JP6723413B1 - 搬送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】状況に応じて搬送装置が自律的に動作を切り換えることができる搬送システムを提供すること。【解決手段】搬送システム190は、複数の加工機1A,1BからワークWの搬送要求を受信するメイン制御装置150と、保管棚2と複数の加工機1A,1Bとの間でワークWを搬送する搬送装置100と、を備える。メイン制御装置150は、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を送信する。搬送装置100のローカル制御装置70は、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで台車10を移動させ、待機信号がメイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第2の走行制御パラメータで台車10を移動させる。【選択図】図1
Description
本願は、搬送システムに関する。
従来、ワークを加工機に搬送するための搬送装置を備えるシステムが知られている。例えば、特許文献1は、ワークフィーダから取得したワークを工作機械に搬送するローダを備えるシステムを開示している。ローダは、ワークフィーダから工作機械へワークを供給し、さらに、工作機械から搬出場所へワークを搬送する。ローダは、ローダ制御装置によって制御される。工作機械において複数の同一のワークが加工される場合、ローダ制御装置は、最初のサイクルにおいて、工作機械がワークの加工を完了するのに必要な時間(すなわち、ローダの待機時間)を計測する。ローダ制御装置は、2回目以降のサイクルにおいて、計測された待機時間に見合う加減速時定数及び最高速度でローダを移動させる。このような構成によって、ローダの稼働効率の低下を防止すると共に、ローダの高速移動及び高加減速によって生じる振動に起因する加工精度の低下を防止することが可能となっている。
特許文献1のシステムは、上記のような複数の同一のワークが加工される場合には、各サイクルの加工時間が同じであるため、有効である。しかしながら、各サイクルの加工時間が異なる場合(例えば、システムが多品種の加工品を扱う場合)、特許文献1のシステムは有効でない可能性がある。
本発明は、上記のような課題を考慮して、状況に応じて搬送装置が自律的に動作を切り換えることができる搬送システムを提供することを目的とする。
本開示の一態様は、保管棚と複数の加工機との間でワークを搬送するための搬送システムにおいて、(i)複数の加工機からワークの搬送要求を受信するメイン制御装置であって、受信した搬送要求を保持し、且つ、当該メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を送信する、メイン制御装置と、(ii)保管棚と複数の加工機との間でワークを搬送する搬送装置であって、保管棚と複数の加工機との間を移動する台車と、台車を制御するローカル制御装置と、を有する搬送装置と、を備え、搬送装置のローカル制御装置が、メイン制御装置から待機信号を受信し、待機信号がメイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで台車を移動させ、待機信号がメイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第1の走行制御パラメータで移動させるときよりも台車を遅く移動させる第2の走行制御パラメータで台車を移動させる、ように構成されている搬送システムである。
本開示の一態様に係る搬送システムでは、メイン制御装置が、次の搬送を搬送装置に指示する際に、メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を、搬送装置のローカル制御装置に送信する。待機信号を受信したローカル制御装置は、待機信号がメイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで台車を移動させ、待機信号がメイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第2の走行制御パラメータで台車をより遅く移動させる。したがって、メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されている否かにのみ応じて、台車の移動が制御される。よって、異なる加工時間を有する複数のワークが加工される場合に、各ワークの加工時間を考慮すること無しに、搬送システムの繁忙状況のみに応じて、台車の移動を制御することができる。したがって、状況に応じて搬送装置が自律的に動作を切り換えることができる。また、搬送システムが忙しくない場合には、第2の走行制御パラメータで台車をより遅く移動させることによって、搬送装置にかかる負担を低減することができる。
待機信号は、メイン制御装置が待機信号を送信する時点で2つ目の搬送要求があるか否かのみを示してもよい。この場合、例えば、1ビットのデータのみを使用し、2つ目の搬送要求がある場合には1を指定し、2つ目の搬送要求がない場合には0を指定することができる。したがって、メイン制御装置からローカル制御装置に送信されるデータ量の増加を最小限にすることができ、かつ、複雑な処理を避けることができる。
