JP2021168077A - 旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】シミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤を提供する。【解決手段】旋盤１は、ワークＷ１を把持する主軸１１を設けた主軸台１０、主軸１１に把持されたワークＷ１を加工する工具Ｔ１を取り付け可能な刃物台部Ｕ１、ワークＷ１から工具Ｔ１までの距離が変わる駆動軸方向３において主軸台１０と刃物台部Ｕ１の少なくとも一方の駆動対象５０を移動させる駆動部Ｕ２、駆動対象５０の進入禁止領域Ａ１を表す進入禁止領域情報ＩＮ１を記憶した記憶部Ｕ３、及び、距離表示部Ｕ４を備える。距離表示部Ｕ４は、駆動軸方向３における駆動対象５０の現在位置（機械座標Ｐｍ）と、進入禁止領域情報ＩＮ１と、に基づいて、駆動軸方向３において駆動対象５０が進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを計算して表示する。【選択図】図１０

Description

本発明は、主軸に把持されたワークを工具で加工する旋盤に関する。

ＮＣ（数値制御）旋盤は、ワークを把持する主軸を設けた主軸台、直接又は工具ホルダーを介して工具を取り付けた刃物台、及び、主軸台と刃物台の少なくとも一方の駆動対象を移動させる駆動部を備えている。また、駆動対象が他の構造物と干渉しないように、ＮＣ旋盤は、構造物に設定された進入禁止領域に駆動対象が入らないように駆動部を制御している。例えば、駆動対象が主軸台である場合、刃物台に設定された進入禁止領域に主軸が入らないように主軸台の移動が制御される。

ワークの加工精度を向上させるためには、刃物台又は工具ホルダーからの工具の突出長さがなるべく短くなるように刃物台又は工具ホルダーに工具を取り付ける方が好ましい。しかし、工具の突出長さを短くするほど、主軸と刃物台とを近付ける必要があり、進入禁止領域により主軸と刃物台とを近付けることができなくなる可能性が高まる。特許文献１に開示された数値制御装置は、加工プログラムのシミュレーションを行い、工具又は工具ホルダーと他の構造物との干渉が発生した場合、工具又は工具ホルダーを変更して再び加工プログラムのシミュレーションを行うことを繰り返す。

特開２０１２−２１８１１１号公報

しかし、加工プログラムのシミュレーションを繰り返すことは、時間がかかる煩わしい作業が必要である。
本発明は、シミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤を開示するものである。

本発明の旋盤は、ワークを把持する主軸を設けた主軸台と、
前記主軸に把持された前記ワークを加工する工具を取り付け可能な刃物台部と、
前記ワークから前記工具までの距離が変わる駆動軸方向において前記主軸台と前記刃物台部の少なくとも一方の駆動対象を移動させる駆動部と、
前記駆動対象の進入禁止領域を表す進入禁止領域情報を記憶した記憶部と、
前記駆動軸方向における前記駆動対象の現在位置と、前記進入禁止領域情報と、に基づいて、前記駆動軸方向において前記駆動対象が前記進入禁止領域に至る距離を算出して表示する距離表示部と、を備える、態様を有する。

本発明によれば、シミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤を提供することができる。

旋盤の構成例を模式的に示す平面図である。 旋盤の電気回路の構成例を模式的に示すブロック図である。 操作パネルの例を模式的に示す正面図である。 進入禁止領域と各種パラメーターの例を模式的に示す平面図である。 駆動対象の位置に応じた各種パラメーターの例を模式的に示す平面図である。 旋盤で行われる工具取り付け補助処理の例を示すフローチャートである。 把持モードである場合の工具選択画面の例を模式的に示す図である。 非把持モードである場合の工具選択画面の例を模式的に示す図である。 ハンドルキーを有する工具選択画面の例を模式的に示す図である。 ハンドルモード画面の例を模式的に示す図である。 形状補正Ｇを含む更新画面の例を模式的に示す図である。 メイン刃物台を駆動対象とした変形例を模式的に示す平面図である。 対象工具の仮止め作業を行った直後の旋盤の例を模式的に示す平面図である。 対象工具の先端にワークの端面を接触させた例を模式的に示す平面図である。 機械座標Ｐｍが進入禁止位置Ｐａになるまで背面主軸台が前進した例を模式的に示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１〜１５に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。

［態様１］
本技術の一態様に係る旋盤１は、主軸台１０、刃物台部Ｕ１、駆動部Ｕ２、記憶部Ｕ３、及び、距離表示部Ｕ４を備える。前記主軸台１０には、ワークＷ１を把持する主軸１１が設けられている。前記刃物台部Ｕ１には、前記主軸１１に把持された前記ワークＷ１を加工する工具Ｔ１を取り付け可能である。前記駆動部Ｕ２は、前記ワークＷ１から前記工具Ｔ１までの距離（例えば図４に示すＯ１−Ｆ）が変わる駆動軸方向３において前記主軸台１０と前記刃物台部Ｕ１の少なくとも一方の駆動対象５０を移動させる。前記記憶部Ｕ３は、前記駆動対象５０の進入禁止領域Ａ１を表す進入禁止領域情報ＩＮ１を記憶している。図６，１０に例示するように、前記距離表示部Ｕ４は、前記駆動軸方向３における前記駆動対象５０の現在位置（例えば機械座標Ｐｍ）と、前記進入禁止領域情報ＩＮ１と、に基づいて、前記駆動軸方向３において前記駆動対象５０が前記進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを算出して表示する。

上記態様では、駆動軸方向３において駆動対象５０が進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが数値で判るので、オペレーターは距離Ｌｏｔの具体値に基づいて工具Ｔ１の突出長さＬｔを調整することができる。従って、上記態様は、シミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤を提供することができる。
なお、進入禁止領域とは、干渉を抑制するために移動量を制限した領域およびボールねじの長さなど機械的要因によりそれ以上動作できない領域のことである。

ここで、刃物台部は、工具が工具ホルダーを介して刃物台に取り付けられる場合には刃物台と工具ホルダーの組合せでもよく、くし形刃物台のように工具が直接刃物台に取り付けられる場合には刃物台単体でもよい。
駆動対象は、主軸台でもよいし、刃物台部でもよいし、主軸台と刃物台部の両方でもよい。すなわち、駆動部は、刃物台部を移動させないで主軸台を移動させてもよいし、主軸台を移動させないで刃物台部を移動させてもよいし、主軸台と刃物台部の両方を移動させてもよい。
上述した付言は、以下の態様においても適用される。

［態様２］
図４に例示するように、前記刃物台部Ｕ１は、前記駆動軸方向３と交差する仮想平面４において異なる位置に前記工具Ｔ１を複数取り付け可能でもよい。本旋盤１は、前記刃物台部Ｕ１に取り付けられる前記複数の工具Ｔ１の中から前記ワークＷ１を加工する工具Ｔ１を切り替える切り替え駆動部Ｕ５（例えば図２に示すＸ２軸モーターＭ４）をさらに備えていてもよい。
上記態様は、複数の工具を使用することができる。

［態様３］
また、本旋盤１は、前記刃物台部Ｕ１に取り付けられる前記複数の工具Ｔ１の中から突出長さＬｔを調整する対象工具Ｔ２の選択を受け付ける対象工具受付部Ｕ６（例えば図２に示す入力部８１）をさらに備えていてもよい。前記距離表示部Ｕ４は、前記対象工具Ｔ２が前記駆動軸方向３において前記ワークＷ１に対向する状態において、前記現在位置（Ｐｍ）と前記進入禁止領域情報ＩＮ１とに基づいて前記進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを算出して表示してもよい。
上記態様では、刃物台部Ｕ１に取り付けられる複数の工具Ｔ１のそれぞれについて駆動軸方向３において駆動対象５０が進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが数値で判るので、オペレーターは複数の工具Ｔ１の突出長さＬｔを進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔの適切な具体値に基づいて調整することができる。従って、上記態様は、刃物台部に取り付けられる複数の工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤を提供することができる。

ここで、切り替え駆動部は、主軸台を移動させることにより工具を切り替えてもよいし、刃物台部を移動させることにより工具を切り替えてもよいし、主軸台と刃物台部の両方を移動させることにより工具を切り替えてもよい。また、刃物台部がタレット刃物台を含んでいる場合、切り替え駆動部は、刃物台部を旋回させることにより工具を切り替えてもよい。
上述した付言は、以下の態様においても適用される。

