特許 7605938 工具搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】工具搬送システム

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/157 20060101AFI20241217BHJP

   B23Q 3/155 20060101ALI20241217BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B23Q3/157 B

B23Q3/155 F

B25J5/00 A

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023184185

(22)【出願日】2023-10-26

【審査請求日】2023-10-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000114787

【氏名又は名称】ヤマザキマザック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】丸田 和正

(72)【発明者】

【氏名】松田 達哉

(72)【発明者】

【氏名】馬場 博崇

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特許第７３０３３５１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１３－１４９２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０５３９００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ ３／１５７

Ｂ２３Ｑ ３／１５５

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １７／００

Ｂ２３Ｑ ４１／００

Ｂ２５Ｊ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のポットを含む搬送先に工具を搬送する工具搬送システムであって、
前記工具を保持する保持部と、当該保持部に前記工具が保持された際に、一部または全部が当該工具によって隠れる位置に施された模様と、を含む工具置き台と、
前記工具置き台から前記工具を取り出して前記搬送先に搬送可能なロボット本体と、当該ロボット本体に取り付けられたカメラと、を含むロボットと、
前記カメラが撮像した画像を受け付けるとともに前記ロボット本体の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記工具置き台から前記工具を取り出す際に、前記工具置き台を撮像する指令を前記カメラに出力するとともに、当該カメラが撮像した画像に含まれる前記模様の形状に基づいて、前記工具の大きさを判別し、
前記制御部は、大きさを判別した前記工具を搬送対象工具として前記搬送先に搬送する際に、前記工具の大きさに基づいて、前記複数のポットのうちから１つのポットを選択し、選択した当該ポットに前記搬送対象工具を取り付ける指令を前記ロボット本体に出力する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項2】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記工具の大きさとして、前記工具を工具軸線方向から見たときに前記工具の輪郭で囲まれた面積を判別する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項3】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記カメラが撮像した画像に含まれる前記模様の形状に基づいて、前記工具の有無を判別する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項4】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記搬送対象工具の大きさおよび前記複数のポットの使用状況に応じて、前記搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを、前記複数のポットのうちから選択する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか１項に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記工具がない場合の模様のパターンを予め記憶し、
撮像された前記模様の形状を前記模様のパターンと比較することで、前記工具の大きさを判別する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項6】

請求項５に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記工具の大きさを複数のランクに区分し、撮像された前記模様の形状に基づいて、前記搬送対象工具が複数の前記ランクの何れに該当するか判別する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項7】

請求項６に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記搬送対象工具の前記ランクおよび前記複数のポットの使用状況に応じて、前記搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを、前記複数のポットのうちから選択する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項8】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記保持部は、前記工具のシャンク部を受け入れ可能な工具保持穴であり、
前記模様は、前記工具保持穴の外周を囲むリング状の領域に施されている
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項9】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記制御部は、前記ロボット本体に一体的に取り付けられている
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項10】

請求項１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記搬送先は、工作機械に供給される工具を一時的に保管する工具マガジンである
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の工具搬送システムにおいて、
前記工具マガジンは、前記工具マガジンの工具を出し入れするためのラックが内蔵されている
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項12】

請求項１１に記載の工具搬送システムにおいて、
前記ラックは、半円状に凹む開口部を有する前記ポットが形成されている
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項13】

請求項１２に記載の工具搬送システムにおいて、
前記ポットは、前記開口部に、前記工具のシャンク部を支持する係合部が設けられている
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項14】

請求項１３に記載の工具搬送システムにおいて、
前記係合部は、前記シャンク部のフランジに設けられたＶ溝に係合する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【請求項15】

請求項１３に記載の工具搬送システムにおいて、
前記係合部は、前記シャンク部のフランジに設けられたキー溝に係合する
ことを特徴とする工具搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械で使用される工具を搬送先に搬送する工具搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ワークを加工する工作機械の一種として、例えばマシニングセンタ等の、使用する工具を取り替えながらワークに対し種々の加工を行う機械が知られている。この種の工作機械は、複数の工具を収納する工具収納装置を備えている。ワークの加工は、工作機械の加工部（工具を保持しつつ加工を行う機構部）と工具収納装置との間で適宜工具を交換しながら行われる。

【0003】

下記特許文献１には、工具収容装置としてのラック型の工具マガジンに工具を収納する際、工具マガジン内に設けられた段取ポットに工具を取り付け、取り付けられた段取ポットの工具を、工具マガジン内の工具ローダが指定の収納先まで移送する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－８４７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１では、段取ポットへの工具の取付を作業者が手作業で行っているため、工具の取付に時間がかかる。また、段取ポットへ工具を取り付けるに当たり、段取ポットに既に取り付けられている工具と干渉しないように工具を取り付けなければならない。これに対して特許文献１では、作業者が工具の大きさを測定し、既に取り付けられている工具と干渉しないポットを作業者が選択する必要があるため、作業効率が低下するという問題がある。

【0006】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、複数のポットを含む搬送先に工具を搬送するに当たり、作業者にかかる負担を低減して作業効率を向上できる工具搬送システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、複数のポットを含む搬送先に工具を搬送する工具搬送システムであって、前記工具を保持する保持部と、当該保持部に前記工具が保持された際に、一部または全部が当該工具によって隠れる位置に施された模様と、を含む工具置き台と、前記工具置き台から前記工具を取り出して前記搬送先に搬送可能なロボット本体と、当該ロボット本体に取り付けられたカメラと、を含むロボットと、前記カメラが撮像した画像を受け付けるとともに前記ロボット本体の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記工具置き台から前記工具を取り出す際に、前記工具置き台を撮像する指令を前記カメラに出力するとともに、当該カメラが撮像した画像に含まれる前記模様の形状に基づいて、前記工具の大きさを判別し、前記制御部は、大きさを判別した前記工具を搬送対象工具として前記搬送先に搬送する際に、前記工具の大きさに基づいて、前記複数のポットのうちから１つのポットを選択し、選択した当該ポットに前記搬送対象工具を取り付ける指令を前記ロボット本体に出力することを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、ロボットが、工具置き台の工具を搬送先に搬送して搬送先のポットに取り付けるため、作業者が工具を搬送する必要がなくなり作業者にかかる負担が低減される。これにより、作業者の作業時間を短縮でき、作業効率が向上する。

【0009】

また、搬送先のポットに搬送対象工具を取り付けるに当たり、ロボット本体に取り付けられたカメラが撮像した画像に含まれる模様の形状に基づいて工具の大きさを判別し、工具の大きさに基づいて複数のポットのうちから１つのポットを選択するため、作業者が搬送対象工具を取り付けるポットを選択する作業が不要になる。これにより、作業者の作業時間を短縮でき、作業効率が向上する。

