JPS59214910A - フレキシブル複合加工セルの運転制御方式 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、任意の既在加工機を組合せた設備群（但し、
同一規格のパレット使用）を運転可能にし、かつ種々の
使用形態に対応可能にすることを目的とするフレキシブ
ル複合加工セルの運転制御方式に関するものである。

〔発明の背景〕

製品の加工仕様は、各ユーザにおいて多種多様に変わる
。この要請に対応できる機械加工技術を確立することが
、機械加工ＦＡシステムにおける加工機に対するニーズ
となっている。

この要求に対する、従来の解決策は、′ハードウェア単
体指向”と１システム化指向”とがあった。すなわち、 ■　単体設備の高級化 ■　ＦＭＳ　（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕ
ｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ　）の開発 である。

前者■は、単体加工機に、多稲類の加工機能を持たせた
もので、マシニングセンタ（Ｍ／Ｃ）、複合旋盤（ＮＣ
−Ｔ、）等がその代表例である。管理工数の低減、仕掛
在庫量の節減に顕著な効果があった。

一方、後者■は、必要加工機能を各加工機に分散して持
たせ、これら加工機へのワークの供給を搬送車等の手段
で実現するものである。これは、生産量の大のとき、有
効な手段であった。しかし、これら■、■には次の欠点
がある。

・・・・・・（前者■の欠点） 各ユーザにとって必要な加工機能は異なっている。一台
の加工機で、不特定多数のユーザのニーズを満たそうと
すればする程、多数の機能を付与しなければならず、そ
の結果、ますます高価な機械となってきた。ところが、
各ユーザは、この高価な機械の一部の機能しか活用して
おらず、このためコスト・パーフォーマンスが低力った
。

２、単一加工機に保有可能ツール本数に限界・・・・・
・（前者■の欠点） 加工機の多機能化を図ることにより、製品の多様化に対
処してきた。しかし、製品の多様化が進むにつれ、必要
ツールの種類数が指数的に増加し、ツール・マガジンが
大型化してきた。この結果、ツール供給の応答速度の低
下、加工機の大型化等の問題が発生し、加工機の保有可
能ツール本数があい路になってきている。

加工機、倉庫、搬送車、段取ステーション等の設備規模
の大型化により、投資コストが増大。このために、適用
範囲が大規模工場に限定されていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述の欠点を改善すべく、必要加工機
能を有する加工機と、加工予定ワークの搬入、加工済ワ
ークの搬出をするためのワークの一時置場、各加工機へ
のワークの装入、装出し旋回する自動パレット交換器、
これら設備単体を夫夫制御するコントローラ群、および
これらコントローラ群を制御する統括コントローラと小
ら成る、フレキシブル複合加工セルの運転制御方式を提
案することにある。

〔発明の概要〕

機械加工ＦＡシステムにおける加工機に対する要求特性
は、 「■要求加工機能は、各ユーザ毎に夫々異なる。

しかし、■特定ユーザの必要加工機能は、ある加工機能
に限られている」 ことである。

前者■の特性は次の通シ。

同−業種内のユーザでも、生産技術の水準、そのユーザ
の発展過程等の違いによって、加工仕様は異なる。まし
て、業種の異なるユーザでの製品の加工仕様には差異が
ある場合が多い。この結果、加工機への要求加工機能は
、ユーザ毎に異なっているのが通常である、と言える。

一方、後者■の特性は次の通り。

ユーザが要求している加工仕様は、ある特定機能に限ら
れている場合が多く、多数の加工機能を同時に要する場
合は稀れである。なぜならば、製品の多様化は、そのユ
ーザでの主力製品を中心に、その製品の一部機能の追加
、変形で行なわれる場合が多い、と考えられるからであ
る。

