切削工具オフセット設定を検証し、正確なCNC加工を実現する

CNC加工用切削工具は正常動作に特定属性が必要。例えば立形マシニングセンタ（VMC）の全切削工具には、Z軸ストローク（等）で制限される最小/最大長さがある。図示の通り、主軸ノーズはZ軸ストローク正端でテーブル天面から最大距離、最小Z位置でもテーブル天面から十分離れている。

工具先端がプログラムの最小/最大Z座標に到達できなければZ軸オーバートラベル発生。各工具長（オフセットレジスタ指定）がこれら極限到達可否を決定。例：薄いワークをテーブル近くに保持し、極端に短い工具で加工する場合、Z軸がプログラム最小Z座標に到達不能。

横形マシニングセンタ（HMC）も同様の懸念。HMCでは最小主軸Z位置は通常テーブル中心線基準。特に最大主軸Z位置で問題顕在化：大型フランジがテーブルエッジとフラッシュしている場合、工具がフランジをクリアして深くワーク内部へ到達する必要あり、Z軸が十分後退できずクリアランス不足に。

セットアッププログラムでオーバートラベル事前検査

明示的セットアップ指示なしでは工具長が実行ごとに変動。オペレーターが長すぎ/短すぎ工具を組むリスクあり。使いやすいセットアッププログラムでワーク実行前にオーバートラベル問題を検出し、プログラム検証時の時間浪費を防止。

定数（事前決定）

• テーブル天面（またはテーブル中心）からZ軸基準位置（=最大主軸Z位置）までの距離
• Z軸ストローク

オフセットから参照する値

• 現在のZ軸治具オフセットレジスタ値
• 工具長補正レジスタの現在値

テストプログラムでオペレーターが指定

• プログラム内の最大/最小Z座標

定期的に決めるのは最大/最小Z座標のみ。他は定数かセットアップ時オフセット指定値。

具体例（VMC）

最大主軸Z位置＝28.327インチ、Z軸ストローク＝19.4769インチ → 最小主軸Z位置＝8.8501インチ。これらを恒久コモン変数#500、#501に格納しシステム定数化。

治具オフセット1のZレジスタはシステム変数#5203（ファナック一般）で参照、Z基準位置からプログラムゼロまでの負距離を保持。工具長補正レジスタは2000番台システム変数（#2001=工具1長等）。プログラム最小/最大Z座標をコモン変数#100、#101に指定。

判定ロジック

• #110 = #500 + #5203 + #100 + #2001 （工具1の最小Z機械位置）
• #111 = #500 + #5203 + #101 + #2001 （工具1の最大Z機械位置）

最小/最大主軸Z位置と比較：

• IF [#110 LT [#500-#501]] THEN #3000=101 （工具過短）
• IF [#111 GT #500] THEN #3000=102 （工具過長）

セットアッププログラム例（工具1-10検査）

O1000 (TEST ALL OFFSETS)
(OPERATOR ADJUSTS FIRST FOUR VALUES)
#100 = -[2.5] (SMALLEST Z IN PROGRAM)
#101 = 3.0    (LARGEST Z IN PROGRAM)
#102 = 1      (FIRST TOOL TO TEST)
#103 = 10     (LAST TOOL TO TEST)
WHILE [#102 LE #103] DO 1
  IF [[#500+#5203+#100+#[2000+#102]] LT [#500-#501]] THEN #3000=101 (TOOL IS TOO SHORT)
  IF [[#500+#5203+#101+#[2000+#102]] GT #500] THEN #3000=102 (TOOL IS TOO LONG)
  #102 = #102 + 1
END 1
#3000 = 103 (LENGTHS ACCEPTABLE)
M30

プログラム完走で「lengths acceptable」表示ならZオーバートラベルなし。「tool is too short/long」表示ならコモン変数#102値で問題工具特定、修正後再実行で「lengths acceptable」確認まで繰り返し。