(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各自が自律して動作する複数の設備をコンベアにより連結し、各設備からのワークの流出側に前記ワークの流出を制御するストッパを備え、かつ各設備の間にコンベア上のワークの状態を検知する満載センサを備えて、該満載センサがコンベア上の満載を示すオン状態であると前記ストッパを働かせる自動化生産ラインにおける生産ラインの制御方法において、
異常を起こした設備は、
自設備が異常か否か判定し、
異常のときはさらに異常が解除されたか否か判定し、
異常が解除されているときは、前工程の設備に運転の再開を示す運転再開信号を送出し、
前記運転再開信号を受けた設備は、順次その前の工程の設備に前記運転再開信号を伝達し、
前記運転再開信号を受けた各設備は、前記満載センサがコンベア上の満載を示すオン状態であっても、自設備のストッパを解除する、
ことを特徴とする自動化生産ラインの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動化生産ラインの制御方法に関し、特に自律動作する複数の加工・組み付け設備をコンベア等で連結した自動化生産ライン（トランスファーライン）の稼働状況を監視し、異常の復旧状況に対応して各設備の運転を開始し、全体的に生産ラインの稼働率を向上させるようにした自動化生産ラインの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自律動作する複数の加工・組み付け設備をコンベア等で連結したトランスファーラインにおいて、１台の設備が何らかの異常で停止すると、異常を起こした設備の前工程の設備は、自工程での加工・組み付け完了品（ワーク）を異常を起こした次工程設備に、その設備が復旧するまでワークを送ることが出来なくなる。その結果、トランスファーラインは、例えて言えば、信号待ちで並んでいる車のような渋滞状態に陥る。そして、一旦渋滞すると、例え異常設備が復旧しても渋滞解消に時間を要し、ライン稼働率を低下させることになる。
【０００３】
従来技術の一例として、特開平３−１７７０１号公報には、設備異常の発生に際して復旧制御を行い高能率に多品種中小生産を可能としたフレキシブル生産システムが提案されている。設備異常が発生した場合に、従来は再起動のために、データの入力、機械の調整などの種々の処理が必要となり、復旧に多大な労力と時間を必要としていたが、この文献の方式では、運転中に設備異常が発生し、作業者が介入して修復を行った場合でも、修復後に作業者が特別な処理を行うことなく自動的に正常な運転状態に戻すことができる。
【０００４】
即ち、この生産システムでは、各設備毎に常に設備の状態を監視する中継装置が設けられており、複数の中継装置を１台の中央処理装置が監視する方式をとっている。従って、設備異常が発生すると、制御装置（中央処理装置）は異常処理用の制御シーケンスを実行し、異常の修復後にはその時の設備の状態により、通常の制御シーケンスの内の適当なステップから制御を再開する。これにより設備異常の修復後でも自動的に短時間に運転制御を再開することができる。
【０００５】
しかしながら、この生産システムでは、各設備に設けられた中継装置の状況を中央処理装置が監視し、異常の修復後の生産ラインの効率的な制御を実行しているに過ぎない。
また、従来技術の他の例として、特開昭６３−２７８７５０号公報には、ワークを載せたパレットをコンベアにて各工程を順次搬送する生産ラインにおいて、パレットを停止させるストッパと、止められたパレットを各工程毎の作業台に移す移設装置とを設け、後工程から前工程のストッパを制御できるようにした生産ラインが提案されている。
【０００６】
即ち、この生産システムでは、後工程から、各工程に設けられた前工程ストッパ制御手段を操作して、前工程のストッパを解除すると、前工程のストッパで止められていたパレットはコンベアに搬送され後工程に送られる。このように各工程毎にストッパを設けたので、生産ラインの停滞を防止することができ、最適なラインバランスと効率の良い生産ができる。
【０００７】
