高みへのナビゲーション

Jun 22, 2023

セットアップ時間を短縮して競争力を高めたいですか? クイックチェンジツールや新しい工作機械に投資する前に、鏡を見てください。障害となっているのは自分自身かもしれません。

オフライン ツール プリセッタ、ゼロ点ワークホールディング システム、クイックチェンジ ツールホルダとチャックに関する推奨事項をお探しの場合は、読むのをやめて作業に戻ってください。 それらのプロバイダーに（もう一度）インタビューすることもできましたが、正直に言って、それらのものはすべて何十年も前から存在しています。

はい、長年にわたって改善されてきました。 接続性も向上し、精度も向上し、価格も少し下がっています。 しかし、あなたのショップが現時点で少なくともその一部を使用していない場合は、雑誌の記事をいくら読んでも状況が変わらない可能性が高くなります。

Jim Van Buskirk は、マサチューセッツ州サドベリーの Methods Machine Tools Inc. でアプリケーション エンジニアリングのシニア ディレクターを務めています。彼は新しい CNC 機械の価値についてたくさんのことを語っていますが、それについては後ほど説明します。 しかし、この記事の他の記事と同様に、彼は、整理整頓されていない店舗や無駄の排除に重点を置いていない店舗では、どんなに高度な工具や機械技術を導入してもセットアップ時間を短縮することはできないと説明しました。

文脈として、ヴァン・バスカーク氏は次のように述べた。「あなたが最後に歯医者に行ったとき、彼女は器具が必要になるたびに椅子から立ち上がったでしょうか? それとも、作業エリアに届けられたすべての器具は洗浄され、キットが準備され、その日の診療に備えられていましたか?機械工場は、CNC 装置をセットアップするときに同様のアプローチを取る必要があります。」

Van Buskirk 氏は、この種の準備を SMED (1 分間の金型交換) と同一視しています。この概念は、リーン生産の第一人者である新郷茂雄氏が 60 年以上前にトヨタ自動車に導入したものです。 Methods では、機械加工のワークフロー、ワークホールディングと工具保持のセットアップ、その他の顧客固有のソリューションを設計する際に、この概念を重視していると同氏は述べています。 「私たちの部門は、マシンのアイドル時間を削減し、顧客が確実にその時間を最大限に活用できるようにする方法を見つけ出すという任務を負っています。そのため、SMED は考え方であり、出発点です。これは現実世界のソリューションであり、私たちが最初に検討する場所の 1 つです」プロジェクトに取り組んでいます。」

しかし、SMED は北米の少量多品種の機械工場ではまだ広く普及していません。

業界関係者の中にはこの点に異論を唱え、弁当箱を開梱するだけでそれ以上の時間がかかると主張する人もいるかもしれないが、SMED の場合の「1 分」とは実際には 1 桁の分、つまり 10 分未満のことを意味する。 これは価値のある目標であり、ショップはセットアップ作業を分析することで目標を達成できるとヴァン・バスカーク氏は述べた。 「切り替えの様子をビデオに撮ってください。その人がその場を離れるたびに、その理由を調べて修正してください。マシンのセットアップに必要な手順を文書化してください。マシンの稼働中に実行できるステップと、必ず実行しなければならないステップを分けてください。」アイドル状態の間に実行し、その後、確立された手順を変更することになっても、価値を付加しないものを排除する方法を見つけてください。場合によっては、特にこれらがそうです。」

人々は迅速な切り替えを行うために必要な計画の量を過小評価している、と彼は付け加えた。 セットアップ担当者が歯科医のように作業エリアを離れないようにするために、事前にすべてを準備することが重要です。 それが不可能な場合は、インディカーのピット クルーのようなアプローチを採用します。1 人がタイヤ交換、1 人がフロントガラスの掃除、1 人がガソリン タンクに給油を担当します。

「インディのレースと同様、製造業では一分一秒が大切です」とヴァン・バスカーク氏は語った。 「プロセスから無駄を取り除くことに重点を置いた考え方を採用してください。セットアップに必要なものすべてのチェックリストを作成し、できる限りの準備を事前に行ってください。機械の作業がいつ完了するかを事前に把握しておくと、すぐに作業を開始できます。」原則として、顧客はセットアップ時間に対して料金を支払わないため、時間を短縮するために全力を尽くすことが重要です。」

Methods は工作機械を輸入し、加工プロセスやカスタム自動化システムを設計し、オプション キットを組み立てているため、Van Buskirk 氏がショップに最新かつ最高の CNC 機器への投資を推奨するのは理解できます。 彼の言うとおりです。ロットサイズが減少する中、店舗は高速かつ柔軟な機械を必要としています。最新の状態を維持する機械が、日々競争が激化する市場で成功する最大のチャンスを持っています。 Van Buskirk 氏にとって、これは大量のパレット、豊富なツール マガジン、統合されたプローブ システム、そして少し驚くべきことに自動化を意味します。

