JP4316233B2 - 工場内物流管理システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工場建屋内を往復走行するスタッカクレーンを利用して一次加工製品や二次加工製品の受け渡しを無人で簡単に行わせることができる、或はこれに自動倉庫機能を併設し、更にはこれらにスケジュール管理用のコンピュータ(以下、制御装置という)を組み合わせて一次加工や二次加工の工程管理や一次加工製品や二次加工製品の種類別保管により工場内の物流を合理化した工場内物流管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の加工工程よりなる工場における半製品の移送方法として特開昭６２−２９７０５０号に開示された発明がある。この発明は、各工程間をひとつの搬送手段が移動して上流側の加工工程で加工された半製品を引き取り、下流側の加工工程に移送してこれを引き渡し、下流側の加工工程で当該半製品の加工を引き続き行わせるというものである。このような複数の加工工程を必要とする製品にあっては、各工程間の加工処理時間が異なることが少なくない。即ち、下流側の加工工程において加工が未終了の場合、その工程の前で半製品を一時的にストックしておく必要がある。
【０００３】
しかしながらこのように半製品を一時的にストックしておくストックスペースを各加工工程間に個別に設けることは各加工工程間のスペースをある程度広くとっておく必要があり、工場スペースを有効に活用することができないという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２９７０５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では各工程間に半製品の保管用スペースを設ける必要がなく、工場の省スペース化を実現することができ工場内の有効利用を最大限に図ることができ、しかも、一次加工や二次加工における工程管理、製品管理などをきわめて合理的に行うことができる工場内物流管理システムを開発することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の工場内物流管理システムは自動倉庫が附設されていない工場建屋内単独におけるシステムで、
(a)工場フロア(I)に配置され、スチールワイヤ(W)の供給を受け、これを一次加工して一次加工製品を排出する一次加工工程(30)用の複数の設備(30A)と、
(b)前記一次加工工程(30)と同一平面或は階層状にて工場フロア(G)又は(H)に配置され、一次加工製品の供給を受けて二次加工を行い、二次加工製品を排出する二次加工工程(40)(60)の複数の設備(40A)(60A)と、
(c)前記一、二次加工工程用の設備(30A)(40A)(60A)の一、二次加工製品排出口(30a)(44)に設置され、一、二次加工製品収納用の空の搬送ボックス(K)を載置し、搬送ボックス(K)が一、二次加工製品で満杯になった時に満杯検出信号を制御装置(CON)に出力する載置台と、
(d)二次加工工程の設備(40A)(60A)の上方に設置され、該二次加工工程の設備(40A)(60A)からの一次加工製品補給要求に基づいて送り込まれて載置された一次加工製品が満杯にされた搬送ボックス(K)から一次加工製品の供給を受け、一次加工製品を二次加工工程の設備(40A)(60A)に供給すると共に収納重量や収納嵩などのセンシングデータを逐次出力する残量計測装置(41)と、
(e)一又は二次加工製品の収納や移送のためのもので、上面が開口し、底部に製品流出口が形成された搬送ボックス(K)と、
(f)工場建屋に設置されたレール(2)(3)に沿って往復走行するものであって、前記一次加工工程(30)及び二次加工工程(40)(60)の設備(30A)(40A)(60A)毎に設置され、前記一次加工製品や二次加工製品が収納されている搬送ボックス(K)或は空の搬送ボックス(K)を一次加工工程(30)や二次加工工程(40)(60)の設備(30A)(40A)(60A)間で授受するスタッカクレーン(1)と、
(g)載置台や残量計測装置(41)からの信号を受けると共に新たに入力された生産スケジュールや進行中の生産スケジュールの調整を行って最新の生産スケジュールに組み替え、製品の生産工程スケジュールに合わせてスタッカクレーンの運行を行わせる生産工程スケジュール管理用の制御装置(CON)とで構成され、
(h)一次加工工程(30)の設備(30A)にあっては、該設備(30A)の一次加工製品排出口(30a)に合わせ且つスタッカクレーン(1)の往復移動路(2)(3)に沿って搬送ボックス(K)が設置されており、
(i)二次加工工程(40)(60)の設備(40A)(60A)にあっては、該設備(40A)(60A)の一次加工製品供給口(41a)及び二次加工製品排出口(44)に合わせ且つスタッカクレーン(1)の往復移動路(2)(3)に沿って搬送ボックス(K)が設置されるようになっており、
(j)スタッカクレーン(1)は、二次加工工程に供給された搬送ボックス(K)が空になった信号を受け、前記空の搬送ボックス(K)を引き取った後、空の搬送ボックス(K)を必要とする一次加工工程或は二次加工工程に当該空の搬送ボックス(K)を供給し、然る後、一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックス(K)を引き取り、当該一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックス(K)を必要としている二次加工工程に引き渡すようになっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、二次加工工程(40)又は(60)の何れか設備(40A)(60A)の一次加工製品供給口(41a)に送られた搬送ボックス(K)内の一次加工製品がなくなると直ちにスタッカクレーン(1)に製品供給の指令が飛び、一次加工工程(30)の何れかの設備(30A)から直接に、或は一次加工製品を一時的に保管している工場内の保管場所(F)から一次加工製品を収納している搬送ボックス(K)を搬出し、これを当該二次加工工程(40)又は(60)の一次加工製品供給口(41a)に移送することになる。また、二次加工工程(40)又は(60)において、二次加工製品を収納する搬送ボックス(K)が満杯になれば、満杯検出によりスタッカクレーン(1)が作動して満杯搬送ボックス(K)が搬出されることになる。