［態様４］
図７等に例示するように、本旋盤１は、前記主軸１１に前記ワークＷ１を把持させる把持モード５２１と、前記主軸１１に前記ワークＷ１を把持させない非把持モード５２２と、のいずれか一方のモードを受け付けるモード受付部Ｕ７を備えていてもよい。また、図１１等に例示するように、本旋盤１は、前記駆動軸方向３における前記工具Ｔ１の位置（例えば形状補正Ｇ）を表す工具位置情報ＩＮ２を表示する工具位置情報表示部Ｕ８をさらに備えていてもよい。前記工具位置情報表示部Ｕ８は、前記モードが前記把持モード５２１である場合、前記主軸１１が前記ワークＷ１を把持している状態において、前記駆動軸方向３において前記ワークＷ１と前記工具Ｔ１とが接触する位置（例えば図５に示す接触状態ＳＴ２のワーク座標Ｐｗ）を取得し、取得された位置に基づいて前記工具位置情報ＩＮ２を表示してもよい。また、前記工具位置情報表示部Ｕ８は、前記モードが前記非把持モード５２２である場合、前記主軸１１が前記ワークＷ１を把持していない状態において、前記駆動軸方向３において前記主軸１１と前記工具Ｔ１とが接触する位置を取得し、取得された位置に基づいて前記工具位置情報ＩＮ２を表示してもよい。

上記態様では、主軸１１がワークＷ１を把持する場合であっても把持しない場合であっても工具Ｔ１の取り付け位置（Ｇ）が数値で判るので、刃物台部に取り付けられる工具の突出長さをさらに容易に調整可能な旋盤を提供することができる。

［態様５］
前記工具位置情報表示部Ｕ８は、前記駆動軸方向３において前記ワークＷ１の端面Ｗ１ａを加工する加工長さ（例えば図７に示す端面取り代Ｆ）の入力を受け付けてもよい。また、前記工具位置情報表示部Ｕ８は、前記モードが前記把持モード５２１である場合、前記取得された位置（Ｐｗ）と前記加工長さ（Ｆ）とに基づいて前記工具位置情報ＩＮ２を更新してもよい。さらに、前記工具位置情報表示部Ｕ８は、前記モードが前記非把持モード５２２である場合、前記加工長さ（Ｆ）を使用しないで前記工具位置情報ＩＮ２を更新してもよい。

上記態様では、上記態様では、工具Ｔ１の位置（Ｇ）にワークＷ１の端面Ｗ１ａの加工長さ（Ｆ）が考慮されるので、刃物台部に取り付けられる工具の突出長さをさらに容易に調整可能な旋盤を提供することができる。

（２）旋盤の構成の具体例：
図１は、旋盤の例として主軸移動型のＮＣ（数値制御）旋盤１の構成を模式的に例示している。図２は、ＮＣ旋盤１の電気回路の構成を模式的に例示している。尚、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右方向を上下方向又は前後方向に変更したり、上下方向を左右方向や前後方向に変更したり、前後方向を左右方向や上下方向に変更したり、回転方向を逆方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。

図１に示す旋盤１は、基台２上に、主軸台１０、ガイドブッシュ１５、支持台３０、刃物台４０、ＮＣ装置７０、等を備えている。ここで、主軸台１０は正面主軸台１０Ａと背面主軸台１０Ｂを総称し、刃物台４０はメイン刃物台４０Ａとバック刃物台４０Ｂを総称している。ＮＣ装置７０は、主軸台１０及びその駆動部（例えば図２に示すＺ１軸モーターＭ１やＸ２軸モーターＭ４やＺ２軸モーターＭ５）、メイン刃物台４０Ａ及びその駆動部（例えば図２に示すＸ１軸モーターＭ２やＹ１軸モーターＭ３）、等の動作を制御する。旋盤１は、制御軸として、Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，Ｘ２，Ｚ２軸を有している。尚、Ｙ１軸は、図１において紙面に垂直な向きである。Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，Ｘ２，Ｚ２軸方向は、Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，Ｘ２，Ｚ２軸に沿った方向を意味する。むろん、旋盤１は、前述の５軸に加えてＹ２軸等の制御軸を有していてもよい。

正面主軸１１Ａを設けた正面主軸台１０Ａは、基台２に対して、正面主軸１１Ａの中心線ＡＸ１に沿ったＺ１軸方向へ移動可能とされている。尚、正面主軸はメイン主軸とも呼ばれ、正面主軸台はメイン主軸台とも呼ばれる。ＮＣ装置７０は、Ｚ１軸モーターＭ１及び送り機構１０ｚを介して正面主軸台１０ＡのＺ１軸方向における位置を制御する。正面主軸１１Ａは、Ｚ１軸方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ１をコレット（不図示）で解放可能に把持し、ワークＷ１の長手方向に沿う中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１を回転させる。

ガイドブッシュ１５は、正面主軸１１Ａの前方にある支持台３０に取り付けられている。正面主軸１１Ａの前方に配置されたガイドブッシュ１５は、正面主軸１１Ａを貫通した長手状のワークＷ１をＺ１軸方向へ摺動可能に支持し、正面主軸１１Ａと同期して正面主軸１１Ａの中心線ＡＸ１を中心として回転駆動される。すなわち、ガイドブッシュ１５は、正面主軸１１Ａから突出しているワークＷ１を通して支持する。ガイドブッシュ１５があることにより、細長いワークＷ１の撓みが抑制されて高精度の加工が行われる。

背面主軸１１Ｂを設けた背面主軸台１０Ｂは、基台２に対して、背面主軸１１Ｂの中心線ＡＸ２に沿ったＺ２軸方向、及び、中心線ＡＸ２に直交するＸ２軸方向へ移動可能とされている。尚、背面主軸はサブ主軸とも呼ばれ、背面主軸台はサブ主軸台とも呼ばれる。Ｚ２軸方向は、Ｚ１軸方向に沿った方向である。背面主軸１１Ｂは、ガイドブッシュ１５を介して正面主軸１１Ａに対向する位置にある。ＮＣ装置７０は、Ｚ２軸モーターＭ５及び送り機構２０ｚを介して背面主軸台１０ＢのＺ２軸方向における位置を制御し、Ｘ２軸モーターＭ４及び送り機構２０ｘを介して背面主軸台１０ＢのＸ２軸方向における位置を制御する。背面主軸１１Ｂは、ガイドブッシュ１５を介して正面主軸１１Ａに対向する位置において正面主軸１１ＡからワークＷ１を受け取り、Ｚ２軸方向へ挿入されたワークＷ１をコレット（不図示）で解放可能に把持する。例えば、メイン刃物台４０Ａに保持されている突っ切りバイトにより長尺なワークから正面加工後のワークＷ１が分離されると、背面主軸１１Ｂは、正面加工後のワークＷ１の長手方向に沿う中心線ＡＸ２を中心として正面加工後のワークＷ１を回転させる。

メイン刃物台４０Ａは、バイト等の複数の工具Ｔ１が直接取り付けられたくし形刃物台であり、工具ホルダーを介して回転ドリル等の工具が取り付けられてもよい。メイン刃物台４０Ａは、支持台３０において背面主軸１１Ｂに対向する側部３１に対して、正面主軸１１Ａの中心線ＡＸ１に直交するＸ１，Ｙ１軸方向へ移動可能に支持されている。Ｘ１軸方向は、Ｘ２軸方向に沿った方向であり、Ｚ１軸方向に直交する。Ｙ１軸方向は、Ｚ１軸方向とＸ１軸方向とに直交する。ＮＣ装置７０は、Ｘ１軸モーターＭ２及び送り機構４０ｘを介してメイン刃物台４０ＡのＸ１軸方向における位置を制御し、Ｙ１軸モーターＭ３及び送り機構４０ｙを介してメイン刃物台４０ＡのＹ１軸方向における位置を制御する。メイン刃物台４０Ａは、主軸１１に把持されたワークＷ１を加工する工具Ｔ１を取り付け可能な刃物台部Ｕ１の例である。

支持台３０は、正面主軸台１０Ａと背面主軸台１０Ｂとの間において基台２に対して移動しないように固定され、基台２からＸ１軸方向の上側へ延びている。支持台３０は、正面主軸１１Ａから突出しているワークＷ１を貫通させるガイドブッシュ１５を保持している。支持台３０において背面主軸１１Ｂに対向する側部３１は、メイン刃物台４０ＡをＸ１，Ｙ１軸方向へ移送可能に支持し、取り付けられたバック刃物台４０Ｂを移動しないように固定している。

支持台３０に固定されたバック刃物台４０Ｂには、ドリル工具といった複数の工具Ｔ１が工具ホルダーＴＵ１を介して取り付けられている。ワークＷ１を把持した背面主軸１１Ｂを設けた背面主軸台１０ＢをＸ２軸方向へ移動させることにより、バック刃物台４０Ｂに設けられた複数の工具Ｔ１のいずれかをワークＷ１に対向させることが可能である。バック刃物台４０Ｂと複数の工具ホルダーＴＵ１の組合せは、主軸１１に把持されたワークＷ１を加工する工具Ｔ１を取り付け可能な刃物台部Ｕ１の例である。
尚、旋盤１には、メイン刃物台４０Ａ及びバック刃物台４０Ｂ以外の刃物台が設置されてもよい。

