JP4218571B2 - 自動機管理システム - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対する切削、研削、プレス成形等の部品加工を行う自動機を複数台備える機械工場において、この複数台の自動機の管理システムに関する。

従来、このような複数台の自動機相互間の加工能力が異なる場合がしばしば発生する。具体的には、各自動機がそれぞれ受け持つ加工に必要な時間、つまり、マシンタイム（＝ワーク１台当たりの加工必要時間）が異なる場合が発生する。

図４（ａ）は、３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃを備える機械工場において、３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃの順にそれぞれのマシンタイムが大きくなる場合を示している。そして、１日当たりの加工必要数が３０００台であり、かつ、付帯作業として、作業者（設備運転要員）がワーク５００台当たりに１回、品質チェックを行う場合を示している。

図４（ｂ）は、このようにマシンタイムが異なる３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃによりそれぞれ個別に部品加工を行った場合における１日当たりの稼働時間と、ワーク加工台数との関係を示すグラフであり、そして、ワーク加工台数が５００個に到達する毎に実施する品質チェックのタイミングを矢印ａ、ｂ、ｃで示している。矢印ａは自動機Ａにおける品質チェックのタイミングを示し、矢印ｂは自動機Ｂにおける品質チェックのタイミングを示し、矢印ｃは自動機Ｃにおける品質チェックのタイミングを示している。

図４（ｃ）は、３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃに対する品質チェックのタイミングを矩形マークで示し、品質チェックの順番を矢印で示している。図４（ｃ）の横方向は自動機稼働時間であり、図４（ｂ）と一致させてある。

図４（ｃ）から明らかなように、マシンタイムが最小時間である自動機Ａの稼働時間（約４．５時間）以内の時間帯（１）では、品質チェック回数が非常に多く、作業者の負荷が非常に大きい。これに反し、自動機Ａの稼働時間終了後の時間帯（２）では、自動機Ａの加工済みのワークに対する品質チェックがなくなることに伴って、品質チェック回数が急減し、作業者の負荷が急激に減少する。

以上のことから、複数台の自動機の運転要員である作業者の負荷が稼働時間帯によって大きくばらつき、一時的に非常に大きな作業負荷を作業者に与えるという不具合が発生する。また、このことが品質チェック等の付帯作業の質に悪影響を及ぼす場合もある。

本発明は、上記点に鑑み、複数の自動機の運転に伴う付帯作業の負荷の平準化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ワーク１個当たりの加工必要時間であるマシンタイムが異なる複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）と、
前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）にて加工されたワーク数が所定数に達すると、所定の付帯作業を行うよう作業者に報知する報知手段（１４）と、
前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転および前記報知手段（１４）の作動を制御する制御装置（１０〜１３）とを備え、
前記制御装置（１０〜１３）は、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）のうち、前記マシンタイムが小さい方の自動機（Ａ、Ｂ）では、前記ワーク数が前記所定数に達する毎に運転を自動休止し、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）のうち、前記マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）にて前記ワーク数が前記所定数に達すると、前記マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）の運転を自動休止するとともに、前記報知手段（１４）を作動させるようになっており、
さらに、前記制御装置（１０〜１３）には、前記付帯業務の必要時間が予め設定されており、
前記制御装置（１０〜１３）は、前記報知手段（１４）の作動指令を出した後に前記付帯業務の必要時間が経過すると、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）を自動的に再稼働させるようになっている自動機管理システムを特徴としている。

これによると、マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）にて加工済みワーク数が所定数に達する毎に、報知手段（１４）を作動させて、作業者に品質チェック等の所定の付帯作業を行うよう報知できる。

従って、マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）のワーク加工能力に合わせて、複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）の付帯作業の実施タイミングを所定時間ごとに均一の間隔で設定できる。この結果、後述の図２（ｂ）に例示するように、品質チェック等の付帯作業の負荷を平準化することができ、付帯作業を効率よく実施できるとともに、付帯作業の質にも好影響をもたらすことができる。

請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の自動機管理システムにおいて、前記制御装置には、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）の統合制御装置（１３）が備えられており、
前記統合制御装置（１３）により前記報知手段（１４）の作動指令を行うことができる。

また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の自動機管理システムにおいて、前記制御装置は、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）にそれぞれ備えられた個別制御装置（１０、１１、１２）により構成され、
前記個別制御装置（１０、１１、１２）のいずれか１つの個別制御装置に前記報知手段（１４）の作動指令を行う機能を持たせるようにしてもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による自動機の管理システムのブロック図で、制御装置１０、１１、１２はマイクロコンピュータおよびその周辺回路等により構成され、それぞれ別個の自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転を自動制御する。

この自動機Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれワークに対する切削、研削、プレス成形等の部品加工を無人にて自動的に、かつ、連続的に行うことができるもので、そのための未加工ワークの自動供給、ワークに対する加工制御、加工済みワークの自動排出等の制御を制御装置１０、１１、１２により行うようになっている。

