JP7386766B2 - ワーク搬出入装置の制御システム、ワーク搬出入装置、及びワーク搬出入装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク搬出入装置の制御システム、ワーク搬出入装置、及びワーク搬出入装置の制御方法に関する。

工場などにおいて、工作機械と産業用ロボットや自動搬送機構とを組合せ、加工や組立てなどの工程単位で自動化を行うＦＭＣ（Flexible Manufacturing Cell）がある。例えば特許文献１には、ＦＭＣの一例として、金型及びハンドが格納されている金型・ハンド格納装置、金型及びワークに応じたハンドを用いて金型及びワークを把持し段取りするロボット、並びに、段取りされた金型を用いてワークに曲げ加工を施すプレスブレーキを含んだ装置が開示されている。

特開２０１４－４６０４号公報

上述の従来技術のように、ＦＭＣでは、把持するワークの形状に応じたハンドが用いられる。ＦＭＣにおいて、同一品種を連続生産する場合にはワークの形状が変わらずハンドの交換を要しないが、多品種を生産する場合にはワークの形状が変わる毎にハンドの交換が生じ、ハンド交換時間が発生する。

また、上述の従来技術では、金型・ハンド格納装置内で各ハンドの格納位置は固定である。ＦＭＣにおいて、金型・ハンド格納装置に格納されたハンドのうち、交換時間が長い格納位置のハンドが交換対象になる場合は、交換時間が短い格納位置のハンドが交換対象になる場合と比較して、ハンド交換時間が長くなる。

このようなハンド交換時間は、ＦＭＣにおいて、ワークの加工や組立てなどに対するオーバーヘッドとなることから、ＦＭＣの生産性を阻害するという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ハンド交換時間を短縮してＦＭＣの生産性を高めることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、治具の格納設備に格納されるワークに応じた治具を用いて該ワークを加工する加工機に対して該ワークを搬入及び搬出するワーク搬出入装置の制御システムであって、ワークの生産順序を定めた生産計画情報から、前記加工機で次以降に加工するワークの情報を取得し、前記格納設備における治具の格納位置毎に前記ワーク搬出入装置との間での治具の交換時間を記載した治具交換情報から、前記格納設備において、前記次以降に加工するワークに応じた治具を現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置があるか否かを判定する治具移動判定処理部と、前記格納設備において、前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置へ、前記次以降に加工するワークに応じた治具を予め移動させる移動経路を算出する治具移動経路算出処理部と、前記移動経路に従って前記ワーク搬出入装置に対して治具の移動を指示する治具移動指示部と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ハンド交換時間を短縮してＦＭＣの生産性を高めることができる。

実施形態１に係る工作機械システムの構成を示す図。 実施形態１の概要の説明図。 実施形態１の制御システムの構成を示すブロック図。 生産計画情報を示す図。 ワーク・ハンドマスタを示す図。 ハンドアドレス情報を示す図。 ワーク加工実績情報を示す図。 実施形態１のハンド移動処理を示すフローチャート。 実施形態１のハンド移動処理を示すフローチャート。 ハンドアドレス情報の変化の例を示す図。 ハンドアドレス情報の変化の例を示す図。 ハンドアドレス情報の変化の例を示す図。 ハンドアドレス情報の変化の例を示す図。 実施形態２のハンド移動処理を示すフローチャート。 生産計画情報を示す図。 実施形態３に係る工作機械システムの構成を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。以下において、同一又は類似の要素及び処理に同一の符号を付して差分を説明し、重複説明を省略する。また、後出の実施形態では、既出の実施形態との差分を説明し、重複説明を省略する。

また、以下の説明及び各図で示す構成及び処理は、本発明の理解及び実施に必要な程度で実施形態の概要を例示するものであり、本発明に係る実施の態様を限定することを意図する趣旨ではない。また、各実施形態及び各変形例は、本発明の趣旨を逸脱せず、整合する範囲内で、一部又は全部を組合せることができる。

また、以下の説明では、情報を、テーブル形式で示すが、テーブル形式に限らず、他の形式であってもよい。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る工作機械システムＳの構成を示す図である。工作機械システムＳは、例えばＦＭＣ（Flexible Manufacturing Cell）である。工作機械システムＳは、ワーク搬出入装置１０と、ステージ４と、切削やプレス、成型などの加工をワークＷに施す加工機５とを有する。ワーク搬出入装置１０は、制御システム１と、アーム２Ａ及びハンド２Ｈを有するロボット２と、ワークＷに応じた治具であるハンド２Ｈをそれぞれ格納する複数の格納位置を有するハンド格納設備３とを含んで構成される。

