JP3018253B2 - 自動加工システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 NC工作機と加工品収納装置、搬送装置からなる自動加
工システムの運行スケジューリングを含めたシステム構
成に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術１として加工品収納供給装置から収納整列
順に未加工品を取り出し逐次加工を進める方式（第３図
参照）、従来の技術２として米国特許4369563号明細書
に示されるような中央指令装置の加工命令に従い逐次加
工を進める方式（FMS）がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術１では、第３図に示すように加工品収納装置
３内の加工品3dの整列順がNC加工機6,7に与えられた加
工命令と同じ順序になっている。このため、何等かの必
要があり加工順を変更しようとする場合はその都度NC加
工機6,7に与えてある加工命令と、加工品収納装置３内
の加工品の整列順を変更しなければならない。したがっ
て、加工順の変更は多大の時間と労力を要する作業であ
り、非実用的であり加工順変更に対するフレキシビリテ
ィを欠く。

従来技術２は、中央の指令装置にNC加工機、加工収納
装置、搬送手段がすべて結合されている。そして、すべ
ての運行は中央指令装置からの指令で行われる。したが
って、中央指令装置の実行ソフトウエアの変更で自由に
加工スケジュールを変更することができる。また、アク
シデントへの対応も予測されるものに対しては自動的対
応ができる等の利点がある。しかし、中央指令装置およ
びそのソフトウエアにかかるコストは多大となる。

また加工機の追加・削減等の設備変更は専門的知識・
技能を有するシステムエンジニアの手にゆだねる以外に
無く、多大の時間と費用を要する。このため、大規模な
現場ならともかく中・小規模な現場では、システムの導
入がしにくくなる。また労働力不足になやむ中・小企業
となる程その傾向はつよくなる。

本発明の目的は、NC加工機、加工品収納供給装置及び
搬送装置から構成された自動加工システムにおいて、加
工品の加工順番を容易に変更でき、また操作やシステム
の変更（NC加工機の増設削減）に容易に対応できるロー
コストの自動加工システムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の自動加工システ
ムは、搬送経路に近接して配置された複数のNC加工機
と、搬送経路に近接して配置され複数の加工品を収納供
給する加工品収納供給装置と、搬送経路に沿ってNC加工
機と加工品収納供給装置との間を加工品を搬送する搬送
手段とからなる自動加工システムにおいて、NC加工機は
それぞれ加工品の加工順序を定めるためのプリセレクタ
を有し、加工品収納供給装置は収納している加工品の種
類を読取る加工品読取り装置と、NC加工機からの要求に
従い、内部に配列した加工品の群から所定の加工品を取
り出し、搬送手段に供給する操作を制御する加工品供給
制御装置を有し、かつ各NC加工機は、加工品の加工順序
を定めるためのプリセレクタとして、加工品収納供給装
置内で取出しルートが最短となる条件で加工品を加工す
る運行モードを指定するプリセレクタと、同品種の加工
品を加工する運行モードを指定するプリセレクタとを有
することを特徴とする。

あるいは各NC加工機は、加工品収納供給装置内で取出
しルートが最短となる条件で加工品の加工する運行モー
ドを指定するプリセレクタと、同品種の加工品を加工す
る運行モードを指定するプリセレクタとを備え、加えて
加工品品種の加工優先順位を設定する優先順位設定手段
と、優先順位に従い加工品を加工する運行モードを指定
するプリセレクタとからなる１組、または未加工品の品
種別残存個数比率を設定する個数比率設定手段と加工品
収納供給装置内の未加工品の品種別残存個数比率を確保
するように加工品を加工する運行モードを指定するプリ
セレクタとからなる１組、または未加工品の、品種別加
工時間を設定する加工時間設定手段と品種別残存加工時
間比率を設定する時間の比率設定手段と加工品収納供給
装置内の未加工品の品種別残存加工時間比率を確保する
ように加工品を取出す運行モードを指定するプリセレク
タとからなる１組のいずれかを設けるのがよい。

