高度なロータリー平面研削盤が「無限の可能性」とより厳しい公差を実現

Aug 18, 2023

金属や合金の表面を平らに研削して材料を除去したり、正確な厚さを実現したりする機械工場には、より高度な自動化ユニットを使用して、精度だけでなく生産速度や制御を向上させる「無限の可能性」が生まれています。

今日のロータリー平面研削盤は、より短い時間でより厳しい寸法公差、平面度、平行度、および表面仕上げを確実に達成できる高度なセンサーと制御を備えています。 この装置は、研磨前に平らな金属、合金、セラミックを正確な寸法に研削するために使用できます。

これらの新しい自動グラインダーでは、プロセスに対するオペレーターの制御が卓越しています。 ユーザーは、特定の要件を入力できます。たとえば、スピンドルで 712 RPM、テーブルで 22 RPM、下送り速度は 0.003 インチ/分、特定のドウェル サイクルなどです。 基本的に、マシンはほぼあらゆる要件を満たすようにプログラムできます。

各機械の微妙な違いに精通した経験豊富な機械工が必要な手動制御を備えた従来の研削装置と比較して、これらの自動化ユニットはより短時間で一貫して高品質の部品を生産します。 その結果、ますます多くの機械工場が、経験の浅い担当者でも操作できながら、望ましい結果を達成できる新しいグラインダーを導入しています。

金属や合金を扱う機械工場では、厚さ、平行度、表面状態などの要素が仕様に規定されることがよくあります。 研削は、ストックシートまたはプレートを正確な寸法にするために大量の材料を除去するためにもよく利用されます。

これを行うために、機械工場では主に、往復テーブルと砥石車を回転させる水平スピンドルを備えた平面研削盤を使用します。 ただし、このプロセスは非常に遅いです。

「往復テーブルグラインダーは精密ですが、材料の除去速度が遅く、複数回のパスが必要です」と、ミネソタ州ウィノナに本拠を置き、工業用ロータリー平面グラインダーの設計および製造業者である DCM Tech のエンジニアリングマネージャー、エリック・ローソン氏は述べています。

古い回転平面研削盤も選択肢の 1 つですが、経験の浅いオペレーターが使用すると問題が発生する可能性があります。 古い装置ではスピンドル速度の制御や手動制御が制限されているため、複雑な計算を考慮できる高度なオペレーターが必要です。 かなりの専門知識と経験が必要ですが、熟練したオペレーターが退職すると、それが課題となる可能性があります。

最新の垂直スピンドル回転テーブル平面研削盤では、ワークピースが垂直スピンドルの下の所定の位置にしっかりと保持された状態でテーブルが回転します。 研削は砥石の周縁ではなく、研磨面の直径全体で行われるため、研削性能と安定性が容易になります。

「ロータリーテーブル平面研削盤では、部品全体が砥石を通過するため、研削砥石より幅の広いワークピースを扱う可能性がある往復テーブル研削盤よりも効率的です」とローソン氏は説明しました。

現在、平面研削盤は、非常に厳しい公差を自動的に維持するはるかに高度なセンサーと制御を備えて設計されており、最終的な厚さの 1 万分の 1 インチ以内まで材料を除去します。 デジタルテクノロジーにより、使いやすいタッチスクリーンコントロールを備えたインターフェイスが可能になります。 自動化と組み合わせることで、平面研削盤のオペレーターは高度な訓練を受けた人材である必要はなくなります。

たとえば、24 インチ可変速テーブルと 20HP 可変速研削スピンドル モーターを備えた DCM Tech の IG 280 SD などのロータリー ユニットを使用すると、事実上誰でもユニットを操作できるようになります。このモデルで利用できるイノベーションの一例には、自動化が含まれます。砥石と部品の間の初期接触の調整は、通常はオペレータが細かく調整する必要がありましたが、この更新されたオプションでは、高度なセンサー技術が振動を検出し、スピンドル モーターの圧力だけでなく、その速度も自動的に微調整することができます。砥石車が部品上に移動し、砥石車が部品に接触したことを機械が感知すると、自動的に研削サイクルが開始されます。

