JP2021122920A - 工具交換制御システム、工具交換制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】標準径及び標準径外の工具が含まれた工具交換で、書換番地方式を用いた先読みを行い、工具の準備の時間を短縮する工具交換制御システムを提供する。【解決手段】本発明は、工具の交換処理を制御するシステムであり、標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが備えられた旋回式のチェーンと、標準径工具格納部或いは標準径外工具格納部の位置を、チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御部と、現在の加工以降の加工で用いる標準径工具を先読みする加工プログラム指令部と、書換番地エリアの標準径工具格納部がグループ化され、標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループから、先読みした標準径工具が格納された標準径工具格納部が属するグループを判定する工具交換判定部とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば工具マガジンに格納された工具をマシニングセンタなどの工作機械の主軸との間で着脱交換する工具交換制御システム、工具交換制御方法及びプログラムに関する。

従来、例えばマシニングセンタなどの工作機械では、ワーク（被削材）を加工するために用いる、工具マガジンの工具格納部に保持（格納）された多数の加工用工具を、工作機械本体内の主軸に対し、ＮＣプログラムに従った着脱交換が行なわれる。
このとき、ＮＣプログラムの加工単位のブロックを先読みすることにより、現在の加工以降におけるそれぞれ加工において用いられる加工用工具を検出することができる。
すなわち、交換される工具（現時点で主軸に取り付けられている加工用工具、以下、単に被交換工具とする）と、次に主軸に取り付けられる加工用工具（以下、単に交換工具とする）との関係を確認することができる。

そして、この先読みの機能を用いて、被交換工具を返却する先を、次に用いる交換工具の近傍に戻す処理を行ない、主軸から被交換工具を外し、空となった主軸に交換工具を取り付ける工具交換装置がある（例えば、特許文献１参照）。
これにより、被交換工具と交換工具との取り替えに掛かる時間を短縮することができ、ワークを加工する時間を低減させることができる。

また、チェーンのマガジンから交換工具を選択する方式としては、工具と工具格納ポット（工具格納部）とが一対一に決まっている固定番地方式と、工具交換によって交換工具を取り出した工具格納ポットに被交換工具が格納される様に、工具と工具格納ポットとが一対一に決まっていない書換番地方式とがある。
書換番地方式は、任意の交換工具が選択でき、かつ工具マガジンにおける工具格納部の位置が交換工具に近い位置に回転するため、交換工具の位置が固定されている固定番地方式と比較して、工具準備時間を短縮することができる（例えば、特許文献２参照）。

図１９は、固定番地方式と書換番地方式とにおける加工用工具の交換時間の違いを示す図である。
また、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）の各々は、それぞれ固定番地方式、書換番地方式における工具の交換の動作のタイミングを示すタイムチャートである。
図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）において、横軸が時間であり、「Ｈ」レベルが駆動中であり、「Ｌ」レベルが停止中を示している。
図１９（ｂ）のタイムチャートで示されているように、工具マガジンの動作において、被交換工具を戻す固定番地の位置に工具マガジンを移動させるマガジン割出処理に時間が必要となる。

このため、図１９（ｂ）のタイムチャートで示されるように、直前の加工時間（工具番号Ｔ１０の工具による加工処理の時間）が長い場合、工作機械における加工動作が行えない状態（機械が止まって待ち状態）が発生してしまう。
一方、図１９（ｃ）のタイムチャートにおいては、任意の位置に被交換工具を戻すことができるため、固定番地方式よりもマガジン割出処理の時間が短くなる。
このため、書換番地方式は、固定番地方式に比較して、マガジン割出処理の時間分、ワークの加工処理に要する時間を短縮することができる。

特公平０７−１６８４４号公報 特公昭５７−４３３８３号公報（特開昭５３−１５６８０号公報）

また、チェンジャによる工具交換の時間を短縮させるためには、チェーン式の先読みを行うのみでなく、書換番地方式との動作と併用させる必要がある。
しかしながら、固定番地方式と書換番地方式とは、それぞれの特性に一長一短があることが知られている。
すなわち、固定番地方式は、上述したように、被交換工具を返却する先を、次に用いる交換工具の近傍に戻す処理を行なうことができないため、工具マガジンを駆動させる時間が長くなり、工具を交換する時間を増加させる。

一方、書換番地方式は、固定番地方式に比較して工具準備時間を短縮することができるが、工具径が標準の径である標準径工具には適用できるが、工具径が異なる標準外の工具（以下、標準径外工具）には適用できない。
ここで、標準径外工具には、標準径に比較して工具径が大きい大口径工具と、標準径に比較して工具径が小さな小口径工具とがある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、標準径の工具と、標準径外の工具との各々が含まれた工具交換において、上述した書換番地方式及び固定番地方式を併用した先読みを行なうことで、後段の過程における工具の準備の時間を短縮することができる工具交換制御システム、工具交換制御方法及びプログラムを提供する。

上述した課題を解決するために、本発明の工具交換制御システムは、ワークの加工を行なう工具を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換システムであり、標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンと、所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御部と、現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令部と、前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定部とを備えることを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、前記標準径工具格納部及び標準径外工具格納部の各々が、それぞれ前記標準径工具、前記標準径外工具を格納するポットが分離可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々に、それぞれ前記標準径工具、前記標準径外工具を格納するポットが固定されて構成されていることを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、前記グループが、先読みされた前記標準径工具が格納された前記標準径工具格納部と、当該標準径工具格納部の近傍の前記バッファ工具格納部とに対応して、変更されることを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々における、それぞれ前記標準径工具及び前記標準径外工具の有無を検知する工具有無検知部をさらに有し、前記工具交換判定部が、前記グループの初期設定において、前記工具有無検知部の検知結果により、任意に前記標準径工具格納部がグループ化されたそれぞれの前記グループに前記バッファ工具格納部が配置されているか否かの確認を行い、確認結果を通知することを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、表示装置がさらに設けられており、前記工具交換判定部が、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を交換する際、前記チェーンを識別するチェーン番号と、前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々の種別と、前記標準径工具格納部に対応する前記グループの番号であるグループ番号と、前記標準径工具格納部に格納可能な工具径と、前記標準径工具格納部に格納する前記標準径工具の工具番号、または前記バッファ工具格納部とする前記標準径工具格納部との配置情報を、前記表示装置に表示することを特徴とする。

本発明の工具交換制御システムは、前記工具交換判定部が、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々の交換後、前記配置情報に示す位置に、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々が配置されているか否かの判定を行ない、判定結果を前記表示装置に表示することを特徴とする。

本発明の工具交換制御方法は、標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンを用いて、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換方法であり、マガジン駆動制御部が、所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御過程と、加工プログラム指令部が、現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令過程と、工具交換判定部が、前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定過程とを備えることを特徴とする。

本発明のプログラムは、標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンを備えた、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換制御システムとしてコンピュータを機能させるためのプログラムであり、前記コンピュータを、所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御手段、現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令手段、前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定手段として機能させるためのプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、標準径の工具と、標準径外の工具との各々が含まれた工具交換において、上述した書換番地方式及び固定番地方式を併用した先読みを行なうことで、後段の過程における工具の準備の時間を短縮することができる工具交換制御システム、工具交換制御方法及びプログラムを提供することができる。

第１の実施形態による工具交換システムを用いた工作機械の構成例を示す概念図である。 第１の実施形態による工具交換システムの構成例を示す概念図である。 第１の実施形態による工具交換システムにおけるチェンジャー機構１２０の動作を説明する図である。 本実施形態におけるチェーン１１０における工具格納部の配置を説明する図である。 図１及び図２の工具交換システム１００における信号処理・制御部１５０の構成例を説明する図である。 工具情報記憶部１５６に書き込まれている、加工プログラムで使用する工具の情報である工具情報が記載された工具テーブルの構成例を示す図である。 工具情報記憶部１５６に書き込まれている、チェーン１１０における工具格納部の工具位置情報が記載された工具位置テーブルの構成例を示す図である。 書換番地方式において、先読みを行なった場合と先読みを行なわない場合とにおける加工用工具の交換時間の処理を示す図である。 書換番地方式及び固定番地方式の併用において先読みを行なった場合における加工用工具の交換時間の処理を示す図である。 標準径工具グループに属する標準径工具格納部の数を変更する処理を説明する概念図である。 第１の実施形態の工具交換システムにおける工具交換の処理の動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるチェーンの工具格納部に対する工具の格納状態を表示する表示器の配置例を示す図である。 図１２の表示器１７０に表示される画面の一例を示す図である。 加工処理が行なわれている際にＣＮＣ装置の表示器（不図示）の表示画面に表示される画面の一例を示す図である。 第２の実施形態による工具交換システムを用いた工作機械の構成例を示す概念図である。 第２の実施形態による工具交換システムの構成例を示す概念図である。 第２の実施形態による工具交換システムにおけるチェンジャー機構１２０Ａの動作を説明する図である。 第２の実施形態の工具交換システムにおける工具交換の処理の動作例を示すフローチャートである。 固定番地方式と書換番地方式とにおける加工用工具の交換時間の違いを示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態による工具交換システムを用いた工作機械の構成例を示す概念図である。図１は、工具交換システム１００を側面から見た図である。
図１の工具交換システム１００は、チェーン（工具マガジン）１１０における工具ポット（工具保持部）が分離可能な形態の工具格納部１０１が連結されたチェーン１１０を備えている。工具交換システム１００における制御装置（後述）からの工具交換の制御信号により、工具格納部１０１に把持されて格納された交換工具３０１Ｃを、工作機械２００の主軸搭載部２０４の主軸２０４Ｓに把持された被交換工具３０１Ｄと交換する動作を、チェンジャー機構（ＡＴＣ（automatic tool changer）チェンジャー）１２０を駆動して行なう。