〔作用〕

加工品収納供給装置から送信された在庫データを基
に、NC加工機上の各種プリセレクタを有効とした時、加
工品収納供給装置は以下に述べるように加工品を一つづ
つ取り出し、そして取り出された加工品は搬送手段によ
りNC加工機にまで搬送され、NC加工機により加工され
る。自動加工システムは上記加工品の取り出し、搬送及
び加工の動作をプリセレクタにより指定された運行モー
ドの加工品がなくなるまで繰り返す。以下加工品の取り
出し順についてのみ説明する。

NC加工機上の“同品種の加工品を取り出す”運行モー
ドを指定するプリセレクタを有効と設定した時、加工品
収納供給装置は配列の先頭から加工品を取り出し、以降
最初の加工品と同品種の加工品を加工品群から選択して
取出す。

NC加工機上の“加工品収納供給装置内で取出しルート
が最短となる条件で加工品を加工する”運行モードを指
定するプリセレクタを有効と設定した時、加工品収納供
給装置は配列の先頭から加工品を順次取り出す。

NC加工機上の優先順位設定手段により加工品品種の優
先順位を指定し、“優先順位で加工品取出し”運行モー
ドを指定するプリセレクタを有効と設定した時、加工品
収納供給装置は、まず優先順位１位の品種の加工品を順
次全部取り出し、以降順次に優先順位の高い加工品を取
出す。

NC加工機上の個数比率設定手段により未加工品の品種
別残存個数比率を指定し、“加工品収納供給装置内の未
加工品の品種別残存個数比率を確保するように加工品を
取出す”運行モードを指定するプリセレクタを有効とし
た時、加工品収納供給装置は、品種別の未加工品個数比
率がそれぞれ設定値になるように、品種中設定比率に対
する差の多い品種を優先し加工品を取出す。

NC加工機上の加工時間設定手段と加工時間比率設定手
段によりそれぞれ品種別加工時間と品種別残存加工時間
比率とを設定し、“加工品収納供給装置内の未加工品の
品種別残存加工時間比率を確保するように加工品を取出
す”運行モードを指定するプリセレクタを有効と設定し
た時、加工品供給制御部は各品種毎の残存時間を算出の
上、品種別の未加工時間比率がそれぞれ指定された数値
なるように、品種中設定比率に対する差の多い品種を取
り出すよう制御する。

このように、加工スケジュールは、各NC加工機でそれ
ぞれ個別に決定され、自動加工運転が継続される。した
がって、中央（上位）指令装置を必用としない自動加工
システムが構成できる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第２図を参照して説
明する。

第１図は本発明による自動加工システムの一実施例の
全体構成図である。この自動加工システムは、搬送経路
５に近接して配置され加工品を貯える加工品収納供給装
置３と、搬送経路５に近接して配置されたNC加工機6,7
と、搬送経路５に沿って加工品を搬送する搬送手段４と
から構成されている。

加工品収納供給装置３は、その中に加工品3d（または
加工品を取り付けたワークパレット等）を配列して収納
しており、供給時にはそれら加工品を循環移動させて要
求された加工品を取り出す。また加工品収納供給装置３
は、収納した加工品3d中の未加工のものについて品種と
数量を読み取る未加工読取り装置２と、未加工品の選択
／搬出を制御する加工品供給制御装置１を備えている。
そして未加工品読取り装置２の品種、数量及び比率の情
報はデータ回線1a,1bそれぞれを通じてNC加工機6,7に送
られる。

NC加工機6,7はそれぞれプリセレクタ6a〜6e,7a〜7eを
有しており、これらのプリセレクタ6a〜6e,7a〜7eによ
り、加工品収納供給装置３内の未加工品をどのような順
序で加工するかを定めた運行モードを選択し、設定す
る。

