JPH0585308B2

JPH0585308B2 -

Info

Publication number: JPH0585308B2
Application number: JP60054835A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kondo; Saburo Furuya
Original assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Seiki Co Ltd
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1993-12-07
Also published as: JPS61214955A

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 産業上の利用分野本発明はライン形NC工作機械における工程変
更処理装置に関する。

(2) 従来の技術従来、専用工作機械群におけるワーク搬送ライ
ンとして、代表的なものに、単一ワークを多量生
産するときに使用されるトランスフアマシン（以
下、TRMという）がある。また、複数のNC工
作機械を搬送装置で結合し、多種類のワークにお
ける少量生産を行なうフレキシブルマニユフアク
チユアリングシステム（以下、FMSという）が
知られている。

昨今、上記TRMとFMSの中間的な存在のライ
ンとして、複数のNC工作機械を使用し、量産指
向で且つ異種ワークに対応可能なフレキシビリテ
イを有するフレキシブルトランスフアライン（以
下、FTLという）が中量生産形ラインとして脚
光を浴びている。

(3) 発明が解決しようとする問題点前述のFTLでは、一般にタクトが短い故に加
工能率が高いという利点を有しているが、その反
面ラインを構成する複数のNC工作機械のうち１
台でも故障等でダウンすると全てのNC工作機械
が止つてしまうという問題があつた。

この問題を解決することすなわち故障等でダウ
ンしたNC工作機械（以下ダウン機という）の対
応を柔軟に早く処置することが望まれている。

(4) 目的本発明の目的は上記事情に鑑みて、問題を解決
するために提案されたものであつて、ダウン機の
対応を柔軟に早期に処置出来るようにしたライン
形NC工作機械における工程変更処理装置を提供
するにある。

(5) 問題を解決するための手段と作用本発明は前記の目的を達成するために、搬送ラ
イン上に複数の加工ステーシヨンを有し各加工ス
テーシヨンに対応して配置された複数の工作機械
を備えたライン形生産設備において、前記各工作
機械が正常に稼働している場合、これら工作機械
がワークの予め決められた加工箇所の加工を行う
ための加工用プログラムを記憶している正常加工
用プログラムメモリと、前記複数の工作機械の
内、ある工作機械に故障が発生した場合、その故
障した工作機械の加工箇所を代替加工するための
代替機械を指定して代替加工を行うべく、この代
替加工用のプログラムを記憶している代替加工用
プログラムメモリと、前記複数の工作機械の内で
故障の発生した工作機械を特定し入力するための
入力手段と、前記代替機械が前記故障機械の前工
程にあるのか後工程にあるのかを比較判断する比
較判断手段と、前記故障機械で加工中のワークは
加工不良品として加工を行わずそのまま搬送する
処理を行い、前記比較判断手段の判断に基づいて
前記代替機械が故障機械の後工程にある場合にお
いては当該故障機械の後工程にあるワークをその
まま代替機械以降の機械にて正常加工処理を行う
とともに前記故障機械の前工程にあるワークはこ
の故障機械の加工部分を前記代替機械で代替加工
を行い、前記代替機械が前記故障機械の前工程に
ある場合においては当該故障機械と代替機械との
あいだにあるワークは加工を行わない未加工品と
して搬送する処理を行うとともに代替機械の前工
程にあるワークは当該故障機械の加工部分を代替
機械で代替加工処理を行うように工程を変更する
工程変更処理手段と、前記代替加工へ移行する場
合、前記工程変更処理手段によつて各ワーク毎に
設定される工程変更処理を行うためのデータが記
憶され、このデータが、前記代替加工のために搬
送されるワークの搬送に対応して順次移行する移
行データ・フアイルとを有する構成とするもので
ある。従つて、本発明はライン形生産設備で、特
定の機械がダウンすると、代替機を指定してライ
ンを止めることなく代替機でダウン機の補充をし
て加工に支障のないように工程変更が可能となり
対応される。

