JP6887048B1 - 工作機械、工作機械の制御方法、および、工作機械の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】加工効率の低下を抑えつつ、測定工具の充電を行うための技術を提供する。【解決手段】工作機械は、複数の工具を保持するマガジンを備える。複数の工具は、ワークの形状を測定する測定工具１０を含む。測定工具１０は、バッテリー１３７と、バッテリー１３７に電気的に接続されている受電コイル１３６とを有する。工作機械は、一の工具が装着され得る主軸１３２を備える。主軸１３２には、送電コイル１３５が設けられている。工作機械は、交流電源を備える。交流電源は、送電コイル１３５に交流電流を印加することで受電コイル１３６に発生した誘導起電力によってバッテリー１３７を充電する。工作機械は、工具交換装置１６０を備える。工作機械の制御部５０は、ワークの非加工中を示す条件が満たされた場合に、測定工具１０を主軸１３２に装着するように工具交換装置１６０に指令を出力する。【選択図】図２

Description

本開示は、工作機械で用いられる測定工具の充電を制御するための技術に関する。

近年、自動工具交換装置（ＡＴＣ）を備えた工作機械が普及している。当該工作機械には、複数の工具を収納するためのマガジンが設けられている。ＡＴＣは、マガジンに収納されている工具の中から加工工程に応じた一の工具を選択し、主軸に装着されている使用済みの工具と、マガジンから選択された一の工具とを自動で交換する。

特開２０１０−５４３９９号公報（特許文献１）は、マガジンに測定工具を備えた工作機械を開示している。当該測定工具は、使用時においてＡＴＣによって主軸に装着され、ワークの形状を測定する。また、当該測定工具の内部にはバッテリーが設けられており、当該バッテリーは、測定工具が主軸に装着されたときに非接触で充電される。

特開２０１０−５４３９９号公報

工作機械は、ワークの加工中に測定工具を充電する際には、使用中の工具を主軸から取り外し、測定工具を主軸に装着する必要がある。ワークの加工が中断されると、加工効率が低下する。そのため、加工効率の低下を抑えつつ、測定工具の充電を行うことが可能な技術が望まれている。特許文献１に開示される工作機械は、測定工具の充電タイミングを適切に制御するものではない。

本開示の一例では、ワークを加工することが可能な工作機械は、複数の工具を保持するためのマガジンを備える。上記複数の工具は、上記ワークの形状を測定するための測定工具を含む。当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有する。上記工作機械は、上記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備える。上記主軸には、送電コイルが設けられている。上記工作機械は、上記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備える。上記交流電源は、上記測定工具が上記主軸に装着されているときに上記送電コイルに交流電流を印加することで上記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって上記バッテリーを充電する。上記工作機械は、上記複数の工具から選択された一の工具を上記主軸に装着するための工具交換装置と、上記工作機械を制御するための制御部とを備える。上記制御部は、上記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされた場合に、上記測定工具を上記主軸に装着するように上記工具交換装置に指令を出力する処理と、当該指令の出力により上記測定工具が上記主軸に装着されたことに基づいて、上記交流電源から上記送電コイルへの交流電流の印加を開始する処理とを実行する。

本開示の一例では、上記第１条件は、上記主軸が停止している場合に満たされる。

本開示の一例では、上記制御部は、上記第１条件が満たされ、かつ、上記バッテリーの残電力が尽きそうであることを示す第２条件が満たされた場合に、上記指令を上記工具交換装置に出力する処理を実行する。

本開示の一例では、上記第２条件は、上記バッテリーの残電力が所定値を下回ったことに基づいて、満たされる。

本開示の一例では、上記制御部は、さらに、上記ワークの加工プログラムに基づいて、上記測定工具による測定処理が完了するまでにかかる測定予定時間を推定する処理を実行する。上記第２条件が満たされたか否かは、上記測定予定時間に基づいて判断される。

本開示の一例では、上記制御部は、さらに、上記ワークの加工プログラムに基づいて、上記ワークの加工が完了するまでにかかる加工予定時間を推定する処理を実行する。上記第２条件が満たされたか否かは、上記加工予定時間に基づいて判断される。

本開示の他の例では、上記工作機械を備える加工システムが提供される。上記加工システムは、上記工作機械と通信可能に構成される情報処理装置を備える。上記情報処理装置は、上記工作機械の主電源がオフである場合には、上記工作機械の起動命令と、上記バッテリーの充電命令とを上記工作機械に送信する。上記第１条件は、上記工作機械が上記情報処理装置から上記充電命令を受信したことに基づいて満たされる。

本開示の他の例では、ワークを加工することが可能な工作機械の制御方法が提供される。上記工作機械は、複数の工具を保持するためのマガジンを備える。上記複数の工具は、上記ワークの形状を測定するための測定工具を含む。当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有する。上記工作機械は、さらに、上記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備える。上記主軸には、送電コイルが設けられている。上記工作機械は、さらに、上記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備える。上記交流電源は、上記測定工具が上記主軸に装着されているときに上記送電コイルに交流電流を印加することで上記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって上記バッテリーを充電する。上記交流電源は、さらに、上記複数の工具から選択された一の工具を上記主軸に装着するための工具交換装置を備える。上記制御方法は、上記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされた場合に、上記測定工具を上記主軸に装着するように上記工具交換装置に指令を出力するステップと、当該指令の出力により上記測定工具が上記主軸に装着されたことに基づいて、上記交流電源から上記送電コイルへの交流電流の印加を開始するステップとを備える、制御方法。

本開示の他の例では、ワークを加工することが可能な工作機械の制御プログラムが提供される。上記工作機械は、複数の工具を保持するためのマガジンを備える。上記複数の工具は、上記ワークの形状を測定するための測定工具を含む。当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有する。上記工作機械は、さらに、上記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備える。上記主軸には、送電コイルが設けられている。上記工作機械は、さらに、上記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備える。上記交流電源は、上記測定工具が上記主軸に装着されているときに上記送電コイルに交流電流を印加することで上記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって上記バッテリーを充電する。上記交流電源は、さらに、上記複数の工具から選択された一の工具を上記主軸に装着するための工具交換装置を備える。上記制御プログラムは、上記工作機械に、上記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされた場合に、上記測定工具を上記主軸に装着するように上記工具交換装置に指令を出力するステップと、当該指令の出力により上記測定工具が上記主軸に装着されたことに基づいて、上記交流電源から上記送電コイルへの交流電流の印加を開始するステップとを実行させる。