主軸台１０、ガイドブッシュ１５、支持台３０、刃物台４０、及び、工具Ｔ１の主要部は、例えば金属で形成することができる。

図２に示す旋盤１において、ＮＣ装置７０には、操作パネル８０、Ｚ１軸モーターＭ１、Ｘ１軸モーターＭ２、Ｙ１軸モーターＭ３、Ｘ２軸モーターＭ４、Ｚ２軸モーターＭ５、正面主軸１１Ａ用の回転モーター（不図示）、背面主軸１１Ｂ用の回転モーター（不図示）、回転ドリル用の回転モーター（不図示）、等が接続されている。ＮＣ装置７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）７２、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）７３、タイマー回路７４、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）７５、等を有している。図２では、操作パネル８０とサーボモーター（Ｍ１〜Ｍ５）のＩ／ＦをまとめてＩ／Ｆ７５と示している。

ＲＯＭ７２には、加工プログラムＰ２を解釈して実行するための解釈実行プログラムＰ１、及び、駆動対象の進入禁止領域を表す進入禁止領域情報ＩＮ１が書き込まれている。ＲＯＭ７２は、進入禁止領域情報ＩＮ１を記憶した記憶部Ｕ３の例である。ＲＯＭ７２は、フラッシュメモリーのように書き換え可能な不揮発性メモリーを含んでいてもよい。書き換え可能な不揮発性メモリーに進入禁止領域情報ＩＮ１が書き込まれていると、進入禁止領域情報ＩＮ１を適宜、更新することができる。ＲＡＭ７３には、ユーザーにより作成された加工プログラムＰ２が記憶される。加工プログラムは、ＮＣプログラムとも呼ばれる。ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３をワークエリアとして使用し、ＲＯＭ７２に記録されている解釈実行プログラムＰ１を実行することにより、コンピューターをＮＣ装置７０として機能させる。むろん、解釈実行プログラムＰ１により実現される機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。

Ｚ１軸モーターＭ１は、図１に示す送り機構１０ｚを介して正面主軸１１Ａを含む正面主軸台１０ＡをＺ１軸に沿って双方向へ移動させる。Ｘ１軸モーターＭ２は、図１に示す送り機構４０ｘを介してメイン刃物台４０ＡをＸ１軸に沿って双方向へ移動させる。Ｙ１軸モーターＭ３は、図１に示す送り機構４０ｙを介してメイン刃物台４０ＡをＹ１軸に沿って双方向へ移動させる。Ｘ２軸モーターＭ４は、図１に示す送り機構２０ｘを介して背面主軸台１０ＢをＸ２軸の双方向へ移動させる。Ｚ２軸モーターＭ５は、図１に示す送り機構２０ｚを介して背面主軸台１０ＢをＺ２軸の双方向へ移動させる。送り機構１０ｚ，４０ｘ，４０ｙ，２０ｘ，２０ｚには、レールとガイド部材とのスライド可能な嵌合構造、アリ溝とアリとのスライド可能な嵌合構造、等を用いることができる。

図３は、操作パネル８０の正面を模式的に例示している。
操作パネル８０は、入力部８１及び表示部８２を備え、ＮＣ装置７０のユーザーインターフェイスとして機能する。

入力部８１は、オペレーターから操作入力を受け付けるためのハードキー８１ａや切り替えスイッチ８１ｂやハンドル８３やボタン８４やタッチパネル（表示部８２の画面８２ａ）から構成される。ハードキー８１ａは、複数の制御軸から手動ハンドル送りを行う制御軸を選択するための制御軸キー８１ｃ、画面８２ａのカーソルを移動させるためのカーソルキー８１ｄ、アルファベットや数字等の文字を打ち込むための文字キー８１ｅ、打ち込まれた文字を入力するための入力キー８１ｆ、等を含んでいる。切り替えスイッチ８１ｂは、切削油の吐出と吐出停止とを切り替える等、各種の動作を切り替えるための操作部である。ハンドル８３は、駆動対象を手動で移動させる操作を行うための操作部である。ボタン８４は、突出長さを調整する対象工具を選択するために使用するＳＴＡＲＴボタン等を含んでいる。画面８２ａには、入力部８１としてのソフトキー８１ｇが配置されている。入力部８１は、刃物台部Ｕ１に取り付けられる複数の工具Ｔ１の中から突出長さを調整する対象工具の選択を受け付ける対象工具受付部Ｕ６、及び、Ｇ１３２モードとＧ１３０モードのいずれか一方のモード（図７〜１１参照）を受け付けるモード受付部Ｕ７の例である。Ｇ１３２モードは、主軸１１にワークＷ１を把持させる把持モード５２１の例である。Ｇ１３０モードは、主軸１１にワークＷ１を把持させない非把持モード５２２の例である。

表示部８２は、オペレーターから操作入力を受け付けた各種設定の内容やＮＣ旋盤１に関する各種情報を画面８２ａに表示するディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）で構成される。画面８２ａには、図７〜１１に示す工具選択画面５００、ハンドルモード画面５０１、更新画面５０２、等が含まれる。表示部８２は、駆動軸方向において駆動対象が進入禁止領域に至る距離を計算して表示する距離表示部Ｕ４（図１０参照）、及び、駆動軸方向における工具Ｔ１の位置を表す工具位置情報を表示する工具位置情報表示部Ｕ８の例である。

図４は、駆動対象５０が背面主軸台１０Ｂであって干渉対象５５がバック刃物台４０Ｂと複数の工具ホルダーＴＵ１を組み合わせた刃物台部Ｕ１である場合における進入禁止領域Ａ１及び各種パラメーターを模式的に例示している。図４に示す複数の工具Ｔ１は、ドリル工具である。ワークＷ１を把持する背面主軸１１Ｂを設けた背面主軸台１０Ｂは、図２に示すように、Ｘ２軸モーターＭ４によりＸ２軸方向へ移動し、Ｚ２軸モーターＭ５によりＺ２軸方向へ移動する。背面主軸１１Ｂに把持されたワークＷ１は、バック刃物台４０Ｂを含む刃物台部Ｕ１に取り付けられた複数の工具Ｔ１のいずれかにより加工される。図４において、Ｚ２軸に沿った左方向はプラス方向であり、Ｚ２軸に沿った右方向はマイナス方向である。図４に示す例では、ワークＷ１から工具Ｔ１までの距離が変わる駆動軸方向３はＺ２軸方向であり、駆動対象５０を移動させる駆動部Ｕ２はＺ２軸モーターＭ５であり、工具Ｔ１を切り替える切り替え駆動部Ｕ５はＸ２軸モーターＭ４である。

刃物台部Ｕ１の複数の工具ホルダーＴＵ１は、バック刃物台４０Ｂにおいて背面主軸１１Ｂに対向する対向面４１に取り付けられている。各工具ホルダーＴＵ１には、工具Ｔ１が取り付けられる。従って、刃物台部Ｕ１は、Ｚ２軸方向と交差する仮想平面４において異なる位置に工具Ｔ１を複数取り付け可能である。Ｘ２軸モーターＭ４は、ＮＣ装置７０の制御に従って、背面主軸１１Ｂに把持されたワークＷ１をＺ２軸方向において複数の工具Ｔ１のいずれかに対向するように背面主軸台１０ＢをＸ２軸方向へ移動させる。これにより、刃物台部Ｕ１に取り付けられた複数の工具Ｔ１の中からワークＷ１に対向する工具が切り替えられる。工具Ｔ１の工具ホルダーＴＵ１からの突出長さＬｔの調整は、工具Ｔ１がワークＷ１に対向している状態で行われる。複数の工具Ｔ１のうち突出長さＬｔを調整する工具を対象工具Ｔ２と呼ぶことにする。Ｚ２軸モーターＭ５は、ＮＣ装置７０の制御に従って、ワークＷ１を把持した背面主軸１１Ｂを設けた背面主軸台１０ＢをＺ２軸方向へ移動させる。これにより、ワークＷ１から対向する工具Ｔ１までの距離が変わる。