第1及び第2の走行制御パラメータが、台車の加減速のパラメータを含んでもよい。加速又は減速時に、搬送装置の部品により大きなモーメントがかかる。したがって、台車の加減速のパラメータを調整することによって、搬送装置に係る負担をより効率的に低減することができる。
本開示の一態様によれば、状況に応じて搬送装置が自律的に動作を切り換えることができる搬送システムを提供することが可能である。
以下、添付図面を参照して、実施形態に係る搬送システムを説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合がある。
図1は、実施形態に係る搬送システム190を具備する生産システム200を示す概略的な上面図であり、図2は、図1の生産システム200を示す概略的な側面図である。図1を参照して、生産システム200では、搬送システム190によって、ワークWがパレットストッカ(保管棚)2、加工機1A,1B及びワークセットアップステーション(WSS、以下、単に「ステーション」とも称され得る)3A,3Bの間で搬送される。生産システム200は、例えば、異なる加工時間を有する多品種の加工品を扱ってもよい。図2を参照して、ワークWは、例えば、パレットPに取り付けられてもよく、パレットPが搬送装置100によって運ばれてもよい。他の実施形態では、ワークWが直接的に搬送装置100によって運ばれてもよい。図1を参照して、生産システム200は、複数の加工機1A,1Bと、パレットストッカ2と、ステーション3A,3Bと、搬送システム190と、を備える。生産システム200は、他の構成要素を更に備えてもよい。なお、図2では、理解を容易にするために、加工機1A,1B及びステーション3A,3B等のいくつかの構成要素が示されていないことに留意されたい。
図1を参照して、加工機1A,1Bは、例えば、マシニングセンタ等の様々な工作機械であることができる。例えば、加工機1A,1Bの各々は、加工前のワークWを有するパレットPと、加工後のワークWを有するパレットPとを交換可能な、パレットチェンジャPCを有している。また、加工機1A,1Bは、加工機1A,1Bを制御するためのローカル制御装置160A,160Bをそれぞれ有している(詳しくは、後述)。
ステーション3A,3Bでは、オペレータが、ワークWをパレットPに取り付けることができ、また、ワークWをパレットPから取り外すことができる。ステーション3A,3Bの各々は、ステーション3A,3Bを制御するためのローカル制御装置170A,170Bをそれぞれ有している(詳しくは、後述)。
図2を参照して、パレットストッカ2は、ワークWを伴う及び伴わないパレットPを保管することができる。パレットストッカ2は、パレットPを保管するための異なる高さの複数のストックエリアSを有している(図2では、2段×10行)。例えば、各ストックエリアSは、パレットPを支持するための一対の脚部材Saを含むことができる。
搬送システム190は、搬送装置100と、メイン制御装置150と、を備えている。搬送装置100は、台車10と、支柱20と、昇降装置30と、荷台90と、スライド装置80と、を有している。また、図1を参照して、搬送装置100は、搬送装置100の様々な構成要素を制御するためのローカル制御装置70を備えている。搬送装置100は、他の構成要素を更に有してもよい。
台車10は、レールR上を水平に走行するように構成されており、パレットストッカ2、加工機1A,1B及びステーション3A,3Bの間を移動可能である。本実施形態では、台車10は、2本のレールR上を走行する。他の実施形態では、台車10は、1本のレールR上を走行してもよい。台車10は、例えば、不図示のサーボモータによって駆動されることができる。サーボモータの動作(すなわち、台車10のX方向の走行)は、ローカル制御装置70によって制御されることができる。
搬送装置100に関する座標軸について、台車10が移動する方向(「前後方向」とも称される)に対して平行な軸が、X軸である(「走行軸」とも称される)。支柱20に対して、荷台90が在る側が「前」であり、逆側が「後」である。水平方向のうち、前後方向に対して垂直な方向が左右方向であり、左右方向に平行な軸(すなわち、X軸に対して垂直な水平軸)がZ軸である(「移載軸」とも称される)。鉛直方向(「上下方向」とも称される)に対して平行な軸が、Y軸である(「昇降軸」とも称される)。
支柱20は、台車10から垂直に上方に突出している。昇降装置30は、支柱20に沿って上下方向に移動する。昇降装置30は、モータMによって駆動される。モータMは、例えばサーボモータであることができる。モータMの動作(すなわち、昇降装置30のY方向の移動)は、ローカル制御装置70によって制御されることができる。荷台90は、昇降装置30によって支持されており、昇降装置30によって上下方向に移動される。
スライド装置80は、荷台90上に設けられている。スライド装置80は、荷台90に対して左右方向に移動する1つ又は複数のスライド部材を含んでおり、加工機1A,1B、パレットストッカ2、及び、ステーション3A,3Bにアクセスすることができる。スライド装置80は、パレットPと係合可能なフォークを含んでいる。スライド部材は、例えば、不図示のサーボモータによって駆動されることができる。サーボモータの動作(すなわち、スライド装置80のZ方向の移動)は、ローカル制御装置70によって制御されることができる。
