JP4106845B2

JP4106845B2 - 加工システムにおけるワーク供給装置

Info

Publication number: JP4106845B2
Application number: JP2000047202A
Authority: JP
Inventors: 三輪　　修
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001236108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、搬入コンベアに沿って設けられた複数の工作機械に、ワークの供給を行う加工システムにおけるワーク供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の工作機械を並設して同じ加工を行う加工システムとして、図６に示すように、各工作機械５１〜５４を搬入コンベア５５に沿って配置したものがある。コンベア経路における各工作機械５１〜５４の対応位置には、ワークＷを工作機械５１〜５４へ搬入する動作および下流側へ通過させる動作を選択して行える選択搬入機構５６Ａ〜５６Ｄが設置される。
このような直線的搬送ラインにおいて、重要となるのは、ワークＷをいかに分配していくかと言ったことである。直線搬送ラインにおいては、工作機械５１〜５４がワーク待ちになると、稼働率が下がるので、均等分配を目指すことが必要である。
【０００３】
図６のように４台の工作機械５１〜５４が配列される場合を考える。通常考えられるパターンとしては、搬入コンベア５５に搬入されて来る素材ワークＷを次のように処理するものである。
▲１▼Ａ部で工作機械５１に１個投入してＢ，Ｃ，Ｄ部側へ３個流す。
▲２▼Ｂ部で工作機械５２に１個投入してＣ，Ｄ部側へ２個流す。
▲３▼Ｃ部で工作機械５３に１個投入してＤ部側へ１個流す。
▲４▼Ｄ部で流れてきた１個のワーク１Ｄを工作機械５４に搬入する。
このサイクルとすると、正常時にワークＷは各工作機械へ１個ずつ入って行くようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のサイクルは、通常考えられるパターンであるが、いずれかの工作機械５１〜５４に支障が生じる場合がある。例えば、故障や後工程の都合による動作の遅れ等が生じた場合である。このような場合に、搬入サイクルに狂いが生じ、円滑な搬入が行えなくなる。すなわち、搬入経路上の一部の工作機械５１〜５４の付近にワークＷが満載状態になったり、一部の工作機械５２〜５４にワーク供給の遅れが生じたりする。
【０００５】
この発明の目的は、一部の工作機械が停止状態となっても、運転中の工作機械にワーク分配が円滑に行え、上流部でのワークの詰まりが防止されるようにすることである。
この発明の他の目的は、一部の工作機械の停止時に、下流側でワークの詰まりが生じないようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、一部の工作機械が運転中であっても搬出上の都合等でワーク搬入ができない場合に、システム全体の遅れを生じないようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の加工システムにおけるワーク供給装置を、実施形態に対応する図１と共に説明する。この加工システムにおけるワーク供給装置は、ワーク（Ｗ）を一列に搬送する搬入コンベア（５）と、この搬入コンベア（５）に沿って設けられた複数の工作機械（１〜４）と、前記搬入コンベア（５）の経路における各工作機械（１〜４）の対応位置に設けられてワーク（Ｗ）を工作機械（１〜４）へ搬入する動作および下流側へ通過させる動作を選択して行える複数の選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）と、各工作機械（１〜４）が運転中か否かを判定する運転判定手段（２１）と、対応する工作機械（１〜４）が運転中でない場合に前記選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）に工作機械（１〜４）への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる判定結果対応制御手段（２５）とを備えたものである。