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。

工作機械の外観を示す図である。 工作機械における駆動機構の構成例を示す図である。 主軸に装着されている測定工具を示す断面図である。 測定工具の内部構造を示す断面図である。 工作機械の機能構成の一例を示す図である。 加工システムの装置構成の一例を示す図である。 測定工具のハードウェア構成の一例を示す図である。 ＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。 ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）ユニットのハードウェア構成の一例を示す図である。 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 測定工具の充電制御の流れを示すフローチャートである。

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。

＜Ａ．工作機械１００の構成＞
まず、図１を参照して、工作機械１００の構成について説明する。図１は、工作機械１００の外観を示す図である。

工作機械１００は、ワークの加工機である。一例として、工作機械１００は、ワークの除去加工（ＳＭ（Subtractive manufacturing）加工）を行う工作機械である。あるいは、工作機械１００は、ワークの付加加工（ＡＭ（Additive manufacturing）加工）を行う工作機械であってもよい。また、工作機械１００は、立形のマシニングセンタであってもよいし、横形のマシニングセンタであってもよいし、ターニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械１００は、旋盤であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。さらに、工作機械は、これらを組み合わせた複合機であってもよい。

工作機械１００は、加工エリアＡＲ１と、工具エリアＡＲ２とを有する。加工エリアＡＲ１および工具エリアＡＲ２は、それぞれカバーによって区画化されている。加工エリアＡＲ１には、主軸頭１３０が設けられている。工具エリアＡＲ２には、ＡＴＣ１６０と、マガジン１７０とが設けられている。マガジン１７０は、ワークの加工に用いられる種々の工具を収納する。マガジン１７０に収納されている工具は、加工エリアＡＲ１と工具エリアＡＲ２との間の仕切に設けられているドアＤを介して主軸頭１３０に取り付けられる。ドアＤは、スライド式のドアであり、モータなどの駆動源により開閉される。

＜Ｂ．工作機械１００の駆動機構＞
次に、図２を参照して、工作機械１００における各種の駆動機構について説明する。図２は、工作機械１００における駆動機構の構成例を示す図である。

図２に示されるように、工作機械１００は、制御部５０と、回転駆動部１１０Ａと、位置駆動部１１０Ｂと、ＡＴＣドライバ１１１Ｎと、主軸頭１３０と、ＡＴＣ１６０とを含む。

本明細書でいう「制御部５０」とは、工作機械１００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、ＣＰＵユニット２０と、ＣＮＣユニット３０と、情報処理装置４０とで構成されている。

ＣＰＵユニット２０およびＣＮＣユニット３０は、たとえば、バスＢを介して互いに通信を行う。ＣＮＣユニット３０および情報処理装置４０は、たとえば、通信経路ＮＷ（たとえば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、フィールドネットワークなど）を介して互いに通信を行う。

主軸頭１３０は、主軸筒１３１と、主軸１３２とを含む。主軸１３２は、主軸筒１３１により回転可能に支持されている。主軸１３２にはマガジン１７０から選択された一の工具が装着される。工具は、主軸１３２と連動して回転する。

ＣＰＵユニット２０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。ＣＰＵユニット２０は、予め設計されているＰＬＣプログラムに従って、制御部５０を構成する各種ユニットを制御する。当該ＰＬＣプログラムは、たとえば、ラダープログラムで記述されている。ＣＰＵユニット２０は、当該ＰＬＣプログラムに従ってＡＴＣドライバ１１１Ｎを制御し、ＡＴＣ１６０の送り駆動および回転駆動を制御する。

ＡＴＣ１６０は、中心軸１６５と、アーム１６６とを含む。図２の例では、中心軸１６５は、Ｚ軸に平行に設けられている。アーム１６６は、中心軸１６５の軸方向に直交する一方向に中心軸１６５から延出している工具把持部１６６Ａと、当該一方向の反対方向に中心軸１６５から延出している工具把持部１６６Ｂとを含む。

ＡＴＣドライバ１１１Ｎは、たとえば、２軸一体型のドライバであり、ＡＴＣ１６０に接続される第１，第２サーボモータ（図示しない）の駆動を制御する。より具体的には、ＡＴＣドライバ１１１Ｎは、第１サーボモータの目標回転速度の入力と、第２サーボモータの目標回転速度の入力とのそれぞれをＣＰＵユニット２０から受け、第１，第２サーボモータのそれぞれを制御する。

上記第１サーボモータは、ＡＴＣドライバ１１１Ｎからの出力電流に従ってＡＴＣ１６０のアーム１６６を送り駆動し、Ｚ軸方向の任意の位置にアーム１６６を駆動する。上記第２サーボモータは、ＡＴＣドライバ１１１Ｎからの出力電流に従ってＡＴＣ１６０のアーム１６６を回転駆動し、Ｚ軸を中心とした回転方向（すなわち、Ｃ軸方向）の任意の回転角度にアーム１６６を駆動する。

ＡＴＣ１６０は、工具の交換命令を受けたことに基づいて、マガジン１７０から次使用工具Ｔ２を取得する。その後、ＡＴＣ１６０は、使用済工具Ｔ１を主軸１３２から抜き取るとともに、次使用工具Ｔ２を主軸１３２に装着する。その後、ＡＴＣ１６０は、主軸１３２から抜き取った使用済工具Ｔ１をマガジン１７０に収納する。

ＣＮＣユニット３０は、ＣＰＵユニット２０からの加工開始指令を受けたことに基づいて、予め設計されている加工プログラムの実行を開始する。当該加工プログラムは、たとえば、ＮＣ（Numerical Control）プログラムで記述されている。ＣＮＣユニット３０は、当該加工プログラムに従って、回転駆動部１１０Ａおよび位置駆動部１１０Ｂを制御する。

回転駆動部１１０Ａは、主軸１３２の角度を変えるための駆動機構である。一例として、回転駆動部１１０Ａは、Ｘ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ａ軸方向」ともいう。）、Ｙ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ｂ軸方向」ともいう。）、および、Ｚ軸方向を回転軸中心とした回転方向（以下、「Ｃ軸方向」ともいう。）の少なくとも１つの角度を調整する。回転駆動部１１０Ａの装置構成は、任意である。回転駆動部１１０Ａは、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図２の例では、回転駆動部１１０Ａは、サーボドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃで構成されている。

