JP5556627B2 - 自動設備 - Google Patents

Description

本発明は、工程に用いられる自動設備に関する。

従来、大電力消費機器の分野においては、環境及びエネルギーコストの要請により、電力削減の取り組みが行なわれている。例えば、特許文献１、２には、空調や炉等の熱処理装置において、間欠運転や負荷の平準化等を行うことによって電力を削減することが記載されている。

特開２００４−１１６８２０号公報 実開平６−８０３４４号公報

上記従来技術はいずれも、消費電力が大きい機器で構成される設備に関するものであり、電力削減手段のコストに見合う電力削減効果を得ることが比較的容易である。

一方、一般組立工程の設備のように消費電力が小さい機器で構成される設備においては、元々の消費電力が小さいことから、上記従来技術と同様の電力削減手段を用いた場合には電力削減手段のコストに見合う電力削減効果を得ることが困難である。

また、電力削減の対象となる設備分野は幅広く、設備の構成も多岐にわたる。このため、設備構成への依存度が低い汎用的な手段が必要とされている。

本発明は上記点に鑑みて、汎用性が高く且つ低コストな構成により電力を削減できる自動設備を提供す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、自工程（１１）を構成する機器（１１１、１１２）と、
機器（１１１、１１２）を制御する制御手段（１１３）と、
他工程（１２、１３）の状態を検知する検知手段（１１４、１１５）とを備え、
制御手段（１１３）は、
自工程（１１）のサイクルが完了した状態において、検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて自工程（１１）の干渉待ちの有無を判定し、自工程（１１）の干渉待ちが有ると判定した場合、機器（１１１、１１２）に対して電力供給を遮断する電力供給遮断制御を行い、
電力供給遮断制御が行われた状態において、検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて自工程（１１）の干渉待ちが解消されたか否かを判定し、検知手段（１１４、１１５）が検知した他工程（１２、１３）の状態に基づいて自工程（１１）の干渉待ちが解消されたと判断した場合、機器（１１１、１１２）に対して電力供給を復帰させる電力供給復帰制御を行うことを特徴とする。

これによると、検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて自工程（１１）の干渉待ちの有無を判定し、その判定結果に基づいて電力供給遮断制御と電力供給復帰制御とを行うので、汎用性が高く且つ低コストな構成により電力を削減することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の自動設備において、電力供給を遮断することによる悪影響が機器（１１１、１１２）に比べて大きい特定の機器を備え、
制御手段（１１３）は、特定の機器を電力供給遮断制御の対象から除外することを特徴とする。

これにより、電力供給を遮断することによる悪影響を抑制することができる。なお、本発明における「電力供給を遮断することによる悪影響」とは、例えば安全や品質に対する悪影響が挙げられる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の自動設備において、制御手段（１１３）は、自工程（１１）のサイクルが完了した状態において、干渉待ちが有ると判定した場合、遅延時間（Ｔｄ）の経過後に検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて干渉待ちの状態が継続しているか否かを判定し、
干渉待ちの状態が継続していると判定した場合、電力供給遮断制御を行い、
干渉待ちの状態が継続していないと判定した場合、電力供給遮断制御を行わないことを特徴とする。

これにより、極短い干渉待ち時間で電力供給の遮断が行われることを抑制できるので、電力供給の遮断および復帰の回数が必要以上に増えることを抑制できる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の自動設備において、遅延時間（Ｔｄ）を決定する遅延時間決定手段（２２）を備え、
機器（１１１、１１２）は、電力供給を開始してから立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過すると稼動可能になるものであり、
遅延時間決定手段（２２）は、自工程（１１）の干渉待ちが発生してから干渉待ちが解消するまでの時間の度数分布（Ｎ（ｔ））を収集し、
度数分布（Ｎ（ｔ））、立ち上がり時間（Ｔｒ）、および機器（１１１、１１２）の電力入り切り耐用回数に基づいて遅延時間（Ｔｄ）を決定することを特徴とする。