制御システム１は、ロボット２を制御して、ワークＷに応じたハンド２Ｈをハンド格納設備３から取り出してアーム２Ａに装着する。また、制御システム１は、ロボット２を制御して、ステージ４上のワークＷをハンド２Ｈで把持して加工機５へ搬入し、加工されたワークＷを加工機５から搬出してステージ４へ戻す。また、制御システム１は、ロボット２を制御して、ハンド格納設備３に格納されているハンド２Ｈをアーム２Ａに装着してハンド格納設備３内の他の格納位置へ移動させるハンドの移動処理を行う。

なお、本実施形態では、ロボット２が、ワークＷに応じて異なるハンド２ＨでワークＷを把持してステージ４と加工機５との間で搬出入するが、これに限らない。すなわち、治具の格納設備を有し、ワークＷの形状に合わせた治具を用いて加工機５へワークＷを搬入し、加工機５からワークＷを搬出するワーク搬出入装置であれば何れでもよい。

本実施形態では、ハンド格納設備３は、図１に例示するように、ハンド２Ｈを格納する格納位置＃１～＃９を有する。例えば、格納位置＃１～＃３、＃７～＃９は、ハンド交換時間が５分である。また、格納位置＃４～＃６は、ハンド交換時間が３分である。ハンド交換時間とは、該当位置に格納されているハンド２Ｈをアーム２Ａに装着する際の所用時間、アーム２Ａに取り付けられているハンド２Ｈを取り外して該当位置へ格納する際の所要時間、及び、該当位置に格納されているハンド２Ｈを他の格納位置へ移動させる際の所要時間である。本実施形態では、説明の便宜上、これらの所要時間は全て同一であるとする。

図１では、ロボット２がワークＷ１（現在のワーク）に応じたハンド２Ｈ１（現在のハンド）でワークＷ１を把持して加工機５に対してワークＷ１を搬出入し、ワークＷ１の次に加工機５で加工されるワークＷ２（次のワーク）がステージ４上に待機している。ロボット２は、ワークＷ１とワークＷ２が異なる形状であるため、ハンド２Ｈ１をアーム２Ａから取り外し、ワークＷ２に応じた「次のハンド」をハンド格納設備３の格納位置から取り出してアーム２Ａに装着し、加工機５に対してワークＷ２を搬出入する。

次に図２を参照して、本実施形態の概要を説明する。図２は、実施形態１の概要の説明図である。図２に示す例では、ハンド格納設備３において、格納位置＃１～＃４、＃７～＃９にはハンド２Ｈが格納されており（使用中）、格納位置＃５，＃６はハンド２Ｈが格納されていない（空き位置）。格納位置＃１には、「次のハンド」が格納されている。

格納位置＃１はハンド交換時間が５分であり、格納位置＃５，＃６はハンド交換時間が３分であり、格納位置＃５，＃６が格納位置＃１よりもハンド交換時間が短い。よって、次のワークを加工機５に対して搬出入する際に、「次のワーク」に応じた「次のハンド」を、格納位置＃１よりも、格納位置＃５又は＃６からアーム２Ａに対して着脱する方が、ハンド交換時間が短くなる。

そこで、「現在のワーク」を加工機５で加工中に、「次のワーク」を把持するための「次のハンド」を、移動元の格納位置＃１から空き位置のうちの１つである移動先の格納位置＃５へ移動させておく。移動先の格納位置は、空き位置のうち、ハンド交換時間が移動元の格納位置よりも短い格納位置の１つである。移動先の格納位置は、好ましくはハンド交換時間が移動元の格納位置に対して最短の格納位置である。

「次のハンド」を格納位置＃１から格納位置＃５へ移動させるために、アーム２Ａに装着されている「現在のワーク」を把持するための「現在のハンド」は、格納位置＃６へ一時退避される。「現在のハンド」をアーム２Ａから取り外して退避先の格納位置へ一時退避し、「次のハンド」をアーム２Ａに装着して移動元の格納位置から移動先の格納位置へ移動させた後、退避先の格納位置へ格納されている「現在のハンド」をアーム２Ａへ再装着する。退避先の格納位置は、「次のハンド」の移動先の格納位置以外の空き位置の１つである。退避先の格納位置は、好ましくは、ハンド交換時間が移動元の格納位置に対して移動先の格納位置以外で最短の格納位置である。

このようにして、「現在のワーク」を加工機５で加工中に、現在の格納位置＃１よりもハンド交換時間が短い空き位置へ「次のハンド」を次のワークの加工処理の開始前に移動させておくことで、「次のワーク」を加工機５で加工する際に、「次のハンド」のハンド交換時間を短縮できる。

