特許 7594026 工具搬送システム、工具搬送システムの制御方法、および、工具搬送システムの制御プログラム

(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】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】工具搬送システム、工具搬送システムの制御方法、および、工具搬送システムの制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 41/00 20060101AFI20241126BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B23Q41/00 F

B23Q3/155 F

B23Q3/155 E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022563267

(86)(22)【出願日】2020-11-17

(86)【国際出願番号】 JP2020042777

(87)【国際公開番号】W WO2022107198

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-11-10

(73)【特許権者】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安木 詠介

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特許第６７７５７０４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭６３－１０５８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２２１３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２２６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１０００３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５６６５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ４１／００

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具搬送システムであって、
工作機械と、
複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備え、前記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されており、
前記工具搬送システムは、さらに、
作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、
前記工作機械内、前記工具収納部内、および前記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、前記工作機械、前記工具収納部、および前記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置と、
前記工具搬送システムを制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、
工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、前記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定する処理と、
前記特定する処理で特定された工具ホルダーを前記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に前記工作機械から搬出するように前記搬送装置を制御する処理と、
前記制御する処理で前記工作機械から搬出された工具ホルダーを前記工具収納部または前記作業ステーションに搬送するように前記搬送装置を制御する処理とを実行し、
前記工作機械内にある前記他の工具ホルダーは、工具を保持していない空の工具ホルダーを含む、工具搬送システム。

【請求項2】

前記工作機械内にある前記他の工具ホルダーは、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーを含み、
前記制御部は、さらに、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーが前記工作機械内にない場合には、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーよりも前記空の工具ホルダーを優先的に前記工作機械から搬出するように前記搬送装置を制御する処理を実行する、請求項１に記載の工具搬送システム。

【請求項3】

前記工作機械内にある前記他の工具ホルダーは、
前記工作機械で使用予定のない工具を保持している工具ホルダーと、
前記工作機械で使用予定のある工具を保持している工具ホルダーとを含み、
前記制御部は、さらに、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーと、空の工具ホルダーとが前記工作機械内にない場合には、使用予定のない工具を保持している前記工具ホルダーを、使用予定のある工具を保持している前記工具ホルダーよりも優先的に前記工作機械から搬出するように前記搬送装置を制御する処理を実行する、請求項２に記載の工具搬送システム。

【請求項4】

前記工具収納部に収納されている工具ホルダーは、
第１工具を保持している第１工具ホルダーと、
前記第１工具よりも残りの寿命が短い第２工具を保持している第２工具ホルダーとを含み、
前記制御部は、工具ホルダーの搬入指示を受けたことに基づいて、前記第２工具ホルダーを前記第１工具ホルダーよりも優先的に前記工作機械に搬入するように前記搬送装置を制御する処理を実行する、請求項１～３のいずれか１項に記載の工具搬送システム。

【請求項5】

工具搬送システムの制御方法であって、
前記工具搬送システムは、
工作機械と、
複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備え、前記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されており、
前記工具搬送システムは、さらに、
作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、
前記工作機械内、前記工具収納部内、および前記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、前記工作機械、前記工具収納部、および前記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置とを備え、
前記制御方法は、
工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、前記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定するステップと、
前記特定するステップで特定された工具ホルダーを前記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に前記工作機械から搬出するように前記搬送装置を制御するステップと、
前記制御するステップで前記工作機械から搬出された工具ホルダーを前記工具収納部または前記作業ステーションに搬送するように前記搬送装置を制御するステップとを備え、
前記工作機械内にある前記他の工具ホルダーは、工具を保持していない空の工具ホルダーを含む、制御方法。

【請求項6】

工具搬送システムの制御プログラムであって、
前記工具搬送システムは、
工作機械と、
複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備え、前記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されており、
前記工具搬送システムは、さらに、
作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、
前記工作機械内、前記工具収納部内、および前記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、前記工作機械、前記工具収納部、および前記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置とを備え、
前記制御プログラムは、前記工具搬送システムに、
工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、前記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定するステップと、
前記特定するステップで特定された工具ホルダーを前記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に前記工作機械から搬出するように前記搬送装置を制御するステップと、
前記制御するステップで前記工作機械から搬出された工具ホルダーを前記工具収納部または前記作業ステーションに搬送するように前記搬送装置を制御するステップとを実行させ、
前記工作機械内にある前記他の工具ホルダーは、工具を保持していない空の工具ホルダーを含む、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、工具搬送システム内の工具ホルダーを搬送するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の工作機械を運用する企業が増えている。管理する工作機械の数が増えると、各工作機械で使用される工具の管理が難しくなる。これに関して、特許文献１（国際公開第２０１５／０２９２３２号）は、複数の工作機械で用いられる工具を管理する工具管理システムを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／０２９２３２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、工具搬送システムの開発が進められている。当該工具搬送システムは、複数の工具ホルダーを備えている。各工具ホルダーには、工具が装着されている。工具搬送システムは、工具ホルダーを工作機械に自動で搬入することで、必要な工具を工作機械に供給する。また、工具搬送システムは、不要な工具を保持している工具ホルダーを工作機械から自動で搬出する。特許文献１に開示される工具管理システムは、このような工具搬送システムに関するものではない。

【0005】

工作機械は、使用可能状態の工具だけでなく、使用不能状態の工具も含み得る。工作機械に収納可能な工具ホルダーの数は、限られている。使用不能状態の工具ホルダーが工作機械にあると、工具ホルダーの収納スペースが無駄に使用されることになる。したがって、工作機械に収納されている工具ホルダーに優先度を付けて回収することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一例では、工具搬送システムは、工作機械と、複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備える。上記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されている。上記工具搬送システムは、さらに、作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、上記工作機械内、上記工具収納部内、および上記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、上記工作機械、上記工具収納部、および上記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置と、上記工具搬送システムを制御するための制御部とを備える。上記制御部は、工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、上記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定する処理と、上記特定する処理で特定された工具ホルダーを上記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に上記工作機械から搬出するように上記搬送装置を制御する処理と、上記制御する処理で上記工作機械から搬出された工具ホルダーを上記工具収納部または上記作業ステーションに搬送するように上記搬送装置を制御する処理とを実行する。

【0007】

本開示の一例では、上記工作機械内にある上記他の工具ホルダーは、工具を保持していない空の工具ホルダーを含む。

【0008】

本開示の一例では、上記工作機械内にある上記他の工具ホルダーは、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーを含む。上記制御部は、さらに、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーが上記工作機械内にない場合には、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーよりも上記空の工具ホルダーを優先的に上記工作機械から搬出するように上記搬送装置を制御する処理を実行する。

【0009】

本開示の一例では、上記工作機械内にある上記他の工具ホルダーは、上記工作機械で使用予定のない工具を保持している工具ホルダーと、上記工作機械で使用予定のある工具を保持している工具ホルダーとを含む。上記制御部は、さらに、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーと、空の工具ホルダーとが上記工作機械内にない場合には、使用予定のない工具を保持している上記工具ホルダーを、使用予定のある工具を保持している上記工具ホルダーよりも優先的に上記工作機械から搬出するように上記搬送装置を制御する処理を実行する。

【0010】

本開示の一例では、上記工具収納部に収納されている工具ホルダーは、第１工具を保持している第１工具ホルダーと、上記第１工具よりも残りの寿命が短い第２工具を保持している第２工具ホルダーとを含む。上記制御部は、工具ホルダーの搬入指示を受けたことに基づいて、上記第２工具ホルダーを上記第１工具ホルダーよりも優先的に上記工作機械に搬入するように上記搬送装置を制御する処理を実行する。

