JP6413016B2 - 組立用物品管理システム - Google Patents

Description

本発明は、物品の保管棚等の収容空間に保管されている物品の中から製品の組立てに必要な部品の受け取りや補給の指示を制御する組立用物品管理システムに関する。

組立用物品管理システムの代表的な例として、組立て生産工程、特にセル生産方式による工程等において広く使用されているピッキングシステムがある。このピッキングシステムとは、物品の保管棚等の物品収容空間に収容されている物品の中から製品の組立てに必要な部品を受け取る作業や、逆に物品収容空間へ補給する作業の指示を制御するものである。

より具体的には、物品が配置されていることを表示するとともに、その物品が搬出されたことを内容とする通知情報の入力手段を備えたターミナルを複数の物品収容空間の各々に配置し、これらターミナルを、制御装置を介してホストコンピュータに接続した構成をとるものである。そして、ホストコンピュータは部品の引取り指示を制御装置に送信し、制御装置が引取り指示の出された部品引渡し棚に装着された前記ターミナルのランプや表示器により指示状態を表すようにしている。

一方、指示された部品の引取りを完了した作業者或いはロボットや自動搬送車は、引取り完了入力として、ターミナルのレバースイッチを操作し、その操作信号が前記制御装置を経由し、ホストコンピュータに届くようになっており、作業の進捗や、誤作業の防止や、物品収容空間への部品の補給、更には部品の在庫管理や、補給部品の発注などが行われる仕組みとなっている。

従来の組立用物品管理システムにおいて、ターミナルにおける表示器や確認スイッチの形式は、使用状況に応じて様々なものが採用されており、更に、受け取り作業における間違いを防止するため、物品収容空間に、板体やシートロール体の蓋体（以下、収容空間の開口を開閉するものを形状によらず蓋体とする）が設けられることがある。すなわち、受け取り対象となる物品が収容されている物品収容空間のみを開放し、その他の物品収容空間を閉鎖することにより、誤った物品の受け取りを防止するというものである。

ところが、物品収容空間に設けた蓋体を空気圧シリンダー等により開閉制御する場合、蓋体がとり得る状態として、単に「開放」か「閉鎖」を選択することしかできない。そのため、蓋体に関する精密な制御をすることができず、例えば、作業者の腕が蓋体に挟まれる危険性を有する等の問題があった。

そこで本出願人は、特許４７１２１２１号公報において、組立用物品管理システムに相当する物品受取管理システムを提案している。この物品受取管理システムでは、蓋体の回転軸の周方向表面に設けられた標識を所定の計測位置で読み取り、標識から得られる情報に回転軸の回転角度を関係付けることにより、回転軸の回転角度に応じた制御を行うものとしている。そして、物品収容空間に設けられた蓋体をより精密に制御し、作業者の腕が蓋体に挟まれるなどの事故の発生を防止するものとなっている。

特許４７１２１２１号公報

また、上記従来の組立用物品管理システムでは、物品収容空間に設けられた蓋体の制御に加え、蓋体の開閉回数より回転軸の総回転数を算出し、回転軸の駆動装置の寿命が予測できるものとなっている。

しかしながら、駆動装置が蓋体を回転させることができる回数は、装置の仕様や型式などにより異なるため、確認試験などにより寿命となる回数を把握しておくことが必要となり実用化が難しく、また、試験条件の違いによる誤差の影響により正確な寿命を把握することが難しくなる等の問題があった。

そこで、本発明は、複数の駆動装置各々の寿命の到来を簡単な原理で正確に把握することができる組立用物品管理システムを提供することを目的とする。

本発明に係る組立用物品管理システムでは、複数の物品収容空間の各々、前記物品収容空間の取り出し口を開閉する蓋体を有し、親局とのデータ授受が可能とされた子局が設置される。前記子局は、計測手段と、初期設定時入力手段と、初期設定値記憶手段と、演算処理手段を備える。

前記計測手段は、前記蓋体が前記物品収容空間を開放する第一動作時間と、前記蓋体が前記物品収容空間を閉鎖する第二動作時間を計測する。

前記初期設定時入力手段は、任意の初期設定時を指定する。

前記初期設定値記憶手段は、前記初期設定時入力手段を介した入力操作によって前記初期設定時が指示されたときは、前記初期設定時において計測された前記第一動作時間を第一初期動作時間として、前記初期設定時において計測された前記第二動作時間を第二初期動作時間として記憶する。

前記演算処理手段は、前記第一動作時間と前記第一初期動作時間の比較、または、前記第二動作時間と前記第二初期動作時間の比較に基づいて、前記蓋体の駆動手段の装置寿命の到来を判断する。

前記初期設定時が前記親局から前記子局に指示されるものであってもよい。

なお、本発明において、初期設定時は、使用状況等を考慮して任意に決めることができる。例えば、新設のシステムであれば、設置後、システムが通常動作する前に行われる蓋体の開閉動作確認時が最適である。また、既存のシステムであれば、設計変更や故障等により子局が交換された後、通常使用される前に行われる蓋体の開閉動作確認時が最適である。

前記演算処理手段は、前記第一動作時間が前記第一初期動作時間に所定割合の許容差を加減して得られる許容開放時間の範囲から大きい側に外れたとき、または、前記第二動作時間が前記第二初期動作時間に所定割合の許容差を加減して得られる許容閉鎖時間の範囲から大きい側に外れたとき、前記蓋体の駆動手段の装置寿命が到来したものと判断するものであってもよい。

