JPH04115855A - 生産システム - Google Patents

生産システム

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JPH04115855A
JPH04115855A JP2233892A JP23389290A JPH04115855A JP H04115855 A JPH04115855 A JP H04115855A JP 2233892 A JP2233892 A JP 2233892A JP 23389290 A JP23389290 A JP 23389290A JP H04115855 A JPH04115855 A JP H04115855A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合加工工作機械を備えて多品種の加工物を
長時間にわたり無人化生産する生産システムに関する。
〔従来の技術〕
複合加工工作機械と、ワークや治工具等の段取り部材を
搬送する装置を備えて多品種のワークを自動的に加工す
るいわゆるＦＭＳ　（フレキシブルマニュファクチャリ
ング　システム）が知られている。
米国特許第４，３６９，５６３号明細書（モリンス）は
、複数台のＮＣ工作機械と、複数のストレージ手段を備
えたストアと、ストアと工作機械群との間で工作物を搬
送する搬送手段と、工作物の移動と加工操作を制御する
中央プログラム制御手段を備えた工作機械設備を開示し
ている。
この米国特許明細書のシステムにおいては、ワークと、
工具マガジンと、治具・テンプレート・作業指示書の３
種類の部材は、それぞれ別個に格納されていて、必要に
応じて搬送手段によって指定された工作機械に搬送され
る。ワークを乗せるパレット（キャリヤ）は、識別記号
を持ち、中央プログラム制御手段へフィードバックする
手段を含む。
特開昭６３−１０２８５７号公報は、ワークと治具・工
具と情報とを入手できる段取りステーションと、段取り
ステーションの情報を記憶する記憶媒体と、記憶媒体と
ワークと治具・工具を一体として搬送する搬送手段と、
段取りステーションから離れた位置にある自動加工機械
と、加工機械の近傍にあって、記憶媒体の情報を加工機
械の制御部に転送する情報読み取り装置からなる生産シ
ステムを開示している。
そして上記公報は、治具・工具、ワークおよび情報を貯
蔵する格納庫を備えたセルシステムを開示している。
〔発明が解決しようとする課題〕
米国特許明細書に記載された工作機械設備にあっては、
情報は中央プログラム制御手段により一元的に管理され
ており、治工具等の物と情報の整合性はオペレータによ
る作業の正確性に依存している９したがって、オペレー
タによる治工具の段取りミス等があった場合には、シス
テムはそのミスを発見できず、不都合の原因となる。ま
た、供給される治工具を工作機械にとりつけるのは、オ
ペレータの人力作業となる。
さらに、停電等の事故により情報が損傷を受けると、そ
の復旧に工数を要する等の脆弱性を有しており、長時間
の無人化加工に適したものではない。
上述した特許公開公報に記載された生産システムにあっ
ては、物と情報を一体として取扱うことはできるが、物
自体が情報を具備するものではなく、物と情報の整合は
、オペレータの作業に依存している。したがって、オペ
レータは与えられた情報に基いて正確に段取りを実行す
ることが不可欠であり、段取り工程に工数を要する。
治工具は、それ自体が情報を具備しないので、例えば、
工具の破損等が発生した場合にも、その工具だけを自動
的に交換することはできない。
したがって、多品種のワークを長時間にわたって無人化
加工するには適したものではない。
本発明は、治具・工具自体が情報を具備するとともに、
治具・工具とワークを載置するパレットも情報を具備す
ることによって、オペレータによる準備作業が容易であ
り、しかも長時間にわたって多品種のワークを無人化加
工することのできる生産システムを提供する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の生産システムは、基本的な手段として、収容す
る部材の情報を記憶する記憶素子を備えたパレットと、
パレットの記憶素子に対する読書き手段と、パレットを
積層してなる段積みパレットを格納する立体倉庫と、パ
レットに対して部材を段取りするための段取りステーシ
ョンと、段取り情報を提供する表示装置と、段積みパレ
ットの供給を受け、該パレットの記憶素子に記憶された
情報に基いて機械加工を行う自動加工装置と、立体倉庫
と段取りステーションと自動加工装置の間でワーク、治
工具を収容したパレットを搬送する搬送装置とを備える
。
〔作用〕
ワークや治工具等の部材を収容するワークは、収容した
部材に関する情報を保持する記憶素子を備えるので、加
工すべきワーク及びワークの加工に必要な段取り部材で
ある治工具と、それらの物に関する情報は、常に一体と
なって移動する。したがって、パレットの供給を受けた
装置は、パレットの記憶素子の情報を読みとることで、
処理に必要な情報を直接に入手することができ、正確か
