WO2021210411A1 - 旋盤 - Google Patents

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Publication number
WO2021210411A1
WO2021210411A1 PCT/JP2021/014110 JP2021014110W WO2021210411A1 WO 2021210411 A1 WO2021210411 A1 WO 2021210411A1 JP 2021014110 W JP2021014110 W JP 2021014110W WO 2021210411 A1 WO2021210411 A1 WO 2021210411A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
work
spindle
drive
target
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/014110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘樹 齋藤
晶英 竹下
Original Assignee
スター精密株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スター精密株式会社 filed Critical スター精密株式会社
Publication of WO2021210411A1 publication Critical patent/WO2021210411A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4061—Avoiding collision or forbidden zones

Definitions

  • the present invention relates to a lathe that processes a workpiece gripped by a spindle with a tool.
  • An NC (numerical control) lathe is a drive that moves a spindle provided with a spindle for gripping a work, a tool post to which a tool is attached directly or via a tool holder, and at least one drive target of the spindle and the tool post. It has a part. Further, the NC lathe controls the drive unit so that the drive target does not enter the entry prohibition area set in the structure so that the drive target does not interfere with other structures. For example, when the driving target is the spindle base, the movement of the spindle base is controlled so that the spindle does not enter the entry prohibited area set in the tool post.
  • the tool In order to improve the machining accuracy of the work, it is preferable to attach the tool to the tool post or tool holder so that the protruding length of the tool from the tool post or tool holder is as short as possible.
  • the protruding length of the tool is shortened, it is necessary to bring the spindle and the tool post closer to each other, and there is a higher possibility that the spindle and the tool post cannot be brought closer to each other due to the restricted area.
  • the numerical control device disclosed in Patent Document 1 simulates a machining program, and when an interference between a tool or a tool holder and another structure occurs, the tool or the tool holder is changed and the machining program is simulated again. Repeat what you do.
  • the present invention discloses a lathe in which the protrusion length of a tool can be easily adjusted without performing simulation.
  • the lathe of the present invention includes a spindle base provided with a spindle for gripping a work, and a headstock.
  • a tool post to which a tool for processing the work gripped on the spindle can be attached, and a tool post.
  • a drive unit that moves at least one drive target of the spindle base and the tool post unit in a drive shaft direction in which the distance from the work to the tool changes.
  • a storage unit that stores information on an entry-prohibited area representing the entry-prohibited area of the driving target, and a storage unit.
  • a distance display unit that calculates and displays the distance that the drive target reaches the entry prohibited area in the drive axis direction based on the current position of the drive target in the drive axis direction and the entry prohibited area information. It has an aspect of:
  • the lathe 1 includes a headstock 10, a tool rest U1, a drive unit U2, a storage unit U3, and a distance display unit U4.
  • the spindle base 10 is provided with a spindle 11 for gripping the work W1.
  • a tool T1 for processing the work W1 gripped by the spindle 11 can be attached to the tool post U1.
  • the drive unit U2 is driven by at least one of the headstock 10 and the tool post U1 in the drive axis direction 3 in which the distance from the work W1 to the tool T1 (for example, O1-F shown in FIG. 4) changes.
  • the storage unit U3 stores the entry prohibition area information IN1 representing the entry prohibition area A1 of the drive target 50.
  • the distance display unit U4 is based on the current position (for example, machine coordinates Pm) of the drive target 50 in the drive axis direction 3 and the entry prohibited area information IN1.
  • the distance Lot at which the drive target 50 reaches the entry prohibited area A1 in the drive axis direction 3 is calculated and displayed.
  • the operator can adjust the protrusion length Lt of the tool T1 based on the specific value of the distance Lot. .. Therefore, the above aspect can provide a lathe in which the protrusion length of the tool can be easily adjusted without performing simulation.
  • the no-entry area is an area in which the amount of movement is restricted in order to suppress interference and an area in which the ball cannot operate any further due to mechanical factors such as the length of the ball screw.
  • the turret portion may be a combination of the turret and the tool holder when the tool is attached to the turret via the tool holder, and when the tool is directly attached to the turret like a comb-shaped turret.
  • the drive target may be a headstock, a tool post, or both a spindle and a tool post. That is, the drive unit may move the headstock without moving the tool post, move the tool post without moving the head, or move both the head and the tool post. You may let me.
  • the above-mentioned additional notes also apply in the following aspects.
  • the tool post U1 may be capable of mounting a plurality of the tools T1 at different positions on the virtual plane 4 intersecting the drive axis direction 3.
  • the lathe 1 further includes a switching drive unit U5 (for example, the X2-axis motor M4 shown in FIG. 2) for switching the tool T1 for processing the work W1 from among the plurality of tools T1 attached to the tool post U1. You may.
  • a plurality of tools can be used.
  • the lathe 1 receives a selection of a target tool T2 for adjusting the protrusion length Lt from the plurality of tools T1 attached to the tool post U1 (for example, an input unit shown in FIG. 2). 81) may be further provided.
  • the distance display unit U4 enters the entry prohibition area A1 based on the current position (Pm) and the entry prohibition area information IN1 in a state where the target tool T2 faces the work W1 in the drive axis direction 3.
  • the reach distance Lot may be calculated and displayed.
  • the distance Lot from which the drive target 50 reaches the entry prohibition region A1 in the drive axis direction 3 can be known numerically, so that the operator can know the protrusion lengths of the plurality of tools T1.
  • the Lt can be adjusted based on an appropriate specific value of the distance Lot to the entry prohibited area A1. Therefore, the above aspect can provide a lathe in which the protrusion lengths of a plurality of tools attached to the tool post can be easily adjusted.
  • the switching drive unit may switch the tool by moving the headstock, may switch the tool by moving the tool post, or move both the head and the tool post. The tool may be switched accordingly. Further, when the tool post portion includes the turret tool post, the switching drive unit may switch the tool by rotating the tool post.
  • the main lathe 1 has either a gripping mode 521 in which the spindle 11 grips the work W1 or a non-grasping mode 522 in which the spindle 11 does not grip the work W1.