多品種少量環境での自動化? ぜひ、と彼は言った。 「当社には、ゼロ点ワークホールディングと統合ストレージカルーセルを備えた立形マシニングセンターをセットアップしている顧客が数多くいます。ここでは、再プログラミングは必要なく、ロボットは、部品に関係なく、すべての作業に同じエンドエフェクターを使用できます。パレットの上に座っています。」

デイブ・フィッシャーも同様の見解を持っています。 ノースカロライナ州シャーロットにある Okuma America Corp. の旋盤製品スペシャリストである彼は、複合加工機の大ファンであり、可能な限り迅速な切り替えを求める工場にとっては最適であると述べています。 モデルやメーカーによって異なりますが、マルチタスカーは、自動工具交換装置を備えた大型工具マガジン、二次主軸、補助タレット、およびほとんどの部品を 1 回の操作で加工できる十分な軸を備えています。 クイックチェンジ チャックを装備すると、工場は事前に任意の数のジョブを設定し、数分以内に切り替えることができ、同時に仕掛品と二次作業に関連する工具コストを削減できます。

「マルチタスカーは、最も優秀な顧客からホットな仕事の電話がかかってきたときに生じる中断も排除します」とフィッシャー氏は述べています。 「既存の作業を解体する必要はなく、中途半端な部品や孤立した部品が放置されることもなく、何時間も続くダウンタイムもありません。チャックのジョーを交換し、プログラムを呼び出して、部品の作成を開始するだけです。」

マルチタスクマシンに多額の投資をする準備がまだ整っていない人のために、フィッシャー氏はセットアップ時間を短縮するために店舗が実行できる小さなステップをいくつか挙げました。 CNC 旋盤の場合、これには、先​​ほど述べたクイック チェンジ チャック、クイック チェンジ タレット ツール、統合バー フィード、そして Van Buskirk 氏がほのめかしたように、標準化されたグリッピングによるロボット部品ハンドリングが含まれます。

ただし、記事の冒頭で述べたように、これらの時間節約策の多くは何十年も前から存在しています。 そこで疑問になるのは、なぜもっと多くの企業がそれらを使用しないのかということです。 フィッシャーには分かりません。 「正直に言うと、私はこれに苦労しています。オークマで働き始める前、私はクイックチェンジ工具を導入する工場で働いていました。それは30年以上前のことであり、当時は最先端とは言えませんでした。根深い習慣、リスクの回避、マンネリにはまり込んでいることがたくさんありますが、なぜこれほど多くのメーカーがたとえ少額の投資ややり方の変更にも消極的なのか、私は困惑しています。 」

Fischer 氏は、Van Buskirk 氏の以前のアドバイスに追加し、ショップは現在のセットアップ時間と OEE レベル (全体的な機器効率) の正直なベンチマークから始める必要があると指摘しました。 廃棄物削減に科学的なアプローチをとらず、バラ色眼鏡を通してこれらを眺める人が多すぎます。 同じ古い牛道を歩くのをやめて、それを正す方法を探してください、そしてあなたの店に高額商品に投資する経済的余裕がない場合は、小さなことから始めてください、と彼は言いました。

「非常に多くの場合、店舗は設定やプロセス関連の非効率性に対処するために必要なツールをすでにいくつか持っていますが、その使い方が分からないか、導入するのに時間がかかっていません」とフィッシャー氏は述べた。 「たとえば、私はかつて、繰り返しの仕事でドリルを壊していた顧客と仕事をしました。それは彼らに多額の費用を費やしただけでなく、消灯を妨げていました。私は彼らに負荷監視機能の使用方法を教えました。 「問題を解決するために、マシンに標準装備されている機能を追加しました。これが多くの小さな一歩の最初のものであることが判明し、その結果、最近別のマシンを購入できるほどの成長をもたらしました。」

フィッシャー氏は、オークマ、マスターカム、GEパワー、その他の業界リーダーの代表者が参加した2017年のラウンドテーブルディスカッションに言及して締めくくった。 その中で、サンドビック・コロマントのショーン・ホルト社長は、今でもフィッシャー氏の考えを貫く声明を発表した。 「彼はこう言いました。『大きく考えて、小さく始めて、素早く行動しましょう。』 ホルト氏はインダストリー 4.0 の採用について言及していましたが、彼の言葉はセットアップ時間の短縮を含め、あらゆる継続的な改善活動にも同様に当てはまります。」

オハイオ州デイトンに本拠を置く Gosiger 社のエンジニアリング ディレクター、マイク ファーガソン氏は、セットアップ時間の短縮への道は組織化から始まると示唆しました。 「当社の顧客の 1 人は、米国で少量多品種のメーカーがいかに成功できるかを証明しました。機械加工プロセスのすべての部分が詳細に文書化されています。同社のツール カートには、各ツールホルダー、治具、またはチャック ジョーのスポットがラベル付けされています。フロア全体に大画面テレビがあり、何が実行されているか、次に何が起こっているかに関するリアルタイム データが表示され、オペレーターが仕事をするために必要なものはすべて手の届くところにあります。これは印象的です。」