また、工作機械２００は、コラム２０１、ワークテーブル２０２、ベース２０３及び主軸搭載部２０４が備えられている。
ワークテーブル２０２は、加工対象のワークが固定されており、加工プログラムに対応して、ベース２０３の上面において、Ｚ軸（図の奥行方向）を移動する。コラム２０１は、ベース２０３上面において、Ｘ軸（図の横方向）に移動する。
主軸搭載部２０４は、加工プログラムに対応した工具が把持され、この加工プログラムに基づいて、コラム２０１においてＹ軸方向（図の上下方向）に移動する。
上述したように、加工プログラムの処理に対応して、ワークに対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々の方向に相対的に主軸搭載部２０４を移動させることで、主軸搭載部２０４の主軸（後述する主軸２０４Ｓ）に把持された工具（後述する被交換工具３０１Ｄ）により、ワークの加工を行なう。

図２は、第１の実施形態による工具交換システムの構成例を示す概念図である。図２は、工具交換システム１００を正面から見た図である。
図２において示すように、チェーン１１０は、工具マガジンであり、複数個の工具格納部１０１が直列に円状に連結された無限循環帯として構成されている。
チェーン１１０は、サーボモータなどによるチェーン回転機構１３０（後述するマガジン駆動部１５２で制御）により、方向Ｐの向きに回転させられる。
また、チェーン１１０は、チェーン回転機構１３０と、プーリ１８０の各々とに沿って回転する。

チェーン１１０には、標準径の工具径を有する工具である標準径工具３０１が格納されている標準径の工具格納部（標準径工具格納部）と、標準径ではない工具径を有する工具である標準径外工具３０５や標準径外工具３０６が格納されている標準径外の工具格納部（標準径外マガジン）が備えられている。ここで、標準径外工具３０５や標準径外工具３０６の各々の工具格納部は、標準径外工具グループ１１５として、チェーン１１０における所定の領域にまとめて配置されている。
また、マガジン割出し位置１０１Ａは、チェンジャー機構１２０による、工作機械２００の主軸搭載部２０４の主軸２０４Ｓに把持された被交換工具３０２と交換する動作が行なわれる位置である。
工具格納部１０１Ｂ＿１から工具格納部１０１Ｂ＿５の各々は、標準径工具３０１が格納されていない、標準径工具３０１を格納可能なバッファ工具格納部（後述する標準径工具格納部１０１ＮＥに対応）である。

図３は、第１の実施形態による工具交換システムにおけるチェンジャー機構１２０の動作を説明する図である
図３において、チェンジャー機構１２０は、チェンジャアーム部１２１Ａ及びチェンジャアーム部１２１Ｂの各々を備え、チェンジャアーム部１２１Ａとチェンジャアーム部１２１Ｂとの接続点１２１Ｃを中心として、Ｒ方向に回転自在のチェンジャアーム１２１が備えられている。チェンジャー機構１２０は、加工プログラムにおいて、各加工工程で用いられる工具（標準径工具あるいは標準径外工具）を、工作機械２００の主軸２０４Ｓに、順次、取り付け及び取り外しの動作を、以下に示す順序により行なう。

まず、チェンジャー機構１２０は、マガジン割出し位置１０１Ａにおける工具格納部１０１が円弧Ｑ上を９０度回転して、チェンジャアーム部１２１Ａの把持部１２１ＡＨに対して交換工具３０１Ｃを把持させる。
このとき、チェンジャー機構１２０は、チェンジャアーム部１２１Ｂの把持部１２１ＢＨに対して、被交換工具３０１Ｄを把持させる。
そして、チェンジャー機構１２０は、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃを中心としたチェンジャアーム１２１の回転面に対して、垂直なＳ方向対して平行に主軸２０４Ｓから離れる方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。

このとき、チェンジャアーム部１２１Ｂの把持部１２１ＢＨに把持された被交換工具３０１Ｄが、主軸２０４Ｓから取り外される。
また、第１の実施形態においては、ポット３０１Ｃ＿Ｐが分離するため、ポット３０１Ｃ＿Ｐが工具格納部１０１に配置された状態のままで、一方、交換工具３０１のみがチェンジャアーム部１２１Ａの把持部１２１ＡＨに把持される。
そして、チェンジャー機構１２０は、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃの回り、すなわち円弧Ｒに沿ってチェンジャアーム１２１を１８０度回転させる。

この結果、交換工具３０１Ｃが把持されたチェンジャアーム部１２１Ａが主軸２０４Ｓの位置に移動し、被交換工具３０１Ｄが把持されたチェンジャアーム部１２１Ｂが工具格納部１０１に把持されて格納されたポット３０１Ｃ＿Ｐの位置に移動する。
そして、チェンジャー機構１２０は、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃを中心としたチェンジャアーム１２１の回転面に対して、垂直なＳ方向対して平行に主軸２０４Ｓに近づく方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。
これにより、チェンジャアーム部１２１Ｂに把持された被交換工具３０１Ｄの挿入凸部がポット３０１Ｃ＿Ｐに挿入されて固定され、チェンジャアーム部１２１Ａに把持された交換工具３０１Ｃの挿入凸部が主軸２０４Ｓの挿入凹部に対して挿入されて固定される。

このとき、チェンジャー機構１２０は、チェンジャアーム部１２１Ａ及びチェンジャアーム部１２１Ｂの各々から、交換工具３０１Ｃ、被交換工具３０１Ｄそれぞれを開放する。
また、チェンジャー機構１２０は、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃを中心としたチェンジャアーム１２１の回転面に対して、垂直なＳ方向対して平行に主軸２０４Ｓから離れる方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。
そして、チェンジャー機構１２０は、マガジン割出し位置１０１Ａにおける工具格納部１０１が円弧Ｑ上を９０度回転して、チェンジャアーム部１２１Ａの把持部１２１ＡＨに対して被交換工具３０１Ｄを把持させる。

図４は、本実施形態におけるチェーン１１０における工具格納部の配置を説明する図である。
工具格納部は、工具径が標準径の標準径工具３０１Ｎを格納する標準径工具格納部１０１Ｎと、工具径が上記標準径の範囲に含まれない標準径外工具３０１Ｏを格納する標準径外工具格納部１０１Ｏとがある。
図４（ａ）は、標準径外工具格納部１０１Ｏの配置を説明している。この図４（ａ）において、標準径外工具格納部１０１Ｏには、標準径の範囲を下回る小径工具３０１ＯＵＤを格納する小径工具格納部１０１ＯＵＤと、標準径の範囲を超える大径工具３０１ＯＵＰを格納する大径工具格納部１０１ＯＵＰとがある。

小径工具格納部１０１ＯＵＤと大径工具格納部１０１ＯＵＰとの各々は、標準径外工具グループ１１５として、隣接した領域（例えば、チェーン内の一領域）においてチェーン１１０に配置されて設けられる。小径工具格納部１０１ＯＵＤは、小径工具が他と干渉しないため、大径工具格納部１０１ＯＵＰに隣接して配置することができる。

図４（ｂ）は、標準径工具格納部１０１Ｎの配置を説明している。標準径工具格納部１０１Ｎは、標準径工具３０１Ｎが隣接する他の標準径工具３０１Ｎと干渉しないため、互いに隣接して配置することができる。
また、本実施形態においては、チェーン１１０に隣接して配置されている標準径工具格納部１０１Ｎの各々を、複数の標準径工具グループ１１７に分割している。ここで、標準径工具格納部の各々を複数個ずつのグループとして分割して標準径工具グループ１１７を生成する際、標準径工具グループ１１７の各々に属する標準径工具格納部の個数は、それぞれ同じでも、異なっていてもいずれでもよい。

図４（ｂ）においては、一例として、標準径工具グループ１１７の各々が、１０個の標準径工具格納部１０１Ｎを備えている。この１０個の標準径工具格納部１０１Ｎの内訳は、標準径工具３０１Ｎが把持されている９個の標準径工具格納部１０１ＮＳと、標準径工具３０１Ｎが把持されていない１個の標準径工具格納部１０１ＮＥとを備えている。ここで、標準径工具格納部１０１ＮＥは、標準径工具３０１Ｎを把持させていない空のバッファ工具格納部として設けられている（本実施形態がポット分離型のため、ポットはバッファ工具格納部から工具とともに取り出されている）。

上述した標準径外工具グループ１１５に属する標準径外工具格納部１０１Ｏの各々は、標準径外工具３０１Ｏの工具径が他の標準径工具３０１と異なるため、標準径工具格納部１０１Ｎに格納することができず、標準径外工具３０１Ｏを、取り出した標準径外工具格納部１０１Ｏに対して戻す必要があり、固定番地方式が適用される。
一方、標準径工具３０１の各々には、標準径工具格納部１０１ＮＥであれば、いずれの位置の標準径工具格納部１０１Ｎに戻しても良いため、工具準備の短縮のために書換番地方式が適用される。