更にまた、前記演算処理手段は、前記第一動作時間と前記第二動作時間の前記初期設定時からの累積値である寿命積算現在値を所定の寿命時間設定値と比較し、前記寿命積算現在値が前記寿命時間設定値より大きくなったものと判断するものであってもよい。

更にまた、前記子局は、前記寿命積算現在値が前記寿命時間設定値より大きくなったとき、累積超過の有無を前記親局に出力し、前記親局は、前記累積超過の有無に基づき、前記子局の保守点検の要否を判断するものであってもよい。

本発明によれば、蓋体が物品収容空間を開放する第一動作時間、および、蓋体が物品収容空間を閉鎖する第二動作時間について、初期設定時と通常動作時の相違を利用して、複数の蓋体を動作させる複数の駆動装置各々の寿命の到来を簡単かつ正確に把握することができる。

しかも、蓋体が物品収容空間を開放する第一動作時間と、蓋体が物品収容空間を閉鎖する第二動作時間の各々について比較判断しているため、駆動手段の特性が回転方向（正転と逆転）によって異なる場合でも、寿命の到来を正確に判断することができる。

また、比較判断の基準となる第一初期動作時間と第二初期動作時間は、任意の初期設定時に、蓋体の各々について計測されるため、物品収容空間の間口寸法（蓋体の形状）や蓋体重量、更には、板体で構成されたものであれば開放角度、シートロール体で構成されたものであれば垂下される長さ、蓋体が開閉する重力に対する方向の相違により動作時間が子局毎に異なるものとなっても、個別に正確な判断ができる。

更に、初期動作時間が子局から親局に送信され、親局から、初期動作時間を送信した子局とは別の子局に、当該初期動作時間が送信されるため、同じ仕様の蓋体が多く存在する場合には、親局から子局の各々に初期動作時間を送信することにより、子局毎に初期動作時間を設定する場合と比較し、設定作業に要する手間や時間を削減することができる。

本発明に係る組立用物品管理システムは、更にまた、初期設定時に対する通常動作時の時間の相違を利用して、蓋体の駆動手段の装置寿命のみでなく、その他の異常動作の有無を判断することができる。

すなわち、蓋体が駆動手段の回転軸から脱落すると、駆動手段の回転軸は蓋体の駆動負荷を受けること無く速く回転することから、第一動作時間が許容開放時間の範囲から小さい側に外れたとき、または、第二動作時間が許容閉鎖時間の範囲から小さい側に外れたとき、蓋体の駆動手段が空転し、前記蓋体が正常動作していないものと判断することができる。

更に、蓋体の移動経路上に異物が存在すると、蓋体の正常動作が妨げられ動作が完了しない。そこで、第一動作時間の計測開始から許容開放時間の範囲より大きい側の所定時間経過後に第一動作時間の計測を中止し、または、第二動作時間の計測開始から許容閉鎖時間の範囲より大きい側の所定時間経過後に第二動作時間の計測を中止する。そして、この場合は、計測の中止をもって、蓋体の動作に障害があるものと判断することができる。

更にまた、第一動作時間と第二動作時間の初期設定時からの累積値である寿命積算現在値を所定の寿命時間設定値と比較し、寿命積算現在値が寿命時間設定値より大きくなったことを検知することにより、本来、装置寿命が到来している駆動手段が、蓋体の設置状況や組合せの相性などにより通常よりも良好に動作し許容開放時間或いは許容閉鎖時間内で動作する場合などにも、装置寿命到来の目安を得ることができる。

更にまた、動作異常を示す動作異常データを子局から親局に出力し、親局が動作異常データに基づき、子局の保守点検の要否を判断するものとすれば、複数の物品収容空間に設置された子局の動作異常を一括して管理することができる。

更にまた、動作異常データの累積値または頻度値を利用し、子局における動作異常に加え、物品収容空間における取り出し作業または補給作業の正常性について判断することができる。例えば、蓋体の取付け状況が悪い場合には、第一動作時間または第二動作時間の計測を中止したときに出力される動作異常データが頻発し、正常性が悪いと判断される。

本発明に係る組立用物品管理システムの実施形態のシステム構成図である。 親局の機能ブロック図である。 子局の機能ブロック図である。 板体で構成された蓋体の位置を検出する原理を示す斜視図である。 シートロール体で構成された蓋体の位置を検出する原理を示す斜視図である。 動作時間のタイムチャートである。 システムにおける伝送手順の模式図である。 伝送信号のタイムチャート図である。

図１〜８を参照しながら、本発明に係る組立用物品管理システムの実施形態を説明する。
図１に示す組立用物品管理システムは、物品の保管棚の収容空間に保管している物品の中から、製品の組立てに必要な部品の受け取りや補給の指示を制御するものであり、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮ（以下、伝送ラインということがある）に接続された単一の親局２と、前記共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続された子局４の複数を備える。

子局４は、収容空間の各々に設置されている。収容空間は用途に応じた間口とされ、子局４は、収容空間の間口に適応する形状の蓋体６を備えている。そして、蓋体６により収容空間が開閉されるものとなっている。

＜蓋体開閉構成＞
蓋体６は、図４に示すように、板体で構成され、縁辺部が回転軸６１に固定され、回転軸６１の回転動作によって回転軸６１の周方向に揺動するものとなっている。そして、収容空間の開口面に対する角度を変えることで、収容空間の開口を開閉するものとなっている。