【0010】

好ましくは、前記制御部は、前記工具の大きさとして、前記工具を工具軸線方向から見たときに前記工具の輪郭で囲まれた面積を判別する。

【0011】

この態様では、工具の輪郭で囲まれた面積、つまり工具のうち最も外径の大きい部位の面積を、工具の大きさとして判別することができる。

【0012】

好ましくは、前記制御部は、前記カメラが撮像した画像に含まれる前記模様の形状に基づいて、前記工具の有無を判別する。

【0013】

この態様では、カメラが撮像した模様の形状から工具の有無を容易に判別することができる。

【0014】

好ましくは、前記制御部は、前記搬送対象工具の大きさおよび前記複数のポットの使用状況に応じて、前記搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを、前記複数のポットのうちから選択する。

【0015】

この態様では、搬送対象工具の大きさおよび複数のポットの使用状況に基づいて、搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを選択することができる。

【0016】

好ましくは、前記制御部は、前記工具がない場合の模様のパターンを予め記憶し、撮像された前記模様の形状を前記模様のパターンと比較することで、前記工具の大きさを判別する。

【0017】

この態様では、撮像された模様の形状を、予め記憶された工具がない場合の模様パターンと比較することで、工具の大きさを判別することができる。

【0018】

好ましくは、前記制御部は、前記工具の大きさを複数のランクに区分し、撮像された前記模様の形状に基づいて、前記搬送対象工具が複数の前記ランクの何れに該当するか判別する。

【0019】

この態様では、撮像された模様の形状に基づいて、搬送対象工具を工具の大きさに応じてランク付けすることで、工具の寸法を厳密に測定することなく搬送対象工具の大きさを判別できる。その結果、高性能のカメラを使用する必要がなくなり、汎用のカメラでシステムを構成することができる。

【0020】

好ましくは、前記制御部は、前記搬送対象工具の前記ランクおよび前記複数のポットの使用状況に応じて、前記搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを、前記複数のポットのうちから選択する。

【0021】

この態様では、搬送対象工具のランクおよび複数のポットの使用状況から、搬送対象工具が他の部材と干渉しないポットを、複数のポットのうちから容易に選択することができる。

【0022】

好ましくは、前記保持部は、前記工具のシャンク部を受け入れ可能な工具保持穴であり、前記模様は、前記工具保持穴の外周を囲むリング状の領域に施されている。

【0023】

この態様では、工具のシャンク部を工具保持穴に差し入れることで工具の保持が可能になる。また、工具保持穴を中心にしてカメラで撮像すると、工具の大きさに応じて工具保持穴の外周に施された模様が隠れ、工具の大きさに応じて模様の形状が変化する。従って、模様の形状に基づいて工具の大きさを判別することができる。

【0024】

好ましくは、前記制御部は、前記ロボット本体に一体的に取り付けられている。

【0025】

この態様では、搬送対象工具の搬送をロボットのみで完結することができ、工具搬送システムをシンプルに構成することができる。

【0026】

好ましくは、前記搬送先は、工作機械に供給される工具を一時的に保管する工具マガジンである。さらに、前記工具マガジンは、前記工具マガジンの工具を出し入れするためのラックが内蔵されている。この態様では、工具を工具マガジンのラックに保持することができる。

【0027】

好ましくは、前記ラックは、半円状に凹む開口部を有する前記ポットが形成されている。この態様では、工具を半円状に凹む開口部で好適に保持することができる。

【0028】

好ましくは、前記ポットは、前記開口部に、前記工具のシャンク部を支持する係合部が設けられている。この態様では、ポットに設けられた係合部でシャンク部を支持することで、工具をポットで好適に保持することができる。

【0029】

好ましくは、前記係合部は、前記シャンク部のフランジに設けられたＶ溝に係合する。この態様では、前記ポットの係合部がシャンク部のＶ溝に係合することで、工具をポットに好適に保持することができる。

【0030】

好ましくは、前記係合部は、前記シャンク部のフランジに設けられたキー溝に係合する。この態様では、前記ポットの係合部がシャンク部のキー溝に係合することで、工具をポットに好適に保持することができる。

【発明の効果】

【0031】

以上説明したように、本発明によれば、ロボットが搬送先に工具を搬送し、且つ、ロボットが搬送対象工具の大きさを判別するため、作業者にかかる負担を低減して作業効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施形態に係る工具搬送システムの概略構成図である。

【図2】図１の工具置き台を水平面に対して鉛直上方から見た上面視図である。

【図3】段取ポットの工具の保持構造を説明する図である。

【図4】図３を工具の軸方向に見た上面視図である。

【図5】ロボットの概略構成を説明する図である。

【図6】工具搬送時のロボットの制御作動を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

［工具搬送システムの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る工具搬送システム１０の概略構成図である。工具搬送システム１０は、工具置き台１６に保持されている複数の工具８の何れかを取り出し、取り出した工具８を段取ポット１２に搬送可能に構成されている。工具搬送システム１０は、搬送先である段取ポット１２と、工具８を保持する工具保持穴３６（図２参照）を有する工具置き台１６と、工具置き台１６から工具８を取り出して段取ポット１２に搬送するロボット１８と、を含んでいる。なお、工具搬送システム１０は、段取ポット１２に取り付けられた工具８を取り出して工具置き台１６または別の場所に搬送することもできるが、段取ポット１２から工具８を取り出す態様については説明を省略する。

【0034】

段取ポット１２は、図示しない工作機械に使用される複数個の工具８を保管する工具マガジン２０に内蔵されている。工作機械は、使用する工具８を取り替えながらワークに対し種々の加工を行うことができるマシンであり、例えばマシニングセンタ、複合加工機、ターニングセンタ、ＮＣ旋盤などである。工具マガジン２０は、工作機械に供給される工具８を保管するものであり、例えば数十本またはそれ以上の工具８を収容可能に構成されている。工具マガジン２０には、図示しない搬送ローダが設けられ、当該搬送ローダによって、段取ポット１２と複数個の工具収容ラックとの間で工具８の受け渡しが行われる。

【0035】

段取ポット１２は、工具マガジン２０と工具置き台１６との間で受け渡しされる複数本の工具８を一時的に保管可能に構成されている。段取ポット１２は、通常は工具マガジン２０の内部に収容されるが、工具置き台１６の工具８を取り付ける際には、段取ポット１２が筐体３５よりも外側にスライドし、段取ポット１２が筐体３５の外側に露出した状態となる。これにより、段取ポット１２とロボット１８との間で工具８の受け渡しが可能になる。この段取ポット１２が、請求項の「搬送先」に相当する。段取ポット１２の構造については後述する。