而して生産性は従来に比べて減少せず、逆に稼
動率向上となる。

(6) 実施例以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳
細に説明する。

第４図は本発明を実施するに好適なFTLの概
略構成図である。

第４図において、システムは管理部門と作業部
門とで概略構成され、管理部門は中央制御装置１
００を備え、システムオンライン中の各加工工程
の流れや、加工情報としてのNCデータ、工具デ
ータ、準備情報としての加工スケジユールデータ
および段取りスケジユールデータ等を総合的に把
握して管理している。

作業部門では主制御装置１０１が中央制御装置
１００から刻々と送信される加工データを逐次各
マシニングセンタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２
ｃ，１０２ｄおよび１０２ｅのNC装置１０３
ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄおよび１０３
ｅに指令を与える。中央制御装置１００と共に主
制御装置１０１およびNC装置１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃ，１０３ｄおよび１０３ｅは光デー
タハイウエイ１０４にリンケージされ、NLU（ネ
ツトワーク・リンケージ・ユニツト）を介して必
要なデータを必要な時に適宜取り込むようになつ
ている。

また、主制御装置１０１はワークＷを搬送ライ
ン１０５に搬送せしめる搬送制御装置１０６、素
材を保管管理している素材ストツカ１０７、ある
いは加工された加工品をストツクする加工品スト
ツカ１０８とも接続され制御する。さらに、主制
御装置１０１は各マシニングセンタ１０２ａ，１
０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄおよび１０２ｅの
PC装置（プログラマブル・コントローラとい
う。）１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ
および１０９ｅにも接続されている。

而してFTLにおいて、異種ワークＷがロツト
単位で素材ストツカ１０７から搬送され、搬送ラ
イン１０５に送られ、ステーシヨンST.１から
ST.１１まで順次搬送され、各マシニングセンタ
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄおよび
１０２ｅで所定の加工が施こされて加工完了後加
工品ストツカ１０８に保管される。

このFTLで、特に各マシニングセンタ１０２
ａ〜１０２ｅになんらかの故障が生じなければ問
題がないが、各マシニングセンタ１０２ａ〜１０
２ｅのうち、例えばマシニングセンタ１０２ｂが
加工中に工具折損等で非常停止となると、FTL
全体が停止してしまい稼動ができないという大き
な問題となる。

本発明はFTLで例えばマシニングセンタ１０
２ｂが故障しダウンした際、その修復作業中にも
稼動を続行し、マシニングセンタ１０２ｂの加工
を他のマシニングセンタに分担せしめて対応しよ
うとしたものである。

本発明の原理について第２図を用いて、説明す
る。第２図イおよびロは第４図の搬送ラインの一
部を取り出した説明図である。すなわち、第２図
イは代替機（故障時、その加工を分担する機械）
例えばマシニングセンタ１０２ｃがダウン機（故
障の発生した機械）例えばマシニングセンタ１０
２ｂの後工程にある場合、第２図ロは代替機例え
ばマシニングセンタ１０２ａが、ダウン機例えば
マシニングセンタ１０２ｂの前工程にある場合の
モデル説明図である。第２図イにおいて、マシニ
ングセンタ１０２ｂがダウンした際における搬送
ライン１０５上の各ステーシヨンST.１からステ
ーシヨンST.７には夫々ワークW₁〜W₇がある。
代替機はダウン機であるマシニングセンタ１０２
ｂの後工程であるマシニングセンタ１０２ｃで対
応し、加工しようとする場合、ステーシヨンST.
５以降のものすなわちワークW₅，W₆，W₇は、
マシニングセンタ１０２ｂがダウンする以前に正
常に加工されているため、ダウン前のマシニング
センタ１０２ｃによる加工データで加工すればよ
い。ワークW₄はマシニングセンタ１０２ｂの加
工中にマシニングセンタ１０２ｂが故障等でダウ
ンしたので、不良ワークとなる。またステーシヨ
ンST.３以前のワークすなわちワークW₁〜W₃は
ダウン機となつたマシニングセンタ１０２ｂの加
工前であるので、ワークW₁〜W₃は代替機で加工
することとなる。すなわち、ワークW₃が代替ワ
ーク第１番目、順次ワークW₂が代替ワーク第２
番目、ワークW₁が代替ワーク第３番目となる。

