专利名称：工序间柔性自动搬送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于在配置多个加工机而构成的工序间自动搬送被加工对象物的工序间柔性自动搬送系统。
背景技术：
作为加工中心等在各加工机之间自动搬送工件的装置，以往已知门式进料 (gantry loader)搬送装置、输送带(convey)搬送装置、随行夹具(pallet)搬送装置等，其中，该加工中心例如对连杆那样的发动机部件进行加工(例如参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2009-34801号公报门式进料搬送装置(以下记做“门式进料机”)是在多台相互间隔开的加工中心之间进行工件搬送的装置，配置有车间的顶棚搬送轨道和挂在该顶棚搬送轨道上的吊车。在以该种门式进料机进行顶部搬送时，布局仅包括直线生产线，因此需要在设备计划初期就预想到能力增加而确保具有充分余量的长度，随之也必须确保车间空间充分大。在像以往那样品种少而量大的生产的情况下，由于采用的是大量地制造确定的产品的形态，因此能够利用这种一旦配置于车间的门式进料机将工件高效地搬送至各加工中心。然而，在近些年的品种多而量少的生产的情况下，不得不根据多品种产品的生产计划的频繁修改而频繁地变更车间的制造生产线的布局。然而，使一旦设置于车间顶棚的门式进料机随着制造生产线的布局变更而重新设置的情况，在设备投资方面费用非常高昂，而且难以应对。更为具体地来说，在利用门式进料机搬送的情况下，由于卡定工件的臂和使工件上下运动的结构体变大，具有搬送轨道的框架形成为直线结构，且在顶部形成较大规模，因此存在无法容易地进行扩建、削减的缺点。特别是在像当今的经济状况那样因急剧衰退等而频繁地进行设备的合并和废弃的环境下，产生了改造搬送装置的费用变得高昂，而且改造也耗费时间的问题。此外，在使用门式进料机的情况下，难以甚至根本不可能使生产台数减少了的部件在各制造生产线柔性流动。而且，在门式进料机的结构方面，由于包括搬送爪的上下驱动部总是会很大，因此上下移动、运载的动力需要较大的马达、动力。具体来说，例如要搬送 2 4个像连杆那样工件重量在Ikg以下的部件，就必须使用具有数十千瓦输出的马达，在节能方面存在问题。另一方面，在利用输送带搬送进行各加工中心之间的部件搬送的情况下，随着布局变更，不得不将连接各加工中心之间的输送带的传输皮带、传输链分别断开设置。即，在该情况下，也需要随着制造生产线的布局变更而准备与该布局变更适应的输送带，存在着设备投资方面消耗费用的问题。此外，由于需要在加工中心前面设置输送带来搬送工件，每次工件都会呈不受限制的自由状态，因此特别需要在将工件投入加工中心的夹具时用于定位的装置，设备投资费用相当高昂，从而成为问题。此外，对于生产能力的提高、布局变更， 存在着与门式进料机搬送同样的问题。
另一方面，在利用随行夹具进行各加工中心之间的部件搬送的情况下，由于是将随行夹具自身直接搭载于输送带而搬送部件，因此不仅需要使随行夹具的强度足够耐受搬送中的振动和冲击，而且为了使各加工中心处的工件的处理变得容易，必须对所有的随行夹具实施用于提高在停止于各加工中心时的定位精度的处理。此外，必须设置固定各随行夹具的工件的夹钳(夹具)，搬送随行夹具的搬送装置也变成专用品，成为无法应对布局变更的结构。由于这样的理由，各随行夹具的制造成本高昂。此外，在品种多而量少的生产的情况下，每次进行工件的设计变更时，都不得不使这样好不容易制造出的随行夹具与该工件对应地进行变更，由于这一方面也导致了成本升高。此外，在以随行夹具搬送工件的情况下，需要使各随行夹具的精度一致，因此成本高昂。此外，在搬送随行夹具的装置也变得大规模，在要增加能力的情况下，存在着与利用门式进料机进行工件搬送的情况同样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于自动搬送被加工对象物的工序间柔性自动搬送系统，即使在配置多个加工机而构成的工序间频繁地进行与品种多而量少的生产相伴的设备布局变更的情况下，也能够提高布局变更的自由度，同时能够以低成本实施所述布局变更。为了解决上述课题，本发明的第一方面涉及的工序间柔性自动搬送系统的第一特征在于，该工序间柔性自动搬送系统具有工件加工工位配件，所述工件加工工位配件与加工中心对应地配置，所述加工中心是针对包括多个工序的部件制造工艺的每个工序设置的；轨道配件，所述轨道配件将所述各工件加工工位配件连结起来；转向配件，所述转向配件配置于所述轨道配件之间或者轨道配件与工件加工工位配件之间；工件投入配件，所述工件投入配件与所述轨道配件或者工件加工工位配件中的任意一个连结；工件排出配件， 所述工件排出配件与所述轨道配件或者工件加工工位配件中的不同于所述工件投入配件的任意一个轨道配件或者工件加工工位配件连结；以及多个工件搬送车，所述多个工件搬送车能够在所述相互连结的工件投入配件、工件加工工位配件、轨道配件、转向配件以及工件排出配件上移动，并且，所述轨道配件形成为相对于所述工件加工工位配件、转向配件、 工件投入配件、工件排出配件装卸自如，所述转向配件形成为能够改变决定所述工件搬送车的行驶方向的各轨道配件的配置方向，所述工件搬送车形成为以能够更换的方式载置并搬送每个所制造的工件的货盘(tray)，在所述工件加工工位配件具备子控制器，所述子控制器至少管理关于所述工件搬送车的有无、工件搬送车所搬送的工件与所述加工中心之间的关系的信息，且在不具备所述子控制器的工件加工工位配件或者工件投入配件具备主控制器，该主控制器通过无线通信或者有线通信集中管理来自所述子控制器的信息，并且通过无线通信控制所述多个工件搬送车在轨道配件上的行驶状态、以及在工件投入配件、工件加工工位配件、工件排出配件上的停止状态。