【0011】

本開示の他の例では、工具搬送システムの制御方法が提供される。上記工具搬送システムは、工作機械と、複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備え、上記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されている。上記工具搬送システムは、さらに、作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、上記工作機械内、上記工具収納部内、および上記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、上記工作機械、上記工具収納部、および上記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置とを備える。上記制御方法は、工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、上記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定するステップと、上記特定するステップで特定された工具ホルダーを上記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に上記工作機械から搬出するように上記搬送装置を制御するステップと、上記制御するステップで上記工作機械から搬出された工具ホルダーを上記工具収納部または上記作業ステーションに搬送するように上記搬送装置を制御するステップとを備える。

【0012】

本開示の他の例では、工具搬送システムの制御プログラムが提供される。上記工具搬送システムは、工作機械と、複数の工具ホルダーを収納するための工具収納部とを備え、上記複数の工具ホルダーの各々は、工具を保持可能に構成されている。上記工具搬送システムは、さらに、作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための作業ステーションと、上記工作機械内、上記工具収納部内、および上記作業ステーション内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、上記工作機械、上記工具収納部、および上記作業ステーションの内の指定された搬送先に搬送するための搬送装置とを備える。上記制御プログラムは、上記工具搬送システムに、工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、上記工作機械内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを特定するステップと、上記特定するステップで特定された工具ホルダーを上記工作機械内にある他の工具ホルダーよりも優先的に上記工作機械から搬出するように上記搬送装置を制御するステップと、上記制御するステップで上記工作機械から搬出された工具ホルダーを上記工具収納部または上記作業ステーションに搬送するように上記搬送装置を制御するステップとを実行させる。

【0013】

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】工具搬送システムの外観を示す図である。

【図2】工具搬送システムの駆動機構の構成例を示す図である。

【図3】工作機械から工具ホルダーを搬出している様子を概略的に示す図である。

【図4】工具搬送システムの機能構成の一例を示す図である。

【図5】収納情報のデータ構造の一例を示す図である。

【図6】作業ステーションから工具収納部への工具ホルダーの搬入工程の流れを概略的に示す図である。

【図7】工具収納部から工作機械への工具ホルダーの搬入工程の流れを概略的に示す図である。

【図8】工作機械から作業ステーションへの工具ホルダーの搬出工程の流れを概略的に示す図である。

【図9】管理装置のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【図10】ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。

【図11】操作端末のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【図12】工作機械への工具ホルダーの搬入処理の流れを示すフローチャートである。

【図13】工作機械からの工具ホルダーの搬出処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0016】

＜Ａ．工具搬送システム１０の外観＞
図１を参照して、工具搬送システム１０について説明する。図１は、工具搬送システム１０の外観を示す図である。

【0017】

図１に示されるように、工具搬送システム１０は、作業ステーション２００と、工具収納部２５０と、搬送装置３００と、工作機械４００とを含む。

【0018】

作業ステーション２００は、作業者が工具ホルダーに係る作業を行うための場所である。工具ホルダーは、工具を保持可能に構成されるポットである。作業者は、たとえば、作業ステーション２００において、工具ホルダーのセット作業、または工具ホルダーの回収作業を行う。作業ステーション２００は、操作端末２００Ａを含む。操作端末２００Ａは、工具搬送システム１０に対する各種の操作を受け付ける。

【0019】

工具収納部２５０には、複数の工具ホルダーが収納され得る。典型的には、工具収納部２５０は、レール３３１と平行に設けられる。

【0020】

搬送装置３００は、作業ステーション２００内、工具収納部２５０内、および工作機械４００内にある工具ホルダーの内の指定された工具ホルダーを、作業ステーション２００、工具収納部２５０、および工作機械４００の内の指定された搬送先に搬送する。

【0021】

以下では、搬送装置３００が作業ステーション２００から工具収納部２５０若しくは工作機械４００に工具ホルダーを運ぶ搬送態様、または、搬送装置３００が工具収納部２５０から工作機械４００に工具ホルダーを運ぶ搬送態様を「搬入」とも言う。

【0022】

また、搬送装置３００が工具収納部２５０若しくは工作機械４００から作業ステーション２００に工具ホルダーを運ぶ搬送態様、または、搬送装置３００が工作機械４００から工具収納部２５０に工具ホルダーを運ぶ搬送態様を「搬出」とも言う。

【0023】

また、本明細書でいう「搬送装置」とは、工具ホルダーを搬送する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。すなわち、搬送装置３００は、工具ホルダーを介して工具を搬送する。以下では、搬送装置３００の一例として、４～７軸駆動の多関節ロボットを例に挙げて説明を行うが、搬送装置３００は、多関節ロボットに限定されない。一例として、搬送装置３００は、２～３軸駆動の直交ロボット（オートローダ）であってもよい。あるいは、搬送装置３００は、自走式のロボットであってもよい。

【0024】

搬送装置３００は、アームロボット３３０と、レール３３１と、台車３３２とを含む。アームロボット３３０は、台車３３２の上に固定されている。台車３３２は、レール３３１上を移動可能に構成される。工具収納部２５０および工作機械４００は、レール３３１を挟むように、かつ、レール３３１に沿って平行に配置される。搬送装置３００は、作業ステーション２００と工具収納部２５０との間で工具ホルダーを搬送するように構成されるとともに、工具収納部２５０と工作機械４００との間で工具ホルダーを搬送するように構成される。

【0025】

工作機械４００は、搬送装置３００による工具ホルダーの搬送先の１つである。図１には、工作機械４００として、６台の工作機械４００Ａ～４００Ｆが示されているが、工具搬送システム１０に備えられる工作機械４００の数は、１台以上であればよい。工作機械４００は、予め設計された加工プログラムに従って、指定された工具を用いてワークを加工する。

【0026】

本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。工作機械４００は、横形のマシニングセンタであってもよいし、縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械４００は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。

【0027】

なお、工具搬送システム１０は、パレット搬送システム（図示しない）をさらに備えても良い。パレット搬送システムは、予め定められた加工スケジュールに従って、ワークを載せたパレットを工作機械４００に搬送するためのシステムである。

【0028】

＜Ｂ．工具搬送システム１０の駆動機構＞
次に、図２を参照して、工具搬送システム１０における各種の駆動機構について説明する。図２は、工具搬送システム１０の駆動機構の構成例を示す図である。

【0029】

図２に示されるように、工具搬送システム１０は、制御部５０と、リモートＩ／Ｏ（Input/Output）ユニット７１～７３と、作業ステーション２００と、搬送装置３００と、工作機械４００とを含む。

【0030】

本明細書でいう「制御部５０」とは、工具搬送システム１０を制御する装置を意味する。制御部５０の装置構成は、任意である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。図２の例では、制御部５０は、管理装置１００と、ＰＬＣ１５０と、上述の操作端末２００Ａとで構成されている。また、制御部５０は、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）４０１を含んでもよい。

【0031】

管理装置１００は、工具搬送システム１０を管理するメインコンピュータである。管理装置１００は、１つのコンピュータで構成されてもよいし、複数のコンピュータで構成されてもよい。一例として、管理装置１００は、工具ホルダーの搬送を担うコンピュータと、パレット搬送を担うコンピュータとで構成される。

【0032】

ＰＬＣ１５０は、加工工程を自動化するための種々の産業用機器を制御する。操作端末２００Ａは、工具ホルダーの搬出入に関する各種の操作を受け付けるための端末である。

【0033】

管理装置１００、ＰＬＣ１５０、および操作端末２００Ａは、ネットワークＮＷ１に接続される。管理装置１００、ＰＬＣ１５０、および操作端末２００Ａは、有線で通信接続されてもよいし、無線で通信接続されてもよい。ネットワークＮＷ１には、ＥｔｈｅｒＮＥＴ（登録商標）などが採用される。管理装置１００および操作端末２００Ａは、ネットワークＮＷ１を介して、ＰＬＣ１５０に制御指令を送る。当該制御指令によって、搬送対象の工具ホルダー、当該工具ホルダーの搬送先、当該工具ホルダーの搬送開始／停止などが指定される。

