特開 2023-117538 工具スタンド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117538

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】工具スタンド

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20230817BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

B23Q11/00 F

B23Q3/155 F

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020152

(22)【出願日】2022-02-14

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 剛大

【テーマコード（参考）】

3C002

【Ｆターム（参考）】

3C002BB08

3C002CC08

3C002LL01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】工具マガジンに出し入れされる工具の工具情報の管理に伴う作業を簡単にする工具スタンドを提供する。
【解決手段】工具スタンド２００ｂは、工具を置くことができる第１工具ホルダ２６２と、工具を置くことができる第２工具ホルダ２７２と、第１工具ホルダ２６２または第２工具ホルダ２７２に置かれた工具の工具情報を読出す命令を受け付ける受付部と、(i)第１工具ホルダ２６２に置かれた第１工具の第１工具情報を読み取った場合に、工具情報を記憶している記憶部に第１工具情報を送信し、(ii)第２工具ホルダ２７２に置かれた第２工具の第２工具情報を読み取った場合に、第２工具情報を削除するための命令を送信する送信部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具を置くことができる第１工具ホルダと、
工具を置くことができる第２工具ホルダと、
前記第１工具ホルダまたは前記第２工具ホルダに置かれた工具の工具情報を読出す命令を受け付ける受付部と、
(i)前記第１工具ホルダに置かれた第１工具の第１工具情報を読み取った場合に、工具情報を記憶している記憶部に前記第１工具情報を送信し、(ii)前記第２工具ホルダに置かれた第２工具の第２工具情報を読み取った場合に、前記第２工具情報を削除するための命令を送信する送信部と、を備える、工具スタンド。

【請求項2】

工具マガジンに追加される工具を置くことができる工具ホルダと、
前記工具マガジンのポットの呼び出し命令を受け付ける受付部と、
前記追加される工具から工具情報を読み取るリーダと、
前記工具情報を含む前記呼び出し命令を送信する送信部と、を備え、
前記受付部が登録命令を受け付けた場合に、前記送信部は、前記工具マガジンの収容工具の工具情報を記憶している記憶部に、前記追加される工具の前記工具情報を送信し、
呼び出されたポットは、前記追加される工具を収容可能である、工具スタンド。

【請求項3】

工具マガジンのポットの呼び出し命令を受け付ける受付部と、
前記呼び出し命令を送信する送信部と、
呼び出されたポットから取り外された工具を置くことができる工具ホルダと、
前記工具から工具情報を読み取るリーダと、を備え、
前記受付部が削除命令を受け付けた場合に、前記送信部は、前記工具情報を削除するための命令を送信する、工具スタンド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、工作機械用の工具の工具情報を管理する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械の工具マガジンには、多数の工具が収容される。たとえば２００本程度の工具が収容されることもある。これらの工具に関する工具情報が、工作機械の操作盤で管理されている。

【0003】

工具マガジンに収容されている工具は、工具交換装置によって工作機械の加工部に取り付けられ使用される。繰り返して使用された工具は摩耗し、ときに破損することもある。そのため工具の保守として、トラブルが生じないように未然に、あるいはトラブルを解消するために事後的に工具マガジンに収容されている工具を新しい工具に交換する必要がある。つまり、作業員は使用済みの工具を工具マガジンから取り外して、新しい工具と交換する。

【0004】

このように工具を交換する場合には、工作機械の操作盤で管理されている使用済みの工具の工具情報を削除して、新しい工具の工具情報を登録する作業が必要になる。このような工具の入れ替えに伴う工具情報の更新を作業員の手入力で行うことは面倒である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５９－１１８３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１には、「ツールの種類、および番号を、バーコードに記載したラベルを作成し、それをツールホルダに貼り付けておき、使用者がツールを装填する時、そのラベルに記載されているバーコードを、バーコードリーダを用いて計算機へ入力すると共に、ツールを装填するマガジン番号を計算機で自動的に設定するようにした」（２頁目の右上欄）技術が開示されている。この技術によれば、工具マガジンに追加する工具の工具情報を自動的に入力することができる。

【0007】

特許文献１の第１図には、バーコードリーダ６と接続するバーコードスキャナ７が示されている。この図によれば、バーコードスキャナ７は、螺旋ケーブルによってバーコードリーダ６と連結しているように見える。また、３頁目の左下欄には、「１０７：ツールホルダ（第４図の４１）に貼りつけられているラベル３１のバーコードをバーコードスキャナ７でスキャンし、計算機１へ入力する。」と記載されているものの、「ツール」つまり工具をどこに置くかについては触れられていない。そのため、工具台車などの仮置き場を作業員が用意し、そこに工具を仮置きして、作業員が「バーコードスキャナ７」を手に持って、置かれた工具のバーコードに近づける作業が必要になると推測される。

【0008】

このように仮置き場を用意して、工具を仮置きして、手持ちの「バーコードスキャナ７」を工具に近づけてバーコードを読み取らせるという作業は、煩雑である。また、使用済みの工具と新しい工具を交換する場合については、言及されていない。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そこで、本発明は、請求項に記載の装置等を提供するものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、工具マガジンに出し入れされる工具の工具情報の管理に伴う作業を簡単にする工具スタンドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（Ａ）は、工具スタンドを用いた工具情報の登録の概要を示す図である。図１（Ｂ）は、工具スタンドを用いた工具情報の削除の概要を示す図である。