由于具有这样的结构，因此本发明消除了在像以往那样将门式进料机设置于顶棚后发生车间内的各工序的布局变更时，使该门式进料机的配置整体变更以及导致设备投资方面成本升高的不利情况。此外，在设置门式进料机的情况下，为了准备应对将来的布局变更，需要将门式进料机设置到包括不必要范围的范围中，导致设备成本的升高，然而根据本发明，能够消除这样的不利情况。此外，避免了像以往那样通过输送带搬送进行各加工中心之间的部件搬送的不方便，即无需随着布局变更而将输送带的传输皮带、传输链分别以适合该布局变更的方式断开，能够以低成本、简单且容易地进行布局变更。此外，避免了像以往那样使用随行夹具进行各加工中心之间的部件搬送的情况的不方便，即无需使随行夹具自身具备足够的强度，或者设置固定工件的夹(夹具)，也无需准备作为搬送随行夹具的专用品的搬送装置，能够容易且简单地进行布局变更。这样，根据本发明，能够迅速且无需新的设备投入等成本地应对与多品种少量生产相伴的制造工序的频繁的布局变更，能够顺利地调节当前的多品种少量生产的流程。此外，由于轨道配件形成为以装卸自如的方式连结工件加工工位配件、转向配件、 工件投入配件、工件排出配件，因此即使在要进行布局变更的空间中存在其他设备或车间的柱子等障碍物，也能够绕过该障碍物进行布局变更，提高了布局变更的自由度。此外，由于工件搬送车形成为能够以可更换的方式载置并搬送每个所制造的工件的货盘，因此能够迅速地应对工件搬送车对各种工件的搬送。即，能够迅速地应对工件的种类的切换，适于多品种少量生产。此外，本发明的第二方面涉及的工序间柔性自动搬送系统的特征在于，在第一方面记载的工序间柔性自动搬送系统中，所述轨道配件由一列行驶路径构成，所述工件加工工位配件具有被设置成能够与所述轨道配件的行驶路径连结的工件通过停止位置、以及位于离开该工件通过停止位置的位置处的工件交接位置，通过移动单元使所述工件搬送车能够在所述工件通过停止位置和工件交接位置之间移动，在所述工件搬送车移动到所述工件交接位置的状态下，其他工件搬送车能够经过与所述工件通过停止位置的两侧连接的轨道配件的工件行驶路径而通过所述工件加工工位配件。由于本发明具有这样的结构，轨道配件的结构形成为一列，因此系统整体的结构变的简单。由此，有利于设备整体的成本降低。此外，能够降低轨道配件的高度。由此，作业者能够从轨道配件上跨过，作业者在作业区域内的移动变得容易，能够实现作业效率的提尚。此外，本发明的第三方面涉及的工序间柔性自动搬送系统的特征在于，在第二方面记载的工序间柔性自动搬送系统中，在设置所述工件加工工位配件时，该工件加工工位配件的通过停止位置和工件交接位置中的任意一方位于上侧，而任意另一方位于下侧，并且，所述移动单元由使所述工件搬送车在工件通过停止位置和工件交接位置之间升降的升降单元构成。由于本发明具有这样的结构，因此即使不过多地确保工件加工工位配件的宽度方向的空间也可以。由此，能够进一步实现设备布局的省空间化，并且能够有效利用空闲空间。此外，本发明的第四方面涉及的工序间柔性自动搬送系统的特征在于，在第二方面记载的工序间柔性自动搬送系统中，在设置工件加工工位配件时，所述工件通过停止位置位于下侧，所述工件交接位置位于上侧。由于本发明具有这样的结构，因此能够将门式进料机设于工件加工工位配件的上侧，能够实现作业空间的进一步省空间化，并且能够使工件的搬送车与加工中心之间的工件的交接变得容易。根据本发明，提供一种适于自动搬送被加工对象物的工序间柔性自动搬送系统， 即使在配置多个加工机而构成的工序间频繁地进行与品种多而量少的生产相伴的设备布局变更的情况下，也能够提高布局变更的自由度，同时能够以低成本实施所述布局变更。
图1是示出利用本发明的一个实施方式涉及的工序间柔性自动搬送系统的生产线布局的一个例子的概要俯视图。图2是示出与图1不同的生产线布局的一个例子，即在车间的地面设置有障碍物的情况下的生产线布局的概要俯视图。图3是示出本实施方式的一个具体形式的立体图。图4是将图3中的工件加工工位配件及其附近放大示出的立体图。图5是将图3中的作为工件加工工位配件的工件投入装置放大示出的立体图。图6是在本实施方式中，从作为工件加工工位配件的工件投入装置的轨道长度方向观察的、工件搬送车行驶于工件加工工位配件的状态的端面图。图7是示出本实施方式中的控制各构成要素的动作的主控制器和子控制器的概要框图。图8是示出在本实施方式中使用的无线式工件搬送车的外观结构的立体图。图9是概要地示出在本实施方式中使用的无线式工件搬送车的内部结构的立体图。标号说明10(11、12、13、· · ·)力口工中心；10a(lla、12a、13a、· · ·)(门式)送料机; 100(110、120、130、...):(主)工件加工工位配件(工件投入装置)；101 底座板；102 支柱；103 升降工作台；104 搬送车通过工作台；105 引导件；106 滑动件；107 控制盘； 108 铰链部；109 罩；200 (210、220、230、...)