(57)【要約】【課題】加工ラインを構成するワークストッカに過剰な仕掛品が滞留しないように監視を行う稼働監視装置を提供すること。【解決手段】本発明の稼働監視装置は、加工ラインを構成するワークストッカ４の状態に係る情報を取得する稼働情報取得部１７と、稼働情報取得部１７が取得したワークストッカ４の状態に係る情報に基づいて、該ワークストッカ４の現在のワークのストック数を更新するストック数更新部１８と、ワークストッカ４の現在のストック数に基づいて、加工ラインを構成する加工装置３の少なくとも１つに対する加工速度の変更の必要性について判定するストック数判定部１９と、ストック数判定部１９の判定結果に基づいて、加工ラインにおいて前記ワークストッカ４の前後方に配置される加工装置３に対して加工速度の変更を指令する加工速度変更指令部２０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工装置と、該加工装置による加工済みのワークを一時的に保管する少なくとも１つのワークストッカとから構成される加工ラインにおける前記加工装置の稼働を監視する稼働監視装置であって、
ワークストッカ毎に現在ストックされているワークの数を示す現在のストック数を少なくとも記憶するワークストッカ管理情報記憶部と、
前記加工ラインを構成するワークストッカの状態に係る情報を取得する稼働情報取得部と、
前記稼働情報取得部が取得した前記ワークストッカの状態に係る情報に基づいて、ワークストッカ管理情報記憶部に記憶される該ワークストッカの現在のストック数を更新するストック数更新部と、
前記ワークストッカ管理情報記憶部に記憶されているワークストッカの現在のストック数に基づいて、前記加工ラインを構成する加工装置に対する加工速度の変更の必要性について判定するストック数判定部と、
前記ストック数判定部が加工速度の変更が必要であると判定した場合、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更を指令する加工速度変更指令部と、
を備えたことを特徴とする稼働監視装置。
【請求項２】
前記ワークストッカの状態に係る情報は、前記加工ラインにおいて当該加工装置の前方に配置されるワークストッカからのワークの搬入情報と、前記加工ラインにおいて当該加工装置の後方に配置されるワークストッカへのワークの搬出情報を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の稼働監視装置。
【請求項３】
前記ワークストッカの状態に係る情報は、前記ワークストッカに設置されたセンサが検出した情報を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の稼働監視装置。
【請求項４】
前記ワークストッカ管理情報記憶部は、ワークストッカ毎に上限ストック数および下限ストック数を更に記憶し、
前記ストック数判定部は、前記ワークストッカ管理情報記憶部に現在のストック数が上限ストック数を上回るまたは下限ストック数を下回るワークストッカがある場合に、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更が必要であると判定する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の稼働監視装置。
【請求項５】
前記ワークストッカ管理情報記憶部は、ワークストッカ毎にストック数の変化率、上限変化率、および下限変化率を更に記憶し、
前記ストック数判定部は、前記ワークストッカ管理情報記憶部に記憶されている変化率が上限変化率を上回るまたは下限変化率を下回るワークストッカがある場合に、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更が必要であると判定する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の稼働監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の稼働監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械部品等の生産システムにおいては、複数の加工装置がそれぞれワークを受け取り、加工を施して次の加工工程へと引き渡す一連の作業を自動的に行う加工ラインにより該機械部品等の生産が行われている。このような複数の加工装置で構成される加工ラインでは、図５に示すように、加工装置間に、加工済みのワークを一時的に格納するワークストッカを備えられている場合がある（例えば、特許文献１）。
