JP4106845B2 - 加工システムにおけるワーク供給装置 - Google Patents
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Description
【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 (3)
- 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。
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