図５は、図１及び図２の工具交換システム１００における信号処理・制御部１５０の構成例を説明する図である。
図５において、信号処理・制御部１５０は、工具スイング駆動部１５１、マガジン駆動部１５２、チェンジャ駆動部１５３、工具検知部１５４、工具交換判定部１５５、工具情報記憶部１５６、工具情報表示部１５７及び加工プログラム指令部１５８の各々を備えている。上記工具スイング駆動部１５１、マガジン駆動部１５２、チェンジャ駆動部１５３及び工具検知部１５４の各々は、駆動制御部１５０Ｃを形成している。

工具スイング駆動部１５１は、図３において説明した、交換工具３０１が把持された工具格納部、例えば標準径工具格納部１０１ＮＳを円弧Ｑに沿って９０度の角度で回転（スイング）させる。これにより、例えば、チェンジャアーム１２１のチェンジャアーム部１２１Ａの把持部１２１ＡＨに対して、標準径工具格納部１０１ＮＳに把持された標準径工具３０１を格納可能な位置に移動させる。

マガジン駆動部１５２は、チェーン回転機構１３０におけるモータを駆動し、チェーン１１０をプーリ１８０に沿って回転させ、標準径工具格納部１０１Ｎ及び標準径外工具格納部１０１Ｏ（以降、標準径工具格納部１０１Ｎ及び標準径外工具格納部１０１Ｏの双方を一括して示す場合、工具格納部１０１とする）の各々を、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。
マガジン割出し位置１０１Ａは、工作機械２００の主軸２０４Ｓに付けられている被交換工具３０１Ｄを交換工具３０１Ｃと交換する際、この交換工具３０１Ｓが把持されている工具格納部１０１を停止させる位置、すなわちチェンジャアーム１２１に工具格納部１０１が対向する位置である。

チェンジャ駆動部１５３は、チェンジャー機構１２０を駆動し、すなわち図３に示すように、チェンジャアーム１２１を接続点１２１Ｃを中心として円弧Ｒに沿って回転させ、かつＳ方向に移動させる。これにより、チェンジャアーム１２１のチェンジャアーム部に把持されている交換工具３０１Ｃを、工作機械２００の主軸２０４Ｓに取り付けられている被交換工具３０１Ｄと交換する処理が行なわれる。

工具検知部１５４は、チェーン１１０における各工具格納部１０１に工具が格納されているか否か（把持されているか否か）を、工具有無確認センサ１６０の検知信号により検知する。
上記工具有無確認センサ１６０は、マガジン割出し位置１０１Ａの近傍に配置され、このマガジン割出し位置１０１Ａに対向する工具格納部１０１における工具の有無を確認する。また、工具有無確認センサ１６０は、工具格納部１０１に工具が把持されて存在する場合、工具が把持されていることを示す工具検知信号を、後述する工具交換判定部１５５に対して検知信号として出力する。
一方、工具有無確認センサ１６０は、工具格納部１０１に工具が把持されておらずに存在していない場合、工具が把持されていないことを示す工具非検知信号を、工具交換判定部１５５に対して検知信号として出力する。

工具交換判定部１５５には、加工プログラムに記述された、現在の工程で使用されている工具（被交換工具）、及び次の工程において使用される工具（交換工具）などの加工工具情報が、加工プログラム指令部１５８から供給される。この加工工具情報は、上記被交換工具及び交換工具の各々の工具番号を含んでいる。
そして、工具交換判定部１５５は、上記加工工具情報に基づいて、交換工具の格納されている工具格納部番号（チェーン番号と示す場合もある）と被交換工具を戻す工具格納部番号との各々を、工具テーブルを参照して求める処理を行なう。

図６は、工具情報記憶部１５６に書き込まれている、加工プログラムで使用する工具の情報である工具情報が記載された工具テーブルの構成例を示す図である。
図６の工具テーブルにおいて、レコード毎に、工具番号及び工具種別の各々を記載する欄が設けられている。
工具番号は、加工プログラムの加工に用いられる工具の各々を識別するための識別情報の一例であり、それぞれの工具に対して付与されている番号である。
工具種別は、工具の各々が標準径工具、あるいは小径工具、または大径工具のいずれかであるかを示す情報である。

図７は、工具情報記憶部１５６に書き込まれている、チェーン１１０における工具格納部の工具位置情報が記載された工具位置テーブルの構成例を示す図である。
図７（ａ）が標準径工具が格納された工具位置を示す標準径工具位置テーブルの構成例であり、図７（ｂ）が標準径外工具が格納された工具位置を示す標準径外工具位置テーブルの構成例である。

図７（ａ）の標準径工具位置テーブルにおいて、レコード毎に、マガジン番号、工具番号、グループ情報及び変更フラグの各々を記載する欄が設けられている。
マガジン番号は、チェーン１１０における標準径工具格納部の各々の位置を示す位置情報である。例えば、予め設定した基準の工具格納部の位置を位置番号＃１として、順次、時計回りに繰り上げた位置番号＃ｎを付与していく。加工プログラムによる加工を開始する際に、予めチェーン１１０における各工具格納部１０１の位置を設定しておく。

工具番号は、同一レコードのマガジン番号の標準径工具格納部に格納されている、上述した工具の各々を識別するための識別情報である。
グループ番号は、同一レコードのマガジン番号の標準径工具格納部が属す、チェーン１１０における標準径工具格納部１０１Ｎを分割したグループを識別する番号である。
変更フラグは、マガジン番号に格納される標準径工具が変更された場合、あるいはグループが変更された場合にフラグが立てられ（「１」が記載され）、格納される標準径工具及びグループのいずれも変更されない場合にフラグが消去される（「０」が記載される）。

図７（ｂ）の標準径外工具位置テーブルにおいて、レコード毎に、マガジン番号及び工具番号の各々を記載する欄が設けられている。
マガジン番号は、チェーン１１０における標準径外工具格納部の各々の位置を示す位置情報である。例えば、予め設定した基準の工具格納部の位置を位置番号＃１として、順次、時計回りに繰り上げた位置番号＃ｎを付与していく。加工プログラムによる加工を開始する際に、予めチェーン１１０における各工具格納部１０１の位置を設定しておく。
工具番号は、同一レコードのマガジン番号の標準径外工具格納部に格納されている、上述した工具の各々を識別するための識別情報である。

また、上述した工具テーブル（図６）、標準径工具位置テーブル（図７（ａ））及び標準径外工具位置テーブル（図７（ｂ））の各々は、それぞれチェーン１１０を識別するチェーン番号毎（すなわち、加工プログラム毎）に設けられている。

図５に戻り、工具交換判定部１５５は、加工プログラムに従った加工工程において、加工プログラム指令部１５８から供給される交換工具及び被交換工具の工具番号を示す加工工具情報により、交換工具となる工具が格納されている、あるいは被交換工具となる工具が格納されている工具格納部のマガジン番号を抽出する。

このとき、工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における工具テーブルを参照して、交換工具が標準径工具あるいは標準径外工具のいずれであるかの判定を行なう。
そして、工具交換判定部１５５は、交換工具が標準径工具である場合、図７（ａ）の標準径工具位置テーブルを参照して、交換工具が格納されている標準径工具格納部のマガジン番号を読み出す。
一方、工具交換判定部１５５は、交換工具が標準径外工具である場合、図７（ｂ）の標準径外工具位置テーブルを参照して、交換工具が格納されている標準径外工具格納部のマガジン番号を読み出す。

また、工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における工具テーブルを参照して、被交換工具が標準径工具あるいは標準径外工具のいずれであるかの判定を行なう。
そして、工具交換判定部１５５は、被交換工具が標準径工具である場合、図７（ａ）の標準径工具位置テーブルを参照して、被交換工具が格納されている標準径工具格納部のマガジン番号を読み出す。
一方、工具交換判定部１５５は、被交換工具が標準径外工具である場合、図７（ｂ）の標準径外工具位置テーブルを参照して、被交換工具が格納されている標準径外工具格納部のマガジン番号を読み出す。
工具交換判定部１５５は、交換工具及び被交換工具の各々が、それぞれ標準径工具であるか、あるいは標準径外工具であるかにより、以下に示す工具交換の制御を行なう。

・交換工具及び被交換工具の双方が標準径工具である場合
図８は、書換番地方式において、先読みを行なった場合と先読みを行なわない場合とにおける加工用工具の交換時間の処理を示す図である。
図８（ａ）は、次工程において用いる工具の先読みが行なわれない一般の加工プログラムと、工具の先読みが行なわれる先読みの加工プログラムの一例を示している。
図８（ａ）において、「Ｔ１０； Ｔ００１０００２０」と記載されている文字列が、次工程において用いられる工具の工具番号を示す先読の命令文（次工程及び次次工程で加工に用いられる工具の準備の時間を短縮させるため、次工程及び次次工程における工具の工具番号を加工プログラム指令部１５８に先読みさせる命令文）である。この命令文の文字列において、「Ｔ００１０」が次工程で用いられる工具番号Ｔ１０を示し、「（Ｔ）００２０」が次次工程（次工程のさらに次工程）で用いられる工具番号Ｔ２０を示している。