【図2】２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの上面図である。

【図3】工具スタンド２００と工作機械３００の外観図である。

【図4】工具スタンド２００ｂと工作機械３００のブロック図である。

【図5】１ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を取り付けるとき（工具追加）の作業及び動作のフローチャートである。

【図6】１ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。

【図7】１ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。

【図8】１ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を取り外すとき（工具除外）の作業及び動作のフローチャートである。

【図9】２ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を取り付けるとき（工具追加）の作業及び動作のフローチャートである。

【図10】２ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。

【図11】２ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。

【図12】２ホルダ型の工具スタンドを用いて工具を取り外すとき（工具除外）の作業及び動作のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１（Ａ）は、工具スタンド２００ａを用いた工具情報の登録の概要を示す図である。
図の中央に工具スタンド２００ａを示す。工具スタンド２００ａは、工具を置くことができる工具ホルダ２０２を有する。図示するように工具ホルダ２０２で、工具スタンド２００ａの上面に円形穴が形成されている。ここでは、参考例として、１ホルダ型の工具スタンド２００ａを用いて説明する。なお、本実施形態に係る２ホルダ型の工具スタンド２００ｂについては、図２を用いて後述する。

【0013】

図の左側に工具１００を示す。図示した向きで、工具１００の上方には、ワークを削る刃部１１２があり、工具１００の下方には、工作機械の取付部に取り付けられるシャンク１１０がある。工作機械の取付部とは、たとえばマシニングセンタの主軸やマシニングセンタのタレットなどである。

【0014】

また、工具１００には、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ１２０が付されている。ＩＣタグ１２０は、その工具１００に関する工具情報が記憶されている半導体メモリを有しており、外部のタグリーダからの電波に応答して工具情報を送信する。工具情報は、たとえば、工具ＩＤ、工具番号、寿命設定値、工具名、工具形状（長さと径）およびＡＴＣ（Automatic Tool Changer）速度などである。ＩＣタグ１２０は、ＲＦＩＤ（Radio frequency identification）タグの一種である。

【0015】

作業員は、工作機械の工具マガジンに工具１００を追加しようとするとき、追加する工具１００を工具ホルダ２０２にセットする。具体的には、工具ホルダ２０２の円形穴にシャンク１１０を挿入するように工具１００が置かれる。工具ホルダ２０２は、工具１００の軸が垂直になるように工具１００を支えて保持する。そして、作業員は、工具スタンド２００ａの手前側にある登録ボタン２１４を押す。登録ボタン２１４を設ける位置は、手前側に限らず任意である。

【0016】

工具ホルダ２０２の奥側には、工具タグリーダ２０４が設けられている。登録ボタン２１４が押されると、工具タグリーダ２０４は工具ホルダ２０２に置かれている工具１００のＩＣタグ１２０から工具情報を読み取る。そして、工具スタンド２００ａは、読み取られた工具情報を含む登録命令を工作機械３００の工作機械操作盤５００（図３参照）へ送信する。工具タグリーダ２０４の位置は、奥側に限らず任意である。

【0017】

工作機械操作盤５００は、工具マガジンに収容されている工具の工具情報を記憶する工具情報記憶部５０４を有している。工作機械操作盤５００は、工具スタンド２００ａから受信した登録命令に含まれる工具情報を工具情報記憶部５０４に登録する。

【0018】

このように、追加される工具１００の工具情報が自動的に工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に登録されるので、作業員が工作機械操作盤５００において工具情報を入力する作業が不要になる。

【0019】

図１（Ｂ）は、工具スタンド２００ａを用いた工具情報の削除の概要を示す図である。
作業員は、工作機械の工具マガジンから工具１００を取り外したとき、取り外した工具１００を工具ホルダ２０２にセットする。そして、作業員は、工具スタンド２００ａの手前側にある削除ボタン２１６を押す。削除ボタン２１６を設ける位置は、手前側に限らず任意である。

【0020】

削除ボタン２１６が押されると、工具タグリーダ２０４は工具ホルダ２０２に置かれている工具１００のＩＣタグ１２０から工具情報を読み取る。そして、工具スタンド２００ａは、読み取られた工具情報を含む削除命令を工作機械３００の工作機械操作盤５００（図３参照）へ送信する。

【0021】

工作機械操作盤５００は、工具スタンド２００ａから受信した削除命令に含まれる工具情報と同じ工具情報を工具情報記憶部５０４から削除する。

【0022】

このように、取り外された工具１００の工具情報が自動的に工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４から削除されるので、作業員が工作機械操作盤５００において工具情報を削除する作業が不要になる。

【0023】

ただし、１ホルダ型の工具スタンド２００ａの場合、工具マガジンに収容されている工具１００を別の工具１００と入れ替える場合に、取り出された工具１００と新に収容させる工具１００の両方を同時に置くことができないため、作業を行いにくい面がある。