しかしながら、この生産システムでは、異常設備が復旧すると、コンベア上の状態とは関係なく、単に前工程のストッパを解除する技術が開示されているに過ぎない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、生産ラインの停滞をなくすための一つの解決方法として、各設備間に、スペース的なバッファを設け、そのバッファを利用して生産ラインの停滞時間を吸収する方式が広く知られている。しかし、このような生産ラインでは、各設備にバッファを配置するために全体的にラインの全長が長くなり、いわゆる「面積生産性」が悪化するばかりか、バッファ分の時間も必要とするので全体的な生産時間の増大し、その結果、生産コストも上昇するという問題があった。
【０００９】
このような従来の問題点は、異常を起こした設備によって生産ライン全体が停止状態に陥った時に、例え異常設備が復旧しても、車の渋滞と同様に、前方の設備が稼働しないと後方の設備が稼働できない状態になるために発生することにある。
そこで、本発明の目的は、異常設備が復旧したならば、その設備は「運転再開信号」を前工程設備に送出し、もしくは一斉に各設備に送出し、例え生産ライン上がワークで満載であっても、各設備のストッパ解除動作を実行することによって、生産ラインの稼働率の低下を防止した自動化生産ラインの制御方法を提供することを目的とする。さらに本発明では、各設備毎に設けられたバッファの面積を１ワーク分程度に抑えることによって、面積生産性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、各自が自律動作する複数の設備をコンベアにより連結した自動化生産ラインにおける生産ラインの制御方法において、異常を起こした設備は、自設備の異常が解除されているときは、前工程の設備に運転の再開を示す運転再開信号を送出し、運転再開信号を受けた設備は、順次その前の工程の設備に前記運転再開信号を伝達し、例え満載センサがオンであっても運転再開信号を受ければ、各設備は自設備のストッパを解除するようにしたので、異常が復旧したときは直ちに生産ラインを稼働させることができ、その結果、生産ラインの稼働率の低下を防止することができる。さらに、このような生産ラインの再開によって、各設備毎に設けられたバッファの面積を１ワーク分程度に抑えることができ、面積生産性を改善することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の自動化生産ラインの制御方法を適用する生産システムの要部構成図である。図中、１１は（１）〜（６）の設備全体を示し、設備（１）〜（６）は、例えば、加工・組み付け等の機械である。１２は各設備毎に設けられたコントローラである。１３はワークパレット上の被加工物（ワーク）であり、自設備の加工・組み付け等の工程が完了すると次工程に送られる。１４は各設備の出力側に設けられ、ワーク１３の次工程設備への流出を制御する機械的なストッパである。１５は各設備毎に設けられコンベア上のワークの状態を検知する満載センサである。１６はコントローラ間を結ぶ信号線であり、後述するように、例えば１ショットの信号を隣接するコントローラに迅速に送出する。１ショット信号が適切なのは、いわゆる「要求信号」、「応答信号」、「確認信号」等の面倒なやりとりをコントローラ相互間で必要とする「ハンドシェイク方式」を不要とするからである。
【００１２】
さらに、１７は各設備間を連結するコンベアであり、１８は各設備毎に設けられた、例えばスペース的なバッファ手段である。
このような設備（１）〜（６）をコンベア１７で連結した自動化生産ラインにおいて、全ての設備が正常な場合には、ワーク１３を所定の加工ユニット（図示せず）を使用して加工し、その加工が完了した後、コンベア１７上に配置された満載センサ１５がオフならば、即ち、コンベア上がワークで満載でないならば、ストッパ１４を解除することによって次工程設備へワーク１３を流出させる。この場合、各設備間に最低１ワーク分のバッファ手段１８を配置し、各設備間の非同期的な時間差を吸収するように構成されている。
【００１３】
各設備のコントローラ１２はストッパ１４等の動作を制御するもので、例えば、シーケンサ等の一般的な制御機器で構成されている。各コントローラ間は信号線１６により、各々のＩ／Ｏユニット（図示せず）間で接続されている。これにより自工程設備は次工程設備の状態を容易に検知することができる。
次に、例えば最後尾の設備（６）が、異常を起こし、ある時間停止すると、従来の方法では、ワーク１３が渋滞状態になり、例え異常が解除されても、各ワーク１３の移動がシリーズに行われるので、先頭の設備（１）のワークが最後尾の設備（６）に到達するまでに著しく時間を要し、その結果、ラインの稼働率を低下させることになる。
【００１４】