【０００８】
ここで、搬送ボックス(K)はスタッカクレーン(1)の往復移動路(2)(3)に沿って設置されているので、一台のスタッカクレーン(1)が往復するだけで搬送ボックス(K)の受け渡しをリアルタイムで行うことが出来、一台のスタッカクレーン(1)で一次加工工程(30)と二次加工工程(40)又は(60)或いは二次加工工程における前工程(40)と後工程(60)との連携をスムーズに行わせることにより生産効率を向上させることができる。
【０００９】
このような連携を往復移動する1台のスタッカクレーン(1)で実行するので、各設備(30A)(40A)(60A)間のスペースを大きくとる必要がなく(換言すれば、製品の受け渡しを人手で行おうとすれば安全のために相当幅の広いスペースが必要となるし、各工程ごとに製品収納スペースを設ければ、大きな保管スペースが必要となる。)、工場の省スペース化による有効利用を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の工場内物流管理システムは工場建屋とこれに併設された自動倉庫建屋内におけるシステムで、
(a)工場フロア(I)と、これに併設された自動倉庫フロア(R)とを有し、
(b)工場フロア(I)に配置され、スチールワイヤ(W)の供給を受け、これを一次加工して一次加工製品を排出する一次加工工程(30)用の複数の設備(30A)と、
(c)前記一次加工工程(30)と同一平面或は階層状にて工場フロア(G)又は(H)に配置され、一次加工製品の供給を受けて二次加工を行い、二次加工製品を排出する二次加工工程(40)(60)の複数の設備(40A)(60A)と、
(d)前記一、二次加工工程用の設備(30A)(40A)(60A)の一、二次加工製品排出口(30a)(44)に設置され、一、二次加工製品収納用の空の搬送ボックス(K)を載置し、搬送ボックス(K)が一、二次加工製品で満杯になった時に満杯検出信号を制御装置に出力する載置台と、
(e)二次加工工程の設備(40A)(60A)の上方に設置され、該二次加工工程の設備(40A)(60A)からの一次加工製品補給要求に基づいて送り込まれて載置された一次加工製品が満杯にされた搬送ボックス(K)から一次加工製品の供給を受け、一次加工製品を二次加工工程の設備(40A)(60A)に供給すると共に収納重量や収納嵩などのセンシングデータを逐次出力する残量計測装置(41)と、
(f)一又は二次加工製品の収納や移送のためのもので、上面が開口し、底部に製品流出口が形成された搬送ボックス(K)と、
(g)工場建屋に設置されたレール(2)(3)に沿って往復走行するものであって、前記一次加工工程(30)及び二次加工工程(40)(60)の設備(30A)(40A)(60A)毎に設置され、前記一次加工製品や二次加工製品が収納されている搬送ボックス(K)或は空の搬送ボックス(K)を一次加工工程(30)や二次加工工程(40)(60)の設備(30A)(40A)(60A)間で授受を行うスタッカクレーン(1)と、
で構成され、
(h)自動倉庫建屋に配設されたレール(72)(73)又は／及び(82)(83)に沿って往復走行し、一次加工製品又は二次加工製品が収納された搬送ボックス(K)を工場建屋のスタッカクレーン(1)から受け取り、種類ごとに分類して自動倉庫の保管区画(JD)又は(JE)に収納したり或いは要求された種類に合わせて保管区画(JD)又は(JE)から一次加工製品又は二次加工製品が収納された搬送ボックス(K)を取り出し、工場側のスタッカクレーン(1)に受け渡す自動倉庫用スタッカクレーン(100)又は／及び(110)と、
(i)載置台や残量計測装置(41)からの信号を受けると共に新たに入力された生産スケジュールや進行中の生産スケジュールの調整を行って最新の生産スケジュールに組み替え、製品の生産工程スケジュールに合わせてスタッカクレーンの運行を行わせる生産工程スケジュール管理用の制御装置(CON)とで構成され、
(j)一次加工工程(30)の設備(30A)にあっては、該設備(30A)の一次加工製品排出口(30a)に合わせ且つスタッカクレーン(1)の往復移動路(2)(3)に沿って搬送ボックス(K)が設置されており、
(k)二次加工工程(40)(60)の設備(40A)(60A)にあっては、該設備(40A)(60A)の一次加工製品供給口(41a)及び二次加工製品排出口(44)に合わせ且つスタッカクレーン(1)の往復移動路(2)(3)に沿って搬送ボックス(K)が設置されるようになっており、
(l)工場側のスタッカクレーン(1)は、二次加工工程に供給された搬送ボックス(K)が空になった信号を受け、前記空の搬送ボックス(K)を引き取った後、空の搬送ボックス(K)を必要とする一次加工工程或は二次加工工程に当該空の搬送ボックス(K)を供給し、然る後、一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックス(K)を引き取り、当該一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックス(K)を必要としている二次加工工程に引き渡すようになっており、
(m)自動倉庫側スタッカクレーン(100)又は(110)は、二次加工が終了した製品を収納した搬送ボックス(K)を工場側から引き取り、自動倉庫の指定された空き保管区画(JD)(JE)に移載するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば請求項１における作用に加えて、自動倉庫との連携もスムーズになり、生産効率の向上のみならず、製品の管理効率も向上させることができる。
【００１４】
