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。
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