「自動部品検出により、オペレータは時間がかかり、エラーが発生しやすい「手動タッチオフ」を行う必要がなくなります。手動タッチオフでは、研削盤が部品の表面に触れるまで手動で送り込み、その後後退して再起動する必要があります。 」とローソンは言いました。

生産効率に関しても、最新のロータリー平面研削盤は、仕上げステップの前にユニットを必要な正確な寸法にはるかに近づけることができるため、往復研削盤よりもはるかに高速です。 この機能により、一部のラッピングおよび研磨ステ​​ップを削減、または排除することもできます。

従来の平面研削盤では、標準の厚さの素材を研磨する必要がある場合、オペレーターは必要な除去が完了しないうちに作業を停止し、研磨されていない表面が残ってしまいます。 残りの材料を除去するには別の機械を使用する必要があることがよくありますが、これには過度の時間と労力がかかる場合があります。

「回転平面研削盤は、通常、往復研削盤の作業をほんのわずかな時間で完了します。超硬ブロックの製造について、ある OEM は、往復研削盤を DCM 回転平面研削盤に置き換えることにより、サイクル タイムが 14 倍向上したことを記録することができました。」グラインダー」とローソン氏は指摘した。

また、このプロセスは一貫して高いスループットを実現し、ばらつきを排除するため、機械工場はバッチごとに高品質の最終部品を製造できます。

さらに、プログラム可能なヒューマン マシン インターフェイス コントロールにより、オペレータは事実上あらゆる要件をタッチ スクリーンに入力できます。 この機能により、工場での処理の柔軟性が向上するため、問題の再発を防ぐための研削係数の調整が簡単になります。

日常的なプロセスでは、特定の部品のパラメータのセットを備えたさまざまな研削「レシピ」を使用することで、生産をさらにスピードアップし、品質を向上させ、迅速な切り替えを支援できます。

「顧客、材料の種類、さらには部品番号ごとに異なる研削レシピを設定できるため、各作業の開始時に複雑なプログラミングやデータを入力する必要がありません」とローソン氏は述べています。 「仕上げや部品数の違いなど、作業のバリエーションに合わせて新しいレシピを作成できます。」

最初のパスでワークピースが少しずれている場合、後続のパスで修正措置を講じるようグラインダーをプログラムすることもできます。 古い機械のように、移動するたびにワークを持ち上げて測定する必要はありません。

ローソンによると、高度なロータリーグラインダーによって提供される自動化により、オペレーターは機械をセットアップしてから他の作業に取り組むことができます。 マシンには負荷監視機能が組み込まれているため、常に監視する必要はありません。

「負荷監視により、機械が研削される部品に過剰な負担をかけたり、スピンドルに過負荷をかけたりしないように制限を設定することができます。少し異常なことが起こっても、中断したりシャットダウンしたりすることなく動作を継続できます。」

ローソンは、粉砕が作業エリアに入るのを防ぐ密閉シュラウドの下で研削が行われるため、自動化ユニットはより安全でクリーンな工場環境にも貢献すると付け加えた。

金属および合金の研削の公差が厳しくなり、生産要件がより厳しくなるにつれ、先進的な自動回転平面研削盤を活用する機械工場は、たとえ経験豊富なオペレータが退職したとしても、ライバルを上回る業績をあげるだろうとローソン氏は主張した。

「自動回転平面研削盤を使用すれば、機械工は初日の昼食までに機器の操作に習熟できるよう訓練することができます」とローソン氏は結論付けました。 「必要なのは数時間のトレーニングだけで、古いマシンのような数十年の経験は必要ありません。」 同氏は、近くにオペレーターがいなくてもロボットを使用して部品の積み込み、セットアップ、実行を行う完全自動化システムが現在開発されていると付け加えた。

私達と接続