【0036】

ロボット１８は、工具置き台１６から工具８を取り出して段取ポット１２に搬送可能なロボット本体２２と、当該ロボット本体２２に取り付けられたカメラ２６と、カメラ２６が撮像した画像を受け取るとともにロボット本体２２の動作を制御するコントローラ２８と、を含む。

【0037】

ロボット本体２２は、工具置き台１６の工具８を取り出して段取ポット１２に取り付けるためのロボットアーム３０と、ロボットアーム３０の先端に取り付けられている工具把持機構３２と、を備えている。なお、移動用の車輪３４をさらに備えていてもよい。その場合、ロボット１８は、例えばカメラ２６によって随時撮像された画像情報に基づいて、工具置き台１６と工具マガジン２０（段取ポット１２）との間を移動可能に構成されていてもよい。

【0038】

ロボットアーム３０は、多関節機構で構成され、工具把持機構３２を任意の位置に移動可能に構成されている。工具把持機構３２は、工具８を把持したり、把持した工具８を離したりして、工具８を受け渡し可能に構成されている。例えば工具置き台１６の工具８を取り出す際には、ロボットアーム３０を介して、工具把持機構３２が工具８を把持可能な位置に当該工具把持機構３２を移動させる。次いで、工具把持機構３２に工具８を把持させた状態で、ロボットアーム３０を使って工具８を工具置き台１６から取り出す。また、段取ポット１２に工具８を取り付ける際には、工具把持機構３２によって把持された工具８を、段取ポット１２の後述するポット４０までロボットアーム３０で移動させる。次いで、工具把持機構３２が工具８の把持を解除する。これらの動作は、コントローラ２８からの指令に基づいて実施される。なお、ロボットアーム３０および工具把持機構３２は、公知技術であるため構造および動作に関する詳細な説明を省略する。

【0039】

カメラ２６は、工具把持機構３２に一体的に取り付けられおり、コントローラ２８からの指令に従って撮像を行う。コントローラ２８は、ロボット本体２２に一体的に取り付けられており、例えばロボット本体２２内に内蔵されている。コントローラ２８の制御機能については後述する。

【0040】

工具置き台１６は、所定の厚みを有する板状部材から構成されている。工具置き台１６には、工具８を保持するための複数個の工具保持穴３６（図２参照）が形成されている。工具保持穴３６は、工具８のシャンク部９（図３参照）を受け入れ可能な深みを有する穴であり、前後左右方向に複数個形成されている。工具保持穴３６の前後方向の間隔は等しくされ、左右方向の間隔についても等しくされている。上記工具保持穴３６は、請求項における「保持部」に相当する。

【0041】

図２は、工具置き台１６を、当該工具置き台１６の水平面１４に対する鉛直上方から見た上面視図である。図２では、工具保持穴３６が前後方向に５個、左右方向に４個形成された場合が示されているが、これは一例であって工具保持穴３６の数は適宜変更してもよい。また、各工具保持穴３６は、工具の位相を全て同一にするためのキー３９が付随している。このキー３９は、後述のポット４０にて工具８が保持される際に工具８を所定の位相にするために、工具置き台１６の時点で前もって位相を規定しておくために設けられている。キー３９は、工具８の後述するフランジ９Ａに形成されたキー溝５３（図３（Ｂ）参照）に係合可能に構成されている。

【0042】

図２の一番左の列は、工具保持穴３６に工具８がない状態を示している。図２の一番左に示すように、工具保持穴３６の周辺には、それぞれ模様５８が施されている。模様５８は、各工具保持穴３６とも同じパターンで描かれ、例えばチェック模様に描かれている。チェック模様は、２色（白黒）の四角形を交互に配した市松模様であってもよい。

【0043】

工具保持穴３６に工具８のシャンク部９が差し入れられると、工具８が工具保持穴３６の水平面１４に対して垂直に突き出す状態で保持される。本実施形態では、各工具８がその大きさに応じて複数のランクに区分される。具体的には、各工具８が、その大きさに応じて、ランク「Ｓ」、「Ｌ」、「ＸＬ」の３つのランクに区分される。ここでいう、工具８の大きさとは、工具８の軸線ＣＬ方向（工具軸線方向）から見たときの、工具８の輪郭Ｒで囲まれた面積Ｕに相当する。すなわち、工具８の大きさは、工具８のうち最も外形が大きい部位の面積Ｕに相当する。例えば、工具８の刃部１１がシャンク部９よりも大きい場合には、刃部１１の面積が工具８の大きさとなり、シャンク部９が刃部１１よりも大きい場合には、シャンク部９の面積が工具８の大きさとなる。また、工具８の刃部１１の大部分がシャンク部９よりも小さく、一部分のみシャンク部９よりも大きい場合には、刃部１１の一部分の面積とシャンク部９の面積の合計が工具８の大きさとなる。

【0044】

図２の左から２番目の列は、工具保持穴３６にランク「Ｓ」に区分された工具８Ｓが差し入れられた状態を示している。ランク「Ｓ」は、最も小さい工具８の区分（分類）に相当する。ランク「Ｓ」の工具８Ｓは、図２に示すように、前後方向で隣り合う工具保持穴３６に連続して工具８Ｓを差し入れることができる大きさに区分されている。

【0045】

図２の左から３番目の列は、工具保持穴３６にランク「Ｌ」に区分された工具８Ｌが差し入れられた状態を示している。ランク「Ｌ」は、ランク「Ｓ」よりも大きい工具８であって、且つ、ランク「ＸＬ」よりも小さい工具８の区分（分類）に相当する。具体的には、ランク「Ｌ」の工具８Ｌは、工具８の干渉を考慮すると、図２において前後方向で隣り合う工具保持穴３６に連続して工具８Ｌを差し入れることができない大きさに区分されている。従って、図２に示すように、ランク「Ｌ」の工具８Ｌは、前後方向で工具保持穴３６を１つ隔てて差し入れられている。

【0046】

図２の一番右の列は、工具保持穴３６にランク「ＸＬ」に区分された工具８ＸＬが差し入れられた状態を示している。ランク「ＸＬ」は、最も大きい工具８の区分（分類）に相当する。具体的には、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬは、工具８の干渉を考慮すると、図２において前後方向で１つ隔てた工具保持穴３６でも差し入れることができない大きさに区分されている。従って、図２に示すように、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬは、前後方向で工具保持穴３６を２つ隔てて差し入れられている。