【0024】

図２は、２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの上面図である。
本実施形態に係る工具スタンド２００ｂは、２つのホルダを有する。第１工具ホルダ２６２には、追加される工具１００がセットされる。第２工具ホルダ２７２には、取り外された工具１００がセットされる。したがって、追加される工具１００と取り外された工具１００とを同時に置くことができる。このように、工具スタンド２００ｂは、工具１００を置くことができる第１工具ホルダ２６２と、工具１００を置くことができる第２工具ホルダとを有する。

【0025】

第１工具ホルダ２６２の奥側には、第１工具タグリーダ２６４が設けられている。第１工具タグリーダ２６４は、第１工具ホルダ２６２に置かれている工具１００のＩＣタグ１２０から工具情報を読み取る。また、第２工具ホルダ２７２の奥側には、第２工具タグリーダ２７４が設けられている。第２工具タグリーダ２７４は、第２工具ホルダ２７２に置かれている工具１００のＩＣタグ１２０から工具情報を読み取る。

【0026】

２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの手前側には、呼び出しボタン２１２、登録ボタン２１４、削除ボタン２１６およびリセットボタン２１８が設けられている。各ボタンを設ける位置は、手前側に限らず任意である。
呼び出しボタン２１２は、工具マガジンのポットを呼び出す命令（以下、「ポット呼び出し命令」という）を受け付ける。登録ボタン２１４は、工具情報を登録する命令（以下、「登録命令」という）を受け付ける。削除ボタン２１６は、工具情報を削除する命令（以下、「削除命令」という）を受け付ける。リセットボタン２１８は、工具スタンド２００ｂの状態をリセットする命令を受け付ける。マガジン操作盤４００の動作中にエラーが発生した場合には、ボタンが点滅する。この状態で、作業員が、リセットボタン２１８を押すとボタンの点滅が終了する。２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの動作の詳細については、後述する。

【0027】

図３は、工具スタンド２００と工作機械３００の外観図である。
工作機械３００は、たとえばターニングセンタ、マシニングセンタあるいは複合加工機などである。工作機械３００の扉の奥には、ワークを加工するための加工部３０２が設置された加工室３０２がある。工作機械３００の側面には、工作機械操作盤５００が設置されている。

【0028】

工作機械３００は、工具マガジン３０６を備えている。この例で、工具マガジン３０６は加工室の左側にある。工具マガジン３０６側の側面には、マガジン操作盤４００が設置されている。

【0029】

工具スタンド２００ｂは、工具マガジン３０６の脇などに置かれている。ただし、工具スタンド２００を工作機械３００と一体としてもよい。

【0030】

図４は、工具スタンド２００ｂと工作機械３００のブロック図である。
工作機械３００は、加工部３０２、ＮＣ（Numerical Control）制御部３０４、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）３２０、工具マガジン３０６、工具交換装置３０８、工作機械操作盤５００およびマガジン操作盤４００を有する。

【0031】

ＮＣ制御部３０４は、数値制御の標準仕様に従うプログラムによって加工部３０２のサーボモータなどの制御を行う。このプログラムを、ＮＣプログラムという。ＮＣプログラムには、加工部３０２および工具マガジン３０６などに所定機能を実行させるＮＣ指令が記述されている。

【0032】

ＰＬＣ３２０は、たとえば工具交換装置３０８による工具交換や加工室内のクーラント放出の制御などを行う。本実施形態におけるＰＬＣ３２０は、工具スタンド２００ｂから工作機械操作盤５００へ送られる種々の命令を中継する処理を行う。ただし、工具スタンド２００ｂから工作機械操作盤５００へ直接的に種々の命令を伝送するようにしてもよい。命令伝送の詳細については、後述する。

【0033】

工作機械操作盤５００は、マガジン定義情報記憶部５０２、工具情報記憶部５０４、受付部５１０、表示部５２０、送信部５３０、受信部５３２および制御部５４０を有する。
マガジン定義情報記憶部５０２は、マガジン定義情報を記憶する。マガジン定義情報には、ポット毎に隣接するポットの情報やポットに収容可能な工具の最大径および最大長などが定義されている。

【0034】

工具情報記憶部５０４は、工具マガジン３０６に収容されている各工具１００に関する工具情報をポット番号に対応付けて記憶する。工具情報は、上述のように、たとえば工具ＩＤ、工具番号、寿命設定値、工具名、工具形状（長さと径）およびＡＴＣ速度などである。
工具ＩＤは、工具の個体を識別する情報である。つまり、同じ型の工具であっても、個体毎に異なるＩＤが割り当てられる。工具番号も、工具の個体毎に異なる。工具番号の用途は、運用次第で自由である。たとえば、ＮＣプログラムで工具を指定する場合に工具番号が使用されるようにしてもよい。工具名は、工具の型によって異なる。つまり、工具名は、工具の型を識別する情報である。工具名が同じ複数の工具は、同じ型の工具であり、同じ用途のために交換可能である。たとえば、使用済みの工具を同じ型の工具と入れ替える場合、新しい工具は、使用済みの工具と工具名が同じであるが、工具ＩＤと工具番号は異なる。寿命設定値は、保守のために工具を交換するタイミングの判定条件として参照される。なお、空ポットの場合には、ポット番号に対応する工具情報はなく、工具なしの旨が記憶される。