【0034】

リモートＩ／Ｏユニット７１～７３およびＰＬＣ１５０は、ネットワークＮＷ２に接続されている。ネットワークＮＷ２には、データの到達時間が保証される、定周期通信を行うフィールドネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うフィールドネットワークとして、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＣＣ－Ｌｉｎｋ（登録商標）、またはＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが採用される。

【0035】

作業ステーション２００は、１つ以上のモータドライバ２３４と、１つ以上のモータ２３５とを含む。図２の例では、２つのモータドライバ２３４Ａ，２３４Ｂと、２つのモータ２３５Ａ，２３５Ｂとが示されている。

【0036】

作業ステーション２００内または作業ステーション２００周辺には、リモートＩ／Ｏユニット７１が設置される。リモートＩ／Ｏユニット７１は、作業ステーション２００内の各種駆動ユニット（たとえば、モータドライバ２３４）と、ＰＬＣ１５０との間のデータのやり取りを仲介する。一例として、モータドライバ２３４は、リモートＩ／Ｏユニット７１を介してＰＬＣ１５０からの制御指令を一定周期ごとに受け、当該制御指令に従ってモータ２３５の駆動を制御する。

【0037】

モータ２３５Ａは、たとえば、後述のマガジンＭ１（図６参照）の駆動を制御する。モータ２３５Ｂは、たとえば、作業ステーション２００内のＡＴＣ（Automatic Train Control）の駆動を制御する。

【0038】

モータドライバ２３４は、たとえば、サーボモータ用のドライバであってもよいし、ステッピングモータ用のドライバであってもよい。モータ２３５は、サーボモータであってもよいし、ステッピングモータであってもよい。

【0039】

搬送装置３００は、１つ以上のモータドライバ３３４と、１つ以上のモータ３３５とを含む。図２の例では、２つのモータドライバ３３４Ａ，３３４Ｂと、２つのモータ３３５Ａ，３３５Ｂとが示されている。

【0040】

搬送装置３００内または搬送装置３００周辺には、リモートＩ／Ｏユニット７２が設置される。リモートＩ／Ｏユニット７２は、搬送装置３００内の各種駆動ユニット（たとえば、モータドライバ３３４）と、ＰＬＣ１５０との間のデータのやり取りを仲介する。一例として、モータドライバ３３４は、リモートＩ／Ｏユニット７２を介してＰＬＣ１５０からの制御指令を一定周期ごとに受け、当該制御指令に従ってモータ３３５の駆動を制御する。

【0041】

モータ３３５Ａは、たとえば、上述の台車３３２（図１参照）の駆動を制御する。モータ３３５Ｂは、たとえば、アームロボット３３０（図１参照）の駆動を制御する。モータ３３５Ｂは、アームロボット３３０の関節の数に応じて設けられる。

【0042】

モータドライバ３３４は、たとえば、サーボモータ用のドライバであってもよいし、ステッピングモータ用のドライバであってもよい。モータ３３５は、サーボモータであってもよいし、ステッピングモータであってもよい。

【0043】

工作機械４００は、ＣＮＣ４０１と、１つ以上のモータドライバ４１１と、１つ以上のモータ４１２とを含む。図２の例では、２つのモータドライバ４１１Ａ，４１１Ｂと、２つのモータ４１２Ａ，４１２Ｂとが示されている。

【0044】

工作機械４００内または工作機械４００周辺には、リモートＩ／Ｏユニット７２が設置される。リモートＩ／Ｏユニット７２は、工作機械４００内の各種駆動ユニット（たとえば、ＣＮＣ４０１）と、ＰＬＣ１５０との間のデータのやり取りを仲介する。モータドライバ４１１は、モータドライバ３３４と同様に、リモートＩ／Ｏユニット７２を介してＰＬＣ１５０からの制御指令を一定周期ごとに受け、当該制御指令に従って、モータ４１２の駆動を制御する。

【0045】

モータ４１２Ａは、たとえば、工具を装着可能に構成される主軸を当該主軸の軸方向に駆動する。モータ４１２Ｂは、たとえば、主軸の軸方向を中心とした回転方向に主軸を回転駆動する。

【0046】

モータドライバ４１１は、たとえば、サーボモータ用のドライバであってもよいし、ステッピングモータ用のドライバであってもよい。モータ４１２は、サーボモータであってもよいし、ステッピングモータであってもよい。

【0047】

＜Ｃ．概要＞
図３を参照して、工具ホルダーの回収処理の概略について説明する。図３は、工作機械４００から工具ホルダーを搬出している様子を概略的に示す図である。

【0048】

工作機械４００は、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーだけでなく、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーや、工具を保持していない空の工具ホルダーなども収納している可能性がある。

【0049】

「使用不能状態の工具」とは、工作機械４００において加工に用いることができない状態の異常な工具を意味する。一例として、使用不能状態の工具は、摩耗などにより寿命が尽きた工具と、損傷が生じている工具とを含む。工具の損傷の種類としては、たとえば、過大な力がかかったことによる工具の変形、工具の刃欠け、および工具の折損などが挙げられる。

【0050】

これに対して、「使用可能状態の工具」とは、使用不能態様の工具以外の工具であり、工作機械４００において加工に用いることが可能な状態の正常な工具を意味する。

【0051】

図３の例では、使用不能状態の工具Ｔ１を保持している工具ホルダーＨ１と、工具を保持していない空の工具ホルダーＨ２と、使用可能状態の工具Ｔ３を保持している工具ホルダーＨ３とが工作機械４００に収納されている様子が示されている。

【0052】

工作機械４００に収納可能な工具ホルダーの数は、限られている。使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーが工具搬送システム１０にあると、工具ホルダーの収納スペースが無駄に使用されることになる。そこで、工具搬送システム１０は、工具ホルダーの回収指示を受けた時に、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーＨ１を他の工具ホルダーＨ２，Ｈ３よりも優先して工作機械４００から回収する。

【0053】

より具体的には、工具搬送システム１０の制御部５０は、工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、工作機械４００内にある工具ホルダーＨ１～Ｈ３の中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーＨ１を特定する。次に、制御部５０は、当該特定した工具ホルダーＨ１を他の工具ホルダーＨ２，Ｈ３よりも優先的に工作機械４００から搬出するように搬送装置３００を制御する。これにより、搬送装置３００は、工作機械４００から工具ホルダーＨ１を搬出する。その後、制御部５０は、工作機械４００から搬出された工具ホルダーＨ１を作業ステーション２００または工具収納部２５０に搬送するように搬送装置３００を制御する。これにより、搬送装置３００は、工具ホルダーＨ１を指定された搬送先に搬送する。

【0054】

以上の処理により、工具搬送システム１０は、工作機械４００内における工具ホルダーの収納スペースを確保することができる。また、工具の種類によっては、刃部分のみを交換できる工具がある。当該工具は、損傷している刃部分のみを交換すれば再利用可能になる。このような工具を保持している工具ホルダーが優先的に回収されることで、作業者は、工具の準備時間を短縮することができ、工具ホルダーをいち早く再利用できる。

【0055】

＜Ｄ．工具搬送システム１０の機能構成＞
次に、図４および図５を参照して、工具ホルダーの搬送処理を実現するための機能構成について説明する。図４は、工具搬送システム１０の機能構成の一例を示す図である。