これにより、機器（１１１、１１２）の耐久性に与える影響を抑制することができるとともに、立ち上がり時間（Ｔｒ）による電力ロスを抑制することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の自動設備において、機器（１１１、１１２）として、電力供給を開始してから稼動可能になるまでに必要とされる立ち上がり時間（Ｔｒ）が互いに異なる複数の機器を備え、
制御手段（１１３）は、
複数の機器のうち立ち上がり時間（Ｔｒ）が遅延時間（Ｔｄ）よりも短い機器を電力供給遮断制御の対象とし、
複数の機器のうち立ち上がり時間（Ｔｒ）が遅延時間（Ｔｄ）よりも長い機器を電力供給遮断制御の対象から除外することを特徴とする。

これにより、電極供給復帰時の立ち上がりに要する時間を短縮して、電力削減効果を高めることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項４または５に記載の自動設備において、制御手段（１１３）は、
電力供給復帰制御を行ってから立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過したか否かを判定し、電力供給復帰制御を行ってから立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過したと判定した場合、機器（１１１、１１２）の動作を開始させることを特徴とする。

これにより、電極供給復帰時における機器（１１１、１１２）の動作を安定させることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の自動設備において、検知手段（１１４、１１５）は、前工程（１２）の出口におけるワーク（Ｗ）の有無、及び後工程（１３）の入口におけるワーク（Ｗ）の有無のうち少なくとも一方を検知することを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の自動設備において、検知手段（１１４、１１５）は、自工程（１１）と他工程（１２、１３）とを繋ぐネットワークを経由して他工程（１２、１３）の状態を検知することを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の自動設備において、検知手段（１１４、１１５）は、自工程（１１）と隣接する少なくとも１つの隣接工程（１２、１３）の状態、および自工程（１１）と隣接しない少なくとも１つの非隣接工程（１４、１５）の状態を検知し、
制御手段（１１３）は、検知手段（１１４、１１５）が検知した隣接工程（１２、１３）の状態および非隣接工程（１４、１５）の状態に基づいて自工程（１１）の干渉待ちの有無を判定することを特徴とする。

これにより、自工程（１１）の干渉待ちの有無を高精度に判定することができる。

請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自動設備において、機器（１１１、１１２）に対する電力供給が遮断されていることを表示する表示手段（１１６）を備えることを特徴とする。

これにより、作業者に設備状態を的確に認識させることができるので、安全を確保することができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の自動設備において、電力供給復帰制御が行われる際に注意喚起する注意喚起手段（１１７）を備えることを特徴とする。

これにより、作業者に設備状態を的確に認識させることができるので、安全を確保することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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実施形態における自動設備を示すブロック図である。 第１実施形態における制御処理の要部を示すフローチャートである。 （ａ）は、図１の自動設備における待機時間の度数分布の実際の例を示すグラフであり、（ｂ）は、図１の自動設備における遅延時間と電力削減効果との関係を示すグラフである。 遅延時間の算出手順を説明する図である。 第２実施形態における自動設備を模式的に示す全体構成図である。 第３実施形態における自動設備を模式的に示す全体構成図である。 第３実施形態における制御処理の要部を示すラダー図である。 第３実施形態におけるアイドルストップ条件を示す図表である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明の自動設備を工場における生産ラインに適用したものであり、図１に自動設備のブロック図を示す。

生産ラインは、複数の工程を有しており、各工程には、ワークＷに対して加工や組付等の作業を自動的に行う設備が設けられている。図１に示す自工程１１は、生産ラインにおける任意の工程であり、図１の例では前工程１２と後工程１３との間に設けられている。

前工程１２を完了したワークＷは、工程間搬送装置２１によって自工程１１へと送られ、自工程１１を完了したワークＷは工程間搬送装置２１によって後工程１３へと送られる。

図１の例では、工程間搬送装置２１は、各工程１１〜１３毎に分割された複数のコンベアで構成されており、ワークＷは複数のコンベアを順次乗り移りながら上流工程から下流工程へ送られるようになっている。

自工程１１の設備は、各種の機器１１１、１１２および制御装置１１３（制御手段）を有している。機器１１１、１１２は自工程１１で行う作業の内容に応じて適宜設けられるものであり、例えばロボットや計測器等が挙げられる。

