スイス

May 07, 2023

より小さな部品、たとえば直径 1.5 インチ (38.1 mm) 未満のものを生産する工場にとって、スイス スタイルの CNC 旋盤に投資する理由は尽きません。その理由は次のとおりです。

このリストに、レーザー加工、ねじ旋回加工、振動切断、固定主軸台とスライド主軸台を切り替えるオプションなどの高度な機能を追加すると、これらの効率的で有能な工作機械が他のすべての工作機械よりも短い時間でほとんどの部品を完成できることは明らかです。柔軟性が高く、はるかに高価な代替品、つまり回転搬送装置や多軸スクリューマシンです。

落とし穴があります。 これらの素晴らしい機能には複雑さが伴います。 前述のスライド、スピンドル、切削工具はそれぞれ個別にプログラムし、特別な G コードを使用して同期する必要があります。 ワークピースや機械の損傷を避けるために、部品の搬送中にメインスピンドルとサブスピンドルの位置を完全に調整する必要があります。 スイス機械加工の短いサイクルタイムを実現するコンパクトな作業ゾーンにより、オペレータは他の切削工具の前、周囲、下に手を伸ばしながら、小さなレンチを使って小さなネジを回すため、工具交換が少し面倒になることがあります。 さらに悪いことに、狭い場所にあるこれらのツールは長くて糸状の切りくずをキャッチする傾向があり、放置すると大惨事になる可能性があります。

幸いなことに、スイス式工作機械メーカーはこれらの課題を認識しており、1872 年にスライド主軸台旋盤が発明されて以来、自社の製品を操作しやすくすることに取り組んでいます。 その 1 つがオハイオ州ロレインにある Absolute Machine Tools Inc. で、生産旋削製品の販売担当副社長である Greg Knight 氏は、使いやすさは有能な CAM システムから始まると示唆しています。

「CNC スイス旋盤の Nexturn シリーズのほかに、当社はフライス加工、旋削、EDM 機器の幅広い製品ラインを提供しており、それらのすべてでうまく動作するプログラミング システムを望んでいました。」と彼は言いました。 「広範な評価の後、当社のアプリケーション部門は、ESPRIT (DP Technology が開発) を使用することを推奨しました。ESPRIT は、高価な工作機械のクラッシュを回避するために必要なグラフィカルな衝突検出を提供します。また、当社はポストプロセッサ開発において ESPRIT と緊密に連携しているため、顧客は高品質の G コードを確実に入手できます。そして、前述したように、特に初心者プログラマにとっては非常に使いやすいです。」

しかし、最高のプログラミング ソフトウェアであっても、機械の機能を理解していない経験の浅い従業員にはほとんど効果がありません。だからこそ、Absolute Applications エンジニアの Scott Petrisko はオペレーター トレーニングの重要性を強調しています。 「そこには間違いなく改善の余地がある」と彼は言った。 「あまりにも多くの工場が、機械のマニュアルを読んで自分で物事を組み立てる機械工の能力に頼って、足を引きずって業務を行っています。彼らが定期的なトレーニングに時間とお金を費やすことができれば、工作機械からさらに多くのことを引き出すことができるでしょう」すぐに元が取れます。」

ペトリスコ氏は、部品または部品群の最小要件を満たすだけの旋盤よりも、多くの利用可能なツール ステーションと十分なスピンドル容量を備えた、より複雑なスイス スタイルの旋盤の方が良い選択であると示唆しました。 追加のステーションがあるということは、より大きなスピンドルが追加の作業への扉を開くのと同じように、特定の作業に必要なあらゆる切削工具が機械に常駐する可能性が高く、切り替え時間が短縮されることを意味します。

