特許 6944541 製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6944541

(24)【登録日】2021年9月14日

(45)【発行日】2021年10月6日

(54)【発明の名称】製造システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 37/00 20060101AFI20210927BHJP

   B23Q 41/08 20060101ALI20210927BHJP

   B23Q 41/02 20060101ALI20210927BHJP

   B23Q 17/20 20060101ALI20210927BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20210927BHJP

【ＦＩ】

   B23Q37/00 Z

   B23Q41/08 Z

   B23Q41/02 A

   B23Q17/20 A

   B23Q17/00 D

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-559461(P2019-559461)

(86)(22)【出願日】2017年12月13日

(86)【国際出願番号】JP2017044720

(87)【国際公開番号】WO2019116462

(87)【国際公開日】20190620

【審査請求日】2020年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000969

【氏名又は名称】特許業務法人中部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 正

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０６３８２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１５１８３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 登録実用新案第３０７９９７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２５５９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５８０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０６４８１３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ ３７／００ − ４１／０８

Ｂ２３Ｑ １７／００ − １７／２０

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースと、
そのベース上に配置された複数の作業機モジュールと、
前記ベースに設けられてワークを前記複数の作業機モジュール間で移送させるワーク移送装置と
を備えた製造システムであって、
前記ワーク移送装置が、多関節型のアームと、そのアームの先端に設けられて前記ワークを保持する保持具とを有し、前記作業機モジュール内に前記アームを伸ばしてその作業機モジュールに対して前記ワークの受け渡しを行うように構成され、
前記ベースが、自身の制御を司るとともに前記ワーク移送装置を制御するベースコントローラを有し、
前記複数の作業機モジュールの各々が、自身の制御を司るモジュールコントローラを有し、
当該製造システムが、さらに、
ディスプレイを有して、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラの各々に対して入出力を行う操作端末であって、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラのうちの１つのものの入出力に関する情報を表示する第１エリアと、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラのうちの他の１つのものの入出力に関する情報を表示する第２エリアとを、前記ディスプレイの一画面上に表示するように構成された操作端末を備え、
その操作端末が、
前記ワーク移送装置と前記複数の作業機モジュールのうちの１つとの間の前記ワークの受け渡しにおいて前記ワーク移送装置を自動で動作させるための設定画面として、
前記第１エリアに、前記ベースコントローラの入出力に関する情報として、前記ワークの受け渡しの際の前記ワークの位置および姿勢に関する前記ワーク移送装置の設定を操作者に行わせるための入力エリアを表示し、
前記第２エリアに、前記複数の作業機モジュールのうちの１つを制御する前記モジュールコントローラの入出力に関する情報として、前記ワークの受け渡しの際に必要な前記複数の作業機モジュールのうちの１つの動作を操作者によって手動で行わせるためのアイコンを表示するように構成された製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書には、ベースとそのベース上に配列された複数の作業機モジュールとを含んで構成された製造システムを開示し、特に、ベースおよび複数の作業機モジューを管理するための構成を開示する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、搬送装置でワークを順次送り込んで複数の作業機モジュールの各々によって所要の加工を連続的に行う製造装置が記載されている。その製造装置は、作業機モジュールに設けられた操作盤や外部の端末から管理されるようになっている。つまり、その製造装置を含む製造システムは、ディスプレイを有する操作端末を備え、その操作端末を用いて製造装置を管理するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−６３８５１号公報