なお、蓋体６は、収容空間の開口を開閉できるものであれば制限はなく、図５に示すように、シートロール体で構成されたものであってもよい。蓋体６がシートロール体で構成される場合、収容空間の上側から下側に垂下する長さを変えることで、すなわちシートロール体を上下動させることで収容空間の開口を開閉するものとすればよい。

回転軸６１は、図示が省略されているギアを介し、子局４が備えるモータ８に連結され、モータ８を制御することで、その回転が制御されるものとなっている。

回転軸６１は、また、その周方向表面に、間隔を開けて配置された複数のバーで構成される標識６２が設けられている。図４に示すように、標識６２は、周方向に配置された角度標識６２Ａの複数と、一連の角度標識６２Ａを挟む位置に配置されたスタート標識６２Ｓ及びエンド標識６２Ｅで構成されている。

スタート標識６２Ｓは、角度標識６２Ａおよびエンド標識６２Ｅよりも蓋体６から遠い側の端部が突出している。一方、エンド標識６２Ｅは、角度標識６２Ａおよびスタート標識６２Ｓよりも蓋体６に近い側の端部が突出している。

センサ５は、回転軸６１の長さ方向に等間隔で配置された３個の光センサ５ａ、５ｂ、５ｃで構成されている。光センサ５ａ、５ｂ、５ｃは、発光ダイオードとフォトトランジスタとから構成される公知のもので、標識６２とそれ以外の部分との濃淡の差を利用して読み取るものとなっている。

ただし、センサ５は、標識６２を検出できるものであれば光センサに制限されるものではなく、磁気センサなど、その他の公知のセンサを採用してもよい。

この実施形態において、閉鎖された状態の蓋体６は、収容空間の開口面に対する角度が０度となり、図４における実線で示された状態となる。このとき、センサ５はスタート標識６２Ｓを検出する。なお、センサ５では、光センサ５ａで検出されず、光センサ５ｂ、５ｃで検出されることから、検出された標識６２をスタート標識６２Ｓとして認識する。

一方、開放された状態の蓋体６は、収容空間の開口面に対する角度が９０度となり、図４における破線で示された状態となる。このとき、センサ５はエンド標識６２Ｅを検出する。なお、センサ５では、光センサ５ｃで検出されず、光センサ５ａ、５ｂで検出されることから、検出された標識６２をエンド標識６２Ｅとして認識する。

角度標識６２Ａは、光センサ５ｂで検出されることにより認識される。そして、センサ５により検出された標識６２に関する情報は、センサ５から後述する子局入出力部４０に入力される。

開放された状態の蓋体６の収容空間の開口面に対する角度は、９０度に限定されるものではなく、その他の角度としてもよい。その場合、スタート標識６２Ｓの位置を変えて検出することとしてもよく、あるいは、所定の角度標識６２Ａを使用して検出することとしてもよい。この実施形態において、各々の角度標識６２Ａは１５度間隔で配置されているため、収容空間の開口面に対する角度は、例えば、７５度、６０度などに設定できる。閉鎖された状態の蓋体６の収容空間の開口面に対する角度も同様である。

＜親局構成＞
親局２は、図２に示すように、制御部１、出力データ部２１、管理データ部２２、タイミング発生部２３、親局出力部２４、親局入力部２５、入力データ部２６を備える。そして、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され、一連のパルス状信号である制御信号を共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳するとともに、子局４から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳された監視信号から監視データを抽出し、制御のための演算処理を行う。

制御部１は、演算処理機能を持つ管理判断手段１１と入出力ユニット１２を備える。管理判断手段１１は、入出力ユニット１２を介して管理データ部２２および入力データ部２６からデータを受け取り、内部に記憶されたプログラムに基づいて必要な演算処理を行う。

出力データ部２１は、制御部１から受けたデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

管理データ部２２は、ＩＤＸテーブルを記憶する不揮発性機能を持つ記憶手段２９を備える。そして、制御部１から受けたデータとＩＤＸテーブルに基づき子局の指定に必要となるデータをシリアルデータとして親局出力部２４へ引き渡す。

ＩＤＸテーブルは、子局４に対し、監視データとして得られない子局４側の情報を、データ信号線ＤＰ、ＤＮに出力させる子局４を指定するためのアドレスデータのリストである。なお、この実施形態では、アドレスデータとして子局４のアドレスデータである先頭アドレス番号が用いられている。そして、ＩＤＸテーブルは、システム起動時に、各子局４からの応答に基づき先頭アドレスを親局２が確認しながら作成され、記憶手段２９に記憶される。

タイミング発生部２３は、発振回路（ＯＳＣ）３１とタイミング発生手段３２からなり、発振回路（ＯＳＣ）３１を基にタイミング発生手段３２が、このシステムのタイミングクロックを生成し親局出力部２４、親局入力部２５に引き渡す。

親局出力部２４は、制御データ発生手段３３とラインドライバ３４からなる。制御データ発生手段３３が、出力データ部２１から受けたデータと、タイミング発生部２３から受けたタイミングクロックに基づき、ラインドライバ３４を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに一連のパルス状信号として伝送信号を重畳する。

（伝送信号）
伝送手順は、伝送信号のスタート信号ＳＴと次のスタート信号ＳＴの間の、制御・監視データ領域、そして管理データ領域と続く１フレームサイクルであり、図７に示すように、伝送データ信号が複数連なって構成される。スタート信号ＳＴは、伝送データ信号の時間幅より長く、伝送クロック信号の閾値Ｖｓｔ（この実施例では１８Ｖ）より高い電位レベルとなっている。