ワークストッカを用いることで、例えばある加工機が定期メンテナンスや故障で一時的に停止した場合でも、該ワークストッカがバッファとして機能するため加工ラインがスムースに動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１４１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加工工程間で時間当たりの加工数に一定以上の差がある場合は、加工ラインを動作させているうちに、いずれはワークストッカからのワーク供給待ち、もしくは、ワークストッカへのワーク払出待ちでいくつかの加工装置が停止することになる。このように、加工ラインを構成する加工装置がワーク供給待ち、もしくは、ワーク払出待ちで停止した場合、ワークストッカに大量の仕掛品が滞留してしまい、過剰な仕掛品の在庫は、結果的に企業の利益を損なってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、加工ラインを構成するワークストッカに過剰な仕掛品が滞留しないように監視を行う稼働監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の稼働監視装置では、ワークストッカにストックされているワークの個数を監視し、ワークストッカの前工程、および、後工程の加工機に、加速、または、減速指令を行う。
【０００７】
そして、本願の請求項１に係る発明は、複数の加工装置と、該加工装置による加工済みのワークを一時的に保管する少なくとも１つのワークストッカとから構成される加工ラインにおける前記加工装置の稼働を監視する稼働監視装置であって、ワークストッカ毎に現在ストックされているワークの数を示す現在のストック数を少なくとも記憶するワークストッカ管理情報記憶部と、前記加工ラインを構成するワークストッカの状態に係る情報を取得する稼働情報取得部と、前記稼働情報取得部が取得した前記ワークストッカの状態に係る情報に基づいて、ワークストッカ管理情報記憶部に記憶される該ワークストッカの現在のストック数を更新するストック数更新部と、前記ワークストッカ管理情報記憶部に記憶されているワークストッカの現在のストック数に基づいて、前記加工ラインを構成する加工装置に対する加工速度の変更の必要性について判定するストック数判定部と、前記ストック数判定部が加工速度の変更が必要であると判定した場合、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更を指令する加工速度変更指令部と、を備えたことを特徴とする稼働監視装置である。
【０００８】
本願の請求項２に係る発明は、前記ワークストッカの状態に係る情報は、前記加工ラインにおいて当該加工装置の前方に配置されるワークストッカからのワークの搬入情報と、前記加工ラインにおいて当該加工装置の後方に配置されるワークストッカへのワークの搬出情報を含む、ことを特徴とする請求項１記載の稼働監視装置である。
【０００９】
本願の請求項３に係る発明は、前記ワークストッカの状態に係る情報は、前記ワークストッカに設置されたセンサが検出した情報を含む、ことを特徴とする請求項１記載の稼働監視装置である。
【００１０】
本願の請求項４に係る発明は、前記ワークストッカ管理情報記憶部は、ワークストッカ毎に上限ストック数および下限ストック数を更に記憶し、前記ストック数判定部は、前記ワークストッカ管理情報記憶部に現在のストック数が上限ストック数を上回るまたは下限ストック数を下回るワークストッカがある場合に、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更が必要であると判定する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の稼働監視装置である。
【００１１】
本願の請求項５に係る発明は、前記ワークストッカ管理情報記憶部は、ワークストッカ毎にストック数の変化率、上限変化率、および下限変化率を更に記憶し、前記ストック数判定部は、前記ワークストッカ管理情報記憶部に記憶されている変化率が上限変化率を上回るまたは下限変化率を下回るワークストッカがある場合に、前記加工ラインにおいて前記ワークストッカの前方に配置される前記加工装置および前記ワークストッカの後方に配置される前記加工装置の少なくともいずれかに対して加工速度の変更が必要であると判定する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の稼働監視装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、ワークストッカのワーク個数が必要以上に増えないように、前工程、後工程の加工機に加速、減速指令を行うため、ワークストッカに仕掛品が大量に滞留することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による稼働監視装置の概略構成図である。
【図２】複数の加工装置と複数のワークストッカにより構成される加工ラインの管理を行う図１の稼働監視装置の機能ブロック図である。