図８（ｂ）及び図８（ｃ）の各々は、書換番地方式において、それぞれ先読みを行なった場合、先読みを行なわない場合における工具交換判定部１５５が行なう工具の交換の動作のタイミングを示すタイムチャートである。また、図８（ｂ）及び図８（ｃ）において、横軸が時間であり、縦軸において「Ｈ」レベルが駆動中であり、「Ｌ」レベルが停止中を示している。

図８（ｂ）においては、工具番号Ｔ１０による加工処理の時間が長い場合、その後の工具番号Ｔ３０の格納されている工具格納部の位置の割出し（チェーン１１０における工具格納部の位置を示すマガジン番号を求める処理）が行なわれない。また、先読みを行なったとしても、被交換工具である工具番号Ｔ１０の工具を変換するまで、工具格納部の位置の割出し（位置を求める処理）が行なわれない。

図８（ｃ）においては、工具番号Ｔ１０の工具による加工処理の時間が長い場合、次工程に用いられる工具番号Ｔ２０の工具と、次次工程に用いられる工具番号Ｔ３０の工具との情報が取得することができる。
そして、工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６の工具情報テーブルにより工具番号Ｔ２０、工具番号Ｔ３０それぞれが標準径工具であることを検出する。
これにより、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ２０及び工具番号Ｔ３０の各々が格納されている標準径工具格納部のマガジン番号、グループ情報それぞれを、工具情報記憶部１５６の標準径工具位置テーブルを参照して抽出する。

このため、工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃを制御して、例えば、工具番号Ｔ２０の工具を交換工具として、工具番号Ｔ２０の工具が格納されたマガジン番号の標準径工具格納部を、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。その後、工具交換判定部１５５は、上記標準径工具格納部１０１Ｎを弧Ｑに沿って９０度回転させ、交換工具が主軸２０４Ｓと平行となるように、標準径工具格納部１０１Ｎの位置決めを行ない（待機位置の調整）、工具交換の処理まで待機させる。
この時点において、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ３０の属するグループの割出しを行なう。
そして、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の工具による加工の処理が終了した後、チェンジャアーム１２１を方向Ｓに沿って上下移動させ、この工具番号Ｔ１０の工具を被交換工具として主軸２０４Ｓから外し、チェンジャアーム部１２１Ｂに把持させ、かつ標準径工具格納部１０１Ｎにおける工具番号Ｔ２０の工具を交換工具として、チェンジャアーム部１２１Ａに把持させる。
工具交換判定部１５５は、チェンジャアーム１２１を弧Ｒに沿って１８０度回転させる。ここで、主軸２０４Ｓが方向Ｓに沿って上下移動することで、工具番号Ｔ２０の工具を交換工具として主軸２０４Ｓに取り付けられて工具交換を終了する。

その後、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ３０の属するグループのバッファ工具格納部の位置を割り出し、このバッファ工具格納部をマガジン割出し位置１０１Ａに移動させる（このとき、工具番号Ｔ２０による加工が行なわれている）。
そして、工具交換判定部１５５は、主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム部１２１Ｂに把持されている工具番号Ｔ１０の工具を被交換工具として戻す（格納させる）。
また、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の工具を被交換工具として戻した後、工具番号Ｔ３０の格納されている標準径工具格納部を、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。
工具交換判定部１５５は、チェンジャアーム部１２１Ｂに工具番号Ｔ３０の工具を交換工具として把持させる。

上述したように、本実施形態によれば、先読みした交換工具となる工具番号の工具の属するグループを検索することにより、主軸２０４Ｓから外された被交換工具である工具を、その交換工具の属するグループにおけるバッファ工具格納部に戻すことで、主軸２０４Ｓに取り付けられている被交換工具による加工時間が長い場合においても、次次工具を容易に工具交換の待機位置に待機させることが可能となり、先読みした工具を準備する時間を従来の方式に比較して、より早くすることが可能となり、ワークを加工する加工時間を低減することができる。

・交換工具が標準径工具であり、被交換工具が標準径外工具である場合
図９は、書換番地方式及び固定番地方式の併用において先読みを行なった場合における加工用工具の交換時間の処理を示す図である。
図９（ａ）は、工具の先読みが行なわれる先読みの加工プログラムの一例を示している。
図９（ａ）において、図８（ａ）と同様に、「Ｔ１０； Ｔ００１０００２０」と記載されている文字列が、次工程において用いられる工具の工具番号を示す命令である。この命令の文字列において、「Ｔ００１０」が次工程で用いられる工具番号Ｔ１０を示し、「（Ｔ）００２０」が次次工程（次工程のさらに次工程）で用いられる工具番号Ｔ２０を示している。

図９（ｂ）は、書換番地方式において先読みを行なった場合の工具交換判定部１５５が行なう工具の交換の動作のタイミングを示すタイムチャートである。また、図９（ｂ）において、横軸が時間であり、縦軸において「Ｈ」レベルが駆動中であり、「Ｌ」レベルが停止中を示している。ここで、主軸２０４Ｓには、工具番号Ｔ２の標準径工具が取り付けられている。
工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６の工具情報テーブルにより工具番号Ｔ１０の工具が標準径外工具であり、工具番号Ｔ２０の工具が標準径工具であることを検出する。

工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０が標準径外工具であるため、工具番号Ｔ２の標準径工具の属するグループのバッファ工具格納部に戻すことができないことを検知する。
そのため、工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃを制御して、次の工具番号Ｔ２０の属するグループにおけるバッファ工具格納部に、工具番号Ｔ２の被交換工具を戻す制御を行なう。

すなわち、工具交換判定部１５５は、チェーン１１０を駆動させて、工具番号マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。
そして、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の工具を交換工具として、工具交換の待機位置に待機させる。
工具番号Ｔ２の工具による加工の処理が終了した後、チェンジャアーム１２１が方向Ｓに沿って上下移動することで、チェンジャアーム１２１が工具番号Ｔ１０の交換工具と、工具番号Ｔ２の被交換工具とを把持することで交換する。Ｓ方向に上下移動において、Ｓ方向に沿って下に移動が、主軸２０４Ｓから遠ざかる方向に移動することであり、被交換工具を主軸２０４Ｓから取り外す動作である。一方、Ｓ方向に沿って上に移動が、主軸Ｓに近づく方向に移動することであり、交換工具を主軸２０４Ｓに取り付ける動作である。

また、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ２０の属するグループのバッファ工具格納部のチェーン１１０における位置を割り出し、このバッファ工具格納部をマガジン割出し位置１０１Ａに移動させる（このとき、工具番号Ｔ１０の工具による加工が行なわれている）。
そして、工具交換判定部１５５は、主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム部１２１Ｂに把持されている工具番号Ｔ２の工具を、工具番号Ｔ２０の工具の属するグループのバッファ工具格納部に被交換工具として戻す（格納させる）。

また、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の工具を被交換工具として戻した後、工具番号Ｔ２０の格納されている標準径工具格納部を、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。
そして、工具交換判定部１５５は、チェンジャアーム部１２１Ｂに工具番号Ｔ２０の工具を交換工具として把持させる。
この後、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の標準径外工具を被交換工具として戻す標準径外工具格納部のマガジン番号を、工具情報記憶部１５６の標準径外工具位置テーブルを参照して検出する。

工具交換判定部１５５は、工具番号１０の固定番地としてのマガジン番号の標準径外工具格納部を、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる（このとき、工具番号Ｔ１０による加工が行なわれている）。
そして、工具交換判定部１５５は、工具番号Ｔ１０の工具による加工の処理が終了した後、この工具番号Ｔ１０の工具を被交換工具として主軸２０４Ｓから外し、チェンジャアーム部１２１Ｂに把持させる。
工具交換判定部１５５は、工具番号１０の固定番地としてのマガジン番号の標準径外工具格納部に、工具番号Ｔ１０の標準径外工具を格納する（戻す）。

上述したように、本実施形態によれば、標準径工具の加工工程の間に、標準径外工具の加工工程が挟まれていた場合において、標準径工具の交換工具として次次工程の工具のグループにおけるバッファ工具格納部に被交換工具を戻す。そして、次次工程の交換工具をチェンジャアームに取得した後、工具番号Ｔ１０の標準径外工具のマガジン番号の標準径外工具格納部をマガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。ここで、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させつつ、工具番号Ｔ１０の固定番地の加工が終了した後、主軸２０４Ｓから被交換工具である工具番号Ｔ１０の標準径外工具を外して、チェンジャアーム１２１を経由して標準径外工具のマガジン番号の標準径外工具格納部に格納する。

このため、本実施形態によれば、標準径外工具が標準径工具の加工処理の間に挟まれていたとしても、次次工程における標準径工具の属するバッファ工具格納部に、被交換工具の工具を格納することで戻し、かつ次次工程の工具も取得することが可能であるため、先読みした工具を準備する時間を従来の方式に比較して、より早くすることが可能となり、ワークを加工する加工時間を低減することができる。
また、交換工具が標準径外工具であり、被交換工具が標準径工具である場合においても、上述した図９における処理を行なうことが可能である。