そこで、本発明では、異常を起こした設備の異常が解除され運転が再開されたならば、その設備は、ワーク流出待ちの各設備に対して、異常が解除され運転が再開された旨を示す１ショットの「運転再開信号」を一斉に送出し、もしくは前工程設備に送出して順次に前工程設備に伝達し、この運転再開信号を受けた各設備は一斉にストッパ１４を解除してワークを流出させることにより、生産ラインの滞留を瞬時に解消するようにしている。
【００１５】
図２は異常を起こした設備が復旧し、運転再開信号を出力してストッパを解除する場合の処理フローチャートである。まず、自設備に異常があるか否かをチェックする（ステップＳ２１）。異常が無い場合は（ＮＯ）、自設備のストッパ１４を解除する（機械的にストッパを抜く）（Ｓ２４）。一方、自設備に異常がある場合は（ＹＥＳ）、そのコントローラは異常が解除されたか否かチェックする（Ｓ２２）。異常が修復されていない場合は（ＮＯ）、チェックを繰り返し、異常が修復されるまで待機する。
【００１６】
そして、ステップＳ２２にて異常が解除された場合は（ＹＥＳ）、例えば、１ショットの「運転再開信号」を前工程設備（もしくは全設備）に出力する（Ｓ２３）。そして、自設備のストッパ解除動作を行い（Ｓ２４）、ワークを次工程の設備に流出する。運転再開信号を受けた各設備は、自設備のストッパを解除する動作を一斉に行う。
【００１７】
図３は正常設備が、異常設備から運転再開信号を受信した場合の処理フローチャートである。まず、自設備（正常設備）は、自工程の加工・組み付け等の工程を開始し、さらに自工程設備のワークが流出待ちの状態か否かチェックする（Ｓ３１）。ワーク流出待ちでない場合は（ＮＯ）、所定の加工・組み付け工程が完了したか否か判定する。
【００１８】
ステップＳ３１にてワーク流出待ちの場合は（ＹＥＳ）、満載センサ１５がオンしているか否かチェックし（Ｓ３２）、満載センサ１５がオフの場合は（ＮＯ）、自設備の加工・組み付け状態とは関係なくストッパ解除の動作を行い（Ｓ３５）、例えばバッファ手段にワークが滞留していればこれを流出させる。
一方、満載センサ１５がオンしている場合は（ＹＥＳ）、次工程設備もしくは異常が復旧した設備から運転再開信号の出力があるか否かチェックし（Ｓ３３）、運転再開信号が無い場合は（ＮＯ）、ステップＳ３２における満載センサ１５のチェックに戻る。そしてステップＳ３３において、次工程設備もしくは異常が復旧した設備から運転再開信号がある場合は（ＹＥＳ）、自工程設備より以前の前工程設備へ、例えば１ショットの運転再開信号を出力する（Ｓ３４）。その後、自工程設備のストッパ解除動作を行いワークを流出させる（Ｓ３５）。
【００１９】
そして、ストッパを解除したならば、次に新たなワークが到着したか否か判定し（Ｓ３６）、到着していなければ（ＮＯ）、この判定を繰り返す。一方、新たなワークが到着していれば（ＹＥＳ）、自工程設備での所定の加工・組み付け動作を行う（Ｓ３７）。さらに自工程設備は自工程での所定の加工・組付けが完了したか否か判定し（Ｓ３８）、完了していなけば加工・組み付け動作を継続し（Ｓ３７）、所定の加工・組み付け工程が完了していれば（ＹＥＳ）、最初のステップＳ３１に戻る。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異常設備が運転再開した旨の運転再開信号が、前工程設備もしくは各設備に一斉に伝達され、その結果、各設備のストッパが同時に解除しワークが流出されるため、生産ラインの滞留を瞬時に解消することができる。このため、設備間のバッファ手段も最小限の面積で済むので面積生産性を向上させることができ、かつ異常や段取りのための設備停止によるライン稼働率の低下を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動化生産ラインの制御方法を適用する生産システムの要部構成図である。
【図２】異常を起こした設備が復旧し、運転再開信号を出力してストッパを解除する場合の処理フローチャートである。
【図３】正常設備が、異常設備から運転再開信号を受信した場合の処理フローチャートである。
【符号の説明】
１１…設備
１２…コントローラ
１３…ワーク
１４…ストッパ
１５…満載センサ
１６…信号線
１７…コンベア
１８…バッファ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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