伝送データ信号は、図８に示すように、伝送クロック信号の閾値Ｖｓｔより高い電位レベルエリア（伝送クロック信号に相当し、この実施例では＋２４Ｖ）と伝送クロック信号の閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアで構成される。なお、この実施例では、伝送クロック信号の閾値Ｖｓｔより高い電位レベルエリアが１周期の後半と、伝送クロック信号の閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアが１周期の前半とされているが、その順番に制限はなく、これらの順番を逆にしてもよい。

閾値Ｖｓｔより低い電位レベルエリアのパルス幅が制御信号のデータを表すものとなっている。この実施例では、伝送データ信号の１周期をｔ０とした時、伝送クロック信号のパルス幅（３／４）ｔ０が論理データ“０”を表し、パルス幅（１／４）ｔ０が論理データ“１”を表している。ただし、制御部１から入力される制御データの値に応じたものであれば、その長さに制限はなく適宜に決めればよい。

また、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアに重畳される電流が所定値より大きいか小さいかで監視信号のデータを表すものとなっている。この実施例では、１０ｍＡより小さい電流信号が論理データ“０”を表し、１０ｍＡより大きい電流信号が論理データ“１”を表している。

なお、伝送クロック信号は、電源電圧となっていることから、子局４は、いずれも、内部回路電源を伝送クロック信号から生成するものとなっている。一方、蓋体６を開閉するモータ８の電源は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮとは別の図示しない電源供給線から得るものとなっている。

図８において閾値Ｖｓｔより低い電位レベルエリアのパルス幅が制御データとして制御データ領域を構成し、その制御データ領域は、図７（ａ）における制御・監視データ領域の上段に相当するものとなっている。また、閾値Ｖｓｔよりも低い電位レベルエリアに重畳される電流値が監視データとして監視データ領域を構成し、その監視データ領域は、図７（ａ）、図７（ｂ）における制御・監視データ領域の下段に相当するものとなっている。

この実施例において、子局４ごとの制御データは、図７（ｂ）に示すように、蓋６の開放を指示するデータ（蓋開）、蓋体６の閉鎖を指示するデータ（蓋閉）、蓋体６の動作テストを指示するデータ（ＴＥＳＴ）、及び、受取または補給を促す表示を指示するデータ（表示）で構成されている。

蓋開データは、物品の受け取り作業或いは補給作業が必要となった物品収容空間に設けられた子局４に対し、作業が必要となった都度、蓋体６の開放を指示するために出力される。

蓋閉データは、物品を受け取った作業者から、或いは、物品を補給した作業者から、後述する子局４の入力部９を介して作業終了を示すデータ（作業終了データ）が入力されたとき、その取り出し作業が終了された子局４に対し、蓋体６の閉鎖を指示するために出力される。

ＴＥＳＴデータは、子局４に対し、初期設定時を指定するためのデータである。システムが新設された後、通常使用される前に、ＩＤＸテーブルに従って、初期設定を行う所定の子局４に対し出力される。

表示データは、蓋開データと共に、物品の受け取り作業或いは補給作業が必要となった物品収容空間に設けられた子局４に対し、作業が必要となった都度、後述する子局４の指示表示部７を所望の表示とするために出力される。

子局４ごとの監視データは、図７（ｂ）に示すように、受取または補給を行う作業者による終了確認データ（ＳＷ）、および、蓋体６の開閉動作に異常のあることを示す異常データ（異常１、異常２、異常３、異常４）で構成されている。

制御・監視データ領域の後には、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、管理データ領域が設けられている。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）において、上段は親局からデータが出力される領域（以下、管理制御データ領域とする）を、下段は親局へデータが入力される領域（以下、管理監視データ領域とする）を示すものとなっている。

管理制御データ領域には、子局４に対して情報を要求する等の指示をなす第一管理制御データＩＳＴｏ、および、子局アドレスを指定する第二管理制御データＩＤＸｏが、親局２から重畳される。また、管理監視データ領域には、第二管理制御データＩＤＸｏで指定された子局４から第一管理制御データＩＳＴｏに対応する第一管理監視データＳＴｉ及び第二管理監視データＩＤＸｉが重畳される。

親局入力部２５は監視信号検出手段３５と監視データ抽出手段３６で構成される。監視信号検出手段３５は、子局４から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに重畳された監視信号を検出する。

監視信号のデータ（異常１データ、異常２データ、異常３データ、異常４データ、ＳＷデータ）は、既述のように、閾値Ｖｓｔより低電位レベルに重畳される電流が１０ｍＡより大きいか小さいかで表されており、スタート信号ＳＴが送信された後、子局４の各々から監視信号を受け取るものとなっている。そして、監視信号検出手段３５で検出された監視信号は、監視データ抽出手段３６に引き渡される。

監視データ抽出手段３６は、タイミング発生手段３２からのタイミングに同期して、監視データ（異常１データ、異常２データ、異常３データ、異常４データ、ＳＷデータ）および管理監視データを抽出し、直列の入力データとして入力データ部２６に送出する。なお、ＩＤＸテーブル作成処理において、親局２が指定したアドレスに対する子局４からの応答が抽出された場合には、その応答が管理データ部２２に引き渡される。これを受けた管理データ部２２は、既述のように、そのときの先頭アドレスをＩＤＸテーブルのデータとして記憶手段２９に記憶する。