轨道配件；201 行驶路径；205 底座框架； 206 支撑部；300(310,320,330, ···)转向配件；415 工件投入配件；425 工件排出配件； 435 工件投入排出配件；450 坑型工位(pit station) ；465 清扫工位；500 :(工件)搬送车；510 框架；520 支撑板；530 车轮(531 53 ；551 马达；552 驱动器；553 电池； 554 :PLC (可编程逻辑控制器)；555 无线机；570 主体面板；571 防碰撞传感器；572 位置传感器；573 压溃预报传感器；580 货盘；581 584 存在传感器；590 压溃吸收缓冲器；611 集线器(HUB) ；612 无线收发部；615 主控制器；625 子控制器；W 工件。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的一个实施方式涉及的工序间柔性自动搬送系统进行说明。图1是示出利用本发明的一个实施方式涉及的工序间柔性自动搬送系统的生产线布局的一个例子的概要俯视图。此外，图2是与图1不同的生产线布局的一个例子，即示出在车间的地面设置有障碍物的情况下的生产线布局的概要俯视图。如图1所示，本发明的一个实施方式涉及的工序间柔性自动搬送系统具有工件加工工位配件100 (110、120、130、...)，其与加工中心10 (11、12、13、...)对应地配置，所述加工中心10(11、12、13、...)是针对包括多个工序的部件制造工序的各工序设置的；轨道配件200 (210、220、230、. . ·)，其将各工件加工工位配件100连结起来；转向配件300(310、 320、330、...)，其配置于轨道配件之间或者轨道配件200与工件加工工位配件100之间；工件投入配件415，其与轨道配件200或者工件加工工位配件100中的任意一个连结；工件排出配件425，其与不同于工件投入配件415的轨道配件200或者工件加工工位配件100中的任意一个连结；以及多个工件搬送车500，其能够在相互连结的工件投入配件415、工件加工工位配件100、轨道配件200、转向配件300以及工件排出配件425上移动。另外，在图 1中，工件投入配件415与工件排出配件425形成为一体而构成工件投入排出配件435。此外，在轨道配件MO的侧方配置有坑型工位450，该坑型工位450进行对工件搬送车500的电池充电和更换。 如图3和图4所示，轨道配件200由可供工件搬送车500行驶的一列行驶路径构成。在轨道配件的设置状态下且将各轨道配件设置于地面的状态下，配置于轨道配件200 的行驶路径201距地面具有同等的高度。在各加工中心10具备在工件搬送车500与各加工中心10之间处理工件W的送料机IOa (11a、12a、13a、...)(参照图1和图2)。转向配件300形成为能够改变各轨道配件200的配置方向，所述各轨道配件200 确定工件搬送车500的行驶方向。转向配件300能够以分别对应的方式将与其连结的一方的轨道配件200的行驶路径与另一方的轨道配件200的行驶路径连接。此外，工件搬送车500形成为能够载置并搬送每个所制造的工件的货盘580 (参照图8)。对工件搬送车500的行驶、停止的控制通过与主控制器615利用无线收发信息来进行。此外，除了后述的设置有主控制器615的一台工件加工工位配件100之外的其他工件加工工位配件100分别具备子控制器625 (参照图7)，所述子控制器625至少管理关于工件搬送车500的有无、工件搬送车500所搬送的工件与加工中心10之间的关系的信息。此外，在工件加工工位配件100中的、未设置子控制器625的一台工件加工工位配件100上具备主控制器615，该主控制器615形成为通过有线通信集中管理来自子控制器 625的信息，并且控制多个工件搬送车500在轨道配件上的行驶状态、以及在工件投入配件 415、工件加工工位配件100、工件排出配件425上的停止状态。另外，也可以是，工件投入配件415具备主控制器615，而各工件加工工位配件100具备子控制器625。以下，对构成上述的工序间柔性自动搬送系统的各构成要素详细地说明。图3是示出本实施方式的一个具体的形态的立体图。此外，图4是将图3中的工件加工工位配件及其附近放大示出的立体图。此外，图5是将图3中的作为工件加工工位配件的工件投入装置放大示出的立体图。此外，图6是在本实施方式中，从作为工件加工工位配件的工件投入装置的轨道长度方向观察的、工件搬送车行驶于工件加工工位配件的状态的端面图。此外， 图7是示出本实施方式中的控制各构成要素的动作的主控制器和子控制器的概要框图。根据图3可以明确，工件加工工位配件100(110、120、130、...)具备工件投入用的送料机10a，并且具备控制盘107。另外，在实际的实施方式中，上述的图3所示的各配件如图1和图2所示地大量排列构成。其排列方式为如上所述地基于车间内的空间的关系以及是否存在障碍物等因素以自由的朝向排列，这属于本发明的特征点。此外，由于通过对各配件简单地组合、自由地排序就能够进行布局变更，因此能够完全消除现有那样的采用了门式进料机、皮带式输送带、 随行夹具等的生产线布局的缺点，即一旦将这些搬送装置设置于车间则在以后进行生产线布局的变更的时候需要很大的成本和耗费时间的缺点。