生産工程スケジュール管理用の制御装置(CON)「＝スケジュール管理用コンピュータ」には工場(或いは自動倉庫も含む)内の全ての設備(30A)(40A)(60A)の生産能力や生産する製品に関するあらゆるデータ(品種、製造手順、生産数量、納期、生産余剰品或いは生産待機品の自動倉庫への出し入れその他)が入力されており、そのスケジュールに合わせて工場(或いは自動倉庫も含む)内の設備(30A)(40A)(60A)が駆動され、これら工場(或いは自動倉庫も含む)内の設備に合わせて一次加工製品や二次加工製品の受け渡しをスタッカクレーン(1)が行う。その結果、工場(或いは自動倉庫も含む)内のすべての設備は無駄なく合理的に稼働することになり、大幅なコストダウンが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１は本発明のやや斜め上方向から見た斜視図で、工場建屋の両側に自動倉庫建屋が併設されている例である。勿論、図示していないが自動倉庫建屋が併設されていない工場建屋だけであってもよいし、自動倉庫建屋を併設するとしても、当然、図１の例に限られず、自動倉庫建屋を工場建屋と同方向に設置し、工場側スタッカクレーン(1)のレール(2)(3)を自動倉庫建屋内まで延伸してもよい。更に図１の例では工場建屋の両側に自動倉庫建屋が併設されているが、一方だけでもよいことは言うまでもない。また、図１の例では工場建屋は二階建てとなっており、一階工場フロア(G)に一次加工工程(30)の各設備(30A)が整列して設置され、二階工場フロア(H)には二次加工工程(40)(60)の各設備(40A)(60A)が整列して設置されているが、勿論、これに限らず１階建てとし、１階工場フロア(G)に一次加工工程(30)の各設備(30A)と二階には二次加工工程(40)(60)各設備(40A)(60A)とを整列させるようにしてもよい。当然、３階建て以上とし、それぞれに加工工程の設備を設置するようにしてもよい。以下、図１の実施例を代表例として説明する。なお、工場フロア(I)は一・二…ｎ階工場フロア(G)(H)…を含む概念である。
【００１６】
工場建屋は１階工場フロア(G)と、２階工場フロア(H)とを有し、その２階天井と１階工場フロア(G)には直線状にレール(2)(3)がそれぞれ設置されており、当該レール(2)(3)に沿って工場側スタッカクレーン(1)が往復走行するようになっており、これが工場側スタッカクレーン装置(A)である。そして、前述のように１階工場フロア(G)には一次加工工程(30)を構成する複数の機械(30A)類、例えば、ネジやナットその他異形の基礎部品を製造するパーツフォーマやプレスなどが所定間隔で前記レール(2)(3)の両側(勿論、片側だけでもよい。)に１列にて設置されている。これらは一次加工工程(30)を構成する複数の機械(30A)類には原料となる大径のスチールワイヤ(W)が供給されるようになっている。前記スチールワイヤ(W)はリール(31)に巻き取られており、順次引き出せれ、所定の長さにカットされて一次加工されるようになっている。
【００１７】
一次加工が終了すると、その一次製品排出口(30a)から排出され、一次製品排出口(30a)に合せて設置されている搬送ボックス(K)に収納されるようになっている。一次加工工程(30)を構成する複数の機械(30A)類は、製品カウンタを装備しており、生産した一次加工製品の生産数量を記憶しており、搬送ボックス(K)の収納量(収納総重量/１個の重量＝収納個数)が満杯になったところで生産を一時的に中止すると共に満杯信号を当該機械(30A)の制御装置(CON)に送信するようになっている。なお、必要に合わせて設置される後述の制御装置(CON)にも前記満杯信号が送信されるようになっている。
【００１８】
この場合、搬送ボックス(K)を２個並設しておき、一次製品排出口(30a)の排出方向を切り替え、一方の搬送ボックス(K)が満杯になると他方の空の搬送ボックス(K)に一次加工製品を送り込むようにし、満杯になった搬送ボックス(K)の引き取りを待つようにしてもよい。このようにすれば生産を中止しなくてもよい。これら搬送ボックス(K)は一次加工工程(30)を構成する機械(30A)ごとに設置されており、所定間隔でレール(2)(3)に沿って１列に設置されている。
【００１９】
二次加工工程(40)(60)は、一次加工工程(30)にて製造された一次加工製品の供給を受け、二次加工を行い、二次加工製品を排出する装置(40A)(60A)或いは作業場で、例えば、ナットの場合、雌ネジを螺設するためのタッピング装置、ボルトの場合は脚に雄ネジを刻設する転造装置、表面に鍍金を施す鍍金装置、洗浄・乾燥設備或は製品を梱包する梱包装置(人手を介して梱包作業を行う梱包作業台も含まれる)などである。製品の種類によっては、一次加工工程(30)の後、直接、梱包される場合や、一次加工工程(30)の後、二次加工工程(40)…(60)…を経て次々と加工が行われる場合があり、これらすべての工程(加工の一部を外注する場合も含む)がここでは二次加工工程(40)…(60)…に含まれる。
【００２０】
二次加工工程(40)(60)の機械類(40A)(60A)は、一般的に二次加工機本体(40a)(6oa)、二次加工機本体(40a)(6oa)に一次加工製品を整列して供給するパーツフィーダ(42)、パーツフィーダ(42)の上方に設置され、供給されてきた一次加工製品を一時的に収容すると共にその収納重量(ロードセルなどで検出)或いは収納量(投光素子と受光素子で構成されたで光電センサで収納嵩を検出)を計測する残量計測装置(41)とで構成されており、一次加工製品が収納された搬送ボックス(K)が残量計測装置(41)上に設置され、残量計測装置(41)の一次加工製品供給口(41a)に供給されるようになっている。そして、二次加工機本体(40a)(6oa)の二次加工製品排出口(44)には空の搬送ボックス(K)が設置されるようになっている。なお、必要に合わせて設置される後述の制御装置(CON)にも前記収納重量や収納嵩などのセンシングデータが逐次送信されるようになっている。
【００２１】