【発明の概要】

【解決しようとする課題】

【0004】

上述のような製造システムに対して改良を施すことにより、その製造システムの実用性を高めること、ひいては、製造システムの実用性を向上させることが可能である。本出願は、そのような観点からなされたものであり、実用性の高い製造システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本発明細書には、
ベースと、
そのベース上に配置された複数の作業機モジュールと、
前記ベースに設けられてワークを前記複数の作業機モジュール間で移送させるワーク移送装置と
を備えた製造システムであって、
前記ワーク移送装置が、多関節型のアームと、そのアームの先端に設けられて前記ワークを保持する保持具とを有し、前記作業機モジュール内に前記アームを伸ばしてその作業機モジュールに対して前記ワークの受け渡しを行うように構成され、
前記ベースが、自身の制御を司るとともに前記ワーク移送装置を制御するベースコントローラを有し、
前記複数の作業機モジュールの各々が、自身の制御を司るモジュールコントローラを有し、
当該製造システムが、さらに、
ディスプレイを有して、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラの各々に対して入出力を行う操作端末であって、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラのうちの１つのものの入出力に関する情報を表示する第１エリアと、前記ベースコントローラおよび複数の前記モジュールコントローラのうちの他の１つのものの入出力に関する情報を表示する第２エリアとを、前記ディスプレイの一画面上に表示するように構成された操作端末を備え、
その操作端末が、
前記ワーク移送装置と前記複数の作業機モジュールのうちの１つとの間の前記ワークの受け渡しにおいて前記ワーク移送装置を自動で動作させるための設定画面として、
前記第１エリアに、前記ベースコントローラの入出力に関する情報として、前記ワークの受け渡しの際の前記ワークの位置および姿勢に関する前記ワーク移送装置の設定を操作者に行わせるための入力エリアを表示し、
前記第２エリアに、前記複数の作業機モジュールのうちの１つを制御する前記モジュールコントローラの入出力に関する情報として、前記ワークの受け渡しの際に必要な前記複数の作業機モジュールのうちの１つの動作を操作者によって手動で行わせるためのアイコンを表示するように構成された製造システムを開示する。

【効果】

【0006】

本明細書に開示する製造システムは、操作者がいずれのコントローラに指示を出すかということを意識する必要がないため、例えば、接続するコントローラを切り換えたり、操作者が指示を出したいコントローラを選択したりする必要がなく、ベースや複数の作業機モジュールの管理の簡便化を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施例の製造システムを示す斜視図である。

【図2】図１に示す作業機モジュールが有する操作盤の正面図である。

【図3】本実施例の製造システムが備えるワーク移送装置の斜視図である。

【図4】図１に示す製造システムが備える旋盤モジュールの斜視図である。

【図5】本実施例の製造システムの概略を示すブロック図である。

【図6】本実施例の製造システムを構成する操作端末においてディスプレイに表示される

【図7】図４に示す旋盤モジュールの旋盤本体を手動で動作させるための操作画面を示す図である。

【図8】種々の設定を操作者に切り換えさせるための画面を示す図である。

【図9】図３に示したワーク移送装置を自動で動作させるために必要な複数のポイントを記憶させるための設定画面を示す図である。

【図10】図４に示す旋盤モジュールによる加工作業の際におけるツールの位置を調整するための設定画面を示す図である。

【実施例】

【0008】

以下、一実施例である製造システムを、図を参照しつつ説明する。なお、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

【0009】

一実施例である製造システムの概略を、図１に示す。本実施例の製造システムは、ワークに対して作業を行う製造装置１０と、その製造装置１０を管理する構成とを含むものである。その製造装置１０は、ワークに対して作業を行う作業機がモジュール化された複数の作業機モジュール１２（本実施例では、７つ）が１つのラインとなるように配列され、それら複数の作業機モジュール１２が１つのワークに対して順次作業を行うように構成されている。製造装置１０は、図１に示すように、７つの作業機モジュール１２が、ベース１４に対して配列されている。詳しく言えば、７つの作業機モジュール１２のうちの両端を除く５つのものが、ベース１４上に載置され、両端のものが、ベース１４の横に配置されており、７つの作業機モジュール１２が、１つのラインとなるように、互いに近接して配列されている。

【0010】

なお、図１に示す７つの作業機モジュール１２は、右から順に、ワークを投入するワーク投入モジュール１２Ａ，切削加工を行う２つの旋盤モジュール１２Ｂ，２つの旋盤モジュール１２Ｂによって加工されたワークの寸法を測定する検測モジュール１２Ｃ，孔開け加工を行うドリミルモジュール１２Ｄ，歯切り加工を行うホブモジュール１２Ｅ，完成した製品を収納するストックモジュール１２Ｆである。なお、７つ作業機モジュール１２のうちの作業機モジュール１２である２つの旋盤モジュール１２Ｂ，ドリミルモジュール１２Ｄ，ホブモジュール１２Ｅが、工作機械を含みワークに対してツールによる機械加工作業を行う加工モジュール１２である。