つ迅速な処理が達成される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図は、本発明の生産システムの全体を示す斜視図、
第２図は平面図である。
全体を符号１で示す生産システムは、複数の自動加工装
置１０を備える。
自動加工装置１０は、後述するように、複合加工旋盤と
部材の搬送装置を備え、搬送装置はジョー・ツール等の
治工具を複合加工旋盤に供給して自動段取りを達成し、
段積みパレット状態で供給される多品種のワークを自動
的に加工する能力を有する。以下、この自動加工装Ｗｔ
１０を旋盤セルと称する。
本実施例においては、旋盤セル１０を２台備えた場合を
示すが、必要に応じて設備台数を増減する。
旋盤セル１０は、段積みパレットの搬入、搬出のための
２つのステーションを備え、治工具、ワークを載置した
段積みパレットの供給を受けて自動加工を実行する。治
工具とワークは、予めパレット上に段取りされ、例えば
１０枚のパレットを積層した段積みパレットとして立体
倉庫３０の棚に格納される。
第３図及び第４図は、立体倉庫３０とスタッカクレーン
４０の全体構造を示す正面図と側面図である。
立体倉庫３０は１等間隔に立設された柱３１０と、柱３
１０に対して水平方向にとりつけられた支持部材３２０
を有し、多数の棚３１が形成される。
スタッカクレーン４０は、レール４１上に駆動輪４０２
と従動輪４０６により支持され、フレーム４００上には
、走行モータ４０４、キャリッジ４２０の昇降装置４１
０、制御装置４５０が配設される。
フレーム４００上には２本のコラム４４０が立設され、
コラム４４０の上端部は上部フレーム４４５で連結され
る。コラム４４０に対して、ローラ４２２を介してキャ
リッジ４２０が昇降自在に支えられ、キャリッジ４２０
はチェーン４１５で吊り下げられる。キャリッジ４２０
上にはフォーク族Ｎ４３０がとりつけられる。フォーク
装置４３０は、棚３１に対してパレット８０の搬入、搬
出を行なう。
スタッカクレーン４０は、走行モータ４０４によりレー
ル４１上を駆動される。
キャリッジ４２０を吊り下げるチェーン４１５は、上部
スプロケット４１６、下部スプロケット４１７にかけわ
たされ、下部スプロケット４１７を昇降装置４１０が駆
動することによりキャリッジ４２０は昇降する。上部ス
プロケット４１６の回転量を、例えば、ロータリエンコ
ーダで検知することにより、キャリッジ４２０を任意の
高さに正確に位置決めすることができる。
したがって、棚３１に対する段積みパレット８０の搬入
、搬出と５段積みパレットの積替えを達成できる。
スタッカクレーン４ｏのレール４１に対向して段取りス
テーション５０が配設される。段取りステーション５０
において、オペレータはパレットに対して治工具やワー
クへ取付け、取外しを実行する。
段取りステーション５０に隣接して作業指示装置６０が
配設される。作業指示装置６０は、例えばＣＲＴ表示装
置を備え、オペレータに対して段取り作業に対する指示
を与える。
作業指示装置６０に対しては、生産システム１の全体を
統括するシステム制御装置７ｏがらデータを供給するが
、各パレットにとりつけた記憶素子からデータを供給す
ることもできる。
第５図は段積みパレットの概要を示す正面図である。
全体を符号８０で示す段積みパレットは、四辺形のフレ
ームを有するパレット８００を例えば１０枚積層して構
成したものである。パレット８００は、その上面に位置
決め用の部材を備え、ワーク、治工具等を所定の位置に
載置する。パレット８００の四隅にはピン８１０を立設
し、ピン８１０が上部に積層されるパレットを支持する
。ピン８１０は、その高さを調節することが可能であっ
て、載置するワークや治工具の寸法に応じてピン８１０
の高さを変更する。このピン８１０によって段積される
各パレット８００の間に隙間８１が形成される。
スタッカクレーン４０のフォークは、この隙間８１に挿
入され、任意の段のパレットをフォーク上にすくい取る
ことができる。この機能を利用してパレットの段積み替
えを達成することができる。
パレット８００は、記憶素子８１５を備える。
この記憶素子８１５は、例えばＩＣ素子を利用したもの
である。
第８図はパレットの記憶素子８１５に書込む情報の項目
を例示したもので、パレット番号をはじめとして、立設
したピンの高さ、載置するワークや治工具等に関する種
々の情報が書込まれる。
１枚のパレット８００は、ワークを載置するワークパレ
ット、ツールを載置するツールパレット、ジョーを載置
するジョーパレットのように、部材の種類に応じて専用
のパレットとして使用することもできるが、これらの部
材を１枚のパレット上に混載することも可能である。
本発明の生産システムにあっては、ツール、ジョー等の
治工具は、それぞれ独自に記憶素子を備えて、自己に関
する情報を保有する。
第２４図はツールに関する情報の項目を示し、第２５図
はジョーに関する情報の項目を示す。
旋盤セル１０は、これらのツールやジョーを複合加工旋
盤に送る際に、ツール、ジョーの記憶素子の情報を読取
り、パレットの記憶素子から得た情報と照合する。した
がって、たとえ、オペレータによる段取りミスがあって
、パレット上に所定のツール、ジョーが載置されていな
かった場合にも、誤ったツールやジョーが複合加工旋盤