図３は、実施形態１の制御システム１の構成を示すブロック図である。制御システム１は、ロボット２と接続され、記憶部１１、演算処理部１２、及び入出力処理部１３を有する。図３は、本実施形態のハンド移動処理に関連する構成以外は、図示を省略している。なお、制御システム１は、１つのコンピュータ装置から構成されていてもよいし、複数のコンピュータ装置を含んで構成されていてもよい。

記憶部１１は、メモリ（主記憶装置）やストレージ（補助記憶装置）から構成され、生産計画情報１１１、ワーク・ハンドマスタ１１２、ハンドアドレス情報１１３、及びワーク加工実績情報１１４を記憶する。

図４は、生産計画情報１１１を示す図である。生産計画情報１１１は、対象の工作機械システムＳにおいて生産されるワークとその生産順序とステータスの対応関係を格納するテーブルである。生産計画情報１１１は、生産順序１１１１、ワークコード１１１２、及びステータス１１１３のカラムを有する。

生産順序１１１１は、生産計画情報１１１に含まれるワークコード１１１２で識別される各ワークを加工機５で加工する順序である。生産順序１１１１は、順序を識別できる情報であれば、加工開始日時やその他の情報でもよい。ステータス１１１３は、生産順序１１１１及びワークコード１１１２で識別される生産計画情報１１１の各レコードのワークが、加工機５において未加工、加工中、及び加工完了の何れの状態であるかを示す。

図５は、ワーク・ハンドマスタ１１２を示す図である。ワーク・ハンドマスタ１１２は、ワークとハンドの対応関係を格納するテーブルである。ワーク・ハンドマスタ１１２は、ワークを識別するワークコード１１２１、及び、ワークの形状に応じた各ワークを把持するためのハンドを識別するハンドコード１１２２のカラムを有する。

図６は、ハンドアドレス情報１１３を示す図である。ハンドアドレス情報１１３は、ハンド格納設備３における各格納位置のアドレスと、各格納位置のハンド交換時間と、各格納位置に格納されているハンドの有無の対応関係を格納するテーブルである。

ハンドアドレス情報１１３は、アドレス１１３１、ハンド交換時間１１３２、及び、格納ハンドコード１１３３のカラムを有する。アドレス１１３１は、ハンド格納設備３のハンドの格納位置を識別する。ハンド交換時間１１３２は、各格納位置に格納されているハンドのハンド交換時間である。格納ハンドコード１１３３は、アドレス１１３１で識別される格納位置に、現在ハンドが格納されている場合にはそのハンドコードを格納し、空き位置である場合には“ＥＭＰ”を格納する。

図７は、ワーク加工実績情報１１４を示す図である。ワーク加工実績情報１１４は、ワークと平均加工時間の対応関係を格納するテーブルである。ワーク加工実績情報１１４は、ワークを識別するワークコード１１４１、及び、ワークコード１１４１で識別されるワークの平均加工時間１１４２のカラムを有する。

ここで、本実施形態では、ワークの平均加工時間は、加工機５での「現在のワーク」の加工時間と「次のハンド」へのハンド交換時間の合計を、ワークの加工毎に平均したものとする。具体的には、ワークの平均加工時間は、「現在のワーク」の平均加工時間と、「現在のワーク」より１つ前までの現在のワークと同種のワークの平均加工時間（過去の実績）とを平均したものである。ワークの平均加工時間によって、ワークの種類が同一であっても、加工処理毎で異なる加工時間のバラつきが低減される。

なお、本実施形態では、平均加工時間１１４２には、ワークコード１１４１毎に適切な初期値（固定値）が予め格納され、後述の更新処理（Ｓ３２（図８Ｂ））により逐次更新される。そして、更新された平均加工時間が後述のハンド移動可否判定処理（Ｓ２０（図８Ａ））で用いられるとする。しかし、これに限らず、更新処理を行わず、この初期値（固定値）が常に用いられてもよい。

図３の説明に戻る。演算処理部１２は、プロセッサであり、ハンド移動要否判定処理部１２１と、ハンド移動経路算出処理部１２２とを有する。ハンド移動要否判定処理部１２１及びハンド移動経路算出処理部１２２の処理は、図８Ａ及び図８Ｂを参照して後述する。

入出力処理部１３は、プロセッサ及び外部との通信インターフェースを含んで構成され、生産計画情報受付部１３１と、ハンド移動指示部１３２とを有する。生産計画情報受付部１３１は、外部から入力を受け付けた生産計画情報１１１を、記憶部１１に格納する。ハンド移動指示部１３２は、ハンド移動経路算出処理部１２２により出力されたハンド２Ｈの着脱及び移動指示を、制御対象のロボット２へ出力する。