【0011】

ベース１４は、３つのベースユニット１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが並べられて互いに固定されたものである。そして、ベースユニット１６Ａ上には、２つの旋盤モジュール１２Ｂが、ベースユニット１６Ｂ上には、検測モジュール１２Ｃおよびドリミルモジュール１２Ｄが、ベースユニット１６Ｃ上には、ホブモジュール１２Ｅが、それぞれ載置されている。

【0012】

作業機モジュール１２の各々は、自身の作動を制御するモジュールコントローラ２０を備えている。そのモジュールコントローラ２０は、ＰＵ（プロセッシングユニット）２２，ＲＯＭ（リードオンメモリ）２４，ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２６を有するコンピュータを主体とするものである（図５参照）。ＲＯＭ２４には、作業機モジュール１２の一般的作動を制御するためのプログラムやデータが格納され、ＲＡＭ２６には、後に詳しく説明するが、操作者によって入力されるワークを加工するためのプログラムや各種のデータが格納される。

【0013】

また、作業機モジュール１２のうちの上述した加工モジュール１２の各々は、ディスプレイ３０を有する操作盤３２を備えており、そのディスプレイ３０に表示される画面が、モジュールコントローラ２０によって制御される。図２に、その操作盤３２の正面図を示している。操作盤３２は、ハード的なボタン等も有しているが、タッチパネル式のものとなっており、自身が備わる工作機械モジュール１２に関する操作や表示画面の切り換え等を、ディスプレイ３０に触れることで行うことが可能となっている。ＲＯＭ２４には、ディスプレイ３０に表示する各種の画像データが格納され、ＲＡＭ２６には、自身が備わる加工作業モジュール１２に関する情報、例えば、取り付けられている工具の情報、加工したワークの数など生産に関する情報等、ディスプレイ３０に表示する各種のデータが格納されている。

【0014】

また、ベースユニット１６の各々も、自身の制御を司るコントローラであるベースコントローラ４０を備えている。そのベースコントローラ４０は、モジュールコントローラ２０と同様に、ＰＵ４２，ＲＯＭ４４，ＲＡＭ４６を主体とするものである。ベースコントローラ４０は、詳しい説明は省略するが、ベースユニット１６に設けられた作業機モジュール１２を固定するための装置や、ベースユニット１６に設けられて機械加工によって発生した切屑等を処理する装置等の制御を行う。また、ベースコントローラ４０は、以下に説明するワークローダ５０の制御をも行うようになっている。

【0015】

製造装置１０は、ワークを複数の作業モジュール１２の間で移送するワーク移送装置として、図３に示すワークローダ５０を備えている。そのワークローダ５０は、ベース１４の前方側の側面に設けられたレールに沿って移動可能とされており、図示は省略するが、ベース１４と複数の作業機モジュール１２の各々の外装パネル５２とによって形成された空間内を移動可能とされているのである。つまり、ワークローダ５０は、複数の作業機モジュール１２に渡ってワークを移送することが可能とされているのである。

【0016】

また、そのワークローダ５０は、多関節型のアーム５４と、そのアーム５４の先端に設けられてワークを保持する保持具としての２つのチャック５６，５８とを有している。つまり、ワークローダ５０は、そのアーム５４を作業機モジュール１２の作業位置まで伸ばし、ローダチャック５６またはアンローダチャック５８によって、作業位置にワークを装着させること、および、作業位置からワークを離脱させることが可能なものとされているのである。

【0017】

また、図４には、作業機モジュール１２のうちの１つである旋盤モジュール１２Ｂの工作機械本体６０の斜視図を示している。その旋盤モジュール１２Ｂの工作機械本体である旋盤本体６０について簡単に説明すれば、旋盤本体６０は、自身の回転によってワークを回転させるためのスピンドル６２と、それぞれがツール（工具）である複数のバイト６４を保持するツール保持ヘッド６６と、そのツール保持ヘッド６６を上下および前後に移動させるヘッド移動装置６８とを含んで構成され、スピンドル６２の先端に設けられたチャックによってワークを保持し、そのワークを回転させつつツール保持ヘッド６６に保持されたバイト６４によって切削加工を行うものである。