に装着されることは防止され、無人化加工を維持するこ
とができる。
第６図は段取りステーション５０および作業指示装置６
ｏの概要を示す。段取りステーション５０のベース５０
０の上面は案内面５０２を形成し、案内面５０２上に載
置されたテーブル５０４は、スタッカクレーン４０から
供給されるパレット８００を、矢印方向に移動させる機
能を備える。ベース端部にはストッパ５０５を備え、パ
レット８ｏｏをストッパ５０５に当接した位置でオペレ
ータはパレット８００上に部材を取付け、取外しを行な
う。
ストッパ５０５は、読書き装！（リード、ライト装置）
５１０を備え、パレット８００の記憶素子８１５に対し
て情報の読取りと書込みを行なう。
したがって、予めパレット８００の記憶素子８１５に、
パレット８００上に準備されるべきワークや治工具等の
情報を書き込んでおけば、段取りステーション５０の読
書き装置５１０は、この情報を読取って作業指示装置６
０に表示する。
作業指示装置６０は、例えば、ＣＲＴデイスプレィ６０
２と操作盤６３０を備える。作業指示装置６０は、段取
りステーション５０に接続され、段取りステーション５
０の読書き装置５１０が読みとったパレット８００の情
報が画面表示される。
作業指示装置６０には段取り確認装置６１０が接続され
る。段取り確認装置６１０は、ツール１６０とジョー１
７０を差し込む六６１４を有し。
六６１４内に読書き装置６２０を設ける。
例えば、パレット８００上にツール１６０．ジョー１７
０を段取りする場合には、デイスプレィ６０２上に段取
りすべきツール、ジョーの番号と、その位置が指示され
る。
オペレータは、ツール１６０を段取り確認装置６１０の
穴６１４へ差し込むと、読書き装置１６２０はツール１
６０の記憶素子１６０ａの情報を読み取る。オペレータ
はその結果をみてツールが要求されたツールと合致する
か否かを確認できる。
また、ランプ６１２等により正しいツール、ジョーか否
かを表示してもよい。
この段取り確認装置６１０を用いることにより、正確な
段取りを容易に達成することができる。
パレット８００の段取り作業が完了すると、オペレータ
は作業指示装Ｗ６０の操作パネルを操作して、読書き装
置１５１０から段取りした情報を記憶素子８１５に書込
み、記憶素子８１５の情報を更新する。
段取りが完了したパレット８００は、スタッカクレーン
４０によって立体倉庫３０の所定の棚に積重ねられる。
空いた段取りステーション５０には、次のパレット８０
０が供給され、必要な段取りが施される。
以上の作業をくり返して、例えば１０枚のパレット８０
０からなる１セツトの段積みパレット８０が形成される
と、この段積みパレット８０は、スタッカクレーン４０
によって立体倉庫３０の所定の棚に格納され、旋盤セル
１０へ送られるまで待機する。
なお、図示の実施例では２台の段取りステーション５０
を表示しであるが、必要に応じて増減する。
また、段取りステーションがパレットの段積み機能を有
する構成とすることもできる。
第７図は、生産システムの構成を示すブロック図である
。
システム制御装置７０は、スタッカクレーン４０、旋盤
セル１０．段取りステーション５０゜作業指示装置６０
にそれぞれ回路で結ばれる。
システム制御装置７０は、スタッカクレーン４０に対し
て動作指令を送り、スタッカクレーン４０から状態の報
告を受ける。
旋盤セル１０に対しては、旋盤セル１０内での搬送プロ
グラムや加ニブログラムを送り、状態の報告を受ける。
旋盤セル１０は、後述するように、パレット記憶素子の
読書き装置１５６とツール。
ジョー、ハンドの記憶素子の読書き装置１５０゜１５２
．１５４を備え、それぞれの部材のデータの読取りと書
込みを行なう。
段取りステーション５０に対しては、動作指令を送り、
状態の報告を受ける。段取りステーション５０は、操作
パネル５２０を備え、段取りステーション５０に動作指
令を送り、状態の報告を受ける。
作業指示装置６０に対しては、作業指示を送り。
状態の報告を受ける。作業指示装置６０は、段取りステ
ーション５０に設けたパレット記憶素子読書き装置５１
０に連結し、また、段取り確認装置６１０のツール、ジ
ョー記憶素子読書き装置６２０に連結する。
旋盤セル１０に装備するストッカ装置には、旋盤セル１
０の搬送ロボットのアームに装着する交換式のハンドが
準備される。これらのハンドはオペレータによりストッ
カ装置に準備される。したがって、各部材の記憶素子の
情報は作業指示装置６０を介してシステム制御装置７０
へも報告される。作業完了指示スイッチ６３０は、オペ
レータが操作して段取り作業の完了したことを作業指示
装置６０を介してシステム制御装置７ｏに通知する。
次に、本システムに使用する旋盤セル１０について第９
図以下に説明する。
第９図は旋盤セル１０の全体を示す斜視図、第１０図は
正面図、第１１図は平面図、第１２図は左側面図である
。
全体を符号１０で示す旋盤セルは、２台の主軸と２台の
刃物台を備えた複合加工旋盤を備える。
第１３図は、複合加工旋盤１１の概要を示すもので、対
向して配設した第１の主軸１１０と第２の主軸１２０を
有する。第１の主軸１１０と第２の主軸１２０は同一の
能力を有する主軸であって、それぞれ軸Ｚ工＋Ｚｚで示
す方向に移動する。