この構成によると、各選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）を搬入動作させるときなどに、各工作機械（１〜４）が運転中か否かが運転判定手段（２１）で判定される。判定結果対応制御手段（２５）は、この運転判定手段（２１）の判定結果に応じ、選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）を次のように制御する。対応する工作機械（１〜４）が運転中の場合は、ワーク（Ｗ）を工作機械（１〜４）へ搬入した後、後続のワーク（Ｗ）を下流側へ通過させる。対応する工作機械（１〜４）が運転中でない場合は、工作機械（１〜４）への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる。このように、停止状態の工作機械（１〜４）があった場合に、その工作機械（１〜４）の運転復帰を待つことなく、下流側へワーク搬送を行うようにしたため、下流側の工作機械（２〜４）では通常の加工が行える。そのため、一部の工作機械（１〜４）の停止でシステ全体が待ち状態になることがなく、運転中の工作機械（１〜４）にワーク分配が円滑に行える。
【０００７】
この発明において、前記判定結果対応制御手段（２５）は、前記選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）に、対応する工作機械（１〜４）よりも下流側の運転中工作機械（１〜４）の和に相当する個数のワーク（Ｗ）を通過させる運転台数対応送り個数設定手段（２３）を有するものとしても良い。
このように、下流側の運転中工作機械（１〜４）の和に相当する個数のワーク（Ｗ）を通過させるようにした場合、一部の工作機械（１〜４）の停止時に、下流側でワーク（Ｗ）の詰まりが生じることが防止される。すなわち、固定設定されたワーク数だけ流すようにすると、工作機械（１〜４）に停止中のものがあって、その工作機械（１〜４）に搬入せずにさらに下流側へワーク（Ｗ）を流した場合に、下流側でワーク（Ｗ）の詰まりが生じる。このような問題が、上記の制御で解消される。
【０００８】
この発明において、前記工作機械（１〜４）への搬入許可の信号を生成する手段（１７Ａ〜１７Ｄ）を設け、搬入指令があった後、所定の待ち時間を経過して搬入許可状態とならなかったときに、前記選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）に、工作機械（１〜４）への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる搬入待ち時先送り手段（２４）を設けても良い。
工作機械（１〜４）は、加工の遅れや、加工が完了してもワーク搬出経路（１３）でフルワーク状態となっていた場合等に、所定時間間隔でワーク搬入ができない場合がある。このような場合に、搬入待ち時先送り手段（２４）は、ワーク搬入可能となるまで待たずに、所定の待ち時間が経過すると、選択搬入機構（６Ａ〜６Ｄ）に工作機械（１〜４）への搬入を行わせず、下流側への通過を行わせる。これにより、一部の工作機械（１〜４）のワーク搬入不可状態がシステム全体に影響せず、残りの工作機械（１〜４）で通常の加工が行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この加工システムにおけるワーク供給装置は、ワークＷに同じ加工を行う複数の工作機械１〜４を、搬入コンベア５に沿って配置し、コンベア経路の各工作機械対応位置に選択搬入機構６Ａ〜６Ｄを設けた加工システムにおいて、次の搬入・送り制御手段７を設けたものである。各工作機械１〜４は例えば旋盤である。各工作機械１〜４に対しては、共通の搬出コンベア１３が設置されている。
【００１０】
図２は機械部分の平面図である。搬入コンベア５は、例えばベルトコンベアからなる。選択搬入機構６Ａ〜６Ｄは、搬入コンベア５上のワークＷを対応する工作機械１〜４へ搬入する動作と、下流側へ通過させる動作を選択して行える機構である。各選択搬入機構６Ａ〜６Ｄから工作機械１〜４へのワークＷの搬入は、個別の搬入路１２を介して行うようにしても、直接に行うようにしても良い。各選択搬入機構６Ａ〜６Ｄは、具体的には、例えば、搬入コンベア５上のワークＷを搬送方向と直交する方向（つまり、工作機械１〜４側）へ押し出すプッシャ８と、このプッシャ８の作用する位置の若干上流側に設けられたストッパ機構９とで構成される。プッシャ８は、縦向きに配置されたプレート状の押し部材と、この部材を進退させるシリンダ装置等のアクチュエータとで構成される。ストッパ機構９は、最前のワークＷを止める第１のストッパ９ａと、最前のワークＷとその次のワークＷの間に入り込む第２のストッパ９ｂとよりなる。第２のストッパ９ｂで次のワークＷを止めた状態で、第１のストッパ９ａを開くことで、最前のワークＷのみをプッシャ８の作用する位置へ流すことができる。ワークＷを下流側へ流すときは、第１のストッパ９の開き動作の後、プッシャ８を動作させずに通過させる。
