステ−シヨン50に対しては、動作指令を送り、
状態の報告を受ける。段取りステ−シヨン50は、操作パ
ネル520を備え、段取りステ−シヨン50に動作指令を送
り、状態の報告を受ける。

作業指示装置60に対しては、作業指示を送り、状態の
報告を受ける。作業指示装置60は、段取りステーシヨン
50に設けたパレツト記憶素子読書き装置510に連結し、
また、段取り確認装置610のツール，ジヨー記憶素子読
書き装置620に連結する。

旋盤セル10に装備するストツカ装置には、旋盤セル10
の搬送ロボツトのアームに装着する交換式のハンドが準
備される。これらのハンドはオペレータによりストツカ
装置に準備される。したがつて、各部材の記憶素子の情
報は作業指示装置60を介してシステム制御装置70へも報
告される。作業完了指示スイツチ630は、オペレータが
操作して段取り作業の完了したことを作業指示装置60を
介してシステム制御装置70に通知する。

次に、本システムに使用する旋盤セル10について第９
図以下に説明する。

第９図は旋盤セル10の全体を示す斜視図、第10図は正
面図、第11図は平面図、第12図は左側面図である。

全体を符号10で示す旋盤セルは、２台の主軸と２台の
刃物台を備えた複合加工旋盤を備える。

第13図は、複合加工旋盤11の概要を示すもので、対向
して配設した第１の主軸110と第２の主軸120を有する。
第１の主軸110と第２の主軸120は同一の能力を有する主
軸であつて、それぞれ軸Z₁,Z₂で示す方向に移動する。

一方、同一の能力を有する２台の刃物台115,125は対
向して配設される。第１の刃物台115は、軸X₁方向に移
動するとともに、軸T₁のまわりに旋回するタレツト117
を有し、タレツト117には複数本のツール260が装着され
る。第２の刃物台125も同様に、軸X₂方向に移動すると
ともに、軸T₂のまわりに旋回するタレツト127を有し、
タレツト127には複数本のツール260が装着される。

第１の主軸110は、チヤツク112を有し、ジヨー270で
ワーク250を把持して第１の刃物台115のツール260によ
つてワーク250に必要な加工を施す。第１の主軸110の軸
Z₁の移動量と軸C₁まわりの回転量及び刃物台115の軸X₁
の移動量と軸T₁まわりのインデツクスはNC装置により制
御される。

複合加工旋盤11は、ツール260の刃先位置を検知する
手段（図示せず）を備え、刃先位置を計測してNC装置に
フイードバツクすることにより、ワークの寸法を間接的
に計測し、加工精度を確保する。また、ワークに接触し
てワーク寸法を計測する機内計測装置（図示せず）を備
えることもできる。

第１の主軸110により第１工程の加工が完了すると、
第２の主軸120のチヤツク122は第１の主軸110からワー
ク250を受けとり、NC装置により制御される第２の刃物
台125と共同して第２工程の加工を施し、ワーク250を完
成させる。

複合加工旋盤11は以上のように、２台の主軸と２台の
刃物台を備え、複雑な形状のワークを自動的に加工する
能力を有する。

複合加工旋盤11の後側にはチツプコンベア290を配設
して切削により発生するチツプを集め、チツプバケツト
295で回収する。

全体を符号13で示す搬送装置は、複合加工旋盤11の上
方に配設されるガイドレール130を備える。ガイドレー
ル130は、旋盤の主軸の移動方向である軸Z₁,Z₂と平行な
軸Ｂに沿つて配設され、ガイドレール130上に搬送ロボ
ツト132を走行自在にとりつける。

搬送ロボツト132は、上下方向の軸Ａに沿つて移動す
るアーム134を備える。アーム134の先端部にはワークハ
ンド280をとりつけるが、後述する態様によりこのワー
クハンド280を他のハンドと交換自在として、種々の対
象物を搬送する。