ローカル制御装置70は、台車10、昇降装置30及びスライド装置80を駆動するための各々のモータと有線又は無線によって通信可能であり、台車10、昇降装置30及びスライド装置80を制御するように構成されている。ローカル制御装置70は、搬送装置100の他の構成要素を更に制御してもよい(詳しくは、後述)。
メイン制御装置150は、上記の各ローカル制御装置と有線又は無線によって通信可能であり、生産システム200における搬送全体を制御するように構成されている(詳しくは、後述)。
次に、メイン制御装置150及び各ローカル制御装置70,160A,160B,170A,170Bについて詳しく説明する。
ローカル制御装置70,160A,160B,170A,170Bの各々は、プロセッサ(例えばCPU(Central Processing Unit))71,161,171と、メモリ(例えば、ハードディスクドライブ)72,162,172と、を含んでいる。また、ローカル制御装置70,160A,160B,170A,170Bの各々は、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)、入力装置及び/又は出力装置(例えば、マウス、キーボード、液晶ディスプレイ、及び/又、タッチパネル等)等の他の構成要素を含むことができ、各ローカル制御装置の構成要素は、バス等を介して互いに接続されることができる。プロセッサ71,161,171は、例えばメモリ72,162,172に記憶されているプログラムにしたがって、以下で説明される処理を含む、様々な処理を実行することができる。メモリ72,162,172は、プロセッサ71,161,171で用いられる様々なプログラムを含む、様々なデータを記憶することができる。メイン制御装置150は、ローカル制御装置と同様に、例えば、プロセッサ151と、メモリ152と、を有することができ、ROM、RAM、入力装置及び/又は出力装置等の他の構成要素を有することができる。
加工機1A,1Bのローカル制御装置160A,160Bの各々は、例えば、加工前に、ワークWをパレットストッカ2又はステーション3A,3BからパレットチェンジャPCに搬送するために、メイン制御装置150に対してワークWの搬送要求を送信することができる。また、ローカル制御装置160A,160Bの各々は、加工後に、ワークWをパレットチェンジャPCからパレットストッカ2又はステーション3A,3Bに搬送するために、メイン制御装置150に対して、ワークWの搬送要求を送信することができる。
ステーション3A,3Bのローカル制御装置170A,170Bの各々は、例えば、ワークWをパレットPに取り付ける前に、空のパレットPをパレットストッカ2からステーション3A,3Bに搬送するために、メイン制御装置150に対してワークWの搬送要求を送信することができる。また、ステーション3A,3Bのローカル制御装置170A,170Bの各々は、ワークWをパレットPに取り付けた後に、ワークWをステーション3A,3Bからパレットストッカ2又は加工機1A,1Bに搬送するために、メイン制御装置150に対してワークWの搬送要求を送信することができる。
メイン制御装置150は、ローカル制御装置160A,160B、170A,170Bから送信される上記の搬送要求を受信する。メイン制御装置150は、受信した搬送要求を、例えばメモリ152等の記憶装置に保持する。複数の搬送要求が保持されている場合には、メイン制御装置150は、例えば、受信した順番に搬送要求を保持してもよく、必要な場合には、搬送要求の順番を入れ替えてもよい。
メイン制御装置150は、次の搬送に必要なデータを搬送装置100のローカル制御装置70に送信する。具体的には、メイン制御装置150は、次の搬送要求(待機信号を送信する時点で1つ目の搬送要求)に関して、例えば、ワークWの搬送元及び搬送先をローカル制御装置70に送信する。同時に、メイン制御装置150は、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を、ローカル制御装置70に送信する。具体的には、待機信号は、待機信号が送信される時点において、2つ目の搬送要求があるか否かのみを示す。より具体的には、メイン制御装置150は、待機信号に1ビットのみを使用し、2つ目の搬送要求がある場合には1を指定し、2つ目の搬送要求がない場合には0を指定する。メイン制御装置は、次の搬送に必要な上記のデータをローカル制御装置70に送信した後に、又は、搬送の完了信号をローカル制御装置160A,160B、170A,170Bから受信した後に、対応する搬送要求を記憶装置から消去してもよい。
搬送装置100のローカル制御装置70は、メイン制御装置150から送信される上記のデータを受信する。ローカル制御装置70は、次の搬送の際に、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで台車10を移動させる。例えば、第1の走行制御パラメータは、台車10の通常の走行で使用されることが意図されていてもよい。また、ローカル制御装置70は、次の搬送の際に、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第1の走行制御パラメータで移動するときよりも台車10が遅く移動する第2の走行制御パラメータで、台車10を移動させる。第2の走行制御パラメータで台車10を移動させることによって、第1の走行制御パラメータで台車10を移動させる場合に比して、搬送装置100にかかる負担を低減することができる。具体的には、第1及び第2の走行制御パラメータは、台車10の加減速に関するパラメータを含んでもよい。より具体的には、第1及び第2の走行制御パラメータは、台車10の加減速動作における加速度であってもよい。すなわち、第2の走行制御パラメータの加速度(減速動作では減速度とも称され得る)は、第1の走行制御パラメータの加速度よりも低い。第1及び第2の制御パラメータは、例えばメモリ72等の記憶装置に予め記憶されることができる。