【0056】

図４に示されるように、工具搬送システム１０は、機能構成として、監視部５２と、搬出工具特定部５４と、搬出制御部５６と、搬入工具特定部６０と、搬入制御部６２とを含む。以下では、これらの構成について順に説明する。

【0057】

なお、各機能構成の配置は、任意である。図４に示される機能構成の一部または全部は、上述の管理装置１００（図２参照）に実装されてもよいし、上述のＰＬＣ１５０（図２参照）に実装されてもよいし、上述の操作端末２００Ａ（図２参照）に実装されてもよいし、上述のＣＮＣ４０１（図２参照）に実装されてもよい。一例として、監視部５２は、ＣＮＣ４０１に実装される。搬出工具特定部５４と、搬出制御部５６と、搬入工具特定部６０と、搬入制御部６２とは、たとえば、管理装置１００または操作端末２００Ａに実装される。

【0058】

（Ｄ１．監視部５２）
まず、図５を参照して、図４に示される監視部５２の機能について説明する。

【0059】

監視部５２は、工具搬送システム１０に収納されている各工具ホルダーの状態と、各工具ホルダーに保持されている工具の状態とを監視する。一例として、監視部５２は、工具搬送システム１０内における各工具ホルダーの収納場所と、各工具ホルダーに保持されている工具の種類と、当該工具の状態と、当該工具の寿命が尽きるまでの残寿命とを、図５に示される収納情報２２４において管理する。図５は、収納情報２２４のデータ構造の一例を示す図である。

【0060】

収納情報２２４において、工具搬送システム１０内における各工具ホルダーの収納場所と、当該収納場所に収納されている工具ホルダーの識別情報と、当該工具ホルダーに保持されている工具の識別情報と、当該工具の状態と、当該工具の残寿命とが対応付けられている。

【0061】

（ａ）収納情報２２４に規定される収納場所
収納情報２２４に規定される収納場所は、工具搬送システム１０内の場所を一意に特定するための情報である。典型的には、収納情報２２４に規定される収納場所は、不変である。

【0062】

収納情報２２４に規定される収納場所は、たとえば、作業ステーション２００内の位置情報、工具収納部２５０内の位置情報、搬送装置３００内の位置情報と、および、工作機械４００内の位置情報とのいずれかを示す。

【0063】

（ｂ）収納情報２２４に規定される工具ホルダーの識別情報
収納情報２２４に規定される工具ホルダーの識別情報は、工具ホルダーを一意に特定するための情報である。当該識別情報は、工具ホルダーごとに予め割り当てられている。当該識別情報は、ＩＤ（Identification）などの工具ホルダー番号で示されてもよいし、工具ホルダー名で示されてもよい。

【0064】

監視部５２は、工具搬送システム１０内における各工具ホルダーの搬送を監視し、搬送装置３００によって工具ホルダーが搬送される度に、収納場所と工具ホルダーとの対応付けを更新する。これにより、各工具ホルダーがいずれの場所にあるのかを特定することができる。

【0065】

（ｃ）収納情報２２４に規定される工具の識別情報
収納情報２２４に規定される工具の識別情報は、工具を一意に特定するための情報である。当該識別情報は、工具ごとに予め割り当てられている。当該識別情報は、ＩＤなどの工具番号で示されてもよいし、工具名で示されてもよい。

【0066】

監視部５２は、工具搬送システム１０内における各工具ホルダーの搬送を監視し、搬送装置３００によって工具ホルダーが搬送される度に、当該工具ホルダーに保持されている工具と、収納場所との対応付けを更新する。

【0067】

（ｄ）収納情報２２４に規定される工具状態
収納情報２２４に規定される工具状態は、たとえば、工具ホルダーに保持されている工具が使用可能状態であるか否か、または、工具ホルダーが工具を保持していなかを示す。

【0068】

図５の例では、使用可能状態の工具は、「正常」または「寿命警告」として示されている。「寿命警告」は、寿命が尽きそうであることを示す警告である。一例として、監視部５２は、工具の残寿命が所定閾値を下回った場合に、収納情報２２４において工具の状態を「正常」から「寿命警告」に変更する。工具の残寿命の特定方法については後述する。

【0069】

また、図５の例では、使用不能状態の工具は、「寿命切」、「空」、または「損傷」として示されている。一例として、監視部５２は、工具の寿命がゼロになったことに基づいて、収納情報２２４において、工具の状態を「寿命警告」から「寿命切」に変更する。

【0070】

また、工具ホルダーが「空」である状態であるか否かは、たとえば、ユーザ入力により手動で設定され得る。一例として、当該ユーザ入力は、管理装置１００、上述の操作端末２００Ａ、または、工作機械４００に設けられている操作端末（図示しない）において受け付けられる。より具体的には、作業者は、工作機械４００内の工具ホルダーから工具を手で引き抜いたときに、当該工具ホルダーをユーザ入力により指定する。このことに基づいて、監視部５２は、収納情報２２４において、対応する工具ホルダーの状態を「空」に変更する。

【0071】

他の局面において、工具ホルダーが「空」であるか否かは、自動で設定され得る。一例として、各工具ホルダーには、工具が装着されているか否かを検出するためのセンサが設けられる。当該センサは、たとえば、圧力センサであってもよいし、距離センサであってもよいし、工具の脱着を検出することが可能なその他のセンサであってもよい。監視部５２は、工具ホルダーから工具が取り外されたことを当該センサが検出したことに基づいて、収納情報２２４において、対応する工具ホルダーの状態を「空」に変更する。

【0072】

また、工具が「損傷」している状態であるか否かは、たとえば、工作機械４００内に設けられている損傷センサによって検出される。

【0073】

一例として、当該損傷センサは、工作機械４００内の主軸に設けられている圧力センサを含む。当該圧力センサは、ワークの加工中に主軸にかかる力を検出する。監視部５２は、当該圧力センサの出力値を監視し、当該出力値が所定値を超えたことに基づいて、工具に過大な力がかかったと判断する。監視部５２は、工具に過大な力がかかったと判断した場合、工具が曲がってしまった可能性があると判断し、対応する工具を保持している工具ホルダーの状態を「損傷」に変更する。

【0074】

他の例として、上記損傷センサは、工具外形の測定センサを含む。当該測定センサは、たとえば、距離センサ、タッチセンサ、または、工具の外形を検出することが可能なその他のセンサである。一例として、距離センサを用いて工具の損傷を検出する例について説明する。工作機械４００は、主軸に装着されている工具を距離センサの前で回転させることで、当該距離センサから工具の外形を表わす時系列データを取得する。監視部５２は、当該時系列データと予め定められた正常値との差分を算出し、当該差分結果の絶対値が所定値を超えている場合に、工具が刃欠けしていると判断する。監視部５２は、工具が刃欠けしていると判断した場合、対応する工具を保持している工具ホルダーの状態を「損傷」に変更する。

【0075】

他の例として、上記損傷センサは、工作機械４００内の工具を撮影するためのカメラを含む。監視部５２は、当該カメラから得られた画像に対して所定の画像処理を実行することで、工具が損傷しているか否かを判断する。監視部５２は、工具が損傷していると判断した場合、対応する工具を保持している工具ホルダーの状態を「損傷」に変更する。

【0076】

一例として、損傷している工具が画像に写っているか否かは、学習済みモデルを用いて認識される。学習済みモデルは、学習用データセットを用いた学習処理により予め生成されている。学習用データセットは、工具が写っている複数の学習用画像を含む。各学習用画像には、正常な工具が写っているか否かを示すラベル（あるいは、損傷の種別を示すラベル）が関連付けられている。学習済みモデルの内部パラメータは、このような学習用データセットを用いた学習処理により予め最適化されている。