【0018】

上述した製造装置１０において、各作業機モジュール１２のモジュールコントローラ２０、および、各ベースユニットベースコントローラ４０は、図５のブロック図に示すように、ＬＡＮ７０によって接続されており、互いにデータの送受信を行うことが可能とされている。そして、本製造システムは、上述した製造装置１０の管理、つまり、各作業機モジュール１２が有するモジュールコントローラ２０、および、各ベースユニット１６が有するベースコントローラ４０に対する入出力を、加工モジュール１２である２つの旋盤モジュール１２Ｂ，ドリミルモジュール１２Ｄ，ホブモジュール１２に設けられた操作盤３２から行うことが可能とされ、いずれの操作盤３２からも同様に行うことが可能とされているのである。

【0019】

また、本製造システムは、各コントローラ２０，４０に対する入出力を、加工モジュール１２に設けられた操作盤３２から行うだけでなく、ネットワークによって接続された他の端末からも行うことが可能に構成される。具体的には、本製造システムは、図１および図５に示すように、製造装置１０を含む複数の製造装置を統括して制御する統括端末８０がＬＡＮ７０に接続されるとともに、作業者が携帯するスマートフォンあるいはタブレット型などの携帯端末８４も、無線通信によって接続されている。そして、本製造システムは、それら統括端末８０，携帯端末８４からも、各コントローラ２０，４０に対する入出力を行うことが可能に構成されているのである。

【0020】

以上のような構成から、本製造システムにおいては、加工モジュール１２の操作盤３２，統端末８０，携帯端末８４が、各コントローラ２０，４０に対する入出力を行う操作端末として機能するようになっている。

【0021】

図６には、上述の操作端末のディスプレイに表示される画面の一例を示している。その図６に示す画面９０は、旋盤モジュール１２Ｂの旋盤本体４０を手動で動作させるための操作画面であり、旋盤本体４０の各種の動作に対応する種々の操作ボタン等が表示されている。つまり、画面９０は、旋盤モジュール１２Ｂのモジュールコントローラ２０に対する操作者の入力を受け付けるためのものである。

【0022】

また、図７には、ディスプレイに表示される画面の一例をもう一つ示している。その図７に示す画面９２は、ワークローダ５０を手動で動作させるための操作画面であり、ワークローダ５０の各種の動作に対応する種々の操作ボタン等が表示されている。つまり、画面９２は、ワークローダ５０を制御するベースコントローラ４０に対する操作者の入力を受け付けるためのものである。

【0023】

さらに、ディスプレイに表示される画面の一例を、図８に示している。その図８に示す画面９４は、種々の設定を操作者に切り換えさせるための画面である。その画面９４には、種々の設定に対応する複数のアイコン１００（図７においては１０個：１００ａ〜１００ｊ）が表示されている。そして、それら複数のアイコン１００のうち５つのアイコン１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｉが、ワークローダ５０の動作に関する設定を切り換えるためのものである。また、残りの５つのアイコン１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｈ，１００ｊが、旋盤モジュール１２Ｂの動作に関する設定を切り換えるためのものである。つまり、ワークローダ５０の動作に関する設定を切り換えるためのアイコン１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｉを含んで、ベースコントローラ４０に対する操作者の入力を受け付けるための第１エリアが構成されている。また、旋盤モジュール１２Ｂの動作に関する設定を切り換えるためのアイコン１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｈ，１００ｊを含んで、旋盤モジュール１２Ｂのモジュールコントローラ２０に対する設定を受け付けるための第２エリアが構成されている。

【0024】

つまり、本製造システムは、ベースコントローラ４０の入出力に関する情報を表示する第１エリアと、複数の作業モジュール１２のモジュールコントローラ２０のうちの１つのものの入出力に関する情報を表示する第２エリアとを、一画面上に表示させるように構成されているのである。したがって、本製造システムにおいて、操作者は、いずれのコントローラに指示を出すかということを意識する必要がない。そのため、例えば、接続するコントローラを切り換えたり、操作者が指示を出したいコントローラを選択したりする必要がないため、本製造システムによれば、製造装置１０の管理の簡便化を図ることができるのである。