位置駆動部１１０Ｂは、主軸１３２の位置を変えるための駆動機構である。一例として、位置駆動部１１０Ｂは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の少なくとも１つの位置を調整する。位置駆動部１１０Ｂの装置構成は、任意である。位置駆動部１１０Ｂは、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図２の例では、位置駆動部１１０Ｂは、サーボドライバ１１１Ｘ〜１１１Ｚで構成されている。

サーボドライバ１１１Ｂは、ＣＮＣユニット３０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、Ｂ軸方向に主軸頭１３０を回転駆動するためのサーボモータ（図示しない）を制御する。

より具体的には、サーボドライバ１１１Ｂは、当該サーボモータの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号から当該サーボモータの実回転速度を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合には当該サーボモータの回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合には当該サーボモータの回転速度を下げる。このように、サーボドライバ１１１Ｂは、当該サーボモータの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながら当該サーボモータの回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、サーボドライバ１１１Ｂは、Ｂ軸方向における主軸頭１３０の回転速度を調整する。

サーボドライバ１１１Ｃは、ＣＮＣユニット３０から目標回転速度の入力を逐次的に受け、主軸１３２の軸方向を中心とした回転方向に主軸１３２を回転駆動するためのサーボモータ（図示しない）を制御する。

より具体的には、サーボドライバ１１１Ｃは、当該サーボモータの回転角度を検知するためのエンコーダ（図示しない）のフィードバック信号から当該サーボモータの実回転速度を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合には当該サーボモータの回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合には当該サーボモータの回転速度を下げる。このように、サーボドライバ１１１Ｃは、当該サーボモータの回転速度のフィードバックを逐次的に受けながら当該サーボモータの回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、サーボドライバ１１１Ｃは、主軸１３２の回転速度を調整する。

サーボドライバ１１１Ｘは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、サーボモータ（図示しない）を制御する。当該サーボモータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｘ軸方向の任意の位置に主軸頭１３０を移動する。サーボドライバ１１１Ｘによる当該サーボモータの制御方法は、サーボドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

サーボドライバ１１１Ｙは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、サーボモータ（図示しない）を制御する。当該サーボモータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｙ軸方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。サーボドライバ１１１Ｙによる当該サーボモータの制御方法は、サーボドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

サーボドライバ１１１Ｚは、ＣＮＣユニット３０から目標位置の入力を逐次的に受け、サーボモータ（図示しない）を制御する。当該サーボモータは、主軸頭１３０が取り付けられている移動体をボールネジ（図示しない）を介して送り駆動し、Ｚ軸方向の任意の位置に主軸１３２を移動する。サーボドライバ１１１Ｚによる当該サーボモータの制御方法は、サーボドライバ１１１Ｂ、１１１Ｃと同様であるので、その説明については繰り返さない。

なお、上述では、回転駆動部１１０Ａがサーボドライバで構成されている例について説明を行ったが、回転駆動部１１０Ａは、その他のモータドライバで構成されてもよい。一例として、回転駆動部１１０Ａは、ステッピングモータ用の１つ以上のモータドライバで構成されてもよい。同様に、位置駆動部１１０Ｂは、ステッピングモータ用の１つ以上のモータドライバで構成されてもよい。

情報処理装置４０は、汎用のコンピュータである。一例として、情報処理装置４０は、デスクトップ型のコンピュータであってもよいし、ノート型のコンピュータであってもよいし、タブレット端末であってもよい。

情報処理装置４０は、ワークの形状を測定するための測定工具１０と無線で通信を行う。測定工具１０は、非使用時にはマガジン１７０（図１参照）に収納されており、使用時にはＡＴＣ１６０によって主軸１３２に装着される。測定工具１０は、ワークの加工前、ワークの加工中、およびワークの加工後において、主軸１３２に装着された状態でワークの形状を測定する。

一例として、測定工具１０は、距離センサとして機能する。より具体的には、測定工具１０は、レーザ光をワークの表面に向けて照射し、ワークＷの表面により反射されたレーザ光を受光してワークＷの表面との間の距離を算出する。測定工具１０による測定結果は、情報処理装置４０に送信される。情報処理装置４０は、測定工具１０の測定結果に基づいて、種々の処理を実行する。

＜Ｃ．測定工具１０の充電処理の概要＞
引き続き図２を参照して、測定工具１０の充電処理の概要について説明する。

図２に示されるように、主軸１３２には、送電コイル１３５が設けられている。送電コイル１３５には、後述の交流電源１３４（図３参照）が電気的に接続されている。

測定工具１０は、受電コイル１３６と、バッテリー１３７とを有する。受電コイル１３６は、バッテリー１３７に電気的に接続されている。バッテリー１３７は、測定工具１０内の各種ユニットに電力を供給する。

交流電源１３４は、測定工具１０が主軸１３２に装着されているときに送電コイル１３５に交流電流を印加することで受電コイル１３６に誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によってバッテリー１３７を充電する。これにより、測定工具１０は、主軸１３２に装着されているときに非接触で充電される。

測定工具１０は、非使用時にはマガジン１７０に収納されている。このとき、測定工具１０の充電量は、放電により徐々に減っていく。測定工具１０の充電が尽きると、測定工具１０は、充電のために主軸１３２を長時間占有することになる。そのため、工作機械１００は、充電が尽きる前に測定工具１０を定期的に主軸１３２に装着し、測定工具１０を充電する必要がある。

工作機械１００は、測定工具１０を充電するためには、ワークの加工を中断しなければならない。ワークの加工が中断されると、加工効率が低下してしまう。そこで、工作機械１００は、ワークの加工が行われていない隙間時間を利用して測定工具１０を充電する。これにより、工作機械１００は、加工効率を低下させずに、測定工具１０の充電が尽きることを防ぐことができる。

具体的な充電処理として、ステップＳ１において、工作機械１００の制御部５０は、ワークの非加工中を示す第１条件が満たされたか否かを判断する。当該第１条件の詳細については後述する。

制御部５０は、当該第１条件が満たされたと判断した場合、ステップＳ２において、測定工具１０を主軸１３２に装着するようにＡＴＣ１６０に装着指令を出力する。一例として、当該装着指令は、ＮＣプログラムに規定されるＭコード「Ｍ０６」である。当該コードで測定工具１０が指定されることで、主軸１３２への測定工具１０の装着が実現される。

ステップＳ３において、制御部５０は、測定工具１０が主軸１３２に装着されたことに基づいて、交流電源から送電コイル１３５への交流電流の印加を開始する。これにより、誘導起電力が受電コイル１３６に発生し、バッテリー１３７が充電される。