【0047】

［段取ポットの構造］
次に、工具マガジン２０に内蔵されている段取ポット１２について説明する。図３は、段取ポット１２の概要を説明する図であり、図３（Ａ）は、段取ポット１２の斜視図を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）において切断線Ｚで切断した断面図、すなわちシャンク部９のフランジ９Ａを軸線ＣＬに対して垂直な面で切断した断面図である。図３（Ａ）に示すように、段取ポット１２は、工具マガジン２０からスライドして筐体３５よりも外部に移動することができるスライドケース３７と、スライドケース３７に連動し、工具８を保持するためのラック３８と、を備えている。スライドケース３７およびラック３８は、図３（Ａ）において右側が工具マガジン２０に繋がっている。ラック３８には、工具８を保持するための４個のポット４０Ａ～４０Ｄ（区別しない場合にはポット４０と記載）が形成されている。詳細には、ラック３８には、半円状に凹む開口部を有する４個のポット４０Ａ～４０Ｄが一列に並んで形成されている。各ポット４０は、等間隔に形成されており、図２に示す工具保持穴３６の前後方向の間隔と同程度の間隔に設定されている。図３（Ａ）には、一態様として、各ポット４０にランク「Ｓ」の工具８Ｓがそれぞれ取り付けられた状態が示されている。また、図３（Ｂ）に示すように、ポット４０Ａ（ポット４０Ｂ～ポット４０Ｄも同様）は、開口部に沿って断面が三角形状の円弧部４５が設けられており、この円弧部４５に、工具８Ｓのシャンク部９のフランジ９Ａに設けられたＶ溝４７が係合させられる。これにより、Ｖ溝４７が円弧部４５で支持されることで、工具８Ｓが落下しないようにポット４０によって保持される。なお、円弧部４５は開口部全体ではなく、開口部の一部分に間隔をあけて複数箇所設けられていてもよい。少なくとも円弧部４５が３箇所以上あれば、工具８の姿勢は安定する。

【0048】

さらに、図３（Ｂ）に示すように、ポット４０Ａ（ポット４０Ｂ～ポット４０Ｄも同様）は、開口部にキー５１が設けられており、このキー５１に、工具８Ｓのシャンク部９のフランジ９Ａに設けられたキー溝５３が係合させられる。これにより、キー溝５３がキー５１で支持されることで、工具８Ｓが所定の位相でポット４０に保持される。本明細書では、上述の円弧部４５およびキー５１が請求項の「係合部」に相当する。

【0049】

図４は、図３の段取ポット１２のラック３８を上方から見た上面視図、すなわちラック３８の上面３８Ｐに対して垂直な方向から当該ラック３８を見た上面視図である。図４の一番左に示す態様（以下、態様Ａ）は、各ポット４０に工具８が取り付けられていない状態を示している。

【0050】

図４の左から２番目に示す態様（態様Ｂ）は、ランク「Ｓ」の工具８Ｓが各ポット４０に取り付けられた状態を示している。工具８Ｓの場合、隣り合うポット４０にそれぞれ工具８Ｓを取り付けても隣り合う工具８Ｓが干渉しない。このように、ランク「Ｓ」の工具８Ｓは、隣り合うポット４０に工具８Ｓを取付可能な工具８の大きさに区分されている。

【0051】

図４の左から３番目に示す態様（態様Ｃ）は、ランク「Ｌ」の工具８Ｌが、ポット４０に取り付けられた状態を示している。工具８Ｌの場合、隣り合うポット４０に工具８Ｌを取り付けると互いの工具８Ｌが干渉するため、ポット４０を少なくとも１つ隔てて取り付ける必要がある。すなわち、ランク「Ｌ」の工具８Ｌは、ポット４０を１つ隔てて取り付ける必要がある工具８の大きさの範囲に区分されている。なお、図４では、工具８Ｌが取り付けられたポット４０Ａに対して、ポット４０を２つ隔てたポット４０Ｄに工具８Ｌが取り付けられているが、例えばポット４０Ａに対してポット４０を１つ隔てたポット４０Ｃに工具８Ｌが取り付けられてもよい。

【0052】

図４の一番右に示す態様（態様Ｄ）は、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬがポット４０に取り付けられた状態を示している。工具８ＸＬでは、ポット４０を１つ隔てても工具８ＸＬが干渉する。従って、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬは、ポット４０を２つ隔てて取り付ける必要がある。すなわち、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬは、ポット４０を２つ隔てて取り付ける必要がある工具８の大きさの範囲に区分されている。本実施形態では、ラック３８に４個のポット４０が形成されていることから、段取ポット１２に２本の工具８ＸＬを取り付けるには、ポット４０Ａおよびポット４０Ｄに工具８ＸＬを取り付ける必要がある。

【0053】

このように、ポット４０には、工具８の大きさを考慮して取り付ける必要が生じる。これまでは、作業者が工具８のうち最も外形の大きい部位の寸法を測定し、段取ポット１２に既に取り付けられている工具８と干渉しないポット４０を選択して工具８を取り付けていた。その結果、作業者の負担が大きくなり作業効率が低下していた。これに対して、本実施形態では、ロボット１８は、工具８の大きさを判別するとともに段取ポット１２に既に取り付けられている工具８と干渉しないポット４０を選択し、さらに、選択したポット４０に工具８を取り付けるように構成されている。なお、上記段取ポット１２に既に取り付けられている工具８は、請求項の「他の部材」に相当する。

【0054】

［ロボットの作動について］
以下、工具搬送システム１０を構成するロボット１８の制御機能について詳細に説明する。図５は、ロボット１８の構成を説明する図である。図５の左側に示すコントローラ２８は、実際にはロボット本体２２に内蔵されている。コントローラ２８は、予め記憶された制御プログラムに基づいて、ロボット本体２２およびカメラ２６の動作を制御する。上記コントローラ２８は、請求項の「制御部」に相当する。

【0055】

コントローラ２８は、ロボット本体２２やカメラ２６を包括的に制御する制御器であり、プロセッサ４２とメモリ４４とを含んでいる。プロセッサ４２は、各種演算処理を行うＣＰＵを含む演算装置である。メモリ４４は、各種情報を記憶する記憶装置であり、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等を含む。

【0056】

プロセッサ４２は、工具置き台１６から工具８を取り出す際に実行される、各種制御プログラムに相当する制御部を備えている。具体的には、プロセッサ４２は、工具置き台１６に施された模様５８をカメラ２６で撮像する撮像制御部４６、撮像した画像データ５４から工具８の有無および工具８の大きさを判別する工具判別制御部４８、大きさを判別した当該工具８を段取ポット１２に取り付けるに当たり、段取ポット１２の既に取り付けられた工具８と干渉しないポット４０を、複数のポット４０のうちから１つ選択するポット選択制御部５０、および、選択した当該ポット４０に搬送対象の工具８を取り付ける工具取付制御部５２を含む、各種制御部を機能的に備えている。プロセッサ４２は、上記各種制御部を順次実行して各種演算処理を行う。また、メモリ４４には、カメラ２６によって撮像された画像データ５４が随時記憶されるとともに、工具８の有無および工具８の大きさを判別するときに使用される模様パターン５６が予め記憶されている。