なお、ダウン機であるマシニングセンタ１０２
ｂによる故障等の検知はダウン機自体の非常停止
あるいは、計測装置等でワークを計測し不良ワー
クを検出するものである。

従つて、ワークW₅，W₆およびW₇は代替せず
にそのまゝマシニングセンタ１０２ｃで正常時の
加工データにより加工し、ワークW₄は不良ワー
クとして検出し、そのまゝ加工せず加工品ストツ
カ１０８へ搬送し、ワークW₃からマシニングセ
ンタ１０２ｃを代替機として、ダウン機であるマ
シニングセンタ１０２ｂで加工していた加工デー
タがマシニングセンタ１０２ｃに付加されて、加
工が行なわれるように対応処理すればよいことに
なる。なお、本実施例では説明を簡潔にするた
め、代替機を１台としたが加工スケジユールや工
具データ等を勘案し、複数台の代替機を設定して
も構わない。

第２図ロにおいて、マシニングセンタ１０２ｂ
がダウンした際における搬送ライン１０５上の各
ステーシヨンST.１からST.７には、第２図イと
同様夫々ワークW₁〜W₇がある。代替機をダウン
機であるマシニングセンタ１０２ｂの前工程であ
るマシニングセンタ１０２ａで対応し加工しよう
とする場合、ステーシヨンST.５以降のものすな
わちワークW₅，W₆，W₇は、すでにダウン機で
あるマシニングセンタ１０２ｂがダウン前に正常
に加工されているため、そのまゝマシニングセン
タ１０２ｃで正常時の加工データにより加工すれ
ばよい。

ワークW₄はマシニングセンタ１０２ｂで加工
中にマシニングセンタ１０２ｂが故障等でダウン
したのであるから、不良ワークである。また、ス
テーシヨンST.２、ST.３上のワークW₂，W₃は
ライン上逆流することは出来ないため代替機であ
るマシニングセンタ１０２ａで対応することが出
来ないから、未加工品として処理し不良ワークと
はしない必要がある。マシニングセンタ１０２ａ
を代替機として加工する代替ワーク第１番目はワ
ークW₁となる。

なお、ダウン機であるマシニングセンタ１０２
ｂによる故障等の検知は、第２図イで説明したも
のと同様にして検知する。

従つて、ワークW₅，W₆およびW₇は代替せず
正常としてそのまゝマシニングセンタ１０２ｃで
加工し、ワークW₄は不良ワーク、ワークW₂，
W₃は未加工として検出し、そのまゝ加工せず搬
送し、ワークW₁からマシニングセンタ１０２ａ
を代替機として、ダウン機であるマシニングセン
タ１０２ｂで加工していた加工データをマシニン
グセンタ１０２ａに付加して加工が行われるよう
に対応処理すればよい。

本発明の構成を第２図の原理に基ずき、第１図
に示した制御ブロツク図により詳細に説明する。
第１図において、中央制御装置（CPU）１００
に画面付キーボード１から入出力回路１ａを介し
て、ダウン機のNo.例えば第２図の説明ではマシニ
ングセンタ１０２ｂ、代替機のNo.例えば第２図の
説明ではマシニングセンタｂ、代替機のNo.例えば
第２図の説明ではマシニングセンタ１０２ａある
いは１２０ｃを入力する。また、ステーシヨンNo.
であるST.１からST.７の計測センサ２がインタ
ーフエイス２ａを介して接続されている。