一方、同一の能力を有する２台の刃物台１１５゜１２５
は対向して配設される。第１の刃物台１１５は、軸Ｘ□
力方向移動するとともに、軸Ｔ工のまわりに旋回するタ
レット１１７を有し、タレット１１７には複数本のツー
ル２６０が装着される。
第２の刃物台１２５も同様に、軸Ｘ２方向に移動すると
ともに、軸Ｔ２のまわりに旋回するタレツト１２７を有
し、タレット１２７には複数本のツール２６０が装着さ
れる。
第１の主軸１１０は、チャック１１２を有し、ジョー２
７０でワーク２５０を把持して第１の刃物台１１５のツ
ール２６０によってワーク２５０に必要な加工を施す。
第１の主軸１１０の軸ｚ１の移動量と軸Ｃ８まわりの回
転量及び刃物台１１５の軸Ｘ工の移動量と軸Ｔ工まわり
のインデックスはＮＣ装置により制御される。
複合加工旋盤工１は、ツール２６０の刃先位置を検知す
る手段（図示せず）を備え、刃先位置を計測してＮＣ装
置にフィードバックすることにより、ワークの寸法を間
接的に計測し、加工精度を確保する。また、ワークに接
触してワーク寸法を計測する機内計測装置（図示せず）
を備えることもできる。
第１の主軸１１０により第１工程の加工が完了すると、
第２の主軸１２０のチャック１２２は第１の主軸１１０
からワーク２５０を受けとり、ＮＣ装置により制御され
る第２の刃物台１２５と共同して第２工程の加工を施し
、ワーク２５０を完成させる。
複合加工旋盤１１は以上のように、２台の主軸と２台の
刃物台を備え、複雑な形状のワークを自動的に加工する
能力を有する。
複合加工旋盤工１の後側にはチップコンベア２９０を配
設して切削により発生するチップを集め、チップパケッ
ト２９５で回収する。
全体を符号１３で示す搬送装置は、複合加工旋盤工１の
上方に配設されるガイドレール１３０を備える。ガイド
レール１３０は、旋盤の主軸の移動方向である軸ｚ１．
ｚ２と平行な軸Ｂに沿って配設され、ガイドレール１３
０上に搬送ロボット１３２を走行自在にとりつける。
搬送ロボット１３２は、上下方向の軸Ａに沿って移動す
るアーム１３４を備える。アーム１３４の先端部にはワ
ークハンド２８０をとりつけるが、後述する態様により
このワークハンド２８０を他のハンド、と交換自在とし
て、種々の対象物を搬送する。
複合加工旋盤１１に隣接して、ガイドレール１３０の下
方に部材を備蓄して必要時に複合加工旋盤工１に供給す
るストッカ装置１４を配設する。
第１４図はストッカ装置１１４の要部の断面図。
第１５図は要部の側面図である。
ストッカ装置１４は、床面に載置されるベース１４０を
有し、ベース１４０は、２本で１組の案内面を２組備え
る。第１の案内面１４２は、ガイドレール１３０の軸Ｂ
に対して直交する軸Ｘ、に沿って配設される。第２の案
内面１４４は、軸Ｘ３に平行な軸Ｘ、に沿って配設され
る。
第１の案内面１４２上には、全体を符号１６で示すスト
ッカが軸Ｘ３に沿って移動自在に載置される。
ストッカ１６は、第１の側壁１６１．第２の側壁１６２
および２つの側壁を結ぶ床１６３からなり、上部が開口
する断面がほぼ正方形の箱形のストッカ本体１６０を備
える。床１６３の下面には案内面上を転勤するローラを
設ける。
第１の側壁１６１の上縁部は外側に水平方向に延び、第
１のフランジ１６５を形成する。第２の側壁１６２の上
縁部も外側に水平方向に延び、第２のフランジ１６６を
形成する。
ストッカ本体１６０は、軸Ｘ、に沿って延びる細長い形
状を有するが、内部は仕切板１６７によって複数の室１
６８に画成される。
室１６８には、搬送ロボット１３２のアーム１３４の先
端に交換自在に装着される各種のハンドが収容される。
本実施例にあっては複合加工旋盤１１の刃物台に供給す
るツールを取り扱うためのツールハンド２７６、主軸１
１０，１２０のチャック１１２，１２２へ供給するジョ
ーを取り扱うため°のジョーハンド２７８、ワークを取
り扱うためのワークハンド２８０の３種類のハンドが用
意される。
第１のフランジ１６５と第２のフランジ１６６は、軸Ｘ
３に沿って等間隔に形成した穴を有し、第１及び第２の
ツールストッカを構成する。ストッカの各穴にはツール
２６０が挿入される。本実施例においては、各ストッカ
に１０本ずつ１合計２０本のツール２６０を収容する場
合を示すが、必要に応じて収容本数を増減する。
第１の側壁１６１と第２の側壁１６２の上部の内側には
、軸Ｘ、に沿って等間隔にジョーの保持部材を配設し、
第１及び第２のジョーストッカを構成する。各ストッカ
にジョー２７０を挿入する。
本実施例では、合計１８個のジョー２７０を保持する場
合が示されるが、ジョー２７０の個数は必要に応じて増
減する。
ストッカ本体１６０は軸ｘ３に沿って割り出され、位置
決め用の手段（例えばサーボ位置決め）を備える。
各ツール、ジョー、ハンドはＩＣを含む記憶素子を備え
、必要な情報を記録する。
ツール２６０は記憶素子２６０ａを備えるが、ストッカ
装置のベース１４０側にツールの記憶素子２６０ａの情
報を読みとり、または書き込むためのリード、ライトヘ
ッド（読書き装Ｗ）１５０を配設する。ジョー２７０は
、チャックと係合するベースジョーと、ベースジョーに
とりつけるソフトジョーとからなり、ベースジョーの背
面に同様の記憶素子を備える。そして、ベース１４０側