また、本実施形態において、分割した標準径工具グループにおいて、次工具が格納されている標準径工具格納部が属する標準径工具グループのバッファ工具格納部より、隣接する他の標準径工具グループにおけるバッファ工具格納部までの距離が少ない場合、工具交換判定部１５５が、次工具が格納されている標準径工具マガジンを、隣接する他の標準径工具グループに属させるように、標準径工具グループ１１７の各々を再構成してもよい。
図１０は、標準径工具グループに属する標準径工具格納部の数を変更する処理を説明する概念図である。
上述したように、チェーン１１０における標準径工具格納部を標準径工具グループ１１７に分割した後、加工処理が進むことにより、交換工具として取り出す標準径工具からの距離が、当該標準径工具の属する標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部のチェーン１１０における位置より、隣接する標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部のチェーン１１０における位置までの距離が近くなる場合がある。

図１０（ａ）は、処理開始前に分割された際における標準径工具グループ１１７＿１及び標準径工具グループ１１７＿２の標準径工具格納部の構成を示している。
一方、図１０（ｂ）は、加工処理が進んだ場合における、標準径工具グループ１１７＿１及び標準径工具グループ１１７＿２の標準径工具格納部の構成を示している。
図１０（ａ）において、標準径工具グループ１１７＿１には標準径工具格納部１０１ＮＥ＿１が存在し（他の標準径工具格納部１０１Ｎには標準径工具が格納されている）、一方、標準径工具グループ１１７＿２には標準径工具格納部１０１ＮＥ＿２が存在している（他の標準径工具格納部１０１Ｎには標準径工具が格納されている）。

そして、図１０（ｂ）の「変更前」の状態は、標準径工具グループ１１７＿１において、標準径工具格納部１０１ＮＥ＿１（バッファ工具格納部）に対して標準径工具が格納され、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３となる。一方、標準径工具グループ１１７＿１において、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿１から標準径工具が取り出され、標準径工具格納部１０１ＮＥ＿３となる。
また、図１０（ｂ）の「変更前」の状態は、標準径工具グループ１１７＿２において、標準径工具格納部１０１ＮＥ＿２（バッファ工具格納部）に対して標準径工具が格納され、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿４となる。一方、標準径工具グループ１１７＿２において、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿２から標準径工具が取り出され、標準径工具格納部１０１ＮＥ＿４となる。

このため、次の加工工程において交換工具となる標準径工具が標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３に格納されている場合、この標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３からの距離が、標準径工具グループ１１７＿１におけるバッファ工具格納部である標準径工具格納部１０１ＮＥ＿２の位置より、標準径工具グループ１１７＿２におけるバッファ工具格納部である標準径工具格納部１０１ＮＥ＿４の位置までの距離が近く（小さく）なる。

本実施形態において、工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６の標準径工具位置テーブルを参照して、交換工具である標準径工具が格納されている標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３の属する標準径工具グループ１１７＿１と、チェーン１１０における標準径工具グループ１１７＿１の前側及び後側に隣接する標準径工具グループ１１７との各々におけるバッファ工具格納部のチェーン１１０における位置（マガジン番号）を抽出する。
工具交換判定部１５５は、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３と、標準径工具グループ１１７＿１及び標準径工具グループ１１７＿１に隣接する他の標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部との標準径工具格納部１０１Ｎの数の差分を求め、この差分の最も小さいバッファ工具格納部を求める。

そして、工具交換判定部１５５は、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３からの距離が最も小さいバッファ工具格納部が標準径工具グループ１１７＿１の標準径工具格納部１０１ＮＥ＿４である場合、標準径工具グループ１１７＿１及び標準径工具グループ１１７＿２の分割の再設定（再構成する変更）を行なう。
この結果、工具交換判定部１５５は、図１０（ｂ）の「変更後」に示すように、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３を除去することで、標準径工具グループ１１７＿１を新たに標準径工具グループ１１７＿１Ｃとし、標準径工具格納部１０１ＮＳ＿３を編入することで、標準径工具グループ１１７＿２を新たに標準径工具グループ１１７＿２Ｃとする。

また、工具交換判定部１５５は、上記標準径工具グループ１１７の変更に対応して、工具情報記憶部１５６の標準径工具位置テーブルにおける標準径工具格納部１０１Ｎの属する標準径工具グループ１１７を更新する。
上述した構成により、本実施形態によれば、交換工具を取り出す標準径工具格納部１０１ＮＳと、被交換工具を格納する標準径工具格納部１０１ＮＳ（バッファ工具格納部）との距離を常に最小とすることができ、交換工具の準備に係る時間を短縮することが可能となる。

図１１は、第１の実施形態の工具交換システムにおける工具交換の処理の動作例を示すフローチャートである。以下のフローチャートの処理は、各工程における工具の準備を行なう命令毎に実行される。
ステップＳ１０１：工具交換判定部１５５は、工具番号として、現時点で主軸２０４Ｓに取り付けられている工具の工具番号（現主軸工具番号）ＴＳと、現時点でチェンジャアーム１２１が把持されている、あるいは工具交換の待機位置に待機している被交換工具の工具番号（現返却工具番号）ＴＲとの各々の読み込みを行なう。

ステップＳ１０２：加工プログラム指令部１５８は、加工プログラムにおける工具準備指令「Ｔ００ＴＳ００ＴＲ」から、次加工で用いる工具の工具番号である次工具番号ＴＡと、次次加工で用いる工具の工具番号である次次工具番号ＴＢを分離して抽出する。
そして、加工プログラム指令部１５８は、抽出した次工具番号ＴＡ及び次次工具番号ＴＢの各々を工具交換判定部１５５に対して出力する。

ステップＳ１０３：工具交換判定部１５５は、現返却工具番号ＴＲが返却（バッファ工具格納部に格納）されているか否かの判定を、工具有無確認センサ１６０の検知信号により行なう。
このとき、工具交換判定部１５５は、現返却工具番号ＴＲが返却されている場合、処理をステップＳ１０４へ進める。
一方、工具交換判定部１５５は、現返却工具番号ＴＲが返却されていない場合、ステップＳ１０３の処理を再度行なう。

ステップＳ１０４：工具交換判定部１５５は、マガジン番号（チェーン番号）及び工具番号の各々が記載された、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルを参照する（読み込む）。

ステップＳ１０５：工具交換判定部１５５は、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次工具番号ＴＡが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を検出する（次工具番号ＴＡの標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を割出す）。

ステップＳ１０６：工具交換判定部１５５は、次工具番号ＴＡの工具と当該ポットとが格納された標準径工具格納部１０１Ｎを、弧Ｑに沿って９０度スイングさせる。
これにより、工具交換判定部１５５は、次工具番号ＴＡの工具を、工具交換の待機位置に移動させる。

ステップＳ１０７：工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、次工具番号ＴＡを取り出した標準径工具格納部１０１Ｎをバッファ工具格納部とする情報を書き込む。

ステップＳ１０８：工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了したか否かを、工作機械２００における動作情報により検出する。
このとき、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了した場合、処理をステップＳ１０９へ進める。
一方、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了していない場合、処理をステップＳ１１３へ進める。

ステップＳ１０９：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、現主軸工具番号ＴＳの工具を主軸２０４Ｓから外してチェンジャアーム１２１に把持させ、次工具番号ＴＡを主軸２０４Ｓに取り付ける工具交換の処理を行なう制御指令を出力する。
これにより、現主軸工具番号ＴＳの工具が主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム１２１に把持され、次工具番号ＴＡの工具がチェンジャアーム１２１から主軸２０４Ｓへ取り付けられる。
ここで、現主軸工具番号ＴＳの工具が被交換工具の旧主軸工具番号ＴＳの工具となり、次工具番号ＴＡの工具が現主軸工具番号ＴＡの工具となる。

ステップＳ１１０：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、旧主軸工具番号ＴＳの工具を、次工具番号ＴＡが格納されていたマガジン番号（チェーン番号）ＣＡである、バッファ工具格納部の標準径工具格納部１０１Ｎに戻す制御指令を出力する。
これにより、旧主軸工具番号ＴＳの工具は、マガジン番号ＣＡの標準径工具格納部１０１Ｎに格納される。

ステップＳ１１１：工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、マガジン番号ＣＡの標準径工具格納部１０１Ｎに旧主軸工具番号ＴＳの工具が格納された情報を書き込む。

ステップＳ１１２：工具交換判定部１５５は、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次次工具番号ＴＢが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を検出する（次工具番号ＴＢの標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を割出す）。

ステップＳ１１３：工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルを参照して、次次工具番号ＴＢの工具が属するグループである標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部のマガジン番号（バッファポットの把持されている工具格納部のチェーン１１０における位置）ＴＹを検索する。

ステップＳ１１４：工具交換判定部１５５は、次工具番号ＴＡが格納されていた標準径工具格納部１０１Ｎの位置から、次次工具番号ＴＢの工具が格納されている標準径工具格納部１０１Ｎの位置までの割出数（工具格納部の個数）ＰＡを算出する。
また、工具交換判定部１５５は、次次工具番号ＴＢの工具が属する標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部のマガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎの位置から、次次工具番号ＴＢの工具が格納されている標準径工具格納部１０１Ｎの位置までの割出数（工具格納部の個数）ＰＢを算出する。

ステップＳ１１５：工具交換判定部１５５は、割出数ＰＡと割出数ＰＢとの各々の数値（個数）の比較を行なう。
このとき、工具交換判定部１５５は、割出数ＰＡが割出数ＰＢが超えている（ＰＡ＞ＰＢである）場合、処理をステップＳ１１６へ進める。
一方、工具交換判定部１５５は、割出数ＰＡが割出数ＰＢ以下である（ＰＡ≦ＰＢである）場合、処理をステップＳ１２２へ進める。