以上のように、工作機械１００は、ワークの加工が行われていない隙間時間を利用して測定工具１０を充電する。これにより、工作機械１００は、加工効率を低下させずに、測定工具１０の充電が尽きることを防ぐことができる。

＜Ｄ．測定工具１０の充電構成＞
次に、図３を参照して、測定工具１０を充電するための構成について説明する。図３は、主軸１３２に装着されている測定工具１０を示す断面図である。

図３に示されるように、主軸１３２は、テーパ穴１３２Ａを有する。テーパ穴１３２Ａ内には、コレット１４０およびドローバ１４１などが設けられる。コレット１４０は、装着部材１４６が主軸１３２のテーパ穴１３２Ａに挿入された際に、測定工具１０のプルスタッド１４６Ａを把持する。ドローバ１４１は、コレット１４０に係合して設けられている。コレット１４０およびドローバ１４１が主軸１３２の軸方向に移動することによって測定工具１０の着脱が可能になる。

また、工作機械１００は、非接触充電を実現するための非接触給電装置１４５を有する。非接触給電装置１４５は、交流電源１３４と、送電コイル１３５と、受電コイル１３６とを含む。

交流電源１３４は、工作機械１００側に設けられる１次側の送電コイル１３５に電気的に接続され、交流電流を送電コイル１３５に供給する。

送電コイル１３５は、主軸頭１３０を構成するハウジング１３１Ａの先端面であり、かつ主軸１３２の先端の近傍位置に取付部材１３５Ａを介して設けられる。

受電コイル１３６は、測定工具１０の筐体１５０の上端に取付部材１３６Ａを介して設けられる。取付部材１３６Ａは、筐体１５０の径方向に突出するように形成され、その突出端に受電コイル１３６が設けられている。

送電コイル１３５および受電コイル１３６は、測定工具１０が主軸１３２に装着された際に一定間隔を隔てて対向するように構成される。送電コイル１３５と受電コイル１３６とが一定間隔を隔てて対向した状態で、交流電圧が送電コイル１３５に印加されると、送電コイル１３５に磁束が発生する。当該磁束の変化により、受電コイル１３６に誘導起電力が生じる。これにより、送電コイル１３５から受電コイル１３６に電力が供給され、測定工具１０が充電される。

＜Ｅ．測定工具１０の内部構成＞
次に、図４を参照して、測定工具１０の内部構成について説明する。図４は、測定工具１０の内部構造を示す断面図である。

図４を参照して、測定工具１０は、筐体１５０を含む。筐体１５０は、その内部に、制御回路１０１と、レーザ発振器１６１と、ＣＣＤカメラ１６２と、プリズム１６３と、反射鏡１６４と、絞り１６７と、凸レンズ１６８，１６９とを有する。筐体１５０の上端には、加工工具の主軸装着部分と同形状をした装着部材１４６が設けられる。

レーザ発振器１６１は、ワークＷの表面にレーザ光を照射する。ＣＣＤカメラ１６２は、レーザ発振器１６１から照射されワークＷの表面で反射したレーザ光を受光して２次元画像データを生成する。プリズム１６３および反射鏡１６４は、レーザ発振器１６１とワークＷとの間に配置され、レーザ発振器１６１からのレーザ光をワークＷの表面に導く。凸レンズ１６８，１６９は、ＣＣＤカメラ１６２とワークＷとの間に配置され、ワークＷの表面で反射したレーザ光をＣＣＤカメラ１６２の撮像面１６２Ａ上に結像させる。絞り１６７は、ＣＣＤカメラ１６２と凸レンズ１６９との間に配置される。

制御回路１０１は、ＣＣＤカメラ１６２によって生成された２次元画像データを基にワークＷの表面と測定工具１０との間のＺ軸方向における距離（すなわち、ワークＷの表面におけるレーザ光の照射点ＰとＣＣＤカメラ１６２の撮像面１６２Ａとの間の距離）を算出する。制御回路１０１は、算出した距離に係る距離データを後述の通信インターフェイス１０４（図７参照）を介して情報処理装置４０（図２参照）に送信する。

なお、上述では、非接触型の距離センサとして機能する測定工具１０について説明を行ったが、測定工具１０は、距離センサに限定されない。測定工具１０は、ワークＷの形状を測定する機能を有し、バッテリー駆動のものであれば任意である。一例として、測定工具１０は、接触型の距離センサであってもよいし、温度センサであってもよいし、画像を取得するためのカメラであってもよい。

＜Ｆ．工作機械１００の機能構成＞
次に、図５および図６を参照して、測定工具１０の充電制御を実現するための機能構成について説明する。図５は、工作機械１００の機能構成の一例を示す図である。

工作機械１００は、機能構成として、第１条件判断部５２と、第２条件判断部５４と、ＡＴＣ制御部５６と、充電制御部５８とを含む。以下では、これらの構成について順に説明する。

なお、各機能構成の配置は、任意である。一例として、図５に示される機能構成の全ては、上述のＣＰＵユニット２０（図２参照）に実装されてもよいし、上述のＣＮＣユニット３０（図２参照）に実装されてもよいし、上述の情報処理装置４０（図２参照）に実装されてもよい。あるいは、図５に示される機能構成の一部がＣＰＵユニット２０に実装され、残りの機能構成の一部がＣＮＣユニット３０に実装され、残りの機能構成が情報処理装置４０に実装されてもよい。あるいは、図５に示される機能構成の一部は、サーバーなどの外部装置に実装されてもよいし、専用のハードウェアに実装されてもよい。

（Ｆ１．第１条件判断部５２）
まず、図５に示される第１条件判断部５２の機能について説明する。

上述のように、工作機械１００は、ワークの加工が行われていない隙間時間を利用して測定工具１０を充電する。当該隙間時間が到来しているか否かを判断するために、第１条件判断部５２は、ワークの非加工中を示す第１条件が満たされたか否かを判断する。以下では、第１条件の具体例について説明する。

（ａ）第１条件の具体例１
工作機械１００の主軸１３２が停止している場合には、ワークは、非加工中である。この点に着目して、本具体例では、第１条件判断部５２は、工作機械１００の主軸１３２が停止している場合に、第１条件が満たされたと判断する。一方で、第１条件判断部５２は、工作機械１００の主軸１３２が駆動中である場合に、第１条件が満たされていないと判断する。