  • a mode reception unit U7 that accepts modes may be provided.
  • the main lathe 1 further includes a tool position information display unit U8 for displaying the tool position information IN2 indicating the position (for example, shape correction G) of the tool T1 in the drive axis direction 3. You may have it.
  • the tool position information display unit U8 When the mode is the gripping mode 521, the tool position information display unit U8 holds the work W1 and the tool T1 in the drive shaft direction 3 while the spindle 11 grips the work W1.
  • the contact position (for example, the work coordinate Pw of the contact state ST2 shown in FIG. 5) may be acquired, and the tool position information IN2 may be displayed based on the acquired position.
  • the mode is the non-grasping mode 522
  • the tool position information display unit U8 has the spindle 11 and the tool in the drive shaft direction 3 in a state where the spindle 11 does not grip the work W1.
  • the position where the T1 comes into contact may be acquired, and the tool position information IN2 may be displayed based on the acquired position.
  • the mounting position (G) of the tool T1 can be numerically known regardless of whether the spindle 11 grips the work W1 or not, the protruding length of the tool mounted on the tool post can be determined. More easily adjustable lathes can be provided.
  • the tool position information display unit U8 may accept input of a machining length (for example, end chamfer allowance F shown in FIG. 7) for machining the end face W1a of the work W1 in the drive axis direction 3. Further, when the mode is the gripping mode 521, the tool position information display unit U8 updates the tool position information IN2 based on the acquired position (Pw) and the machining length (F). You may. Further, when the mode is the non-grasping mode 522, the tool position information display unit U8 may update the tool position information IN2 without using the machining length (F).
  • a machining length for example, end chamfer allowance F shown in FIG. 7
  • the protruding length of the tool attached to the tool post can be adjusted more easily.
  • a possible lathe can be provided.
  • FIG. 1 schematically illustrates the configuration of a spindle-moving type NC (numerical control) lathe 1 as an example of a lathe.
  • FIG. 2 schematically illustrates the configuration of the electric circuit of the NC lathe 1.
  • the explanation of the positional relationship of each part is merely an example. Therefore, the left-right direction can be changed to the up-down direction or the front-back direction, the up-down direction can be changed to the left-right direction or the front-back direction, the front-back direction can be changed to the left-right direction or the up-down direction, or the rotation direction can be changed to the opposite direction. Etc. are also included in this technology. Further, the same direction, position, etc. are not limited to exact matching, and include deviation from exact matching due to an error.
  • the lathe 1 shown in FIG. 1 is provided with a spindle base 10, a guide bush 15, a support base 30, a tool post 40, an NC device 70, and the like on a base 2.
  • the headstock 10 is a general term for the front headstock 10A and the back headstock 10B
  • the tool post 40 is a general term for the main tool post 40A and the back tool base 40B.
  • the NC device 70 includes the headstock 10 and its drive unit (for example, the Z1 axis motor M1 and the X2 axis motor M4 and the Z2 axis motor M5 shown in FIG. 2), the main tool post 40A and its drive unit (for example, the X1 axis shown in FIG. 2).
  • the lathe 1 has X1, Y1, Z1, X2, Z2 axes as control axes.
  • the Y1 axis is oriented perpendicular to the paper surface in FIG.
  • the X1, Y1, Z1, X2, Z2 axial directions mean the directions along the X1, Y1, Z1, X2, Z2 axes.
  • the lathe 1 may have a control axis such as a Y2 axis in addition to the above-mentioned five axes.
  • the front spindle 10A provided with the front spindle 11A is movable with respect to the base 2 in the Z1 axis direction along the center line AX1 of the front spindle 11A.
  • the front spindle is also called the main spindle, and the front spindle is also called the main spindle.
  • the NC device 70 controls the position of the front headstock 10A in the Z1 axis direction via the Z1 axis motor M1 and the feed mechanism 10z.
  • the front spindle 11A grips the columnar (rod-shaped) work W1 inserted in the Z1 axis direction with a collet (not shown) so as to be releasable, and rotates the work W1 around the center line AX1 along the longitudinal direction of the work W1. Let me.
  • the guide bush 15 is attached to a support base 30 in front of the front main shaft 11A.
  • the guide bush 15 arranged in front of the front spindle 11A slidably supports the longitudinal work W1 penetrating the front spindle 11A in the Z1 axis direction, and synchronizes with the front spindle 11A to form the center line of the front spindle 11A. It is rotationally driven around the AX1. That is, the guide bush 15 is supported through the work W1 protruding from the front main shaft 11A. Due to the presence of the guide bush 15, bending of the elongated work W1 is suppressed and high-precision machining is performed.
  • the back spindle 10B provided with the back spindle 11B is movable with respect to the base 2 in the Z2 axis direction along the center line AX2 of the back spindle 11B and in the X2 axis direction orthogonal to the center line AX2.
  • the rear spindle is also called a sub-spindle, and the rear spindle is also called a sub-spindle.
  • the Z2 axis direction is a direction along the Z1 axis direction.
  • the rear spindle 11B is located at a position facing the front spindle 11A via the guide bush 15.
  • the NC device 70 controls the position of the rear headstock 10B in the Z2 axis direction via the Z2 axis motor M5 and the feed mechanism 20z, and controls the position of the rear headstock 10B in the Z2 axis direction via the X2 axis motor M4 and the feed mechanism 20x in the X2 axis direction of the rear headstock 10B. Control the position.
  • the rear spindle 11B receives the work W1 from the front spindle 11A at a position facing the front spindle 11A via the guide bush 15, and grips the work W1 inserted in the Z2 axis direction with a collet (not shown) so as to be releasable.
  • the back spindle 11B has the center line AX2 along the longitudinal direction of the work W1 after front machining.
  • the work W1 after the front surface processing is rotated around the center.
  • the main tool post 40A is a comb-shaped tool post to which a plurality of tools T1 such as a cutting tool are directly attached, and a tool such as a rotary drill may be attached via a tool holder.