ステップＳ１１６：工具交換判定部１５５は、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次次工具番号ＴＢの工具が属する標準径工具グループ１１７におけるマガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎから、マガジン割出し位置１０１Ａまでのマガジン数を算出する（バッファポットＴＹ割出）。
そして、工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動させる制御指令（上記マガジン数を添付）を出力する。
これにより、駆動制御部１５０Ｃは、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動させるため、チェーン１１０の回転を開始させる。

ステップＳ１１７：工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了したか否かを、工作機械２００における動作情報により検出する。
このとき、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了した場合、処理をステップＳ１１８へ進める。
一方、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了していない場合、ステップＳ１１７の処理を繰返す。

ステップＳ１１８：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、現主軸工具番号ＴＳの工具を主軸２０４Ｓから外してチェンジャアーム１２１に把持させ、次工具番号ＴＡを主軸２０４Ｓに取り付ける工具交換の処理を行なう制御指令を出力する。
これにより、現主軸工具番号ＴＳの工具が主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム１２１に把持され、次工具番号ＴＡの工具がチェンジャアーム１２１から主軸２０４Ｓへ取り付けられる。
ここで、現主軸工具番号ＴＳの工具が被交換工具の旧主軸工具番号ＴＳの工具となり、次工具番号ＴＡの工具が現主軸工具番号ＴＡの工具となる。

ステップＳ１１９：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動したか（割出したか否か）否かを問い合せる。
このとき、工具交換判定部１５５は、問合せの結果において、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動した場合、処理をステップＳ１２０へ進める。
一方、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動していない場合、ステップＳ１１９の処理を繰返す。

ステップＳ１２０：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、旧主軸工具番号ＴＳの工具を、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎに戻す制御指令を出力する。
これにより、旧主軸工具番号ＴＳの工具は、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎに格納される。

ステップＳ１２１：工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、マガジン番号ＣＹの標準径工具格納部１０１Ｎに旧主軸工具番号ＴＳの工具が格納された情報を書き込む。

ステップＳ１２２：工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了したか否かを、工作機械２００における動作情報により検出する。
このとき、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了した場合、処理をステップＳ１２３へ進める。
一方、工具交換判定部１５５は、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了していない場合、ステップＳ１２２の処理を繰返す。

ステップＳ１２３：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、現主軸工具番号ＴＳの工具を主軸２０４Ｓから外してチェンジャアーム１２１に把持させ、次工具番号ＴＡを主軸２０４Ｓに取り付ける工具交換の処理を行なう制御指令を出力する。
これにより、現主軸工具番号ＴＳの工具が主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム１２１に把持され、次工具番号ＴＡの工具がチェンジャアーム１２１から主軸２０４Ｓへ取り付けられる。
ここで、現主軸工具番号ＴＳの工具が被交換工具の旧主軸工具番号ＴＳの工具となり、次工具番号ＴＡの工具が現主軸工具番号ＴＡの工具となる。

ステップＳ１２４：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、旧主軸工具番号ＴＳの工具を、次工具番号ＴＡが格納されていたマガジン番号（チェーン番号）ＣＡである、バッファ工具格納部の標準径工具格納部１０１Ｎに戻す制御指令を出力する。
これにより、旧主軸工具番号ＴＳの工具は、マガジン番号ＣＡの標準径工具格納部１０１Ｎに格納される。

ステップＳ１２５：工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、マガジン番号ＣＡの標準径工具格納部１０１Ｎに旧主軸工具番号ＴＳの工具が格納された情報を書き込む。

図１２は、第２の実施形態（後述）におけるチェーンの工具格納部に対する工具の格納状態を表示する表示器の配置例を示す図である。
表示器１７０は、担当者がチェーン１１０における工具格納部の各々に工具を格納する工具手動交換位置１０１Ｂの近傍に配置された表示装置であり、工具格納部における工具の格納状態が表示画面に表示される。第１の実施形態においても、図１２の第２の実施形態と同様に、表示器１７０は、工具手動交換位置１０１Ａの近傍に配置される。

図１３は、図１２の表示器１７０に表示される画面の一例を示す図である。
図１３（ａ）は、加工を開始する前の最初に行なう、工具格納部に対する手動の工具格納処理において、担当者が用いる画面である。
担当者は、表示器１７０の表示画面における入力画面領域５０１に表示された各入力ボタンにより、所定の工具番号を対応する工具格納部のマガジン番号を設定し、それに従って工具の格納を行なう。
そして、担当者が工具番号の自動設定を入力画面領域５０１において指示することにより、工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、チェーン１１０を回転させて、工具有無確認センサ１６０の検知信号により、工具格納部の各々に工具が格納されているかを確認する。

そして、工具交換判定部１５５は、確認の結果を工具情報記憶部１５６の標準径工具位置テーブル及び標準径外工具位置テーブルの各々に書き込む。このとき、工具番号は、マガジン番号と同一の番号として設定される。
また、工具交換判定部１５５は、工具有無確認センサ１６０により検知した工具格納部に対する工具の格納状態の情報を、工具情報記憶部１５６に書き込むとともに、マガジン番号（チェーン番号）の各々に格納されている工具の情報、例えば、工具番号（工具Ｎｏ）、固定方式（固定）の工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、書換番地方式（書換）に対応した工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、バッファ工具格納部であるか否か（そうであればチェックが付与）、マガジン番号が属する標準径工具グループ（グループ）の番号などを、表示画面領域５０２に表示する。

図１３（ｂ）は、加工を開始する前の最初に行なった工具格納部に対する手動の工具格納処理の結果を示す画面である。この表示画面は、担当者による確認処理に用いられる。
ここで、工具交換判定部１５５は、工具有無確認センサ１６０により検知した工具格納部に対する工具の格納状態の情報を、工具情報記憶部１５６に書き込むとともに、マガジン番号（チェーン番号）の各々に格納されている工具の情報、例えば、工具番号（工具Ｎｏ）、固定方式（固定）の工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、書換番地方式（書換）に対応した工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、バッファ工具格納部であるか否か（そうであればチェックが付与）、マガジン番号が属する標準径工具グループ（グループ）の番号などを、表示器１７０の表示画面に表示する。

このとき、工具交換判定部１５５は、標準径工具グループの各々に、少なくとも１個のバッファ工具格納部の有無を確認し、もしバッファ工具格納部の無い標準径工具グループを表示するなどのアラームを、表示器１７０の表示画面領域５０３などに表示する。
また、工具交換判定部１５５は、チェーン１１０における工具格納部の各々が、固定方式または書換方式のいずれであるかが示されているため、固定方式である場合に格納可能な工具径を示すなどの表示を行なう機能を有し、担当者が工具格納部に工具を格納する際の支援を行なうことができる。

図１４は、加工処理が行なわれている際にＣＮＣ（computerized numerical control ）装置の表示器（不図示）の表示画面に表示される画面の一例を示す図である。ＣＮＣ装置は、工具交換システム１００のチェーン１１０の移動量や移動速度、また工作機械２００の加工における主軸２０４Ｓなどの移動量や移動速度を制御する装置である。
工具交換判定部１５５は、工具情報記憶部１５６の標準径工具位置テーブル及び標準径外工具位置テーブルの各々における工具格納部に対する工具の格納状態の情報、例えば、マガジン番号（チェーン番号）の各々に格納されている工具の情報、例えば、工具番号（工具Ｎｏ）、固定方式（固定）の工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、書換番地方式（書換）に対応した工具格納部か否か（そうであればチェックが付与）、バッファ工具格納部であるか否か（そうであればチェックが付与）、マガジン番号が属する標準径工具グループ（グループ）の番号、チェンジャアームが把持している（スイング）工具番号、工作機械の主軸に取り付けられている工具番号、工具格納部に格納する工具番号（次格納先）などを、ＣＮＣ装置（不図示）の表示器の表示画面に表示する。

チェンジャアームが把持している（スイング）工具番号の工具は、チェーン１１０の工具格納部から取り出した待機状態の工具（交換工具）である。
また、図１４の表示画面において、マガジン番号に対応した次格納先に示される工具番号は、加工に使用された後に、この工具番号の工具が被交換工具として戻されるマガジン番号を通知するために示されている。
また、図１４の表示画面は、工作機械や工具交換システムが、ワークの加工途中で異常停止した場合、手動及び自動の復旧時に役立つ工具情報として用いることができる。