ある局面において、主軸１３２が停止しているか否かは、後述の加工プログラム３２４（図９参照）に基づいて判断される。加工プログラム３２４は、主軸１３２の駆動に係る種々の命令コードを含む。当該命令コードは、主軸１３２の駆動のオン／オフを指定するための命令コード、主軸１３２の回転速度を指定するための命令コード、および、主軸１３２の移動先を指定するための命令コードなどを含む。第１条件判断部５２は、主軸１３２の駆動が停止していることを示す特定の命令コードが実行されていることに基づいて、第１条件が満たされたと判断する。

他の局面において、主軸１３２が停止しているか否かは、主軸１３２の振動を検知するための振動センサ（図示しない）の出力値に基づいて判断される。当該振動センサは、たとえば、主軸頭１３０の内部に設けられており、主軸１３２の振動を検知する。当該振動センサは、たとえば、加速度センサ、速度センサ、位置センサ、角加速度センサ、角速度センサ、または、主軸１３２の振動を検知することが可能なその他のセンサである。第１条件判断部５２は、振動センサの出力値が所定値を下回っている時間が所定時間以上継続した場合に、第１条件が満たされたと判断する。

他の局面において、主軸１３２が停止しているか否かは、主軸１３２を撮影するように配置されているカメラ（図示しない）を用いて判断される。より具体的には、第１条件判断部５２は、当該カメラから順次得られる時系列の画像を取得し、撮影時刻が隣り合う画像同士を差分する（いわゆる、フレーム間差分）。次に、第１条件判断部５２は、当該差分画像に基づいて、移動体が存在するか否かを判断する。第１条件判断部５２は、移動体が存在しないと判断した場合、第１条件が満たされたと判断する。

他の局面において、主軸１３２が停止しているか否かは、工作機械１００内の作業エリアを撮影するように配置されているカメラ（図示しない）を用いて判断される。当該作業エリアにおいて、作業者は、ワーク加工のための段取り作業を行う。当該段取り作業は、たとえば、加工対象のワークをパレットに装着する作業や、加工済みワークをパレットから取り外す作業などを含む。第１条件判断部５２は、カメラから得られた画像に対して所定の画像処理を施すことで、作業者が段取り作業を行っているか否かを判断する。第１条件判断部５２は、作業者が段取り作業を行っていると判断した場合、第１条件が満たされたと判断する。

（ｂ）第１条件の具体例２
工作機械１００の主電源がオフである場合には、ワークは、非加工中である。この点に着目して、本具体例では、第１条件判断部５２は、工作機械１００の主電源がオフである場合において、外部機器から充電命令を受信したときに、第１条件が満たされたと判断する。一方で、第１条件判断部５２は、工作機械１００の主電源がオンである場合には、第１条件が満たされていないと判断する。

図６は、加工システム１０００の装置構成の一例を示す図である。加工システム１０００は、１つ以上の工作機械と、１つ以上の情報処理装置とを含む。図６の例では、加工システム１０００は、工作機械１００Ａと、工作機械１００Ｂと、情報処理装置５００とで構成されている。

工作機械１００Ａおよび工作機械１００Ｂは、同一種類の工作機械であってもよいし、異なる種類の工作機械であってもよい。以下では、工作機械１００Ａ，１００Ｂを特に区別しない場合には、工作機械１００Ａ，１００Ｂのいずれか１つを工作機械１００ともいう。

情報処理装置５００は、たとえば、サーバー機能を有するコンピュータなどの情報処理装置である。一例として、情報処理装置５００は、デスクトップ型のコンピュータであってもよいし、ノート型のコンピュータであってもよいし、タブレット端末であってもよい。あるいは、情報処理装置５００は、分散型サーバーのような複数のコンピュータで構成されてもよい。

工作機械１００および情報処理装置５００は、互いに通信可能に構成される。工作機械１００および情報処理装置５００は、無線で接続されてもよいし、有線で接続されてもよい。一例として、工作機械１００および情報処理装置５００の通信規格には、ＥｔｈｅｒＮＥＴ（登録商標）が採用される。

工作機械１００の内部には、主電源１８０が設けられている。主電源１８０は、工作機械１００内の各種ユニットに電力を供給する。

本具体例の処理として、ステップＳ１０において、情報処理装置５００は、工作機械１００Ａ，１００Ｂの稼働状況を逐次的に確認する。一例として、情報処理装置５００は、工作機械１００Ａとの通信が不可能であることに基づいて、工作機械１００Ａの主電源１８０がオフであると判断する。

ステップＳ１１において、情報処理装置５００は、工作機械１００Ａの主電源１８０がオフであると判断した場合、工作機械１００Ａに起動命令を送信する。当該起動命令の送信には、ＷＯＬ（Wake On Lan）などの技術が応用される。工作機械１００Ａは、情報処理装置５００から起動命令を受信すると、主電源１８０をオンにする。これにより、工作機械１００Ａが遠隔から起動される。

ステップＳ１２において、情報処理装置５００は、工作機械１００Ａが起動したことに基づいて、測定工具１０の充電命令を工作機械１００Ａに送信する。第１条件判断部５２は、情報処理装置５００から充電命令を受信したことに基づいて、第１条件が満たされたと判断する。

（Ｆ２．第２条件判断部５４）
次に、図５に示される第２条件判断部５４の機能について説明する。

測定工具１０の残電力が十分ある場合には、測定工具１０を充電する必要がない。そのため、第２条件判断部５４は、測定工具１０のバッテリーの残電力が尽きそうであるか否かを第２条件として判断する。以下では、第２条件の具体例について説明する。

（ａ）第２条件の具体例１
本具体例では、第２条件判断部５４は、測定工具１０のバッテリー１３７の残電力に基づいて、第２条件が満たされたか否かを判断する。

バッテリー１３７の残電力の検知方法には、種々の方法が採用され得る。一例として、バッテリー１３７の残電力が少なくなるにつれてバッテリー１３７の出力電流または出力電圧が減ることに着目して、第２条件判断部５４は、バッテリー１３７の出力電圧または出力電流に基づいてバッテリー１３７の残電力を算出する。説明の便宜のため、以下では、バッテリー１３７の出力電圧または出力電流を単に「バッテリー１３７の出力」ともいう。

より具体得な処理として、まず、第２条件判断部５４は、バッテリー１３７の出力の大きさを取得する。バッテリー１３７の出力の大きさは、たとえば、バッテリー１３７に電気的に接続されるセンサによって検知される。次に、第２条件判断部５４は、バッテリー１３７の出力とバッテリー１３７の残電力との予め定められた相関関係を参照して、バッテリー１３７の検知された出力からバッテリー１３７の現在の残電力を算出する。