【0057】

撮像制御部４６は、ロボット１８が段取ポット１２に工具８を搬送するに当たり、最初に実行される。撮像制御部４６は、工具置き台１６の各工具保持穴３６の外周を囲む、リング状の領域に施された模様５８を撮像する指令をカメラ２６に出力する。これを受けて、ロボット本体２２を工具置き台１６に移動させ、工具置き台１６の水平面１４に対して垂直な方向から工具置き台１６の工具保持穴３６の外周に施された模様５８を撮像する。工具保持穴３６の撮像に当たり、工具置き台１６全体を撮像してもよく、図２の前後方向の列毎にまとめて撮像してもよく、各工具保持穴３６毎に１回ずつ撮像してもよい。カメラ２６の解像度等を考慮し、各工具保持穴３６に施された模様５８を識別できる範囲であれば、上記の何れを採用しても構わない。カメラ２６が撮像した模様５８は、コントローラ２８にて受け付けられ、画像データ５４としてメモリ４４に随時記憶される。

【0058】

工具判別制御部４８は、カメラ２６が撮像した画像（画像データ５４）に含まれる模様５８の形状に基づいて、工具８の有無を判別する。具体的には、工具判別制御部４８は、撮像した画像に含まれる模様５８の形状（画像データ５４）を、予めメモリ４４に記憶されている模様パターン５６と比較することで、工具８の有無および工具８の大きさを判別する。模様パターン５６として、例えば工具保持穴３６に工具８がない場合の模様５８の形状が予め記憶されている。例えば、工具保持穴３６に工具８がない場合、その工具保持穴３６の周囲で撮像された模様５８の形状が、メモリ４４に記憶されている模様パターン５６と一致または略一致する。このとき、工具判別制御部４８は、当該工具保持穴３６に工具８がないものと判別する。

【0059】

一方、撮像した工具保持穴３６に工具８がある場合、模様５８が工具８の輪郭Ｒで囲まれた面積Ｕ分だけ模様５８が隠れるため、撮像した模様５８の形状が模様パターン５６とは異なる。このとき、工具判別制御部４８は、工具保持穴３６に工具８があるものと判断する。

【0060】

次いで、工具判別制御部４８は、模様５８の形状に基づいて、工具８の輪郭Ｒで囲まれた面積Ｕに相当する工具８の大きさを判別する。工具８の大きさは、工具８を軸線方向から見たときの当該工具８の輪郭Ｒで囲まれた面積Ｕに相当するが、面積Ｕを撮像した画像から測定する場合、高性能のカメラが必要になる。また、工具８の大きさは、当該工具８を段取ポット１２に搬送するに当たり、段取ポット１２の工具８と干渉しないポット４０を選択するために用いられるだけであり、正確な面積Ｕまで必要としない。

【0061】

そこで、汎用のカメラ２６であっても工具８の大きさを判別する手段として、工具判別制御部４８は、工具８の大きさを複数のランクに区分し、撮像された模様５８の形状に基づいて、当該工具８が複数のランクの何れに該当するか判別する。

【0062】

上述したように本実施形態では、工具８の大きさに応じて、各工具８が、「Ｓ」、「Ｌ」、「ＸＬ」の３つのランクに区分される。例えば、工具保持穴３６にランク「Ｓ」の工具８Ｓが差し入れられている場合、撮像された当該工具保持穴３６周辺の模様５８の形状が、図２の左から二番目に示すような形状（以下、Ｓ形状）になる。具体的には、Ｓ形状は、工具保持穴３６の外周に施された模様５８の一部または全部が工具８Ｓによって隠れる一方で、その工具保持穴３６に隣り合う工具保持穴３６の外周に施された模様５８までは隠れない形状となる。工具判別制御部４８は、撮像した模様５８の形状がＳ形状に該当した場合、工具８をランク「Ｓ」と判別する。

【0063】

また、工具保持穴３６にランク「Ｌ」の工具８Ｌが差し入れられている場合、撮像された当該工具保持穴３６周辺の模様５８の形状が、図２の左から３番目に示すような形状（以下、Ｌ形状）になる。具体的には、Ｌ形状は、工具保持穴３６の外周に施された模様５８が工具８Ｌによって全て隠れるとともに、隣り合う工具保持穴３６の外周に施された模様５８の一部が工具８Ｌによって隠れた形状となる。工具判別制御部４８は、撮像した模様５８の形状がＬ形状に該当した場合、工具８をランク「Ｌ」と判別する。なお、Ｌ形状では、隣り合う工具保持穴３６の中心Ｃまでは工具８Ｌによって隠されない。

【0064】

また、工具保持穴３６にランク「ＸＬ」の工具８ＸＬが差し入れられている場合、撮像された当該工具保持穴３６周辺の模様５８の形状が、図２の一番右に示すような形状（以下、ＸＬ形状）になる。具体的には、ＸＬ形状は、工具保持穴３６に施された模様５８が工具８ＸＬによって全て隠れるとともに、隣り合う工具保持穴３６の模様５８についても半分程度が隠れた形状となる。工具判別制御部４８は、撮像した模様５８の形状がＸＬ形状に該当した場合、工具８をランク「ＸＬ」と判別する。なお、ＸＬ形状では、隣り合う工具保持穴３６の中心Ｃについても工具８ＸＬによって隠される。

【0065】

ポット選択制御部５０は、判別した工具８（以下、搬送対象工具８Ｘ）を段取ポット１２に搬送するに当たり、搬送対象工具８Ｘのランクおよび段取ポット１２の使用状況に応じて、搬送対象工具８Ｘが段取ポット１２のポット４０に既に取り付けられた工具８と干渉しないポット４０を、複数のポット４０のうちから選択する。

【0066】

先ず、ポット選択制御部５０は、段取ポット１２に既に取り付けられている工具８に関する工具情報を取得する。上記工具情報は、各ポット４０の工具８の有無、および、各ポット４０に取り付けられている工具８のランクを含む。この工具情報は、工具マガジン２０に備えられるメモリ（図略）に記憶されている。上記工具情報は、例えば工具マガジン２０を管理する図示しない制御装置から無線等を介して随時取得される。上記工具情報は、請求項の「複数のポットの使用状況」に相当する。