  • the main tool post 40A is movably supported on the support base 30 with respect to the side portion 31 facing the back main shaft 11B in the X1 and Y1 axial directions orthogonal to the center line AX1 of the front main shaft 11A.
  • the X1 axis direction is a direction along the X2 axis direction and is orthogonal to the Z1 axis direction.
  • the Y1 axis direction is orthogonal to the Z1 axis direction and the X1 axis direction.
  • the NC device 70 controls the position of the main tool post 40A in the X1 axis direction via the X1 axis motor M2 and the feed mechanism 40x, and controls the position of the main tool post 40A in the Y1 axis direction via the Y1 axis motor M3 and the feed mechanism 40y. Control the position.
  • the main tool post 40A is an example of a tool post portion U1 to which a tool T1 for machining a work W1 gripped on a spindle 11 can be attached.
  • the support base 30 is fixed between the front headstock base 10A and the back headstock base 10B so as not to move with respect to the base base 2, and extends upward from the base base 2 in the X1 axis direction.
  • the support base 30 holds a guide bush 15 that penetrates the work W1 protruding from the front main shaft 11A.
  • the side portion 31 of the support base 30 facing the back spindle 11B supports the main blade base 40A so as to be movable in the X1 and Y1 axial directions, and fixes the attached back blade base 40B so as not to move.
  • a plurality of tools T1 such as a drill tool are attached to the back tool post 40B fixed to the support base 30 via the tool holder TU1.
  • the combination of the back tool post 40B and the plurality of tool holders TU1 is an example of the tool post portion U1 to which the tool T1 for processing the work W1 gripped on the spindle 11 can be attached.
  • the lathe 1 may be provided with a tool post other than the main tool post 40A and the back tool post 40B.
  • the spindle base 10, the guide bush 15, the support base 30, the tool post 40, and the main part of the tool T1 can be formed of, for example, metal.
  • the NC device 70 includes an operation panel 80, a Z1-axis motor M1, an X1-axis motor M2, a Y1-axis motor M3, an X2-axis motor M4, a Z2-axis motor M5, and a rotary motor for the front spindle 11A.
  • a rotary motor for the rear spindle 11B (not shown), a rotary motor for a rotary drill (not shown), and the like are connected.
  • the NC device 70 includes a CPU (Central Processing Unit) 71, a semiconductor memory ROM (Read Only Memory) 72, a semiconductor memory RAM (Random Access Memory) 73, a timer circuit 74, an I / F (interface) 75, and the like. have.
  • the I / Fs of the operation panel 80 and the servomotors (M1 to M5) are collectively referred to as I / F75.
  • the ROM 72 contains an interpretation execution program P1 for interpreting and executing the machining program P2, and an entry prohibited area information IN1 indicating an entry prohibited area to be driven.
  • the ROM 72 is an example of the storage unit U3 that stores the entry prohibited area information IN1.
  • the ROM 72 may include a rewritable non-volatile memory such as a flash memory. When the entry prohibition area information IN1 is written in the rewritable non-volatile memory, the entry prohibition area information IN1 can be updated as appropriate.
  • the machining program P2 created by the user is stored in the RAM 73.
  • the machining program is also called an NC program.
  • the CPU 71 uses the RAM 73 as a work area and executes the interpretation execution program P1 recorded in the ROM 72 to make the computer function as the NC device 70.
  • the interpretation execution program P1 may be realized by other means such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the Z1 axis motor M1 moves the front headstock 10A including the front spindle 11A in both directions along the Z1 axis via the feed mechanism 10z shown in FIG.
  • the X1 axis motor M2 moves the main tool post 40A in both directions along the X1 axis via the feed mechanism 40x shown in FIG.
  • the Y1 axis motor M3 moves the main tool post 40A in both directions along the Y1 axis via the feed mechanism 40y shown in FIG.
  • the X2-axis motor M4 moves the rear headstock 10B in both directions of the X2-axis via the feed mechanism 20x shown in FIG.
  • the Z2-axis motor M5 moves the rear headstock 10B in both directions of the Z2-axis via the feed mechanism 20z shown in FIG.
  • a slidable fitting structure of the rail and the guide member, a slidable fitting structure of the dovetail groove and the dovetail, and the like can be used.
  • FIG. 3 schematically illustrates the front surface of the operation panel 80.
  • the operation panel 80 includes an input unit 81 and a display unit 82, and functions as a user interface of the NC device 70.
  • the input unit 81 is composed of a hard key 81a for receiving an operation input from an operator, a changeover switch 81b, a handle 83, a button 84, and a touch panel (screen 82a of the display unit 82).
  • the hard key 81a is a control axis key 81c for selecting a control axis for manually feeding a handle from a plurality of control axes, a cursor key 81d for moving the cursor on the screen 82a, and for typing characters such as alphabets and numbers. It includes a character key 81e, an input key 81f for inputting a typed character, and the like.
  • the changeover switch 81b is an operation unit for switching various operations such as switching between discharge of cutting oil and stop of discharge.
  • the handle 83 is an operation unit for manually moving the drive target.
  • the button 84 includes a START button and the like used to select a target tool for adjusting the protrusion length.
  • a soft key 81g as an input unit 81 is arranged on the screen 82a.
  • the input unit 81 is a target tool receiving unit U6 that accepts selection of a target tool for adjusting the protrusion length from a plurality of tools T1 attached to the tool post U1, and a mode of either G132 mode or G130 mode. This is an example of the mode reception unit U7 that accepts (see FIGS. 7 to 11).
  • the G132 mode is an example of the gripping mode 521 in which the spindle 11 grips the work W1.
  • the G130 mode is an example of the non-grasping mode 522 in which the spindle 11 does not grip the work W1.
  • the display unit 82 is composed of a display (for example, a liquid crystal display) that displays the contents of various settings received from the operator and various information related to the NC lathe 1 on the screen 82a.
  • the screen 82a includes a tool selection screen 500, a handle mode screen 501, an update screen 502, and the like shown in FIGS. 7 to 11.