次に、搬送システム190の動作について説明する。
図3、図4及び図5は、メイン制御装置150に保持されているワークWの搬送要求の一例を示し、図6は、搬送システム190の動作を示すフローチャートである。図3を参照して、この例では、メイン制御装置150から搬送装置100のローカル制御装置70に待機信号が送信される時点で、メイン制御装置150には、n回目の搬送要求(待機信号が送信される時点で1つ目の搬送要求)と、n+1回目の搬送要求(待機信号が送信される時点で2つ目の搬送要求)と、が保持されている。
この場合、図6を参照して、メイン制御装置150のプロセッサ151が、n回目の搬送要求の搬送元及び搬送先と、待機信号と、を含むデータを、搬送装置100のローカル制御装置70に送信し(ステップS100)、ローカル制御装置70が送信されたデータを受信する(ステップS102)。続いて、ローカル制御装置70のプロセッサ71は、受信した待機信号が、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示しているか否かを判断する(ステップS104)。図3の例では、上記のように、待機信号が送信される時点で、メイン制御装置150にはn回目及びn+1回目の搬送要求が保持されているので、ステップS104において、メイン制御装置150には複数の搬送要求が保持されていると判断される。したがって、プロセッサ71は、第1の走行制御パラメータで台車10を移動させ、受信したデータに含まれる搬送元から搬送先までワークWを搬送し(ステップS106)、一連の動作は終了する。
図4を参照して、この例では、メイン制御装置150からローカル制御装置70に待機信号が送信される時点で、メイン制御装置150には、n回目の搬送要求のみが保持されている。
この場合、図6を参照して、プロセッサ151が、n回目の搬送要求の搬送元及び搬送先と、待機信号と、を含むデータを、ローカル制御装置70に送信し(ステップS100)、ローカル制御装置70が送信されたデータを受信する(ステップS102)。続いて、ローカル制御装置70のプロセッサ71は、受信した待機信号が、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示しているか否かを判断する(ステップS104)。図4の例では、上記のように、待機信号が送信される時点で、メイン制御装置150にはn回目の搬送要求のみが保持されているので、ステップS104において、メイン制御装置150には複数の搬送要求が保持されていないと判断される。したがって、プロセッサ71は、第2の走行制御パラメータで台車10を移動させ、受信したデータに含まれる搬送元から搬送先までワークWを搬送し(ステップS108)、一連の動作は終了する。
図5を参照して、この例では、メイン制御装置150からローカル制御装置70に待機信号が送信される時点では、メイン制御装置150には、n回目の搬送要求のみが保持されており、搬送装置100がn回目の搬送要求に基づいて移動している際に、メイン制御装置150がn+1回目の搬送要求を受信する。
この場合、図6を参照して、プロセッサ151が、n回目の搬送要求の搬送元及び搬送先と、待機信号と、を含むデータを、ローカル制御装置70に送信し(ステップS100)、ローカル制御装置70が送信されたデータを受信する(ステップS102)。続いて、ローカル制御装置70のプロセッサ71は、受信した待機信号が、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示しているか否かを判断する(ステップS104)。図5の例では、上記のように、待機信号が送信される時点では、メイン制御装置150にはn回目の搬送要求のみが保持されているので、ステップS104において、メイン制御装置150には複数の搬送要求が保持されていないと判断される。したがって、プロセッサ71は、第2の走行制御パラメータで台車10を移動させ、受信したデータに含まれる搬送元から搬送先までワークWを搬送し(ステップS108)、一連の動作は終了する。
以上のような搬送システム190では、メイン制御装置150が、次の搬送を搬送装置100に指示する際に、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を、搬送装置100のローカル制御装置70に送信する。待機信号を受信したローカル制御装置70は、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで台車10を移動させ、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第2の走行制御パラメータで台車10をより遅く移動させる。したがって、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されている否かにのみ応じて、台車10の移動が制御される。よって、異なる加工時間を有する複数のワークWが加工される場合に、各ワークWの加工時間を考慮すること無しに、搬送システム190の繁忙状況のみに応じて、台車10の移動を制御することができる。したがって、状況に応じて搬送装置100が自律的に動作を切り換えることができる。また、搬送システム190が忙しくない場合には、第2の走行制御パラメータで台車10をより遅く移動させることによって、搬送装置100にかかる負担を低減することができる。