【0035】

受付部５１０は、ユーザ操作（各種命令など）を受け付ける。表示部５２０は、各種情報を表示する。送信部５３０は、マガジン操作盤４００、工具スタンド２００およびＰＬＣ３２０などへ各種情報を送信する。受信部５３２は、マガジン操作盤４００、工具スタンド２００およびＰＬＣ３２０などから各種情報を受信する。制御部５４０は、各種制御を行う。

【0036】

マガジン操作盤４００は、受付部４１０、表示部４２０、送信部４３０、受信部４３２および制御部４４０を有する。
受付部４１０は、ユーザ操作（各種命令など）を受け付ける。表示部４２０は、各種情報を表示する。送信部４３０は、工作機械操作盤５００、工具スタンド２００およびＰＬＣ３２０などへ各種情報を送信する。受信部４３２は、工作機械操作盤５００、工具スタンド２００およびＰＬＣ３２０などから各種情報を受信する。制御部４４０は、各種制御を行う。

【0037】

工具スタンド２００は、工作機械３００に接続しており、工作機械３００と通信可能である。工具スタンド２００は、受付部２１０、送信部２３０、受信部２３２および制御部２４０を有する。
受付部２１０は、ユーザ操作（各種命令など）を受け付ける。送信部２３０は、工作機械操作盤５００、マガジン操作盤４００およびＰＬＣ３２０などへ各種情報を送信する。受信部２３２は、工作機械操作盤５００、マガジン操作盤４００およびＰＬＣ３２０などから各種情報を受信する。制御部２４０は、各種制御を行う。

【0038】

本実施形態に係る２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの詳細について説明する前に、対比する参考例として、１ホルダ型の工具スタンド２００ａの場合の工具１００の追加、工具１００の交換および工具１００の除外に関する作業と動作について説明する。

【0039】

図５は、１ホルダ型の工具スタンド２００ａを用いて工具１００を取り付けるとき（工具追加）の作業及び動作のフローチャートである。
右側に示した作業の流れを理解しやすくするために、左側に作業状況を略式で図示する。ここでは、チェーンマガジンの例を示し、簡略化のため工具マガジン３０６のポットの数を８個としている。ポットは、右回りに回転するものとする。工具マガジン３０６内の小さい丸は、空ポット３０７を示している。大きい丸は、ポットに嵌められている工具１００を示している。

【0040】

作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ１００）。マガジン手動モードでは、工具マガジン３０６を手動で操作することが可能になる。作業員は、工具マガジン３０６に追加する工具１００を工具スタンド２００ａの工具ホルダ２０２にセットする（Ｓ１０２）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作して空ポット３０９を選択する（Ｓ１０４）。選択された空ポット３０９をわかりやすくするために黒丸で図示する。この操作によって、空ポット３０９が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ１０６）。なお、ここで行うポットの呼び出しを、ポットの割り出しということもある。

【0041】

作業員は、登録ボタン２１４を押す（Ｓ１０８）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に、追加する工具１００の工具情報が登録される（Ｓ１１０）。作業員は、工具マガジン３０６の扉（以下、「マガジン扉」という）を開ける（Ｓ１１２）。作業員は、段取りステーション３１０へ呼び出された空ポット３０９に、追加する工具１００を取り付ける（Ｓ１１４）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ１１６）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ１１８）。

【0042】

図６と図７は、１ホルダ型の工具スタンド２００ａを用いて工具１００を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。
作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ２００）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作して工具交換のポット３１１を選択する（Ｓ２０２）。工具交換のポット３１１を破線の丸で示している。工具交換のポット３１１には、使用済みの工具１００がはめ込まれている。この操作によって、工具交換のポット３１１が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ２０４）。作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ２０６）。作業員は、使用済みの工具１００をポット３１１から取り外す（Ｓ２０８）。そして、作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ２１０）。

【0043】

作業員は、取り外された使用済みの工具１００を工具ホルダ２０２にセットする（Ｓ２１２）。作業員は、削除ボタン２１６を押す（Ｓ２１４）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に登録されている使用済みの工具１００の工具情報が削除される（Ｓ２１６）。

【0044】

図７の説明に移る。作業員は、使用済みの工具１００を工具台車６００に仮置きする（Ｓ２１８）。作業員は、新しい工具１００を工具ホルダ２０２にセットする（Ｓ２２０）。そして、作業員は、登録ボタン２１４を押す（Ｓ２２２）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に、新しい工具１００の工具情報が登録される（Ｓ２２４）。

【0045】

作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ２２６）。作業員は、ポット３１１に新しい工具１００を取り付ける（Ｓ２２８）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ２３０）。そして、作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ２３２）。