にジョー２７０の記憶素子２７０ａに対向するリード、
ライトヘット１５２を配設する。このリード、ライトヘ
ッド１５２は、ストッカ本体１６０が移動する際に、ツ
ールシャンク２６０Ｓとの干渉を避けるために旋回式と
して、リード、ライト時のみにジョー２７０の記憶素子
２７０ａに近接する構造とする。
第１のフランジ１６５に貯えられるツール２６０と第１
の側壁１６１に貯えられるジョー２７０は、原則として
第１の刃物台１１５と第１の主軸１１０に供給される。
第２のフランジ１６６に貯えられるツール２６０と第２
の側壁１６２に貯えられるジョー２７０は、第２の刃物
台１２５と第２の主軸１２０に供給される。
第１４図はツールハンド２７６が、第１のフランジ１６
５のツール２６０と、第２のフランジ１６６のツール２
６０を把持する状態を示し、ジョーハンド２７８がジョ
ー２７０を把持する状態を中央上部に示す。
ストッカ本体１６０内にはハンドが貯えられるが、本体
１６０の床１６３の下方のベース１４０には、ハンド用
のリード、ライトヘッド１５４がアクチュエータ１５５
により上下動自在に設けられる。第１４図はツールハン
ド２７６がストッカ本体１６０内に収容された状態を示
すが、ツールハンド２７６の先端部に記憶素子２７６ａ
をとりつけて、必要な情報を記録する。ジョーハンド２
７８、ワークハンド２８０も同様の記憶素子を備える。
このストッカ本体１６０は、治工具に加えてワークをス
トックできる構造とすることもできる。
ストッカ族！１４のベース１４０の第２の案内面１４４
には、全体を符号２０で示す走行台車が装架される。走
行台車２０はフレーム２００を有し、フレーム２００は
ローラ２０１を介して案内面１４４上に支持されるが、
図示しない駆動装置によって軸Ｘ４に沿って移動される
。この走行台車２０はフォーク２１とともにパレットチ
ェンジャを構成し、後述する態様によってワークを載置
したパレットを取り扱う。
ストッカ１６に係脱自在の連結ピン１６９によるクラッ
チ手段を設け、必要時に、走行台車２０とストッカ１６
とを連結する。ストッカ１６は、走行台車２ｏの駆動力
によって軸Ｘ３に沿って所定の位置に割り出され、ハン
ド、ツール、ジョー又はワークを搬送ロボット１３２へ
供給する。
本自動加工装置は以上のように、搬送ロボットのアーム
にとりつけるハンドを交換自在とし、必要とするツール
、ジョーを複合加工旋盤１１へ供給するので、多種類の
ワークに対する段取りを自動的に達成することができる
。
次に、ストッカ１６の一端部に機外計測装置２２を連結
する。この機外計測装置２２は、プレート２２０上にワ
ークを位置決めするブロック２２２やマイクロメータ２
２４等を配設したものであって、加工済みのワークの寸
法を自動的に計測してその情報を制御装置２３へ送る。
ベース１４０に案内される走行台車２０は、フオーク装
置！！２１を備える。フォーク装置２１は。
走行台車２０に対して上下動自在に支持される。
走行台車２０に配設したモータ２０４は伝動手段を介し
てフォーク装置２１の駆動ねし２１１を回動し、フォー
ク装置２１全体を昇降させる。
フォーク装置２１は桁２１２と、桁２１２の両端から外
側に突出する平行した２本のアーム２１３を有し、２本
のアーム２１３の内側部でパレット８ｏＯを把持する。
フォーク装置２１の桁２１２の中央内側部にはリード、
ライトヘッド１５６を備え、パレット８００の対向する
位置に記憶素子８１５を備える。
ストッカ装置１４は、段積みパレット８０を搬入するた
めのローディングステーション２１６と、段積みパレッ
ト８０を搬出するためのアンローディングステーション
２１７を備え、走行台車２０とフォーク装置２１からな
るパレットチェンジャは、両ステーションの間でパレッ
ト８００を搬送する。
スタッカクレーン４０は、段積みパレット８０を立体倉
庫３０からローディングステーション２１６へ搬入し、
全てのパレット８００の加工が完了してアンローディン
グステーション２１７に積層された段積みパレット８０
を搬出して立体倉庫３０へ格納する。
次に、本旋盤セル１０の制御装置の概要を説明する。
第１６図は制御装置の概要を示すブロック図であって、
旋盤セル１０は、旋盤セルを制御するセル制御装置２３
とＮＣ制御装置２４を備える。
セル制御装置２３とＮＣ制御装置２４は、システム制御
装置７０と結ばれる。
ＮＣ制御装置２４は、中央処理装置２４０と、操作盤２
４２を有し、加工に必要な情報を入出力する。複合加工
旋盤１１は、２台の刃物台１１０゜１２０に装着するツ
ール２６０の刃先位置を検出する刃先位置検出装置２４
４を備え、刃先位置を検出することで加工したワークの
寸法を管理する。
この刃先位置検出装置２４４の情報を中央処理装置２４
０へ送り、必要に応じてＮＣ情報を修正する。
セル制御装置２３は、複合加工旋盤１１のＮＣ制御装置
以外の装置の制御を担当する。本実施例においては、複
合加工旋盤のＮＣ制御装置２４と、それ以外の装置を担
当するセル制御装置２３を別体にした場合を示しである
が、制御装置を合体して総合した制御装置を構築するこ
ともできる。
制御装置２３は、中央処理装置２３０を備え、中央処理
装置に連結する操作盤２３１．ティーチングパネル２３