【0077】

学習済みモデルを生成するための学習手法には、種々の機械学習アルゴリズムが採用され得る。一例として、当該機械学習アルゴリズムとして、ディープラーニング、コンボリューションニューラルネットワーク（ＣＮＮ）、全層畳み込みニューラルネットワーク（ＦＣＮ）、サポートベクターマシンなどが採用される。

【0078】

監視部５２は、カメラから得られた入力画像上において矩形領域をずらしながら、当該矩形領域内の部分画像を学習済モデルに順次入力する。その結果、当該学習済モデルは、入力された部分画像に損傷している工具が写っている確率を出力する。監視部５２は、当該確率が所定値を超えた部分画像に、損傷している工具が写っていると判断する。

【0079】

（ｅ）収納情報２２４に規定される工具の残寿命
監視部５２は、工作機械４００の加工プログラムを監視し、各工具が加工に使用されているか否かを判断する。監視部５２は、使用中の工具については、収納情報２２４に示される残寿命をカウントダウンする。工具の新品時における残寿命は、工具ごとに予め決められている。

【0080】

ここでいう「残寿命」とは、工具が使用不能になるまでの工具の残りの使用可能量を意味する。「量」との用語は、時間、距離、および回数を含む概念である。すなわち、「工具の残りの使用可能量」は、工具寿命が尽きるまでの工具の残りの使用可能時間と、工具寿命が尽きるまでの工具の残りの移動可能距離と、工具寿命が尽きるまでの工具の残りの使用可能回数とを含む概念である。

【0081】

工具の残寿命の監視方法の一例について説明する。工作機械４００の加工プログラムは、Ｇコードで規定されており、主軸に装着する工具を指定するための工具交換命令や、主軸や工具を回転駆動／送り駆動するための駆動命令などを含む。監視部５２は、加工プログラムに規定されている工具交換命令に基づいて、ワークの加工に用いられる工具の種別を特定しておく。次に、監視部５２は、加工プログラムに規定されている駆動命令が実行されたことに基づいて、当該工具の残寿命のカウントダウンを開始する。続いて、監視部５２は、加工プログラムに規定されている停止命令または最終行の命令が実行されたことに基づいて、当該工具の残寿命のカウントダウンを停止する。これにより、監視部５２は、収納情報２２４において各工具の残寿命を監視する。

【0082】

（Ｄ２．搬出工具特定部５４）
次に、上述の図５を参照して、図４に示される搬出工具特定部５４の機能について説明する。

【0083】

搬出工具特定部５４は、工具ホルダーの回収指示を受けたことに基づいて、工作機械４００内に収納されている工具ホルダーの中から、回収対象の工具ホルダーを特定する。一例として、当該回収指示は、後述の入力デバイス１０８（図９参照）や後述の入力デバイス２０８（図１１参照）などの各種入力デバイスで受け付けられる。

【0084】

回収対象の工具ホルダーは、予め決められた優先順位に従って決定される。一例として、回収の優先度が１番高い工具ホルダーは、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーである。回収の優先度が２番目に高い工具ホルダーは、工具を保持していない空の工具ホルダーである。回収の優先度が３番目に高い工具ホルダーは、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーである。

【0085】

より具体的には、搬出工具特定部５４は、上述の収納情報２２４を参照して、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを回収対象として特定する。当該工具ホルダーが複数ある場合には、搬出工具特定部５４は、予め定められたルールに従って回収対象の工具ホルダーを決定する。一例として、搬出工具特定部５４は、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーの中からランダムに回収対象を決定する。他の例として、搬出工具特定部５４は、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーの中から、搬送装置３００からの距離が最短である工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0086】

使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーが工作機械４００にない場合には、搬出工具特定部５４は、上述の収納情報２２４を参照して、工具を保持していない空の工具ホルダーを回収対象として特定する。空の工具ホルダーが複数ある場合には、搬出工具特定部５４は、予め定められたルールに従って回収対象の工具ホルダーを決定する。一例として、搬出工具特定部５４は、空の工具ホルダーの中からランダムに回収対象を決定する。他の例として、搬出工具特定部５４は、空の工具ホルダーの中から、搬送装置３００からの距離が最短である工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0087】

使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーと、空の工具ホルダーとが工作機械４００にない場合には、搬出工具特定部５４は、上述の収納情報２２４を参照して、使用可能状態の工具を保持している工具ホルダーを回収対象として特定する。当該工具ホルダーが複数ある場合には、搬出工具特定部５４は、予め定められたルールに従って回収対象の工具ホルダーを決定する。

【0088】

この場合、搬出工具特定部５４は、工具の使用予定の有無に基づいて、回収対象の工具ホルダーを決定する。一例として、搬出工具特定部５４は、工作機械４００で使用予定のない工具を保持している工具ホルダーを、工作機械４００で使用予定のある工具を保持している工具ホルダーよりも優先して回収対象として決定する。

【0089】

使用予定の有無は、たとえば、工作機械４００の加工プログラムに基づいて判断される。加工プログラムには、使用する工具を呼び出すための命令コードが規定されている。当該命令コードは、たとえば、主軸に装着する工具を指定するためのＴコードである。搬出工具特定部５４は、各加工プログラムから当該Ｔコードを検索することにより、各ワークの加工で使用される工具を特定する。次に、搬出工具特定部５４は、当該特定した工具を保持している工具ホルダーを使用予定のある工具ホルダーとして特定し、当該工具以外を保持している工具ホルダーを使用予定のなる工具ホルダーとして特定する。

【0090】

好ましくは、使用予定のある工具を保持している工具ホルダーが複数ある場合には、搬出工具特定部５４は、使用予定時刻が最も遅い工具ホルダーを回収対象とする。使用予定時刻は、たとえば、加工スケジュールに基づいて特定され得る。加工スケジュールは、ユーザにより入力されてもよいし、実行対象の加工プログラムなどから自動で生成されてもよい。一例として、加工スケジュールは、工作機械４００の各々におけるワークの加工予定と、各加工工程で使用される工具の順番とを規定している。

【0091】

なお、上述では、使用予定の有無に基づいて、回収対象の工具ホルダーが決定される例について説明を行ったが、回収対象の工具ホルダーは、工具の残寿命に基づいて決定されてもよい。この場合、搬出工具特定部５４は、残寿命がより長い工具を保持している工具ホルダーを優先的に回収対象とする。これにより、残寿命が短い工具は、工作機械４００に残り、優先的に使用されることになる。その結果、残寿命が短い工具が工作機械４００内に多数あるような事態を避けることが可能になる。

【0092】

（Ｄ３．搬出制御部５６）
次に、上述の図５を参照して、図４に示される搬出制御部５６の機能について説明する。

【0093】

搬出制御部５６は、搬出工具特定部５４によって回収対象として特定された工具ホルダーを工作機械４００から搬出するように搬送装置３００を制御する。これにより、搬送装置３００は、回収対象の工具ホルダーを保持している工作機械４００の前に移動する。その後、搬送装置３００は、工作機械４００に備えられる後述のＡＴＣ４３８（図７参照）を介して、回収対象の工具ホルダーを工作機械４００から受け取る。

【0094】

その後、搬出制御部５６は、工作機械４００から搬出された工具ホルダーが直接的または間接的に作業ステーション２００に搬送されるように搬送装置３００を制御する。すなわち、回収対象の工具ホルダーは、工作機械４００から作業ステーション２００に直接的に搬送されてもうよいし、工具収納部２５０に一時的に収納された後に作業ステーション２００に間接的に搬送されてもよい。