前もつてCPU１００には加工工程毎すなわち
機械別およびワーク別にマシンプログラムデータ
を正常加工用、各故障状況に対応した代替加工用
としてマシンプログラムデータ・メモリ３に記憶
されている。また各機械および各種ワーク毎の加
工プログラムを加工プログラム・メモリ４、工具
データを工具データ・フアイル５に記憶させる。
今、マシニングセンタ１０２ａ〜１０２ｅのうち
いずれかが故障してダウンした時に、そのダウン
機であるステーシヨンNo.を計測センサー２で検知
したり、あるいは、人手で画面付キーボード１で
CPU１００に入力し、ダウン機ST.メモリＤに一
旦記憶させる。マシンプログラムデータ・メモリ
３からどのマシニングセンタが代替機として最適
かがあらかじめ設定さているので、その代替ステ
ーシヨンNo.を代替機ST・メモリＣに一旦記憶さ
せる。

ダウン機STメモリＤからその値を加工不良
ST・メモリDNに送り、その値DNとダウン機の
No.Ｄをダウン時移行データ・フアイル６にフアイ
ルする。ダウン時移行データ・フアイル６中は第
２図で説明した如く、マシニングセンタ１０２ｂ
すなわちST・No.４がダウン時のST・No.であり、
DN欄およびＤ欄のST・No.４にフラツグ“１”
を立てフアイルする。

代替機ST・メモリＣから第２図ロの場合には
その値をダウン時移行データ・フアイ６のＣ欄で
ST・No.の２にフラツグ“１”を立てフアイルす
る。すなわち、代替機がダウン機の前工程にある
ことを示す。

ダウン機ST・メモリＤおよび代替機ST・メモ
リＣから夫々の値を比較器７，８に取り込ませ
る。代替機が前工程、すなわちＤ＞Ｃの場合には
比較器７で比較判別してビツト信号によりアン
ド・ゲート９を開かせ、そのアンド・ゲート９を
代替機ST・No.Ｃが通過して演算部１１でＣ−１
の演算を行う。また代替機が後工程、すなわちＤ
＜Ｃの場合には比較器８で比較判別し、ビツト信
号によりアンド・ゲート１０を開かせ、そのアン
ド・ゲート１０をダウン機ST・No.Ｄが通過して
演算部１２でＤ−１の演算を行う。演算部１１，
１２で処理されたＣ−１，Ｄ−１の値がオア・ゲ
ート１３に取り込まれて、その値のどちらかを通
過せしめて、代替加工１番目ST・メモリＩに記
憶させる。第２図ロの場合にはＣ−１＝１であ
る。従つて、ダウン時移行データ・フアイル６の
Ｉ欄のST.No.１にフラツグ“１”を立ててフアイ
ルする。

次にSTカウンタ１４が順次STNo.のNi（１から
Ｎまで）を比較器１５に送り、かつ、ダウン機
ST・メモリＤおよび代替加工１番目ST・メモリ
Ｉから夫々ＤおよびＩの値を比較器１５に取り込
ませる。

比較器１５で、Ｉ＜Ni＜Ｄの比較判別をして、
Ｉ＜Ni＜Ｄの条件を満足すると、アンド・ゲー
ト１６を開かせて、カウンタNo.のNiを通過をさ
せて、未加工ワークST・メモリＡに記憶させる。
さらに未加工ワークST・メモリＡからダウン時
移行データ・フアイル６のＡ欄にフラツグ“１”
を立てフアイルする。第２図ロの場合には、ST.
No.２とNo.３にフラツグ“１”が立つ。

また、STカウンタ１４は順次STNo.のNiを比
較器１７に送り、かつダウン機ST・メモリＤか
らその値Ｄを比較器１７に取り込ませる。

比較器１７で、Ｄ＜Niの比較判別をして、Ｄ
＜Niの条件を満足すると、アンド・ゲート１８
を開かせてSTカウンタNiを通過させて、正常加
工ワークST・メモリＧに記憶させる。さらに正
常加工ワークST・メモリＧからダウン時移行デ
ータ・フアイル６のＧ欄にフラツグ“１”を立て
フアイルする。第２図ロの場合には、ST・No.５，
６および７にフラツグ“１”が立つ。