旋盤１には、背面主軸１１Ｂと刃物台部Ｕ１との干渉を防ぐため、刃物台部Ｕ１の形状に応じた進入禁止領域Ａ１が設定されている。ＮＣ装置７０は、Ｚ２軸において刃物台部Ｕ１に近付く背面主軸１１Ｂの端面１１ｃの制御位置（機械座標Ｐｍに相当）が進入禁止領域Ａ１の境界Ａ１ｂ（進入禁止位置Ｐａに相当）に到達すると、背面主軸台１０Ｂの移動を停止させる。図４に示すように、ワークＷ１を加工する工具Ｔ１に応じてＺ２軸における進入禁止領域Ａ１の境界Ａ１ｂの位置が異なることがある。

ここで、図５も参照して、Ｚ２軸における背面主軸台１０Ｂの位置に応じた各種パラメーターを説明する。図５の上部は、Ｚ２軸における機械座標Ｐｍが０である状態ＳＴ１における各種パラメーターを示している。図５の下部は、Ｚ２軸方向においてワークＷ１と対象工具Ｔ２とが接触している状態ＳＴ２における各種パラメーターを示している。

まず、Ｚ２軸において機械の基準となる機械固有の点（Ｚ２＝０）を、機械原点とする。機械原点Ｚ２＝０は、Ｚ２軸における背面主軸１１Ｂの端面１１ｃの原点位置でもある。機械座標Ｐｍは、機械原点Ｚ２＝０を基点とした端面１１ｃのＺ２軸上の位置を示し、図４，５では端面１１ｃが機械原点Ｚ２＝０よりも左側にあるときにプラス値となる。機械座標Ｐｍは、駆動対象５０の現在位置の例である。
ワーク座標Ｐｗは、ワークＷ１の加工のために使用する座標であり、Ｚ２軸における製品の端面の座標であり、ワークＷ１の端面Ｗ１ａを切削して製品にする場合には端面取り代Ｆを除いた位置となる。端面取り代Ｆは、Ｚ２軸方向においてワークＷ１の端面Ｗ１ａを加工する加工長さの例であり、プラス値である。端面取り代Ｆがある場合、ワーク座標Ｐｗは、ワークＷ１から端面取り代Ｆを除いた端面Ｗ１ａの座標となる。

補正量（Ｏとする。）は、機械座標Ｐｍからワーク座標Ｐｗを算出するためのオフセット値であり、機械原点Ｚ２＝０からのシフト量である。補正量Ｏは、Ｚ２軸方向におけるワークＷ１に対向する対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａから製品の端面までの距離Ｏ１と、Ｚ２軸方向における背面主軸１１Ｂの端面１１ｃから機械原点Ｚ２＝０まで距離Ｏ２とを加えた値となる。ワーク座標Ｐｗは、機械座標Ｐｍから補正量Ｏを引いた値となる。
Ｐｗ＝Ｐｍ−Ｏ …（１）
背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させるＧ１３２モードでは、製品の端面が対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａよりも図４，５の右側にあるとき、ワーク座標Ｐｗはマイナス値となる。

形状補正Ｇは、Ｚ２軸における対象工具Ｔ２の位置の例であり、Ｚ２軸における工具取り付け基準位置Ｐｂから対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａまでの距離である。図４，５に示す工具取り付け基準位置Ｐｂは、機械原点Ｚ２＝０である。従って、形状補正Ｇは、通常、プラス値である。
突き出し登録長Ｋは、背面主軸１１Ｂに把持される製品が背面主軸１１Ｂの端面１１ｃからＺ軸方向へ突き出す長さであり、Ｚ２軸方向において製品の長さＬｐからワークＷ１の把持長さＬｇを引いたプラス値である。ワークＷ１の端面Ｗ１ａを切削して製品にする場合、突き出し登録長Ｋは、背面加工前のワークＷ１の長さから端面取り代Ｆと把持長さＬｇを引いた値となる。背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させないＧ１３０モードの場合、突き出し登録長Ｋは以下の式において０として扱えばよい。

背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させないＧ１３０モードの場合、補正量Ｏは、形状補正Ｇに等しい。
Ｏ＝Ｇ …（２）
式（１），（２）から、ワーク座標Ｐｗは、機械座標Ｐｍから形状補正Ｇを引いた値となる。
Ｐｗ＝Ｐｍ−Ｇ …（３）

背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させるＧ１３２モードの場合、補正量Ｏは、形状補正Ｇから突き出し登録長Ｋを引いた値となる。
Ｏ＝Ｇ−Ｋ …（４）
式（１），（４）から、ワーク座標Ｐｗは、機械座標Ｐｍから形状補正Ｇを引き突き出し登録長Ｋを加えた値となる。
Ｐｗ＝Ｐｍ−（Ｇ−Ｋ）＝Ｐｍ−Ｇ＋Ｋ …（５）

刃物台部Ｕ１に対象工具Ｔ２を取り付け直す場合、算出済みの形状補正Ｇに基づいて形状補正Ｇを更新することにしている。以下、形状補正Ｇを更新する計算式を説明する。
背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させるＧ１３２モードでは、図５の下部に示すように対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａとワークＷ１の端面Ｗ１ａとが接触している状態ＳＴ２においてワーク座標Ｐｗが−Ｆとなるように更新後の形状補正を計算することにしている。尚、更新前の値を表すパラメーターに「ｃ」を付し、更新後の値を表すパラメーターに「ｎ」を付すことにする。例えば、形状補正Ｇは、更新前であればＧｃと表され、更新後であればＧｎと表される。後述するが、形状補正Ｇの更新は、図１０に示すＺ設定キー５４０が操作されたタイミングで行われる。

式（１）より、更新前のワーク座標Ｐｗｃは、機械座標Ｐｍから更新前の補正量Ｏｃを引いた値である。
Ｐｗｃ＝Ｐｍ−Ｏｃ …（６）
また、式（１）より、更新後のワーク座標Ｐｗｎは、機械座標Ｐｍから更新後の補正量Ｏｎを引いた値であり、−Ｆである。
Ｐｗｎ＝Ｐｍ−Ｏｎ＝−Ｆ …（７）

式（６），（７）から機械座標Ｐｍを消すと、更新後の補正量Ｏｎは、更新前のワーク座標Ｐｗｃに更新前の補正量Ｏｃと端面取り代Ｆを加えた値となる。
Ｏｎ＝Ｐｗｃ＋Ｏｃ＋Ｆ …（８）
式（４），（８）より、
Ｇｎ−Ｋ＝Ｐｗｃ＋（Ｇｃ−Ｋ）＋Ｆ
であるから、更新後の形状補正Ｇｎは、更新前のワーク座標Ｐｗｃに更新前の形状補正Ｇｃと端面取り代Ｆを加えた値となる。
Ｇｎ＝Ｐｗｃ＋Ｇｃ＋Ｆ …（９）

背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させないＧ１３０モードでは、突き出し登録長Ｋが０であり、端面取り代Ｆが０であることから、更新後の形状補正Ｇｎは、更新前のワーク座標Ｐｗｃに更新前の形状補正Ｇｃを加えた値となる。
Ｇｎ＝Ｐｗｃ＋Ｇｃ …（１０）

ワークＷ１の加工精度を向上させるためには、工具ホルダーＴＵ１からの工具Ｔ１の突出長さＬｔをなるべく短くする方が好ましい。しかし、工具Ｔ１の突出長さＬｔを短くするほど、背面主軸１１Ｂと刃物台部Ｕ１とを近付ける必要があり、進入禁止領域Ａ１により背面主軸１１Ｂと刃物台部Ｕ１とを近付けることができなくなる可能性が高まる。ここで、加工プログラムのシミュレーションにより工具又は工具ホルダーと主軸との干渉が発生した場合に工具又は工具ホルダーを変更して再び加工プログラムのシミュレーションを行うことを繰り返すことは、時間がかかる煩わしい作業が必要である。

本具体例では、対象となる制御軸の駆動対象５０を手動で動かすためにオペレーターがハンドル８３を操作する時、図１０に例示するように、駆動対象５０が進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを表示することにしている。これにより、刃物台部Ｕ１に工具Ｔ１を取り付ける時に加工プログラムのシミュレーションを行わなくても工具Ｔ１の突出長さＬｔを容易に調整することが可能となる。以下、図６〜１１を参照して、旋盤１で行われる工具取り付け補助処理の例を説明する。

（３）工具取り付け補助処理の具体例：
図６は、オペレーターが工具Ｔ１を刃物台部Ｕ１に取り付ける時に旋盤１に実行させる工具取り付け補助処理を例示している。工具取り付け補助処理は、ＮＣ装置７０が主体となって行い、例えば、正面加工をした後に開始する。図７〜１１は、表示部８２に表示される画面の具体例を模式的に示している。
なお、工具取り付け補助処理を行う前に、オペレーターが工具Ｔ１の突出長さを短く設定して刃物台部Ｕ１へ仮止めをしておくことにしている。
本具体例では、図３に示す制御軸キー８１ｃによりＺ２軸が手動ハンドル送りを行う制御軸として選択された場合を説明する。