  • the display unit 82 calculates and displays the distance that the drive target reaches the entry prohibited area in the drive axis direction, and displays the distance display unit U4 (see FIG. 10) and the tool position information indicating the position of the tool T1 in the drive axis direction. This is an example of the tool position information display unit U8 to be displayed.
  • FIG. 4 schematically shows an entry prohibited area A1 and various parameters when the drive target 50 is the rear spindle base 10B and the interference target 55 is the tool base portion U1 which is a combination of the back tool base 40B and a plurality of tool holders TU1.
  • the plurality of tools T1 shown in FIG. 4 are drill tools.
  • the rear spindle base 10B provided with the rear spindle 11B for gripping the work W1 moves in the X2 axis direction by the X2 axis motor M4, and moves in the Z2 axis direction by the Z2 axis motor M5.
  • the work W1 gripped by the back spindle 11B is machined by any one of a plurality of tools T1 attached to the tool post U1 including the back tool post 40B.
  • the left direction along the Z2 axis is a plus direction
  • the right direction along the Z2 axis is a minus direction.
  • the drive axis direction 3 in which the distance from the work W1 to the tool T1 changes is the Z2 axis direction
  • the drive unit U2 for moving the drive target 50 is the Z2 axis motor M5
  • the tool T1 is switched.
  • the drive unit U5 is an X2-axis motor M4.
  • the plurality of tool holders TU1 of the tool post portion U1 are attached to the facing surface 41 facing the back spindle 11B in the back tool post 40B.
  • a tool T1 is attached to each tool holder TU1. Therefore, a plurality of tools T1 can be attached to the tool post U1 at different positions on the virtual plane 4 intersecting the Z2 axis direction.
  • the X2-axis motor M4 moves the rear spindle 10B in the X2 axis direction so that the work W1 gripped by the rear spindle 11B faces one of the plurality of tools T1 in the Z2 axis direction under the control of the NC device 70. .. As a result, the tool facing the work W1 is switched from among the plurality of tools T1 attached to the tool post U1.
  • the adjustment of the protrusion length Lt of the tool T1 from the tool holder TU1 is performed in a state where the tool T1 faces the work W1.
  • the tool for adjusting the protrusion length Lt is referred to as the target tool T2.
  • the Z2-axis motor M5 moves the rear spindle 10B provided with the rear spindle 11B holding the work W1 in the Z2 axis direction under the control of the NC device 70. As a result, the distance from the work W1 to the opposing tool T1 changes.
  • an entry prohibition area A1 is set according to the shape of the tool post U1.
  • the control position (corresponding to the machine coordinate Pm) of the end surface 11c of the back spindle 11B approaching the tool post U1 on the Z2 axis reaches the boundary A1b (corresponding to the entry prohibition position Pa) of the entry prohibition region A1, the NC device 70 receives.
  • the movement of the rear headstock 10B is stopped.
  • the position of the boundary A1b of the entry prohibition region A1 on the Z2 axis may differ depending on the tool T1 for machining the work W1.
  • FIG. 5 shows various parameters in the state ST1 in which the machine coordinate Pm on the Z2 axis is 0.
  • the lower part of FIG. 5 shows various parameters in the state ST2 in which the work W1 and the target tool T2 are in contact with each other in the Z2 axial direction.
  • the machine-specific point (Z2 0), which is the reference of the machine on the Z2 axis, is set as the machine origin.
  • the machine coordinate Pm is an example of the current position of the drive target 50.
  • the work coordinates Pw are the coordinates used for processing the work W1 and are the coordinates of the end face of the product on the Z2 axis.
  • the end chamfer allowance F is excluded. It will be in the correct position.
  • the end chamfer allowance F is an example of a machining length for machining the end face W1a of the work W1 in the Z2 axial direction, and is a positive value.
  • the work coordinates Pw are the coordinates of the end face W1a obtained by removing the end chamfer allowance F from the work W1.
  • the work coordinates Pw have a negative value when the end face of the product is on the right side of FIGS. 4 and 5 with respect to the tip T1a of the target tool T2.
  • the shape correction G is an example of the position of the target tool T2 on the Z2 axis, and is the distance from the tool mounting reference position Pb on the Z2 axis to the tip T1a of the target tool T2.
  • the protrusion registration length K is the length at which the product gripped by the back spindle 11B protrudes from the end surface 11c of the back spindle 11B in the Z-axis direction, and the gripping length Lg of the work W1 is calculated from the product length Lp in the Z2 axis direction. It is a minus value.
  • the protrusion registration length K is a value obtained by subtracting the end chamfer allowance F and the gripping length Lg from the length of the work W1 before back surface processing.
  • the protrusion registration length K may be treated as 0 in the following equation.
  • the correction amount O is equal to the shape correction G.
  • O G ...
  • the work coordinate Pw is a value obtained by subtracting the shape correction G from the machine coordinate Pm.
  • Pw Pm-G ... (3)
  • the correction amount O is a value obtained by subtracting the protrusion registration length K from the shape correction G.
  • O GK ... (4)
  • the work coordinate Pw is a value obtained by pulling out the shape correction G from the machine coordinate Pm and adding the registration length K.
  • the shape correction G is updated based on the calculated shape correction G.
  • a calculation formula for updating the shape correction G will be described.
  • the work coordinates Pw are ⁇ F in the state ST2 in which the tip T1a of the target tool T2 and the end face W1a of the work W1 are in contact with each other as shown in the lower part of FIG.
  • the shape correction after the update is calculated as described above.
  • "c" is added to the parameter representing the value before the update
  • "n" is added to the parameter representing the value after the update.
  • the shape correction G is represented as Gc before the update and Gn after the update.
  • the shape correction G is updated at the timing when the Z setting key 540 shown in FIG. 10 is operated.
  • the work coordinate Pwc before the update is a value obtained by subtracting the correction amount Occ before the update from the machine coordinate Pm.