【0067】

次いで、ポット選択制御部５０は、取得した工具情報および搬送対象工具８Ｘのランクに基づいて、工具判別制御部４８が判別した搬送対象工具８Ｘを取付可能なポット４０（以下、取付ポット４０Ｘ）を複数のポット４０のうちから選択する。取付ポット４０Ｘは、搬送対象工具８Ｘが段取ポット１２に既に取り付けられている工具８と干渉しないポット４０に相当する。なお、後述すように、取付ポット４０Ｘは、工具８のランクおよびポット４０の空き状態に応じて、ポット４０Ａ～４０Ｄの各々がなり得る。

【0068】

本実施形態では、段取ポット１２への工具８の取付に当たり、同じランクの工具８毎にまとめて取り付けられる。例えば、最初にランク「Ｓ」の工具８Ｓがまとめて取り付けられ、ランク「Ｓ」の工具８Ｓの取付が完了すると、次いでランク「Ｌ」の工具８Ｌがまとめて取り付けられ、最後にランク「ＸＬ」の工具８ＸＬがまとめて取り付けられる。従って、例えばランク「Ｓ」の工具８Ｓを取り付ける際には、段取ポット１２に既に取り付けられている工具８も基本的にはランク「Ｓ」の工具８Ｓとなる。ランク「Ｌ」の工具８Ｌおよびランク「ＸＬ」の工具８ＸＬについても同様である。

【0069】

例えば、ランク「Ｓ」の工具８Ｓを取り付ける場合、ポット選択制御部５０は、判別した搬送対象工具８Ｘがランク「Ｓ」であって、且つ、段取ポット１２に空きのポット４０がある場合、段取ポット１２に搬送対象工具８Ｘ（８Ｓ）を取付可能と判定する。また、ポット選択制御部５０は、当該空きのポット４０を、搬送対象工具８Ｘを取付可能なポット４０（以下、取付ポット４０Ｘ）として複数のポット４０のうちから選択する。ランク「Ｓ」の工具８Ｓの場合、隣り合うポット４０に工具８Ｓが取り付けられていても互いの工具８Ｓが干渉しない。従って、段取ポット１２に空きのポット４０がある場合、その空きのポット４０の工具８Ｓを取り付けることができる。

【0070】

ランク「Ｌ」の工具８を取り付ける場合、ポット選択制御部５０は、判別した搬送対象工具８Ｘがランク「Ｌ」であり、且つ、段取ポット１２において空きのあるポット４０が３つ連続している場合（端に位置するポット（４０Ａ、４０Ｄ）を含む場合は２つ）、段取ポット１２に搬送対象工具８Ｘ（８Ｌ）を取付可能と判定する。また、ポット選択制御部５０は、空きのあるポット４０が３つ連続している場合、中央に位置するポット４０を取付ポット４０Ｘとして選択し、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を含む２つのポット４０が連続して空いている場合、当該端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を取付ポット４０Ｘとして選択する。

【0071】

ランク「Ｌ」の工具８Ｌを取り付ける場合、段取ポット１２のポット４０に空きがあっても、隣り合うポット４０に同じランク「Ｌ」の工具８Ｌが取り付けられていると、互いの工具８Ｌが干渉するためにそのポット４０に取り付けることができない。一方、空きのポット４０が３つ連続している場合、中央に位置するポット４０に工具８Ｌを取り付ければ工具８Ｌが干渉しない。同じく、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）およびそれと隣り合うポット４０Ｂ（または４０Ｃ）が空いている場合、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）に工具８Ｌを取り付ければ工具８Ｌが干渉しない。従って、空きのポット４０が３個連続する場合、３個のポット４０のうち中央に位置するポット４０が、取付ポット４０Ｘに選択される。また、端のポット４０Ａ（または４０Ｄ）を含む２つのポット４０が連続して空いている場合、当該端のポット４０Ａ（または４０Ｄ）が、取付ポット４０Ｘに選択される。

【0072】

ランク「ＸＬ」の工具８を取り付ける場合、ポット選択制御部５０は、判別した工具８がランク「ＸＬ」であり、且つ、全てのポット４０が空いている場合または端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を含む３つのポット４０が連続して空いている場合、段取ポット１２に工具８ＸＬを取付可能と判定する。また、ポット選択制御部５０は、全てのポット４０が空いている場合、例えば端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を取付ポット４０Ｘに選択する。また、ポット選択制御部５０は、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を含む３つのポット４０が連続して空いている場合、当該端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を取付ポット４０Ｘに選択する。

【0073】

ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬを取り付ける場合、隣り合うポット４０が空いていても、その隣り合うポット４０を隔てたポット４０にランク「ＸＬ」の工具８ＸＬが取り付けられていると、工具８ＸＬが干渉するために取り付けることができない。一方、全てのポット４０が空いていれば、何れのポット４０にも工具８ＸＬを取り付けることができるが、この場合には、段取ポット１２に少しでも多くの工具８ＸＬ（本実施形態では２本）を取り付けるため、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）が取付ポット４０Ｘに選択される。また、端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）を含む３個のポット４０が連続して空いている場合、端のポット４０Ａ（または４０Ｄ）に工具８ＸＬを取り付ければ工具８ＸＬが干渉しない。この場合には、当該端に位置するポット４０Ａ（または４０Ｄ）が取付ポット４０Ｘに選択される。

【0074】

ポット選択制御部５０によって、判別した搬送対象工具８Ｘを取付可能な取付ポット４０Ｘが選択されると、工具取付制御部５２は、選択した取付ポット４０Ｘに搬送対象工具８Ｘを取り付ける指令をロボット本体２２に出力する。上記指令を受けて、ロボット本体２２は、判別した搬送対象工具８Ｘを工具置き台１６から取り出した後に段取ポット１２に移動し、選択した取付ポット４０Ｘに搬送対象工具８Ｘを取り付ける。なお、段取ポット１２は、工具マガジン２０内に内蔵されているため、工具搬送時には、段取ポット１２が工具マガジン２０からスライドして筐体３５の外部に移動し、段取ポット１２とロボット１８との間で工具８の受け渡しが可能になる。例えば、段取ポット１２は、ロボット１８が工具マガジン２０前に到着すると、筐体３５の外部に移動するように構成される。または、ロボット１８からの無線を介した指令によって、段取ポット１２が筐体３５の外部に移動するように構成される。または、工具搬送時に、作業者が段取ポット１２を筐体３５の外部に移動することもできる。

【0075】

また、コントローラ２８は、全ての工具保持穴３６に関して、工具８の有無や工具８を取付可能なポット４０を判別したかを判定する機能を備えている。コントローラ２８は、全ての工具保持穴３６に関して上記判別が完了していない場合、判別の完了していない工具保持穴３６に関して、上記判別を実施する。また、コントローラ２８は、全ての工具保持穴３６に関して判別が完了した場合、作業者が確認できる表示モニタに工具搬送不可メッセージを出力し、工具搬送作業を終了する。