機器１１１、１１２は制御装置１１３によって制御される。制御装置１１３としてはＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を有しているものが好適である。制御装置１１３は、機器１１１、１１２に対する電力供給も制御できるように構成されている。

制御装置１１３には、前工程１２からのワーク送りを検知するワーク送り検知センサ１１４、および後工程１３への干渉を検知する干渉検知センサ１１５からの検出信号が入力されるようになっている。

ワーク送り検知センサ１１４および干渉検知センサ１１５は、他工程１２、１３の状態を検知する検知手段をなすものであり、工程間搬送装置２１の近傍に取り付けられている。具体的には、ワーク送り検知センサ１１４は、自工程１１と前工程１２との間のワーク受渡し部にワークＷが有るか否かを検出し、干渉検知センサ１１５は、自工程１１と後工程１３との間のワーク受渡し部にワークＷが有るか否かを検出する。ワーク送り検知センサ１１４および干渉検知センサ１１５としては、近接センサや光電管等を適宜選定して用いればよい。

制御装置１１３の出力側には、表示器１１６およびブザー１１７が接続されている。表示器１１６は、設備の操作盤（図示せず）に設けられている。

制御装置１１３は、ワーク送り検知センサ１１４および干渉検知センサ１１５の検知結果等に基づいてアイドルストップ制御を行う。アイドルストップ制御とは、設備の不稼働時に設備構成機器に対する電力供給を遮断する制御のことである。

制御装置１１３にはコンピュータ２２（遅延時間決定手段）が接続されており、制御装置１１３とコンピュータ２２との間で相互に信号の入出力が可能になっている。コンピュータ２２は、アイドルストップ制御に用いる遅延時間Ｔｄ（図２を参照）を決定して制御装置１１３に出力する。

図２は、制御装置１１３が実行するアイドルストップ制御の概要を示すフローチャートである。図２（ａ）は、アイドルストップを開始するためのフローチャートであり、図２（ｂ）は、アイドルストップを終了するためのフローチャートである。

図２（ａ）に示すアイドルストップ開始フローは、自工程１１のサイクルが完了すると実行されるものであり、まずステップＳ１００において、起動条件を満たしている（ＴＲＵＥ）か否かを判定する。

具体的には、ワーク送り検知センサ１１４および干渉検知センサ１１５からの検出信号に基づいて自工程１１に干渉待ちが発生しているか否かを判定し、自工程１１の干渉待ちが発生していると判定した場合、起動条件を満たしていると判定する。

ここで、干渉待ちの判定について説明する。定常的な状態であれば、前工程１２を完了したワークＷは工程間搬送装置２１によって自工程１１へと送られ、自工程１１を完了した後に工程間搬送装置２１によって後工程１３へと送られる。

一方、非定常的な状態では自工程１１に干渉待ちが発生する。例えば、前工程１２が何らかの不具合により停止した場合には、自工程１１を完了して後工程１３との間のワーク受渡し部にワークＷを送ると、前工程１２が再開されない限りは前工程１２から自工程１１にワークＷが送られてこないので自工程１１でそれ以上の作業を行うことが出来ない。

また例えば、後工程１３が何らかの不具合により停止した場合には、自工程１１を完了して後工程１３との間のワーク受渡し部にワークＷを送ることは出来ても、後工程１３が再開されない限りは、後工程１３にそれ以上のワークＷを流すことが出来ない。

そこで、自工程１１と前工程１２との間のワーク受渡し部にワークＷが無いことをワーク送り検知センサ１１４が検出した場合（前工程からの送りなし）、または自工程１１と後工程１３との間のワーク受渡し部にワークＷが有ることを干渉検知センサ１１５が検出した場合（後工程干渉あり）、自工程１１に干渉待ちが発生していると判定する。

ステップＳ１００にて自工程１１に干渉待ちが発生していると判定した場合、ステップＳ１１０へ進み、タイマをリセット（ｔ＝０）した後にスタートさせる。

次いでステップＳ１２０において、起動条件を満たしている（ＴＲＵＥ）か否かを再度判定し、起動条件を満たしていると判定した場合、ステップＳ１３０へ進みタイマの計測時間ｔが遅延時間Ｔｄ以上になっているか否かを判定する。遅延時間Ｔｄはコンピュータ２２によって算出される。コンピュータ２２による遅延時間Ｔｄの算出の仕方については後述する。なお、遅延時間Ｔｄは、制御装置１１３に予め記憶された固定値であってもよい。