プリセレクタ6a,7aは、同種加工品3dを継続して加工
するか否かを設定する。プリセレクタ6b,7bは、加工品
収納供給装置３内にある加工品3dのうち、加工品収納供
給装置３の搬出位置の最も近くにある加工品を加工する
か否かを設定する。

プリセレクタ6c,7cは、優先順位設定手段（図示せ
ず）に加工品3dの加工優先順位が設定されているとき、
その設定内容に従うか否かを設定する。

プリセッタ6d,7dは、加工品収納供給装置３内に収納
されている加工品3dの加工品収納供給装置３内の員数比
が一定になるように加工品3dを加工するか否かを設定す
る。プリセレクタ6e,7eは、加工品収納供給装置３内に
収納されている加工品3dの品種毎の総加工時間（加工品
3dの数×標準加工時間）の比が一定になるように加工品
3dを加工するか否かを設定する。

第２図は運行モードのフローチャートであり、NC加工
機6,7が、回線1a,1bそれぞれを通じて加工品収納供給装
置３の加工品供給制御装置１に対して未加工品の搬入を
要求する運行モードを示している。図に示すように、運
行モードとしては、プリセレクタ6a（7a）により設定さ
れる“同種ワーク継続取出しモード”、プリセレクタ6b
（7b）により設定される“ストッカ内最近接位置ワーク
取出しモード”、プリセレクタ6c（7c）により設定され
る“優先順位取出しモード”、プリセレクタ6d（7d）に
より設定される“ストッカ内未加工ワーク一定比率ワー
ク取出しモード”及びプリセレクタ6e（7e）により設定
される“ストッカ内加工ワーク一定時間比率ワーク取出
しモード”がある。

各NC加工機6,7には上記プリセレクタ6a〜6eの他に、
必要な加工品種に対し優先順位を設定する優先順位設定
手段と、各加工品種に対しそれぞれ１個当りの標準加工
時間を設定する加工時間設定手段とが備えられている。
優先順位設定手段により設定された加工品の優先順位
（後出の第１表参照）は、プリセレクタ6c（7c）を有効
と設定した時に、基準データとして用いられ、また加工
時間設定手段により設定した加工時間（後出の第１表参
照）は、プリセレクタ6e（7e）を有効と設定した時に、
各未加工品種毎に残存未加工総時間を算出する基準デー
タとして用いられる。

さらに各NC加工機6,7は、上記各設定手段の他に、加
工品収納供給装置３内の未加工品個数比率を設定する個
数比率設定手段、未加工品加工時間比率を設定する加工
時間比率設定手段を有している。

第１表は、各未加工品種別に未加工品個数比率、未加
工品加工時間比率、優先順位及び加工時間を設定した一
例を示すものである。

ただし、第１表のデータは、プリセレクタ6a（7a）を
有効と設定した場合には、適用されない。すなわち運行
モードとして“同種ワーク継続取出しモード”を設定し
た場合、第１表のデータに関係なく、加工品選択制御部
１は、第２図に示す処理“未加工品が存在する限り自
動加工システムが運転開始後、初搬入の未加工品と同種
加工品の搬入を繰り返す”を指令する。加工品収納供給
装置３から出された未加工品3dは、搬送手段４により、
指令したプリセレクタ6a（7a）に応じてNC加工機6,7に
まで搬送される。

また第１表のデータは、プリセレクタ6b（7b）を有効
と設定した場合にも適用されない。すなわち運行モード
として“ストッカ内最近接位置ワーク取出しモード”を
設定した場合、第１表のデータに関係なく、加工品供給
制御装置１は、第２図に示す処理“ストッカより搬送
するにストッカ内でルートが最短となる条件の未加工品
を搬入する”の指令を出し、加工品収納供給装置３は配
列の先頭から順に未加工品をとり出す。取り出された未
加工品3dは、搬送手段４により、指令したプリセレクタ
6b（7b）に応じてNC加工機6,7にまで搬送される。