【００１１】
搬入コンベア５の各選択搬入機構６Ａ〜６Ｄの設置位置の上流側には、フルワーク検出手段１６Ａ〜１６Ｄが設けられている。フルワーク検出手段１６Ａ〜１６Ｄは、具体的には、第２のストッパ９ｂのさらに上流側に配置され、第２のストッパ９ｂで止められたワークＷが所定個数溜まったことを検知するセンサである。フルワーク検出手段１６Ａ〜１６Ｄで検出されない場合に、連続的なワーク供給が続けられる。
【００１２】
搬出コンベア１３は、上記複数の工作機械１〜４の並びに沿って設置され、各工作機械１〜４で加工されたワークＷを搬出する。工作機械１〜４から搬出コンベア１３への搬出は、個別の搬出路１４を介して行うようにしても良い。また、搬出コンベア１３は省略し、例えば加工済みワークを個々の工作機械１〜４毎に製品ボックス（図示せず）等に溜めるようにしても良い。
【００１３】
各工作機械１〜４には、運転中であるか否かを示す信号を発生する運転中信号発生手段１５Ａ〜１５Ｄが設けられている。運転中信号発生手段１５Ａ〜１５Ｄは、各工作機械１〜４に付属した制御盤または操作盤に設けられたものであっても、工作機械１〜４に対して遠隔地に設けられたものであっても良い。上記の「運転中」とは、工作機械１〜４に電源が入っていて、加工中または待機中の状態であることを意味する。
また、各工作機械１〜４には、その工作機械１〜４へのワーク搬入の許可信号を生成する搬入許可信号生成手段１７Ａ〜７Ｄが対応して設けられている。搬入許可信号生成手段１７Ａ〜７Ｄは、例えば搬出コンベア１３に各工作機械１〜４に対して設けられる搬出許可信号の生成手段が用いられる。この搬出許可信号生成手段は、搬出コンベア１３の経路上に設けられた各部のフルワーク検出手段等からなる。搬入許可信号生成手段１７Ａ〜７Ｄは、この他に、各工作機械１〜４に設けられた加工完了信号の発生手段であっても良く、また加工完了信号と搬出許可信号との論理積の信号を発生する手段であっても良い。
【００１４】
図１と共に制御系を説明する。搬入・送り制御手段７は、選択搬入機構６Ａ〜６Ｄの群を制御する手段であり、個々の選択搬入機構６Ａ〜６Ｄをそれぞれ制御する複数の搬入機構制御手段２０Ａ〜２０Ｄが設けられている。各搬入機構制御手段２０Ａ〜２０Ｄは、互いに同じ構成のものである。これら搬入機構制御手段２０Ａ〜２０Ｄは、一つの搬入機構制御手段２０Ａについて図示したように、運転判断手段２１、停止時先送り手段２２、運転台数対応制御手段２３、および搬入待ち時先送り手段２４を有している。停止時先送り手段２２および運転台数対応制御手段２３より、判定結果対応制御手段２５が構成される。搬入機構制御手段２０Ａ〜２０Ｄが行う処理は、具体例を挙げれば図３の示す処理とされる。
【００１５】
運転判定手段２１は、各工作機械１〜４の運転中信号発生手段１５Ａ〜１５Ｄから、各工作機械１〜４が運転中か否かを判定する手段である。運転判定手段２１は、図３の例で説明するとステップＳ１，Ｓ３の処理を行う手段である。
停止時先送り手段２２は、選択搬入機構６Ａ〜６Ｄに対応する工作機械１〜４が運転中でない場合、つまり停止中である場合に、その工作機械１〜４への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる手段である。停止時先送り手段２２は、図３の例では、ステップ３の判断処理、およびステップＳ８の処理を行う手段である。
運転台数対応送り個数設定手段２３は、選択搬入機構６Ａ〜６Ｄに、対応する工作機械１〜４よりも下流側の運転中工作機械１〜４の和に相当する個数のワークＷを通過させる手段である。運転台数対応送り個数設定手段２３は、図３の例ではステップＳ２の処理を行う手段である。
【００１６】