  • Pwc Pm-Oc ... (6)
  • the updated work coordinate Pwn is a value obtained by subtracting the updated correction amount On from the machine coordinate Pm, and is ⁇ F.
  • the correction amount On after the update becomes a value obtained by adding the correction amount Oct before the update and the end chamfer allowance F to the work coordinates Pwc before the update.
  • On Pwc + Occ + F ...
  • Gn-K Pwc + (Gc-K) + F Therefore, the shape correction Gn after the update is a value obtained by adding the shape correction Gc before the update and the end chamfer allowance F to the work coordinates Pwc before the update.
  • Gn Pwc + Gc + F ... (9)
  • the protrusion length Lt of the tool T1 In order to improve the machining accuracy of the work W1, it is preferable to shorten the protrusion length Lt of the tool T1 from the tool holder TU1 as much as possible. However, as the protrusion length Lt of the tool T1 is shortened, it is necessary to bring the back main shaft 11B and the tool post U1 closer to each other, and the back main shaft 11B and the tool base U1 may not be brought close to each other due to the entry prohibition area A1. The sex increases. Here, when the tool or the tool holder interferes with the spindle due to the simulation of the machining program, changing the tool or the tool holder and repeating the simulation of the machining program again requires time-consuming and troublesome work. Is.
  • FIG. 6 illustrates a tool mounting auxiliary process that the operator executes on the lathe 1 when mounting the tool T1 on the tool post U1.
  • the tool mounting auxiliary processing is mainly performed by the NC device 70, and is started after, for example, front machining is performed.
  • 7 to 11 schematically show a specific example of the screen displayed on the display unit 82.
  • the operator Before performing the tool attachment assisting process, the operator sets the protruding length of the tool T1 to be short and temporarily fixes it to the tool post U1.
  • the Z2 axis is selected as the control axis for manually feeding the handle by the control axis key 81c shown in FIG. 3 will be described.
  • the operator attaches the tool T1 to the tool holder TU1 attached to the back tool post 40B at a temporary position, and makes the back spindle 11B face the tool T1 for adjusting the protrusion length Lt.
  • the work of adjusting the position of the rear headstock 10B on the X2 axis with the input unit 81 will be performed.
  • the NC device 70 acquires the product length Lp and the gripping length Lg of the work W1 (step S102).
  • the NC device 70 may receive an input of the product length Lp by the input unit 81, or may read or calculate the gripping length Lg from the machining program P2 shown in FIG.
  • the NC apparatus 70 may read or calculate the product length Lp from the machining program P2.
  • the calculation of the protrusion registration length K is automatically calculated before execution like other values.
  • the protrusion registration length K may be obtained by subtracting the gripping length Lg from the product length Lp.
  • the NC device 70 displays the tool selection screen 500 as shown in FIG. 7 on the display unit 82 (step S104).
  • the tool selection screen 500 shown in FIG. 7 has a work coordinate display unit 511, a shape correction display unit 512, a tool list display unit 513, a mode display unit 520, soft keys 81 g, and the like. Further, the tool selection screen 500 is provided with a cursor 510. The position of the cursor 510 can be changed by operating the cursor key 81d shown in FIG.
  • the work coordinate display unit 511 displays the work coordinates on the X1, Y1, Z1, X2, and Z2 axes, for example, the coordinates of the end face of the product in the case of the Z2 axis.
  • the work coordinate Pw of the Z2 axis is displayed on the work coordinate display unit 511.
  • the work coordinate Pw is a value obtained by adding the protrusion registration length K to the machine coordinate Pm.
  • Information on the shape correction G is displayed on the shape correction display unit 512.
  • the shape correction G of the Z axis that is, the shape correction G of the Z axis on the shape correction display unit 512, as shown in the update screen 502 shown in FIG.
  • Tool position information IN2 indicating the position of the target tool T2 in the Z2 axis direction is displayed.
  • the initial value of the shape correction G is 0.
  • the shape correction display unit 512 is an example of the tool position information display unit U8 that displays the tool position information IN2.
  • the tool list display unit 513 displays a list of tools T1 attached to the back tool post 40B.
  • FIG. 7 shows four types of tools T20, T21, T22, and T23.
  • "G132" indicating a gripping mode 521 in which the back spindle 11B grips the work W1
  • "G130” indicating a non-grasping mode 522 in which the back spindle 11B does not grip the work W1 are displayed.
  • the * mark displayed on the mode display unit 520 indicates a mode selected from the G132 mode and the G130 mode. In the tool selection screen 500 shown in FIG. 7, since “G132” is marked with *, it is indicated that the G132 mode is selected.
  • the G132 mode and the G130 mode can be switched by operating the mode switching key 523 included in the soft key 81g.
  • the mode display unit 520 is an example of a mode reception unit U7 that accepts either one of the gripping mode 521 and the non-grasping mode 522.
  • the NC device 70 includes the protrusion registration length display unit 514 including the protrusion registration length K calculated in step S104, and the end chamfer allowance including the end chamfer allowance F.
  • the display unit 515 is displayed on the tool selection screen 500.
  • the end chamfer allowance F displayed first may be a default value, a value described in the machining program P2, or a value calculated from the machining program P2.
  • the protrusion registration length display unit 514 and the end chamfer allowance display unit 515 are not displayed on the tool selection screen 500.
  • the NC device 70 receives various operations from the input unit 81 based on the tool selection screen 500 (step S106).
  • a process of accepting one of the G132 mode and the G130 mode is performed by the mode switching key 523.
  • the input unit 81 capable of executing this process is an example of the mode reception unit U7.
  • a process of accepting the input of the end chamfer allowance F is performed by the character key 81e, the input key 81f, or the like.
  • This process corresponds to the tool position information display unit U8 receiving an input of a machining length for machining the end face W1a of the work W1 in the drive axis direction 3.
  • the process of accepting the selection of is performed.
  • the input unit 81 capable of executing this process is an example of the target tool receiving unit U6.
