JP3988463B2

JP3988463B2 - 生産ラインの制御方法およびその装置

Info

Publication number: JP3988463B2
Application number: JP2002003372A
Authority: JP
Inventors: 秀嗣鷲野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-10
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2003208208A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインにおいて、その生産ラインの動作を制御するためのプログラム量を、大幅に削減することができる生産ラインの制御方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、多くの工場で多品種少量生産が行われている。多品種少量生産は、ロット生産が余儀なくされる工程を除いて、異なる種類のワークを混在させて搬送し、それらのワークに対しそれぞれの工程でワークの種類に応じた作業をすることによって行われる。
【０００３】
多品種少量生産を行う生産ラインには、その生産ラインに搬送されるすべての種類のワークの生産ができるように必要な生産設備を設置する。そして、その生産ラインを１つの生産装置に見立てて、生産ラインの制御プログラムを作成する。
【０００４】
この生産ラインの制御形態としては、シーケンス制御とステップ制御が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この制御形態のうち、シーケンス制御では、生産ラインの形態に応じた個別の設計が必要なため、設計品質を高く保つことが困難で、また、設計にも多くの時間を要するという問題がある。一方、シーケンス制御のこのような問題が解消できる従来のステップ制御でも、生産ラインに搬送されるすべてのワーク順列を考慮して制御プログラムを作成しなければならないことから、そのプログラム量は膨大な量になるという問題がある。
【０００６】
従来のステップ制御の問題点をもう少し詳しく説明する。
【０００７】
混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインには、ワークの搬送経路に沿って複数の工程が設けられている。ワークは、生産ラインの上流側から下流側に搬送される。ワークには、それぞれの工程でその種類に応じた所望の作業が行われる。前述のように、従来のステップ制御では生産ラインを１つの生産装置と見るので、その生産ライン内に存在するワークの配列パターンの数だけ制御プログラムを準備することが必要になる。
【０００８】
たとえば、生産ラインに２つの工程（Ｘ、Ｙ）が存在し、その生産ラインで２種類（Ａ、Ｂ）のワークを生産する場合を考えると、２つの工程（Ｘ、Ｙ）について、それぞれ（Ａ−Ａ）、（Ａ−Ｂ）、（Ｂ−Ａ）、（Ｂ−Ｂ）の４つの配列パターンが考えられるので、４種類の制御プログラムを準備する必要がある。
【０００９】
一般的に、生産ラインが持つ工程数をα、その生産ラインで生産するワークの種類の数をβとすると、作成すべき制御プログラムの数はαβとなる。また、その生産ラインで生産するワークの種類の数をｎ増やそうとしたときには、αβ⁺ⁿ−αβ＝αⁿの制御プログラムを新たに作成する必要がある。
【００１０】
このように、１つの生産ラインに設ける工程数とその生産ラインで生産させるワークの種類数が多い場合には、作成すべき制御プログラムの数は膨大な数になるため、その作成や運転確認にかかる工数、制御プログラムを記憶しておく記憶容量などを考慮すると、従来のステップ制御の採用は現実的ではなくなる。
【００１１】
このような従来のステップ制御の問題点を解決するには、生産ラインを単位として制御プログラムを作成するのではなく、工程を単位として制御プログラムを作成することが考えられる。ここでの工程は、従来のラダーシーケンス制御における工程を意味するものである。つまり、自分の仕事が完了したら、他の生産装置とは無関係に独自に次の仕事に移ることができる生産機械のグループが工程である。この工程を単位として制御プログラムを作成すれば、生産ラインを単位として制御プログラムを作成する場合と比較して、作成すべきプログラム数を少なくすることができる。
【００１２】
たとえば、生産ラインが持つ工程数をα、その生産ラインで生産するワークの種類の数をβとすると、生産ラインを単位とするステップ制御の場合、上述のように、作成すべき制御プログラムの数はαβとなるが、工程を単位とするステップ制御を採用すると、作成すべき制御プログラムの数はα×βとなる。したがって、作成すべきプログラムの数における比較ではかなり改善される。