各制御装置１０、１１、１２には作業者により操作される入力装置１０ａ、１１ａ、１２ａからの操作信号およびワークに対する加工状況に関連した情報値を感知する各種センサ群１０ｂ、１１ｂ、１２ｂの検出信号が入力される。

第１実施形態による３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃのワーク加工能力を示すマシンタイムは、前述の図４（ａ）と同じであり、自動機Ａ、Ｂ、Ｃの順にマシンタイムが大きくなっている。また、付帯作業としての品質チェック回数も図４（ａ）と同じであり、ワーク加工台数が５００個に達するごとに１回品質チェックを行う。

統合制御装置１３は各制御装置１０、１１、１２との間で各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転制御に関する信号の通信を行って、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転の統合制御を行うとともに、報知器１４の作動を制御する。統合制御装置１３にも作業者により操作される入力装置１３ａからの操作信号が入力される。

報知器１４は付帯作業実施のための報知手段をなすもので、具体的にはブザー、チャイム、警告灯等により構成される。この報知器１４を統合制御装置１３から離れた場所、例えば、工場内の高い位置に設ける場合等には、統合制御装置１３の出力信号を無線にて報知器１４に伝達するようにしてもよい。

次に、第１実施形態による自動機の管理システムの作動を図２に基づいて説明する。図２（ａ）は前述の図４（ｂ）に対応する図であり、マシンタイムが異なる３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃによりそれぞれ個別に部品加工を行った場合における１日当たりの稼働時間と、ワーク加工台数との関係を示し、図２（ｂ）は前述の図４（ｃ）に対応する図であり、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの品質チェックのタイミングを示す。

統合制御装置１３には「ワーク加工台数が５００個に達するごとに品質チェックを行うこと」が入力装置１３ａにより予め入力され、この入力情報は統合制御装置１３を介して各制御装置１０、１１、１２にも入力される。

いま、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転開始の指令信号が入力装置１３ａにより統合制御装置１３に入力されると、統合制御装置１３から各制御装置１０、１１、１２にそれぞれ運転開始の指令信号が入力され、各制御装置１０、１１、１２により各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転が同時に開始される。

各自動機Ａ、Ｂ、Ｃのワーク加工能力、すなわち、マシンタイムが自動機Ａ、Ｂ、Ｃの順に大きくなっているので、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転開始後、自動機Ａのワーク加工台数が最初に５００個に達する。すると、制御装置１０は自動機Ａの運転を自動的に休止させ、自動機Ａによるワークの加工が停止する。

次に、自動機Ｂのワーク加工台数が５００個に達して、制御装置１１が自動機Ｂの運転を自動的に休止させるので、自動機Ｂによるワークの加工も停止する。最後に、自動機Ｃのワーク加工台数が５００個に達して、制御装置１２が自動機Ｃの運転を自動的に休止させるので、自動機Ｃによるワークの加工も停止する。

各自動機Ａ、Ｂ、Ｃのワーク加工台数の情報は常時各制御装置１０、１１、１２から統合制御装置１３にも入力されるようになっており、そして、統合制御装置１３において、マシンタイムが最も大きい（ワーク加工能力の最も低い）自動機Ｃのワーク加工台数が５００個に達したことを判定すると、報知器１４に作動指令信号を出して、報知器１４を所定時間作動させる。

この報知器１４の作動（ブザーの吹鳴等）により作業者は品質チェックのタイミングが到来したことを認識できる。そこで、作業者は、工場内において通常は無人領域になっている、自動機Ａ、Ｂ、Ｃの設置領域に移動して、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの加工ワークに対する品質チェックを行う。

本実施形態では、図２（ｂ）に示すように自動機Ａ→自動機Ｂ→自動機Ｃの順に品質チェックを行っているが、この品質チェックの順番は自動機Ｃ→自動機Ｂ→自動機Ａの順に行ってもよく、要は、作業者の品質チェック作業を効率よく行うことができるように品質チェックの順番を決定すればよい。

最初に、自動機Ａの加工ワークに対する品質チェックを行い、品質が正常であれば（不良品の発生がなければ）、自動機Ａの制御装置１０の入力装置１０ａを作業者が操作して、自動機Ａの再稼働の入力を行って、自動機Ａを再稼働させる。

同様に、自動機Ｂ、Ｃの加工ワークに対する品質チェックを行って、品質が正常であれば、自動機Ｂ、Ｃの再稼働の入力を行って、自動機Ｂ、Ｃを再稼働させる。

以後、図２（ａ）（ｂ）に示すように、自動機Ｃに比較してマシンタイムが小さい自動機Ａ、Ｂについてはワーク加工台数が５００個に達するごとに休止期間を設定して自動休止させること、マシンタイムが最も大きい自動機Ｃのワーク加工台数が５００個に達した時点で、自動機Ｃを自動休止するとともに報知器１４を自動的に作動させて品質チェックのための報知を行うこと、およびこの報知を受けて３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃの品質チェックを行うことが繰り返される。この繰り返しは、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃのワーク加工台数の総数が１日当たりのワーク加工台数：３０００台に達するまで行われる。