これら二次加工工程(40)(60)の機械(40A)(60A)類に供給される両搬送ボックス(K)［一次加工製品が収納されている搬送ボックス(K)と空の搬送ボックス(K)］も一次加工工程(30)同様、所定間隔にてレール(2)(3)に沿って１列に並べられることになる。［ただし、一次加工製品が収納されている搬送ボックス(K)は上方に、空の搬送ボックス(K)は下方に置かれる事になる。］排出側の空の搬送ボックス(K)にあっては、作業中断防止のため、一次加工工程(30)同様、２個の空の搬送ボックス(K)を並べておき、一方の搬送ボックス(K)が満杯になると排出方向を切り替え、他の空の搬送ボックス(K)に二次加工製品を投入するようにしてもよい。
【００２２】
スタッカクレーン(1)は、門型の走行本体部(1A)と、走行本体部(1A)内を昇降する昇降部(1B)と、昇降部(1B)に搭載され、搬送ボックス(K)の出し入れを行う搬出入部(1C)とで構成されている。後述する自動倉庫用スタッカクレーン(100)(110)も同様の構造である。これらスタッカクレーン(1)(100)(110)は必要に合わせて設置される後述の制御装置(CON)に接続され、その運行が制御されるようになっている。しかしながらスタッカクレーン(1)(100)(110)自体の制御はそれ自身に装備されている制御部(CON)によって行われる。
【００２３】
走行本体部(1A)の天井走行部(4)は、走行車輪(4a)を介して天井レール(2)上を走行するようになっており、下の部分を吊設するようになっている。前記天井レール(2)は走行車輪(4a)に形成されたガイド溝(図示せず)に嵌り込んでおり、走行車輪(4a)が脱輪することなく走行するようになっている。勿論、天井レール(2)を別に設けたガイド車輪(図示せず)にて両側から挟み込み、脱輪しないようにしてもよい。なお、天井側の走行車輪(4a)は走行駆動モータ(図示せず)その他駆動系によって駆動される。
【００２４】
この天井走行部(4)の下方には天井取付部(6)が装着されており、この天井取付部(6)から一対の主柱(7)が垂設され、この主柱(7)の下端に床面走行部(5)が設置されている。床面走行部(5)には床面レール(3)に沿って走行する走行車輪(5a)が取り付けられている。この場合、床面側の走行車輪(5a)はレール(3)から脱輪しないようにすることが主目的であり、一例として天井側と同様、床面側の走行車輪(5a)にガイド溝(図示せず)を形成し、レール(3)をこれに嵌め込んで走行させるようにしてもよい。勿論、図示していないが走行車輪(5a)の代わりにレール(3)を両側から脱輪防止用車輪で挟み込むようにしてもよい。
【００２５】
一方の主柱(7)の側面には巻き上げ用の駆動モータ(13)が設置されており、巻取ローラ(14)を駆動するようになっている。巻取ローラ(14)は天井取付部(6)内に配設されたガイドローラ(15)(16)を介してワイヤ(17)を巻き取り・巻き戻すようになっており、昇降部(1B)に接続されて昇降部(1B)を昇降させるようになっている。
【００２６】
昇降部(1B)は基台(12)とその上に設置された下向き略コ字状の門型部材(8)とで構成され、門型部材(8)の外側面に設けられた昇降ローラ(18)によって主柱(7)に沿って上り下りするようになっている。昇降の際に主柱(7)から昇降ローラ(18)が脱輪しないように、主柱(7)の内側側面に沿って立設されている昇降ガイドレール(図示せず)に昇降ローラ(18)のガイド溝(図示せず)が嵌り込むようにしても良いし、図７のように昇降ローラ(18)を、主柱(7)或いは昇降ガイドレールの内側面に転接する昇降主ローラ(18a)と、主柱(7)或いは昇降ガイドレールを両側から挟みつつ転接する昇降副ローラ(18a)とで構成するようにしてもよい。
【００２７】
搬出入部(1C)は図７に示すように昇降部(1B)の基台(12)上に設置されており、一対のアーム(20a)(20b)を回転軸(20g)を中心にX字状に組んだ上下方向移動機構(20)と、その上に設置された基板(11)と、基板(11)上に設置された２枚の中間及び負荷担持用スライド板(10)(9)と、中間及び負荷担持用スライド板(10)(9)のガイド部材(22)(23)及び基板(11)を上下方向移動させる上下方向移動シリンダ(21)と、中間及び負荷担持用スライド板(10)(9)を延出方向に移動させたり、互いに重なるように引き込んだりするためのスライドシリンダ(24)(25)とで構成されている。
【００２８】
上下方向移動機構(20)のアーム(20a)(20b)の一端は基台(12)と基板(11)に枢着軸(20c)(20c)にて夫々取り付けられており、アーム(20a)(20b)の他端は基台(12)と基板(11)に設けられたスライドガイドプレート(20f)(20f)に設けられた長孔(20e)(20e)に設けられたスライド軸(20d)(20d)にてスライド可能に取り付けられている。基台(12)には搬出入部(1C)を上下に移動させる前記上下方向移動シリンダ(21)が取り付けられており、そのピストン(21a)の突出・没入動作により搬出入部(1C)が上下に移動するようになっている。
【００２９】
搬出入部(1C)の基板(11)及び中間スライド板(10)の側辺に沿ってその両端部分に断面略コ字状のガイド部材(22)(23)が設けられており、その内側に中間スライド板(10)の両端及び最上段の負荷担持用スライド板(9)の両端を上下・左右から挟み込んでスライド時のガイドを行うガイドコロ(22a)(22b)(22c)・(23a)(23b)(23c)が取り付けられている。
【００３０】
基板(11)と中間スライド板(10)の間、中間スライド板(10)と負荷担持用スライド板(9)の間には基板(11)に対して中間スライド板(10)を前後方向(図７の紙面方向及び紙面の背方)にスライドさせる中間スライドシリンダ(24)と中間スライド板(10)に対して負荷担持用スライド板(9)を前後方向にスライドさせる負荷担持用スライドシリンダ(25)が配設されている。
【００３１】
昇降部(1B)の直下において、床面走行部(5)にスプリングを主材としたショックアブソーバ(26)が設置されている。