【0076】

次に、工具置き台１６の工具８を段取ポット１２に取り付けるに当たり、ロボット１８のコントローラ２８が行う工具搬送の手順を、図６のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、工具搬送時において、例えば取り付ける工具８のランク毎に実行される。

【0077】

図６のフローが開始されると、先ず撮像制御部４６は、ロボット本体２２を工具置き台１６に移動させた状態で、工具保持穴３６に施された模様５８の形状をカメラ２６で撮像し、画像データ５４としてメモリ４４に一時的に記憶する（ステップＳ１）。次いで、工具判別制御部４８は、対象となる工具保持穴３６の周辺で撮像された模様５８の形状を、予め記憶されている工具８がない場合の模様５８のパターンと比較する（ステップＳ２）。次いで、工具判別制御部４８は、撮像された模様５８の形状と工具８がない場合の模様５８のパターンとの差異に基づいて、対象となる工具保持穴３６に工具８があるか否かを判定する（ステップＳ３）。

【0078】

上記ステップＳ３が否定（ＮＯ）されて工具８がないと判定された場合、コントローラ２８は、全ての工具保持穴３６について判定が完了したかを判定する（ステップＳ８）。上記ステップＳ８の判定が否定（ＮＯ）された場合、コントローラ２８は、ステップＳ２に戻り、別の工具保持穴３６（例えば前に撮像した工具保持穴３６と隣り合う工具保持穴３６）について、ステップＳ２以下のフローを実行する。上記ステップＳ８の判定が肯定（ＹＥＳ）された場合、すなわち全ての工具保持穴３６について判定が完了した場合、コントローラ２８は、作業者が確認できる表示モニタに工具搬送不可メッセージを出力し（ステップＳ９）、工具搬送作業を終了する。

【0079】

上記ステップＳ３が肯定（ＹＥＳ）されて工具８があると判定された場合、工具判別制御部４８は、撮像された模様５８の形状に基づいて工具８の大きさに応じたランクを判別する（ステップＳ４）。

【0080】

次いで、ポット選択制御部５０は、工具８の搬送先である段取ポット１２の使用状況に関する工具情報を取得し（ステップＳ５）、ランクを判別した搬送対象工具８Ｘを取付可能な取付ポット４０Ｘがあるか否かを、段取ポット１２の工具情報を参照して判定する（ステップＳ６）。

【0081】

上記ステップＳ６が否定（ＮＯ）された場合、すなわち判別した工具８を段取ポット１２に取付可能な空きのポット４０がないと判定された場合、コントローラ２８は、全ての工具保持穴３６について判定が完了したかを判定する（ステップＳ８）。上記ステップＳ８の判定が否定（ＮＯ）された場合、ステップＳ２に戻り、別の工具保持穴３６について、ステップＳ２以下のフローを実行する。上記ステップＳ８の判定が肯定（ＹＥＳ）された場合、すなわち全ての工具保持穴３６について判別が完了した場合、コントローラ２８は、作業者が確認できる表示モニタに工具搬送不可メッセージを出力し（ステップＳ９）、工具搬送作業を終了する。

【0082】

上記ステップＳ６が肯定（ＹＥＳ）された場合、すなわち判別した搬送対象工具８Ｘを取付可能な取付ポット４０Ｘがあると判定された場合、工具取付制御部５２は、ロボット本体２２に対して段取ポット１２の取付ポット４０Ｘに搬送対象工具８Ｘを取り付ける指示を出力する（ステップＳ７）。この指示を受けてロボット本体２２が作動し、判別した搬送対象工具８Ｘを工具置き台１６の工具保持穴３６から取り出し、段取ポット１２に向かって搬送対象工具８Ｘを搬送し、搬送対象工具８Ｘを取付可能な取付ポット４０Ｘに取り付ける。その後は、ステップＳ８に進み、全ての工具保持穴３６について、上述した制御が繰り返し実行される。

【0083】

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、工具置き台１６から搬送対象工具８Ｘを取り出し搬送先である段取ポット１２に搬送する作業、および、搬送対象工具８Ｘの段取ポット１２への取付をロボット１８が実行するため、作業者の作業時間を短縮でき、作業効率が向上する。

【0084】

また、本実施形態では、段取ポット１２に搬送対象工具８Ｘを取り付けるに当たり、ロボット本体２２に取り付けられたカメラ２６が撮像した画像に含まれる模様５８の形状から工具８の有無および工具８の大きさを判別し、工具８の大きさに基づいて段取ポット１２の既に取り付けられている工具８に干渉しない取付ポット４０Ｘを選択するため、作業者が搬送対象工具８Ｘを取付可能な取付ポット４０Ｘを選択する作業が不要になる。これにより、作業者の作業時間を一層短縮でき、作業効率が向上する。

【0085】

また、本実施形態では、工具８がない場合の模様５８のパターンを画像データ５４として予めメモリ４４に記憶し、撮像された模様５８の形状を模様５８のパターンと比較することで、工具８の有無および工具８の大きさを容易に判別することができる。

【0086】

また、本実施形態では、工具８の輪郭Ｒで囲まれた面積Ｕに基づいて工具８の大きさが判別されることで、工具８のうち最も外径の大きい部位から工具８の大きさが判別される。特に、本実施形態では、模様５８の形状に基づき、工具８をその大きさに応じた複数のランクに区分することで、工具８の寸法を厳密に測定することなく工具８の大きさを判別できる。その結果、高性能のカメラを使用する必要がなくなり、汎用のカメラ２６で工具搬送システム１０を構成することができる。また、判別した搬送対象工具８Ｘのランクに基づいて、段取ポット１２に既に取り付けられている工具８と干渉しない取付ポット４０Ｘを容易に選択することができる。

【0087】

また、本実施形態では、工具保持穴３６の外周を囲むリング状の領域に模様５８が施されることで、工具保持穴３６をカメラ２６で撮像すると、工具８の有無や工具８の大きさに応じて模様５８の形状が変化する。この模様５８の形状から工具８の有無や工具８の大きさを容易に判別することができる。

【0088】

また、本実施形態では、コントローラ２８がロボット本体２２に一体的に取り付けられるため、ロボット本体２２単体で工具８を搬送させることができ、工具搬送システム１０をシンプルに構成できる。

【0089】

また、本実施形態では、工作機械に供給される工具８を保管する工具マガジン２０に内蔵されて工具マガジン２０の工具８を出し入れするための段取ポット１２の工具８を、ロボット１８が搬送するため、作業者が段取ポット１２に工具８を搬送する行程が不要になる。