以上のことから、３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転に伴う付帯作業（品質チェック）を、マシンタイムが最も大きい自動機Ｃのワーク加工能力に合わせて所定時間ごとに均一の間隔で実施できる。

このため、付帯作業の負荷を平準化でき、作業者に対して一時的に非常に大きな作業負荷を負担させるということがなくなり、付帯作業の効率化を実現できる。また、作業負荷の平準化により付帯作業の質にも好影響をもたらす。

（第２実施形態）
第１実施形態では、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの制御装置１０、１１、１２とは別に、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転の統合制御を行う統合制御装置１３を設けて、この統合制御装置１３により付帯作業実施のための報知器１４の作動指令を行っているが、第２実施形態では、図３に示すように、統合制御装置１３を廃止し、その代わりに、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの制御装置１０、１１、１２のいずれか１つ、例えば、自動機Ａの制御装置１０に統合制御装置１３の役割を兼務させ、この制御装置１０により報知器１４の作動指令を行うようにしている。

第２実施形態においても、図２（ａ）に示す自動機Ａ、Ｂの休止期間の自動設定、図２（ｂ）に示す品質チェックタイミングの設定（報知器１４の作動指令）を行うことにより、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。

（他の実施形態）
なお、第１実施形態では、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの加工ワークに対する品質チェックを行った後に、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの再稼働のための入力操作を作業者が行うようにしているが、例えば、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの加工ワークに対する品質チェックの必要時間を予め設定しておいて、各自動機Ａ、Ｂ、Ｃの再稼働を、報知器１４の作動後、所定時間経過すると、制御装置１０、１１、１２により各自動機Ａ、Ｂ、Ｃを順次、自動的に再稼働させるようにしてもよい。

また、第１実施形態では、自動機Ａ、Ｂ、Ｃの運転に伴う付帯作業として加工ワークに対する品質チェックを行う例について説明したが、この付帯作業としては、品質チェック以外に、加工刃具の交換作業、加工対象のワーク変更に伴う段取り替え作業、加工対象のワーク補給作業等の種々な作業があり、これらの付帯作業の実施に対しても本発明を同様に適用できることはもちろんである。

本発明の第１実施形態による電気制御部のブロック図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態による自動機稼働時間とワーク加工台数との関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の第１実施形態による品質チェックタイミングの説明図である。 本発明の第２実施形態による電気制御部のブロック図である。 （ａ）は３台の自動機Ａ、Ｂ、Ｃのマシンタイム等を示す図表、（ｂ）は従来技術による自動機稼働時間とワーク加工台数との関係を示すグラフ、（ｃ）は従来技術による品質チェックタイミングの説明図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ…自動機、１０、１１、１２…制御装置、１３…統合制御装置、
１４…報知器（報知手段）。

Claims (3)

1. ワーク１個当たりの加工必要時間であるマシンタイムが異なる複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）と、
   前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）にて加工されたワーク数が所定数に達すると、所定の付帯作業を行うよう作業者に報知する報知手段（１４）と、
   前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転および前記報知手段（１４）の作動を制御する制御装置（１０〜１３）とを備え、
   前記制御装置（１０〜１３）は、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）のうち、前記マシンタイムが小さい方の自動機（Ａ、Ｂ）では、前記ワーク数が前記所定数に達する毎に運転を自動休止し、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）のうち、前記マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）にて前記ワーク数が前記所定数に達すると、前記マシンタイムが最も大きい自動機（Ｃ）の運転を自動休止するとともに、前記報知手段（１４）を作動させるようになっており、
   さらに、前記制御装置（１０〜１３）には、前記付帯業務の必要時間が予め設定されており、
   前記制御装置（１０〜１３）は、前記報知手段（１４）の作動指令を出した後に前記付帯業務の必要時間が経過すると、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）を自動的に再稼働させるようになっていることを特徴とする自動機管理システム。
2. 前記制御装置には、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）の統合制御装置（１３）が備えられており、
   前記統合制御装置（１３）により前記報知手段（１４）の作動指令を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動機管理システム。
3. 前記制御装置は、前記複数台の自動機（Ａ、Ｂ、Ｃ）にそれぞれ備えられた個別制御装置（１０、１１、１２）により構成され、
   前記個別制御装置（１０、１１、１２）のいずれか１つの個別制御装置に前記報知手段（１４）の作動指令を行う機能を持たせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動機管理システム。

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