ステップＳ１３０にてタイマの計測時間ｔが遅延時間Ｔｄ以上になっていないと判定した場合、ステップＳ１２０を繰り返す。

ステップＳ１３０にてタイマの計測時間ｔが遅延時間Ｔｄ以上になっていると判定した場合、ステップＳ１４０へ進みアイドルストップを開始する。具体的には、機器１１１、１１２に対する電力供給を遮断する（電力供給遮断制御）。一方、ステップＳ１３０にてタイマの計測時間ｔが遅延時間Ｔｄ以上になっていないと判定した場合、ステップＳ１２０へ戻る。

ステップＳ１４０にてアイドルストップが開始された場合、制御装置１１３は、図２（ｂ）に示すアイドルストップ終了フローを実行する。まず、ステップＳ２００において、復帰条件を満たしている（ＴＲＵＥ）か否かを判定する。

具体的には、ワーク送り検知センサ１１４および干渉検知センサ１１５からの検出信号に基づいて自工程１１の干渉待ちが解消されたか否かを判定し、自工程１１の干渉待ちが解消されたと判定した場合、復帰条件を満たしていると判定する。

より具体的には、自工程１１と前工程１２との間のワーク受渡し部にワークＷが有ることをワーク送り検知センサ１１４が検出し、且つ自工程１１と後工程１３との間のワーク受渡し部にワークＷが無いことを干渉検知センサ１１５が検出した場合（後工程干渉なしＡＮＤ前工程からの送りあり）、自工程１１の干渉待ちが解消された（復帰条件を満たしている）と判定する。

復帰条件を満たしていないと判定した場合、ステップＳ２００を繰り返す。復帰条件を満たしている（ＴＲＵＥ）と判定した場合、ステップＳ２１０へ進み機器１１１、１１２に対する電力供給を復帰する（電力供給復帰制御）。このとき、機器１１１、１１２の動作はまだ開始させない（電力復帰のみ）。

次いで、ステップＳ２２０において、タイマをリセット（ｔ＝０）した後にスタートさせる。次いで、ステップＳ２３０において、タイマの計測時間ｔが復帰時間Ｔｒ（立ち上がり準備時間）以上になっているか否かを判定する。復帰時間Ｔｒは、制御装置１１３に予め記憶されている。本例では、復帰時間Ｔｒとして、機器１１１、１１２の立ち上がり時間（電力供給復帰から稼動可能になるまでに必要とされる時間）が用いられている。

ステップＳ２３０にてタイマの計測時間ｔが復帰時間Ｔｒ以上になっていないと判定した場合、ステップＳ２３０を繰り返す。

ステップＳ２３０にてタイマの計測時間ｔが復帰時間Ｔｒ以上になっていると判定した場合、ステップＳ２４０へ進みアイドルストップを終了させる。具体的には、機器１１１、１１２の動作を開始させる。

以上の制御処理によれば、前工程１２からワークＷが来ない場合、および後工程１３への干渉が生じている場合のどちらであっても、アイドルストップ（不稼動時の電力削減）が可能であり、前後工程との干渉が無くなれば直ぐに自工程１１を再開できる。

なお、アイドルストップによる電力削減効果を大きくするためには、干渉待ち時に極力多くの機器に対して電力供給を停止するようにすればよい。しかしながら、安全スクリーンや品質情報を保有する機器など、安全や製品品質に関わる機器についてはアイドルストップ中も電力を供給することが望ましい。また、ロボットのように、１つの機器内で品質や安全に関わる制御と動作を行うものについては、制御系への電力供給を維持したまま動力系への電力供給を遮断する（サーボオフ）ことが望ましい。

図２（ａ）のフローチャートによると、起動条件を満たす状態がある時間（遅延時間Ｔｄ）継続した場合、アイドルストップが開始される。これは、設備構成機器には、電源のＯＦＦ／ＯＮ切替の耐久寿命があることと、電源再投入の際の立ち上り時間に数秒以上かかるものが多いことによる。