２によって、制御対象の装置の作動に関する情報が入力
される。
搬送装置１３は、ガイドレール１３０上を移動する搬送
ロボット１３２を作動するサーボ軸Ｂと、アーム２３４
の上下動を作動するサーボ軸Ａの２軸を有するが、これ
らのサーボ２３５は中央処理装置２３０からの指令によ
り制御される。走行台車２ｏとフォーク装置２１からな
るパレットチェンジャは、走行台車２０の移動と、フォ
ーク装置２１の上下動を操作するサーボ２３６を備え、
中央処理装置２３０の指令により制御される。
ハンド、ジョー、ツールを収容するストッカ１６の位置
等はユニット２３７を介して制御される。
本自動加工装置は、ストッカ１６に加えて図示しないチ
ェーン式ストッカ等を付加することにより、ツールやジ
ョーの収容量を拡大することができる。チェーンマガジ
ンを装備した場合には、ユニット２３８を介して制御す
る。
ストッカ１６と一体に連結された機外計測装置２２は、
加工が完了したワークの寸法を計測するが、計測装置２
２の作動や、計測結果等の情報は、ユニット２３９を介
して制御される。
各々のパレット８００が有する記憶素子に対する情報の
読出し、書込みは、リード、ライトヘッドコントローラ
２３３と、これに連結されるリード、ライトヘッド１５
６により実行される。
同様に、各ツールの記憶素子、各ジョーの記憶素子、各
ハンドの記憶素子の情報の読出し、書込みは、リード、
ライトヘッドコントローラ２３４と、これに連結される
リード、ライトヘッド１５０．１５２，１５４により実
行される。
この生産システムは、以上に説明した装置を備えて、段
積みパレット８０にはワーク２５０．ツール２６０．ジ
ョー２７０が載置され、各パレット８００．ツール２６
０．ジヨー２７０はそれぞれ独自に各自の情報を保有す
る記憶素子を備えるので、システムの制御用に種々のテ
ーブルが作成される。
第１７図から第２１図は各テーブルの内容を示す。
第１７図は、立体倉庫３０の各欄３１、段取りステーシ
ョン５０、旋盤セル１０にある段積みノ譬レット８０の
位置と、各段積みパレット８０を構成するパレット８０
０の位置を管理するためのテーブルである。
システム制御装置７０は立体倉庫３０の各欄３１に格納
されている段積みパレット８０の位置と、段積みパレッ
ト８０の何段目に何番のパレットが積層されているかを
管理している。
同様に１段取りステーション５０に送られてし＼るパレ
ット８００や、スタッカクレーン４ｏで搬送中のパレッ
トの番号も管理される。
旋盤セル１０内のパレット８００は、旋盤セル１０のセ
ル制御装置２３により管理され、その情報はシステム制
御装置７０に報告される。
このテーブルに照会することにより、特定の番号のパレ
ットの現在位置が検索される。
第１８図は各パレットの状態を示すテーブルである。
段積みパレット８０の各段のパレット８００は、部材と
してのワーク２５０．ツール２６０．ジョー２７０を専
用に、又は混載して収容している。
各部材の種類、載置位置１部材に関するデータ等は、パ
レット８００の記憶素子８１５に書込まれているととも
に、システム制御装置７０により管理される。
第１９図は旋盤セル１０内でのツール、ジョーの管理テ
ーブルを示す。
旋盤セルへ搬入された段積みパレット８０に収容された
ワーク、ツール、ジョーのうちで、ツールとジョーは、
いったんバッファとして機能するツールストッカとジョ
ーストッカへ送られる。その後、ツールは刃物台に、ジ
ョーは主軸のチャックに供給されるが、これらのツール
とジョーは、各自の記憶素子をリード、ライト装置が読
みとることでセル制御装置２３により管理される。
ストッカがワークも収容するものであれば、ワクもスト
ッカに一時的にストックされ、その後旋盤へ送られる。
第２０図はツール管理テーブルであって、システム内の
全てのツールに関する情報がテーブルにまとめられる。
第２１図はジョー管理テーブルであって、システム内の
全てのジョーに関する情報がテーブルにまとめられる。
第２２図は上述した各テーブルの有機的な関係を示すも
ので、パレット番号、データ番号によって特定のツール
やジョーが検索できる。
第２３図及び第２３Ａ図は本システムの制御フローを示
す。
ステップ５０００で開始された制御のルーチンは、ステ
ップ５０１０でツール破損が発生した旋盤セルの有無を
優先的にチエツクする。
ツール破損が発生したセルが発見されると、破損したツ
ールの代替ツールが格納されているパレットが検索され
、そのパレットが立体倉庫の何番目の棚にある段積みパ
レットに含まれるかが特定される。ステップ５０３０で
段積みパレットを棚からセルへ搬送するルーチンが始ま
る。
ツール破損が発生していない場合は、ステップ６０００
へ進み、加工時ち状態にあるセルの有無がチエツクされ
る。加工時ちのセルが有る場合には、ステップ６０１０
でそのセルが加工すべき段積みパレットが格納されてい
る棚の位置が検索され、ステップ６０２０でパレットが
棚からセルへ搬送するルーチンが始まる。その後、ステ
ップ５０４０へ進む。
ステップ５０４０はスタッカクレーンの動作を制御する
もので、まず、スタッカクレーンは、すくい先の準備が
完了しているか否かを判断し、準備が完了していなけれ
ば、ステップ５０１０へ戻る。