【0090】

また、本実施形態では、搬送先である工具マガジン２０に工具８を出し入れするためのラック３８が内蔵されることで、工具８をラック３８を用いて保持することができる。

【0091】

また、本実施形態では、ラック３８は、半円状に凹む開口部を有するポット４０が形成されることで、工具８をポット４０の開口部で好適に保持することができる。さらに、ポット４０に設けられた円弧部４５がシャンク部９のフランジ９Ａに形成されたＶ溝４７に係合させられるとともに、ポット４０に設けられたキー５１がフランジ９Ａに形成されたキー溝５３に係合させられることで、工具８がポット４０とシャンク部９との間に設けられた係合機構によって支持された状態となる。その結果、工具８をポット４０によって好適に保持することができる。

【0092】

［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0093】

例えば、上記実施形態では、搬送先として、工具マガジン２０に内蔵されている段取ポット１２のポット４０に工具８を搬送するものであったが、本発明は必ずしもこの形態に制限されない。例えば、工具マガジン２０に保管される各種工具８がそれぞれポット４０によって保持され、各々のポット４０にロボット１８が直接工具８を搬送するものであってもよい。または、例えば工作機械の前面などにおいて、工具マガジン２０とは別個に、複数のポット４０を有する工具段取ステーションを設け、その工具段取ステーションに工具８を搬送するものであってもよい。このように、複数のポット４０を含んで構成され、工具８をポット４０に取り付け可能な構成であれば、搬送先については段取ポット１２に制限されない。

【0094】

また、上記実施形態では、共通のランク毎に工具８を搬送するものであったが、段取ポット１２に取り付ける工具８のランクが混在する態様でも構わない。例えば、段取ポット１２の既に工具８が取り付けられているポット４０、および、その工具８のランクに応じて、空いているポット４０に取付可能な工具８のランクが決まる。そこで、空いているポット４０に取付可能な工具８のランクを、段取ポット１２の工具８の使用状況毎にマップとして予め作成し、メモリ４４に記憶しておく。ポット選択制御部５０は、搬送対象工具８Ｘのランクを判別すると、段取ポット１２の工具８の使用状況に応じた前記マップを参照することで、搬送対象工具８Ｘを取付可能か否かを判断するとともに、取付可能な取付ポット４０Ｘを選択する。上述したようなマップを用いることで、段取ポット１２に異なるランクの工具８が混在する場合であっても、搬送対象工具８Ｘが干渉しない取付ポット４０Ｘを選択することができる。

【0095】

また、本実施形態では、図２に示す工具置き台１６において前後方向で同じランクの工具８が差し入れられていたが、工具８が干渉しない範囲であれば、前後方向で異なるランクの工具８が差し入れられてもよい。

【0096】

また、本実施形態では、最初に全ての工具保持穴３６について撮像を行い、図６のステップＳ２以下の制御作動が実行されるものであったが、１つの工具保持穴３６を撮像する毎に、図６のフローチャートで示す制御作動が実行されてもよい。

【0097】

また、上記実施形態では、ロボット本体２２を制御するコントローラ２８がロボット本体２２に一体的に取り付けられていたが、コントローラ２８がロボット本体２２から分離され、コントローラ２８からの指令が無線等を介してロボット本体２２に伝達されても構わない。例えば、工具マガジン２０に内蔵されて工具マガジン２０の工具８を管理する制御装置が、コントローラ２８の機能を備えていてもよい。または、工具搬送システム１０全体を管理する制御装置が、コントローラ２８の機能を備えていてもよい。

【0098】

また、上記実施形態では、段取ポット１２のラック３８に４個のポット４０が形成されていたが、ポット４０の数は４個に限定されない。例えば、３個のポット４０が形成されるものでもよく、５個以上のポット４０が形成されても構わない。

【0099】

また、上記実施形態では、メモリ４４には、模様５８のパターンとして工具８がない場合の模様５８が記憶されていたが、工具８のランク毎の模様５８の形状についても模様５８のパターンとして記憶し、それらランク毎の模様５８のパターンを比較することで工具８のランクを区分することもできる。

【0100】

また、上記実施形態では、模様５８がチェック模様に描かれていたが、必ずしもチェック模様に限定されない。模様５８の形状は、工具８の有無および工具８の大きさを判別できるものであればよい。

【0101】

また、上記実施形態では、各工具８が大きさに応じてランク「Ｓ」、「Ｌ」、「ＸＬ」の３つに区分されるものであったが、必ずしもこれに限定されない。例えば、工具８が大きさに応じて、２つまたは４つ以上のランクに区分されてもよい。

【0102】

また、上記実施形態では、段取ポット１２には、工具８のみが取り付けられるものであったが、例えばワーク計測用のタッチプローブなど、工作機械の主軸に取り付けられる器具が取り付けられていてもよい。このとき、前記器具についても、工具８と同様に予めランク付けされることで、前記機器を工具８とみなし、工具８および前記機器と干渉しない取付ポット４０Ｘを選択することができる。この場合には、ポット４０に既に取り付けられた工具８および前記機器が、請求項の「他の部材」に相当する。

【0103】

また、上記実施形態では、工具置き台１６において隣り合う工具保持穴３６の間隔が、段取ポット１２のポット４０の間隔と同程度に設定され、各工具保持穴３６の外周に施された模様５８が隣接するように形成されていたが、必ずしもこれに制限されない。例えば、隣り合う工具保持穴３６の間隔が十分に長く設定され、各工具保持穴３６に施される模様５８が隣接しなくてもよい。この場合には、例えば模様５８が広範囲に施され、ランク「ＸＬ」の工具８ＸＬであっても、模様５８が撮像されることで工具８のランクを判別可能に構成される。そうすることで、工具８のランクを判別可能になり、段取ポット１２に取付可能な取付ポット４０Ｘを選択可能になる。

【符号の説明】

【0104】

８：工具
８Ｘ：搬送対象工具
９：シャンク部
９Ａ：フランジ
１０：工具搬送システム
１２：段取ポット（搬送先）
１６：工具置き台
１８：ロボット
２０：工具マガジン
２２：ロボット本体
２６：カメラ
２８：コントローラ（制御部）
３６：工具保持穴（保持部）
４０：複数のポット
４０Ｘ：取付ポット（他の部材と干渉しないポット）
４５：円弧部（係合部）
４７：Ｖ溝
５１：キー（係合部）
５３：キー溝
５８：模様

【要約】

【課題】搬送先に工具を搬送する作業にかかる時間を短縮し、作業効率を向上できる工具搬送システムを提供する。
【解決手段】工具置き台から工具を取り出す際に、ロボット本体に取り付けられたカメラが工具置き台を撮像し、ロボットの制御部が、当該カメラが撮像した画像に含まれる模様の形状に基づいて、工具の有無および工具の大きさを判別し、工具の大きさに基づいて、複数のポットのうちから１つのポットを選択する。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】