【００１３】
ところが、工程を単位とするステップ制御を採用した場合でも、１つの工程が複数の生産設備で構成されているときには、１つの工程に対して作成しなければならない制御プログラムの数は、生産ラインを単位とするステップ制御の場合と同様に、生産設備の数に応じて変動するため、生産ラインを単位とするステップ制御と同様の問題が生じる。
【００１４】
一方、この問題が生じないように、１つの工程に設けられている生産設備の数に関係なく、工程を単位とするステップ制御を適用すると、その工程で１つのワークの作業が終了するまでは次のワークを搬入させることができず、１つの工程におけるサイクルタイムが長くなり、生産効率が低下する。一般的に、生産効率が低下するような生産ラインを作ることは考えられないので、この手法は採用されることはない。
【００１５】
通常は、１つの工程に複数の生産設備が設けられていることが多いので、生産ラインを単位とするステップ制御を採用しても、工程を単位とするステップ制御を採用しても、結局のところ、作成すべき制御プログラムの数が膨大な数になるという問題点は解消されない。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点を解消するために成されたものであり、生産ラインを構成する生産設備のグループ分けを工夫することによって、その生産ラインの動作を制御するためのプログラム量を、大幅に削減することができる生産ラインの制御方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかる生産ラインの制御方法は、混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインの制御方法であって、搬送された１つのワークに対し一定時間内に協働して作業する生産設備をグループ化して複数のモジュールを形成する段階と、それぞれのモジュールごとに実行されるべき制御プログラムをワークの種類別に作成する段階と、作成された前記制御プログラムに基づいて前記生産ラインを構成する生産設備の動作を前記モジュールを単位としてステップ制御する段階と、を有し、前記ステップ制御する段階は、搬送されるワークの種類に応じて前記モジュールで起動させる制御プログラムの種類を選定する段階を含み、前記ワークの種類に関する情報は、前記ワークがモジュール間を搬送されるときに、上流側のモジュールから下流側のモジュールに転送される、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明にかかる生産ラインの制御方法は、請求項１に記載の生産ラインの制御方法において、前記ステップ制御する段階は、さらに、前記ワークの種類に応じた冶具を準備する段階と、前記モジュール間でインターロックをかける段階と、前記ワークを準備した冶具で支え、選定した制御プログラムを用いて生産設備を動作させ、前記ワークの種類に応じた作業を行う段階と、前記モジュール間のインターロックを解除する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明にかかる生産ラインの制御方法は、請求項２に記載の生産ラインの制御方法において、前記インターロックをかける段階と前記インターロックを解除する段階との間に、前記ワークの搬送方向上流側のモジュールおよび前記ワークの搬送方向下流側のモジュールに設置されている生産機械の状態を監視する段階と、前記監視を行っているときに、両モジュール内の生産機械同士の干渉が予測されると、干渉が予測された生産機械を緊急停止させる段階と、をさらに含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明にかかる生産ラインの制御装置は、混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインの制御装置であって、搬送された１つのワークに対し一定時間内に協働して作業する生産設備がグループ化された複数のモジュールと、前記生産ラインに搬送されるワークの種類別にそれぞれの前記モジュールで実行されるべき制御プログラムを記憶する記憶手段と、前記制御プログラムに基づいて前記生産ラインを構成する生産設備の動作を前記モジュール単位でステップ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、搬送されるワークの種類に応じて前記モジュールで起動させる制御プログラムの種類を選定する手段を含み、前記ワークの種類に関する情報は、前記ワークがモジュール間を搬送されるときに、上流側のモジュールから下流側のモジュールに転送される、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明にかかる生産ラインの制御装置は、請求項４に記載の生産ラインの制御装置において、前記制御装置は、前記ワークの搬送方向上流側のモジュールおよび前記ワークの搬送方向下流側のモジュールに設置されている生産機械の状態を監視する監視手段と、監視を行っているときに、両モジュール内の生産機械同士の干渉が予測されると、干渉が予測された生産機械を緊急停止させる緊急停止手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、搬送された１つのワークに対し一定時間内に協働して作業する生産設備をグループ化して複数のモジュールを形成し、このモジュールを単位としてステップ制御するため、少ないプログラム量で、混在する多種のワークを連続的に生産することができる。また、隣り合うモジュールに存在する生産機械同士の干渉を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる生産ラインの制御方法およびその装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明にかかる制御方法が実施される生産ラインの一例を示す図である。この生産ラインには、図示するように、ロボット、搬送装置、冶具などの生産設備が配置されている。図中、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３は、他の生産ラインからこの生産ラインに搬送されてきたワーク（たとえば車体のフロアメインアッシー）を＃４１０の搬送装置に載置するロボットである。＃４１０、＃４３０は、載置されたワークを左に移動させて次の工程に搬送する搬送装置である。＃４２１、＃４２２は、ワークに取り付けられるパーツ（フロアメインアッシーに取り付けられるシルインナー）を載置する載置台である。Ｌ４２０１、Ｌ４２０２は、パーツを支える冶具である。Ｒ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６は、載置台＃４２１または＃４２２からパーツを搬送したり、パーツをワークに溶接したりするロボットである。＃４４０は、載置されたワークを他の生産ラインに搬送する搬送装置である。
【００２７】
この生産ラインでは、概略次のような作業が行われる。
【００２８】
まず、他の生産ラインから図２に示すようなフロアメインアッシーが搬送されてくると、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３のいずれかのロボットが、このフロアメインアッシーを＃４１０の搬送装置にセットする。搬送装置＃４１０は、セットされているフロアメインアッシーを、Ｒ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６の６台のロボットに囲まれる位置まで（図１の搬送装置＃４３０がある位置まで）移動させる。この移動に伴って、搬送装置＃４３０も図１の点線位置まで移動する。
【００２９】
載置台＃４２１、＃４２２には、フロアメインアッシーに溶接される図２に示すようなシルインナーが載置されている。ロボットＲ４２０２、Ｒ４２０４、Ｒ４２０６のいずれかは載置台＃４２１に載置されているシルインナーを取りに行き、これを冶具Ｌ４２０２にセットする。また、ロボットＲ４２０１、Ｒ４２０３、Ｒ４２０５のいずれかは載置台＃４２２に載置されているシルインナーを取りに行き、これを冶具Ｌ４２０１にセットする。
【００３０】
冶具Ｌ４２０１、Ｌ４２０２はシルインナーをフロアメインアッシーにセットし、これを６台のロボットＲ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６で溶接する。溶接が終了すると、ロボットＲ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６が搬送装置＃４１０からフロアメインアッシーをすくい上げ、搬送装置＃４１０は、右に移動する。これに伴って搬送装置＃４３０も図１の実線位置まで移動する。ロボットＲ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６は、救い上げたままのフロアメインアッシーを搬送装置＃４３０に載置する。そして、ロボットＲ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６でシルインナーをフロアメインアッシーに溶接する。