当該相関関係は、バッテリー１３７の出力値ごとにバッテリー１３７の残電力を対応付けたテーブル形式で規定されてもよいし、バッテリー１３７の出力を説明変数とし、バッテリー１３７の残電力を目的変数とする相関式で規定されてもよい。

第２条件判断部５４は、上記相関関係を参照して、バッテリー１３７の現在の出力の大きさに対応する残電力を取得する。そして、第２条件判断部５４は、当該残電力が所定値を下回っている場合に、第２条件が満たされたと判断する。一方で、第２条件判断部５４は、当該残電力が所定値以上である場合には、第２条件が満たされていないと判断する。

（ｂ）第２条件の具体例２
本具体例では、第２条件判断部５４は、測定工具１０による測定処理が完了するまでにかかる測定予定時間に基づいて、第２条件が満たされたか否かを判断する。

測定予定時間の推定方法には、種々の推定方法が採用され得る。ある局面において、第２条件判断部５４は、後述の加工プログラム３２４（図９参照）に規定される命令コードを解析して、測定工具１０の使用開始時から測定工具１０の使用終了時までの測定予定時間を推定する。より具体的には、第２条件判断部５４は、加工プログラム３２４に規定される測定工具１０の駆動命令を参照し、測定工具１０の送り速度と、測定工具１０の移動距離とを特定する。次に、第２条件判断部５４は、当該移動距離を当該送り速度で除算し、当該除算結果を測定予定時間として算出する。

他の局面において、第２条件判断部５４は、測定工具１０の使用履歴から、測定予定時間を推定する。工作機械１００は、順次搬送されるワークを繰り返し加工する。そのため、測定工具１０の使用時間は、同じ加工工程ではそれほど変わらない。このような場合には、第２条件判断部５４は、測定工具１０の使用時間を加工工程ごとに履歴として記憶しておき、当該履歴から次の測定に要する測定予定時間を推定する。

第２条件判断部５４は、推定された測定予定時間が所定時間よりも短い場合に、第２条件が満たされていないと判断する。一方で、第２条件判断部５４は、推定された測定予定時間が所定時間以上である場合には、第２条件が満たされたと判断する。

（ｃ）第２条件の具体例３
本具体例では、第２条件判断部５４は、ワークの加工が完了するまでにかかる加工予定時間に基づいて、第２条件が満たされたか否かを判断する。

加工予定時間の推定方法には、種々の推定方法が採用され得る。ある局面において、第２条件判断部５４は、後述の加工プログラム３２４（図９参照）に規定される命令コードを解析して、主軸１３２の使用開始時から主軸１３２の使用終了時までの加工予定時間を推定する。より具体的には、第２条件判断部５４は、加工プログラム３２４に規定される主軸１３２の駆動命令を参照し、主軸１３２の送り速度と、主軸１３２の移動距離とを特定する。次に、第２条件判断部５４は、当該移動距離を当該送り速度で除算し、当該除算結果を加工予定時間として算出する。

他の局面において、第２条件判断部５４は、主軸１３２の使用履歴から、加工予定時間を推定する。工作機械１００は、順次搬送されるワークを繰り返し加工する。そのため、主軸１３２の使用時間は、同じ加工工程ではそれほど変わらない。このような場合には、第２条件判断部５４は、主軸１３２の使用時間を加工工程ごとに履歴として記憶しておき、当該履歴から次の加工に要する加工予定時間を推定する。

第２条件判断部５４は、推定された加工予定時間が所定時間よりも短い場合に、第２条件が満たされたと判断する。一方で、第２条件判断部５４は、推定された加工予定時間が所定時間以上である場合には、第２条件が満たされていないと判断する。

（Ｆ３．ＡＴＣ制御部５６）
次に、図５に示されるＡＴＣ制御部５６の機能について説明する。

ＡＴＣ制御部５６は、第１条件判断部５２が上記第１条件を満たしたと判断した場合、および、第２条件判断部５４が上記第２条件を満たしたと判断した場合の少なくとも一方の場合において、測定工具１０を主軸１３２に装着するようにＡＴＣ１６０に装着指令を出力する。すなわち、当該装着指令は、第１条件のみが満たされた場合に出力されてもよいし、第２条件のみが満たされた場合に出力されてもよいし、第１条件および第２条件の両方が満たされた場合に出力されてもよい。

好ましくは、ＡＴＣ制御部５６は、上記第１条件および上記第２条件の両方が満たされた場合に、測定工具１０の装着指令をＡＴＣ１６０に出力する。これにより、工作機械１００は、ワークの加工が行われていない隙間時間において、かつ、測定工具１０の残電力が不足している場合において、測定工具１０を充電することができる。

（Ｆ４．充電制御部５８）
次に、図５に示される充電制御部５８の機能について説明する。

充電制御部５８は、主軸１３２への測定工具１０の装着が完了したことに基づいて、上述の交流電源１３４（図３参照）に交流電流を出力させる。これにより、測定工具１０の充電が開始する。

その後、充電制御部５８は、測定工具１０の残電力が満充電を示す所定値を超えたことに基づいて、交流電源１３４に交流電流の出力を停止させる。これにより、測定工具１０の充電処理が終了する。

好ましくは、充電制御部５８は、測定工具１０の充電中においてワークの加工開始指令を受けた場合には、交流電源１３４を停止させる。これにより、測定工具１０の充電が中断され、ワークの加工が優先される。

＜Ｇ．測定工具１０のハードウェア構成＞
次に、図７を参照して、図２に示される測定工具１０のハードウェア構成について説明する。図７は、測定工具１０のハードウェア構成の一例を示す図である。

測定工具１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、測定部１０５とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ１に接続される。

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、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。

制御回路１０１は、制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで測定工具１０の動作を制御する。より具体的には、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、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。

通信インターフェイス１０４は、ＷＬＡＮ（Wireless LAN）、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いた無線通信を実現するための通信ユニットである。一例として、測定工具１０は、通信インターフェイス２０４を介して、情報処理装置４０（図２参照）などの外部機器との通信を実現する。測定工具１０による測定結果は、たとえば、通信インターフェイス１０４を介して情報処理装置４０に送信される。

測定部１０５は、ワークの形状の測定機構である。一例として、測定部１０５は、上述のレーザ発振器１６１（図４参照）や上述のＣＣＤカメラ１６２（図４参照）などで構成される。

＜Ｈ．ＣＰＵユニット２０のハードウェア構成＞
次に、図８を参照して、図２に示されるＣＰＵユニット２０のハードウェア構成について説明する。図８は、ＣＰＵユニット２０のハードウェア構成の一例を示す図である。