前者は設備の耐用（使用想定）年数での電源ＯＦＦ／ＯＮの繰返し回数を抑制する必要があること、後者は立ち上り時間における電力消費がロスとなるため、極めて短いタイミング（例えば１秒以下）でアイドルストップを行なうと効果が減ってしまう可能性があることを意味している。

図３に、その一例を示す。図３（ａ）は、サイクルタイムが約１０秒の設備において、前後工程の干渉（設備トラブル、段取り替え、休憩／昼食などの時間も含む）による待機時間の度数分布の実際の例を示している。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の度数分布において遅延時間をパラメータとした、削減エネルギ、復帰時ロス、それらの和である正味削減エネルギを示している。構成機器に電源再入力の際の立ち上り時間が必要なことから、復帰時ロスが生じ、正味削減エネルギを最大化する適切な遅延時間があることが分かる。

そこで、本実施形態では、ステップＳ１３０で用いる遅延時間Ｔｄを、コンピュータ２２が図４に示す手順で算出する。

図４（ａ）に示すように、コンピュータ２２には、自工程１１の設備の稼動実績が記憶されている。自工程１１の設備の稼動実績は、前後工程の干渉による待機時間の度数分布Ｎ（ｔ）として記憶されているものであり、コンピュータ２２によって定期的に収集されて更新記憶されるようになっている。なお、自工程１１の設備の稼動実績を予め収集しておいてコンピュータ２２に固定値として記憶させておいてもよい。

コンピュータ２２は、稼動実績の度数分布Ｎ（ｔ）を用いて遅延時間Ｔｄを算出する。具体的には、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、稼動実績の度数分布Ｎ（ｔ）、機器１１１、１１２における電源ＯＦＦ／ＯＮ（電力入り切り）の耐用回数、および機器１１１、１１２の立ち上がり時間Ｔｒ等に基づいて遅延時間Ｔｄを算出し、算出した遅延時間Ｔｄを制御装置１１３に出力する。

なお、図４はオンラインで時間設定を最適化するシステムであるが、各設備の稼動実績又は類似ライン／設備の稼動実績を基に計算／設定しても良い。

図２（ｂ）のアイドルストップ終了フローにおいては、復帰条件を満たすと直ちに機器への電力供給を復帰させるが、機器の動作（稼動）については直ちに開始させず、ある時間（復帰時間Ｔｒ）を待ってから設備として通常動作をさせている。これは、設備構成機器の電源再入力の立ち上り時間を確保して安定動作を図るものである。

ヒータや暖機が必要な高精度計測器や慣性の大きな動力機器等、長い立ち上り時間を必要とするものについては、アイドルストップ時に電力を遮断する機器から除外しても良い。具体的には、復帰時間Ｔｒよりも長い立ち上り時間を必要とする機器を、電力遮断対象機器から除外すればよい。

なお、上述のステップＳ１４０では、アイドルストップを開始すると同時に、表示器１１６に、アイドルストップ中であることを示す表示をさせる。これにより、作業者などが設備を扱う際に、設備が直ぐにでも動き出せる状態にあるのか、設備が運転準備状態（作業者が操作しないと設備が起動しない状態）にあるのかが容易に判断でき、運用上の安全を確保できる。表示器１１６の代わりに、シグナルタワー（信号灯）などの種々の表示手段を用いてもよい。

また、上述のステップＳ２１０では、機器１１１、１１２に対する電力供給を復帰する同時に、ブザー１１７によりブザー音を鳴らす。これにより、さらなる注意喚起も実施して作業員への安全を向上させている。ブザー１１７の代わりに、シグナルタワー（信号灯）などの種々の注意喚起手段を用いてもよい。

上述のごとく、本実施形態は、自工程の作業／加工サイクル終了時に、前後工程の状態情報に基づいて、設備を構成する機器に対する電力の遮断及び復帰を自動で行なうものである。

本実施形態によれば、簡素な構成および簡単な制御にて、不稼動時の省エネルギを実現できるため、必要コストも小さく、小電力機器で構成された設備であっても、費用に見合った効果を容易に実現できる。