複合加工旋盤11に隣接して、ガイドレール130の下方
に部材を備蓄して必要時に複合加工旋盤11に供給するス
トツカ装置14を配設する。

第14図はストツカ装置14の要部の断面図、第15図は要
部の側面図である。

ストツカ装置14は、床面に載置されるベース140を有
し、ベース140は、２本で１組の案内面を２組備える。
第１の案内面142は、ガイドレール130の軸Ｂに対して直
交する軸X₃に沿つて配設される。第２の案内面144は、
軸X₃に平行な軸X₄に沿つて配設される。

第１の案内面142上には、全体を符号16で示すストツ
カが軸X₃に沿つて移動自在に載置される。

ストツカ16は、第１の側壁161,第２の側壁162および
２つの側壁を結ぶ床163からなり、上部が開口する断面
がほぼ正方形の箱形のストツカ本体160を備える。床163
の下面には案内面上を転動するローラを設ける。

第１の側壁161の上縁部は外側に水平方向に延び、第
１のフランジ165を形成する。第２の側壁162の上縁部も
外側に水平方向に延び、第２のフランジ166を形成す
る。

ストツカ本体160は、軸X₃に沿つて延びる細長い形状
を有するが、内部は仕切板167によつて複数の室168に画
成される。

室168には、搬送ロボツト132のアーム134の先端に交
換自在に装着される各種のハンドが収容される。本実施
例にあつては複合加工旋盤11の刃物台に供給するツール
を取り扱うためのツールハンド276、主軸110,120のチヤ
ツク112,122へ供給するジヨーを取り扱うためのジヨー
ハンド278、ワークを取り扱うためのワークハンド280の
３種類のハンドが用意される。

第１のフランジ165と第２のフランジ166は、軸X₃に沿
つて等間隔に形成した穴を有し、第１及び第２のツール
ストツカを構成する。ストツカの各穴にはツール260が
挿入される。本実施例においては、各ストツカに10本ず
つ、合計20本のツール260を収容する場合を示すが、必
要に応じて収容本数を増減する。

第１の側壁161と第２の側壁162の上部の内側には、軸
X₃に沿つて等間隔にジヨーの保持部材を配設し、第１及
び第２のジヨーストツカを構成する。各ストツカにジヨ
ー270を挿入する。本実施例では、合計18個のジヨー270
を保持する場合が示されるが、ジヨー270の個数は必要
に応じて増減する。

ストツカ本体160は軸X₃に沿つて割り出され、位置決
め用の手段（例えばサーボ位置決め）を備える。

各ツール，ジヨー，ハンドはICを含む記憶素子を備
え、必要な情報を記録する。

ツール260は記憶素子260aを備えるが、ストツカ装置
のベース140側にツールの記憶素子260aの情報を読みと
り、または書き込むためのリード，ライトヘツド（読書
き装置）150を配設する。ジヨー270は、チヤツクと係合
するベースジヨーと、ベースジヨーにとりつけるソフト
ジヨーとからなり、ベースジヨーの背面に同様の記憶素
子を備える。そして、ベース140側にジヨー270の記憶素
子270aに対向するリード，ライトヘツド152を配設す
る。このリード，ライトヘツド152は、ストツカ本体160
が移動する際に、ツールシヤンク260Sとの干渉を避ける
ために旋回式として、リード，ライト時のみにジヨー27
0の記憶素子270aに近接する構造とする。

第１のフランジ165に貯えられるツール260と第１の側
壁161に貯えられるジヨー270は、原則として第１の刃物
台115と第１の主軸110に供給される。第２のフランジ16
6に貯えられるツール260と第２の側壁162に貯えられる
ジヨー270は、第２の刃物台125と第２の主軸120に供給
される。

第14図はツールハンド276が、第１のフランジ165のツ
ール260と、第２のフランジ166のツール260を把持する
状態を示し、ジヨーハンド278がジヨー270を把持する状
態を中央上部に示す。