入力データ部２６は、監視データ抽出手段３６から受け取った直列の入力データを並列（パラレル）データに変換し、監視データおよび管理監視データとして制御部１の入出力ユニット１２へ送出する。

＜子局構成＞
子局４は、図３に示すように、伝送受信手段４１、アドレス抽出手段４２、アドレス設定手段４３、監視データ送信手段４４、制御データ抽出手段４５、蓋体移動検出手段４６、移動時間計測手段４７、移動時間記憶手段４８、管理制御データ抽出手段５３、管理監視データ送信手段５４、出力手段７１、警告出力手段７２、駆動手段８１、入力手段９１およびセンサ入力手段９２を有する子局入出力部４０を備える。

なお、この実施例の子局４は、内部回路としてマイクロコンピュータ・コントロール・ユニットであるＭＣＵを備えており、このＭＣＵが子局入出力部４０として機能するものとなっている。処理において必要となる演算や記憶は、このＭＣＵの備えるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを使用して実行されるが、子局入出力部４０を構成する上記各手段のそれぞれの処理におけるＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭとの関係は、説明の便宜上、図示を省略するものとする。

伝送受信手段４１は、共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに伝送される伝送信号を、子局ラインレシーバ５１を介して受け、これをアドレス抽出手段４２、管理制御データ抽出手段５３および管理監視データ送信手段５４に引き渡す。

アドレス抽出手段４２は、伝送データ信号の始まりを示すスタート信号ＳＴの開始または終了の起点から開始される、所定の時間幅を１周期とする伝送データ信号が複数連なる伝送クロック信号のパルスをカウントする。そして、そのカウント値がアドレス設定手段４３で設定された自局アドレスデータと一致するタイミングで、監視データ送信手段４４を有効にするとともに、伝送受信信号を制御データ抽出手段４５に引き渡す。

なお、監視データ送信手段４４を有効にする監視アドレスと、制御データ抽出手段４５に伝送受信信号を引き渡す制御アドレスは、アドレス設定手段４３に設定されており、これら監視アドレスと制御アドレスがアドレス設定手段４３に引き渡される。

監視データ送信手段４４は、アドレス抽出手段４２により有効とされた場合に、移動時間計測手段４７および入力手段９１から引き渡されたデータを、子局ラインドライバ５２を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに監視信号として出力する。なお、監視信号は、伝送手順の監視データ領域に重畳される。

具体的には、移動時間計測手段４７から引き渡されたデータが異常１データ、異常２データ、異常３データ、或いは、異常４データとして出力され、入力手段９１から引き渡されたデータがＳＷデータとして出力される。

制御データ抽出手段４５は、アドレス抽出手段４２から引き渡された伝送受信信号から制御データを抽出する。そして、制御データの内容に応じた信号を、蓋体移動検出手段４６、移動時間計測手段４７、出力手段７１、および駆動手段８１に出力する。

具体的には、図７（ｂ）に示すデータに沿って説明すると、まず、蓋開データに対応した開放信号を駆動手段８１に出力する。また、蓋閉データに対応した閉鎖信号を駆動手段８１に出力する。更に、表示データに対応した表示信号を出力手段７１に出力する。

（初期値設定）
制御データがＴＥＳＴデータの場合は、まず、制御データ抽出手段４５は初期設定時信号を移動時間計測手段４７に出力すると共に、開放信号を蓋体移動検出手段４６と駆動手段８１に出力する。そして、制御データ抽出手段４５は、蓋体移動検出手段４６から動作完了信号を受けたとき、閉鎖信号を蓋体移動検出手段４６と駆動手段８１に出力する。

制御データ抽出手段４５は、また、初期設定指示検出手段４９から初期設定指示信号を受けたときも、制御データがＴＥＳＴデータの場合と同様に初期設定時信号を出力する。すなわち、初期設定時信号を移動時間計測手段４７に出力すると共に、開放信号を蓋体移動検出手段４６と駆動手段８１に出力し、蓋体移動検出手段４６から動作完了信号を受けたとき、閉鎖信号を蓋体移動検出手段４６と駆動手段８１に出力する。

蓋体移動検出手段４６は、制御データ抽出手段４５から開放信号が出力されたとき、センサ入力手段９２からの蓋体６の蓋開最終端を示す位置データの入力があるまでの時間帯として、蓋開時間計測信号Ｓｕを、移動時間計測手段４７に出力する。

蓋体移動検出手段４６は、また、制御データ抽出手段４５から閉鎖信号が出力されたとき、センサ入力手段９２からの蓋体６の蓋閉最終端を示す位置データの入力があるまでの時間帯として、蓋閉時間計測信号Ｓｄを、移動時間計測手段４７に出力する。

移動時間計測手段４７は、制御データ抽出手段４５から初期動作時間を計測するための初期設定時信号出力がない場合、すなわち、通常動作時には、蓋体移動検出手段４６から蓋開時間計測信号Ｓｕが出力されている期間を開放時間ｔｕ（本発明の第一動作時間に相当）として計測する。また、蓋体移動検出手段４６から蓋閉時間計測信号Ｓｄが出力されている期間を閉鎖時間ｔｄ（本発明の第二動作時間に相当）として計測する。