変更が必要なツールについては、どのセットアップにも常にいくつかの変更が必要ですが、ペトリスコはクイックチェンジ ツールの大ファンであり、これらのシステムがマシンの稼働時間を最大化するのに役立つと示唆しています。 テネシー州フランクリンにある Horn USA Inc. の製品管理責任者である John Kollenbroich 氏もこれに同意します。 同氏は、クイックチェンジによりセットアップ時間が短縮され、工程中の工具交換も迅速化され、これが機械のダウンタイムの主な原因となる可能性があると指摘しました。 さらに、オフラインでのツールのプリセットが可能になり、生産性がさらに向上し、ツールタッチオフ時のオペレーターエラーの可能性が減ります。

「私たちはドイツの W&F Werkzeugtechnik と提携しており、ロータリー シャンクと角シャンク ツールホルダーの両方にクイックチェンジ ツーリング システムを提供しています。」と彼は言いました。 「これは、ホルダーの側面にある 1 本のネジで作動し、4 ニュートン メートルの特定のトルクまで締め付けられ、HSK スタイルのホルダーと同様に、両面とテーパー接触で固定されます。位置合わせピンも付いています。完璧な中心線を保証する四角いシャンクツール。」

より包括的なツーリングアプローチとして、同社は WF マイクロリニアギャングプレートを提供していると Kollenbroich 氏は述べました。これは、先ほど説明した W&F マイクロスティックツールやショップの既存のスクエアシャンクツールと連携して動作します。 Horn のアプリケーションおよびセールス エンジニアである Chris Foschaar 氏は、モジュール式アタッチメントはスイス式機械の既存のギャング プレートを置き換え、統合された高圧クーラント管理システム (CMS) に接続されていると説明しました。

これにより、通過する切りくずによって簡単に引っかかったり、機械オペレーターが切削工具を交換するときに誤って所定の位置から外れて悲惨な結果を招く可能性がある個々のプラスチックまたは銅の冷却剤ラインが不要になる、と同氏は述べた。 「プレートの主な利点は、互換性があることです。これにより、オペレータは工具の位置決めや交換を迅速かつ正確に行うことができますが、この作業は、接近戦のためほとんどのスイス製機械では困難な作業です。それと、プレートがないという事実の間には、冷却ラインについて心配する必要がなくなるので、大幅な時間の節約になります。」

コネチカット州ウィンザーにあるTsugami/Rem Sales LLCのスイス製品マネージャーであるデレク・ブリッグス氏は、クイックチェンジツールと一体化された高圧クーラントの必要性を主張しました。 同氏は、Tsugami やその他のブランドの CNC スイス式旋盤に推奨されるソリューションとして、ドイツのメーカー Goeltenbodt の GWS ツーリング システムを挙げました。 「その最大の利点の 1 つは、標準の既製ツールホルダーを使用できることです」と彼は言いました。 「ネジを 1 本緩め、スティック ツールを含むカートリッジを取り出し、ベンチ上のインサートを交換するか、プリロードされたカートリッジを取り付けます。システムにはプリセッターが付属しているため、マシンにタッチオフする必要はありません」 、より多くの時間を節約できます。」

確かに、これらのシステムは高価なオプションです。メーカー、工作機械、必要なツーリング ステーションの数によっては、各旋盤の整備に 50,000 ドル以上の費用がかかることが予想される場合もあります。 しかし、熟練した機械オペレーターが引き続き不足していることと、高い OEE (総合設備効率) レベルを達成したいという各工場の要望を考慮すると、そのような投資は簡単に正当化されます。

ブリッグス氏は、スイス式マシンに無料で付属するツガミのAtileプログラミングソフトウェアを使用することで、この投資の一部を相殺できると示唆した。 同氏は、使い方が非常に簡単で、非常に複雑な加工操作を除くすべてをサポートし、マシン固有のシミュレーションとコード生成を提供すると述べた。 また、ツールのオフセットも生成されるため、セットアップがさらに簡素化されます。 また、Abil は ESPRIT や他の市販の CAD/CAM システムほど強力ではないかもしれませんが、それほど洗練されていない加工ニーズを持つ工場にとってはおそらく「良い出発点」となります。 「プログラミングの方法を学びながら自信を得るのに役立つため、初心者にとっては特に最適です。」

