フライス/ターン操作の自動化

Dec 09, 2023

段取り替えを自動化することで、機械工はさまざまな部品を混在させることができます。これは、自動化がもはや大量生産のためだけのものではないことを意味します。 写真提供：Okuma America Corp.

マルチタスクセンターの同時加工作業には通常、公差が厳しい複雑な部品の旋削加工と多面フライス加工が含まれます。 二次スピンドルと大容量 ATC により、このタイプの工作機械は 1 回のセットアップで部品を完全に仕上げることができます。

自動化を追加すると、この作業を無人で継続できるため、オペレーターは 1 台のマシンでのロード/アンロード タスクにすべての時間を費やすのではなく、複数のマシンで同時に作業できるようになります。

自動化は伝統的に、特定の部品の大量生産の要件とみなされてきました。 しかし、製造業は変化しており、現在は複合的な多品種生産が当たり前になりつつあります。

製造技術はこれらの変化に対応することを余儀なくされています。 しかし、自動化にはさまざまな形式があり、複雑なロボットの設置にも適していますが、より単純なオプションも利用できます。

「機械を自動化するということは、必ずしも機械の前にロボットを置くことを意味するわけではありません」と、エリオット・マツウラ・カナダ社で製品マネージャーに転身したケビン・スミス氏は説明する。 「自動化という言葉を聞くと誰もが興奮しますが、同時に怖がることもあります。必ずしもそれほど複雑なプロセスである必要はありません。店舗はバーフィーダーやパーツキャッチャーなどの最も単純な規模で自動化を導入できます。そこから行ってください。」

シンプルな現場自動化には、製造業者または販売業者が工作機械に統合したコンベアや部品キャッチャーが含まれます。 これらの一般的でよく理解されているアクセサリが、実際には自動化の一種であり、将来的にはさらに複雑な自動化が導入される可能性があることを理解することは、多くの場合、店舗にとって有益です。

「機械にすでに組み込まれている単純な自動化の威力を店舗が理解すれば、もう少し複雑な自動化を受け入れやすくなります。間もなく、彼らは協働ロボットや完全に自動化されたワークセルについての質問をするようになります。」とスミス氏は言います。

マルチタスク装置では、垂直構成と水平構成の両方のパレット システムがプロセスを自動化する一般的な方法です。 このタイプのセットアップでは、作業ゾーンで部品が作成されている間に、パレットに原材料を機械の外で積み込むことができます。 その後、パレットが交換されると、完成した部品が降ろされ、プロセスが再開されます。

Okuma America Corp.の旋盤製品スペシャリストであるデビッド・フィッシャー氏は、「どの工場も労働力不足を懸念している。自動化が大きな注目を集めているのは、機械加工プロセスから労働力を排除することを考えると自然に思い浮かぶからである。自動化は、いつでもできる」と語った。正しく実装すれば、多品種部品の生産においても、工場が従業員を含むリソースを賢く活用できるようになります。」

ジョブで多種類の部品を無人で加工する必要がある場合、問題となるのは常に段取り替えであり、通常は手動で行う必要があります。 しかし現在では、ロボットを使用してチャックのジョーを交換することで、この障害を取り除く技術が存在します。

マツウラ MAM72-35V は垂直パレット システムを使用してスピンドルの稼働時間を増やし、長期間の無人運転を可能にします。 写真提供：エリオット松浦カナダ。

加工セルの一部として、このセットアップを使用すると、オペレータはさまざまな部品を少量で実行できるように機械を準備できます。

「パレットのスペースとこれらの部品の原材料があれば、すべて自動で行われます」とフィッシャー氏は語った。 「通常、無人で稼働させる場合は、切り替えが手動で時間がかかるため、大きなロットサイズが必要になります。私たちが行ったのは切り替えを自動化したことで、機械工はさまざまな部品を混在させることができますが、それでも「これは、自動化がもはや大量生産のためだけのものではないことを意味するので、これは重要です。」

この新しいタイプの自動化手法は、専用システムが 1 つの部分のみに適していた過去数年よりも柔軟です。 その部品が生産されなくなると、自動化システム、特にロボットは保管され、二度と使用されなくなることがよくありました。

「今日の自動化という言葉は良い言葉です。5年前の自動化について話しているわけではないからです。自動化はよりシンプルかつ柔軟になり、法外なコストもかからなくなりました」とスミス氏は語った。 「昨日の自動化では、自動化の専門家を招く必要もありました。今必要なのは、iPhone® の使い方を知っている人です。それは本当に簡単です。」

オペレータがシフト全体にわたって 1 台の機械の前に立っていない場合、機械は新しいセットアップを完了するために停止することなく、シフト全体 (または 2 つ以上のシフト) にわたって継続的に稼働します。 熟練した作業者は、単にチャックをロードしてプレスサイクルを開始するだけで済みます。 これで、マシンを離れて別のマシンに移動できるようになります。

「ロボットによって労働者の必要性がなくなるとも思えない」とスミス氏は語った。 「非熟練労働の一部が不要になり、それらの労働者はスキルを向上させて新しい仕事に就くことができます。」

空いたオペレーターに移せるタスクの 1 つは、ロボットに引き継ぐことができないツールの組み立てです。

「フライス/ターン機械は、複数のタイプの加工作業に従事するため、スタンドアロン機械よりも多くの工具を必要とします。自動セットアップでは、機械はより長時間稼働するため、より多くの工具、特に冗長工具が必要になります。 」とフィッシャー氏は語った。 「長時間無人運転をする場合は、大容量のツールチェンジャーが必要です。」

最もよく使用されるツールと最も早く消耗するツールを ATC にロードすることをお勧めします。

編集者の Joe Thompson には、[email protected] で連絡できます。

ガントリーローダーは、マルチタスクマシンの生産性を維持するための優れた自動化システムです。 写真提供：エリオット松浦カナダ。

Elliott Matsuura Canada, www.elliottmachinery.com

オークマ アメリカ コーポレーション、www.okuma.com