一方、制御データ抽出手段４５から初期設定時信号が出力された場合、移動時間計測手段４７は、そのときのみ、蓋体移動検出手段４６から蓋開時間計測信号Ｓｕが出力されている期間の開放時間ｔｕを正常開放時間ｔｕ０（本発明の第一初期動作時間に相当）として計測し、移動時間記憶手段４８に記憶する。また、そのときのみ、蓋体移動検出手段４６から蓋閉時間計測信号Ｓｄが出力されている期間の閉鎖時間ｔｄを正常閉鎖時間ｔｄ０（本発明の第二初期動作時間に相当）として計測し、移動時間記憶手段４８に記憶する。なお、移動時間記憶手段４８は不揮発性機能を持つ。

（異常判断手順）
移動時間計測手段４７は、更に、開放時間ｔｕが計測されたとき、移動時間記憶手段４８から引き渡された正常開放時間ｔｕ０と開放時間ｔｕの比較演算を行い、閉鎖時間ｔｄが計測されたとき、移動時間記憶手段４８から引き渡された正常閉鎖時間ｔｄ０と閉鎖時間ｔｄの比較演算を行う。

そして、図６に示すように、開放時間ｔｕが、正常開放時間ｔｕ０を含む許容開放時間（正常開放時間ｔｕ０に所定割合ｋ％の許容差を加減した範囲）から外れた場合、異常を示すデータ（異常１データ）を監視データ送信手段４４、出力手段７１、および、警告出力手段７２に引き渡す。

同様に、閉鎖時間ｔｄが、正常閉鎖時間ｔｄ０を含む許容閉鎖時間（正常閉鎖時間ｔｄ０に所定割合ｋ％のを加減した範囲）から外れた場合も、異常を示すデータ（異常２データ）を監視データ送信手段４４、出力手段７１、および、警告出力手段７２に引き渡す。なお、開放動作と閉鎖動作を示すタイムチャートは実質的に同じものとなるため、閉鎖動作は、図６において括弧書きで示すこととする。

監視データ送信手段４４に引き渡されたデータは、既述のように、監視信号として伝送手順の監視データ領域に重畳される。

更にまた、移動時間計測手段４７は、蓋開時間計測信号Ｓｕおよび蓋閉時間計測信号Ｓｄの出力期間が所定時間を超える場合、時間計測を停止し、その場合にも、異常を示すデータ（異常３データ）を監視データ送信手段４４、出力手段７１、および、警告出力手段７２に引き渡す。蓋体６の開放動作或いは閉鎖動作が障害物等により妨げられた場合は、センサ５により蓋体６の蓋開最終端を示すエンド標識６２Ｅ或いは蓋閉最終端を示すスタート標識６２Ｓが検出されないためである。

更にまた、移動時間計測手段４７は、開放時間ｔｕと閉鎖時間ｔｄの計測値を初期設定時から累積積算し寿命積算現在値ｔｓｃを得て、移動時間記憶手段４８から引き渡された所定の寿命時間設定値ｔｓ０と比較演算する。そして、寿命積算現在値ｔｓｃが寿命時間設定値ｔｓ０を超えたとき、異常を示すデータ（異常４データ）を監視データ送信手段４４、出力手段７１、および、警告出力手段７２に引き渡す。

なお、寿命積算現在値ｔｓｃは、初期設定時信号が出力されてない通常動作時に計測される都度、移動時間記憶手段４８に引き渡され、寿命積算継続値ｔｓｃ０として記憶される。寿命積算継続値ｔｓｃ０は、製造業務終了などによりシステムが停止された場合にも移動時間記憶手段４８に記憶された状態となり、次のシステム立ち上げ時に、移動時間計測手段４７に引き渡される。そのため、システムが停止された状態を挟み、移動時間記憶手段４８に記憶されている前回動作時の寿命積算継続値ｔｓｃ０を起点とし、開放時間ｔｕと閉鎖時間ｔｄの計測値が初期設定時から累積積算される。

（初期値ダウンロード設定）
移動時間記憶手段４８に記憶される正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０は、親局２から伝送手順の管理制御データ領域を利用したデータアップロードの指示受けた場合、本発明の初期設定値送信手段に相当する管理監視データ送信手段５４に引き渡される。

管理監視データ送信手段５４は、伝送信号のスタート信号ＳＴを起点としてパルスをカウントし、管理データ領域のタイミングを得る。そして、移動時間記憶手段４８から引き渡された正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０に基づき、子局ラインドライバ５２を介して共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに管理監視信号を出力する。なお、監視監視信号は、伝送手順の管理監視データ領域に重畳される。

出力された正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０は、親局２の管理データ部２２に保持される。そして、正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０の設定がなされた子局４とは別の、同じ仕様の子局４に対し、伝送手順の管理制御データ領域を利用して伝送される。

正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０を受信することを管理制御データで指定された子局４では、正常開放時間ｔｕ０および正常閉鎖時間ｔｄ０が管理制御データ抽出手段５３で抽出され、移動時間記憶手段４８に入力される。

寿命時間設定値ｔｓ０は、親局２から、伝送手順の管理制御データ領域を利用して伝送され、管理制御データ抽出手段５３で抽出され、移動時間記憶手段４８に入力される。ただし、寿命時間設定値ｔｓ０は、図示しない入力装置を利用し、移動時間記憶手段４８に入力するものとしてもよい。

初期設定指示検出手段４９は、入力手段９１から引き渡されたデータが初期設定指示を示すもの（レバースイッチの長押し）である場合、制御データ抽出手段４５に初期設定指示信号を出力する。

出力手段７１は、制御データ抽出手段４５から引き渡された制御データに基づき指示表示部７を所定の表示、例えば、物品の取り出しを促す所定の色彩の点灯表示とする。また、移動時間計測手段４７からの異常を示すデータが引き渡された場合には、指示表示部７を警告表示、例えば、所定の色彩の点滅表示とする。