  • the NC device 70 monitors the pressing operation of the START button included in the button 84, waits until the input unit 81 accepts the pressing operation of the START button (step S108), and when the pressing operation of the START button is accepted, FIG. 9 shows. Switch to the tool selection screen 500 as shown.
  • the work coordinate Pw is calculated and displayed according to the equation (5).
  • the NC device 70 drives the X2 axis motor M4 so that the selected target tool T2 faces the work W1 and makes the rear headstock 10B the X2 axis. You may move it in the direction.
  • 81 g of soft keys including the handle key 530 are arranged.
  • the handle key 530 is an operation unit for shifting to the handle mode in which the manual handle feed is performed.
  • step S110 the NC device 70 waits until the operation of the handle key 530 is received (step S110), and when the operation of the handle key 530 is received, the process proceeds to step S112.
  • step S112 the NC device 70 has the back spindle 11B in the Z2 axis direction based on the machine coordinates Pm of the back spindle 11B in the Z2 axis direction and the entry prohibition area information IN1 representing the entry prohibition area A1. Calculate the distance Lot to reach A1.
  • the distance Lot from the machine coordinate Pm representing the position of the end surface 11c of the back spindle 11B on the Z2 axis to the boundary A1b of the entry prohibited area A1 is at the position of the center line AX2 of the back spindle 11B on the X2 axis. It may vary depending. Therefore, the NC device 70 acquires the position on the X2 axis of the center line AX2, which is the mechanical coordinates of the back spindle 11B on the X2 axis, and Z2 of the boundary A1b of the entry prohibited area A1 at the position on the X2 axis of the center line AX2.
  • the entry prohibition position Pa which is the position, is obtained from the entry prohibition area information IN1, and the machine coordinates Pm are subtracted from the entry prohibition position Pa to calculate the distance Lot.
  • Lot Pa-Pm ... (11) From the above, in a state where the target tool T2 faces the work W1 in the Z2 axis direction, the distance Lot to reach the entry prohibited area A1 is calculated based on the machine coordinates Pm and the entry prohibited area information IN1.
  • the NC device 70 causes the display unit 82 to display the handle mode screen 501 including the distance Lot to reach the entry prohibited area A1 (step S114).
  • the distance Lot to reach the entry prohibited area A1 is displayed as in "distance to OT 46.001 mm".
  • the distance display unit U4 reaches the approach prohibited area A1 based on the current position of the drive target 50 and the entry prohibited area information IN1 in a state where the target tool T2 faces the work W1 in the drive axis direction 3. Lot is calculated and displayed.
  • the handle 83 see FIG.
  • the Z setting key 540 is an operation unit for updating the shape correction G representing the position of the target tool T2 on the Z2 axis.
  • the operation of the Z setting key 540 is assumed to be performed when the end surface W1a of the work W1 and the tip T1a of the target tool T2 come into contact with each other in the G132 mode, and the end surface 11c of the rear spindle 11B and the tip of the target tool T2 in the G130 mode. This is a premise that is performed when the T1a comes into contact with the T1a.
  • FIG. 13 schematically illustrates the tool post U1 and the back spindle base 10B immediately after the temporary fixing work of the target tool T2 is performed.
  • FIG. 14 schematically illustrates a state in which the end face W1a of the work W1 is brought into contact with the tip T1a of the target tool T2.
  • FIG. 15 is a diagram obtained by drilling the maximum machining length Ld with the target tool T2, and schematically illustrates a state in which the rear spindle 10B is advanced until the machine coordinate Pm reaches the machining position of the maximum machining length Ld. ing.
  • FIGS. 13 to 15 exaggerate the length of the work W1 and the length of the target tool T2.
  • the margin length is ⁇
  • the machine coordinate Pm is Pa ⁇ obtained by subtracting the margin length ⁇ from the entry prohibition position Pa.
  • the distance Lft is the distance from the facing surface 41 of the back tool post to the tip T1a of the target tool T2 and the distance Lfb is the distance from the facing surface 41 of the back tool post to the tool mounting reference position Pb.
  • the calculation formulas for the difference Lfb-Lft between the distances Lfb and Lft and the distance Lfb are shown below.
  • the difference Lfb-Lft between the distances Lfb and Lft is determined by using the entry prohibition position Pa, the protrusion registration length K, the maximum machining length Ld from the end face of the portion of the work W1 excluding the end chamfer allowance F, and the margin length ⁇ . It is expressed by the following formula.
  • the optimum margin length ⁇ is about 1 to 2 mm.
  • Lfb-Lft Pa + K-Ld- ⁇ ... (12)
  • the distance Lft that minimizes the protrusion length Lt of the target tool T2 is expressed by the following calculation formula from the formula (12).
  • Lft Lfb-Pa-K + Ld + ⁇ ... (13)
  • FIG. 13 is a view before adjusting the protrusion length Lt of the target tool T2.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state in which the rear spindle base 10B is moved forward to a position where the protrusion length Lt of the target tool T2 is adjusted.
  • the operator moves the target tool T2 temporarily fixed as shown in FIG. 14 so as to come into contact with the end surface W1a of the work W1, and tightens the cap TU1c to fix the target tool T2 to the tool unit TU1.
  • the target tool T2 can move in the direction along the Z2 axis before being fixed.
  • the target tool T2 is already attached instead of being temporarily fixed, the distance Lot to reach the entry prohibited area A1 when the target tool T2 comes into contact with the end face W1a of the work W1 is confirmed, and at that time, the target tool T2 protrudes. If the length Lt is short, adjust it by reattaching it.
  • the protrusion registration length K 20.0 mm
  • the maximum processing length Ld 15.0 mm
  • the end chamfer allowance F 0.1 mm
  • the margin length ⁇ 2.0 mm.
  • the target tool T2 is moved so as to be in contact with the end surface W1a of the work W1, and the cap TU1c is tightened to fix the target tool T2 to the tool unit TU1.
  • the target tool T2 can be easily set to an appropriate length without using simulation or the like.
  • the tool T1 is a drill tool
  • the tool T1 is fixed to the tool unit TU1 by tightening the cap TU1c. Since the protrusion length Lt of the tool T1 changes depending on the tightening of the cap TU1c, it cannot be measured before the tool T1 is attached.