ストツカ本体160内にはハンドが貯えられるが、本体1
60の床163の下方のベース140には、ハンド用のリード，
ライトヘツド154がアクチユエータ155により上下動自在
に設けられる。第14図はツールハンド276がストツカ本
体160内に収容された状態を示すが、ツールハンド276の
先端部に記憶素子276aをとりつけて、必要な情報を記録
する。ジヨーハンド278,ワークハンド280も同様の記憶
素子を備える。

このストツカ本体160は、治工具に加えてワークをス
トツクできる構造とすることもできる。

ストツカ装置14のベース140の第２の案内面144には、
全体を符号20で示す走行台車が装架される。走行台車20
はフレーム200を有し、フレーム200はローラ201を介し
て案内面144上に支持されるが、図示しない駆動装置に
よつて軸X₄に沿つて移動される。この走行台車20はフオ
ーク21とともにパレツトチエンジヤを構成し、後述する
態様によつてワークを載置したパレツトを取り扱う。

ストツカ16に係脱自在の連結ピン169によるクラツチ
手段を設け、必要時に、走行台車20とストツカ16とを連
結する。ストツカ16は、走行台車20の駆動力によつて軸
X₃に沿つて所定の位置に割り出され、ハンド，ツール，
ジヨー又はワークを搬送ロボツト132へ供給する。

本自動加工装置は以上のように、搬送ロボツトのアー
ムにとりつけるハンドを交換自在とし、必要とするツー
ル，ジヨーを複合加工旋盤11へ供給するので、多種類の
ワークに対する段取りを自動的に達成することができ
る。

次に、ストツカ16の一端部に機外計測装置22を連結す
る。この機外計測装置22は、プレート220上にワークを
位置決めするブロツク222やマイクロメータ224等を配設
したものであつて、加工済みのワークの寸法を自動的に
計測してその情報を制御装置23へ送る。

ベース140に案内される走行台車20は、フオーク装置2
1を備える。フオーク装置21は、走行台車20に対して上
下動自在に支持される。走行台車20に配設したモータ20
4は伝動手段を介してフオーク装置21の駆動ねじ211を回
動し、フオーク装置21全体を昇降させる。

フオーク装置21は桁212と、桁212の両端から外側に突
出する平行した２本のアーム213を有し、２本のアーム2
13の内側部でパレツト800を把持する。

フオーク装置21の桁212の中央内側部にはリード，ラ
イトヘツド156を備え、パレツト800の対向する位置に記
憶素子815を備える。

ストツカ装置14は、段積みパレツト80を搬入するため
のローデイングステーシヨン216と、段積みパレツト80
を搬出するためのアンローデイングステーシヨン217を
備え、走行台車20とフオーク装置21からなるパレツトチ
エンジヤは、両ステーシヨンの間でパレツト800を搬送
する。

スタツカクレーン40は、段積みパレツト80を立体倉庫
30からローデイングステーシヨン216へ搬入し、全ての
パレツト800の加工が完了してアンローデイングステー
シヨン217に積層された段積みパレツト80を搬出して立
体倉庫30へ格納する。

次に、本旋盤セル10の制御装置の概要を説明する。

第16図は制御装置の概要を示すブロツク図であつて、
旋盤セル10は、旋盤セルを制御するセル制御装置23とNC
制御装置24を備える。

セル制御装置23とNC制御装置24は、システム制御装置
70と結ばれる。

NC制御装置24は、中央処理装置240と、操作盤242を有
し、加工に必要な情報を入出力する。複合加工旋盤11
は、２台の刃物台110,120に装着するツール260の刃先位
置を検出する刃先位置検出装置244を備え、刃先位置を
検出することで加工したワークの寸法を管理する。この
刃先装置検出装置244の情報を中央処理装置240へ送り、
必要に応じてNC情報を修正する。