【００３１】
溶接が終了すると、搬送装置＃４３０はフロアメインアッシーを図１の点線位置まで移動させる。そして、ロボットＲ４３０１は、搬送装置＃４３０に載置されているフロアメインアッシーを搬送装置＃４４０に渡す。搬送装置＃４４０は、フロアメインアッシーを他の工程に搬送する。
【００３２】
本発明に係る制御方法が実施される生産ラインの動作は以上のとおりである。
【００３３】
本発明に係る生産ラインの制御方法では、まず、グループ分けという作業をする。グループ分けは、生産ラインに配置されている生産設備の中から、単体機とみなせる生産設備を抽出し、抽出した生産設備を、１つのワークに対して同時に作業に取り掛かり、同時に作業が完了できるもの同士でまとめて１つのグループとする作業である。換言すれば、１部品の生産動作において同期して動作できる最小限の集合体を抽出する作業とも言える。このグループ分けの作業は、搬送された１つのワークに対して同時に作業を開始し同時に作業を終了できる生産設備を１つのグループにまとめるという表現で記載することもできるが、請求項１では、搬送された１つのワークに対して一定時間内に協働して作業する生産設備をグループ化するという表現で記載してある。
グループ化によってまとめられた生産設備の全体をモジュールと称する。このグループ化の作業は人間が行う。なお、グループ化によって複数の生産設備が１つのモジュールとされることもあるし、１つの生産設備だけで１つのモジュールとされることもある。なお、各請求項に記載されているワークには、メインのワーク（上記の例ではフロアメインアッシー）とこのメインのワークに取り付けられるパーツ（上記の例ではシルインナー）とを含ませている。
【００３４】
たとえば、図１の生産ラインに対してグループ化を行うと、図３に示すように、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３、＃４１０を個々に１つのグループとするモジュールＲ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３、＃４１０と、Ｒ４２０１、Ｒ４２０２をまとめて１つのグループとするモジュール＃４２０Ｒと、Ｌ４２０１、Ｌ４２０２をまとめて１つのグループとするモジュール＃４２０Ｓと、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４を個々に１つのグループとするモジュールＲ４２０３、Ｒ４２０４と、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６をまとめて１つのグループとするモジュール＃４２０Ｌと、＃４２１、＃４２２、＃４３０、Ｒ４３０１、＃４４０を個々に１つのグループとするモジュール＃４２１、＃４２２、＃４３０、Ｒ４３０１、＃４４０の全部で１４のモジュールを形成することができる。
【００３５】
以上のようなモジュールを形成するのは、次のような理由からである。
【００３６】
ロボットＲ４２０１、Ｒ４２０２のグループおよびロボットＲ４２０５、Ｒ４２０６のグループは、フロアメインアッシーに対して同時に溶接作業に取り掛かり、同時に溶接作業を終了できるので、それぞれ１つのモジュール＃４２０Ｒおよび＃４２０Ｌとした。また、冶具Ｌ４２０１、Ｌ４２０２は、フロアメインアッシーにシルインナーを同時にセットし、同時に終了できるので、モジュール＃４２０Ｓとした。その他の生産設備は、いずれも、相互に、１つのワークに対して同時に作業に取り掛かり、同時に作業が完了できるものではないため、それぞれの生産設備１つ１つを１つのモジュールとしている。
【００３７】
つぎに、グループ分けによって形成されたこれらのモジュールで実行されるべき制御プログラムをワークの種類別に作成する。この制御プログラムは、モジュールがワークに対して行う作業を、１ステップごとに記述したプログラムである。この制御プログラムは、ワークの種類に応じて異なる。したがって、制御プログラムは、ワークの種類の数だけモジュールごとに作成する。この制御プログラムの作成は、もちろん人間が行う。作成したモジュールは、この生産ラインの全体の動作を制御する上位コンピュータ２００の記憶部２１０に記憶される。
【００３８】