ＣＰＵユニット２０は、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４，２０５と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ２に接続される。

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。

制御回路２０１は、制御プログラム２２２などの各種プログラムを実行することでＣＰＵユニット２０の動作を制御する。制御プログラム２２２は、工作機械１００内の各種装置を制御するための命令を規定している。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、補助記憶装置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。

通信インターフェイス２０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。一例として、ＣＰＵユニット２０は、通信インターフェイス２０４を介して、モータドライバ１１１Ｍ（図２参照）およびＡＴＣドライバ１１１Ｎ（図２参照）などの外部機器との通信を実現する。

通信インターフェイス２０５は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、ＣＮＣユニット３０やＩ／Ｏユニット（図示しない）などが挙げられる。

補助記憶装置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。補助記憶装置２２０は、制御プログラム２２２などを格納する。制御プログラム２２２の格納場所は、補助記憶装置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）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、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。

なお、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、本実施の形態に従う各種の処理は、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ＣＰＵユニット２０が構成されてもよい。

＜Ｉ．ＣＮＣユニット３０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ＣＮＣユニット３０のハードウェア構成について説明する。図９は、ＣＮＣユニット３０のハードウェア構成の一例を示す図である。

ＣＮＣユニット３０は、制御回路３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、通信インターフェイス３０４，３０５と、フィールドバスコントローラ３０６と、補助記憶装置３２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ３に接続される。

制御回路３０１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。

制御回路３０１は、制御プログラム３２２や加工プログラム３２４などの各種プログラムを実行することでＣＮＣユニット３０の動作を制御する。制御回路３０１は、制御プログラム３２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、ＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３に制御プログラム３２２を読み出す。ＲＡＭ３０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム３２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス３０４，３０５には、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。ＣＮＣユニット３０は、通信インターフェイス３０４を介して外部機器（たとえば、ＣＰＵユニット２０）とデータをやり取りする。また、ＣＮＣユニット３０は、通信インターフェイス３０５を介して外部機器（たとえば、情報処理装置４０）とデータをやり取りする。

フィールドバスコントローラ３０６は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、上述の回転駆動部１１０Ａ（図２参照）や上述の位置駆動部１１０Ｂ（図２参照）などが挙げられる。

補助記憶装置３２０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。補助記憶装置３２０は、制御プログラム３２２および加工プログラム３２４などを格納する。制御プログラム３２２および加工プログラム３２４の格納場所は、補助記憶装置３２０に限定されず、制御回路３０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリ）、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、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。

なお、制御プログラム３２２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各種の処理は、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３２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム３２２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３２２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ＣＮＣユニット３０が構成されてもよい。

＜Ｊ．情報処理装置４０のハードウェア構成＞
次に、図１０を参照して、図２に示される情報処理装置４０のハードウェア構成について説明する。図１０は、情報処理装置４０のハードウェア構成の一例を示す図である。

情報処理装置４０は、制御回路４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、通信インターフェイス４０４，４０５と、補助記憶装置４２０とを含む。これらのコンポーネントは、内部バスＢ４に接続される。

制御回路４０１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。

制御回路４０１は、制御プログラム４２２などの各種プログラムを実行することで情報処理装置４０の動作を制御する。制御回路４０１は、各種プログラムの実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置４２０またはＲＯＭ４０２からＲＡＭ４０３に実行対象のプログラムを読み出す。ＲＡＭ４０３は、ワーキングメモリとして機能し、プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス４０４，４０５には、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどを用いた通信を実現するための通信ユニットである。情報処理装置４０は、通信インターフェイス４０４を介して外部機器（たとえば、ＣＮＣユニット３０）とデータをやり取りする。また、情報処理装置４０は、通信インターフェイス４０５を介して外部機器（たとえば、測定工具１０）とデータをやり取りする。

補助記憶装置４２０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。補助記憶装置４２０は、制御プログラム４２２などを格納する。制御プログラム４２２の格納場所は、補助記憶装置４２０に限定されず、制御回路４０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、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。

なお、制御プログラム４２２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、任意のプログラムと協働して本実施の形態に従う処理が実現される。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工作機械１００の趣旨を逸脱するものではない。さらに、本実施の形態に従う制御プログラム４２２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、工作機械１００とサーバーとが協働して、本実施の形態に従う処理を実現するようにしてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが本実施の形態に従う処理を実現する、所謂クラウドサービスの形態で情報処理装置４０が構成されてもよい。

＜Ｋ．充電の制御フロー＞
次に、図１１を参照して、工作機械１００の制御構造について説明する。図１１は、測定工具１０の充電制御の流れを示すフローチャートである。

図１１に示される処理は、工作機械１００の制御部５０が上述の制御プログラム２２２，３２２，４２２の少なくとも１つ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。

ステップＳ１１０において、制御部５０は、上述の第１条件判断部５２（図５参照）として機能し、ワークの非加工中を示す第１条件が満たされたか否かを判断する。「第１条件」については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。制御部５０は、当該第１条件が満たされたと判断した場合（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、図１１に示される処理を終了する。

ステップＳ１２０において、制御部５０は、上述の第２条件判断部５４（図５参照）として機能し、測定工具１０のバッテリー１３７の残電力が尽きそうであることを示す第２条件が満たされたか否かを判断する。「第２条件」については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。制御部５０は、当該第２条件が満たされたと判断した場合（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、図１１に示される処理を終了する。

ステップＳ１２２において、制御部５０は、上述のＡＴＣ制御部５６（図５参照）として機能し、測定工具１０を主軸１３２に装着するようにＡＴＣ１６０に装着指令を出力する。ＡＴＣ制御部５６の機能については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１２４において、制御部５０は、上述の充電制御部５８（図５参照）として機能し、上述の交流電源１３４（図３参照）に交流電流を出力させる。ＡＴＣ制御部５６の機能については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。ステップＳ１２４の処理により、測定工具１０の充電が開始される。

ステップＳ１３０において、制御部５０は、測定工具１０の残電力が所定値を超えたか否かを判断する。制御部５０は、測定工具１０のバッテリー１３７の残電力が所定値を超えたと判断した場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、図１１に示される処理を終了する。そうでない場合には（ステップＳ１３０においてＮＯ）、制御部５０は、ステップＳ１３０の処理を再び実行する。