NC加工機６（７）上のプリセレクタ6c（7c）を有効と
し“優先順位ワーク取出しモード”を設定して、第２図
のフローチャートに示す処理“ストッカ内で優先順位
の高い方から選択しワークを搬入する”を加工品供給制
御装置１に要求した場合には、第１表に示す優先順に従
い、加工品収納供給装置３内の品種Ａの加工品3dが順次
NC加工機６（７）に搬入／加工され、加工品収納供給装
置３内の品種Ａの総ての加工が完了した後、品種Ｂ全
数、品種Ｃ全数と順次加工が進められる。

プリセレクタ6d（7d）を有効にし“ストッカ内未加工
ワーク一定比率個数ワーク取出しモード”を設定して、
フローチャートに示す処理“ストッカ内の未加工ワー
ク中既設定比率より最も高い残存比率を示すものを選択
し搬入する”を加工品供給制御装置１に要求した場合に
は、第１表に示すように加工品収納供給装置３において
品種A,B,Cの未加工品個数比率がそれぞれ30,60,10％に
なるように、品種中設定比率に対する差の多い品種が優
先してNC加工機で搬入／加工が行われる。

プリセレクタ6e（7e）を有効にし“ストッカ内未加工
ワーク一定時間比率ワーク取出しモード”を設定して、
フローチャートに示す処理“ストッカ内の未加工ワー
ク中既設定比率より最も高残存比率を示すものを選択し
搬入する”を加工品供給制御装置１に要求した場合に
は、加工品制御装置１は各品種毎の残存時間を算出の
上、第１表に示すように加工品収納供給装置３において
品種A,B,Cの未加工時間比率がそれぞれ50,20,30％にな
るように、品種中設定比率に対する差の多い品種を優先
して取出し、NC加工機で搬入／加工が行われる。

上記のように、プリセレクタ6c（7c）,6d（7d）及び6
e（7e）を設けたので、本実施例の自動加工システムは
次のようなフレキシブルな運行を可能にする。すなわち
自動加工システムをプリセレクタ6a（7a）による処理
、またはプリセレクタ6b（7b）による処理で運行
中、特定の加工品の生産が割り込み要求された場合に、
プリセレクタ6c及び／または7cを選択して有効と設定す
ることにより、要求を達成できる。

また各加工品を一定数量比で生産すべき要求が生じた
場合はプリセレクタ6d/7dについて上記同様の選択をす
ることでその要求を達成できる。

さらに生産上支配的な加工時間となる加工品とそうで
ないもので優先順序を決めたい場合はプリセレクタ6e,7
eについて選択を行うことでその要求を達成できる。

プリセレクタ6a,7aを選択すると、システム運転後最
初に供給された加工品3dと同一品種の加工品3dが順次供
給される。したがって、同一品種で数の多い加工品3dを
加工する場合、NC加工機６（７）において加工品の加工
手順を定めたプログラム呼出しや加工工具選択等の段取
り替えがひんぱんになされない点で効率が上る。

プリセレクタ6b,7bを選択すると、加工品収納供給装
置内より最短時間で未加工品が選択し取り出され、搬送
手段によりNC加工機に供給されるので、NC加工機が加工
品供給待ちで停止している時間が最小となり、多種少量
生産を行なう場合システムの稼働効率が上る利点があ
る。したがって、上記のそれぞれの利点によりプリセレ
クタ６（７）ａ〜６（７）ｅは選択される。

また、本実施例の自動加工システムにおいて、NC加工
機のプリセレクタの選択に対する拘束は無いので、全NC
加工機を同一モードで運転してもよいし、個々のNC加工
機毎に異なるモードで運転してもよい。