すくい先の準備がよければ、ステップ５０５０でパレッ
トのすくい上げを実行し、ステップ５０６０でそのパレ
ットの卸し先の準備状況をチエツクする。目的の卸し先
の準備が完了していないときには、ステップ５０６５へ
進み、卸し先を立体倉庫の棚に変更してステップ５０６
０へ戻る。
卸し先の準備がよければ、ステップ５０７０で目標とす
る卸し先にパレットを卸す。
ステップ５０８０では、パレットの卸し先が段取りステ
ーションか否かを判断する。卸し先が段取りステーショ
ン以外であれば、ステップ５０１０へ戻り、以上の工程
をくり返す。卸し先が段取りステーションの場合にはス
テップ５１００へ進み、段取り指示のルーチンが起動さ
れる。
一方、ステップ６０００で加工時ちのセルが無い場合に
は、ステップ６５００へ進み、作業待ちの段取りステー
ションの有無がチエツクされる。
作業待ちの段取りステーションがある場合には、ステッ
プ６５１０へ進み、セルからツール、ジョーの補給要求
がなされているか否かがチエツクされる。補給要求があ
れば、ステップ６５２０へ進み、要求されたツール、ジ
ョーを格納すべきパレットの位置が検索され、ステップ
６５３０で該当するパレットを段取りステーションへ搬
送するルーチンが始まる。
ステップ６５００で作業待ちの段取りステーションが無
い場合にはステップ７２００へ進み、セルのアンローデ
ィングステーションにおける払出しパレットの有無がチ
エツクされる。払出しパレットは、全てのワークの加工
が完了したもの、または何らかの理由により、全てのパ
レットをアンローディングステーションへ段積みしたも
のである。この払出しパレットが有る場合は、ステップ
７２１０へ進み、パレットをセルから棚へ搬送するルー
チンが始まる。
セルに加工済パレットが無い場合には、ステップ７３０
０へ進み、段取りステーションの作業が完了しているか
否かがチエツクされる。作業が完了していれば、ステッ
プ７３１０へ進み、パレットを段取りステーションから
立体倉庫の棚へ搬送するルーチンが始まる。
段取りステーションの作業が完了していない場合には、
ステップ５０１０へ戻り、上述した工程をくり返す。
ステップ６５１０で、作業待ちの段取りステーションで
、しかも治工具の補給要求が無い場合には、ステップ７
０００へ進み、未設取りの素材ワークの有無がチエツク
される。
素材ワークが有る場合には、ステップ７０１０でその素
材ワークを段取りできるパレットが検索される。素材ワ
ークを段取することができるパレットは、その素材ワー
ク用にセットされた空パレット、またはその素材ワーク
用のパレットであって加工済ワークが載置されたパレッ
トが該当する。
前者のパレットにあっては、素材ワークの段付は作業の
みが実行され、後者のパレットにあっては、加工済ワー
クの取外しと素材ワークの段付けが実行される。
ステップ７０２０で段取り用のパレットが有無がチエツ
クされ、有る場合には、ステップ６５３０へ進み、パレ
ットを段取りステーションへ搬送するルーチンが始まる
。
本生産システムにあっては、多品種の素材ワークを加工
するので、実際には素材ワークの種類毎に上述した工程
がくり返される。
ステップ７０００で未設取りの素材ワークが無い場合、
またはステップ７０２ｏで段取り用のパレットが無い場
合には、ステップ７１００へ進み、立体倉庫の棚に加工
済ワークを載置したままのパレットの有無がチエツクさ
れる。
パレットが有る場合には、パレットから加工済ワークを
取外す作業のためにステップ６５３０へ進み、パレット
を段取りステーションへ搬送するルーチンが始まる。
パレットが無い場合には、ステップ７２００へ進む。
ステップ５０８０でパレットの卸し先が段取りステーシ
ョンの場合には、ステップ５１００へ進んで段取り指示
を起動し、メインのタスクはステツブ５０１０へ戻り、
以上の工程を継続する。
段取りのタスクは、ステップ５１１０で段取り指示が開
始され、ステップ５１２０で作業内容が表示される。作
業内容は、作業指示装置６０のデイスプレィに画面表示
される。
ステップ５１３０では段取りの対象部材がツール、ジョ
ーか否かを判断し、ツール、ジョーであればステップ５
１３５へ進み、ツール、ジョーの段取りと、段取りした
ツール、ジョーの記憶素子の読込みが実行される。
ステップ５１４０で段取り作業の完了が確認されると、
ステップ５１５０でパレットの記憶素子に段取された部
材のデータが書込まれる。
ステップ５１６０でオペレータは段取りステーションで
の作業完了をシステム制御装置に通知し、ステップ５１
７０で作業を完了する。
本生産システムでは、システムを構成する装置を以上の
ように有機的に制御することにより、例えば７２時間（
３日間）にわたる無人化加工を達成することができる。
〔発明の効果〕
本発明の生産システムは以上のように、立体倉庫と自動
加工装置を有する生産システムにあって、ワークや治工
具等の部材を収容するパレットに、収容する部材に対す
る情報を記憶する記憶素子を備えるので、生産システム
で使用される治工具と、加工されるワークは、生産に必
要な情報と一体にシステム内を移動するので、物と情報
のミスマツチを防止することができ、無人化加工の能率
を向上することができる。