また、少なくともオペレーターにとっては簡単です。 ファーガソン氏と彼のチームは、セットアップ プロセスを簡素化する方法の模索に多くの時間を費やし、複雑な手順をスキルの低い作業者でも実行できる手順に変えました。 あるプロジェクトでは、ジョブトラベラーで一連のバーコードをスキャンするのと同じくらい難しいことではなく、一連の部品の切り替えを行うことができました。 これは、どの部分を実行し、いくつ作成するかについて、マシン制御内のマクロ プログラムに信号を送りました。 別のプロジェクトでは、オペレーターが作業現場の座標測定機にワークを置き、結果に基づいて工具の長さと直径を自動的に更新できる閉ループ計測システムの開発が必要でした。

「セットアップ時間を短縮するには、オペレーターの観点からすべてが可能な限りシンプルである必要があります」とファーガソン氏は述べています。 「これは、人的エラーの可能性を減らすための機械内プロービング、または RFID タグを使用して工具寿命ステータスと寸法値を制御装置にアップロードするオフライン プリセット システムを意味する可能性があります。治具の位置もプリセットする必要があるため、オペレーターが行う唯一のことは古いものを取り外して、新しいものを貼り付けるだけです。多くの場合、ロボットが切り替えを実行できるように、これらの手順も自動化できます。もちろん、このレベルの簡素化を達成するには、かなりのエンジニアリングが必要です。ご想像のとおり、前もって取り組んでください。」

ファーガソン氏は、OEEのパイはすべて大企業に限定されているわけではないと付け加えた。エンジニアリングの努力は逆に、いわゆる母子家庭の店さえも急速な売上高の拡大に乗り出しているという。 「夜間や週末に小規模なバッチサイズを実行し、オペレーターの介入を最小限、またはまったく行わずに実行したいというジョブショップからの多くのリクエストが寄せられています。適切な機器とツールがあれば、それは非常に実現可能です。」

このような店の場合、Van Buskirk 氏の目標である 10 分未満を達成するのは簡単です。 しかし、ジェイソン・ラッチ氏が説明したように、多品種少量生産の方程式には、高度な工具や機械以上のものがあります。 プログラミングもあります。 「私は工具と金型のビジネスに何年も費やしてきました。私にとって、短期生産や単発生産を効率的に行うには、行っている作業に CAM ソフトウェアをダイヤルインすることが必要でした。」

それは20年前のことでした。 現在、Lutch は、オハイオ州ロレインにある Absolute Machine Tools Inc. のアプリケーション エンジニアです。 同氏は、ショップのツールライブラリと動作パラメータを最適化するには、多大な労力が必要になる可能性があると述べた。 しかし、少なくとも彼にとっては、プログラミングがより速く、より正確になりました。 そして、仕事が開始されると、セットアップは作業座標を確立するだけで済みます。 「これは、私たちが可能な限り多くの仕事を送り出すのに非常に重要でした」とルッチ氏は語った。

幸いなことに、これらの取り組みは、ラッチがまだ鋼鉄のつま先のブーツからチップを取り出していたときよりもはるかに簡単です。 まず顧客は、かつてのように紙のカタログを探し回ったり、工具担当者の頭脳を選んだりするのではなく、MachiningCloud や Kennametal Novo などのクラウドベースの工具ライブラリを利用してアプリケーション情報を得ることができます。

Lutch 氏は、ツールパスのシミュレーションもプログラミングの労力とセットアップ時間を削減するための鍵であると指摘しました。 工作機械にプログラムを送信する前にプログラムを検証することで、エラーがなくなり、オペレータの信頼が高まり、そして最も重要なことに、数万ドルの費用がかかる可能性のあるクラッシュを回避できます。 また、Lutch は、タップ穴やポケット荒加工などの繰り返し操作用の定型ルーチンの確立にも時間を費やし、ファイルのインポート、ジオメトリの選択、コードの生成など、多くのジョブを単純化しました。

同じように、ツールとダイの時代には利用できなかった別のテクノロジー、つまり会話型コントロールについても指摘しています。 「特に直接のプロトタイプ作業を行っているショップでは、オンマシンプログラミングシステムのリクエストが増加しています」とラッチ氏は語った。 「たとえば、ファナックのマニュアル ガイド I は、非常にユーザーフレンドリーで、多くのコントロールに追加できる優れた会話型パッケージです。」

これらの新しいプログラミング方法と最新の機械により、自分自身を教育する必要性が生じています。 ラッチ氏は、「指摘したくないが、あまりにも多くの工場が時代遅れの機械加工方法にこだわっている。ここでは美しいCNC旋盤やフライス盤に投資しており、オペレーターは高速度鋼のトウモロコシの穂軸カッターや、 「なぜ従来のフライス加工ではなくクライムカットをする必要があるのか​​を彼らに説明する必要があります。確かに、これは段取り時間の短縮とは何の関係もありませんが、継続的な教育と新しいアイデアに対するオープンさが確実に必要です。それがなければ、仕事の量に関係なく、改善の可能性はほとんどありません。」

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