まず、オペレーターは、バック刃物台４０Ｂに取り付けられている工具ホルダーＴＵ１に対して工具Ｔ１を仮の位置において取り付ける作業、及び、突出長さＬｔを調整する工具Ｔ１に背面主軸１１Ｂを対向させるように背面主軸台１０ＢのＸ２軸上の位置を入力部８１で調整する作業を行うことになる。工具取り付け補助処理が開始すると、ＮＣ装置７０は、製品の長さＬｐとワークＷ１の把持長さＬｇを取得する（ステップＳ１０２）。例えば、ＮＣ装置７０は、製品の長さＬｐの入力を入力部８１により受け付けてもよく、図２に示す加工プログラムＰ２から把持長さＬｇを読み出したり計算したりしてもよい。加工プログラムＰ２に製品の長さＬｐが含まれている場合、ＮＣ装置７０は、加工プログラムＰ２から製品の長さＬｐを読み出したり計算したりしてもよい。

尚、突き出し登録長Ｋの算出は、他の値と同様に実行前に自動で計算される。簡単な例として、突き出し登録長Ｋは、製品の長さＬｐから把持長さＬｇを引くことにより求めてもよい。

次いで、ＮＣ装置７０は、図７に示すような工具選択画面５００を表示部８２に表示させる（ステップＳ１０４）。図７に示す工具選択画面５００は、ワーク座標表示部５１１、形状補正表示部５１２、工具一覧表示部５１３、モード表示部５２０、ソフトキー８１ｇ、等を有している。また、工具選択画面５００には、カーソル５１０が設けられている。カーソル５１０の位置は、図３に示すカーソルキー８１ｄの操作により変えることができる。

ワーク座標表示部５１１には、Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，Ｘ２，Ｚ２軸におけるワーク座標、例えば、Ｚ２軸の場合に製品の端面の座標が表示される。背面主軸１１Ｂに把持されたワークＷ１をバック刃物台４０Ｂに取り付けられた工具Ｔ１で加工する場合、ワーク座標表示部５１１にはＺ２軸のワーク座標Ｐｗが表示される。ワーク座標Ｐｗは、機械座標Ｐｍに突き出し登録長Ｋを加えた値となる。
形状補正表示部５１２には、形状補正Ｇの情報が表示される。背面主軸１１Ｂに把持されたワークＷ１をバック刃物台４０Ｂに取り付けられた工具Ｔ１で加工する場合、図１１に示す更新画面５０２のように、形状補正表示部５１２においてＺ軸の形状補正Ｇ、すなわち、Ｚ２軸方向における対象工具Ｔ２の位置を表す工具位置情報ＩＮ２が表示される。形状補正Ｇの初期値は、０である。形状補正表示部５１２は、工具位置情報ＩＮ２を表示する工具位置情報表示部Ｕ８の例である。

工具一覧表示部５１３には、バック刃物台４０Ｂに取り付けられた工具Ｔ１の一覧が表示される。図７には、４種類の工具Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３が示されている。
モード表示部５２０には、背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させる把持モード５２１を示す「Ｇ１３２」、及び、背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させない非把持モード５２２を示す「Ｇ１３０」が表示される。モード表示部５２０に表示された＊印は、Ｇ１３２モードとＧ１３０モードから選択されたモードを示している。図７に示す工具選択画面５００では、「Ｇ１３２」に＊印が付されているので、Ｇ１３２モードが選択されていることが示されている。Ｇ１３２モードとＧ１３０モードとは、ソフトキー８１ｇに含まれるモード切り替えキー５２３の操作により切り替えられる。モード表示部５２０は、把持モード５２１と非把持モード５２２のいずれか一方のモードを受け付けるモード受付部Ｕ７の例である。

図７に示すようにＧ１３２モードが選択されている場合、ＮＣ装置７０は、ステップＳ１０４で算出された突き出し登録長Ｋを含む突き出し登録長表示部５１４、及び、端面取り代Ｆを含む端面取り代表示部５１５を工具選択画面５００に表示させる。最初に表示される端面取り代Ｆは、デフォルト値でもよいし、加工プログラムＰ２に記述された値でもよいし、加工プログラムＰ２から計算された値でもよい。

図８に示すようにＧ１３０モードが選択されている場合、突き出し登録長表示部５１４と端面取り代表示部５１５は工具選択画面５００に表示されない。

次いで、ＮＣ装置７０は、工具選択画面５００に基づいて各種操作を入力部８１により受け付ける（ステップＳ１０６）。
図７，８に示すモード表示部５２０では、モード切り替えキー５２３により、Ｇ１３２モードとＧ１３０モードのいずれか一方のモードを受け付ける処理が行われる。この処理を実行可能な入力部８１は、モード受付部Ｕ７の例である。図７に示す端面取り代表示部５１５では、文字キー８１ｅや入力キー８１ｆ等により、端面取り代Ｆの入力を受け付ける処理が行われる。この処理は、工具位置情報表示部Ｕ８が駆動軸方向３においてワークＷ１の端面Ｗ１ａを加工する加工長さの入力を受け付けることに対応している。

図７，８に示す工具一覧表示部５１３では、図３に示すカーソルキー８１ｄやボタン８４等により、刃物台部Ｕ１に取り付けられる複数の工具Ｔ１の中から突出長さＬｔを調整する対象工具Ｔ２の選択を受け付ける処理が行われる。この処理を実行可能な入力部８１は、対象工具受付部Ｕ６の例である。ＮＣ装置７０は、ボタン８４に含まれるＳＴＡＲＴボタンの押し操作を監視してＳＴＡＲＴボタンの押し操作を入力部８１により受け付けるまで待機し（ステップＳ１０８）、ＳＴＡＲＴボタンの押し操作を受け付けると、図９に示すような工具選択画面５００に切り替える。また、ＳＴＡＲＴボタンの押し操作により、式（５）によりワーク座標Ｐｗの計算処理を行い表示する。選択された対象工具Ｔ２がワークＷ１に対向していない場合、ＮＣ装置７０は、選択された対象工具Ｔ２がワークＷ１に対向するようにＸ２軸モーターＭ４を駆動させて背面主軸台１０ＢをＸ２軸方向へ移動させてもよい。図９に示す工具選択画面５００には、ハンドルキー５３０を含むソフトキー８１ｇが配置されている。ハンドルキー５３０は、手動ハンドル送りを行うハンドルモードに移行させるための操作部である。

次いで、ＮＣ装置７０は、ハンドルキー５３０の操作を受け付けるまで待機し（ステップＳ１１０）、ハンドルキー５３０の操作を受け付けると、処理をステップＳ１１２に進める。ステップＳ１１２において、ＮＣ装置７０は、Ｚ２軸方向における背面主軸１１Ｂの機械座標Ｐｍと、進入禁止領域Ａ１を表す進入禁止領域情報ＩＮ１と、に基づいて、Ｚ２軸方向において背面主軸１１Ｂが進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを算出する。

図４に示すように、Ｚ２軸における背面主軸１１Ｂの端面１１ｃの位置を表す機械座標Ｐｍから進入禁止領域Ａ１の境界Ａ１ｂまでの距離Ｌｏｔは、Ｘ２軸における背面主軸１１Ｂの中心線ＡＸ２の位置に応じて異なることがある。そこで、ＮＣ装置７０は、Ｘ２軸における背面主軸１１Ｂの機械座標である中心線ＡＸ２のＸ２軸上の位置を取得し、中心線ＡＸ２のＸ２軸上の位置において進入禁止領域Ａ１の境界Ａ１ｂのＺ２位置である進入禁止位置Ｐａを進入禁止領域情報ＩＮ１から求め、進入禁止位置Ｐａから機械座標Ｐｍを引いて距離Ｌｏｔを算出する。
Ｌｏｔ＝Ｐａ−Ｐｍ …（１１）
以上より、対象工具Ｔ２がＺ２軸方向においてワークＷ１に対向する状態において、機械座標Ｐｍと進入禁止領域情報ＩＮ１とに基づいて進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが算出される。