図８Ａ及び図８Ｂは、実施形態１のハンド移動処理を示すフローチャートである。ハンド移動処理の開始前に、生産計画情報受付部１３１によって生産計画情報１１１が受け付けられ、記憶部１１へ格納されているとする。また、ハンド移動処理の開始時に、現在のワークが加工機５へ搬入され、加工が開始される。

先ず、Ｓ１１では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、加工機５で現在加工中のワークの次の生産順序に該当するワークのコード（次のワークコード）を、生産計画情報１１１から取得する。例えば、図４の生産計画情報１１１から、現在のワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ａ”（生産順序＃２）、次のワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ｂ”（生産順序＃３）であるとする。

次にＳ１２では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、現在のワークコードと次のワークコードが異なるか否かを判定する。ハンド移動要否判定処理部１２１は、現在のワークコードと次のワークコードが異なる場合（Ｓ１２ＹＥＳ）にＳ１３へ処理を移す。一方、ハンド移動要否判定処理部１２１は、現在のワークコードと次のワークコードが一致する場合（Ｓ１２ＮＯ）に実施形態１のハンド移動処理を終了する。Ｓ１２ＮＯ、後述のＳ１７ＮＯ、及びＳ２０ＮＯで実施形態１のハンド移動処理が終了すると、加工機５での現在のワークの加工後、現在のハンドでワークが把持され搬出される。現在のワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ａ”、次のワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ｂ”である場合、現在のワークコード≠次のワークコードであるので、Ｓ１３へ処理が移される。

Ｓ１３では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、次のワークのハンドコードを、ワーク・ハンドマスタ１１２から取得する。図５の例では、ワーク・ハンドマスタ１１２から、次のワークコード“ＷＯＲＫ＿Ｂ”に対応するハンドコードは、“ＨＡＮＤ＿Ｂ”である。

次にＳ１４では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、次のワークのハンドが格納されているハンド格納設備３のアドレスを、ハンドアドレス情報１１３から取得する。図６の例では、ハンドアドレス情報１１３から、ハンドコード“ＨＡＮＤ＿Ｂ”のハンドの格納アドレスは、アドレス＃１である。

次にＳ１５では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、次のハンドの現在の格納アドレスにおけるハンド交換時間を、ハンドアドレス情報１１３から取得する。図６の例では、ハンドアドレス情報１１３から、ハンドコード“ＨＡＮＤ＿Ｂ”のハンドが格納されているアドレス＃１のハンド交換時間は、“５”である。

次にＳ１６では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、ハンドアドレス情報１１３において、Ｓ１５で取得したハンド交換時間より短い交換時間の空きアドレス（格納ハンドコード“ＥＭＰ”）の有無を確認する。ここでは、Ｓ１５で取得したハンド交換時間よりも短い交換時間の空きアドレス（移動先アドレス）と共に、次のハンドの移動の際に現在のワークのハンドを退避させるための空きアドレス（退避先アドレス）の有無も確認する。

図６のハンドアドレス情報１１３を参照すると、Ｓ１５で取得した“５”よりも交換時間が短い“３”である空きアドレス（格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”（空き）のアドレス）として、アドレス＃５，＃６の２つが存在する。空きアドレス＃５，＃６は、交換時間が同一なので、最小のアドレス＃５を、次のハンドを事前移動させておく“移動先アドレス”とする。また、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”のアドレスの集合から“移動先アドレス”を除いた残りのうちで最短のハンド交換時間かつ最小のアドレスを“退避先アドレス”とする。

ハンド移動要否判定処理部１２１は、移動先アドレス及び退避先アドレスが存在する場合（Ｓ１７ＹＥＳ）にＳ１８へ処理を移し、移動先アドレス又は退避先アドレスが存在しない場合（Ｓ１７ＮＯ）に実施形態１のハンド移動処理を終了する。

Ｓ１８では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、ハンドの事前移動に必要な事前交換時間を算出する。アドレス＃１の次のハンド（ＨＡＮＤ＿Ｂ）の移動先アドレスを＃５、現在のハンド（ＨＡＮＤ＿Ａ）の退避先アドレスを＃６とする例では、事前交換時間＝１１である。すなわち、図６を参照して、事前交換時間＝３（ＨＡＮＤ＿Ａを退避先アドレス＃６へ退避させるハンド交換時間）＋５（ＨＡＮＤ＿Ｂを移動先アドレス＃５へ事前移動させるハンド交換時間）＋３（ＨＡＮＤ＿Ａを退避先アドレス＃６から取り出して装着するハンド交換時間）＝１１である。