如图4所示，轨道配件200具有底座框架205，其以能够装卸的方式固定于设置有工序间柔性自动搬送系统的车间的地面；支撑部206，其垂直设于底座框架上；以及行驶路径201，该行驶路径201设于支撑部上。并且，如图1和图2所示，轨道配件200具有将相邻的工件加工工位配件彼此、工件加工工位配件100与转向配件300彼此连结起来并能够供工件搬送车500在所述配件之间搬送的长度。此外，轨道配件200的行驶路径201 (参照图3和图4)的宽度形成为，能够使工件搬送车500在行驶路径201有余量地行驶的程度的宽度。另外，如上所述，轨道配件200借助在此未详细图示的紧固部，形成为能够相对于车间的地面装卸，从而能够迅速地应对生产线布局的变更。图1和图2所示的转向配件300用于改变行驶在轨道配件200的行驶路径201上的工件搬送车500的行驶方向，所述转向配件300形成为夹设于例如行驶方向成90°配置的轨道配件彼此之间，并改变在这些轨道配件上行驶的工件搬送车的行驶方向。转向配件 300具有分别与上述的轨道配件200的行驶路径201对应的方向转换工作台，并且具备未图示的致动器，该致动器使各个方向转换工作台与一方的轨道配件200以及另一方的轨道配件200对应地改变朝向。并且，该致动器形成为基于经后述的主控制器615(参照图7)的有线通信得到的指示向适当的朝向进行适当旋转。图1和图2所示的工件加工工位配件100与进行工件W(在本实施方式中为连杆) 的加工的各加工中心10对应地配置，并且以夹于两个轨道配件之间或者轨道配件200与转向配件300之间的方式配置。并且，在本实施方式的情况下，除了设有主控制器615的一台主工件加工工位配件100以外，在其他工件加工工位配件100分别设有子控制器625 (参照图7)。在工件加工工位配件100上，在与轨道配件200的行驶路径201对应的位置设有供工件搬送车通过用的通过路径，并且在与轨道配件200的行驶路径201的上侧对应的位置设有与加工中心交接工件的工件交接位置(参照图4和图5)。工件加工工位配件100实现了下述效果在使工件搬送车500上升的状态下借助门式进料机IOa与加工中心之间进行工件交接作业，并且在该工件交接作业中其他工件搬送车500能够通过该工件加工工位配件。工件加工工位配件100被称为所谓的工件投入装置100，因此以下作为工件投入装置100对其结构进行说明。如图4和图5所示，工件投入装置100具有矩形形状的底座板101和从底座板101 的四角垂直设置的支柱102，并且在底座板101具备升降工作台103，该升降工作台103与轨道配件200的行驶路径连结，并在行驶过轨道配件200而到来的搬送车500停止的状态下使该搬送车500升降；以及搬送车通过工作台104，在升降工作台上的工件搬送车500在搬送车升降装置中上升时，该搬送车通过工作台104使其他工件搬送车500通过。支柱102是将搬送车500的行驶方向的前方和后方的支柱的上端部分别连结起来形成的方形U字状的两对支柱，并分别保证足够的刚性。在一方的一对支柱102具备控制盘107，该控制盘107距轨道配件200位于不会干涉到在工件加工工位配件100上前进的搬送车500的高度。在相对于搬送车行驶方向的宽度方向上的一侧所具备的两根支柱102上具备搬送车升降装置。搬送车升降装置具备位于支柱的引导件105和滑动件106、以及使滑动件 106沿引导件105上升或下降的驱动致动器(在此未详细图示)。滑动件106独立地配置于搬送车升降装置的上下两个部位，各滑动件106在上侧具备升降工作台103，并且在下侧具备搬送车通过工作台104。通常，上侧的升降工作台103位于搬送车升降装置的下侧，与相邻的轨道配件200 的行驶路径201连接，并接收行驶于轨道配件200的搬送车500进入该升降工作台103，并且使停止的搬送车500上升至工件交接位置为止。在升降工作台103与轨道配件200的行驶路径201连结的状态下，搬送车通过工作台104被收纳为相比于该升降工作台103位于下方。并且在升降工作台103上升而停止于后述的工件交接位置时，搬送车通过工作台104稍稍上升并与相邻的轨道配件200的行驶路径201连结。由此，行驶于轨道配件上的搬送车能够经由搬送车通过工作台104通过工件加工工位配件100。在搬送车升降装置所具备的两根支柱102的相反侧的支柱102的中部的高度处， 具有能够借助铰链部108形成为水平状态和垂直状态这两种状态的罩109。罩109通常垂直地立起，在升降工作台103借助搬送车升降装置上升时垂直地立起，使得升降工作台103 能够移动至支柱上端的工件交接位置为止。罩109能够根据需要而倒下成为水平状态，作业者能够登上该罩109，在此该罩109作为进行未图示的加工中心的维护等时的踏脚台。另外，罩109在本发明中并非必须的。在利用门式进料机在载于升降工作台103的搬送车与加工中心之间进行的工件W 的交接结束后，利用搬送车升降装置使升降工作台103下降至与工件加工工位配件100相邻的轨道配件200的行驶路径201相同的高度。此时，搬送车通过工作台104利用搬送车升降装置稍稍下降，而被收纳在升降工作台103的下侧。这样，在升降工作台103位于工件交接位置的状态下使搬送车通过工作台104与相邻的轨道配件200协调动作形成搬送车通过路径，因此，能够使在其他工件加工工位配件100的作业结束了的工件搬送车500经由轨道配件200以及在使升降工作台103的搬送车上升而进行工件交接中的工件加工工位配件100处的搬送车通过工作台104和轨道配件 200向预期的位置自由地往来。