本発明に係る生産ラインの制御方法によれば、生産ラインを単位とする従来のステップ制御に比較すれば、新たな生産ラインの製作時またはワークの種類の増加時において、作成しなければならないプログラム量は格段に減少する。たとえば、生産ラインが持つ工程数（本発明の場合はモジュール数）をα、その生産ラインで生産するワークの種類の数をβとすると、生産ラインを単位とするステップ制御の場合、作成すべき制御プログラムの数はαβとなるが、本発明におけるステップ制御を採用すると、作成すべき制御プログラムの数はα×βとなる。またワークの種類をｎ増やそうとしたときには、生産ラインを単位とするステップ制御の場合、αβ⁺ⁿ−αβ＝αⁿの制御プログラムを新たに作成する必要があるが、本発明におけるステップ制御を採用すると、作成すべき制御プログラムの数はα×ｎとなる。
【００３９】
最後に、上記のように作成された制御プログラムに基づいて、生産ラインを構成する生産設備の動作をモジュール単位でステップ制御する。この制御は、上位コンピュータ２００の制御部２２０によって行われる。本発明に係る生産ラインの制御方法では、生産ライン内に複数のモジュールが存在することになる。また、モジュールごとにワークの種類に応じた制御プログラムがあるので、ワークの生産に使われる部品データもモジュールごとに設けている。もちろん、この部品データも上位コンピュータ２００の記憶部２１０に記憶されている。
【００４０】
本発明では、モジュールがどの種類のワークの作業を行うべきかがわかるように、ワークの種類に関する情報をモジュール間で転送している。このワークの種類に関する情報は、ワークがその搬送方向上流側のモジュールを出て下流側のモジュールに搬送されるときに転送される。換言すれば、ワークの加工順序にしたがって前工程を担うモジュールから後工程を担うモジュールに転送される。上位コンピュータ２００の制御部２２０には、データバッファが設けられ、ワークの種類に関する情報は、各モジュールに対応するデータバッファ内で転送される。この転送の制御は制御部２２０が行う。
【００４１】
また、本発明では、生産ライン内の生産設備に危険な状態が発生したか否かを上位コンピュータ２００の監視部２３０で監視する。この監視は、監視プログラムによって行い、ワークの搬送方向上流側のモジュールと下流側のモジュールに設置されている生産設備に対して行う。監視プログラムには、あらかじめ設定された異常状態の発生を監視するロジックが組み込まれており、上記の両モジュールの生産機械の動作に異常が生じ、生産機械間の干渉が予測されたときには、そのモジュールの制御プログラムに強制停止信号を出力する。なお、監視プログラムは、各モジュールの生産機械の動作を制御する制御プログラムとは別のプログラムであり、生産機械を停止させるためだけに機能するプログラムである。この監視プログラムも上位コンピュータ２００の記憶部２１０に記憶される。
【００４２】
なお、生産ラインに存在する生産設備のうち、危険な状態の発生が予想される生産設備に対してのみ監視するようにすれば、この監視プログラムのプログラム数は最小限に抑えることができる。
【００４３】
つぎに、モジュールの制御プログラムのステップ動作を、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、モジュールＲ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３のいずれかは、他の生産ラインから搬送されてきたワーク（図２のフロアメインアッシー）をＲ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３の内のいずれかのロボットに、＃４１０の搬送装置に載置するという作業を行わせる。
【００４４】
まず、図３に示す生産ラインに、種類ａのワーク（フロアメインアッシー）が搬送されてくると、このワークの種類に関する情報は、図５に示すように、データバッファに転送される。上位コンピュータ２００の制御部２２０は、このワークの種類に関する情報を見て、モジュールＲ４１０１、モジュールＲ４１０２、モジュールＲ４１０３でそれぞれ個別に起動させるべき制御プログラムを選定し、記憶部２１０から種類ａのワークについてのそれぞれのモジュール用の制御プログラムを取り出す（Ｓ１）。
【００４５】
制御部２２０は、取り出した制御プログラムに基づいて、各モジュールを動作させ、種類ａのワークを生産するための生産準備を行う。それぞれのモジュールでは、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３のいずれかのロボットが、ワークを＃４１０の搬送装置に載置するという作業を行うので、各ロボットが、必要に応じて、搬送すべきワークに合ったハンドをセットするなどの作業を行う（Ｓ２）。
【００４６】