警告出力手段７２は、蓋体移動検出手段４６から引き渡された警告出力を示すデータに基づき警告部７３から警告を発する。なお、この実施形態では、警告部７３としてブザーが採用されており、指示表示部７の点滅表示とブザー音による警告が発せられるものとなっている。

駆動手段８１は、制御データ抽出手段４５から引き渡されたデータに基づき、モータ８を駆動させる。例えば、保管棚の収容空間を開放する状態を示すデータであれば、蓋体６が蓋開状態となる方向にモータ８を回転（正転）させる。逆に、保管棚の収容空間を閉鎖する状態を示すデータであれば、蓋体６が蓋閉状態となる方向にモータ８を回転（逆転）させる。

入力手段９１は、入力部９からの入力に基づくデータを監視データ送信手段４４と初期設定指示検出手段４９に引き渡す。なお、この実施形態では、入力部９として、レバースイッチが採用されており、レバースイッチを所定時間以上、長押しすることにより、入力手段９１への信号入力を行うことができるものとなっている。この入力手段９１と入力部９は、初期設定指示検出手段４９と協働し、レバースイッチを所定時間以上、長押しすることにより、本発明の初期設定時入力手段として機能する。

センサ入力手段９２は、モータ８に連動する蓋体６の位置を検出するセンサ５からの入力に基づき、蓋体６の検出位置データを蓋体移動検出手段４６に引き渡す。

＜システム機能＞
この組立用物品管理システムは、上記構成により、次のように機能する。
物品の組立て作業においては、親局２から共通データ信号線ＤＰ、ＤＮを通して子局４に伝送される制御データを介し、部品の受け取りや補給の指示が行われる。具体的には、受け取りや補給の対象となる物品が収容されている収容空間に対応する子局４には開放の指示がされ、受け取り作業或いは補給作業が終了した収容空間に対応する子局４には閉鎖の指示がされる。

子局４の各々に対する制御データは、制御・監視データ領域の各子局４に割り当てられた伝送データ信号、すなわち、子局４の制御アドレスとカウント値が一致するタイミングの伝送データ信号に重畳される。

自局に対する制御データを抽出した子局４は、その制御データの指示に従い、モータ８を動作させ、蓋体６を開放状態または閉鎖状態とする。

蓋体６を開放する動作においては、既述の手順で、閉鎖状態から開放状態となるまでの開放時間ｔｕが計測され、正常開放時間ｔｕ０との比較処理が行われる。そして、その比較処理の結果に基づき、以下のような判定ができる。

図６において最上段（正常時）に示すように、開放時間ｔｕが、正常開放時間ｔｕ０を含む許容開放時間の範囲であれば、正常動作と判断される。

図６において２段目（寿命時）に示すように、開放時間ｔｕが、正常開放時間ｔｕ０を含む許容開放時間の範囲よりも大きい側に外れた場合は、使用しているモータ８の軸受けや潤滑油などの構成部品の摩耗などにより、出力トルクが低下してモータ回転が低下し、装置寿命が到来したもの判断される。そして、モータ８の装置寿命が到来したことを示す異常１データが親局２に出力される。

図６において３段目（空転時）に示すように、開放時間ｔｕが、正常開放時間ｔｕ０を含む許容開放時間の範囲よりも小さい側に外れた場合は、蓋体６が回転軸６１から脱落し、モータ８が空回りしているものと判断される。そして、蓋体６が正常動作していないことを示す異常２データが親局２に出力される。

また、図６において４段目（障害時）に示すように、時間計測が中止となった場合は、障害物等の異物の存在により、蓋体６の正常動作が妨げられているものと判断される。そして、蓋体６の動作に障害があることを示す異常３データが親局２に出力される。

なお、既述のように、開放時間ｔｕと閉鎖時間ｔｄの計測値は寿命積算現在値ｔｓｃとして累積積算され、所定の寿命時間設定値ｔｓ０と比較演算される。そして、寿命積算現在値ｔｓｃが寿命時間設定値ｔｓ０を超えたことを示す異常４データが親局２に出力される。

親局２では、異常１データ、異常２データ、異常３データ、異常４データを、各々の子局４ごとに記憶する。そして、異常１データおよび異常２データの累積値および頻度値が所定値を超えると、モータ８、回転軸６１、蓋体６などで構成される子局４の保守点検が必要となっているものと判断される。また、異常４データが子局４から出力されているときも保守点検が必要となっているものと判断される。

更に、異常３データの累積値または頻度値に基づいて、物品収容空間における取り出し作業または補給作業の正常性が判断される。例えば、蓋体の取付け状況が悪い場合には異常３データが頻発し、正常性が悪いと判断される。

親局２において判断された内容は、子局４を特定するための情報と共に、親局２に接続された図示しない表示手段によって表示される。

更にまた、異常データ３が子局４から出力されたときは、その時点での異常があるものと判断され、子局４を特定するための情報と共に異常があることの表示がなされる。

蓋体６を閉鎖する動作においては、既述の手順で、開放状態から閉鎖状態となるまでの閉鎖時間ｔｄが計測され、正常閉鎖時間ｔｄ０との比較処理が行われる。なお、比較処理と判定は、本質的に開放時間ｔｕの場合と同様であるため、説明は省略する。