【図３】図１の稼働監視装置上で実行される処理の例を示すフローチャートである。
【図４】ワークストッカとして自動倉庫を利用する加工ラインを示す図である。
【図５】従来技術におけるワークストッカを備えた加工ラインを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による稼働監視装置の概略構成図である。稼働監視装置１は、稼働監視装置１全体の動作を制御するＣＰＵ１０、稼働監視装置１の機能を提供するためのソフトウェアや動作時に必要となる各データなどを記憶するＲＡＭ１１、稼働監視装置１の動作状況は該動作による処理の結果などを表示する表示装置１２、オペレータからの入力を受け付ける入力装置１３、稼働監視装置の動作に必要となるソフトウェアや各種データの読み書きを行う外部記憶媒体１４、および図示しないホストコンピュータや加工ラインを構成する複数の加工装置３などとネットワーク２を介してデータの送受信を行うネットワーク通信デバイス１５を備える。
【００１５】
ＲＡＭ１１には、稼働監視装置１が提供する稼働管理に係る各機能を提供するための稼働管理ソフトウェアが記憶されており、該稼働管理ソフトウェアをＣＰＵ１０が実行することにより、稼働管理に係る各機能が提供される。また、ＲＡＭ１１には、稼働管理に係る機能において用いられる各データを記憶するための管理用変数が用意されている。管理用変数は、稼働管理の対象となる加工ラインを構成する各加工装置のネットワーク上の識別情報や、ワークストッカの識別情報、加工ラインを構成する加工装置とワークストッカとの間のワークの搬入・搬出の関係（加工工程の前後関係）を記憶する加工ラインの情報、各加工装置の現在の加工速度の情報などを記憶する変数を含み、稼働管理に係る処理の中で取得・生成されたこれらのデータを記憶・更新され、必要に応じて読み出される。また、ＲＡＭ１１には、ワークストッカ毎に管理用の変数が用意されており、該ワークストッカ管理用変数により、少なくとも各ワークストッカについて、現在のストック数、該ワークストッカの下限ストック数、該ワークストッカの上限ストック数が記憶されて管理される。
【００１６】
図２は、加工装置３（加工装置３ａ〜３ｄ）と、それぞれの加工装置３の間に配置されているワークストッカ４（ワークストッカ４ａ〜４ｃ）により構成される加工ラインの管理を行う稼働監視装置１を示している。各加工装置３は、加工ラインの構成に従って直前の加工工程において加工されたワーク５（ワーク５ａ〜５ｃ）を直前の加工工程のワークストッカ４から搬入して該ワーク５に対して加工を行い、加工後のワーク５をワークストッカ４へと搬出する。例えば、図２において加工装置３ｂは、直前の加工工程において加工装置３ａにより加工されてワークストッカ４ａに搬出されたワーク５ａを該ワークストッカ４ａから搬入し、該ワーク５ａに対して加工を行った上で加工後のワーク５ｂをワークストッカ４ｂへと搬出する。加工装置３は、ワーク５の搬入・搬出時に、いずれのワークストッカ４から加工対象となるワーク５を搬入したのかを示すワークの搬入情報と、いずれのワークストッカ４に対して加工後のワーク５を搬出したのかを示すワークの搬出情報とを稼働監視装置１に対してネットワーク２を介して送信する。
【００１７】
各加工装置３は、その加工速度を変更することができる機能を備えている。加工速度を変更する機能の例としてはオーバライド値の変更が挙げられる。加工装置３における各軸の移動速度は、指令した速度に対してオーバライド値を掛けた速度で移動するため、オーバライド値を変更するだけで加工速度を変更することができる。本実施形態の例では、標準的なオーバライド値（１００％）を基準として、１段階の加速でオーバライド値を１０％上昇させ、１段階の減速においてはオーバライド値を１０％下降させる、といったように多段階で加工速度を変更することができるようにする。
【００１８】
一方で、稼働監視装置１のＣＰＵ１０によりＲＡＭ１１に記憶されている稼働管理ソフトウェアが実行されると、稼働管理ソフトウェアに基づくＣＰＵ１０の動作により、ＲＡＭ１１上に管理用変数、ワークストッカ管理用変数１６の記憶領域が確保されると共に、稼働監視装置１が稼働情報取得部１７、ストック数更新部１８、ストック数判定部１９、加工速度変更指令部２０の各機能手段として動作する。
稼働管理ソフトウェアの実行開始時において、稼働管理の対象となる加工ラインを構成する各加工装置３のネットワーク上の識別情報や、ワークストッカ４の識別情報、加工ラインを構成する加工装置３とワークストッカ４との間のワーク５の搬入・搬出の関係（加工工程の前後関係）を記憶する加工ラインの情報などの管理用変数に記憶される各情報は、オペレータが表示装置１２を見ながら入力装置１３を操作して設定するようにしてもよいし、以前設定した情報を外部記憶媒体１４から読み出して設定するようにしてもよい。また、各加工装置３の現在の加工速度の情報、などの管理用変数に記憶される各情報は、ネットワーク２を介して各加工装置３から現在の加工速度の段階値を取得するようにしてもよい。