接下来，对本实施方式的主控制器和子控制器进行说明。如图7所示，设于除主工件加工工位配件100以外的各工件加工工位配件100的子控制器625与跟该子控制器625 对应的各加工中心10通过有线收发加工信息，并且与后述的主控制器615通过有线收发该信息。该信息的通信采用了适当的协议。另外，子控制器625采用平常使用的可编程逻辑控制器(以下称作“PLC”)。主控制器615如上所述地与图7所示的特定的一台工件加工工位配件100，即主工件加工工位配件100对应地设置，该主控制器615与跟余下的工件加工工位配件100对应地设置的子控制器625在本实施方式中通过有线的方式进行上述的各加工中心10的加工信息的收发。主控制器615与子控制器625同样地采用PLC，并且在与主控制器615对应的加工中心10之间通过有线的方式进行加工信息的收发。另外，主控制器615与子控制器625不同，该主控制器615具备集线器(HUB)611 和无线信号收发部612，所述集线器611用于收集来自各子控制器625的加工信息和来自与各子控制器625对应的加工中心10的信息，所述无线信号收发部612通过无线方式进行与后述的工件搬送车500的通信。并且，主控制器615利用无线信号收发部612与位于工件加工工位配件100、轨道配件200、转向配件300上的工件搬送车500之间，通过无线方式收发各工件搬送车500的目的地、加工结束信息、加工的成功/失败信息、机种信息、工件种类 fn息等。工件搬送车500具有图8所示的外观结构，并且具有图9所示的内部结构。具体来说，工件搬送车500具有形成为长方体构架的框架510 ；位于框架510下侧的支撑板520 ； 以及位于框架510下端的四角的车轮530 (仅示出531 53 。并且，在支撑板520具备驱动车轮530的马达551、马达驱动用的驱动器552、作为马达551的驱动单元的电池553、控制马达551的驱动的PLC 554以及与主控制器615进行数据的收发的无线机555。此外，在框架510的上部具备压溃吸收缓冲器590，该压溃吸收缓冲器590在因送料机IOa进行错误动作而对载置于工件搬送车500上的货盘580或货盘上的工件W施加过度的力时，防止工件搬送车500破损。压溃吸收缓冲器590在此未详细示出，不过是由采用螺旋弹簧或者具有弹性的橡胶衬垫构成。马达551经由未图示的减速齿轮与工件搬送车500的车轮530机械连结而使车轮 530逐次旋转。驱动器552是利用由电池553供给的电力来驱动马达551而使车轮530旋转的部件。无线机555如上所述地与主控制器615之间以非接触的方式进行信息的收发。 此外，PLC 554基于通过无线机555与主控制器615之间进行通信的信息，来控制工件搬送车500的行驶、停止。搬送车500在上述的框架510的外侧具备例如覆盖框架整体的主体面板570，在从主体面板570向上方突出的上述压溃吸收缓冲器上载置有工件载置用的货盘580。在主体面板570的前后方向分别设有防止碰撞传感器571，并且在工件搬送车500 的内部的适当部位设有向主控制器615通知工件搬送车500的位置的位置传感器572。此外，在主体面板的上表面与货盘之间设有压溃预报传感器573，在后述的装载机IOa对货盘施加过度的向下的力时，或者已保持有工件W的装载机IOa又要处理其他的工件W时，防止对工件搬送车500施加过度的力而使其破损。由图8可以明确，载置于工件搬送车500上的货盘580没有像以往的随行夹具那样复杂的结构，而具有简易的结构。在本实施方式中，在货盘580的预定位置并排载置有四个连杆(工件W)，在到达工件加工工位配件100并停止时，利用装载机IOa处理必要的工件W到达加工中心10。在货盘580的工件收纳部的附近，与载置于货盘580上的工件W对应地分别设有存在传感器581 584，检测各工件W的有无并将该检测结果通过工件搬送车 500的PLC 554和无线机555通知给主控制器615。货盘580具有与工件搬送车500的四个压溃吸收缓冲器590配合的凹部(未图示)，通过将该凹部从压溃吸收缓冲器590卸下， 能够根据需要简单地更换为其他货盘。接着，对将上述的各构成要素组合而成的工序间柔性自动搬送系统基于图1和图 2所示的示例性的生产线布局实际地进行说明。
图1示出了利用上述的轨道配件200、转向配件300以及工件加工工位配件100形成的工件加工工序的生产线布局的一个形态。此外，图2示出了同样使用轨道配件200、转向配件300以及工件加工工位配件100的、与图1不同的生产线布局的另一形态。另外，这些生产线布局之间的构成能够像仅将平面排列的玩具拼块排序那样简单地进行，这一点与现有的使用门式进料机、输送带、随行夹具等情况的搬送生产线布局变更不同，属于本发明的发明点。比较两图可以明确，在图1中形成为生产线布局中不存在障碍物的封闭式的生产线布局结构。另一方面，图2的生产线布局为，由于在车间内的特定区域存在障碍物，因此形成为避开该障碍物配置的开放式生产线布局结构。如上所述，这样的生产线布局结构的变更与现有的利用门式进料机、输送机以及随行夹具的工件搬送设备不同，能够不耗费劳力、时间和费用，简单而迅速地变更。图1是如上所述的环型(封闭式)生产线布局的结构例，例如在该图的上侧所示的四个加工中心10从左起进行开孔加工、倒角加工、镗孔加工、攻螺纹加工的作业。