このように処理されたDN，Ｄ，Ｃ，Ｉ，Ａお
よびＧの値はすべてダウン時移行データ・フアイ
ル６に一括してフアイルされる。

而して、加工プログラム・メモリ４およびダウ
ン時移行データ・フアイル６をもとに実際の代替
加工移行時のリアルタイム加工データとして書き
替えてリアルタイム加工データフアイル１９にフ
アイルさせる。また、ダウン時移行データフアイ
ル６のそれらのデータは順次搬送信号を取り込む
ことによつてアンド・ゲート２０を開かせ、デー
タシフト処理部２１で処理し、代替移行シフトデ
ータ・フアイル２２にフアイルさせる。すなわち
ダウン機発生から全STが代替加工に移行するま
での間、各ワークがダウン時移動データフアイル
６に基づいて加工がなされ、次工程への搬送信号
によつてダウン時移行データも次工程へシフトさ
れる。また、リアルタイム加工データフアイルの
ダウン時移動データも対応して書き変えられる。
第２図ロでST.No.１からNo.２に工程を移行（ワー
ク搬送処理）させた場合のフアイルは第１図に示
したとおりとなる。

本発明の動作を第３図のフローチヤートに基づ
いて説明する。

第３図において、まず第段でダウン機のST
No.を計測装置のセンサあるいは画面付キーボード
１でCPU１００に入力する。

第段でマシンプログラムデータフアイル３や
工具データフアイル５等の代替情報の読み込みを
行なう。次に、第段でダウン機以外の現在使用
されている各マシニングセンタの中で代替機とし
て代替出来るかどうか判断する。

もし、代替機がなければ、第段で代替不可の
メツセージを発し、第段でダウンした時点で他
に未加工の異種ワークが素材ストツカ１０７にあ
るかどうか判断し、異種ワークがある場合には、
再度第段の手前にフイードバツクされ、判断さ
れる。異種ワークがなければ、生産を停止する。

第段で代替できる機械がある場合には、第
段で不良ワークの処理を施す。すなわち、ダウン
機ST・メモリＤから加工不良ST・メモリDNに
加工不良ワークのST・No.DNを記憶させ、さら
にダウン時移行データフアイル６のDN欄にフア
イルする。

第段で代替機がダウン機の前工程であるか後
工程であるかを判断する。代替機がダウン機の後
工程である場合、比較器８でＤ＜Ｃの比較を行
い、条件を満足するとビツト信号が立つ。

代替機がダウン機の前工程である場合は、比較
器７でＤ＞Ｃの比較を行い、条件を満足すると、
ビツト信号が立つ。

第段で前工程である場合は、演算部１１でＣ
−１の演算を行い、代替加工１番目のST・メモ
リＩにその値のＩを記憶させてダウン時移行デー
タ・フアイル６のＩ欄にフアイルする。代替機が
ダウン機の後工程である場合は、比較器８でＤ＜
Ｃの比較を行い、条件を満足すると代替加工１番
目のST・メモリＩにその値のＩを記憶させてダ
ウン時移動データ・フアイル６のＩの欄にフアイ
ルする。さらに第段、第段で未加工ワーク
STのNo.Ａと正常加工ワークST・No.Ｇを夫々比較
器１５，１７で比較し、その値を夫々の未加工ワ
ークST・メモリＡ、正常加工ワークST・メモリ
Ｇに記憶させると共に、ダウン時移行データフア
イル６のＡ，Ｇ欄にフアイルする。

次に、第段で代替機に工具段取が必要かどう
か判断し、工具段取が必要な場合には、第段で
工具段取を指示し、第段で工具段取を完了させ
る。工具段取が完了し、又は第段で工具段取が
必要ないと判断された場合には、ダウン時移行デ
ータ・フアイル６にフアイルされた夫々のデータ
DN，Ｄ，Ｃ，IAおよびＧをリアルタイム加工デ
ータ・フアイル１９に転送し搬送信号の都度書き
替える。

第段で代替第１番目のワークが代替機に入つ
た時、代替移行処理を行い代替機にプログラムを
新しく入替処理する。続いて第段で代替機によ
り加工を行う。このようにFTLにおいて故障等
でマシニングセンタがダウンした際には上述した
フローチヤートに基づき処理すれば、機械がダウ
ンしてもスムーズに対応出来、生産を停止せしめ
ることなく加工が可能である。