そして、制御部２２０は、図６に示すように、モジュール間のインターロックをかけるが、モジュールＲ４１０２は最上流のモジュールであるので、インターロックをかける必要はない。なお、モジュール＃４４０は、最下流のモジュールであるので、やはりインターロックをかける必要はない。しかし、たとえばモジュール＃４２０Ｒの場合には、ワークをモジュール＃４１０からモジュール＃４２０Ｓに搬送するときに、モジュール＃４１０とモジュール＃４２０Ｒとの間でインターロックをかける。このインターロックは、上流側のモジュールを構成する生産機械とその下流側のモジュールを構成する生産機械との干渉などの危険を回避するために設けている。このワークの搬送に伴って、図５に示すように、ワークの種類に関する情報がモジュール＃４１０に対応するデータバッファに転送される。（Ｓ３）。
【００４７】
つぎに、制御部２２０は、取り出した制御プログラムに基づいて、各モジュールを構成する生産設備を動作させる。すなわち、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３のいずれかのロボットは、搬送されてきたワークを＃４１０の搬送装置に載置する（Ｓ４）。
【００４８】
この作業が終了すると、制御部２２０は、図５に示すように、モジュール＃４１０とモジュール＃４２０Ｒとの間でインターロックをかける。インターロックがかけられると、図５に示すように、ワークの種類に関する情報がモジュール＃４１０に対応するデータバッファからモジュール＃４２０Ｒに対応するデータバッファに転送され、ワークがモジュール＃４１０からモジュール＃４２０Ｓに向けて搬送される（Ｓ５）。
【００４９】
ワークの種類に関する情報の転送とワークの搬送が終了すると、作業を完了する（Ｓ６）。
【００５０】
モジュールの制御プログラムのステップ動作を説明したが、生産ライン内に複数の種類のワークが混在している場合、生産ラインに含まれる各モジュールでは、搬送されてきたワークの種類に応じたステップ動作が行われる。たとえば、モジュール＃４１０に種類ａのワークが搬送され、モジュール＃４２０Ｓに種類ａのパーツが搬送され、モジュール＃４２１に種類ａのパーツが搬送され、モジュール＃４２２に種類ｂのパーツが搬送され、モジュール＃４３０に種類ａのワークが搬送され、モジュール＃４４０に種類ｂのワークが搬送されたときには、各モジュールで搬送されたワークの種類に応じた制御プログラムが、図４のフローチャートに基づいて実行される。
【００５１】
上記の場合、Ｒ４１０１、Ｒ４１０２、Ｒ４１０３のいずれかのロボットが、種類ａのワーク（フロアメインアッシー）を＃４１０の搬送装置に載置する。＃４２１には、種類ａのパーツが搬送され、＃４２２には種類ｂのパーツが搬送される。
【００５２】
＃４１０の搬送装置と＃４３０の搬送装置が同時に左にスライドし、＃４１０の搬送装置がＲ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６の６台の溶接ロボットに囲まれる。Ｌ４２０１、Ｌ４２０２の冶具は、種類ａのパーツ（シルインナー）を受け入れる準備に入る。Ｒ４２０３のロボットは、＃４２２の載置台に、また、Ｒ４２０４のロボットは、＃４２１の載置台に、それぞれ載置されている種類ａおよび種類ｂのワークを取りに行く。そして、Ｒ４２０３のロボットは、Ｌ４２０１の冶具に、また、Ｒ４２０４のロボットは、Ｌ４２０２の冶具に、持っている種類ａおよび種類ｂのパーツをセットする。そして、Ｌ４２０１の冶具とＬ４２０２の冶具が種類ａおよび種類ｂのパーツを＃４１０の搬送装置にセットする。さらに、Ｒ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６の６台の溶接ロボットで＃４１０の搬送装置にセットされている種類ａのワークに種類ａおよび種類ｂのパーツを溶接する。溶接が終了したら、Ｒ４２０１、Ｒ４２０２、Ｒ４２０３、Ｒ４２０４、Ｒ４２０５、Ｒ４２０６の６台の溶接ロボットが種類ａのワークを救い上げるようにして受け取り、＃４１０の搬送装置は種類ａのワークを受け渡す。そして、＃４１０の搬送装置と＃４３０の搬送装置が右にスライドする。以上の動作によって、ワークの搬送、溶接が行われる。以上の動作は、繰り返し行われる。
【００５３】
以上の動作に並行して、＃４３０の搬送装置がＲ４３０１のロボットに種類ａのワークを渡し、Ｒ４３０１のロボットが＃４４０の搬送装置に種類ａのワークを置く。そして、＃４４０の搬送装置が他の生産ラインに種類ｂのワークを搬送する。このように、制御プログラムの基本構成からなるモジュールを複数つなぎ合わせて生産設備の制御を行う。
【００５４】