【００３２】
搬送ボックス(K)は上面が開口した矩形の容器で、底部(52)に製品流出口(53)が形成されており、該底部(52)は製品流出口(53)に向かって下り傾斜に形成されている。搬送ボックス(K)の一対の側面の下端は製品流出口(53)より下側に突出した脚部(55)となっており、この両脚部(55)にスリット状のスライド孔(56)(56)が穿設されており摺動板(50)がスライド可能に挿入されている。そして、この摺動板(50)に開閉口(51)が穿設されており、摺動板(50)をスライドさせることにより前記製品流出口(53)を開閉できるようになっている。なお、製品流出口(53)より下側で、両脚部(55)の間の空間が負荷担持用スライド板(9)が挿入される挿入空間(57)となっている。
【００３３】
図８，９は搬送ボックス(K)を二次加工工程(40)(60)を構成する設備(40A)(60A)の残量計測装置(41)上に載置された例で、残量計測装置(41)の上端に設けられたシリンダ取付片(51a)に製品流出口(53)を閉塞している状態の摺動板(50)をそのピストン(54a)にて押し出し移動させ、図９に示すように製品流出口(53)を開放させる解除シリンダ(54)が設置されている。
【００３４】
本システムで取り扱われる製品は、搬送ボックス(K)にランダムに投入されて搬送されるような基礎製品で、例えばナット、ボルト、ワッシャ、各種ピン類などある。
【００３５】
自動倉庫建屋は、この場合工場建屋の両側に直角に設置されており、それぞれの自動倉庫建屋の中央に一直線状にて自動倉庫用スタッカクレーン装置(B)(C)が設置されている。自動倉庫用スタッカクレーン装置(B)(C)の構造は、工場用クレーン装置(A)と同じであるので、その説明は工場用クレーン装置(A)を援用することで省略する。また、これら自動倉庫用スタッカクレーン装置(B)(C)のスタッカクレーン(100)(110)も必要に合わせて設置される後述の制御装置(CON)に接続され運行が制御されるようになっている。
【００３６】
自動倉庫用スタッカクレーン装置(B)(C)の両側には１乃至ｎ段の収納ラック(D)(E)が設置されており、更にこの収納ラック(D)(E)を複数区分に分けてその一区画を夫々保管区画(JD)(JE)としている。なお、収納ラック(D)(E)の工場に近接する側にはレール(2)(3)及び工場建屋のスタッカクレーン(1)を引き込むためのスペース(120)が設けられており、この引き込みスペース(120)に面する少なくとも一つの区画が搬送ボックス(K)受け渡しのための受け渡し区画(SD)(SE)となっている。
【００３７】
制御装置(CON)は必要に応じて設置されるもので「本実施例では制御装置(CON)を設置した場合を中心に説明する。」、工場(及び自動倉庫も含む)内の全ての設備(30A)(40A)(60A)やスタッカクレーン(1)に接続され、これらとの間でデータのやり取りを行い、これらの最新データを刻々と入手するようになっている。更に前述のように工場(及び自動倉庫も含む)内の全ての設備(30A)(40A)(60A)の生産能力や生産する製品に関するあらゆるデータ(品種、製造手順、生産数量、納期その他)が入力されており、そのスケジュールに合わせて工場(及び自動倉庫も含む)内の設備(30A)(40A)(60A)が駆動され、これら工場(及び自動倉庫も含む)内の設備に合わせて一次加工製品や二次加工製品の受け渡しをスタッカクレーン(1)に行わせるようになっている。またその表示画面には、必要に応じて全ての設備(30A)(40A)(60A)やスタッカクレーン(1)の動作状態や自動倉庫の製品収納状況などが一覧として表示されるようになっている。
【００３８】
次に本発明の作用を(制御装置(CON)を使用した場合を中心に)説明する。製造工場には多種類の製品に対する製造依頼が不定期に舞い込む。従業員はこれら注文された製品の工程分析(どのような一次加工や二次加工を行うか)、生産スケジュール、納期などを決定し制御装置(CON)に入力する。制御装置(CON)は工場(自動倉庫も含む)内の全ての設備(30A)(40A)(60A)の生産能力や生産スケジュールを一手に管理しているものであるから、新たに入力された生産スケジュールとすでに進行中の生産スケジュールとの調整を行い、最も合理的な生産スケジュールに瞬時に組み換えられる。以後の生産スケジュールは最新のスケジュールに従って進行する。スケジュールの作成にあたっては品種の切り換え時に行われる段取り時間なども考慮される。
【００３９】
さて、制御装置(CON)の指令にあわせて工場建屋の１階工場フロア(G)に設置されている一次加工工程(30)の構成機械(30A)類に原料となる大径のスチールワイヤ(W)が供給され、このスチールワイヤ(W)を所定の長さに切断し、切断片をフォーミング加工或はプレス加工など所定の一次加工を行い、一次加工製品として排出する。一次加工工程(30)の構成機械(30A)類の一次加工製品排出口(30a)には空の搬送ボックス(K)が設置されており、その中に一次加工製品が逐次投入される。一次加工工程(30)の構成機械(30A)類には前述のように製品カウンタが設置されており、一次加工製品の製造個数をカウントしており、搬送ボックス(K)の満杯検出を製品ごとに行っている。製品カウンタを設置しておけば製品数量がリアルタイムで制御装置に取り込むことが出来る。
【００４０】
勿論、製品カウンタに代えて或は製品カウンタと共にロードセル(図示せず)のような重量測定装置を装備した載置台(図示せず)上に搬送ボックス(K)を設置し、重量検出による満杯検出を行うようにしてもよい。そして、前述のように空の搬送ボックス(K)を２個並べておき、一方が一杯になったら排出方向を切り替え他の空の搬送ボックス(K)に一次加工製品を投入するようにしてもよい。いずれにせよ１の搬送ボックス(K)が満杯になると、制御装置に満杯信号が送られ、引取要求が発せられることになる。前記製品カウンタのカウント数量や満杯検出信号或いはロードセルによる検出重量などは逐次制御装置(CON)に送信され、最新のデータが常に把握されるようになっている。