【0025】

次に、図９に示す画面１１０は、ワークローダ５０を自動で動作させるために必要な複数のポイントを記憶させるための設定画面である。詳しく言えば、ワークローダ５０のレール上における位置や、チャックの位置を特定するためのアーム５４の各回動軸の角度などを設定するようになっている。したがって、図９において一点鎖線で囲んだエリアが、ワークローダ５０の動作に関する設定を受け付けるエリア、つまり、ベースコントローラ４０に対する操作者の入力を受け付けるための第１エリアとなっている。

【0026】

また、ワークローダ５０は、例えば、旋盤モジュール１２Ｂの内に入り込んで、ワークを装着させるため、その装着位置等の確認を行う際には、その旋盤モジュール１２Ｂを操作者によって手動で動作させる必要がある場合もある。画面１１０においては、その旋盤モジュール１２Ｂの動作に関する設定を切り換えるためのアイコンを含むエリア（図９において、二点鎖線で囲んだエリア）が、旋盤モジュール１２Ｂのモジュールコントローラ２０に対する設定を受け付けるための第２エリアとなっている。

【0027】

つまり、画面１１０も、画面９４と同様に、ベースコントローラ４０の入出力に関する情報を表示する第１エアリアと、複数の作業モジュール１２のモジュールコントローラ２０のうちの１つのものの入出力に関する情報を表示する第２エリアとを含む画面となっているのである。

【0028】

図１０に示す画面１１２は、旋盤モジュール１２Ｂによる加工作業の際におけるツールの位置を調整するための設定画面である。具体的には、その画面１１２には、旋盤モジュール１２Ｂによる加工の際のバイト６４の位置を調整するための調整量であるオフセット量を操作者に入力させるためのエリアが表示されている。つまり、そのバイト６４のオフセット量を操作者に入力させるためのエリア（図１０において、一点鎖線で囲んだエリア）が、加工モジュールである旋盤モジュール１２Ｂのモジュールコントローラ２０に対する操作者の入力を受け付けるための第１エリアとなっている。

【0029】

なお、バイト６４のオフセット量は、実際に加工したワークの寸法をフィードバックして設定されることが望ましい。そこで、画面１１２には、２つの旋盤モジュール１２Ｂによって加工されたワークの寸法の測定を検測モジュール１２Ｃに行わせるためのアイコン１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄが表示されるとともに、その検測結果が表示される。つまり、図１０において、二点鎖線で囲んだエリアが、検測モジュール１２のモジュールコントローラ２０に対する操作者の入力を受け付けるとともに検測モジュール１２のモジュールコントローラ２０からの出力された情報を表示する第２エリアとなっている。

【0030】

つまり、画面１１２は、複数の作業機モジュール１２のうちの１つのもののモジュールコントローラ２０の入出力に関する情報を表示する第１エリアと、複数の作業機モジュール１２のうちの他の１つのもののモジュールコントローラ２０の入出力に関する情報を、同時に表示する画面となっている。この場合も、画面９４，１１０と同様に、接続するコントローラを切り換えたり、操作者が指示を出したいコントローラを選択したりする必要がないため、本製造システムによれば、製造装置１０の管理の簡便化を図ることができるのである。

【符号の説明】

【0031】

１０：製造装置 １２：作業機モジュール １２Ａ：ワーク投入モジュール １２Ｂ：旋盤モジュール〔加工モジュール〕 １２Ｃ：検測モジュール １２Ｄ：ドリミルモジュール〔加工モジュール〕 １２Ｅ：ホブモジュール〔加工モジュール〕 １２Ｆ：ストックモジュール １４：ベース １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ：ベースユニット ２０：モジュールコントローラ ３０：ディスプレイ ３２：操作盤〔操作端末〕 ４０：ベースコントローラ ５０：ワークローダ〔ワーク移送装置〕 ７０：ＬＡＮ ８０：統括端末〔操作端末〕 ８４：携帯端末〔操作端末〕

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】