搬入待ち時先送り手段２４は、搬入指令があった後、所定の待ち時間を経過して搬入許可状態とならなかったときに、選択搬入機構６Ａ〜６Ｄに、工作機械１〜４への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる手段である。また、搬入待ち時先送り手段２４は、搬入を行わずに下流側への通過を行わせる場合は、通過個数を１個減らす。上記の搬入指令は、タイマ（図示せず）等によって所定の時間間隔で発生し、または搬入機構制御手段２０Ａ〜２０Ｄに対する上位制御手段（図示せず）から与えられる。搬入待ち時先送り手段２４は、図３の例ではステップＳ４〜Ｓ８の処理を行う手段である。
【００１７】
上記構成の動作を説明する。工作機械１〜４は、図１，図２の例のように４個であるとする。各選択搬入機構６Ａ〜６Ｄの動作に際しては、運転中信号発生手段１５Ａ〜１５Ｄ（図１，図２）から各工作機械１〜４が運転中であるか否かを判定し（図３のステップＳ１）、かつ対応する選択搬入機構６Ａ〜６Ｄが運転中である場合のみ、搬入動作（Ｓ９）を行う。なお、ステップＳ２については後述する。
全て正常な場合の動作は、図４に示すようになる。すなわち、最も上流位置の選択搬入機構６Ａは、ワークＷを工作機械１へ１個搬入し、３個を下流へ流す。次の選択搬入機構６Ｂでは、工作機械２へ１個搬入し、２個下流へ流す。選択搬入機構６Ｃは、工作機械３へ１個搬入し、１個下流へ流す。選択搬入機構６Ｄでは、工作機械４へ１個搬入する。
【００１８】
先送りサイクルを説明する。
ここで、第１の工作機械１が運転中であったとしても、搬出部フルワーク等でワークＷを搬出できずに、搬入サイクルに入れなかった場合に、図４のパターンのみであると、搬入コンベア５は選択搬入機構６Ａから工作機械１へ搬入できないために、下流側へ３個送れない。そのため待ち状態になってしまう。このままであると、下流の各工作機械２〜４で、ワークＷの送り不良による待ち状態が生じてしまう。
そこで、この実施形態では、Ｓ４〜Ｓ６の処理を行っている。すなわち、搬入許可信号生成手段１７Ａにより、工作機械１へ搬入可能であるか否かを判断し（Ｓ４）、搬入可能でないときは、時間をカウントして（Ｓ５）、所定時間が経過するか否かを判断する（Ｓ６）。搬入できない状態で所定時間が経過すると、選択搬入機構６Ａは、下流側へ現状より１個少ない個数（３個の場合は２個）を先送りする。すなわち、下流側への送り個数の設定値を１個減らし（Ｓ７）、その減らされた個数だけ下流側へ送る（Ｓ８）。
このように、先にワークＷを送ることで、下流側でワーク待ち状態となることが避けられる。また、多く送り過ぎると、下流側に多くワークＷが溜まってしまうが、このようなワーク詰まりが送り個数の減少（Ｓ７）で避けられる。
【００１９】
工作機械１が所定時間経過するまでに搬入可能状態になると、工作機械１へのワーク搬入を行ってから下流側へワークＷを設定個数だけ流す（Ｓ４，Ｓ９，Ｓ８）。また、工作機械１へ搬入せずに下流側へ先送りした場合も、工作機械１が復帰した場合は、再度スタートすることで（図３のステップＳ１から次サイクルが始まることで）、通常の搬入動作が行われる。
【００２０】
機械停止時の送り個数変更を説明する。
正常時のパターンで、Ｎ個送って１個搬入するというサイクルで、各工作機械１〜４が全台正常に動作していれば、上記までのワーク供給処理で問題なく円滑に供給できるが、工作機械１〜４のいずれか１台が止まったりすると、その部分に多くのワークＷが溜まってしまう可能性がある。
そこで、各工作機械１〜４が運転中か否かを判定し（Ｓ１）、下流側への送り個数を調整する（Ｓ２）。すなわち、運転中信号を監視して、運転中となっている機械分のワークＷを順次送って行くようにする。すなわち、各選択搬入機構６Ａ〜６Ｄにつき、対応する工作機械１〜４よりも下流側で、運転中である工作機械１〜４の台数分を、ワーク送り個数として設定し（Ｓ２）、その設定個数分だけ下流側へ送る（Ｓ８）。これで、止まった工作機械１〜４があっても、均等配分が行える。
なお、上記のように運転中台数に応じて設定されるワーク個数は、搬入許可待ちで先送りを行う場合は、さらに１個減らされることになる（Ｓ７）。
【００２１】
【発明の効果】