セル制御装置23は、複合加工旋盤11のNC制御装置以外
の装置の制御を担当する。本実施例においては、複合加
工旋盤のNC制御装置24と、それ以外の装置を担当するセ
ル制御装置23を別体にした場合を示してあるが、制御装
置を合体して総合した制御装置を構築することもでき
る。

制御装置23は、中央処理装置230を備え、中央処理装
置に連結する操作盤231,テイーチングパネル232によつ
て、制御対象の装置の作動に関する情報が入力される。

搬送装置13は、ガイドレール130上を移動する搬送ロ
ボツト132を作動するサーボ軸Ｂと、アーム234の上下動
を作動するサーボ軸Ａの２軸を有するが、これらのサー
ボ235は中央処理装置230からの指令により制御される。
走行台車20とフオーク装置21からなるパレツトチエンジ
ヤは、走行台車20の移動と、フオーク装置21の上下動を
操作するサーボ236を備え、中央処理装置230の指令によ
り制御される。

ハンド，ジヨー，ツールを収容するストツカ16の位置
等はユニツト237を介して制御される。

本自動加工装置は、ストツカ16に加えて図示しないチ
エーン式ストツカ等を付加することにより、ツールやジ
ヨーの収容量を拡大することができる。チエーンマガジ
ンを装備した場合には、ユニツト238を介して制御す
る。

ストツカ16と一体に連結された機外計測装置22は、加
工が完了したワークの寸法を計測するが、計測装置22の
作動や、計測結果等の情報は、ユニツト239を介して制
御される。

各々のパレツト800が有する記憶素子に対する情報の
読出し、書込みは、リード，ライトヘツドコントローラ
233と、これに連結されるリード，ライトヘツド156によ
り実行される。

同様に、各ツールの記憶素子、各ジヨーの記憶素子、
各ハンドの記憶素子の情報の読出し、書込みは、リー
ド，ライトヘツドコントローラ234と、これに連結され
るリード，ライトヘツド150,152,154により実行され
る。

この生産システムは、以上に説明した装置を備えて、
段積みパレツト80にはワーク250,ツール260,ジヨー270
が載置され、各パレツト800,ツール260,ジヨー270はそ
れぞれ独自に各自の情報を保有する記憶素子を備えるの
で、システムの制御用に種々のテーブルが作成される。

第17図から第21図は各テーブルの内容を示す。

第17図は、立体倉庫30の各棚31、段取りステーシヨン
50、旋盤セル10にある段積みパレツト80の位置と、各段
積みパレツト80を構成するパレツト800の位置を管理す
るためのテーブルである。

システム制御装置70は立体倉庫30の各棚31に格納され
ている段積みパレツト80の位置と、段積みパレツト80の
何段目に何番のパレツトが積層されているかを管理して
いる。

同様に、段取りステーシヨン50に送られているパレツ
ト800や、スタツカクレーン40で搬送中のパレツトの番
号も管理される。

旋盤セル10内のパレツト800は、旋盤セル10のセル制
御装置23により管理され、その情報はシステム制御装置
70に報告される。

このテーブルに照会することにより、特定の番号のパ
レツトの現在位置が検索される。

第18図は各パレツトの状態を示すテーブルである。

段積みパレツト80の各段のパレツト800は、部材とし
てのワーク250,ツール260,ジヨー270を専用に、又は混
載して収容している。

各部材の種類、載置位置、部材に関するデータ等は、
パレツト800の記憶素子815に書込まれているとともに、
システム制御装置70により管理される。

第19図は旋盤セル10内でのツール，ジヨーの管理テー
ブルを示す。

旋盤セルへ搬入された段積みパレツト80に収容された
ワーク，ツール，ジヨーのうちで、ツールとジヨーは、
いつたんバツフアとして機能するツールストツカとジヨ
ーストツカへ送られる。その後、ツールは刃物台に、ジ
ヨーは主軸のチヤツクに供給されるが、これらのツール
とジヨーは、各自の記憶素子をリード，ライト装置が読
みとることでセル制御装置23により管理される。