＜Ｌ．まとめ＞
以上のように、工作機械１００は、ワークの加工が行われていない隙間時間を利用して測定工具１０を充電する。これにより、工作機械１００は、加工効率を低下させずに、測定工具１０の充電が尽きることを防ぐことができる。

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特許請求の範囲によって示され、特許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。

１０ 測定工具、２０ ＣＰＵユニット、３０ ＣＮＣユニット、４０，５００ 情報処理装置、５０ 制御部、５２ 第１条件判断部、５４ 第２条件判断部、５６ ＡＴＣ制御部、５８ 充電制御部、１００，１００Ａ，１００Ｂ 工作機械、１０１，２０１，３０１，４０１ 制御回路、１０２，２０２，３０２，４０２ ＲＯＭ、１０３，２０３，３０３，４０３ ＲＡＭ、１０４，２０４，２０５，３０４，３０５，４０４，４０５ 通信インターフェイス、１１０Ａ 回転駆動部、１１０Ｂ 位置駆動部、１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｘ，１１１Ｙ，１１１Ｚ サーボドライバ、１１１Ｍ モータドライバ、１１１Ｎ ＡＴＣドライバ、１２２，２２２，３２２，４２２ 制御プログラム、１３０ 主軸頭、１３１Ａ ハウジング、１３２ 主軸、１３２Ａ テーパ穴、１３４ 交流電源、１３５ 送電コイル、１３５Ａ，１３６Ａ 取付部材、１３６ 受電コイル、１３７ バッテリー、１４０ コレット、１４１ ドローバ、１４５ 非接触給電装置、１４６ 装着部材、１４６Ａ プルスタッド、１５０ 筐体、１６０ ＡＴＣ、１６１ レーザ発振器、１６２ カメラ、１６２Ａ 撮像面、１６３ プリズム、１６４ 反射鏡、１６５ 中心軸、１６６ アーム、１６６Ａ，１６６Ｂ 工具把持部、１６８，１６９ 凸レンズ、１７０ マガジン、１８０ 主電源、２２０，３２０，４２０ 補助記憶装置、３０６ フィールドバスコントローラ、３２４ 加工プログラム、１０００ 加工システム。

Claims (4)

1. ワークを加工することが可能な工作機械であって、
   複数の工具を保持するためのマガジンを備え、前記複数の工具は、前記ワークの形状を測定するための測定工具を含み、当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有し、
   前記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備え、前記主軸には、送電コイルが設けられており、
   前記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備え、前記交流電源は、前記測定工具が前記主軸に装着されているときに前記送電コイルに交流電流を印加することで前記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって前記バッテリーを充電し、
   前記複数の工具から選択された一の工具を前記主軸に装着するための工具交換装置と、
   前記工作機械を制御するための制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記ワークの加工プログラムに基づいて、前記測定工具による測定処理が完了するまでにかかる測定予定時間を推定する処理と、
   前記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされ、かつ、前記バッテリーの残電力が尽きそうであることを示す第２条件が満たされた場合に、前記測定工具を前記主軸に装着するように前記工具交換装置に指令を出力する処理と、
   当該指令の出力により前記測定工具が前記主軸に装着されたことに基づいて、前記交流電源から前記送電コイルへの交流電流の印加を開始する処理とを実行し、
   前記第１条件は、前記主軸が停止している場合に満たされ、
   前記第２条件が満たされたか否かは、前記測定予定時間に基づいて判断される、工作機械。
2. 前記第２条件は、前記バッテリーの残電力が所定値を下回ったことに基づいて、満たされる、請求項１に記載の工作機械。
3. ワークを加工することが可能な工作機械の制御方法であって、
   前記工作機械は、複数の工具を保持するためのマガジンを備え、前記複数の工具は、前記ワークの形状を測定するための測定工具を含み、当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有し、
   前記工作機械は、さらに、前記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備え、前記主軸には、送電コイルが設けられており、
   前記工作機械は、さらに、前記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備え、前記交流電源は、前記測定工具が前記主軸に装着されているときに前記送電コイルに交流電流を印加することで前記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって前記バッテリーを充電し、
   前記交流電源は、さらに、前記複数の工具から選択された一の工具を前記主軸に装着するための工具交換装置を備え、
   前記制御方法は、
   前記ワークの加工プログラムに基づいて、前記測定工具による測定処理が完了するまでにかかる測定予定時間を推定するステップと、
   前記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされ、かつ、前記バッテリーの残電力が尽きそうであることを示す第２条件が満たされた場合に、前記測定工具を前記主軸に装着するように前記工具交換装置に指令を出力するステップと、
   当該指令の出力により前記測定工具が前記主軸に装着されたことに基づいて、前記交流電源から前記送電コイルへの交流電流の印加を開始するステップとを備え、
   前記第１条件は、前記主軸が停止している場合に満たされ、
   前記第２条件が満たされたか否かは、前記測定予定時間に基づいて判断される、制御方法。
4. ワークを加工することが可能な工作機械の制御プログラムであって、
   前記工作機械は、複数の工具を保持するためのマガジンを備え、前記複数の工具は、前記ワークの形状を測定するための測定工具を含み、当該測定工具は、当該測定工具に電力を供給するバッテリーと、当該バッテリーに電気的に接続されている受電コイルとを有し、
   前記工作機械は、さらに、前記複数の工具の内の一の工具が装着され得る主軸を備え、前記主軸には、送電コイルが設けられており、
   前記工作機械は、さらに、前記送電コイルに交流電流を印加するための交流電源を備え、前記交流電源は、前記測定工具が前記主軸に装着されているときに前記送電コイルに交流電流を印加することで前記受電コイルに誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によって前記バッテリーを充電し、
   前記交流電源は、さらに、前記複数の工具から選択された一の工具を前記主軸に装着するための工具交換装置を備え、
   前記制御プログラムは、前記工作機械に、
   前記ワークの加工プログラムに基づいて、前記測定工具による測定処理が完了するまでにかかる測定予定時間を推定するステップと、
   前記ワークの非加工中を示す第１条件が満たされ、かつ、前記バッテリーの残電力が尽きそうであることを示す第２条件が満たされた場合に、前記測定工具を前記主軸に装着するように前記工具交換装置に指令を出力するステップと、
   当該指令の出力により前記測定工具が前記主軸に装着されたことに基づいて、前記交流電源から前記送電コイルへの交流電流の印加を開始するステップとを実行させ、
   前記第１条件は、前記主軸が停止している場合に満たされ、
   前記第２条件が満たされたか否かは、前記測定予定時間に基づいて判断される、制御プログラム。

Images