また、稼働管理ソフトウェアの実行開始時において、ワークストッカ管理用変数１６に記憶される現在のストック数は０にクリアされ、最小ストック数、最大ストック数の値については、作業者により手動でまたは以前設定した情報を外部記憶媒体１４から読み出されて設定される。
【００１９】
稼働情報取得部１７は、ネットワークを介して各加工装置３から出力されるワークの搬入情報およびワークの搬出情報を取得する。
ストック数更新部１８は、稼働情報取得部１７が取得した各加工装置３から出力されるワークの搬入情報およびワークの搬出情報に基づいて、ワークストッカ管理用変数１６に記憶されている各ワークストッカの現在のストック数を更新する。例えば、図２において、加工装置３ｂがワークストッカ４ａからワーク５ａを搬入したこと示すワークの搬入情報を加工装置３ｂから稼働情報取得部１７が取得した場合、ストック数更新部１８は、ワークストッカ４ａのストック数を１減少させる。また、加工装置３ｂがワーク５ｂをワークストッカ４ｂへと搬出したことを示すワークの搬入情報を加工装置３ｂから稼働情報取得部１７が取得した場合、ストック数更新部１８は、ワークストッカ４ｂのストック数を１増加させる。
【００２０】
ストック数判定部１９は、ワークストッカ管理用変数１６を参照して、各ワークストッカ４について現在のストック数が下限ストック数を下回っていないか、または、現在のストック数が上限ストック数を上回っていないかを判定する。
加工速度変更指令部２０は、ストック数判定部１９の判定結果に基づいて、各加工装置３に対する加工速度の変更指令を出力する。加工速度の変更指令の一例としては、ストック数判定部１９があるワークストッカ４について現在のストック数が下限ストック数を下回っていると判定した場合、該ワークストッカ４に対してワーク５を搬出している加工装置３（直前の加工工程の加工装置３）に対して加工速度を増加するように指令すると共に、該ワークストッカ４からワーク５を搬入している加工装置３（直後の加工工程の加工装置３）に対しては加工速度を減少させるように指令する。また、例えば、ストック数判定部１９があるワークストッカ４について現在のストック数が上限ストック数を上回っていると判定した場合、該ワークストッカ４に対してワーク５を搬出している加工装置３（直前の加工工程の加工装置３）に対して加工速度を減少させるように指令すると共に、該ワークストッカ４からワーク５を搬入している加工装置３（直後の加工工程の加工装置３）に対しては加工速度を増加させるように指令する。なお、加工速度変更指令部２０は、加工速度が最低値に設定されている加工装置３に対して加工速度を減少させるように指令する際には、該加工装置３に対して加工を一時停止するように指令するようにしてもよい。また、加工速度変更指令部２０は、加工速度が最大値に設定されている加工装置３に対して更に加工速度を増加させるように指令する際には、その代わりに直前の加工工程の加工装置３に対して更なる加工速度の減少を指令するようにしてもよい。
【００２１】
図３は、本実施形態による稼働監視装置１の動作を示すフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］以下のステップＳＡ０２〜ステップＳＡ０９の処理を、稼働管理の対象となる加工ラインを構成する全てのワークストッカ４について繰り返す。
【００２２】
●［ステップＳＡ０２］ストック数更新部１８は、稼働情報取得部１７が処理対象のワークストッカ４に対するワーク５の搬入を示すワークの搬入情報を取得したか否かを判定する。取得した場合にはステップＳＡ０３へ処理を移行し、取得していない場合にはステップＳＡ０６へ処理を移行する。
●［ステップＳＡ０３］ストック数更新部１８は、処理対象のワークストッカ４のワークストッカ管理用変数１６に記憶されているストック数を１増加させる。
【００２３】
●［ステップＳＡ０４］ストック数判定部１９は、処理対象のワークストッカ４のワークストッカ管理用変数１６に記憶されているストック数が上限ストック数を上回ったか否かを判定する。上回った場合はステップＳＡ０５へ処理を移行し、上回っていない場合にはステップＳＡ０６へ処理を移行する。
●［ステップＳＡ０５］加工速度変更指令部２０は、処理対象のワークストッカ４に対してワーク５を搬出している加工装置３（直前の加工工程の加工装置３）に対して加工速度を減少するように指令すると共に、該ワークストッカ４からワーク５を搬入している加工装置３（直後の加工工程の加工装置３）に対しては加工速度を増加させるように指令する。
【００２４】
●［ステップＳＡ０６］ストック数更新部１８は、稼働情報取得部１７が処理対象のワークストッカ４に対するワーク５の搬入を示すワークの搬出情報を取得したか否かを判定する。取得した場合にはステップＳＡ０７へ処理を移行し、取得していない場合には現ループにおける処理を終了する。