并且， 与配置于各个加工中心10的工件加工工位配件100对应地配置有装载机IOa(15a、16a、 17a、···)。在本实施方式中，各装载机IOa在工件搬送车500到达各工件加工工位配件上而停止时，将预定的连杆(工件W)从货盘580取出并置于加工中心上的夹具中，或者实现在将加工结束后的连杆从加工中心上的夹具载置到货盘上的处理装置的功能。装载机IOa 例如采用直角坐标型的机器人。此外，在图1的下侧示出的四个加工中心也与上述同样地分别进行预先确定的连杆(工件W)的加工作业。并且，在该四个加工中心10也配置有工件加工工位配件100，并且在各工件加工工位配件100分别配置有装载机IOa (11a、12a、13a、...)。此外，在本实施方式中，如图1中的右侧所示，工件投入配件415和工件排出配件 425作为工件投入排出配件435公共地设置。并且，如该图所示，作业者立在该工件投入排出配件435之前，并管理各种随行夹具、原材料、成品。此外，在与工件投入排出配件435对置的部分配置有在转向配件之间进行连结的长度较长的轨道配件M0。并且，在该轨道配件 200的侧方配置有对工件搬送车500进行电池充电和更换的坑型工位450。此外，在坑型工位450的图中下侧，在转向配件300的下侧与转向配件300相邻地配置有清扫工位465，对轨道配件200、工件加工工位配件100、转向配件300以及工件投入排出配件435进行清扫的清扫用自动行驶车在该轨道内适时行驶。此外，由图1中的上侧的四台工件加工工位配件100和图1中的下侧四台工件加工工位配件100以及在它们之间进行连结的轨道配件200、工件投入排出配件435形成工件搬送车500的行驶路径。即，工件搬送车500行驶的行驶路线由工件加工工位配件100、转向配件300、轨道配件200以及工件投入排出配件435形成。接着，对图2所示的其他生产线布局进行说明。在本实施方式中，当图1所示的生产线布局中发生制造产品变更等某些事件的情况下，通过改变工件加工工位配件100、轨道配件200、转向配件300的排列顺序、排列方向，并且配置工件投入配件415以取代工件投入排出配件435，能够不耗费劳力、时间和费用并迅速且简单地变更为图2所示的生产线布局。并且，根据本实施方式，由图2所示的生产线布局可以明确，在车间内的一部分存在柱子或其他设备等障碍物的情况下，能够绕过该障碍物进行布局变更。以下，对图2所示的生产线布局进行说明。该生产线布局形成为与图1所示的封闭式生产线布局不同的开放式生产线布局。并且，如图2的左下所示地配置有工件投入配件415，在该工件投入配件415的右侧配置有作业者管理的各种随行夹具和原材料的放置场所。此外，在工件投入配件415的左侧配置有进行对工件搬送车500的电池充电和更换的坑型工位450。在工件投入配件415的上侧配置有转向配件310，并且在该转向配件310 的更上侧配置有清扫工位465。并且，在转向配件300的右侧配置与各加工中心10对应的工件加工工位配件100 (110、120、130、...)以及在这些工件加工工位配件之间连结的轨道配件20(K210、220、230、...)。并且，与最右侧的工件加工工位配件140相邻地配置有转向配件320，在绕过该转向配件320旁边的障碍物并朝向该转向配件320的上侧配置的轨道配件240中，使工件搬送车500进行方向转换并行驶。此外，在上侧也配置有转向配件330，从该转向配件330向右侧配置有与各加工中心15、16、17对应的工件加工工位配件150、160、 170以及在这些工件加工工位配件之间进行连结的轨道配件250 J60。并且，在最右侧的工件加工工位配件170的右侧设有排出完成品的工件排出空间。另外，在图2中虽未图示，不过也可以在该排出完成品的工件排出空间设置工件排出配件。另外，在图2所示的开放式生产线布局中，左侧的四台加工中心进行工件加工作业的开孔工序、倒角工序、镗孔工序、攻螺纹工序等初步工序。此外，右侧的三台加工中心10 进行工件研磨等精加工工序。在各工件加工工位配件100设有升降装置，该升降装置使与相邻的轨道配件200 的行驶路径201对应地位于行驶停止位置的工件搬送车500上升至各工件加工工位的作业位置为止，或者使工件搬送车500从各工件加工工位的作业位置下降至行驶停止位置为止。由此，例如在某个工件加工工位配件100中，在将加工中心10进行的作业结束后下降的工件W利用装载机IOa收纳于工件搬送车500的货盘上后，能够利用升降装置使该工件搬送车500移动到下侧并经由形成于工件加工工位配件100下侧的行驶路径和各轨道配件 200到达工件排出空间，或者在该工件排出空间将工件W排出后返回到工件投入配件415。S卩，在本实施方式中，在工件加工工位配件100迅速地进行作业并装载工件W的工件搬送车500超过其他的工件搬送车500，并且朝向工件排出配件425排出作业结束的工件 W并搭载未作业的工件W，因此特别适合朝向工件投入配件415的情况。如此设置会特别地发挥以下记载的生产线布局结构的特别的效果。在图1所示的封闭式生产线布局中，各加工中心10分别负责开孔工序、倒角工序、 镗孔工序、攻螺纹工序等，然而不限于这样的形态，例如也可以是，在大量生产工件W的情况下也可以设置多个这样的封闭式的生产线布局，并使各个生产线布局中所有的加工中心 10仅负责开孔工序、或者仅负责倒角工序、或者仅负责镗孔工序、或者仅负责攻螺纹工序。