また、工具交換判定部１５５は、表示器１７０に対して、図１３（ａ）の入力画面領域５０１における設定ボタンとして、「マガジン番号」、「グループ番号」、「工具番号」、「バッファ工具格納部」、「書換番地」、「固定番地」、固定番地の際に格納可能な「最大の工具径」及び「最小の工具径」などを表示させる構成としてもよい。
また、担当者が手動で工具格納部に工具を格納した後に自動チェック機能を起動させることにより、工具交換判定部１５５は、チェーン１１０を一回転させて、工具有無確認センサ１６０により、工具格納部の各々における工具の有無、バッファ工具格納部の配置情報である位置（マガジン番号）、工具番号の重複などについても確認し、以上があれば、表示器１７０の表示画面にアラームを表示させる構成としてもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図５と同様の信号処理・制御部１５０を備えているが、工具交換判定部１５５が工具交換判定部１５５Ａとなっている。
図１５は、第２の実施形態による工具交換システムを用いた工作機械の構成例を示す概念図である。図１５は、工具交換システム１００Ａを側面から見た図である。
図１５の工具交換システム１００Ａは、工具ポット（工具保持部）が非分離な形態の工具格納部１０１が連結されたチェーン１１０Ａを備えている。工具交換システム１００Ａにおける制御装置（後述）からの工具交換の制御信号により、工具格納部１０１に把持された交換工具３０１を、工作機械２００Ａの主軸２０４Ｓに把持された被交換工具３０２と交換する動作を、チェンジャー機構１２０Ａを駆動して行なう。

また、工作機械２００Ａは、コラム２０１、ワークテーブル２０２、ベース２０３及び主軸搭載部２０４が備えられている。
ワークテーブル２０２は、加工対象のワークが固定されており、加工プログラムに対応して、ベース２０３の上面において、Ｘ軸（図の横方向）を移動する。コラム２０１は、ベース２０３上面において、Ｚ軸（図の奥行方向）に移動する。
主軸搭載部２０４は、加工プログラムに対応した工具が把持され、この加工プログラムに基づいて、コラム２０１においてＹ軸方向（図の上下方向）に移動する。
上述したように、加工プログラムの処理に対応して、ワークに対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各々の方向に相対的に主軸搭載部２０４を移動させることで、主軸搭載部２０４の主軸（後述する主軸２０４Ｓ）に把持された工具（被交換工具３０１Ｄ）により、ワークの加工を行なう。

図１６は、第２の実施形態による工具交換システムの構成例を示す概念図である。図２は、工具交換システム１００Ａを正面から見た図である。
図１６において示すように、チェーン１１０Ａは、複数個の工具格納部１０１が直列に円状に連結された無限循環帯として構成されている。
チェーン１１０Ａは、サーボモータなどによるチェーン回転機構１３０Ａ（すでに述べたマガジン駆動部１５２で制御）により、方向Ｐの向きに回転させられる。
また、チェーン１１０Ａは、チェーン回転機構１３０Ａと、プーリ１８０の各々とに沿って回転する。

チェーン１１０Ａには、標準径工具３０１が格納されている標準径工具格納部と、標準径外工具３０５や標準径外工具３０６が格納されている標準径外マガジンが備えられている。ここで、標準径外工具３０５や標準径外工具３０６の各々の工具格納部は、標準径外工具グループ１１５Ａとして、チェーン１１０Ａにおける所定の領域にまとめて配置されている。
また、マガジン割出し位置１０１Ａは、チェンジャー機構１２０Ａによる、工作機械２００の主軸２０４Ｓに把持された被交換工具３０２と交換する動作が行なわれる位置である。
工具格納部１０１Ｂ＿１から工具格納部１０１Ｂ＿５の各々は、標準径工具３０１が格納されていない、標準径工具３０１を格納可能なバッファ工具格納部（後述する標準径工具格納部１０１ＮＥに対応）である。

図１７は、第２の実施形態による工具交換システムにおけるチェンジャー機構１２０Ａの動作を説明する図である
図１７において、チェンジャー機構１２０Ａは、チェンジャアーム部１２１Ａ及びチェンジャアーム部１２１Ｂの各々を備え、チェンジャアーム部１２１Ａとチェンジャアーム部１２１Ｂとの接続点１２１Ｃを中心として、Ｒ方向に回転自在のチェンジャアーム１２１が備えられている。チェンジャー機構１２０Ａは、加工プログラムにおいて、各加工工程で用いられる工具（標準径工具あるいは標準径外工具）を、工作機械２００Ａの主軸２０４Ｓに、順次、取り付け及び取り外しの動作を、以下に示す順序により行なう。

まず、チェンジャー機構１２０Ａは、マガジン割出し位置１０１Ａにおける工具格納部１０１が円弧Ｑ上を９０度回転して、チェンジャアーム部１２１Ａに対して交換工具３０１Ｃを把持させ、方向Ｓ２においてポット３０１Ｃ＿Ｐから離れる方向に移動する（チェーン１１０Ａの工具格納部近傍におけるチェンジャー機構１２０Ａ（１）に対応）。
これにより、チェンジャー機構１２０Ａは、標準径工具３０１（交換工具３０１Ｃ）をポット３０１Ｃ＿Ｐから分離し、チェンジャアーム部１２１Ａに交換工具３０１Ｃが把持された状態とする。
チェンジャー機構１２０Ａは、マガジン割出し位置１０１Ａにおける工具格納部１０１が円弧Ｑ上を４５度回転して、一旦、待機位置において待機する（チェーン１１０Ａから離れた位置のチェンジャー機構１２０Ａ（２）に対応）。

チェンジャー機構１２０Ａは、マガジン割出し位置１０１Ａにおける工具格納部１０１が円弧Ｑ上をさらに４５度回転して、主軸２０４Ｓに交換工具３０１を取り付ける位置に移動する（主軸２０４Ｓ近傍の位置のチェンジャー機構１２０Ａ（３）に対応）。
ここで、チェンジャー機構１２０Ａは、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃを中心としたチェンジャアーム１２１の回転面に対して、平行なＳ１方向に対して平行に主軸２０４Ｓに近づける方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。
これにより、チェンジャアーム部１２１Ｂには、主軸２０４Ｓに取り付けられた被交換工具３０１Ｄが把持される。
そして、チェンジャー機構１２０Ａは、垂直なＳ方向対して平行に主軸２０４Ｓから離れる方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。

チェンジャー機構１２０Ａは、主軸２０４Ｓの中心軸２０４Ｃの回り、すなわち円弧Ｒに沿ってチェンジャアーム１２１を１８０度回転させる。
この結果、交換工具３０１Ｃが把持されたチェンジャアーム部１２１Ａが主軸２０４Ｓの位置に移動し、被交換工具３０１Ｄが把持されたチェンジャアーム部１２１Ｂが主軸２０４Ｓから離れた位置に移動する。
そして、チェンジャー機構１２０Ａは、Ｓ１方向に対して平行に主軸２０４Ｓに、交換工具３０１Ｃが把持されたチェンジャアーム部１２１Ａを近づける方向に、チェンジャアーム１２１を所定の距離移動させる。

これにより、チェンジャアーム部１２１Ａに把持された被交換工具３０１Ｄが、主軸２０４Ｓに取り付けられる。
また、上述した操作を逆に行なうことで、被交換工具３０１Ｄを工具格納部に固定されたポット３０１Ｃ＿Ｐに対して挿入し、被交換工具３０１Ｄの工具格納部に対する格納を行なう。

図１８は、第２の実施形態の工具交換システムにおける工具交換の処理の動作例を示すフローチャートである。以下のフローチャートの処理は、各工程における工具の準備を行なう命令毎に実行される。
ステップＳ２０１：工具交換判定部１５５Ａは、工具番号として、現時点で主軸２０４Ｓに取り付けられている工具の工具番号（現主軸工具番号）ＴＳと、現時点でチェンジャアーム１２１が把持している被交換工具の工具番号（現返却工具番号）ＴＲとの各々の読み込みを行なう。

ステップＳ２０２：加工プログラム指令部１５８は、加工プログラムにおける工具準備指令「Ｔ００ＴＳ００ＴＲ」から、次加工で用いる工具の工具番号である次工具番号ＴＡと、次次加工で用いる工具の工具番号である次次工具番号ＴＢを分離して抽出する。
そして、加工プログラム指令部１５８は、抽出した次工具番号ＴＡ及び次次工具番号ＴＢの各々を工具交換判定部１５５Ａに対して出力する。

ステップＳ２０３：工具交換判定部１５５Ａは、現返却工具番号ＴＲが返却（バッファ工具格納部に格納）されているか否かの判定を、工具有無確認センサ１６０の検知信号により行なう。
このとき、工具交換判定部１５５Ａは、現返却工具番号ＴＲが返却されている場合、処理をステップＳ２０４へ進める。
一方、工具交換判定部１５５Ａは、現返却工具番号ＴＲが返却されていない場合、ステップＳ２０３の処理を再度行なう。

ステップＳ２０４：工具交換判定部１５５Ａは、マガジン番号（チェーン番号）及び工具番号の各々が記載された、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルを参照する（読み込む）。

ステップＳ２０５：工具交換判定部１５５Ａは、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次工具番号ＴＡが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を検出する（次工具番号ＴＡの標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を割出す）。

ステップＳ２０６：工具交換判定部１５５Ａは、駆動制御部１５０Ｃに対して、次工具番号ＴＡが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる制御指令を行なう。
これにより、マガジン駆動部１５２がチェーン回転機構１３０によりチェーン１１０Ａを回転させ、次工具番号ＴＡが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａに移動させる。
そして、工具交換判定部１５５Ａは、駆動制御部１５０Ｃに対して、次工具番号ＴＡを交換工具として標準径工具格納部１０１Ｎから取出し、チェンジャアーム１２１に把持させる待機位置に移動させる制御を行なう（このとき、図１７におけるチェンジャー機構１２０（２）に対応）。