次にＳ１９では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、現在のワークの平均加工時間を、ワーク加工実績情報１１４から取得する。図７の例では、現在のワーク（ＷＯＲＫ＿Ａ）の平均加工時間は“３０”である。

次にＳ２０では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、平均加工時間内にハンドが事前交換可能か否かを判定する。ハンド移動要否判定処理部１２１は、Ｓ１８で算出した事前交換時間がＳ１９で取得した平均加工時間以下であれば、平均加工時間内にハンドが事前交換可能と判定する。ハンド移動要否判定処理部１２１は、平均加工時間内にハンドが事前交換可能の場合（Ｓ２０ＹＥＳ）にＳ２１（図８Ｂ）へ処理を移し、平均加工時間内にハンドが事前交換不可能の場合（Ｓ２０ＮＯ）に実施形態１のハンド移動処理を終了する。

Ｓ１８及びＳ１９の例では、現在のワーク（ＷＯＲＫ＿Ａ）の平均加工時間３０＞事前交換時間１１であるので、Ｓ２０ＹＥＳとなる。

図８ＢのＳ２１へ説明を移す。Ｓ２１では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３を参照し、次のハンドの移動先アドレスを取得する。図６の例では、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”のレコードのうち、ハンド交換時間１１３２が最短かつアドレス１１３１が最小のアドレス＃５が移動先アドレスである。

次にＳ２２では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３を検索し、Ｓ２１の移動先アドレス以外で、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”かつハンド交換時間１１３２が最短かつアドレス１１３１が最小のアドレスを、退避先アドレスを、現在のハンドの退避先アドレスとして取得する。図６の例では、移動先アドレス＃５以外で、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”かつハンド交換時間１１３２が最短かつアドレス１１３１が最小のアドレス＃６が、退避先アドレスとなる。

なお、Ｓ２１及びＳ２２が、ハンドの移動経路の算出に該当する。

次にＳ２３では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド移動指示部１３２に対して、現在のハンドを、Ｓ２２で取得した退避先アドレスへ退避する指示を出力する。そして、ハンドアドレス情報１１３において、退避先アドレス（アドレス＃６）に対応する格納ハンドコード１１３３を、“ＥＭＰ”から現在のハンドのハンドコード（ＨＡＮＤ＿Ａ）へ更新する。図９の例では、現在のハンド（ハンドコード“ＨＡＮＤ＿Ａ”）をアドレス＃６へ格納し、アドレス＃６の格納ハンドコード１１３３を“ＥＭＰ”から“ＨＡＮＤ＿Ａ”へ更新している。

次にＳ２４では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド移動指示部１３２に対して、次のハンドを、Ｓ２１で取得した移動先アドレスへ移動する指示を出力する。そして、ハンドアドレス情報１１３の格納ハンドコード１１３３について、次のハンドの移動前アドレスのレコードを“ＥＭＰ”へ更新し、移動先アドレスのレコードを“ＥＭＰ”から次のハンドのコードへ更新する。図１０の例では、ハンドアドレス情報１１３において、次のハンド（ＨＡＮＤ＿Ｂ）を移動先のアドレス＃５へ格納し、アドレス＃５の格納ハンドコード１１３３を“ＥＭＰ”から“ＨＡＮＤ＿Ｂ”へ、移動元のアドレス＃１の格納ハンドコード１１３３を“ＨＡＮＤ＿Ｂ”から“ＥＭＰ”へそれぞれ更新する。

次にＳ２５では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３を参照し、現在のハンドのアドレス（退避先アドレス）を再取得する。次にＳ２６では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド移動指示部１３２に対して、Ｓ２５で取得したアドレスに退避されている現在のハンドをアームに再装着する指示を出力する。現在のハンドの装着後、ハンドアドレス情報１１３において、現在のハンドの退避先アドレスに対応する格納ハンドコード１１３３を“ＥＭＰ”へ更新する。図１１の例では、ハンドアドレス情報１１３において、現在のハンド（ＨＡＮＤ＿Ａ）をアドレス＃６から再装着し、アドレス＃６の格納ハンドコード１１３３を“ＨＡＮＤ＿Ａ”から“ＥＭＰ”へ更新する。

次にＳ２７では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、加工機５での現在のワークの加工が終了したか否かを判定する。ハンド移動経路算出処理部１２２は、現在のワークの加工が終了した場合（Ｓ２７ＹＥＳ）にＳ２８へ処理を移し、現在のワークの加工が継続中の場合（Ｓ２７ＮＯ）にＳ２７を繰り返す。

次にＳ２８では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド移動指示部１３２に対して、現在のワークを、加工機５から搬出する指示を出力する。