従来の機械加工ＦＡシステムでは、前者■の特性に応え
ることを中心に検討されてきた、と思われる。その結果
、前述の欠点が問題化してきた。

今回、提案する方式は、後者■の特性に着眼し、前述の
欠点を解決することを狙ったものである。

すなわち、要求加工仕様は、各ユーザが指定・選択する
、ものである。具体的には、既開発の多機能加工機（例
えばＭ／Ｃなど）を要素加工機の１つとして採用する。

加工仕様の異なる要素加工機を必要に応じて追加結合す
ることによシ、当該ユーザにとって、必要十分な加工機
能を満たす複合加工セルを構築する。

従来方式が、多数のユーザを対象に、必要加工機能と思
われるものを網羅的に付加していく考え方であったのに
対して、今回ｉ案する方式は、各ユーザにとって必要加
工機能のみを付加する。換言すれば、付加する加工機能
をユーザ毎に取替可能にしたものである。

以上の考え方にもとづき、以下の設備とコントローラと
から成るフレキシブル複合加工セルの運転制御方式を提
案する。

（１）必要加工機能を有する加工機と、加工機の動作制
御するコントローラ（ＣＮＣ）。

（ｉｉ）　　加工予定ワークの搬入、加工済ワークの搬
出をするだめのワークの一時置場設備と、この設備の動
作制御するコントローラ。

（ｉｉ［ｌ　　各加工機へワークの装入、装出し、旋回
する自動パレット変換器と、この変換器の動作制御を行
うコントローラ。

（ＩＶ）　　これら、各設備の動作制御コントローラ群
を、制御する統括コントローラ。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、フレキシブル複合加工セルの機能ブロック図
である。図において、１は、複数の加工機能を有する加
工機群Ｍ、２は、この加工機群に加工予定ワークを搬入
し、加工済ワークを本加工セルから搬出するための、ワ
ークの一時置場装置Ｓ、３は、加工機群へワークを装入
、装出し、加工機群間を旋回する自動パレット交換器Ａ
ＰＣ。

４は、加工機群の各加工機の、５は、ワーク置場装置の
、また６は、自動パレット交換器の、夫々の動作を制御
するコントローラ、ＣＮＣＸ５Ｃ１ＡＣ，７は、これら
コントローラ間の統括制御するコントローラＩＣである
。

加工機群１、ワーク置場装置２、自動パレット交換器３
、及びこれら装置単体の動作制御を行うコントローラ４
，５．６は開発済であり、ここでは、これらの技術を活
用するものとする。以下、統括コントローラ７の動作制
御を中心に説明する。

第２図は、統括コントローラ７の必要機能を示す入出力
データ図である。

統括コントローラの必要機能ハ、 （１）複合加工セルでの加工スケジュールの作成と指示 （２）設備への動作開始指示 （３）設備の現況管理 （４）　　設備の異常監視 である。これらの機能を果すために、 ■　上位コントローラ又は人間からの入力データとして
は次のものが必要となる。

（１）加工機屋、ワーク名・工程名で加工順序計画（ス
ケジュールファイル） （２）加工セルで加工されるワーク情報（ワークファイ
ル） （３）設備情報（設備ファイル） （４）統括コントローラが要求したＮＣテープ憲、ＮＣ
テープ情報の受取 （５）受取済、加工済のワークの搬入、搬出要求に対す
る応答 ■　下位コントローラからの入力データとして、加工機
のＣＮＣからは次のものが必要となる。

（１）　　ワークの搬入／搬出要求 （２）　　ワークの搬入／搬出完了報告ＡＰＣのコント
ローラから （３１ＡＰＣ該当パレツトＡの指定場所への到着報告 ワーク置場のコントローラから （４）　　ワークの搬入／搬出要求 （５）搬送車の到着報告 （６）　　ワークの搬入／搬出完了報告さらに、これら
−機能を実現するために、外部情報としては次のものが
必要である。