ステップＳ２０７：工具交換判定部１５５Ａは、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、次工具番号ＴＡを取り出した標準径工具格納部１０１Ｎをバッファ工具格納部とする情報を書き込む。
その後、工具交換判定部１５５Ａは、処理をステップＳ２１０へ進め、工具交換の処理を開始する。

ステップＳ２０８：工具交換判定部１５５Ａは、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルを参照して、次次工具番号ＴＢの工具が属するグループである標準径工具グループ１１７におけるバッファ工具格納部のマガジン番号（バッファポット）ＴＹを検索する。

ステップＳ２０９：工具交換判定部１５５Ａは、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次次工具番号ＴＢの工具が属する標準径工具グループ１１７におけるマガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎから、マガジン割出し位置１０１Ａまでのマガジン数を算出する（バッファポットＴＹ割出）。
そして、工具交換判定部１５５Ａは、駆動制御部１５０Ｃに対して、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動させる制御指令（上記マガジン数を添付）を出力する。
これにより、駆動制御部１５０Ｃは、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎを、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動させるため、チェーン１１０Ａの回転を開始させる。

ステップＳ２１０：工具交換判定部１５５Ａは、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了したか否かを、工作機械２００Ａにおける動作情報により検出する。
このとき、工具交換判定部１５５Ａは、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了した場合、処理をステップＳ２１１へ進める。
一方、工具交換判定部１５５Ａは、現主軸工具番号ＴＳによるワークに対する加工が終了していない場合、ステップＳ２１０の処理を繰返す。

ステップＳ２１１：工具交換判定部１５５Ａは、駆動制御部１５０Ｃに対して、現主軸工具番号ＴＳの工具を主軸２０４Ｓから外してチェンジャアーム１２１に把持させ、次工具番号ＴＡを主軸２０４Ｓに取り付ける工具交換の処理を行なう制御指令を出力する（このとき、図１７におけるチェンジャー機構１２０（３）に対応）。
これにより、現主軸工具番号ＴＳの工具が主軸２０４Ｓから外されてチェンジャアーム１２１に把持され、次工具番号ＴＡの工具がチェンジャアーム１２１から主軸２０４Ｓへ取り付けられる。
ここで、現主軸工具番号ＴＳの工具が被交換工具の旧主軸工具番号ＴＳの工具となり、次工具番号ＴＡの工具が現主軸工具番号ＴＡの工具となる。

ステップＳ２１２：工具交換判定部１５５は、駆動制御部１５０Ｃに対して、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動したか（割出したか否か）否かを問い合せる。
このとき、工具交換判定部１５５は、問合せの結果において、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動した場合、処理をステップＳ２１３へ進める。
一方、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎが、マガジン割出し位置１０１Ａまで移動していない場合、ステップＳ２１２の処理を繰返す。

ステップＳ２１３：工具交換判定部１５５Ａは、駆動制御部１５０Ｃに対して、旧主軸工具番号ＴＳの工具を、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎに戻す制御指令を出力する。
これにより、旧主軸工具番号ＴＳの工具は、マガジン番号ＴＹの標準径工具格納部１０１Ｎに格納される。

ステップＳ２１４：工具交換判定部１５５Ａは、工具情報記憶部１５６における標準径工具位置テーブルに対して、マガジン番号ＣＹの標準径工具格納部１０１Ｎに旧主軸工具番号ＴＳの工具が格納された情報を書き込む。

ステップＳ２１５：工具交換判定部１５５Ａは、標準径工具位置テーブルを参照することにより、次次工具番号ＴＢが格納されている標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を検出する（次工具番号ＴＢの標準径工具格納部１０１Ｎのマガジン番号を割出す）。

上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、早読みした交換工具となる工具番号の工具の属するグループを検索することにより、主軸２０４から外された被交換工具である工具を、その交換工具の属するグループにおけるバッファ工具格納部に戻すことで、主軸２０４Ｓに取り付けられている被交換工具による加工時間が長い場合においても、次次工具を容易にチェンジャアームに把持させることが可能となり、先読みした工具を準備する時間を従来の方式に比較して、より早くすることが可能となり、ワークを加工する加工時間を低減することができる。

また、本実施形態によれば、第１の実施形態における図９の処理と同様に、標準径外工具が標準径工具の加工処理の間に挟まれていたとしても、次次工程における標準径工具の属するバッファ工具格納部に、被交換工具の工具を戻し、かつ次次工程の工具も取得することが可能であるため、先読みした工具を準備する時間を従来の方式に比較して、より短縮することが可能となり、ワークを加工する加工時間を低減することができる。
また、交換工具が標準径外工具であり、被交換工具が標準径工具である場合においても、上述した図９における処理を行なうことが可能である。

なお、本発明における図５の信号処理・制御部１５０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより工作機械２００の主軸２０４Ｓに対する工具交換の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１００，１００Ａ…工具交換システム １０１…工具格納部 １０１Ｎ…標準径工具格納部 １０１Ｏ…標準径外工具格納部 １０１ＯＵＤ…小径工具格納部 １０１ＯＵＰ…大径工具格納部 １１０，１１０Ａ…チェーン １１５…標準径外工具グループ １１７…標準径工具グループ １２０，１２０Ａ…チェンジャー機構 １２１…チェンジャアーム １２１Ａ，１２１Ｂ…チェンジャアーム部 １５０…信号処理・制御部 １５０Ｃ…駆動制御部 １５１…工具スイング駆動部 １５２…マガジン駆動部 １５３…チェンジャ駆動部 １５４…工具検知部 １５５，１５５Ａ…工具交換判定部 １５６…工具情報記憶部 １５７…工具情報表示部 １５８…加工プログラム指令部 １６０…工具有無確認センサ ２００，２００Ａ…工作機械 ２０１…コラム ２０２…ワークテーブル ２０３…ベース ２０４…主軸搭載部 ２０４Ｓ…主軸 ３０１…工具 ３０１Ｃ…交換工具 ３０１Ｃ＿Ｐ…ポット ３０１Ｄ…被交換工具 ３０１Ｎ…標準径工具 ３０５，３０６…標準径外工具

Claims (9)

1. ワークの加工を行なう工具を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換システムであり、
   標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンと、
   所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御部と、
   現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令部と、
   前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定部と
   を備えることを特徴とする工具交換制御システム。
2. 前記標準径工具格納部及び標準径外工具格納部の各々が、それぞれ前記標準径工具、前記標準径外工具を格納するポットが分離可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具交換制御システム。
3. 前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々に、それぞれ前記標準径工具、前記標準径外工具を格納するポットが固定されて構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具交換制御システム。
4. 前記グループが、先読みされた前記標準径工具が格納された前記標準径工具格納部と、当該標準径工具格納部の近傍の前記バッファ工具格納部とに対応して、変更される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の工具交換制御システム。
5. 前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々における、それぞれ前記標準径工具及び前記標準径外工具の有無を検知する工具有無検知部をさらに有し、
   前記工具交換判定部が、前記グループの初期設定において、前記工具有無検知部の検知結果により、任意に前記標準径工具格納部がグループ化されたそれぞれの前記グループに前記バッファ工具格納部が配置されているか否かの確認を行い、確認結果を通知する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の工具交換制御システム。
6. 表示装置がさらに設けられており、
   前記工具交換判定部が、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を交換する際、前記チェーンを識別するチェーン番号と、前記標準径工具格納部及び前記標準径外工具格納部の各々の種別と、前記標準径工具格納部に対応する前記グループの番号であるグループ番号と、前記標準径工具格納部に格納可能な工具径と、前記標準径工具格納部に格納する前記標準径工具の工具番号、または前記バッファ工具格納部とする前記標準径工具格納部との配置情報を、前記表示装置に表示する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の工具交換制御システム。
7. 前記工具交換判定部が、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々の交換後、前記配置情報に示す位置に、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々が配置されているか否かの判定を行ない、判定結果を前記表示装置に表示する
   ことを特徴とする請求項６に記載の工具交換制御システム。
8. 標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンを用いて、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換制御方法であり、
   マガジン駆動制御部が、所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御過程と、
   加工プログラム指令部が、現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令過程と、
   工具交換判定部が、前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定過程と
   を備えることを特徴とする工具交換制御方法。
9. 標準の工具径の標準径工具を格納する標準径工具格納部が配置される書換番地エリアと、当該標準径工具と異なる工具径を有する標準径外工具を格納する標準径外工具格納部が配置される固定番地エリアとが円状に接続された旋回式のチェーンを備えた、前記標準径工具及び前記標準径外工具の各々を、工作機械の主軸に対して着脱させる交換処理を制御する工具交換制御システムとしてコンピュータを機能させるためのプログラムであり、
   前記コンピュータを、
   所定の前記標準径工具格納部あるいは標準径外工具格納部の位置を、前記チェーンを旋回させて、主軸の工具交換を行なう位置に移動させるマガジン駆動制御手段、
   現在の加工以降の加工で用いる前記標準径工具を先読みする加工プログラム指令手段、
   前記書換番地エリアの前記標準径工具格納部がグループ化された、それぞれが前記標準径工具を格納していないバッファ工具格納部を有するグループのなかから、先読みされた前記標準径工具が格納された標準径工具格納部が含まれる前記グループを判定する工具交換判定手段
   として機能させるためのプログラム。

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