モータ８の寿命、故障などで、新品に交換された子局４が存在するときには、子局４の入力部９を介して、子局単独で初期設定時の指定を行うことにより、新品に交換された子局４には新たな正常開放時間ｔｕ０と正常閉鎖時間ｔｄ０が設定される。この実施形態においては、入力部９であるレバースイッチは、受け取り或いは補給の作業終了データの入力にも用いられているが、作業終了データの入力操作ではレバースイッチが短い時間押されるのに対し、初期設定時を指定する操作ではレバースイッチを所定時間以上、長押しするものとなっている。そのため、子局４では、初期設定時を指定する初期設定指示と作業終了データは混同されることなく認識される。

なお、新品に交換された子局４への初期設定時の指定は、親局２を介して行うこととしてもよい。この場合、親局２は、新品に交換された子局４に対する制御データとしてＴＥＳＴデータを出力する。このとき、ＴＥＳＴデータは新品に交換された子局４に対してのみ出力されるため、他の子局４は通常動作を維持することになる。

この実施形態において、標識６は相対コードとされているが、蓋体６の開閉を確認できるものであれば、位置を検出する方式に制限はない。例えば、標識６を絶対コードとして検出し、所定の絶対コードをスタートおよびエンドに対応させ、蓋体移動検出手段４６にて一致制御を行うことで、同様な制御を行うことができる。

また、この実施形態において、複数の子局４が共通データ信号線ＤＰ、ＤＮに接続され伝送同期方式によってデータの授受が行われているが、データ授受の方式に制限はない。例えば、伝送線で接続された複数の子局とコマンド方式によってデータの授受を行うこととしてもよい。更に、複数の子局を伝送線で接続せず、各々の子局と対をなす親局に複数線で接続し、親局と子局が一対一で直接データを授受してもよい。

更に、親局２と複数の子局４を接続する手法に制限はなく、伝送線で接続せず、親局２と各々の子局４を無線通信で接続し、直接データを授受してもよい。

１ 制御部
２ 親局
４ 子局
５ センサ
５ａ、５ｂ、５ｃ 光センサ
６ 蓋体
７ 指示表示部
８ モータ
９ 入力部
１１ 管理判断手段
１２ 入出力ユニット
２１ 出力データ部
２２ 管理データ部
２３ タイミング発生部
２４ 親局出力部
２５ 親局入力部
２６ 入力データ部
２９ 記憶手段
３１ 発振回路（ＯＳＣ）
３２ タイミング発生手段
３３ 制御データ発生手段
３４ ラインドライバ
３５ 監視信号検出手段
３６ 監視データ抽出手段
４０ 子局入出力部
４１ 伝送受信手段
４２ アドレス抽出手段
４３ アドレス設定手段
４４ 監視データ送信手段
４５ 制御データ抽出手段
４６ 蓋体移動検出手段
４７ 移動時間計測手段
４８ 移動時間記憶手段
４９ 初期設定指示検出手段
５１ 子局ラインレシーバ
５２ 子局ラインドライバ
５３ 管理制御データ抽出手段
５４ 管理監視データ送信手段
６１ 回転軸
６２ 標識
６２Ａ 角度標識
６２Ｓ スタート標識
６２Ｅ エンド標識
７１ 出力手段
７２ 警告出力手段
７３ 警告部
８１ 駆動手段
９１ 入力手段
９２ センサ入力手段
ＤＰ、ＤＮ データ信号線

Claims (5)

1. 複数の物品収容空間の各々に、前記物品収容空間の取り出し口を開閉する蓋体を有し、親局とのデータ授受が可能とされた子局が設置され、
   前記子局は、
   前記蓋体が前記物品収容空間を開放する第一動作時間と、前記蓋体が前記物品収容空間を閉鎖する第二動作時間を計測する計測手段と、
   任意の初期設定時を指定する初期設定時入力手段と、
   前記初期設定時入力手段を介した入力操作によって前記初期設定時が指示されたときは、前記初期設定時において計測された前記第一動作時間を第一初期動作時間として、前記初期設定時において計測された前記第二動作時間を第二初期動作時間として記憶する初期設定値記憶手段と、
   前記第一動作時間と前記第一初期動作時間の比較、または、前記第二動作時間と前記第二初期動作時間の比較に基づいて、前記蓋体の駆動手段の装置寿命の到来を判断する演算処理手段と、
   を備えることを特徴とする組立用物品管理システム。
2. 前記初期設定時が前記親局から前記子局に指示される請求項１に記載の組立用物品管理システム。
3. 前記演算処理手段は、前記第一動作時間が前記第一初期動作時間に所定割合の許容差を加減して得られる許容開放時間の範囲から大きい側に外れたとき、または、前記第二動作時間が前記第二初期動作時間に所定割合の許容差を加減して得られる許容閉鎖時間の範囲から大きい側に外れたとき、前記蓋体の駆動手段の装置寿命が到来したものと判断する請求項１または２に記載の組立用物品管理システム。
4. 前記演算処理手段は、前記第一動作時間と前記第二動作時間の前記初期設定時からの累積値である寿命積算現在値を所定の寿命時間設定値と比較し、前記寿命積算現在値が前記寿命時間設定値より大きくなったものと判断する請求項１〜３のいずれかに記載の組立用物品管理システム。
5. 前記子局は、前記寿命積算現在値が前記寿命時間設定値より大きくなったとき、累積超過の有無を前記親局に出力し、前記親局は、前記累積超過の有無に基づき、前記子局の保守点検の要否を判断する請求項４に記載の組立用物品管理システム。
   

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