ストツカがワ−クも収容するものであれば、ワ−クも
ストツカに一時的にストツクされ、その後旋盤へ送られ
る。

第20図はツール管理テーブルであつて、システム内の
全てのツールに関する情報がテーブルにまとめられる。

第21図はジヨー管理テーブルであつて、システム内の
全てのジヨーに関する情報がテーブルにまとめられる。

第22図は上述した各テーブルの有機的な関係を示すも
ので、パレツト番号、データ番号によつて特定のツール
やジヨーが検索できる。

第23図及び第23A図は本システムの制御フローを示
す。

ステツプ5000で開始された制御のルーチンは、ステツ
プ5010でツール破損が発生した旋盤セルの有無を優先的
にチエツクする。

ツール破損が発生したセルが発見されると、破損した
ツールの代替ツールが格納されているパレツトが検索さ
れ、そのパレツトが立体倉庫の何番目の棚にある段積み
パレツトに含まれるかが特定される。ステツプ5030で段
積みパレツトを棚からセルへ搬送するルーチンが始ま
る。

ツール破損が発生していない場合は、ステツプ6000へ
進み、加工待ち状態にあるセルの有無がチエツクされ
る。加工待ちのセルが有る場合には、ステツプ6010でそ
のセルが加工すべき段積みパレツトが格納されている棚
の位置が検索され、ステツプ6020でパレツトが棚からセ
ルへ搬送するルーチンが始まる。その後、ステツプ5040
へ進む。

ステツプ5040はスタツカクレーンの動作を制御するも
ので、まず、スタツカクレーンは、すくい先の準備が完
了しているか否かを判断し、準備が完了していなけれ
ば、ステツプ5010へ戻る。

すくい先の準備がよければ、ステツプ5050でパレツト
のすくい上げを実行し、ステツプ5060でそのパレツトの
卸し先の準備状況をチエツクする。目的の卸し先の準備
が完了していないときには、ステツプ5065へ進み、卸し
先を立体倉庫の棚に変更してステツプ5060へ戻る。

卸し先の準備がよければ、ステツプ5070で目標とする
卸し先にパレツトを卸す。

ステツプ5080では、パレツトの卸し先が段取りステー
シヨンか否かを判断する。卸し先が段取りステーシヨン
以外であれば、ステツプ5010へ戻り、以上の工程をくり
返す。卸し先が段取りステーシヨンの場合にはステツプ
5100へ進み、段取り指示のルーチンが起動される。

一方、ステツプ6000で加工待ちのセルが無い場合に
は、ステツプ6500へ進み、作業待ちの段取りステーシヨ
ンの有無がチエツクされる。

作業待ちの段取りステーシヨンがある場合には、ステ
ツプ6510へ進み、セルからツール，ジヨーの補給要求が
なされているか否かがチエツクされる。補給要求があれ
ば、ステツプ6520へ進み、要求されたツール，ジヨーを
格納すべきパレツトの位置が検索され、ステツプ6530で
該当するパレツトを段取りステーシヨンへ搬送するルー
チンが始まる。

ステツプ6500で作業待ちの段取りステーシヨンが無い
場合にはステツプ7200へ進み、セルのアンローデイング
ステーシヨンにおける払出しパレツトの有無がチエツク
される。払出しパレツトは、全てのワークの加工が完了
したもの、または何らかの理由により、全てのパレツト
をアンローデイングステーシヨンへ段積みしたものであ
る。この払出しパレツトが有る場合は、ステツプ7210へ
進み、パレツトをセルから棚へ搬送するルーチンが始ま
る。

セルに加工済パレツトが無い場合には、ステツプ7300
へ進み、段取りステーシヨンの作業が完了しているか否
かがチエツクされる。作業が完了していれば、ステツプ
7310へ進み、パレツトを段取りステーシヨンから立体倉
庫の棚へ搬送するルーチンが始まる。