【００４１】
一方、二次加工工程(40)(60)においても供給された一次加工製品を順次二次加工し、前述のように搬送ボックス(K)に投入している。二次加工工程(40)(60)の設備(40A)(60A)に供給された搬送ボックス(K)が空になるとこれを検出して次の一次加工製品が収納された搬送ボックス(K)の供給が行われるように補給信号を制御装置(CON)に送信する。また、排出側の搬送ボックス(K)が二次加工製品によって満杯となった場合、これを検出して二次加工製品で満杯となった搬送ボックス(K)の引取を要請する引取要求信号が制御装置(CON)に送信される。
【００４２】
制御装置(CON)では前述のように各種信号を受け取り、どの装置の搬送ボックス(K)が満杯であり満杯搬送ボックス(K)から引取要求が出されているか、どの装置の搬送ボックス(K)が空であり補給要求が出ているか、或いはどの種類の製品はどのような工程で完成品となるので、どのような工程が必要かという情報「例えば、ナットの場合には、一次加工工程(30)に属するパーツフォーマによって外径形状が整えられ、二次加工工程(40)に属するタッピングマシンによって雌ネジ加工が行われ、その後、同じく二次加工工程(40)に属する鍍金が行われるのでそれに必要な機械類と加工手順が記憶される」、工場および自動倉庫(自動倉庫が併設されていない場合には工場だけ)の全データ「どの収納ラック(D)(E)の保管区画(JD)(JE)が空か、或はどの種類の製品を収納した搬送ボックス(K)がどの保管区画(JD)(JE)に収納されているかというような情報」「全ての設備(30A)(40A)(60A)の生産能力をフルに活用するため、必要数量に対して一次加工工程や二次加工工程において余剰に生産する場合があるが、この仕掛品の管理情報(仕掛品の加工程度、数量や保管区画など)」「例えば、メッキ工程などの外注への一部加工委託」のすべてを把握しており、更には新しい注文に対してこれをこなすことができるように生産スケジュールの組み替えを柔軟に行うことができるようになっており、最新の生産スケジュールに合わせて工場側・自動倉庫側スタッカクレーン(1)(100)(110)「自動倉庫が併設されていない工場だけの場合は、工場側スタッカクレーン(1)」の合理的運行を決定する。以下、工場側・自動倉庫側スタッカクレーン(1)(100)(110)の運行例を簡単に説明する。
【００４３】
一次加工工程(30)に属する或るパーツフォーマ(30A)の搬送ボックス(K)が満杯になったので、当該搬送ボックス(K)の引取要求が当該パーツフォーマ(30A)から制御装置に出力される。この引取要求に従って工場側スタッカクレーン(1)がレール(2)(3)に沿って移動し、当該パーツフォーマ(30A)の搬送ボックス(K)の直前で停止する(図２参照)。
【００４４】
この状態でスライドシリンダ(24)(25)を作動させ、中間・負荷担持用スライド板(10)(9)を当該満杯搬送ボックス(K)側にスライド伸長させ、負荷担持用スライド板(9)を当該満杯搬送ボックス(K)の挿入空間(57)に差し込む(図３参照)。この状態で上下方向移動シリンダ(21)を作動させ、搬出入部(1C)全体を持ち上げる。当該満杯搬送ボックス(K)を持ち上げた後、前記スライドシリンダ(24)(25)を逆作動させて、基台(12)上に引き込む(図４参照)。
【００４５】
この時、二次加工工程(40)(60)の内の当該一次加工製品に対して二次加工を行う機械(40A)又は(60A)から一次加工製品の補給要求が出ている場合には直ちに当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)を乗せたスタッカクレーン(1)が当該二次加工機械(40A)又は(60A)に向かって移動する。二次加工機械(40A)又は(60A)が２階フロア(H)に設置されている場合には、巻き上げ用の駆動モータ(13)が作動してワイヤ(17)を巻き上げ、当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)と共に昇降部(1B)を２階に引き上げ、搬出入部(1C)が当該二次加工機械の残量計測装置(41)に一致するところで昇降部(1B)が停止する(図６参照)。
【００４６】
この状態で前述同様、搬出入部(1C)を伸長させ、残量計測装置(41)の直上に前記当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)がきたところで搬出入部(1C)を停止させ、続いて上下方向移動シリンダ(21)を逆作動させて当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)を残量計測装置(41)上に降ろし、負荷担持用スライド板(9)がフリーとなったところで搬出入部(1C)を収縮させ、搬出入部(1C)を基台(12)上に納める。
【００４７】
前述とは逆に当該二次加工機械から補給要求が出ていなかった場合、取り出した当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)の行き先がないためいずれかの収納ラック(D)(E)の空保管区画(JD)(JE)を検索してそこに一時保管することになる。(自動倉庫建屋が併設されていない場合には、工場建屋のフロア(G)又は/及び(H)のあらかじめ設けられた一時保管スペース(F)に一時的に保管されることになる。空保管区画(JD)(JE)への一時保管については後述する。
【００４８】
前述のように残量計測装置(41)上に当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)が供給されると解除シリンダ(54)が作動し、当該一次加工製品満杯搬送ボックス(K)の製品流出口(53)を閉塞している摺動板(50)を摺動させて製品流出口(53)に摺動板(50)の開閉口(51)を一致させ、残量計測装置(41)に補給された一次加工製品を供給する。
【００４９】