また、ＮＣ装置７０は、図１０に示すように、進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを含むハンドルモード画面５０１を表示部８２に表示させる（ステップＳ１１４）。図１０に示すハンドルモード画面５０１には、「ＯＴまでの距離４６．００１ｍｍ」のように進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが表示される。このように、距離表示部Ｕ４は、対象工具Ｔ２が駆動軸方向３においてワークＷ１に対向する状態において、駆動対象５０の現在位置と進入禁止領域情報ＩＮ１とに基づいて進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを算出して表示する。ハンドルモード画面５０１が表示されている状態でオペレーターがハンドル８３（図３参照）を操作すると、ハンドル８３の操作に応じて背面主軸台１０ＢがＺ２軸方向へ移動する。
また、ハンドルモード画面５０１には、Ｚ設定キー５４０を含むソフトキー８１ｇが配置されている。Ｚ設定キー５４０は、Ｚ２軸における対象工具Ｔ２の位置を表す形状補正Ｇを更新するための操作部である。Ｚ設定キー５４０の操作は、Ｇ１３２モードではワークＷ１の端面Ｗ１ａと対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａとが接触したときに行われる前提であり、Ｇ１３０モードでは背面主軸１１Ｂの端面１１ｃと対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａとが接触したときに行われる前提である。

ここで、図１３〜１５を参照して、対象工具Ｔ２の突出長さＬｔを調整する例を説明する。図１３は、対象工具Ｔ２の仮止め作業を行った直後の刃物台部Ｕ１及び背面主軸台１０Ｂを模式的に例示している。図１４は、対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａにワークＷ１の端面Ｗ１ａを接触させた様子を模式的に例示している。図１５は、対象工具Ｔ２による最大加工長Ｌｄのドリル加工を行った図であり、機械座標Ｐｍが最大加工長Ｌｄの加工位置になるまで背面主軸台１０Ｂが前進した様子を模式的に例示している。図示の都合上、図１３〜１５は、ワークＷ１の長さと対象工具Ｔ２の長さを誇張して示している。余裕長をαとしたとき、機械座標Ｐｍは進入禁止位置Ｐａから余裕長αを引いたＰａ−αである。

図１５において、距離Ｌｆｔはバック刃物台の対向面４１から対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａまでの距離であり、距離Ｌｆｂはバック刃物台の対向面４１から工具取り付け基準位置Ｐｂまでの距離である。説明の都合上、距離Ｌｆｂ，Ｌｆｔの差Ｌｆｂ−Ｌｆｔ、及び、距離Ｌｆｂの計算式を以下に示す。
距離Ｌｆｂ，Ｌｆｔの差Ｌｆｂ−Ｌｆｔは、進入禁止位置Ｐａ、突き出し登録長Ｋ、ワークＷ１から端面取り代Ｆを除いた部分の端面からの最大加工長Ｌｄ、及び、余裕長αを用いて、以下の計算式で表される。なお、余裕長αは１〜２ｍｍ程度が最適である。
Ｌｆｂ−Ｌｆｔ＝Ｐａ＋Ｋ−Ｌｄ−α …（１２）
対象工具Ｔ２の突出長さＬｔを最小とする距離Ｌｆｔは、式（１２）から、以下の計算式で表される。
Ｌｆｔ＝Ｌｆｂ−Ｐａ−Ｋ＋Ｌｄ＋α …（１３）
本具体例では、オペレーターが上述した式（１２），（１３）の計算を行う必要が無い。

本具体例では、以下のようにして対象工具Ｔ２の突出長さＬｔを調整することができる。
まず、図１３は、対象工具Ｔ２の突出長さＬｔを調整する前の図である。図１３に示すように対象工具Ｔ２とワークＷ１とが離れた状態において、オペレーターは、対象工具Ｔ２の仮止め作業を行い、Ｚ２軸をハンドル８３の操作で前進させる。そして、オペレーターは、進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが
Ｌｏｔ＝Ｌｄ＋Ｆ＋α …（１４）
で表される値になるまでＺ２軸をハンドル８３の操作で前進させる。

図１４は、対象工具Ｔ２の突出長さＬｔを調整する位置に背面主軸台１０Ｂを前進移動させた様子を示した図である。オペレーターは、図１４に示すように仮止めしてある対象工具Ｔ２をワークＷ１の端面Ｗ１ａに接触させるように動かし、キャップＴＵ１ｃを締め付けて対象工具Ｔ２を工具ユニットＴＵ１に固定する。対象工具Ｔ２は、固定する前はＺ２軸に沿った方向に移動可能である。なお、対象工具Ｔ２が仮止めではなく取り付け済みの場合は、対象工具Ｔ２がワークＷ１の端面Ｗ１ａに接触した時における進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔを確認し、その際、対象工具Ｔ２の突出長さＬｔが短い場合は再度取り付け直しを行うことで調整する。

ここで、具体的な数字を入れた例を示す。
まず、突き出し登録長Ｋ＝２０．０ｍｍ、最大加工長Ｌｄ＝１５．０ｍｍ、端面取り代Ｆ＝０．１ｍｍ、余裕長α＝２．０ｍｍとする。また、進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔの最大値Ｌｏｔ＿ｍａｘをＬｏｔ＿ｍａｘ＝４６．０ｍｍとする。上記数字を当てはめた場合の目標の距離ＬｏｔをＬｏｔ＿ｍｉｎとすると、式（１４）より、Ｌｄ＋Ｆ＋α＝１５．０ｍｍ＋０．１ｍｍ＋２．０ｍｍ＝１７．１ｍｍである。
図１３において距離Ｌｏｔの関係はＬｏｔ＿ｍａｘ≧Ｌｏｔ≧Ｌｏｔ＿ｍｉｎであり、図１４に示す位置においてＬｏｔ＝Ｌｏｔ＿ｍｉｎ＝１７．１ｍｍになるように背面主軸台１０ＢのＺ２軸をハンドル８３の操作で前進させる。この状態で対象工具Ｔ２をワークＷ１の端面Ｗ１ａに接触させるように動かし、キャップ ＴＵ１ｃを締め付けて対象工具Ｔ２を工具ユニットＴＵ１に固定する。これによりシミュレーション等を用いることもなく簡単に適切な長さに対象工具Ｔ２を設定することができる。

比較例として、オペレーターが上述した式（１３）の距離Ｌｆｔを計算する例を説明する。
上述した式（１３）の距離Ｌｆｔの計算は、複数のパラメーターが必要であるので、面倒である。理由は、以下の通りである。
まず、距離Ｌｆｂや進入禁止位置Ｐａは、機械の固有値でオペレーターが考慮する値でないので、画面に表示されない。また、旋盤は直径が異なる円筒形状等の集合体であるので、距離Ｌｆｔの測定は、ノギスでは難しく、専用のジグの作成が必要である。工具Ｔ１がドリル工具である場合、工具Ｔ１はキャップＴＵ１ｃを締め付けることにより工具ユニットＴＵ１に固定される。工具Ｔ１の突出長さＬｔは、キャップＴＵ１ｃの締め付けにより変わるため、工具Ｔ１の取り付け前に測定することができない。

それに対して、本具体例においてオペレーターが計算する式（１４）は、パラメーターが少ないので、簡単に計算することができる。式（１４）に含まれる最大加工長Ｌｄは加工プログラムＰ２又は加工図面から読み取ることができるからである。

次いで、ＮＣ装置７０は、Ｚ設定キー５４０が操作されたか否かに応じて処理を分岐させる（ステップＳ１１６）。Ｚ設定キー５４０が操作されていない場合、ステップＳ１１２に処理が戻される。従って、背面主軸１１Ｂの端面１１ｃの位置、すなわち、機械座標Ｐｍが変わると、ステップＳ１１２において新たに距離Ｌｏｔが算出され、ステップＳ１１４においてハンドルモード画面５０１に表示される。従って、オペレーターは、進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔの表示を目で確認しながら、工具ホルダーＴＵ１に対する対象工具Ｔ２の取り付け位置を調整することができる。例えば、背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させるＧ１３２モードが選択されている場合、オペレーターは、ハンドル８３の操作によりワークＷ１の端面Ｗ１ａを対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａに接触させた状態ＳＴ２（図５の下部参照）で進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが適切であるか否かが具体的に判る。オペレーターは、距離Ｌｏｔが適切でないと判断した場合、工具ホルダーＴＵ１に対する対象工具Ｔ２の取り付け位置を調整することができる。背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させないＧ１３０モードが選択されている場合、オペレーターは、ハンドル８３の操作により背面主軸１１Ｂの端面１１ｃを対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａに接触させた状態で進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが適切であるか否かが具体的に判る。オペレーターは、距離Ｌｏｔが適切でないと判断した場合、工具ホルダーＴＵ１に対する対象工具Ｔ２の取り付け位置を調整することができる。

Ｚ設定キー５４０が操作された場合、ＮＣ装置７０は、上述した式（９）又は（１０）に従って形状補正Ｇを算出する（ステップＳ１１８）。この場合、算出された形状補正Ｇを形状補正表示部５１２に設定する。