【0095】

（Ｄ４．搬入工具特定部６０）
次に、上述の図５を参照して、図４に示される搬入工具特定部６０の機能について説明する。

【0096】

搬入工具特定部６０は、工具ホルダーの搬入指示を受けたことに基づいて、作業ステーション２００または工具収納部２５０から工作機械４００に搬入する対象の工具ホルダーを特定する。工具ホルダーの搬入指示は、たとえば、搬入先の工作機械４００の指定と、搬入対象の工具種別の指定とを含む。

【0097】

工具ホルダーの搬入指示は、後述の入力デバイス１０８（図９参照）や後述の入力デバイス２０８（図１１参照）などの各種入力デバイスで受け付けられる。あるいは、搬入指示は、工作機械４００の加工プログラムにおいて特定のコードが実行されることにより発せられてもよい。

【0098】

搬入対象の工具が同種で複数ある場合には、搬入工具特定部６０は、工具の残寿命に基づいて、搬入対象の工具ホルダーを決定する。一例として、搬入工具特定部６０は、残寿命がより短い工具を保持している工具ホルダーを搬入対象とする。工具の残寿命は、たとえば、収納情報２２４に基づいて特定され得る。

【0099】

一例として、作業ステーション２００または工具収納部２５０は、種別「Ａ」の第１工具を保持している第１工具ホルダーと、種別「Ａ」の第２工具を保持している第２工具ホルダーとを収納しているとする。また、第２工具の残寿命は、第１工具の残寿命よりも短いとする。この場合、搬入工具特定部６０は、種別「Ａ」の工具の搬入指示を受けたことに基づいて、第１工具ホルダーではなく、第２工具ホルダーを搬入対象として決定する。これにより、残寿命が短い工具を保持している工具ホルダーが優先的に工作機械４００に搬入される。結果として、残寿命が短い工具が優先的に加工に使用され、残寿命が短い工具が工具搬送システム１０内に多数あるような事態を避けることができる。

【0100】

（Ｄ５．搬入制御部６２）
次に、上述の図５を参照して、図４に示される搬入制御部６２の機能について説明する。

【0101】

搬入制御部６２は、搬入工具特定部６０によって搬入対象として特定された工具ホルダーを作業ステーション２００または工具収納部２５０から工作機械４００に搬入するように搬送装置３００を制御する。これにより、搬送装置３００は、搬入対象の工具ホルダーの格納場所の前に移動する。その後、搬送装置３００は、当該格納場所にある工具ホルダーを把持し、指定された工作機械４００の前に移動する。次に、搬送装置３００は、後述のＡＴＣ４３８（図７参照）を介して、搬入対象の工具ホルダーを工作機械４００に搬入する。

【0102】

＜Ｅ．工具収納部２５０への工具搬入工程＞
次に、図６を参照して、作業ステーション２００から工具収納部２５０への工具ホルダーの搬入工程について説明する。図６は、作業ステーション２００から工具収納部２５０への工具ホルダーの搬入工程の流れを概略的に示す図である。

【0103】

ステップＳ１において、作業者は、搬入対象の工具ホルダーＨ１をマガジンＭ１にセットする。工具ホルダーＨ１をセットする位置の付近には、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）の読み取り装置（図示しない）が設けられており、当該読み取り装置は、工具ホルダーＨ１に付されているバーコードまたはＱＲコードを読み取る。これにより、搬入対象の工具ホルダーＨ１の識別情報が読み取られる。作業者は、工具ホルダーＨ１のセットが完了すると、操作端末２００Ａに対して完了操作を行う。

【0104】

次に、ステップＳ２において、制御部５０は、モータ２３５Ａ（図２参照）を制御し、作業ステーション２００内のマガジンＭ１を駆動する。これにより、制御部５０は、搬入対象の工具ホルダーＨ１を所定の工具交換位置に移動する。当該工具交換位置の近傍には、ＡＴＣ２３８が設けられている。ＡＴＣ２３８は、当該工具交換位置にある工具ホルダーＨ１をマガジンＭ１から取り外し、半回転する。

【0105】

次に、ステップＳ３において、アームロボット３３０は、ＡＴＣ２３８から工具ホルダーＨ１を取り外し、当該工具ホルダーＨ１を台車３３２上の仮置き場３３６に置く。搬入対象の工具ホルダーが他にある場合には、仮置き場３３６の収納最大数を超えない範囲で、ステップＳ１～Ｓ３の工程が繰り返される。

【0106】

次に、ステップＳ４において、制御部５０は、モータ３３５Ａを制御し、台車３３２を駆動する。これにより、制御部５０は、指示された工具搬入位置に台車３３２を移動する。当該工具搬入位置は、たとえば、上述の収納情報２２４（図５参照）に基づいて決定される。

【0107】

制御部５０は、収納情報２２４に規定される空の収納場所を参照して、工具ホルダーＨ１の収納先を決定する。空の収納場所が複数ある場合には、制御部５０は、複数の空の収納場所の中からランダムに選択された１つの収納場所を収納先として決定してもよいし、複数の空の収納場所の中から選択された搬送装置３００により近い１つの収納場所を収納先として決定してもよい。

【0108】

次に、ステップＳ５において、アームロボット３３０は、搬入対象の工具ホルダーＨ１を仮置き場３３６から取り外し、当該工具ホルダーＨ１を決定した収納先に収納する。その後、制御部５０は、対応する収納場所に工具ホルダーＨ１の識別情報を対応付けて収納情報２２４を更新する。

【0109】

搬入対象の工具ホルダーが他に仮置き場３３６に残っている場合には、制御部５０は、仮置き場３３６上の工具ホルダーがなくなるまでステップＳ４，Ｓ５の工程を繰り返す。

【0110】

＜Ｆ．工作機械４００への工具搬入工程＞
次に、図７を参照して、図６に引き続く工具ホルダーの搬入工程について説明する。図７は、工具収納部２５０から工作機械４００への工具ホルダーの搬入工程の流れを概略的に示す図である。

【0111】

あるタイミングにおいて、制御部５０は、工作機械４００への工具ホルダーの搬入指示を受け付けたとする。搬入対象の工具および搬送先の工作機械４００は、たとえば、操作端末２００Ａに対して作業者によって指定される。作業者によって指定された工具を保持している工具ホルダーが工具収納部２５０内に複数ある場合には、制御部５０は、搬入工具特定部６０として機能し、搬入対象の工具ホルダーを特定する。これにより、工具ホルダーＨ２が搬入対象の工具として特定されたとする。この場合、制御部５０は、上述の収納情報２２４（図５参照）から工具ホルダーＨ２の収納場所を特定する。その後、制御部５０は、モータ３３５Ａ（図２参照）を制御することで台車３３２を駆動し、工具ホルダーＨ２の収納場所の前に台車３３２を移動する。

【0112】

次に、ステップＳ１１において、アームロボット３３０は、搬送対象の工具ホルダーＨ２を工具収納部２５０から取り出し、台車３３２上の仮置き場３３６に工具ホルダーＨ２を置く。

【0113】

次に、ステップＳ１２において、制御部５０は、モータ３３５Ａを制御することで、搬送先の工作機械４００の位置に台車３３２を駆動する。

【0114】

次に、ステップＳ１３において、アームロボット３３０は、搬送先の工作機械４００に備えられるＡＴＣ４３８に工具ホルダーＨ２を渡す。その後、ＡＴＣ４３８は、アームロボット３３０から受けた工具ホルダーＨ２を工作機械４００内のＡＴＣ４３８に装着する。その後、ＡＴＣ４３８は、工作機械４００内のマガジンに工具ホルダーＨ２をセットする。これにより、工具ホルダーＨ２が工作機械４００で使用可能な状態になる。