また、搬送システム190では、待機信号は、メイン制御装置150が待機信号を送信する時点で、2つ目の搬送要求があるか否かのみを示す。したがって、1ビットのデータのみを使用して、2つ目の搬送要求がある場合には1を指定し、2つ目の搬送要求がない場合には0を指定することができる。よって、メイン制御装置150からローカル制御装置70に送信されるデータ量の増加を最小限にすることができ、かつ、複雑な処理を避けることができる。
また、搬送システム190では、第1及び第2の走行制御パラメータが、台車10の加減速のパラメータ、具体的には加減速動作における加速度を含んでいる。加速又は減速時に、搬送装置100の部品により大きなモーメントがかかる。したがって、台車10の加減速のパラメータを調整することによって、搬送装置100に係る負担をより効率的に低減することができる。
搬送システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。当業者であれば、上記の実施形態の様々な変形が可能であることを理解するだろう。例えば、上記の実施形態では、走行制御パラメータは、台車10の加減速動作における加速度を含んでいる。しかしながら、他の実施形態では、走行制御パラメータは、他のパラメータ(例えば、台車10の速度又は加加速度 等)を含んでいてもよい。
また、上記の実施形態では、搬送装置100のローカル制御装置70は、メイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されているか否かに基づいて、台車10の移動のみを調整している。しかしながら、他の実施形態では、ローカル制御装置70は、台車10と同様にして、昇降装置30及びスライド装置80の移動の少なくとも一方を更に調整してもよい。具体的には、ローカル制御装置70は、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の昇降制御パラメータ(例えば、昇降装置30の加速度)で昇降装置30を昇降させ、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第1の昇降制御パラメータで移動させるときよりも昇降装置30を遅く移動させる第2の昇降制御パラメータで昇降装置30を昇降させてもよい。同様に、ローカル制御装置70は、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の移載制御パラメータ(例えば、スライド装置80の加速度)でスライド装置80を前進及び後退させ、待機信号がメイン制御装置150に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、第1の移載制御パラメータで移動させるときよりもスライド装置80を遅く移動させる第2の移載制御パラメータでスライド装置80を前進及び後退させてもよい。
1A 加工機
1B 加工機
2 パレットストッカ(保管棚)
10 台車
70 ローカル制御装置
100 搬送装置
150 メイン制御装置
190 搬送システム
W ワーク
1B 加工機
2 パレットストッカ(保管棚)
10 台車
70 ローカル制御装置
100 搬送装置
150 メイン制御装置
190 搬送システム
W ワーク
Claims (3)
- 保管棚と複数の加工機との間でワークを搬送するための搬送システムにおいて、
(i)前記複数の加工機からワークの搬送要求を受信するメイン制御装置であって、受信した搬送要求を保持し、且つ、当該メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されているか否かを示す待機信号を送信する、メイン制御装置と、
(ii)前記保管棚と前記複数の加工機との間でワークを搬送する搬送装置であって、
前記保管棚と前記複数の加工機との間を移動する台車と、
前記台車を制御するローカル制御装置と、
を有する搬送装置と、
を備え、
前記搬送装置の前記ローカル制御装置が、
前記メイン制御装置から前記待機信号を受信し、
前記待機信号が前記メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていることを示す場合には、第1の走行制御パラメータで前記台車を移動させ、
前記待機信号が前記メイン制御装置に複数の搬送要求が保持されていないことを示す場合には、前記第1の走行制御パラメータで移動させるときよりも前記台車を遅く移動させる第2の走行制御パラメータで前記台車を移動させる、
ように構成されていることを特徴とする搬送システム。 - 前記待機信号は、前記待機信号が送信される時点で2つ目の搬送要求があるか否かのみを示す、請求項1に記載の搬送システム。
- 前記第1及び第2の走行制御パラメータが、前記台車の加減速のパラメータを含む、請求項1に記載の搬送システム。
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