上記のＳ３及びＳ５のステップでモジュール間のインターロックをかけているが、本発明ではステップ制御を採用しているので、これ以外のステップではモジュール内外の生産設備間で危険な状態が発生したか否かが判断できない。このため、この監視を上位コンピュータ２００の監視部２３０で行っている。
【００５５】
もし、各モジュールおよびモジュール間の生産設備に異常が生じ、生産設備間の干渉など、危険な状態が発生したときには、この監視を行っていないと、それぞれの生産設備を停止させることができなくなる。つまり、簡単に干渉などの危険な状態が発生してしまい、生産設備の破損につながるのである。これは、混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインにおいて複数のモジュールで複数の種類のワークをステップ制御によって生産する場合の弱点である。
【００５６】
従来のように、モジュールの制御プログラム自体にそのモジュールのすべての生産設備とそれらの生産設備の動作状態をチェックする情報を入れ込んでしまうと、１つの制御プログラム量が膨大になり、隣り合うモジュールがお互いの動作に制約を受けて、非同期に別々の種類のワークの生産ができなくなる。
【００５７】
本発明では、このような問題が生じないように、制御プログラムと監視プログラムとを完全に分離させている。
【００５８】
以上のように、本発明では、モジュール単位でワークの種類の数と対応する数の制御プログラムがあればワークの生産が可能になる。したがって、その生産ラインで生産されるワークの種類をｎ種類増加しても、生産ラインとして新たに追加しなければならない制御プログラムの数はモジュールごとにｎ個で良い。また、１つの制御プログラム内に設ける部品データは、生産ラインのすべての生産設備に対するものではなく、モジュール内に存在する生産設備のものでよくなるので、１つの制御プログラムの部品データは、生産ラインを単位とするステップ制御の場合と比較すれば、１／モジュール数となる。
【００５９】
このため、ワークの種類を増加するときに、新たに作成することになる制御プログラムの作成時間や、その制御プログラムの動作確認に要する時間が短縮される。また、作成した制御プログラムの情報量が少なくなるので、それを記憶しておく上位コンピュータの記憶装置の記憶容量も少なくてすみ、記憶装置の空き容量にもよるが、記憶装置を増設することなく、現存する記憶装置でも記憶することができる。
【００６０】
また、本発明では、モジュールを構成する生産機械の状態の監視を、制御プログラムとは別の監視プログラムによって行うようにしているため、制御プログラムは生産設備の動作に関するプログラムだけで良く、１つの制御プログラムの情報量を最小限に抑えることができる。
【００６１】
さらに、生産機械同士の干渉が予測されると、干渉しそうな生産機械が緊急停止するので、生産機械の破損を防止することができる。また、モジュール間の無駄なインターロックも取る必要がなくなり、各モジュールは効率的に作業をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる制御方法が実施される生産ラインの一例を示す図である。
【図２】ワーク（フロアメインアッシー）とパーツ（シルインナー）の具体例を示す図である。
【図３】図１の生産ラインに形成された複数のモジュールを示す図である。
【図４】生産ラインをステップ制御する場合の処理を示すフローチャートである。
【図５】データバッファにおけるワークの種類に関する情報の転送状態の説明に供する図である。
【図６】モジュール間のインターロックに関する説明に供する図である。
【符号の説明】
２００…上位コンピュータ、
２１０…記憶部、
２２０…制御部、
２３０…監視部、
４１０、４２０、４２１、４２２、４３０、４４０…モジュール。

Claims

混在する多種のワークを連続的に生産する生産ラインの制御方法であって、
搬送された１つのワークに対し一定時間内に協働して作業する生産設備をグループ化して複数のモジュールを形成する段階と、
それぞれのモジュールごとに実行されるべき制御プログラムをワークの種類別に作成する段階と、
作成された前記制御プログラムに基づいて前記生産ラインを構成する生産設備の動作を前記モジュールを単位としてステップ制御する段階と、を有し、
前記ステップ制御する段階は、搬送されるワークの種類に応じて前記モジュールで起動させる制御プログラムの種類を選定する段階を含み、
前記ワークの種類に関する情報は、前記ワークがモジュール間を搬送されるときに、上流側のモジュールから下流側のモジュールに転送される、
ことを特徴とする生産ラインの制御方法。