(7) 効果本発明の工程変更処理装置をライン形NC工作
機械に持たせることによつて、従来のFTLにお
ける生産で工具折損等の故障でダウン機が発生す
ると、全体の流れはストツプし生産の加工が中断
し生産性の低下をきたすということがなくなり、
ただちに代替機に置換えて生産を続行することが
出来る。また、不良品は極少に抑えると共に、対
応がスムーズに処置出来るため、停止時間を少な
く生産を低下せしめることなく、従来と同等の生
産量を上げ、延いては稼動率向上にもつながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明する構成ブロツク
図である。第２図は第４図の搬送ラインの一部を
取り出した説明図で、イは代替機がダウン機の後
工程にある場合、ロは代替機がダウン機の前工程
にある場合の説明図である。第３図は本発明の動
作を説明するフローチヤート図である。第４図は
本発明を実施するに好適なFTLラインの概略構
成図である。１……画面付キーボード、２……計測装置、３
……マシンプログラムデータ、４……加工プログ
ラム・メモリ、６……ダウン時移行データ・フア
イル、７，８，１５，１７……比較器、DN……
加工不良ST・メモリ、Ｄ……ダウン機ST・メモ
リ、Ｃ……代替ST・メモリ、Ｉ……代替加工１
番目ST・メモリ、Ａ……未加工ワークST・メモ
リ、Ｇ……正常加工ST・メモリ、１００……中
央制御装置、１０１……主制御装置、１０２ａ〜
１０２ｅ……NCマシニングセンタ、１０３ａ〜
１０３ｅ……各NC装置、１０４……光データハ
イウエイ、１０５……搬送ライン、ST.１〜ST.
１１……各ステーシヨン、W₁〜W₇……各ステー
シヨンにおけるワーク。

Claims

【特許請求の範囲】１搬送ライン上に複数の加工ステーシヨンを有
し、各加工ステーシヨンに対応して配置された複
数の工作機械を備えたライン形生産設備におい
て、前記各工作機械が正常に稼働している場合、こ
れら工作機械がワークの予め決められた加工箇所
の加工を行うための加工用プログラムを記憶して
いる正常加工用プログラムメモリと、前記複数の工作機械の内、ある工作機械に故障
が発生した場合、その故障した工作機械の加工箇
所を代替加工するための代替機械を指定して代替
加工を行うべく、この代替加工用のプログラムを
記憶している代替加工用プログラムメモリと、前記複数の工作機械の内で故障の発生した工作
機械を特定し入力するための入力手段と、前記代替機械が前記故障機械の前工程にあるの
か後工程にあるのかを比較判断する比較判断手段
と、前記故障機械で加工中のワークは加工不良品と
して加工を行わずそのまま搬送する処理を行い、
前記比較判断手段の判断に基づいて前記代替機械
が該故障機械の後工程にある場合該故障機械の後
工程にあるワークは正常に稼働しているときと同
様に正常加工プログラムで加工を行う正常加工処
理を行うとともに該故障機械の前工程にあるワー
クは該故障機械の加工箇所を該代替機械で代替加
工プログラムで加工を行う代替加工処理を行い、
前記代替機械が前記故障機械の前工程にある場合
該故障機械と該代替機械とのあいだにあるワーク
は加工が行なわれない未加工品として搬送する処
理を行い、該故障機械の後工程にあるワークは正
常加工処理を行うとともに該代替機械の前工程に
あるワークは該故障機械の加工箇所を該代替機械
で代替加工処理を行うように工程を変更する工程
変更処理手段と、前記代替加工へ移行する場合、前記工程変更処
理手段によつて行われた各ワーク毎の工程変更処
理のためのデータが記憶され、該ワークの搬送に
伴つて該データが順次移行されていく移行デー
タ・フアイルとを有することを特徴とするライン
形NC工作機械における工程変更処理装置。