ゴンサロ・セラーノも同様の提案をしています。 インディアナ州ノーブルズビルの Index Corp. のアプリケーション エンジニアである同氏は、同社の WinFlexIPS および WinFlexIPSPlus プログラミングおよびシミュレーション ソフトウェアは、スイス式旋盤の Traub シリーズ向けに特別に設計されていると述べました。 これらの 1 つ目はすべての機械に標準装備されていますが、「プラス」バージョンは PC またはラップトップにインストールでき、彫刻、3D シミュレーション、複雑なフライス加工サイクルなどのより高度な加工機能をサポートします。

どちらも後処理された G コードを使用してシミュレーションし、正しいカッター補正値を適用したり、最大 4 軸で旋削やフライス加工を同時に実行するために必要な「同期」コードを挿入したりすることが簡単にできます。 「この最後の部分である同期は、少なくとも実際にどれだけ簡単であるかを知るまでは、多くの旋盤機械工が苦労する部分です」とインデックス提案エンジニアのランディ・カーライル氏は述べています。 「だからこそトレーニングが非常に重要であり、ショップは優れたアプリケーションサポートを提供する販売代理店の機器に投資すべきなのです。そうすることで、これらの非常に高性能な工作機械の生産性と収益性の両方に劇的な影響を与える可能性があります。」

また、スイスの運営をさらに容易にすることとは何の関係もないように見えるかもしれませんが、インダストリー 4.0 タイプの機能は、先ほど述べた 2 つの目標を達成するために大いに役立ちます。 Serrano 氏によると、Traub 装置で使用されている三菱制御の最新バージョンは、外部ソフトウェア システムとの双方向データ共有をサポートし、プログラミングのヒントやメンテナンスのリマインダーなど、機械オペレータに役立つ情報を提供します。

インダストリー 4.0 と遠隔監視システムは、問題が発生した場合に経営陣に警告する役割も果たしているとカーライル氏は指摘しました。 「指定された期間内に加工された部品の数や不合格品があったかどうかなど、リアルタイムの生産数値を確認できるようになります。当然、そのデータを取得するには測定システムが必要であり、それを当社が提供しているものです。 Index iXCenter 自動化セル。ファナックのロボットを使用して部品をレニショーのゲージや CMM に渡します。たとえば、特定の寸法を測定し、必要に応じて関連する切削工具にオフセットを加えることができます。」

ニュージャージー州アレンデールにある丸紅シチズン・シンコム社のエグゼクティブバイスプレジデントであるブライアン・サッチ氏は、自社の新しいマシンに搭載されているインラインプロービングなど、多くの時間節約機能を挙げています。 また、文法チェックにより、機械プログラムの構文エラーが迅速に校正され、検証時間が短縮されます。 2 つ以上の機械の「チャネル」で使用される切削工具は、同じオフセットを使用して制御できます。 「自由軸制御システム」により、たとえば X 軸を Y 軸に簡単に再ラベル付けできるようになり、一部のアプリケーションで加工精度を向上させるために使用されます。

おそらく、セットアップ担当者にとって最も価値があるのは、機上プログラム チェック機能です。この機能により、従来の送り速度と急速なオーバーライドが手動パルス ハンドルに転送され、オペレータがすべての軸を瞬時にカタツムリのペースまで減速したり、フルスピードに戻したりできるようになります。 これにより、多くの CNC 機械工が慣れ親しんでいるホワイト ナックルの「非常停止に乗る」アプローチが回避されます。 また、エラーが見つかった場合、または衝突が発生しそうになった場合は、プログラムの実行を一時停止し、ライブ編集を行って、中断したところから再開することができます。