部材を収容するパレットは、例えば１０枚のパレットを
積層した段積みパレットとし、この段積みパレットを単
位として段取りや加工をするので、多品種のワークを長
時間にわたって無人化加工することができる。
システム内で使用される治工具は、各自の情報を記憶す
る記憶素子を備えるので、システムが治工具を管理して
、誤った治工具を装着することが完全に防止される。
オペレータは１段取りステーションでパレットに対する
部材の取付け、取外しを実行するが、作業内容は画面で
指示されるので、正確な段取りを容易に達成することが
できる。
自動加工装置は、パレットのストッカと治工具のストッ
カを備え、これらのストッカはバッファとして機能する
ので、加工中であっても、例えば棚の治工具等をストッ
カに準備することができ、自動段取りに要する時間を短
縮できる。
段積みパレットの供給を受けた自動加工装置は、パレッ
トの記憶素子の情報を読取ることで、加工スケジュール
を自動的に作成し、ワークに応じた自動段取りと自動加
工を継続する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は平面図
、 第３図は立体倉庫とスタッカクレーンの正面図、第４図
は側面図、 第５図は段積みパレットの正面図、 第６図は段取りステーションの斜視図、第７図は本生産
システムの構成図、 第８図はパレットの記憶素子に書込む情報の一覧表、 第９図は自動加工装置の全体を示す斜視図、第１０図は
正面図、第１１図は平面図、第１２図は左側面図、 第１３図は複合加工旋盤の概要を示す説明図、第１４図
はストッカ装置の要部の断面図、第１５図はストッカ装
置の要部の側面図、第１６図は制御装置の概要を示すブ
ロック図、第１７図はパレット群の位置を管理するテー
ブル　、 第１８図はパレットの状態を示すテーブル。 第１９図は旋盤セル内の管理テーブル、第２０図はツー
ル管理テーブル、 第２１図はジョー管理テーブル、 第２２図は各テーブルの関係を示す説明図、第２３図及
び第２３Ａ図は制御のフロー図、第２４図はツールに関
する情報の項目を示す表、第２５図はジョーに関する情
報の項目を示す表である。 Ｏ・・・・・・旋盤セル ３・・・・・・搬送装置 ６・・・・・・ストッカ ト・・・・・フォーク装置 １・・・・・生産システム １１・・・・・・複合加工旋盤 １４・・・・・・ストッカ装置 ２０・・・・・・走行台車 ２２・・・・・・機外計測装置 ２３・・・・・・セル制御装置 ２４・・・・・・ＮＣ制御装置　３０・・・・立体倉庫
４０・・・・・・スタッカクレーン ５０・・・・・・段取りステーション ６０・・・・・・作業指示装置 ７０・・・・・システム制御装置 ・８０・・・・・・段積みパレッｌ〜 特許出願人　　ヤマザキ　マザツク株式会社代理人　弁
理士沼形義彰（外２名） 第 図 第 図 第 図 第 図 第２０図 ツール管理テーブル 第２１図 ジョー管理テーブル 第２３Ａ図 第２３ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、収容する部材の情報を記憶する記憶素子を備えたパ
    レットと、パレットの記憶素子に対する読書き手段と、
    パレットを積層してなる段積みパレットを格納する立体
    倉庫と、パレットに対して部材を段取りするための段取
    りステーションと、段取り情報を提供する表示装置と、
    段積みパレットの供給を受け、該パレットの記憶素子に
    記憶された情報に基いて機械加工を行う自動加工装置と
    、立体倉庫と段取りステーションと自動加工装置の間で
    ワーク、治工具を収容したパレットを搬送する搬送装置
    とを備えてなる生産システム。 ２、パレットに段取りされる治工具は、治工具の情報を
    記憶する記憶素子を備えるとともに、段取りステーショ
    ンには治工具の記憶素子に対する読書き手段と、該治工
    具の情報と前記表示装置に提供された段取り情報とを照
    合、記録する治工具確認装置とを備えてなる請求項１記
    載の生産システム。 ３、自動加工装置は、複合加工工作機械と、パレットの
    搬入、搬出用のステーションと、パレットに収容された
    ワーク或は治工具を一時的に収容するストッカと、パレ
    ットステーションとストッカとの間で部材を搬送する搬
    送装置とを備えてなる請求項１又は２記載の生産システ
    ム。 ４、自動加工装置は、複合加工工作機械とストッカとの
    間で部材を搬送する搬送装置とストッカに収容されたパ
    レットと治工具の記憶素子に対する読書き手段とを備え
    、該パレットおよび治工具の記憶素子の情報に基いて段
    取りを行う請求項３記載の生産システム。 ５、自動加工装置は、段積みパレットの記憶素子の情報
    に基いて加工スケジュールを自動作成する手段を備えて
    なる請求項４記載の生産システム。
JP2233892A 1990-04-09 1990-09-04 生産システム Expired - Fee Related JP3055924B2 (ja)

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