（１）　　ワークファイル （２）　　設備ファイル （３）スケジュールファイル ■　一方上位コントローラ又は、人間への出力データと
して、次のものが必要となる。

（１）加工機で必要なＮＣテープ情報の作成／修正の要
求 （２）加工機で必要なツールの装着要求（３）段取済、
加工済のワークの搬入／搬出の要求 （４）　　ワークの搬入、搬出の実績報告■　更に下位
コントローラへの出力データとして、加工機のＣＮＣへ
次の指示を行なう必要がある。

（１）　　必要ＮＯ情報の伝達、必要ツール取替指示（
２）加工するワーク名一工程名、ＮＣテープ扁、ツール
屋の指示 （３）段取済ワークの搬入、加工済ワークの搬出および
、加工動作の開始指示 ■　ＡＰＣのコントローラへ次のことを行う。

（１）ＡＰＣの移動要求 （２）ワーク置場、加工機とＡＰＣとの協調動作開始指
示 ■　ワーク置場のコントローラへ次のことを行う。

（１）搬送車到着予告 （２）段取済ワークの搬入、加工済ワークの搬出の各動
作の協調制御 統括コントローラ７の、４つの必要機能の内、多種類の
加工機能を有する複合フレキシブル加工セルを、整合性
を保ちつつ運転制御するには、設備間の協調動作が最も
重要な機能である、と考え、各設備の動作開始指示機能
を中心に考える。

加工機群１、ワーク置場装置２、自動ノ（レット交換器
３、間のワークの移動には、大別して、■　加工予定ワ
ークの搬入と、 ■　加工済ワークの搬出、 の移動ジョブがある。

前者■は、さらに、 ジョブ１：外部からワーク置場への搬入ジョブ２：ワー
ク置場からＡＰＣへの搬入ジョブ３：ＡＰＣから加工機
への搬入 後者■は、 ジョブ４：加工機からＡＰＣへ搬出 ジョブ５：ＡＰＣからワーク置場へ搬出ジョブ６：ワー
ク置場から外部へ搬出 と、夫々細分される。

これら６つのワークの移動ジョブに分けて、夫夫の動作
開始指示の制御の流れを第３図に示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、当該ユーザにとって、必要加工機能の
みを選択・結合することが可能になり、次の効果が得ら
れる。

■　加工機のツール保有本数の限界の回避本方式は、当
該ユーザにとって、必要な加工機能を有する加工機を接
続する。必要なツールを各加工機に分散保持するので、
ツール保有本数が、運転制御のあい路となることを回避
できる。

■　コストパーフォーマンスの向上 要求される加工機能を既在の加工機の組合せにより実現
している。当該ユーザにとって不要な加工機能は含んで
いないので、コストパーフォーマンスは高い。

■　適用範囲の拡大 搬送車、段取ステーション、倉庫等の付属設備のない場
合、またこれら付属設備を結合した場合、いずれも稼動
可能であり、適用範囲が広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フレキシブル複合カシェセルの機能ブロック
図、第２図は、加工セルを制御する統括コントローラの
必要機能を示す入出力データ図、第３図は、動作開始指
示の制御の流れ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なった加工機能を有する複数の加工機Ｍ＋と、これら
   加工機単体の動作制御を行う各ＣＮＣ，加工予定ワーク
   の搬入、加工済ワークの搬出をするためのワークの一時
   置場Ｓと、Ｓ単体の動作制御を行うコントローラＳ０１
   各加工機Ｍ＋ヘワークを装入、装出する自動パレット交
   換器ＡＰＣと、ＡＰＣの動作制御を行うコントローラＡ
   Ｃ１およびこれら手段１，２．３を統括制御するコント
   ローラＩＣとから成る複合加工セルにおいて、製品の要
   求加工仕様を満たすべく、異なった加工機能を有する複
   数の加工機を選択・結合し運転制御を可能にし、かつ、
   この複合加工セルの多様な使用形態の実現を可能にする
   、ことを特徴とするフレキシブル複合加工セルの運転制
   御方式。