【0046】

図８は、１ホルダ型の工具スタンド２００ａを用いて工具１００を取り外すとき（工具除外）の作業及び動作のフローチャートである。
作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ３００）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作して除外する工具１００のポット３１２を選択する（Ｓ３０２）。除外する工具１００のポット３１２を破線の丸で示している。この操作によって、除外する工具１００のポット３１２が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ３０４）。作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ３０６）。作業員は、除外する工具１００をポット３１２から取り外す（Ｓ３０８）。そして、作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ３１０）。

【0047】

作業員は、除外する工具１００を工具スタンド２００ａの工具ホルダ２０２にセットする（Ｓ３１２）。作業員は、削除ボタン２１６を押す（Ｓ３１４）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に登録されている除外対象の工具１００の工具情報が削除される（Ｓ３１６）。

【0048】

作業員は、除外する工具を工具台車６００に仮置きする（Ｓ３１８）。そして、作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ３２０）。

【0049】

続いて、本実施形態に係る２ホルダ型の工具スタンド２００ｂの場合の工具１００の追加、工具１００の交換および工具１００の除外に関する作業と動作について説明する。

【0050】

図９は、２ホルダ型の工具スタンド２００ｂを用いて工具１００を取り付けるとき（工具追加）の作業及び動作のフローチャートである。
作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ４００）。作業員は、追加する工具（以下、「第１工具１０１」という）を第１工具ホルダ２６２にセットする（Ｓ４０２）。作業員は、呼び出しボタン２１２を押す（Ｓ４０４）。この操作によって、空ポット３０９が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ４０６）。

【0051】

具体的には、工具スタンド２００ｂの受付部２１０がポット呼び出し命令を受け付けると、第１工具タグリーダ２６４は、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１のＩＣタグ１２０から工具情報（以下、「第１工具情報」という）を読み取る。工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、読み取られた第１工具情報を含むポット呼び出し命令をＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を受信すると、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を工作機械操作盤５００へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工作機械操作盤５００へ第１工具情報を含むポット呼び出し命令を送信してもよい。

【0052】

工作機械操作盤５００の受信部５３２は、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を受信する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６に収容されているか否かを判定する。第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６にない場合には、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１を新たに工具マガジン３０６に追加する。具体的には、工作機械操作盤５００の制御部５４０は、受信したポット呼び出し命令に含まれる第１工具情報から工具名を読みだす。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、工具情報記憶部５０４において、読み出した工具名と同じ工具名を有する工具情報を探索する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、同じ工具名を有する工具情報がない場合には、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６に収容されていないと判定する。ここでは、第１工具１０１と同じ型の工具１００が収容されていないものとする。

【0053】

第１工具１０１と同じ型の工具１００の工具情報が登録されていない場合には、第１工具ホルダ２６２にセットされている工具１００を収容可能なポットを特定する。たとえば、以下の３つの条件を満たすポットを見つける。
（１）ポット番号に対応付けて工具なしの旨が記憶されている空ポットである。
（２）第１工具１０１の径がポットの最大径より小さく、第１工具１０１の長さがポットの最大長よりも短い。
（３）第１工具１０１が空ポットに隣接するポットに収容されている工具１００と干渉しない。工具同士の干渉を判定する方法は、従来技術でもよい。

【0054】

工作機械操作盤５００の送信部２３０は、特定されたポットのポット番号を含むポット呼び出し命令を、ＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、ポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、ポット番号を含むポット呼び出し命令を工具マガジン３０６へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工具マガジン３０６へポット番号を含むポット呼び出し命令を送信してもよい。工具マガジン３０６は、ポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、ポット番号で特定される空ポット３０９を段取りステーション３１０へ移動させる。

【0055】

作業員は、登録ボタン２１４を押す（Ｓ４０８）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に、追加する第１工具１０１の第１工具情報が登録される（Ｓ４１０）。

【0056】

具体的には、工具スタンド２００ｂの受付部２１０が登録命令を受け付けると、第１工具タグリーダ２６４は、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１のＩＣタグ１２０から第１工具情報を読み取る。このように、工具スタンド２００ｂの受付部２１０は、第１工具ホルダ２６２に置かれた第１工具１０１の第１工具情報を読出す命令（登録命令）を受け付ける。工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、読み取られた第１工具情報を含む登録命令をＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、第１工具情報を含む登録命令を受信すると、第１工具情報を含む登録命令を工作機械操作盤５００へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工作機械操作盤５００へ第１工具情報を含む登録命令を送信してもよい。

【0057】

工作機械操作盤５００の受信部５３２は、第１工具情報を含む登録命令を受信する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、工具情報記憶部５０４において、段取りステーション３１０に移動させた空ポット３０９のポット番号に対応づけて登録命令に含まれる第１工具１０１の第１工具情報を記憶させる。このように、工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、第１工具ホルダ２６２に置かれた第１工具１０１の第１工具情報を読み取った場合に、工具情報を記憶している工具情報記憶部５０４に第１工具情報を送信する。

【0058】

作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ４１２）。作業員は、空ポット３０９に第１工具１０１を取り付ける（Ｓ４１４）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ４１６）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ４１８）。