この発明の加工システムにおけるワーク供給装置は、ワークを一列に搬送する搬入コンベアと、この搬入コンベアに沿って設けられた複数の工作機械と、前記搬入コンベアの経路における各工作機械の対応位置に設けられてワークを工作機械へ搬入する動作および下流側へ通過させる動作を選択して行える複数の選択搬入機構と、各工作機械が運転中か否かを判定する運転判定手段と、対応する工作機械が運転中でない場合に前記選択搬入機構に工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる判定結果対応制御手段とを備えたものであるため、一部の工作機械が停止状態となっても、運転中の工作機械にワーク分配が円滑に行え、上流部でのワークの詰まりが防止される。
前記判定結果対応制御手段が、前記選択搬入機構に、対応する工作機械よりも下流側の運転中工作機械の和に相当する個数のワークを通過させる運転台数対応送り個数設定手段を有するものとした場合は、一部の工作機械の停止時に、下流側でワークの詰まりが生じることが防止される。
工作機械への搬入許可の信号を生成する手段を設け、搬入指令があった後、所定の待ち時間を経過して搬入許可状態とならなかったときに、前記選択搬入機構に、工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる搬入待ち時先送り手段を設けた場合は、一部の工作機械が運転中であっても搬出上の都合等でワーク搬入ができないときに、システム全体の遅れが生じすることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる加工システムにおけるワーク供給装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】同ワーク供給装置の機械部分を示す平面図である。
【図３】同ワーク供給装置における制御系の処理を示す流れ図である。
【図４】同ワーク供給装置の正常動作状態を示す動作説明図である。
【図５】同ワーク供給装置の一部工作機械の停止状態時を示す動作説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１〜４…工作機械
５…搬入コンベア
６Ａ〜６Ｄ…選択搬入機構
７…搬入・送り制御手段
８…プッシャ
９…ストッパ機構
１３…搬出コンベア
１５Ａ〜１５Ｄ…運転中信号発生手段
１７Ａ〜１７Ｄ…搬入許可信号生成手段
２０Ａ〜２０Ｄ…搬入機構制御手段
２１…運転判定手段
２２…停止時先送り手段
２３…運転台数対応送り個数設定手段
２４…搬入待ち時先送り手段
２５…判定結果対応制御手段
Ｗ…ワーク

Claims

ワークを一列に搬送する搬入コンベアと、この搬入コンベアに沿って設けられた複数の工作機械と、前記搬入コンベアの経路における各工作機械の対応位置に設けられてワークを工作機械へ搬入する動作および下流側へ通過させる動作を選択して行える複数の選択搬入機構と、各工作機械が運転中か否かを判定する運転判定手段と、対応する工作機械が運転中でない場合に前記選択搬入機構に工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる判定結果対応制御手段とを備え、前記判定結果対応制御手段は、前記選択搬入機構に、対応する工作機械よりも下流側の運転中工作機械の和に相当する個数のワークを通過させる運転台数対応送り個数設定手段を有するものとした加工システムにおけるワーク供給装置。
前記工作機械への搬入許可の信号を生成する手段を設け、搬入指令があった後、所定の待ち時間を経過して搬入許可状態とならなかったときに、前記選択搬入機構に、工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる搬入待ち時先送り手段を設けた請求項１記載の加工システムにおけるワーク供給装置。
ワークを一列に搬送する搬入コンベアと、この搬入コンベアに沿って設けられた複数の工作機械と、前記搬入コンベアの経路における各工作機械の対応位置に設けられてワークを工作機械へ搬入する動作および下流側へ通過させる動作を選択して行える複数の選択搬入機構と、各工作機械が運転中か否かを判定する運転判定手段と、対応する工作機械が運転中でない場合に前記選択搬入機構に工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる判定結果対応制御手段とを備え、前記工作機械への搬入許可の信号を生成する手段を設け、搬入指令があった後、所定の待ち時間を経過して搬入許可状態とならなかったときに、前記選択搬入機構に、工作機械への搬入を行わずに下流側への通過を行わせる搬入待ち時先送り手段を設けた加工システムにおけるワーク供給装置。