【0115】

＜Ｇ．作業ステーション２００への工具の搬出工程＞
次に、図８を参照して、工具ホルダーの搬出工程について説明する。図８は、工作機械４００から作業ステーション２００への工具ホルダーの搬出工程の流れを概略的に示す図である。

【0116】

あるタイミングにおいて、制御部５０は、工具ホルダーの回収指示を受け付けたとする。このことに基づいて、制御部５０は、上述の搬出工具特定部５４として機能し、工作機械４００に収納されている工具ホルダーの中から、回収対象の工具ホルダーを特定する。その結果、工具ホルダーＨ３が回収対象として特定されたとする。この場合、制御部５０は、上述の収納情報２２４（図５参照）に基づいて、工具ホルダーＨ３の収納先を特定する。その後、制御部５０は、上述のモータ３３５Ａ（図２参照）を制御することで台車３３２を駆動し、工具ホルダーＨ３を収納している工作機械４００の前に台車３３２を移動する。次に、アームロボット３３０は、工作機械４００から工具ホルダーＨ３を取り出し、当該工具ホルダーＨ３を台車３３２上の仮置き場３３６に置く。また、制御部５０は、収納情報２２４から工具ホルダーＨ３の識別情報を削除し、工具ホルダーＨ３の収納元を空の状態に書き換える。

【0117】

次に、ステップＳ２１において、制御部５０は、上述のモータ３３５Ａを制御することで台車３３２を駆動し、作業ステーション２００の前に台車３３２を移動する。

【0118】

次に、ステップＳ２２において、アームロボット３３０は、搬出対象の工具ホルダーＨ３を仮置き場３３６から取り外し、作業ステーション２００に備えられる上述のＡＴＣ２３８（図６参照）に工具ホルダーＨ３を装着する。その後、ＡＴＣ２３８は、作業ステーション２００のマガジンＭ１に工具ホルダーＨ３を装着する。

【0119】

次に、ステップＳ２３において、制御部５０は、上述のモータ２３５Ａを制御することでマガジンＭ１を駆動し、搬出対象の工具ホルダーＨ３を出口に移動する。その後、作業者は、当該出口から搬出対象の工具ホルダーＨ３を取り出す。

【0120】

なお、図８の例では、工作機械４００から回収された工具ホルダーが作業ステーション２００に搬出される例について説明を行ったが、当該工具ホルダーは、工具収納部２５０に搬出されてもよい。

【0121】

＜Ｈ．管理装置１００のハードウェア構成＞
次に、図９を参照して、図２に示される管理装置１００のハードウェア構成について説明する。図９は、管理装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【0122】

管理装置１００は、制御回路１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、表示インターフェイス１０５と、入力インターフェイス１０７と、記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス１１０に接続される。

【0123】

制御回路１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0124】

制御回路１０１は、制御プログラム１２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで管理装置１００の動作を制御する。制御回路１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0125】

通信インターフェイス１０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。管理装置１００は、通信インターフェイス１０４を介してネットワークＮＷ１に接続される。これにより、管理装置１００は、ネットワークＮＷ１に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、ＰＬＣ１５０やサーバー（図示しない）などを含む。

【0126】

表示インターフェイス１０５には、ディスプレイ１０６が接続される。表示インターフェイス１０５は、制御回路１０１などからの指令に従って、ディスプレイ１０６に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ１０６は、たとえば、工具ホルダーの回収指示を受け付けるための操作画面や、搬入対象の工具ホルダーを指定するための選択画面などを表示する。ディスプレイ１０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、またはその他の表示機器である。なお、ディスプレイ１０６は、管理装置１００と一体的に構成されてもよいし、管理装置１００とは別に構成されてもよい。

【0127】

入力インターフェイス１０７には、入力デバイス１０８が接続される。入力デバイス１０８は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス１０８は、管理装置１００と一体的に構成されてもよいし、管理装置１００とは別に構成されてもよい。

【0128】

記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶装置１２０は、制御プログラム１２２などを格納する。制御プログラム１２２の格納場所は、記憶装置１２０に限定されず、制御回路１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、他の装置（たとえば、サーバー、ＰＬＣ１５０、または操作端末２００Ａ）などに格納されていてもよい。

【0129】

制御プログラム１２２は、上記図４に示される機能構成の一部または全部を実現するためのプログラムである。制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム１２２による搬送制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で管理装置１００が構成されてもよい。

【0130】

＜Ｉ．ＰＬＣ１５０のハードウェア構成＞
図１０を参照して、図２に示されるＰＬＣ１５０のハードウェア構成の一例について説明する。図１０は、ＰＬＣ１５０の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。

【0131】

ＰＬＣ１５０は、制御回路１５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５３と、通信インターフェイス１５４，１５５と、記憶装置１７０とを含む。これらのコンポーネントは、バス１６０に接続される。

【0132】

制御回路１５１は、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＭＰＵ（Micro Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡまたはそれらの組み合わせなどによって構成される。

【0133】

制御回路１５１は、制御プログラム１７２など各種プログラムを実行することで搬送装置３００や工作機械４００の動作を制御する。制御回路１５１は、制御プログラム１７２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１７０からＲＯＭ１５２に制御プログラム１７２を読み出す。ＲＡＭ１５３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１７２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0134】

通信インターフェイス１５４には、ＬＡＮやアンテナなどが接続される。ＰＬＣ１５０は、通信インターフェイス１５４を介してネットワークＮＷ１に接続される。これにより、ＰＬＣ１５０は、ネットワークＮＷ１に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、管理装置１００やサーバー（図示しない）などを含む。

【0135】

通信インターフェイス１５５は、フィールドネットワークであるネットワークＮＷ２に接続するためのインターフェイスである。ＰＬＣ１５０は、通信インターフェイス１５５を介してネットワークＮＷ２に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、上述のリモートＩ／Ｏユニット７１～７３などを含む。

【0136】

記憶装置１７０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶装置１７０は、制御プログラム１７２などを格納する。制御プログラム１７２の格納場所は、記憶装置１７０に限定されず、制御回路１５１の記憶領域（たとえば、キャッシュ領域など）、ＲＯＭ１５２、ＲＡＭ１５３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0137】

制御プログラム１７２は、上記図４に示される機能構成の一部または全部を実現するためのプログラムである。制御プログラム１７２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１７２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１７２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１７２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態でＰＬＣ１５０が構成されてもよい。

【0138】

＜Ｊ．操作端末２００Ａのハードウェア構成＞
図１１を参照して、図１に示される操作端末２００Ａのハードウェア構成について説明する。図１１は、操作端末２００Ａのハードウェア構成の一例を示す模式図である。

【0139】

操作端末２００Ａは、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４と、表示インターフェイス２０５と、入力インターフェイス２０７と、記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス２１０に接続される。

【0140】

制御回路２０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

【0141】

制御回路２０１は、制御プログラム２２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで操作端末２００Ａの動作を制御する。制御回路２０１は、制御プログラム２２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置２２０またはＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２２２を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0142】

通信インターフェイス２０４には、ＬＡＮやアンテナなどが接続される。操作端末２００Ａは、通信インターフェイス２０４を介してネットワークＮＷ１に接続される。これにより、操作端末２００Ａは、ネットワークＮＷ１に接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、ＰＬＣ１５０やサーバー（図示しない）などを含む。

【0143】

表示インターフェイス２０５には、ディスプレイ２０６が接続される。表示インターフェイス２０５は、制御回路２０１などからの指令に従って、ディスプレイ２０６に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ２０６は、たとえば、工具ホルダーの回収指示を受け付けるための操作画面、搬入対象の工具ホルダーを指定するための工具選択画面、または、搬入先の工作機械４００を指定するための工作機械選択画面などを表示する。ディスプレイ２０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、またはその他の表示機器である。なお、ディスプレイ２０６は、操作端末２００Ａと一体的に構成されてもよいし、操作端末２００Ａとは別に構成されてもよい。