段取りステーシヨンの作業が完了していない場合に
は、ステツプ5010へ戻り、上述した工程をくり返す。

ステツプ6510で、作業待ちの段取りステーシヨンで、
しかも治工具の補給要求が無い場合には、ステツプ7000
へ進み、未段取りの素材ワークの有無がチエツクされ
る。

素材ワークが有る場合には、ステツプ7010でその素材
ワークを段取りできるパレツトが検索される。素材ワー
クを段取することができるパレツトは、その素材ワーク
にセツトされた空パレツト、またはその素材ワーク用の
パレツトであつて加工済ワークが載置されたパレツトが
該当する。前者のパレツトにあつては、素材ワークの段
付け作業のみが実行され、後者のパレツトにあつては、
加工済ワークの取外しと素材ワークの段付けが実行され
る。

ステツプ7020で段取り用のパレツトが有無がチエツク
され、有る場合には、ステツプ6530へ進み、パレツトを
段取りステーシヨンへ搬送するルーチンが始まる。

本生産システムにあつては、多品種の素材ワークを加
工するので、実際には素材ワークの種類毎に上述した工
程がくり返される。

ステツプ7000で未段取りの素材ワークが無い場合、ま
たはステツプ7020で段取り用のパレツトが無い場合に
は、ステツプ7100へ進み、立体倉庫の棚に加工済ワーク
を載置したままのパレツトの有無がチエツクされる。

パレツトが有る場合には、パレツトから加工済ワーク
を取外す作業のためにステツプ6530へ進み、パレツトを
段取りステーシヨンへ搬送するルーチンが始まる。

パレツトが無い場合には、ステツプ7200へ進む。

ステツプ5080でパレツトの卸し先が段取りステ−シヨ
ンの場合には、ステツプ5100へ進んで段取り指示を起動
し、メインのタスクはステツプ5010へ戻り、以上の工程
を継続する。

段取りのタスクは、ステツプ5110で段取り指示が開始
され、ステツプ5120で作業内容が表示される。作業内容
は、作業指示装置60のデイスプレイに画面表示される。

ステツプ5130では段取りの対象部材がツール，ジヨー
か否かを判断し、ツール，ジヨーであればステツプ5135
へ進み、ツール，ジヨーの段取りと、段取りしたツー
ル，ジヨーの記憶素子の読込みが実行される。

ステツプ5140で段取り作業の完了が確認されると、ス
テツプ5150でパレツトの記憶素子に段取された部材のデ
ータが書込まれる。

ステツプ5160でオペレータは段取りステーシヨンでの
作業完了をシステム制御装置に通知し、ステツプ5170で
作業を完了する。

本生産システムでは、システムを構成する装置を以上
のように有機的に制御することにより、例えば72時間
（３日間）にわたる無人化加工を達成することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明の生産システムは以上のように、立体倉庫と自
動加工装置を有する生産システムにあつて、ワークや治
工具等の部材を収容するパレツトに、収容する部材に対
する情報を記憶する記憶素子を備えるので、生産システ
ムで使用される治工具と、加工されるワークは、生産に
必要な情報と一体にシステム内を移動するので、物と情
報のミスマツチを防止することができ、無人化加工の能
率を向上することができる。

部材を収容するパレツトは、例えば10枚のパレツトを
積層した段積みパレツトとし、この段積みパレツトを単
位として段取りや加工をするので、多品種のワークを長
時間にわたつて無人化加工することができる。

システム内で使用される治工具は、各自の情報を記憶
する記憶素子を備えるので、システムが治工具を管理し
て、誤つた治工具を装着することが完全に防止される。

オペレータは、段取りステーシヨンでパレツトに対す
る部材の取付け、取外しを実行するが、作業内容は画面
で指示されるので、正確な段取りを容易に達成すること
ができる。