また本実施例では、加工品収納供給装置は加工品を循
環移動させるタイプとしたが、それに限定されるもので
はなく、例えば加工品の位置を固定し、それらの間を授
受用台車を走行させて加工品を取出すタイプとしてもよ
い。さらに加工品収納供給装置は、加工済み加工品用と
未加工品用のそれぞれ独立した加工品収納供給装置を設
けるのがよい。それぞれ独立させることにより、加工品
収納供給装置と搬送手段間の加工品授受のための制御が
単純化されることや、加工品収納供給装置内に加工済み
品と未加工品が混在しないので、自動加工システムの前
後工程まで含めた自動化を図る上で全体制御が容易にな
るという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、自動加工システムを、NC加工機に運
行モードを指示するプリセレクタを備えたNC加工機と、
加工品を供給する加工品収納供給装置と、取り出された
加工品をNC加工機に搬送する搬送手段とから構成し、NC
加工機のプリセレクタとして、加工品収納供給装置内で
取出しルートが最短となる条件で加工品を加工する運行
モードを指定するプリセレクタ、同品種の加工品を加工
する運行モードを指定するプリセレクタ等を有するもの
としたので、従来装置の有する中央指令装置のようなコ
ストがかさみ操作やシステムの変更（拡大・削減・機能
変更）に高度専門知識・技術を要する装置をなくし、NC
加工機、ワーク収納供給装置、ワーク搬送装置のみで実
用上有効な加工スケジュールのフレキシブル性が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動加工システムの一実施例の構
成図、第２図はNC加工機が指示する運行モードを示すフ
ローチャート、第３図は従来の自動加工システムの構成
図である。 １……加工品供給制御装置、1a,1b……データ回線、２
……未加工品読取り装置、2a,2b……データ回線、３…
…加工品収納供給装置、3a……加工品収納装置の授受位
置にある加工品、3b,3c,……NC加工機上の加工品、3d…
…収納された加工品、3e……加工品収納供給装置と搬送
手段間で授受関係にある加工品、3f,3g……搬送手段とN
C加工機間の授受位置にある加工品、４……搬送手段、4
a,4b……NC加工機前の搬送手段、５……搬送経路、6,7
……NC加工機、6a〜6e,7a〜7e……運行モードを指定す
るプリセレクタ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送経路に近接して配置された複数のNC加
   工機と、搬送経路に近接して配置され複数の加工品を収
   納供給する加工品収納供給装置と、搬送経路に沿ってNC
   加工機と加工品収納供給装置との間を加工品を搬送する
   搬送手段とからなる自動加工システムにおいて、NC加工
   機はそれぞれ加工品の加工順序を定めるためのプリセレ
   クタを有し、加工品収納供給装置は収納している加工品
   の種類を読取る加工品読取り装置と、NC加工機からの要
   求に従い、内部に配列した加工品の群から所定の加工品
   を取り出し、搬送手段に供給する操作を制御する加工品
   供給制御装置を有し、かつ各NC加工機は、加工品の加工
   順序を定めるためのプリセレクタとして、加工品収納供
   給装置内で取出しルートが最短となる条件で加工品を加
   工する運行モードを指定するプリセレクタと、同品種の
   加工品を加工する運行モードを指定するプリセレクタと
   を有することを特徴とする自動加工システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動加工システムに、加え
   て各NC加工機上に加工品品種の加工優先順位を設定する
   優先順位設定手段と、優先順位に従い加工品を加工する
   運行モードを指定するプリセレクタとを設けたことを特
   徴とする自動加工システム。
3. 【請求項３】請求項１記載の自動加工システムに、加え
   て各NC加工機上に、未加工品の品種別残存個数比率を設
   定する個数比率設定手段と、加工品収納供給装置内の未
   加工品の品種別残存個数比率を確保するように加工品を
   加工する運行モードを指定するプリセレクタとを設けた
   ことを特徴とする自動加工システム。
4. 【請求項４】請求項１記載の自動加工システムに、加え
   て各NC加工機上に、未加工品の、品種別加工時間を設定
   する加工時間設定手段と品種別残存加工時間比率を設定
   する時間比率設定手段と、加工品収納供給装置内の未加
   工品の品種別残存加工時間比率を確保するように加工品
   を加工する運行モードを指定するプリセレクタとを設け
   たことを特徴とする自動加工システム。