残量計測装置(41)の下方にはパーツフィーダ(42)が設置されており、供給された一次加工製品の形状に合わせて形成され、一次加工製品を整列させる整列機構(図示せず)とこれに続く供給ノズル(43)が設置されており、要求される方向に一次加工製品の姿勢が整列させられて二次加工機械(40A)又は(60A)に供給されるようになっている。このようにして供給された一次加工製品は所定の二次加工が行われ、その二次加工製品排出口(44)から空の搬送ボックス(K)に二次加工製品が投入されるようになっている(図６参照)。
【００５０】
当該二次加工機械の搬送ボックス(K)が二次加工製品で満杯になると引取要求が制御装置に出力され、スタッカクレーン(1)が当該二次加工製品満杯搬送ボックス(K)の引き取りに向かうことになる。この場合、当該二次加工製品満杯搬送ボックス(K)の設置位置は残量計測装置(41)上に搬送ボックス(K)を載置する場合に比べて通常は低いので、巻き上げ用の駆動モータ(13)による巻き上げ量を調整することで搬出入部(1C)が二次加工製品満杯搬送ボックス(K)の設置位置に調節するようにし、前述の方法によって二次加工製品満杯搬送ボックス(K)を引き取る。
【００５１】
二次加工が終了すると(梱包工程が最終工程である場合には、梱包製品が搬送ボックス(K)に収納される事になる)二次加工完了製品を収納した搬送ボックス(K)或いは後加工を必要とし一時的に行き場のない一・二次加工製品を収納した搬送ボックス(K)は制御装置によって指定された自動倉庫の空き保管区画(JD)(JE)に収納される。なお、満杯搬送ボックス(K)が引き取られた後には、いずれかの二次加工設備(40A)(60A)において発生した空の搬送ボックス(K)がスタッカクレーン(1)によって運ばれ充填される事になる。以下、自動倉庫の空き保管区画(JD)(JE)への収納方法について説明する。
【００５２】
二次加工完了製品を収納した搬送ボックス(K)或いは後加工を必要とし一時的に行き場のない一又は二次加工製品を収納した搬送ボックス(K)を乗せた工場側スタッカクレーン(1)に対して制御装置がどの空き保管区画(JD)(JE)に当該搬送ボックス(K)を収納するか決定し、その指令に従って工場側スタッカクレーン(1)がいずれかの収納ラック(D)(E)に向かって移動し、引き込みスペース(120)で停止する。そして、引き込みスペース(120)に面した受け渡し区画(SD)又は(SE)に前述のような操作で搬送ボックス(K)を移載する。移載を終えた工場側スタッカクレーン(1)は引き込みスペース(120)から出て工場内に戻る。
【００５３】
移載が完了すると自動倉庫側スタッカクレーン(100)又は(110)が前記受け渡し区画(SD)又は(SE)の前まで移動し、前述の手順で受け渡し区画(SD)又は(SE)の搬送ボックス(K)を引き取り、指定された空き区画の前まで移動し、昇降部(図示せず)を昇降させ或いはそのままの状態で搬出入部(1C)を作動させて指定空き保管区画(JD)(JE)に搬送ボックス(K)を移載する。移載された搬送ボックス(K)内の製品の種類や加工状況(外注も含む)などはすべて制御装置(CON)に製品情報としてインプットされている。
【００５４】
自動倉庫の空き保管区画(JD)(JE)に一時的に収納された搬送ボックス(K)内の製品が半製品で、その半製品の後工程を行う二次加工機械(40A)(60A)から補給要求が出されると、前述の逆の手続き、即ち、自動倉庫側スタッカクレーン(100)又は(110)が指定された空き保管区画(JD)(JE)に収納された搬送ボックス(K)を取り出し、受け渡し区画(SD)又は(SE)に移載する。
【００５５】
受け渡し区画(SD)又は(SE)への移載が完了すると工場側スタッカクレーン(1)が受け渡し区画(SD)又は(SE)まで移動し、受け渡し区画(SD)又は(SE)の半製品満杯搬送ボックス(K)を引き取り、補給要求を出した二次加工機械に当該半製品満杯搬送ボックス(K)を引き渡す。当該二次加工機械は半製品満杯搬送ボックス(K)から半製品の供給を受け、所定の二次加工を継続する。前記二次加工が外注の場合には搬出ヤードに移送され、搬出される事になる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明にあっては工場建屋に設置したスタッカクレーンと、スタッカクレーンの往復移動路に沿って設置された加工設備から排出される製品を搬送ボックスに収納し、これを前記スタッカクレーンを用いて加工設備間の受け渡しを行うので、加工設備間の連携がきわめて合理的に行われるようになり、生産効率を大幅に向上させることが出来るだけでなく、製品移動はスタッカクレーンによって行われるため、加工設備間の設置スペースを小さくすることができ、省スペース化による工場敷地の有効利用を図ることができる。加えて自動倉庫と併用することにより製品管理が合理的に行なえるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシステム全体の斜視図
【図２】本発明に使用されるスタッカクレーンの斜視図
【図３】図２のスタッカクレーンによって搬送ボックスを取り込む状態を示す斜視図
【図４】図３の状態から搬送ボックスをスタッカクレーン内に取り込んだ状態を示す斜視図
【図５】図４の状態から搬送ボックスを持ち上げた状態の斜視図
【図６】図５の状態から搬送ボックスを二次加工設備に引き渡した状態の斜視図
【図７】本発明にかかるスタッカクレーンの主要部の正面図
【図８】本発明に用いられる満杯状態の搬送ボックスの断面図
【図９】図８の搬送ボックスにて製品が供給されている状態の断面図
【符号の説明】
(I)(G)(H)工場フロア
(W)原料
(30)一次加工工程
(30A)一次加工工程の設備
(40)(60)二次加工工程
(40A)(60A)二次加工工程の設備
(K)搬送ボックス
(1)スタッカクレーン
(2)(3)レール
(41a)加工製品供給口
(44)二次加工製品排出口

Claims (2)

1. （ａ）工場フロアに配置され、スチールワイヤの供給を受け、これを一次加工して一次加工製品を排出する一次加工工程用の複数の設備と、