Ｇ１３２モードが選択されている場合、図５の下部に示すようにワークＷ１の端面Ｗ１ａが対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａに接触している状態ＳＴ２であることが前提となる。オペレーターは、図５の下部に示す状態ＳＴ２でＺ設定キー５４０を操作することになる。この場合、式（９）すなわちＧｎ＝Ｐｗｃ＋Ｇｃ＋Ｆに従って更新後の形状補正Ｇｎが算出される。ＮＣ装置７０は、背面主軸１１ＢがワークＷ１を把持している状態において、Ｚ２軸方向においてワークＷ１と工具Ｔ１とが接触する位置を示すワーク座標Ｐｗｃを取得し、このワーク座標Ｐｗｃに基づいて更新後の形状補正Ｇｎを算出することになる。尚、図６に示す工具取り付け補助処理が開始されてから初めて形状補正Ｇｎを算出する場合、更新前の形状補正Ｇｃは初期値０であるので、形状補正Ｇｎは、更新前のワーク座標Ｐｗｃに端面取り代Ｆを加えた値となる。
Ｇｎ＝Ｐｗｃ＋Ｆ …（９）’

Ｇ１３０モードが選択されている場合、背面主軸１１Ｂの端面１１ｃが対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａに接触している状態であることが前提となる。オペレーターは、前提の状態でＺ設定キー５４０を操作することになる。この場合、式（１０）すなわちＧｎ＝Ｐｗｃ＋Ｇｃに従って更新後の形状補正Ｇｎが算出される。ＮＣ装置７０は、背面主軸１１ＢがワークＷ１を把持していない状態において、Ｚ２軸方向において背面主軸１１Ｂと工具Ｔ１とが接触する位置を示すワーク座標Ｐｗｃを取得し、端面取り代Ｆを使用せずワーク座標Ｐｗｃに基づいて更新後の形状補正Ｇｎを算出することになる。尚、図６に示す工具取り付け補助処理が開始されてから初めて形状補正Ｇｎを算出する場合、更新前の形状補正Ｇｃは初期値０であるので、形状補正Ｇｎは、更新前のワーク座標Ｐｗｃとなる。
Ｇｎ＝Ｐｗｃ …（１０）’

また、ＮＣ装置７０は、図１１に示すように、更新後の形状補正Ｇｎを表す工具位置情報ＩＮ２を含む更新画面５０２を表示部８２に表示させる（ステップＳ１２０）。形状補正Ｇｎは、Ｚ２軸方向における対象工具Ｔ２の位置を示している。工具位置情報ＩＮ２を表示する工具位置情報表示部Ｕ８は、Ｇ１３２モードが選択されている場合、背面主軸１１ＢがワークＷ１を把持している状態において、Ｚ２軸方向においてワークＷ１と工具Ｔ１とが接触する位置であるワーク座標Ｐｗを取得し、このワーク座標Ｐｗに基づいて工具位置情報ＩＮ２を表示する。式（９）により、工具位置情報ＩＮ２は、ワーク座標Ｐｗと端面取り代Ｆとに基づいて更新される。また、工具位置情報表示部Ｕ８は、Ｇ１３０モードが選択されている場合、Ｚ２軸方向において背面主軸１１Ｂと工具Ｔ１とが接触する位置であるワーク座標Ｐｗを取得し、このワーク座標Ｐｗに基づいて工具位置情報ＩＮ２を表示する。

図６のステップＳ１０６〜Ｓ１２０の処理は、刃物台部Ｕ１に取り付けられる全ての工具Ｔ１について行われる。ＮＣ装置７０は、工具位置情報ＩＮ２を含む更新画面５０２を表示部８２に表示させる処理（ステップＳ１２０）が完了すると、工具取り付け補助処理を終了させる。

工具取り付け補助処理が行われると、図１０に示すようにＺ２軸方向において背面主軸１１Ｂが進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔがハンドルモード画面５０１に表示される。距離Ｌｏｔが表示されなければ、オペレーターは、背面主軸１１Ｂが進入禁止領域Ａ１に達しないように突出長さＬｔを自分で計算して工具Ｔ１を刃物台部Ｕ１に取り付けるという煩わしい作業が必要となる。突出長さＬｔの計算が困難である場合には、実際に量産加工を開始した時に背面主軸１１Ｂが進入禁止領域Ａ１に達することが判明することがあり、判明時点で工具Ｔ１の取り付けをやり直す必要が生じる。本具体例では、ハンドルモード画面５０１を見ることにより進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが数値で判るので、オペレーターは、工具Ｔ１の現在の取り付け位置で背面主軸１１Ｂが進入禁止領域Ａ１に入らずにワークＷ１を加工することができるかどうかを容易に判断することができる。また、オペレーターは、工具Ｔ１の突出長さＬｔが必要以上に長すぎるかどうかも判断することができる。従って、オペレーターは、距離Ｌｏｔの具体値に基づいて工具Ｔ１の突出長さＬｔを適切に調整することができる。また、図７，８に示す工具選択画面５００において突出長さＬｔを調整する対象工具Ｔ２を切り替えることができるので、刃物台部Ｕ１に取り付けられる全ての工具Ｔ１について距離Ｌｏｔの具体値に基づいて突出長さＬｔを調整することができる。従って、本具体例は、加工プログラムのシミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整することができる。
さらに、進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが表示され、工具Ｔ１を固定するＺ２軸の位置が表示され、機械の固有値はＮＣ装置７０が計算済みのため、オペレーターは自分の加工したい形状だけを考慮すればよい。

さらに、オペレーターは、背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させるＧ１３２モードであっても背面主軸１１ＢにワークＷ１を把持させないＧ１３０モードであっても、Ｚ２軸における対象工具Ｔ２の取り付け位置を示す更新後の形状補正Ｇｎが数値で判る。

（４）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、本技術を適用可能な旋盤は、ガイドブッシュを備えるタイプに限定されず、ガイドブッシュの無いタイプでもよいし、ガイドブッシュの使用有無を切り替え可能なタイプでもよい。また、本技術を適用可能な旋盤は、主軸移動型旋盤に限定されず、正面主軸台が移動しない主軸固定型旋盤等でもよい。

上述した具体例では背面主軸台１０ＢがＺ２軸方向へ移動したが、背面主軸台１０Ｂが移動しないでバック刃物台４０ＢがＺ２軸方向へ移動してもよい。この場合、バック刃物台４０Ｂを含む刃物台部Ｕ１が駆動対象５０となる。また、背面主軸台１０Ｂとバック刃物台４０Ｂの両方がＺ２軸方向へ移動する場合には、背面主軸台１０Ｂと刃物台部Ｕ１の両方を駆動対象５０として扱えばよい。
さらに、上述した具体例では背面主軸台１０ＢがＸ２軸方向へ移動したが、背面主軸台１０Ｂが移動しないでバック刃物台４０ＢがＸ２軸方向へ移動してもよい。この場合、バック刃物台４０ＢをＸ２軸方向へ移動させるＸ２軸駆動モーターが切り替え駆動部Ｕ５となる。また、背面主軸台１０Ｂとバック刃物台４０Ｂの両方がＸ２軸方向へ移動する場合には、背面主軸台１０Ｂと刃物台部Ｕ１の両方の駆動モーターを切り替え駆動部Ｕ５として扱えばよい。

本技術を適用可能な主軸台は、背面主軸台１０Ｂに限定されず、正面主軸台１０Ａでもよい。
本技術を適用可能な刃物台部は、バック刃物台４０Ｂと工具ホルダーＴＵ１の組合せに限定されず、タレット刃物台と工具ホルダーの組合せ、くし形刃物台による複数の工具の選択、等でもよい。刃物台部にタレット刃物台が含まれる場合、タレットを旋回させる駆動部を切り替え駆動部として扱えばよい。

図１２は、駆動対象５０がメイン刃物台４０Ａを少なくとも含む刃物台部Ｕ１であって干渉対象５５が正面主軸台１０Ａである場合における進入禁止領域Ａ１及び各種パラメーターを模式的に例示している。図１２に示す工具Ｔ１はバイトであるが、刃物台部Ｕ１に取り付けられる工具に回転ドリル等が含まれてもよい。メイン刃物台４０Ａは、図２に示すように、Ｘ１軸モーターＭ２によりＸ１軸方向へ移動し、Ｙ１軸モーターＭ３によりＹ１軸方向へ移動する。正面主軸１１Ａに把持されたワークＷ１は、メイン刃物台４０Ａを少なくとも含む刃物台部Ｕ１に取り付けられた複数の工具Ｔ１のいずれかにより加工される。図１２において、Ｘ１軸に沿った上方向はプラス方向であり、Ｘ１軸に沿った下方向はマイナス方向である。図１２に示す例では、ワークＷ１から工具Ｔ１までの距離が変わる駆動軸方向３はＸ１軸方向であり、駆動対象５０を移動させる駆動部Ｕ２はＸ１軸モーターＭ２であり、工具Ｔ１を切り替える切り替え駆動部Ｕ５はＹ１軸モーターＭ３である。