なお、電力遮断時に誤って作業者が手を入れて復帰時に起動して怪我等をしないよう、安全機能は常時継続するのが望ましい。また、使用機器や工程保証の観点より、一旦電源を切ると手作業での品質チェックが必要になることもあるので、そのような機器（電力供給を遮断することによる悪影響が大きい特定の機器）に関しても、電力遮断するものから除外するのが望ましい。

また、本実施形態では、ステップＳ１３０のごとく遅延時間Ｔｄを設定しているので、極短い干渉待ち時間での電力遮断を行なわないようにすることができる。これにより、電力遮断及び復帰の回数が極端に増えることを抑え、構成機器の耐久性影響を無くすことと、構成機器の立ち上り時間によるロスを抑制することができる。なお、極短い干渉待ち分の電力削減量は小さな割合であるので、電力削減効果への影響は小さい。

この遅延時間Ｔｄはコンピュータ２２によって適切に算出されるので、より大きな電力削減効果を得ることができる。具体的には、実際の工程にて干渉待ち時間の分布を測定して、機器寿命などの制約を踏まえ、より効果の大きい条件を算出して設定／変更する。これは、リアルタイムに条件変更をしても、定期／非定期に条件変更しても良い。

なお、構成機器のうち、作業／加工が開始できる復帰時間が長い特定の機器（具体的にはヒータや、暖機が必要な高精度計測器や、慣性の大きな動力機器等）については電力遮断の対象から除外することが望ましい。復帰時立ち上り時間を短縮して効果を最大化することができるからである。

また、本実施形態では、ステップＳ２３０のごとく復帰時間Ｔｒを設定しているので、電力供給復帰時から設備構成機器が動作を開始するまでの時間を適切に確保して、設備動作や品質を安定させることができる。

また、本実施形態では、ワーク送り検知センサ１１４が前工程１２の出口におけるワークＷの有無を検知し、干渉検知センサ１１５が後工程１３の入口におけるワークＷの有無を検知するので、簡便な手段にて前工程及び後工程の状態を有効に検知することができる。

また、本実施形態では、機器１１１、１１２に対する電力供給が遮断されていることを表示器１１６のような表示手段によって表示するので、機器への電力供給を遮断していることを作業員に伝えることができる。また、電力供給が復帰される際に、ブザー１１７のような注意喚起手段によって注意喚起するので、電力供給が復帰されることを作業員に伝えることができる。すなわち、作業員に設備状態を認識させ、安全や作業の確からしさを向上させることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、コンピュータ２２が自工程１１の制御装置１１３に接続されていて自工程１１の設備の稼動実績を収集するようになっているが、本第２実施形態では、図５に示すように、コンピュータ２２が他工程１２、１３、１４、１５の制御装置２３、３３、６３、７３ともネットワークで繋がれていて、他工程１２、１３、１４、１５の各設備の稼動実績も収集するようになっている。

図５では、他工程の一例として、前工程１２、後工程１３、前々工程１４および後々工程１５を示している。

コンピュータ２２は、各工程１１〜１５の設備の稼動実績を基に図４に示す計算を行ない、各工程１１〜１５の設備のアイドルストップ条件を設定する。これを稼動実績に基づいて適宜行なうことにより、効果を最大化できる。

なお、ネットワークの接続形態は、図５の例に限定されず、直列接続するなど、別の形態でも良い。

さらに、本実施形態のように各工程１１〜１５の設備がネットワークで繋がれている場合には、各工程１１〜１５の設備稼働状態をネットワーク経由で取得することにより、各工程１１〜１５における前後工程との干渉を検知することが可能になる。品質管理や稼動管理など、設備のネットワーク化が進む中で、それらのインフラを活用することで、より安価にアイドルストップ化を実現することができる。

また、ネットワーク経由で前後工程以外を含む他工程の稼動状態を検知してアイドルストップの開始や終了を制御することにより、遅延時間の待ちにより目減りしていた省エネ効果の拡大や、立ち上り時間により低下懸念のある稼働率への影響も小さくすることが可能となる。

具体的には、後々工程の干渉待ちを検知して自工程設備のアイドルストップ開始を予測制御したり、後々工程の干渉待ち解消を検知して自工程設備のアイドルストップ終了を予測制御したりする。