次にＳ２９では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３を検索し、ハンド移動指示部１３２に対して、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”のアドレスに現在のハンドを格納する指示を出力する。そして、格納ハンドコード１１３３を“ＥＭＰ”から現在のハンドのコード（ＨＡＮＤ＿Ａ）へ更新する。Ｓ３０では、好ましくは、格納ハンドコード１１３３が“ＥＭＰ”のアドレスのうち最小のハンド交換時間のアドレス、すなわちＳ２２の退避先アドレスを選択する。この場合、図１２の例のように、ハンドアドレス情報１１３において、現在のハンド（ＨＡＮＤ＿Ａ）をアドレス＃６へ格納し、アドレス＃６の格納ハンドコード１１３３を“ＥＭＰ”から“ＨＡＮＤ＿Ａ”へ更新する。

次にＳ３０では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、生産計画情報１１１の現在のワーク（生産順序＃２、ワークコード“ＷＯＲＫ＿Ａ”）に該当するステータス１１１３を“加工完了”に更新する。

次にＳ３１では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド移動指示部１３２に対して、次のハンドを装着する指示を出力する。

次にＳ３２では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、「現在のワーク」の加工時間と、ワーク加工実績情報１１４において「現在のワーク」のワークコード１１４１に対応する平均加工時間１１４２とを平均して、この平均加工時間１１４２を更新する。例えば、「現在のワーク」のワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ａ”、「現在のワーク」の実際の加工時における平均加工時間が３２、ワーク加工実績情報１１４においてワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ａ”に対応する平均加工時間が３０である場合、（３２＋３０）／２＝３１で、ワークコードが“ＷＯＲＫ＿Ａ”の平均加工時間１１４２を更新する。なお、「現在のワーク」の実際の平均加工時間は、加工機５から取得されるワークの加工開始及び終了の時刻と、Ｓ３１の「次のハンド装着」の処理時刻とから算出できる。

本実施形態によれば、把持するワークの形状に応じたハンドが用いられるＦＭＣにおいて、多品種を生産する場合にワークの形状が変わる毎に発生するハンド交換時間をより短くすることで、ワークの加工や組立てなどに対するハンド交換時間のオーバーヘッドを低減し、ＦＭＣの生産性を高めることができる。

［実施形態２］
実施形態１では、生産計画情報１１１に従って「現在のワーク」を加工中に、「次のワーク」に応じた「次のハンド」を、ハンド格納設備３における現在の格納位置よりもより短いハンド交換時間の格納位置へ、加工前に事前移動させておくとした。しかし、本発明は、これに限らず、夜間や休日などの工作機械システムＳが稼働していない時間帯で、次に工作機械システムＳが稼働する稼働期間の生産計画情報１１１から、次以降の稼働期間において加工予定のワークに応じた各ハンドの利用頻度を集計し、利用頻度が高いハンドほどハンド格納設備３のハンド交換時間がより短い格納位置へ配置するように事前にレイアウト変更することもできる。

図１３は、実施形態２のハンド移動処理を示すフローチャートである。ハンド移動処理の開始前に、生産計画情報受付部１３１によって、工作機械システムＳの次の稼働期間（例えば翌日）の生産計画情報１１１が受け付けられ、記憶部１１へ格納されている。稼働期間とは、日単位など所定の期間である。

先ずＳ４１では、ハンド移動要否判定処理部１２１（図３）は、次の稼働期間の生産計画を、生産計画情報１１１から取得する。次にＳ４２では、ハンド移動要否判定処理部１２１は、次の稼働期間でワーク毎の加工数量の度数を算出する。図１４の生産計画情報１１１の例では、ＷＯＲＫ＿Ａ＝２、ＷＯＲＫ＿Ｂ＝１、ＷＯＲＫ＿Ｃ＝１である。加工数量が最多度数のワークとして、ＷＯＲＫ＿Ａが特定される。

次にＳ４３では、ハンド移動経路算出処理部１２２（図３）は、加工数量が最多度数のワークはＷＯＲＫ＿Ａであるので、ワーク・ハンドマスタ１１２（図５）を参照し、ハンド移動指示部１３２（図３）に対して、ＷＯＲＫ＿Ａに応じたＨＡＮＤ＿Ａを、ハンド格納設備３において最短のハンド交換時間かつ最小のアドレスの格納位置へ移動する指示を出力する。この処理は、Ｓ２４（図８Ｂ）と同様である。この移動の際、ハンドの移動元アドレス、移動先アドレス、退避先アドレス、移動経路、及び移動方法は、実施形態１と同様であるので、詳細は省略する。