【0059】

図１０と図１１は、２ホルダ型の工具スタンド２００ｂを用いて工具１００を交換するとき（工具交換）の作業及び動作のフローチャートである。
作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ５００）。作業員は、第１工具１０１（新しい工具）を第１工具ホルダ２６２にセットする（Ｓ５０２）。作業員は、呼び出しボタン２１２を押す（Ｓ５０４）。この操作によって、工具交換のポット３１１が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ５０６）。

【0060】

具体的には、工具スタンド２００ｂの受付部２１０がポット呼び出し命令を受け付けると、第１工具タグリーダ２６４は、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１のＩＣタグ１２０から第１工具情報を読み取る。工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、読み取られた第１工具情報を含むポット呼び出し命令をＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を受信すると、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を工作機械操作盤５００へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工作機械操作盤５００へ第１工具情報を含むポット呼び出し命令を送信してもよい。

【0061】

工作機械操作盤５００の受信部５３２は、第１工具情報を含むポット呼び出し命令を受信する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６に収容されているか否かを判定する。第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６に収容されている場合には、既にある同じ型の工具１００を第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と交換する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、受信したポット呼び出し命令に含まれる第１工具情報から工具名を読み出す。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、工具情報記憶部５０４において、読み出した第１工具名と同じ工具名を有する工具情報を探索する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、同じ工具名を有する工具情報がある場合には、第１工具ホルダ２６２にセットされている第１工具１０１と同じ型の工具１００の工具情報が登録されていると判定する。ここでは、第１工具１０１と同じ型の工具１００が工具マガジン３０６に収容されているものとする。

【0062】

第１工具１０１と同じ型の工具１００の工具情報が登録されている場合には、工作機械操作盤５００の制御部５４０は、その工具情報に対応するポット番号を特定する。図１０では、破線の丸で表した工具交換のポット３１１がそのポット番号に対応する。つまり、工具交換のポット３１１には、第１工具１０１と同じ型の使用済みの工具（以下、「第２工具１０２」という）がはめ込まれている。

【0063】

工作機械操作盤５００の送信部２３０は、特定されたポット３１１のポット番号を含むポット呼び出し命令を、ＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、ポット３１１のポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、ポット３１１のポット番号を含むポット呼び出し命令を工具マガジン３０６へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工具マガジン３０６へポット３１１のポット番号を含むポット呼び出し命令を送信してもよい。工具マガジン３０６は、工具交換のポット３１１のポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、工具交換のポット３１１を段取りステーションへ移動させる。

【0064】

作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ５０８）。作業員は、使用済みの第２工具１０２をポット３１１から取り外す（Ｓ５１０）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ５１２）。作業員は、取り外された第２工具１０２を第２工具ホルダ２７２にセットする（Ｓ５１４）。作業員は、削除ボタン２１６を押す（Ｓ５１６）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に登録されている第２工具１０２の第２工具情報が削除される（Ｓ５１８）。

【0065】

具体的には、工具スタンド２００ｂの受付部２１０が削除命令を受け付けると、第２工具タグリーダ２７４は、第２工具ホルダ２７２にセットされている第２工具１０２のＩＣタグ１２０から第２工具情報を読み取る。このように、工具スタンド２００ｂの受付部２１０は、第２工具ホルダ２７２に置かれた第２工具１０２の第２工具情報を読出す命令（削除命令）を受け付ける。工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、読み取られた第２工具情報を含む削除命令をＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、第２工具情報を含む削除命令を受信すると、第２工具情報を含む削除命令を工作機械操作盤５００へ送信する。ただし、工具スタンド２００ｂの送信部２３０が、直接工作機械操作盤５００へ第２工具情報を含む削除命令を送信してもよい。このように、工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、第２工具ホルダ２７２に置かれた第２工具１０２の第２工具情報を読み取った場合に、第２工具情報を削除するための命令を送信する。

【0066】

工作機械操作盤５００の受信部５３２は、第２工具情報を含む削除命令を受信する。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、工具情報記憶部５０４において、削除命令に含まれる第２工具情報と同じ工具情報を探索する。工具ＩＤによって工具情報を特定できるので、工作機械操作盤５００の制御部５４０は、第２工具情報から工具ＩＤを読み出し、読みだされた工具ＩＤと同じ工具ＩＤを有する工具情報を探索するようにしてもよい。工作機械操作盤５００の制御部５４０は、工具情報記憶部５０４に記憶されている第２工具情報を削除し、代わりに工具なしの旨を記憶する。

【0067】

図１１の説明に移る。作業員は、登録ボタン２１４を押す（Ｓ５２０）。この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に、第１工具１０１の第１工具情報が登録される（Ｓ５２２）。第１工具１０１の第１工具情報を登録する処理は、図９のＳ４１０の処理と同様である。図９のＳ４１０の場合と同様に、工具スタンド２００ｂの受付部２１０は、第１工具ホルダ２６２に置かれた第１工具１０１の第１工具情報を読出す命令（登録命令）を受け付ける。また、工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、第１工具ホルダ２６２に置かれた第１工具１０１の第１工具情報を読み取った場合に、工具情報を記憶している工具情報記憶部５０４に第１工具情報を送信する。

【0068】

続いて、作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ５２４）。作業員は、ポット３１１に第１工具１０１を取り付ける（Ｓ５２６）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ５２８）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ５３０）。