本実施形態によると、各工程１１〜１５の設備稼働状態をネットワーク経由で取得するので、各工程の状態を有効に検知することができる。

また、本実施形態によると、前後工程（隣接工程）以外の工程（非隣接工程）の稼動状態を検知してアイドルストップの開始や終了を制御するので、自工程稼動の必要性を予測し、電力供給復帰を前倒しして復帰立ち上りロスを最小限に抑えることができる。これは、復帰時立ち上り時間の長い構成機器を有する自動設備の場合に特に有効である。

（第３実施形態）
本第３実施形態は、より多くの機器で構成された設備においてアイドルストップを実施する例を示すものであり、工程間の搬送受渡しやワーク検知の信頼性を向上した設備構成になっている。

図６は、本実施形態における自動設備を示す図である。図６では、工程間搬送装置２１を構成する複数のコンベアとして、前工程１２に対応する前工程コンベア２１ａ、自工程１１の入口部に対応する入口コンベア２１ｂ、自工程１１の主要部に対応する工程内コンベア２１ｃ、自工程１１の出口部に対応する出口コンベア２１ｄ、および後工程１３に対応する後工程コンベア２１ｅを示している。

ワーク送り検知センサ１１４は、前工程コンベア２１ａの下流端部近傍に配置された前工程ワーク送り検知センサ１１４ａと、工程内コンベア２１ｃの上流端部近傍に配置された入口部ワーク検知センサ１１４ｂとで構成されている。

前工程ワーク送り検知センサ１１４ａは、前工程１２からのワーク送りの有無を検出し、入口部ワーク検知センサ１１４ｂは、自工程１１の入口部におけるワークＷの有無を検出する。

干渉検知センサ１１５は、出口コンベア２１ｄの近傍に配置された出口コンベア満載検知センサ１１５ａと、後工程コンベア２１ｅの上流端部近傍に配置された後工程ワーク要求検知センサ１１５ｂとで構成されている。

出口コンベア満載検知センサ１１５ａは、出口コンベア２１ｄがワークＷで満載されたか否かを検出し、後工程ワーク要求検知センサ１１５ｂは、後工程１３の入口部におけるワークＷの有無（ワーク要求の有無）を検出する。

図７は、制御装置１１３が実行するアイドルストップ制御のラダープログラム（ラダー言語で記述したプログラム）を示すものである。図２に示す上記第１実施形態の制御フローに比べ、アイドルストップを開始／維持する条件を厳しくし、設備稼働率の低下抑制に強く配慮したものとしている。具体的には、図８に示す条件をすべて満足する状態が３０秒間継続したときをアイドルストップタイミングとしている。

（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態では、前工程１２の状態および後工程１３の状態の両方を検知しているが、これに限定されることなく、前工程の状態および後工程の状態のうちいずれか一方のみを検知するようにしてもよい。例えば、生産ラインの最上流工程に本発明を適用する場合には後工程の状態のみを検知し、生産ラインの最下流工程に本発明を適用する場合には前工程の状態のみを検知するようにすればよい。

また、上記各実施形態では、本発明の自動設備を生産ラインに適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、種々の工程設備に本発明を用いることができる。

１１ 自工程
１２ 前工程（他工程）
１３ 後工程（他工程）
２２ コンピュータ（遅延時間決定手段）
１１１ 機器
１１２ 機器
１１３ 制御装置（制御手段）
１１４ ワーク送り検知センサ（検知手段）
１１５ 干渉検知センサ（検知手段）

Claims (11)