さらに、オペレーターがメインスピンドルとサブスピンドルを簡単に同期できることも指摘しましたが、これは一部の機械では長い間困難であった作業です。 「フライス加工が可能なスイスの機械を持っている人なら誰でも、ある時点で、丸くない不規則な形の部品をサブスピンドルに通そうとすることがあるでしょう。シチズンの場合は、サブスピンドルをメインスピンドルに移し、スピンドルを回転させるだけです。位置が揃うまで手で調整し、ワークピースのコレットを閉じ、エンコーダをゼロにする「位相セット」と呼ばれるボタンを押します。これで、任意の rpm でその場で部品を通過させることができます。」

前述のプロービングに関しては、同社はこの機能を L シリーズ マシンでリリースする予定です。 「当社では昨年、一部の機械にATC（自動工具交換装置）を導入しました。お客様の中には、プリセッターを使用するよりも迅速かつ自動で工具を設定する方法を求める人も出てきました」とサッチ氏は語った。 「そのため、ATC 内とサブスピンドルの隣にプローブを備えたプロービング システムを間もなく利用できるようになります。ショップはセットアップ プロセス中にツールをタッチオフしたり、加工中に部品を測定したりするために使用できます。これは非常にクールです。 」

Star CNC Machine Tool Corp.（ニューヨーク州ロズリンハイツ）も、スイス式旋盤の幅広いラインナップと独自技術を備えた機械製造会社です。 しかし、ナショナルセールスマネージャーのエド・ガーバー氏が最も興奮しているのは、同社の新しい固定主軸台マシンだ。 その理由は、SK51 (ツイン タレット、ツイン スピンドル、51 mm バー能力を備えたミルターン旋盤) がファナックの iHMI (インテリジェント ヒューマン マシン インターフェイス) 制御を搭載しているためであり、ガーバー氏は、これがオペレーターの使いやすさの点で競争の場を変えると示唆しています。

「SK51 のタレットは、X、Y、Z の移動量が同一で、それぞれ最大 32 個のツールを搭載できるため、ここでは多くのことが起こっています」と彼は言いました。 「このため、ツール、フライス加工アタッチメント、ワークピースを 3D で表示し、オペレーターがサイクルスタートを押す前に潜在的な干渉を特定できる、優れたシミュレーション機能を備えた制御装置が必要でした。」

この記事のためにインタビューした他の機械サプライヤーと同様に、Star は強力でありながら使いやすい制御装置を求めていました。 iHMI は、サイクル タイム推定機能、グラフィカル ツール ライブラリ、メンテナンス リマインダー、およびサーボとスピンドルの動作値の可視性を含む機械のトラブルシューティング機能により、両方の要件を満たします。 「ツールのタッチオフも簡単にし、セットアップ時間とサイクル時間の両方を短縮するのに役立つその他の機能もいくつか備えています」とガーバー氏は述べています。

同氏は、スイス製かどうかに関わらず、クイックチェンジツーリングシステムがあらゆる工作機械最適化戦略の重要な部分であるという点で同僚に同意し、Exsys Automation とその DECOFLEX システムを最有力候補として挙げました。 そして他の人たちと同様に、ガーバー氏も同様に、インダストリー 4.0 があらゆる種類の製造業者、その中には機械工場にとって果たす役割が増大していることを指摘しました。 ファナック制御を使用する Star およびその他のブランドの CNC 機器の場合、これは SMOOSS-i (Star Monitoring & Operator Support System の略) を意味します。

「顧客はこれをサーバーに置き、工作機械をネットワークに接続すると、機械の状態、部品数、工具寿命の値、スケジュール情報などに即座にリアルタイムでアクセスできるようになります」とガーバー氏は述べた。 「問題が発生した場合は電子メール通知が送信され、マシンのパラメータや SRAM データのバックアップに使用できます。管理者にとっては、物事を積極的に監視するための優れたツールであることがわかりましたが、生産情報を表示するメーカーにとっては、 」

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