   （ｂ）前記一次加工工程と同一平面或は階層状にて工場フロアに配置され、一次加工製品の供給を受けて二次加工を行い、二次加工製品を排出する二次加工工程の複数の設備と、
   （ｃ）前記一、二次加工工程用の設備の一、二次加工製品排出口に設置され、一、二次加工製品収納用の空の搬送ボックスを載置し、搬送ボックスが一、二次加工製品で満杯になった時に満杯検出信号を制御装置に出力する載置台と、
   （ｄ）二次加工工程の設備の上方に設置され、該二次加工工程の設備からの一次加工製品補給要求に基づいて送り込まれて載置された一次加工製品が満杯にされた搬送ボックスから一次加工製品の供給を受け、一次加工製品を二次加工工程の設備に供給すると共に収納重量や収納嵩などのセンシングデータを逐次出力する残量計測装置と、
   （ｅ）一又は二次加工製品の収納や移送のためもので、上面が開口し、底部に製品流出口が形成された搬送ボックスと、
   （ｆ）工場建屋に設置されたレールに沿って往復走行するものであって、前記一次加工工程及び二次加工工程の設備毎に設置され、前記一次加工製品や二次加工製品が収納されている搬送ボックス或いは空の搬送ボックスを一次加工工程や二次加工工程の設備間で授受するスタッカクレーンと、
   （ｇ）載置台や残量計測装置からの信号を受けると共に新たに入力された生産スケジュールや進行中の生産スケジュールの調整を行って最新の生産スケジュールに組み替え、製品の生産工程スケジュールに合わせてスタッカクレーンの運行を行わせる生産工程スケジュール管理用の制御装置とで構成され、
   （ｈ）一次加工工程の設備にあっては、該設備の一次加工製品排出口に合わせ且つスタッカクレーンの往復移動路に沿って搬送ボックスが設置されており、
   （ｉ）二次加工工程の設備にあっては、該設備の一次加工製品供給口及び二次加工製品排出口に合わせ且つスタッカクレーンの往復移動路に沿って搬送ボックスが設置されるようになっており、
   （ｊ）前記スタッカクレーンは、二次加工工程に供給された搬送ボックスが空になった信号を受け、前記空の搬送ボックスを引き取った後、空の搬送ボックスを必要とする一次加工工程或は二次加工工程に当該空の搬送ボックスを供給し、然る後、一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックスを引き取り、当該一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックスを必要としている二次加工工程に引き渡すようになっていることを特徴とする工場内物流管理システム。
2. （ａ）工場フロアと、これに併設された自動倉庫フロアとを有し、
   （ｂ）工場フロアに配置され、スチールワイヤの供給を受け、これを一次加工して一次加工製品を排出する一次加工工程用の複数の設備と、
   （ｃ）前記一次加工工程と同一平面或は階層状にて工場フロアに配置され、一次加工製品の供給を受けて二次加工を行い、二次加工製品を排出する二次加工工程の複数の設備と、
   （ｄ）前記一、二次加工工程用の設備の一、二次加工製品排出口に設置され、一、二次加工製品収納用の空の搬送ボックスを載置し、搬送ボックスが一、二次加工製品で満杯になった時に満杯検出信号を制御装置に出力する載置台と、
   （ｅ）二次加工工程の設備の上方に設置され、該二次加工工程の設備からの一次加工製品補給要求に基づいて送り込まれて載置された一次加工製品が満杯にされた搬送ボックスから一次加工製品の供給を受け、一次加工製品を二次加工工程の設備に供給すると共に収納重量や収納嵩などのセンシングデータを逐次出力する残量計測装置と、
   （ｆ）一又は二次加工製品の収納や移送のためのもので、上面が開口し、底部に製品流出口が形成された搬送ボックスと、
   （ｇ）工場建屋に設置されたレールに沿って往復走行するものであって、前記一次加工工程及び二次加工工程の設備毎に設置され、前記一次加工製品や二次加工製品が収納されている搬送ボックス或いは空の搬送ボックスを一次加工工程や二次加工工程の設備間で授受を行うスタッカクレーンと、
   （ｈ）自動倉庫建屋に配設されたレールに沿って往復走行し、一次加工製品又は二次加工製品が収納された搬送ボックスを工場建屋のスタッカクレーンから受け取り、種類ごとに分類して自動倉庫の保管区画に収納したり或いは要求された種類に合わせて保管区画から一次加工製品又は二次加工製品が収納された搬送ボックスを取り出し、工場側のスタッカクレーンに受け渡す自動倉庫用スタッカクレーンと、
   （ｉ）載置台や残量計測装置からの信号を受けると共に新たに入力された生産スケジュールや進行中の生産スケジュールの調整を行って最新の生産スケジュールに組み替え、製品の生産工程スケジュールに合わせてスタッカクレーンの運行を行わせる生産工程スケジュール管理用の制御装置とで構成され、
   （ｊ）一次加工工程の設備にあっては、該設備の一次加工製品排出口に合わせ且つスタッカクレーンの往復移動路に沿って搬送ボックスが設置されており、
   （ｋ）二次加工工程の設備にあっては、該設備の一次加工製品供給口及び二次加工製品排出口に合わせ且つ工場側スタッカクレーンの往復移動路に沿って搬送ボックスが設置されるようになっており、
   （ｌ）工場側のスタッカクレーンは、二次加工工程に供給された搬送ボックスが空になった信号を受け、前記空の搬送ボックスを引き取った後、空の搬送ボックスを必要とする一次加工工程或は二次加工工程に当該空の搬送ボックスを供給し、然る後、一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックスを引き取り、当該一次加工製品或いは二次加工製品の前工程製品が収納されている搬送ボックスを必要としている二次加工工程に引き渡すようになっており、
   （ｍ）自動倉庫側スタッカクレーンは、二次加工が終了した製品を収納した搬送ボックスを工場側から引き取り、自動倉庫の指定された空き保管区画に移載するようになっていることを特徴とする工場内物流管理システム。

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