自動加工装置は、パレツトのストツカと治工具のスト
ツカを備え、これらのストツカはバツフアとして機能す
るので、加工中であつても、例えば棚の治工具等をスト
ツカに準備することができ、自動段取りに要する時間を
短縮できる。

段積みパレツトの供給を受けた自動加工装置は、パレ
ツトの記憶素子の情報を読取ることで、加工スケジユー
ルを自動的に作成し、ワークに応じた自動段取りと自動
加工を継続する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図、 第２図は平面図、 第３図は立体倉庫とスタツカクレーンの正面図、 第４図は画面図、 第５図は段積みパレツトの正面図、 第６図は段取りステーシヨンの斜視図、 第７図は本生産システムの構成図、 第８図はパレツトの記憶素子に書込む情報の一覧表、 第９図は自動加工装置の全体を示す斜視図、 第10図は正面図、第11図は平面図、 第12図は左側面図、 第13図は複合加工旋盤の概要を示す説明図、 第14図はストツカ装置の要部の断面図、 第15図はストツカ装置の要部の側面図、 第16図は制御装置の概要を示すブロツク図、 第17図はパレツト群の位置を管理するテーブル、 第18図はパレツトの状態を示すテーブル、 第19図は旋盤セル内の管理テーブル、 第20図はツール管理テーブル、 第21図はジヨー管理テーブル、 第22図は各テーブルの関係を示す説明図、 第23図及び第23A図は制御のフロー図、 第24図はツ−ルに関する情報の項目を示す表、 第25図はジヨ−に関する情報の項目を示す表である。 １……生産システム、10……旋盤セル 11……複合加工旋盤、13……搬送装置 14……ストツカ装置、16……ストツカ 20……走行台車、21……フオーク装置 22……機外計測装置 23……セル制御装置 24……NC制御装置、30……立体倉庫 40……スタツカクレーン 50……段取りステーシヨン 60……作業指示装置 70……システム制御装置 80……段積みパレツト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 靖 愛知県丹羽郡大口町大字小口字乗船１番 地 ヤマザキマザック株式会社本社工場 内 (56)参考文献 特開 平１−246053（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−216756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 41/02 B23B 15/00 B23Q 7/04 B65G 1/04 G05B 19/418

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】収容する部材の情報を記憶する記憶素子を
   備えたパレツトと、パレツトの記憶素子に対する読書き
   手段と、パレツトを積層してなる段積みパレツトを格納
   する立体倉庫と、パレツトに対して部材を段取りするた
   めの段取りステーシヨンと、段取りステーションに隣接
   する作業指示装置と、段積みパレツトの供給を受け、該
   パレツトの記憶素子に記憶された情報に基いて機械加工
   を行う自動加工装置と、立体倉庫と段取りステーシヨン
   と自動加工装置の間でワ−ク、治工具を収容したパレツ
   トを搬送する搬送装置とを備え、パレツトに段取りされ
   る治工具は、治工具の情報を記憶する記憶素子を備える
   とともに、段取りステ−シヨンには治工具の記憶素子に
   対する読書き手段と、該治工具の情報と前記表示装置に
   提供された段取り情報とを照合、記録する治工具確認装
   置とを備え、自動加工装置は、複合加工工作機械と、パ
   レツトの搬入、搬出用のためのステ−シヨンと、パレツ
   トに収容されたワ−ク或は治工具を一時的に収容するス
   トツカと、パレツトステ−シヨンとストツカとの間で部
   材を搬送する搬送装置と、ストツカに収容されたパレツ
   トと治工具の記憶素子に対する読書き手段とを備え、該
   パレツトおよび治工具の記憶素子の情報に基いて段取り
   を行うとともに段積みパレツトの記憶素子の情報に基い
   て加工スケジユールを自動作成する手段を備えてなる生
   産システム。