1. 自工程（１１）を構成する機器（１１１、１１２）と、
   前記機器（１１１、１１２）を制御する制御手段（１１３）と、
   他工程（１２、１３）の状態を検知する検知手段（１１４、１１５）とを備え、
   前記制御手段（１１３）は、
   前記自工程（１１）のサイクルが完了した状態において、前記検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて前記自工程（１１）の干渉待ちの有無を判定し、前記自工程（１１）の干渉待ちが有ると判定した場合、前記機器（１１１、１１２）に対して電力供給を遮断する電力供給遮断制御を行い、
   前記電力供給遮断制御が行われた状態において、前記検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて前記自工程（１１）の干渉待ちが解消されたか否かを判定し、前記検知手段（１１４、１１５）が検知した前記他工程（１２、１３）の状態に基づいて前記自工程（１１）の干渉待ちが解消されたと判断した場合、前記機器（１１１、１１２）に対して電力供給を復帰させる電力供給復帰制御を行うことを特徴とする自動設備。
2. 電力供給を遮断することによる悪影響が前記機器（１１１、１１２）に比べて大きい特定の機器を備え、
   前記制御手段（１１３）は、前記特定の機器を前記電力供給遮断制御の対象から除外することを特徴とする請求項１に記載の自動設備。
3. 前記制御手段（１１３）は、前記自工程（１１）のサイクルが完了した状態において、前記干渉待ちが有ると判定した場合、遅延時間（Ｔｄ）の経過後に前記検知手段（１１４、１１５）の検知結果に基づいて前記干渉待ちの状態が継続しているか否かを判定し、
   前記干渉待ちの状態が継続していると判定した場合、前記電力供給遮断制御を行い、
   前記干渉待ちの状態が継続していないと判定した場合、前記電力供給遮断制御を行わないことを特徴とする請求項１または２に記載の自動設備。
4. 前記遅延時間（Ｔｄ）を決定する遅延時間決定手段（２２）を備え、
   前記機器（１１１、１１２）は、電力供給を開始してから立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過すると稼動可能になるものであり、
   前記遅延時間決定手段（２２）は、前記自工程（１１）の干渉待ちが発生してから干渉待ちが解消するまでの時間の度数分布（Ｎ（ｔ））を収集し、
   前記度数分布（Ｎ（ｔ））、前記立ち上がり時間（Ｔｒ）、および前記機器（１１１、１１２）の電力入り切り耐用回数に基づいて前記遅延時間（Ｔｄ）を決定することを特徴とする請求項３に記載の自動設備。
5. 前記機器（１１１、１１２）として、電力供給を開始してから稼動可能になるまでに必要とされる立ち上がり時間（Ｔｒ）が互いに異なる複数の機器を備え、
   前記制御手段（１１３）は、
   前記複数の機器のうち前記立ち上がり時間（Ｔｒ）が前記遅延時間（Ｔｄ）よりも短い機器を前記電力供給遮断制御の対象とし、
   前記複数の機器のうち前記立ち上がり時間（Ｔｒ）が前記遅延時間（Ｔｄ）よりも長い機器を前記電力供給遮断制御の対象から除外することを特徴とする請求項３または４に記載の自動設備。
6. 前記制御手段（１１３）は、
   前記電力供給復帰制御を行ってから前記立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過したか否かを判定し、前記電力供給復帰制御を行ってから前記立ち上がり時間（Ｔｒ）が経過したと判定した場合、前記機器（１１１、１１２）の動作を開始させることを特徴とする請求項４または５に記載の自動設備。
7. 前記検知手段（１１４、１１５）は、前工程（１２）の出口におけるワーク（Ｗ）の有無、及び後工程（１３）の入口におけるワーク（Ｗ）の有無のうち少なくとも一方を検知することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の自動設備。
8. 前記検知手段（１１４、１１５）は、前記自工程（１１）と前記他工程（１２、１３）とを繋ぐネットワークを経由して前記他工程（１２、１３）の状態を検知することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の自動設備。
9. 前記検知手段（１１４、１１５）は、前記自工程（１１）と隣接する少なくとも１つの隣接工程（１２、１３）の状態、および前記自工程（１１）と隣接しない少なくとも１つの非隣接工程（１４、１５）の状態を検知し、
   前記制御手段（１１３）は、前記検知手段（１１４、１１５）が検知した前記隣接工程（１２、１３）の状態および前記非隣接工程（１４、１５）の状態に基づいて前記自工程（１１）の干渉待ちの有無を判定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の自動設備。
10. 前記機器（１１１、１１２）に対する電力供給が遮断されていることを表示する表示手段（１１６）を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自動設備。
11. 前記電力供給復帰制御が行われる際に注意喚起する注意喚起手段（１１７）を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の自動設備。

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