【0069】

図１２は、２ホルダ型の工具スタンド２００ｂを用いて工具１００を取り外すとき（工具除外）の作業及び動作のフローチャートである。
作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＮにする（Ｓ６００）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作して除外する第２工具１０２のポット３１２を選択する（Ｓ６０２）。この操作によって、除外する第２工具１０２のポット３１２が段取りステーション３１０へ呼び出される（Ｓ６０４）。

【0070】

具体的には、マガジン操作盤４００の受付部４１０は、選択されたポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令を受け付ける。マガジン操作盤４００の送信部４３０は、ポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令をＰＬＣ３２０へ送信する。ＰＬＣ３２０は、ポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、ポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令を工具マガジン３０６へ送信する。ただし、マガジン操作盤４００の送信部４３０が、直接工具マガジン３０６へポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令を送信してもよい。工具マガジン３０６は、ポット３１２のポット番号を含むポット呼び出し命令を受信すると、ポット３１２を段取りステーションへ移動させる。

【0071】

作業員は、マガジン扉を開ける（Ｓ６０６）。作業員は、除外する第２工具１０２をポット３１２から取り外す（Ｓ６０８）。作業員は、マガジン扉を閉める（Ｓ６１０）。作業員は、除外する第２工具１０２を第２工具ホルダ２７２にセットする（Ｓ６１２）。作業員は、削除ボタン２１６を押す（Ｓ６１４）。

【0072】

この操作によって、工作機械操作盤５００の工具情報記憶部５０４に登録されている第２工具１０２の第２工具情報が削除される（Ｓ６１６）。第２工具１０２の第２工具情報を削除する処理は、図１０のＳ５１８の処理と同様である。図１０のＳ５１８の場合と同様に、工具スタンド２００ｂの受付部２１０は、第２工具ホルダ２７２に置かれた第２工具１０２の第２工具情報を読出す命令（削除命令）を受け付ける。また、工具スタンド２００ｂの送信部２３０は、第２工具ホルダ２７２に置かれた第２工具１０２の第２工具情報を読み取った場合に、第２工具情報を削除するための命令を送信する。

【0073】

作業員は、工具を工具台車６００に仮置きする（Ｓ６１８）。作業員は、マガジン操作盤４００を操作してマガジン手動モードをＯＦＦにする（Ｓ６２０）。

【0074】

［変形例１］
図９のＳ４０４で呼び出しボタン２１２が押されたときに、空ポット３０９を呼び出す処理（Ｓ４０６）に続いて、Ｓ４１０に示した工具１００の工具情報を登録する処理を行うようにしてもよい。この場合には、図９のＳ４０８に示した登録ボタンを押す操作を省き、操作を簡素化することができる。

【0075】

また同様に、図１０のＳ５０４で呼び出しボタンが押されたときに、工具交換のポット３１１を呼び出す処理（Ｓ５０６）に続いて、図１１のＳ５２２に示した第１工具１０１の工具情報を登録する処理を行うようにしてもよい。この場合には、図１１のＳ５２０に示した登録ボタンを押す操作を省き、操作を簡素化することができる。

【0076】

［変形例２］
工具１００から工具情報を工具スタンド２００ａに伝える手段として、ＩＣタグを用いる例を示したが、他の方法で工具情報を伝えるようにしてもよい。ＩＣタグ以外のＲＦＩＤタグを用いてもよい。ＩＣタグ以外の近距離無線通信手段で、工具１００から工具スタンド２００ａへ工具情報を伝送するようにしてもよい。その場合、工具１００は工具情報を送信する送信部を有し、工具スタンド２００ａは工具情報を受信する受信部を有する。上述のような非接触方式以外の接触方式によって工具情報を伝送するようにしてもよい。工具１００に工具情報を記憶する記憶部と、記憶部と接続する第１コネクタを設け、工具スタンド２００ａに第１コネクタと連結可能な第２コネクタを設けて、工具１００が工具ホルダ２０２にセットされたときに第１コネクタと第２コネクタが連結し、工具スタンド２００ａの読取部で、第１コネクタと第２コネクタを介して記憶部から工具情報を読み取るようにしてもよい。その一例として、工具１００に工具情報を記憶するＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリを付けて、工具スタンド２００ａにＵＳＢコネクタを設けてもよい。工具スタンド２００ａのＵＳＢコネクタは、工具１００を工具ホルダ２０２にセットしたときに工具１００のＵＳＢメモリのコネクタと嵌めあう位置に設けられるようにする。つまり、工具１００から工具スタンド２００ａへ有線通信手段で工具情報を伝送するようにしてもよい。バーコード、ＱＲコード（登録商標）やAprilTagなどの図形コードを用いるようにしてもよい。工具１００に工具情報を表す図形コードを付しておき、工具スタンド２００ａの図形コード読取部で図形コードを読み取って、工具情報を得るようにしてもよい。工具スタンド２００ｂにおける第１工具１０１と第１工具ホルダ２６２の関係および第２工具１０２と第２工具ホルダ２７２の関係においても、これらのように変形することができる。