  • the formula (14) calculated by the operator in this specific example can be easily calculated because there are few parameters. This is because the maximum machining length Ld included in the formula (14) can be read from the machining program P2 or the machining drawing.
  • the NC device 70 branches the process depending on whether or not the Z setting key 540 has been operated (step S116). If the Z setting key 540 is not operated, the process is returned to step S112. Therefore, when the position of the end face 11c of the back main shaft 11B, that is, the machine coordinates Pm changes, the distance Lot is newly calculated in step S112 and displayed on the handle mode screen 501 in step S114. Therefore, the operator can adjust the mounting position of the target tool T2 with respect to the tool holder TU1 while visually confirming the display of the distance Lot reaching the entry prohibited area A1.
  • the operator when the G132 mode in which the work W1 is gripped by the rear spindle 11B is selected, the operator operates the handle 83 to bring the end surface W1a of the work W1 into contact with the tip T1a of the target tool T2 ST2 (FIG. 5). (See below), it can be specifically determined whether or not the distance Lot to reach the entry prohibited area A1 is appropriate. When the operator determines that the distance Lot is not appropriate, the operator can adjust the mounting position of the target tool T2 with respect to the tool holder TU1.
  • the operator enters the entry prohibited area A1 with the end surface 11c of the rear spindle 11B in contact with the tip T1a of the target tool T2 by operating the handle 83. Whether or not the reach distance Lot is appropriate can be specifically determined. When the operator determines that the distance Lot is not appropriate, the operator can adjust the mounting position of the target tool T2 with respect to the tool holder TU1.
  • the NC device 70 calculates the shape correction G according to the above formula (9) or (10) (step S118). In this case, the calculated shape correction G is set in the shape correction display unit 512.
  • the NC device 70 acquires the work coordinates Pwc indicating the position where the work W1 and the tool T1 come into contact with each other in the Z2 axis direction while the back spindle 11B is holding the work W1, and updates the work coordinates Pwc based on the work coordinates Pwc.
  • the later shape correction Gn will be calculated.
  • the NC device 70 acquires the work coordinates Pwc indicating the position where the back spindle 11B and the tool T1 come into contact with each other in the Z2 axis direction in a state where the back spindle 11B does not grip the work W1, and uses the end chamfer allowance F.
  • the updated shape correction Gn is calculated based on the work coordinates Pwc.
  • the NC device 70 causes the display unit 82 to display the update screen 502 including the tool position information IN2 representing the updated shape correction Gn (step S120).
  • the shape correction Gn indicates the position of the target tool T2 in the Z2 axis direction.
  • the tool position information display unit U8 that displays the tool position information IN2
  • the work W1 and the tool T1 come into contact with each other in the Z2 axis direction while the rear spindle 11B is holding the work W1.
  • the work coordinate Pw which is the position to be used, is acquired, and the tool position information IN2 is displayed based on the work coordinate Pw.
  • the tool position information IN2 is updated based on the work coordinates Pw and the end chamfer allowance F. Further, when the G130 mode is selected, the tool position information display unit U8 acquires the work coordinates Pw at which the back spindle 11B and the tool T1 come into contact with each other in the Z2 axis direction, and based on the work coordinates Pw. The tool position information IN2 is displayed.
  • steps S106 to S120 of FIG. 6 is performed on all the tools T1 attached to the tool post U1.
  • the NC device 70 ends the tool attachment assist process.
  • the distance Lot at which the rear spindle 11B reaches the entry prohibited area A1 in the Z2 axis direction is displayed on the handle mode screen 501 as shown in FIG. If the distance Lot is not displayed, the operator needs to perform the troublesome work of calculating the protrusion length Lt by himself / herself and attaching the tool T1 to the tool post U1 so that the rear spindle 11B does not reach the entry prohibited area A1. .. If it is difficult to calculate the protrusion length Lt, it may be found that the rear spindle 11B reaches the entry prohibited area A1 when mass production processing is actually started, and it is necessary to reattach the tool T1 when it is found. Occurs.
  • the operator since the distance Lot to the entry prohibited area A1 can be numerically determined by looking at the handle mode screen 501, the operator does not have the rear spindle 11B enter the entry prohibited area A1 at the current mounting position of the tool T1. It can be easily determined whether or not the work W1 can be processed. The operator can also determine whether the protrusion length Lt of the tool T1 is longer than necessary. Therefore, the operator can appropriately adjust the protrusion length Lt of the tool T1 based on the specific value of the distance Lot. Further, since the target tool T2 for adjusting the protrusion length Lt can be switched on the tool selection screen 500 shown in FIGS. 7 and 8, all the tools T1 attached to the tool post U1 are based on the specific value of the distance Lot.
  • the protrusion length Lt can be adjusted. Therefore, in this specific example, the protrusion length of the tool can be easily adjusted without simulating the machining program. Furthermore, the distance Lot to the entry prohibited area A1 is displayed, the position of the Z2 axis for fixing the tool T1 is displayed, and the eigenvalue of the machine has been calculated by the NC device 70, so the operator considers only the shape he / she wants to machine. do it.
  • the operator can indicate the mounting position of the target tool T2 on the Z2 axis in the G132 mode in which the back spindle 11B grips the work W1 or in the G130 mode in which the back spindle 11B does not grip the work W1 after the update.
  • the shape correction Gn can be understood numerically.
  • the lathe to which this technique can be applied is not limited to the type having a guide bush, and may be a type without a guide bush or a type in which the use / non-use of the guide bush can be switched. Further, the lathe to which this technique can be applied is not limited to the spindle moving type lathe, and may be a spindle fixed type lathe in which the front spindle does not move.
  • the back headstock 10B moves in the Z2 axis direction, but the back tool post 40B may move in the Z2 axis direction without moving the back headstock 10B.
  • the tool post portion U1 including the back tool post 40B is the drive target 50.