次にＳ４４では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３（図６）において、Ｓ４３によって移動したハンドのアドレスを更新する。

なお、Ｓ４２では、ハンド移動要否判定処理部１２２は、次の稼働期間の生産計画において、加工数量が最多度数のワークを特定するとしている。またＳ４３では、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンド格納設備３においてこのワークに応じたハンドのみを、最短のハンド交換時間かつ最小のアドレスの格納位置へ移動するとしている。

しかし、これに限らず、ハンド移動経路算出処理部１２２は、ハンドアドレス情報１１３から、次の稼働期間の生産計画で使用される全て、又は、使用頻度が上位所定内のハンドについて、その使用頻度が多い順番で（言い換えると、より加工数量が多いワークに対応するハンドほど）、よりハンド交換時間が短い格納位置へ事前移動させるような移動経路を算出し、移動経路に従って移動させるようにしてもよい。

本実施形態によれば、夜間や休業日など機械が稼働していない時間帯で、翌日等の先行する生産計画から利用頻度の高いハンドを特定し、次のワークの加工処理の開始前までにハンド格納設備３における各ハンドの配置レイアウトを変更する。これにより、ワークの加工や組立てなどに対するハンド交換時間のオーバーヘッドを低減し、ＦＭＣの生産性を高めることができる。

［実施形態３］
実施形態１では、ワーク搬出入装置１０が制御システム１を内包し、１つの制御システム１が１つのロボット２を制御する例を示した。しかし、これに限らず、図１４に示すように、１つの制御システム１が、ネットワークＮを介して、複数の工作機械システムＳ－１，・・・，Ｓ－ｎ（ロボット２－１，・・・，２－ｎ）を制御する構成であってもよい。本実施形態では、生産計画情報１１１（図４）、ワーク・ハンドマスタ１１２（図５）、ハンドアドレス情報１１３（図６）、ワーク加工実績情報１１４（図７）は、工作機械システムＳ－１，・・・，Ｓ－ｎ毎に管理される。制御システム１は、この工作機械システムＳ－１，・・・，Ｓ－ｎ毎に管理される各種情報を用いて、工作機械システムＳ－１，・・・，Ｓ－ｎのそれぞれにおけるハンドの移動処理を制御する。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、矛盾しない限りにおいて、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成で置き換え、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、構成の追加、削除、置換、統合、又は分散をすることが可能である。また実施形態で示した構成及び処理は、処理効率又は実装効率に基づいて適宜分散、統合、又は入れ替えることが可能である。

Ｓ：工作機械システム、１：制御システム、２：ロボット、３：ハンド格納設備、５：加工機、１０：ワーク搬出入装置、１１：記憶部、１１１：生産計画情報、１１２：ワーク・ハンドマスタ、１１３：ハンドアドレス情報、１１４：ワーク加工実績情報、１２：演算処理部、１２１：ハンド移動要否判定処理部、１２３：ハンド移動経路算出処理部

Claims (9)