【0077】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0078】

１００ 工具、１０１ 第１工具、１０２ 第２工具、１１０ シャンク、１１２ 刃部、１２０ ＩＣタグ、２００ 工具スタンド、２０２ 工具ホルダ、２０４ 工具タグリーダ、２１０ 受付部、２１２ 呼び出しボタン、２１４ 登録ボタン、２１６ 削除ボタン、２１８ リセットボタン、２３０ 送信部、２３２ 受信部、２４０ 制御部、２６２ 第１工具ホルダ、２６４ 第１工具タグリーダ、２７２ 第２工具ホルダ、２７４ 第２工具タグリーダ、３００ 工作機械、３０２ 加工部、３０４ ＮＣ制御部、３０６ 工具マガジン、３０８ 工具交換装置、３１０ 段取りステーション、３１１ 工具交換のポット、３２０ ＰＬＣ、４００ マガジン操作盤、４１０ 受付部、４２０ 表示部、４３０ 送信部、４３２ 受信部、４４０ 制御部、５００ 工作機械操作盤、５０２ マガジン定義情報記憶部、５０４ 工具情報記憶部、５１０ 受付部、５２０ 表示部、５３０ 送信部、５３２ 受信部、５４０ 制御部、６００ 工具台車

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2022-08-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具マガジンに収容されている工具の工具情報を記憶する記憶部を備える工作機械と通信可能であり、工具を置くことができる複数の工具ホルダを有する工具スタンドであって、
前記工具マガジンに追加される第１工具を置くことができる第１工具ホルダと、
前記第１工具ホルダに置かれた前記第１工具から第１工具情報を読み取る第１リーダーと、
前記工具マガジンから取り外された第２工具を置くことができる第２工具ホルダと、
前記第２工具ホルダに置かれた前記第２工具から第２工具情報を読み取る第２リーダーと、
前記工具マガジンのポットを呼び出すポット呼び出し命令を受け付ける呼び出しボタンと、
前記工具情報を登録する登録命令を受け付ける登録ボタンと、
前記工具情報を削除する削除命令を受け付ける削除ボタンと、
前記工作機械へ各種情報の信号を送信する送信部と、を備え、
(i)前記呼び出しボタンが前記ポット呼び出し命令を受け付けると、前記送信部は前記ポット呼び出し命令の信号を前記工作機械へ送信し、
(ii)前記第２工具が前記第２工具ホルダに置かれた状態で前記削除ボタンが前記削除命令を受け付けると、前記第２リーダーは前記第２工具から前記第２工具情報を読み取り、前記送信部は読み取られた前記第２工具情報を含む前記削除命令の信号を前記工作機械へ送信し、
(iii)前記第１工具が前記第１工具ホルダに置かれた状態で前記登録ボタンが前記登録命令を受け付けると、前記第１リーダーは前記第１工具から前記第１工具情報を読み取り、前記送信部は読み取られた前記第１工具情報を含む前記登録命令の信号を前記工作機械へ送信する、工具スタンド。

【請求項2】

工具マガジンに収容されている工具の工具情報を記憶する記憶部を備える工作機械に通信可能に接続され、
前記工具マガジンに追加される工具を置くことができる工具ホルダと、
前記工具ホルダに置かれた前記工具から工具情報を読み取るリーダーと、
前記工具マガジンのポットを呼び出すポット呼び出し命令を受け付ける呼び出しボタンと、
前記工具情報を登録する登録命令を受け付ける登録ボタンと、
前記工作機械へ各種情報の信号を送信する送信部と、を備え、
(i)前記呼び出しボタンが前記ポット呼び出し命令を受け付けると、前記送信部は前記ポット呼び出し命令の信号を前記工作機械へ送信し、
(ii)前記追加される工具が前記工具ホルダに置かれた状態で前記登録ボタンが前記登録命令を受け付けると、前記リーダーは前記追加される工具から前記工具情報を読み取り、前記送信部は読み取られた前記工具情報を含む前記登録命令の信号を前記工作機械へ送信する、工具スタンド。

【請求項3】

工具マガジンに収容されている工具の工具情報を記憶する記憶部を備える工作機械に通信可能に接続され、
前記工具マガジンから取り外された工具を置くことができる工具ホルダと、
前記工具ホルダに置かれた前記工具から工具情報を読み取るリーダーと、
前記工具マガジンのポットを呼び出すポット呼び出し命令を受け付ける呼び出しボタンと、
前記工具情報を削除する削除命令を受け付ける削除ボタンと、
前記工作機械へ各種情報の信号を送信する送信部と、を備え、
(i)前記呼び出しボタンが前記ポット呼び出し命令を受け付けると、前記送信部は前記ポット呼び出し命令の信号を前記工作機械へ送信し、
(ii)前記取り外された工具が前記工具ホルダに置かれた状態で前記削除ボタンが前記削除命令を受け付けると、前記リーダーは前記取り外された工具から前記工具情報を読み取り、前記送信部は読み取られた前記工具情報を含む前記削除命令の信号を前記工作機械へ送信する、工具スタンド。