  • both the back spindle base 10B and the back tool post 40B move in the Z2 axis direction
  • both the back headstock 10B and the tool post portion U1 may be treated as the drive target 50.
  • the back spindle base 10B moves in the X2 axis direction, but the back tool post 40B may move in the X2 axis direction without moving the back spindle base 10B.
  • the X2-axis drive motor that moves the back tool post 40B in the X2-axis direction serves as the switching drive unit U5. Further, when both the back spindle base 10B and the back tool post 40B move in the X2 axis direction, both the drive motors of the back headstock 10B and the tool post portion U1 may be treated as the switching drive unit U5.
  • the headstock to which this technique can be applied is not limited to the rear headstock 10B, and may be the front headstock 10A.
  • the tool post portion to which this technique can be applied is not limited to the combination of the back tool post 40B and the tool holder TU1, but may be a combination of a turret tool post and a tool holder, selection of a plurality of tools by a comb-shaped tool post, and the like.
  • the drive unit that swivels the turret may be treated as the switching drive unit.
  • FIG. 12 schematically illustrates an entry prohibited area A1 and various parameters when the drive target 50 is the tool post portion U1 including at least the main tool post 40A and the interference target 55 is the front spindle 10A.
  • the tool T1 shown in FIG. 12 is a cutting tool, but the tool attached to the tool post U1 may include a rotary drill or the like.
  • the main tool post 40A is moved in the X1 axis direction by the X1 axis motor M2, and is moved in the Y1 axis direction by the Y1 axis motor M3.
  • the work W1 gripped by the front spindle 11A is machined by any one of a plurality of tools T1 attached to the tool post U1 including at least the main tool post 40A.
  • the upward direction along the X1 axis is the positive direction
  • the downward direction along the X1 axis is the negative direction.
  • the drive axis direction 3 in which the distance from the work W1 to the tool T1 changes is the X1 axis direction
  • the drive unit U2 for moving the drive target 50 is the X1 axis motor M2
  • the tool T1 is switched.
  • the drive unit U5 is a Y1 axis motor M3.
  • the main tool post 40A can mount a plurality of tools T1 at different positions on the virtual plane 4 intersecting the X1 axial direction.
  • the Y1 axis motor M3 moves the main tool post 40A in the Y1 axis direction so that the side surface of the work W1 gripped by the front spindle 11A faces any of a plurality of tools T1 in the X1 axis direction under the control of the NC device 70. Move. As a result, the tool facing the work W1 is switched from among the plurality of tools T1 attached to the main tool post 40A.
  • the adjustment of the protrusion length Lt of the tool T1 from the main tool post 40A is performed in a state where the tool T1 faces the work W1.
  • the X1 axis motor M2 moves the main tool post 40A in the X1 axis direction under the control of the NC device 70. As a result, the distance Lot from the work W1 to the opposing tool T1 changes.
  • an entry prohibition area A1 corresponding to the shape of the front headstock 10A is set.
  • the control position (corresponding to the machine coordinates Pm) of the main tool post 40A approaching the front spindle 11A on the X1 axis reaches the boundary A1b (corresponding to the entry prohibition position Pa) of the entry prohibition area A1, the NC device 70 reaches the main tool post. Stop the movement of 40A.
  • the machine-specific point (X1 0), which is the reference of the machine on the X1 axis, is set as the machine origin.
  • the machine coordinate Pm is an example of the current position of the drive target 50.
  • the work coordinates Pw are the coordinates of the tip T1a of the target tool T2 on the X1 axis.
  • the radius d of the work W1 is a parameter that replaces the protrusion registration length K described above.
  • the position of the side surface of the work W1 facing the target tool T2 on the X1 axis is d.
  • the radius d of the work W1 can be read out or calculated from the machining program P2.
  • the distance Lot from which the main tool post 40A reaches the entry prohibition area A1 is a value obtained by subtracting the machine coordinates Pm from the entry prohibition position Pa as described in the above equation (11).
  • the distance Lot shown in FIG. 12 has a negative value. Similar to the handle mode screen 501 shown in FIG. 10, the NC device 70 displays a negative value, the distance Lot, on the handle mode screen.
  • the protrusion length Lt of the tool T1 can be adjusted based on the specific value of the distance Lot. Therefore, also in the example shown in FIG. 12, the protrusion length of the tool can be easily adjusted without simulating the machining program.
  • Update screen 511 ... Work coordinate display unit, 512 ... Shape correction display unit, 513 ... Tool list display unit, 514 ... Projection registration length display unit, 515 ... End chamfer allowance display, 520 ... Mode display, 521 ... Gripping mode, 522 ... Non-grasping mode, 523 ... Mode switching key, 530 ... Handle key, 540 ... Z setting key, A1 ... No entry area, A1b ... Boundary, AX1, AX2 ... Centerline, F ... End chamfer allowance (example of machining length), G ... Shape correction (example of tool position), IN1 ... No entry area information, IN2 ...
  • Tool position information Lg: Gripping length of the work, Lot: Distance to the restricted area, Lt ... Tool protrusion length, Lp ... Product length, K ... Projection registration length, M1 ... Z1 axis motor, M2 ... X1 axis motor, M3 ... Y1 axis motor, M4 ... X2 axis motor, M5 ... Z2 axis motor, Pa ... No entry position, Pb ... Tool mounting reference position, Pm ... Machine coordinates (example of the current position of the drive target), Pw ... Work coordinates (example of the coordinates of the end face of the work), T1 ... Tools, T1a ... tip, T2 ... target tool, TU1 ...

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Abstract

 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。  旋盤は、ワークを把持する主軸を設けた主軸台、主軸に把持されたワークを加工する工具を取り付け可能な刃物台部、ワークから工具までの距離が変わる駆動軸方向において主軸台と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、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、及び、距離表示部を備える。距離表示部は、駆動軸方向における駆動対象の現在位置（機械座標）と、進入禁止領域情報と、に基づいて、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（Ｌｏｔ）を計算して表示する。

Description

旋盤
　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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