1. 治具の格納設備に格納されるワークに応じた治具を用いて該ワークを加工する加工機に対して該ワークを搬入及び搬出するワーク搬出入装置の制御システムであって、
   ワークの生産順序を定めた生産計画情報から、前記加工機で次以降に加工するワークの情報を取得し、前記格納設備における治具の格納位置毎に前記ワーク搬出入装置との間での治具の交換時間を記載した治具交換情報から、前記格納設備において、前記次以降に加工するワークに応じた治具を現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置があるか否かを判定する治具移動判定処理部と、
   前記格納設備において、前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置へ、前記次以降に加工するワークに応じた治具を、次に加工するワークの加工処理の開始前までに移動させる移動経路を算出する治具移動経路算出処理部と、
   前記移動経路に従って前記ワーク搬出入装置に対して治具の移動を指示する治具移動指示部と
   を有することを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
2. 請求項１に記載のワーク搬出入装置の制御システムであって、
   前記次以降に加工するワークは、前記加工機で現在加工中のワークの次に加工するワークである
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
3. 請求項２に記載のワーク搬出入装置の制御システムであって、
   前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置は、前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置が複数ある場合、前記治具を最短時間で交換できる格納位置である
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
4. 請求項３に記載のワーク搬出入装置の制御システムであって、
   前記治具移動判定処理部は、
   前記格納設備において、前記次に加工するワークに応じた治具を、前記加工機で現在加工中のワークの平均加工時間内に、前記現在の格納位置よりも最短時間で交換できる格納位置へ移動させることが可能であるか否かを判定し、
   前記治具移動経路算出処理部は、
   前記治具移動判定処理部によって、前記次に加工するワークに応じた治具を、前記加工機で現在加工中のワークの平均加工時間内に、前記現在の格納位置よりも最短時間で交換できる格納位置へ移動させることが可能であると判定された場合に、前記現在の格納位置よりも最短時間で交換できる格納位置へ、前記次に加工するワークに応じた治具を予め移動させる移動経路を算出する
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
5. 請求項１に記載のワーク搬出入装置の制御システムであって、
   前記治具移動経路算出処理部は、
   前記現在のワークの加工が終了し、前記加工機で現在加工中のワークに応じた治具を前記次に加工するワークに応じた治具と交換後に、前記現在加工中のワークの平均加工時間の値を、該ワークと同一種のワークの過去の平均加工時間と平均して更新する
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
6. 請求項１に記載のワーク搬出入装置の制御システムであって、
   前記治具移動判定処理部は、
   前記ワーク搬出入装置の稼働前に、前記ワーク搬出入装置の稼働後の所定期間における前記生産計画情報から、前記所定期間に前記加工機で加工するワークの情報を取得し、前記所定期間に前記加工機で加工する各ワークの加工数量を算出し、
   前記治具移動経路算出処理部は、
   前記治具交換情報から、前記格納設備において、加工数量が多いワークに応じた治具ほど現在の格納位置よりもより短時間で交換できる格納位置へ予め移動させる移動経路を算出し、
   前記治具移動指示部は、
   前記移動経路に従って前記ワーク搬出入装置に対して各ワークに応じた治具の移動を指示する
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御システム。
7. 治具の格納設備に格納されるワークに応じた治具を用いて該ワークを加工する加工機に対して該ワークを搬入及び搬出するワーク搬出入装置であって、
   ワークの生産順序を定めた生産計画情報から、前記加工機で次以降に加工するワークの情報を取得し、前記格納設備における治具の格納位置毎に前記ワーク搬出入装置との間での治具の交換時間を記載した治具交換情報から、前記格納設備において、前記次以降に加工するワークに応じた治具を現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置があるか否かを判定する治具移動判定処理部と、
   前記格納設備において、前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置へ、前記次以降に加工するワークに応じた治具を、次に加工するワークの加工処理の開始前までに移動させる移動経路を算出する治具移動経路算出処理部と、
   前記移動経路に従って前記ワーク搬出入装置に対して治具の移動を指示する治具移動指示部と
   を有することを特徴とするワーク搬出入装置。
8. 治具の格納設備に格納されるワークに応じた治具を用いて該ワークを加工する加工機に対して該ワークを搬入及び搬出するワーク搬出入装置の制御システムが行うワーク搬出入装置の制御方法であって、
   ワークの生産順序を定めた生産計画情報から、前記加工機で次以降に加工するワークの情報を取得し、前記格納設備における治具の格納位置毎に前記ワーク搬出入装置との間での治具の交換時間を記載した治具交換情報から、前記格納設備において、前記次以降に加工するワークに応じた治具を現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置があるか否かを判定する治具移動判定処理ステップと、
   前記格納設備において、前記現在の格納位置よりも短時間で交換できる格納位置へ、前記次以降に加工するワークに応じた治具を、次に加工するワークの加工処理の開始前までに移動させる移動経路を算出する治具移動経路算出処理ステップと、
   前記移動経路に従って前記ワーク搬出入装置に対して治具の移動を指示する治具移動指示ステップと
   を有することを特徴とするワーク搬出入装置の制御方法。
9. 請求項８に記載のワーク搬出入装置の制御方法であって、
   前記治具移動判定処理ステップでは、
   前記格納設備において、前記加工機で現在加工中のワークの次に加工するワークに応じた治具を、前記加工機で現在加工中のワークの平均加工時間内に、前記現在の格納位置よりも最も短時間で交換できる格納位置へ移動させることが可能であるか否かを判定し、
   前記治具移動経路算出処理ステップでは、
   前記治具移動判定処理ステップによって、前記次に加工するワークに応じた治具を、前記加工機で現在加工中のワークの平均加工時間内に、前記現在の格納位置よりも最短時間で交換できる格納位置へ移動させることが可能であると判定された場合に、前記現在の格納位置よりも最短時間で交換できる格納位置へ、前記次に加工するワークに応じた治具を予め移動させる移動経路を算出し、
   前記現在のワークの加工が終了し、前記現在加工中のワークに応じた治具を前記次に加工するワークに応じた治具と交換後に、前記現在加工中のワークの平均加工時間の値を、該ワークと同一種のワークの過去の平均加工時間と平均して更新する
   ことを特徴とするワーク搬出入装置の制御方法。

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