在该情况下，例如在仅负责倒角工序的生产线布局中，能够使与多个加工中心10 中最先进行工件W的倒角作业的加工中心10对应的工件加工工位配件100的工件搬送车 500通过工件加工工位配件100的升降装置下降至行驶路径201，通过在行驶路径201行驶从而超过位于工件加工工位配件100的作业工位的其他工件搬送车500而到达工件排出配件425将工件W排出，接着在行驶路径201行驶并回到工件投入配件415，然后搭载新的工件W并回到原来的工件加工工位配件100，借助升降装置上升并将工件W供给到加工中心10的装载机10a。由此，能够一直不浪费地进行工件W的加工作业，生产性显著提高。另外，虽然也可以与上述实施方式不同，将工件加工工位配件的升降工作台与搬送车通过工作台在工序间柔性自动搬送系统的设置状态下沿水平方向并列设置，然而如上述的实施方式那样沿垂直方向排列设置则能够实现生产线布局的省空间化，根据这点可以说后者是优选的。此外，在上述实施方式中，通过有线方式进行主控制器与子控制器之间、主控制器与加工中心之间的通信，然而根据状况不同也可以通过无线方式进行它们之间的通信。此外，对于货盘，如果准备大量的与各工件对应的货盘的话，即使是相同的生产线布局结构，也能够针对每个工件简单地更换载置于工件搬送车的货盘，因此能够对应生产线的品种多量少的生产。如以上所说明了的，本实施方式由于具有如上所述的结构，因此能够消除在像以往那样将门式进料机设置于顶棚后发生车间内的各工序的布局变更时，将该门式进料机的配置整体改变这样的麻烦且导致设备投资方面成本升高的不方便的情况。此外，在设置门式进料机的情况下，以往需要准备布局的变更而在不必要的范围内设置门式进料机，导致了设备成本的升高，然而根据本发明，能够消除这样的不方便的情况。此外，避免了像以往那样通过输送带搬送进行各加工中心之间的部件搬送的不方便，即无需随着布局变更而将输送机的传输皮带、传输链分别以适合该布局变更的方式断开，能够以低成本、简单且容易地进行布局变更。此外，避免了像以往那样使用随行夹具进行各加工中心之间的部件搬送的情况的不方便，即无需使随行夹具自身具备足够的强度，或者设置固定工件的夹(夹具)，也无需准备作为搬送随行夹具的专用品的搬送装置，能够容易且简单地进行布局变更。这样，根据本发明，能够迅速且无需新的设备投入等成本地应对与品种多量少的生产相伴的制造工序的频繁的布局变更，能够很好地调节当前的品种多量少的生产的流程。此外，由于轨道配件形成为以装卸自如的方式连结工件加工工位配件、转向配件、 工件投入配件、工件排出配件，因此即使在要进行布局变更的空间中存在其他设备或车间的柱子等障碍物，也能够绕过该障碍物进行布局变更，提高了布局变更的自由度。此外，由于工件搬送车形成为能够以可更换的方式载置并搬送每个所制造的工件的货盘，因此能够迅速地应对工件搬送车对各种工件的搬送。即，能够迅速地应对工件的种类的切换，适于多品种少量生产。此外，由于本实施方式具有上述的结构，轨道配件的结构形成为一列，因此系统整体的结构变的简单。由此，有利于设备整体的成本降低。此外，能够降低轨道配件的高度。 由此，作业者能够从轨道配件上跨过，作业者在作业区域内的移动变得容易，能够实现作业效率的提高。另外，工件加工工位配件的通过停止位置和工件交接位置为，在设置工件加工工位配件时工件交接位置位于上侧，通过停止位置位于下侧，并且具有使工件搬送车在工件通过停止位置和工件交接位置之间升降的升降构件，因此即使不过多地确保工件加工工位配件的宽度方向的空间也可以。由此，能够进一步实现设备布局的省空间化，并且能够有效利用空闲空间。
此外，能够将门式进料机设于工件加工工位配件的上侧，能够实现作业空间的进一步省空间化，并且能够使工件的搬送车与加工中心之间的工件的交接变得容易。以下，对包括上述的各实施方式的本发明的优点基于一个实施例以容易理解的方式进行说明。该一个实施例基于连杆的断开工序，例如为了使说明容易化，使连杆的断开工序按照工序顺序由连杆的开孔工序、连杆的断开工序以及断开的连杆的镗孔工序这三个工序构成。并且，在该情况下，被投入工件投入配件的工件由设于连杆的开孔工序中的完全相同的连杆开孔用加工中心(Α-1、Α-2)并行作业而进行开孔。接着，在作为其下游工序的连杆断开工序中，通过完全相同的加工中心并行作业而将连杆断开。进而，在作为其下游工序的断开的连杆的镗孔工序中，具备两台完全相同的镗孔用加工中心，对断开的连杆并行作业以进行镗孔作业。进而在该工序的下游，具备工件排出配件。并且，在各两对的工件加工工位配件与工件投入配件、工件排出配件之间具备轨道配件并且根据需要具备转向配件。在此，对于全部的与连杆的开孔对应的工件加工工位配件(A-l、A-2)和与连杆的断开工序对应的工件加工工位配件(B-l、B-2)、以及与断开的连杆的镗孔工序对应的工件加工工位配件(C-l、C-2)，假设将工件运送到对应的加工中心，所有的加工中心都在进行作业。接着，假定例如与涉及连杆的开孔的工件加工工位配件A-I对应的加工中心的作业结束，与涉及连杆的断开工序的工件加工工位配件B-2对应的加工中心的作业结束，与涉及断开的连杆的镗孔工序的工件加工工位配件C-2对应的加工中心的作业结束。在该情况下，在使工件加工工位配件A-l、B-2、C-2各自的升降工作台上升的状态下，利用门式进料机将作业结束的工件分别从各个加工中心移送至工件搬送车。