●［ステップＳＡ０７］ストック数更新部１８は、処理対象のワークストッカ４のワークストッカ管理用変数１６に記憶されているストック数を１減少させる。
【００２５】
●［ステップＳＡ０８］ストック数判定部１９は、処理対象のワークストッカ４のワークストッカ管理用変数１６に記憶されているストック数が下限ストック数を下回ったか否かを判定する。下回った場合はステップＳＡ０９へ処理を移行し、下回っていない場合には現ループにおける処理を終了する。
●［ステップＳＡ０９］加工速度変更指令部２０は、処理対象のワークストッカ４に対してワーク５を搬出している加工装置３（直前の加工工程の加工装置３）に対して加工速度を増加するように指令すると共に、該ワークストッカ４からワーク５を搬入している加工装置３（直後の加工工程の加工装置３）に対しては加工速度を減少させるように指令し、現ループにおける処理を終了する。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
【００２７】
上記した実施形態では、加工装置３の間にワークストッカ４を配置した加工ラインを例として稼働監視装置１の動作を説明しているが、図４に示すように、ワークストッカとして自動倉庫を用いている加工ラインに対して本発明の稼働監視装置１を適用しても十分に本発明の効果を得ることができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、ワークストッカ４のストック数に応じて、直前の加工工程の加工装置３と直後の加工工程の加工装置３の両方の加工速度の変更を指令しているが、直前の加工工程の加工装置３と直後の加工工程の加工装置３のいずれか一方にのみ加工速度の変更を指令するようにしてもよい。
また、複数のワークストッカ４のワーク５のストック数を総合的に見て、それぞれの加工装置３に対して加工速度の変更を指令するようにしてもよい。例えば、図２において、ワークストッカ４ｂのストック数が上限を上回った場合、上記実施形態では、単純に加工装置３ｃの加工速度を増加させ、加工装置３ｂの加工速度を減少させるが、更に加工装置３ｂの直前にあるワークストッカ４ａ，加工装置３ｃの直後にあるワークストッカ４ｃのストック数を確認し、ワークストッカ４ｃが上限ストック数に近い場合や、ワークストッカ４ａが下限ストック数に近い場合には、加工装置３ｃの加工速度は増加させずに加工装置３ｂの加工速度を２段階減少させ、加工装置３ｂの更に直前の加工工程の加工装置３ａの加工速度も１段階減少させる、などといった総合的な判定を行うようにしてもよい。このように、特定のワークストッカ４の状態に応じて、該ワークストッカ４の直前・直後にある加工装置３のみならず、加工ラインにおいて該ワークストッカ４の前方にある加工装置３や後方にある加工装置３の加工速度を総合的に制御することで、より柔軟に加工の仕掛品の滞留を防止することができる。
【００２９】
また、ワークストック管理用変数に、ワークの搬入・搬出情報に基づいて算出されるワークのストック数の変化率（単位時間当たりの変化量）と、上限変化率および下限変化率を併せて記憶するように構成し、各ワークストッカ４のワークのストック数の変化率があらかじめ設定された閾値を上回る場合（ストック数が急激に増加）または下回る場合（ストック数が急激に減少）に、それぞれの加工装置３に対して加工速度の変更を指令するように構成してもよい。
【００３０】
更に、上記実施形態では、ワークストッカ４に対するワークの搬入・搬出の情報を加工装置３から取得することで、それぞれのワークストッカ４のストック数を管理しているが、ワークストッカ４に対して視覚センサ、重量センサ、タッチセンサなどの各種センサを設置し、該センサからワークストッカに保管されているワークのストック数を取得するように構成してもよい。その際には、各センサからの検出値を信号により各加工装置３が取得するようにし、取得した各センサの値をネットワーク２を介して稼働監視装置１に送信するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１  稼働監視装置
２  ネットワーク
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  加工装置
４，４ａ，４ｂ，４ｃ  ワークストッカ
５，５ａ，５ｂ，５ｃ  ワーク
１０  指令プログラム解析部（ＣＰＵ）
１１  速度演算手段（ＲＡＭ）
１２  表示装置
１３  入力装置
１４  外部記憶媒体
１５  ネットワーク通信デバイス
１６  ワークストッカ管理用変数
１７  稼働情報取得部
１８  ストック数更新部
１９  ストック数判定部
２０  加工速度変更指令部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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