【0144】

入力インターフェイス２０７には、入力デバイス２０８が接続される。入力デバイス２０８は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス２０８は、操作端末２００Ａと一体的に構成されてもよいし、操作端末２００Ａとは別に構成されてもよい。

【0145】

記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。記憶装置２２０は、制御プログラム２２２および収納情報２２４などを格納する。収納情報２２４は、管理装置１００またはＰＬＣ１５０に格納されてもよい。これらの格納場所は、記憶装置２２０に限定されず、制御回路２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、管理装置１００、ＰＬＣ１５０、または外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0146】

制御プログラム２２２は、上記図４に示される機能構成の一部または全部を実現するためのプログラムである。制御プログラム２２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム２２２による制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム２２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム２２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム２２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で操作端末２００Ａが構成されてもよい。

【0147】

＜Ｋ．工具ホルダーの搬入フロー＞
次に、図１２を参照して、工具ホルダーの搬入処理に係る制御フローについて説明する。図１２は、工作機械４００への工具ホルダーの搬入処理の流れを示すフローチャートである。

【0148】

図１２に示される処理は、制御部５０が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

【0149】

ステップＳ５０において、制御部５０は、工作機械４００への工具ホルダーの搬入指示を受け付けたか否かを判断する。当該搬入指示は、たとえば、搬入先の工作機械４００の指定と、搬入対象の工具種別の指定とを含む。制御部５０は、工作機械４００への工具ホルダーの搬入指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ５２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ５０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ５０の処理を再び実行する。

【0150】

ステップＳ５２において、制御部５０は、上述の搬入工具特定部６０（図４参照）として機能し、搬入対象として指定された工具が複数ある場合には、各工具の残寿命に基づいて、搬入対象の工具ホルダーを特定する。一例として、制御部５０は、残寿命が最短の工具を保持している工具ホルダーを搬入対象とする。工具の残寿命は、上述の収納情報２２４に基づいて特定され得る。

【0151】

ステップＳ５４において、制御部５０は、上述の搬入制御部６２（図４参照）として機能し、ステップＳ５２で特定した搬入対象の工具ホルダーを作業ステーション２００または工具収納部２５０から搬送先の工作機械４００に搬入するように搬送装置３００を制御する。

【0152】

＜Ｌ．工具ホルダーの搬入フロー＞
次に、図１３を参照して、工具ホルダーの搬出処理に係る制御フローについて説明する。図１３は、工作機械４００からの工具ホルダーの搬出処理の流れを示すフローチャートである。

【0153】

図１３に示される処理は、制御部５０が制御プログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

【0154】

ステップＳ１１０において、制御部５０は、工具ホルダーの回収指示を受け付けたか否かを判断する。一例として、当該回収指示は、管理装置１００、操作端末２００Ａ、または工作機械４００に設けられている各種入力デバイスによって受け付けられる。制御部５０は、工具ホルダーの回収指示を受け付けたと判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２０に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１１０の処理を再び実行する。

【0155】

ステップＳ１２０において、制御部５０は、上述の搬出工具特定部５４（図４参照）として機能し、上述の収納情報２２４を参照して、工作機械４００内にある工具ホルダーの中に、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーがあるか否かを判断する。制御部５０は、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーがあると判断した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１３０に切り替える。

【0156】

ステップＳ１２２において、制御部５０は、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0157】

ステップＳ１３０において、制御部５０は、上述の搬出工具特定部５４として機能し、上述の収納情報２２４を参照して、工作機械４００内にある工具ホルダーの中に、工具を保持していない空の工具ホルダーがあるか否かを判断する。制御部５０は、空の工具ホルダーがあると判断した場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１３２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１３０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１４０に切り替える。

【0158】

ステップＳ１３２において、制御部５０は、空の工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0159】

ステップＳ１４０において、制御部５０は、上述の搬出工具特定部５４として機能し、工作機械４００の各々の加工プログラムに基づいて、工作機械４００内にある工具ホルダーの中に、使用予定のない工具を保持している工具ホルダーがあるか否かを判断する。制御部５０は、使用予定のない工具を保持している工具ホルダーがあると判断した場合（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１４２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１４０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１５０に切り替える。

【0160】

ステップＳ１４２において、制御部５０は、使用予定のない工具を保持している工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0161】

ステップＳ１５０において、制御部５０は、上述の搬出工具特定部５４として機能し、使用予定時刻が最も後の工具を保持している工具ホルダーを回収対象として決定する。

【0162】

ステップＳ１５２において、制御部５０は、上述の搬出制御部５６として機能し、回収対象として決定された工具ホルダーを工作機械４００から搬出するように搬送装置３００を制御する。その後、制御部５０は、工作機械４００から搬出された工具ホルダーを作業ステーション２００または工具収納部２５０に搬送されるように搬送装置３００を制御する。

【0163】

なお、上述では、回収対象の工具ホルダーを１つだけ決定する例について説明を行ったが、回収対象のとして決定される工具ホルダーは、複数あってもよい。この場合、回収対象として決定された工具ホルダーを除いて、ステップＳ１２０、Ｓ１２２、Ｓ１３０、Ｓ１３２、Ｓ１４０、Ｓ１４２、Ｓ１５０が再度実行される。

【0164】

＜Ｍ．まとめ＞
以上のようにして、工具搬送システム１０は、工作機械４００内にある工具ホルダーの中から、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーを回収対象として特定する。これにより、使用不能状態の工具を保持している工具ホルダーが他の工具ホルダーよりも優先して回収される。

【0165】

これにより、工具搬送システム１０は、工作機械４００内における工具ホルダーの収納スペースを確保することができる。また、工具の種類によっては、刃部分のみを交換できる工具がある。当該工具は、損傷している刃部分のみを交換すれば再利用可能になる。このような工具を保持している工具ホルダーが優先的に回収されることで、作業者は、工具の準備時間を短縮することができ、工具ホルダーをいち早く再利用できる。

【0166】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0167】

１０ 工具搬送システム、５０ 制御部、５２ 監視部、５４ 搬出工具特定部、５６ 搬出制御部、６０ 搬入工具特定部、６２ 搬入制御部、７１，７２，７３ リモートＩ／Ｏユニット、１００ 管理装置、１０１，１５１，２０１ 制御回路、１０２，１５２，２０２ ＲＯＭ、１０３，１５３，２０３ ＲＡＭ、１０４，１５４，１５５，２０４ 通信インターフェイス、１０５，２０５ 表示インターフェイス、１０６，２０６ ディスプレイ、１０７，２０７ 入力インターフェイス、１０８，２０８ 入力デバイス、１１０，１６０，２１０ バス、１２０，１７０，２２０ 記憶装置、１２２，１７２，２２２ 制御プログラム、２００ 作業ステーション、２００Ａ 操作端末、２２４ 収納情報、２３４，２３４Ａ，２３４Ｂ，３３４，３３４Ａ，３３４Ｂ，４１１，４１１Ａ，４１１Ｂ モータドライバ、２３５，２３５Ａ，２３５Ｂ，３３５，３３５Ａ，３３５Ｂ，４１２，４１２Ａ，４１２Ｂ モータ、２３８，４３８ ＡＴＣ、２５０ 工具収納部、３００ 搬送装置、３３０ アームロボット、３３１ レール、３３２ 台車、３３６ 仮置き場、４００，４００Ａ～４００Ｆ 工作機械。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】