メイン刃物台４０Ａは、Ｘ１軸方向と交差する仮想平面４において異なる位置に工具Ｔ１を複数取り付け可能である。Ｙ１軸モーターＭ３は、ＮＣ装置７０の制御に従って、正面主軸１１Ａに把持されたワークＷ１の側面をＸ１軸方向において複数の工具Ｔ１のいずれかに対向するようにメイン刃物台４０ＡをＹ１軸方向へ移動させる。これにより、メイン刃物台４０Ａに取り付けられた複数の工具Ｔ１の中からワークＷ１に対向する工具が切り替えられる。工具Ｔ１のメイン刃物台４０Ａからの突出長さＬｔの調整は、工具Ｔ１がワークＷ１に対向している状態で行われる。Ｘ１軸モーターＭ２は、ＮＣ装置７０の制御に従って、メイン刃物台４０ＡをＸ１軸方向へ移動させる。これにより、ワークＷ１から対向する工具Ｔ１までの距離Ｌｏｔが変わる。

旋盤１には、正面主軸台１０Ａとメイン刃物台４０Ａとの干渉を防ぐため、正面主軸台１０Ａの形状に応じた進入禁止領域Ａ１が設定されている。ＮＣ装置７０は、Ｘ１軸において正面主軸１１Ａに近付くメイン刃物台４０Ａの制御位置（機械座標Ｐｍに相当）が進入禁止領域Ａ１の境界Ａ１ｂ（進入禁止位置Ｐａに相当）に到達すると、メイン刃物台４０Ａの移動を停止させる。

ここで、Ｘ１軸において機械の基準となる機械固有の点（Ｘ１＝０）を、機械原点とする。図１２に示す機械原点Ｘ１＝０は、正面主軸１１Ａの中心線ＡＸ１に合わせられている。機械座標Ｐｍは、機械原点Ｘ１＝０を基点としたメイン刃物台４０ＡのＸ１軸上の位置を示している。図１２に示す機械座標Ｐｍは、機械原点Ｘ１＝０を基点とした仮想平面４のＸ１軸上の位置であり、機械原点Ｘ１＝０よりも上側にあるときにプラス値となる。機械座標Ｐｍは、駆動対象５０の現在位置の例である。
ワーク座標Ｐｗは、Ｘ１軸における対象工具Ｔ２の先端Ｔ１ａの座標である。ワークＷ１の半径ｄは、上述した突き出し登録長Ｋに代わるパラメーターである。ワークＷ１において対象工具Ｔ２に対向する側面のＸ１軸上の位置は、ｄとなる。ワークＷ１の半径ｄは、加工プログラムＰ２から読み出したり計算したりすることができる。メイン刃物台４０Ａが進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔは、上述した式（１１）の通り、進入禁止位置Ｐａから機械座標Ｐｍを引いた値である。図１２に示す距離Ｌｏｔは、マイナス値となる。ＮＣ装置７０は、図１０で示したハンドルモード画面５０１と同様、マイナス値である距離Ｌｏｔをハンドルモード画面に表示させる。

オペレーターは、ハンドルモード画面を見ることにより進入禁止領域Ａ１に至る距離Ｌｏｔが数値で判るので、距離Ｌｏｔの具体値に基づいて工具Ｔ１の突出長さＬｔを調整することができる。従って、図１２に示す例も、加工プログラムのシミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整することができる。

（５）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、シミュレーションを行わなくても工具の突出長さを容易に調整可能な旋盤等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…旋盤、３…駆動軸方向、４…仮想平面、
１０…主軸台、１０Ａ…正面主軸台、１０Ｂ…背面主軸台、
１１…主軸、１１Ａ…正面主軸、１１Ｂ…背面主軸、１１ｃ…端面、
４０…刃物台、４０Ａ…メイン刃物台、４０Ｂ…バック刃物台、４１…対向面、
５０…駆動対象、５５…干渉対象、
７０…ＮＣ装置、７２…ＲＯＭ、
８０…操作パネル、８１…入力部、８２…表示部、８２ａ…画面、８３…ハンドル、
５００…工具選択画面、５０１…ハンドルモード画面、５０２…更新画面、
５１１…ワーク座標表示部、５１２…形状補正表示部、５１３…工具一覧表示部、
５１４…突き出し登録長表示部、５１５…端面取り代表示部、
５２０…モード表示部、５２１…把持モード、５２２…非把持モード、
５２３…モード切り替えキー、５３０…ハンドルキー、５４０…Ｚ設定キー、
Ａ１…進入禁止領域、Ａ１ｂ…境界、
ＡＸ１，ＡＸ２…中心線、
Ｆ…端面取り代（加工長さの例）、Ｇ…形状補正（工具の位置の例）、
ＩＮ１…進入禁止領域情報、ＩＮ２…工具位置情報、
Ｌｇ…ワークの把持長さ、Ｌｏｔ…進入禁止領域に至る距離、
Ｌｔ…工具の突出長さ、Ｌｐ…製品の長さ、
Ｋ…突き出し登録長、
Ｍ１…Ｚ１軸モーター、Ｍ２…Ｘ１軸モーター、Ｍ３…Ｙ１軸モーター、
Ｍ４…Ｘ２軸モーター、Ｍ５…Ｚ２軸モーター、
Ｐａ…進入禁止位置、Ｐｂ…工具取り付け基準位置、
Ｐｍ…機械座標（駆動対象の現在位置の例）、
Ｐｗ…ワーク座標（ワークの端面の座標の例）、
Ｔ１…工具、Ｔ１ａ…先端、Ｔ２…対象工具、ＴＵ１…工具ホルダー、
Ｕ１…刃物台部、Ｕ２…駆動部、Ｕ３…記憶部、Ｕ４…距離表示部、
Ｕ５…切り替え駆動部、Ｕ６…対象工具受付部、Ｕ７…モード受付部、
Ｕ８…工具位置情報表示部、
Ｗ１…ワーク、Ｗ１ａ…端面。

Claims (5)

1. ワークを把持する主軸を設けた主軸台と、
   前記主軸に把持された前記ワークを加工する工具を取り付け可能な刃物台部と、
   前記ワークから前記工具までの距離が変わる駆動軸方向において前記主軸台と前記刃物台部の少なくとも一方の駆動対象を移動させる駆動部と、
   前記駆動対象の進入禁止領域を表す進入禁止領域情報を記憶した記憶部と、
   前記駆動軸方向における前記駆動対象の現在位置と、前記進入禁止領域情報と、に基づいて、前記駆動軸方向において前記駆動対象が前記進入禁止領域に至る距離を算出して表示する距離表示部と、を備える旋盤。
2. 前記刃物台部は、前記駆動軸方向と交差する仮想平面において異なる位置に前記工具を複数取り付け可能であり、
   前記旋盤は、前記刃物台部に取り付けられる前記複数の工具の中から前記ワークを加工する工具を切り替える切り替え駆動部をさらに備える、請求項１に記載の旋盤。
3. 前記刃物台部に取り付けられる前記複数の工具の中から突出長さを調整する対象工具の選択を受け付ける対象工具受付部をさらに備え、
   前記距離表示部は、前記対象工具が前記駆動軸方向において前記ワークに対向する状態において、前記現在位置と前記進入禁止領域情報とに基づいて前記進入禁止領域に至る距離を算出して表示する、請求項２に記載の旋盤。
4. 前記主軸に前記ワークを把持させる把持モードと、前記主軸に前記ワークを把持させない非把持モードと、のいずれか一方のモードを受け付けるモード受付部と、
   前記駆動軸方向における前記工具の位置を表す工具位置情報を表示する工具位置情報表示部と、をさらに備え、
   前記工具位置情報表示部は、
   前記モードが前記把持モードである場合、前記主軸が前記ワークを把持している状態において、前記駆動軸方向において前記ワークと前記工具とが接触する位置を取得し、取得された位置に基づいて前記工具位置情報を表示し、
   前記モードが前記非把持モードである場合、前記主軸が前記ワークを把持していない状態において、前記駆動軸方向において前記主軸と前記工具とが接触する位置を取得し、取得された位置に基づいて前記工具位置情報を表示する、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の旋盤。
5. 前記工具位置情報表示部は、前記駆動軸方向において前記ワークの端面を加工する加工長さの入力を受け付け、前記モードが前記把持モードである場合、前記取得された位置と前記加工長さとに基づいて前記工具位置情報を更新する、請求項４に記載の旋盤。

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