并且，在时间方面，最先使工件加工工位配件C-2的升降工作台下降，并使乘在该升降工作台上的搬送车移动到排出工位。接下来，在使工件加工工位配件B-2的升降工作台下降，使搬送车移动到行驶位置后，使该搬送车通过工件加工工位配件C-I下侧的搬送车通过工作台，并移动至工件加工工位配件C-2，然后乘上工件加工工位配件C-2的升降工作台而上升，将工件交接给工件加工工位配件C-2的门式送料机。接着，使工件加工工位配件A-I的升降工作台下降并使搬送车移动到行驶位置， 经由工件加工工位配件A-2的搬送车通过工作台以及工件加工工位配件B-I的搬送车通过工作台，使搬送车移动至工件加工工位配件B-2的升降工作台，然后使该升降工作台上升， 将工件交接给工件加工工位配件B-2的门式送料机。接着，在工件加工工位配件A-I和B-2的升降工作台位于上侧的时候，使在排出配件排出了工件的工件搬送车经由各工位的搬送车通过工作台以及它们之间的轨道配件的行驶路径回到工件投入工位，并重新搭载新的工件。另外，对于上述的利用搬送车进行的高效的工件的交接以及搬送，由各工位所具备的主控制器和子控制器逐次掌握加工中心的作业状况、各工位中有无搬送车以及搬送车的位置从而进行管理。根据本发明，通过如此管理，在进行同一种类作业的工件加工工位配件各具有多台的情况下，能够通过与最早结束作业的加工中心对应的工件加工工位配件进行工件的交接，使搬送车下降至工件加工工位配件的行驶位置并通过相同种类的其他工件加工工位配件的下侧，移动至与下一作业工序对应的工件加工工位配件。 此外，根据本发明，在将所有作业结束了的工件载于搬送车并在排出配件将工件全部排出后，能够使搬送车通过行驶线路回到工件投入配件。由此，无需产生各加工中心的作业的空闲时间，能够一直在所有的加工中心进行作业，能够显著地提高作业效率。
权利要求
1.一种工序间柔性自动搬送系统，其具有工件加工工位配件，所述工件加工工位配件与加工中心对应配置，所述加工中心是针对包括多个工序的部件制造工艺的每个工序而设置的；轨道配件，所述轨道配件将各个所述工件加工工位配件连结起来；转向配件，所述转向配件配置于所述轨道配件之间或者轨道配件与工件加工工位配件之间；工件投入配件，所述工件投入配件与所述轨道配件或者工件加工工位配件中的任意一个连结；工件排出配件，所述工件排出配件与所述轨道配件或者工件加工工位配件中的不同于所述工件投入配件的任意一个轨道配件或者工件加工工位配件连结；以及多个工件搬送车，所述多个工件搬送车能够在所述相互连结的工件投入配件、工件加工工位配件、轨道配件、转向配件以及工件排出配件上移动，该工序间柔性自动搬送系统的特征在于，所述轨道配件形成为相对于所述工件加工工位配件、转向配件、工件投入配件、工件排出配件装卸自如，所述转向配件形成为能够改变决定所述工件搬送车的行驶方向的各轨道配件的配置方向，所述工件搬送车形成为以能够更换的方式载置并搬送每个所制造的工件的货盘，在所述工件加工工位配件处具备子控制器，所述子控制器至少管理关于所述工件搬送车的有无、工件搬送车所搬送的工件与所述加工中心之间的关系的信息，并且不具备所述子控制器的工件加工工位配件或者工件投入配件处具备主控制器，该主控制器通过无线通信或者有线通信集中管理来自所述子控制器的信息，并且通过无线通信控制所述多个工件搬送车在轨道配件上的行驶状态、以及在工件投入配件、工件加工工位配件、工件排出配件上的停止状态。
2.根据权利要求1所述的工序间柔性自动搬送系统，其特征在于，所述轨道配件由一列行驶路径构成，所述工件加工工位配件具有设置成能够与所述轨道配件的行驶路径连结的工件通过停止位置、以及位于离开该工件通过停止位置的位置处的工件交接位置，通过移动单元使所述工件搬送车能够在所述工件通过停止位置和工件交接位置之间移动，在所述工件搬送车移动到所述工件交接位置的状态下，其他工件搬送车能够经过与所述工件通过停止位置的两侧连接的轨道配件的工件行驶路径而通过所述工件加工工位配件。
3.根据权利要求2所述的工序间柔性自动搬送系统，其特征在于，在设置所述工件加工工位配件时，该工件加工工位配件的通过停止位置和工件交接位置中的任意一方位于上侧，而任意另一方位于下侧，并且，所述移动单元由使所述工件搬送车在工件通过停止位置和工件交接位置之间升降的升降单元构成。
4.根据权利要求3所述的工序间柔性自动搬送系统，其特征在于，在设置工件加工工位配件时，所述通过停止位置位于下侧，所述工件交接位置位于上侧。
全文摘要
本发明提供一种适于自动搬送加工对象物的工序间柔性自动搬送系统，能够提高布局变更的自由度，同时以低成本实施该布局变更。该工序间柔性自动搬送系统具有与多个加工中心(10)对应配置的工件工位配件(100)、将它们连结起来的轨道配件(200)、配置于轨道配件之间或者轨道配件与工件加工工位配件之间的转向配件(300)、与轨道配件或者工件加工工位配件的任意一个连结的工件投入配件(415)、与跟工件投入配件不同的轨道配件或工件加工工位配件的任意一个连结的工件排出配件(425)以及能够在相互连接的这些配件上移动的多个工件搬送车，轨道配件相对于工件加工工位配件、转向配件、工件投入配件、工件排出配件装卸自如。
文档编号B23Q41/02GK102233527SQ201110008248
公开日2011年11月9日 申请日期2011年1月14日 优先权日2009年5月17日
发明者中冈功 申请人:株式会社安永