今日の店舗におけるマルチタスクの影響

さまざまなマルチタスク工作機械構成が利用できるため、ショップは特定の用途に最適なコンポーネントと機能の組み合わせを選択できます。

マルチタスク工作機械技術の絶え間ない進歩により、工場の生産性はかつてないほど高くなっています。 1 回のセットアップで非常に複雑な部品を製造し、人間の介入を制限して時間を大幅に節約できる能力は、小さな工場であっても、今日の困難な製造環境で競争するための費用対効果の高いソリューションを提供します。

さまざまな構成が利用可能であり、ビルダーは新しいデザインを提供し続けているため、ショップはニーズに合ったコンポーネントと機能の適切な組み合わせを見つけることができるはずです. Mazak Corp. の製品グループ マネージャーである Joe Wilker は、マルチタスク技術の現状と、店舗がそれを最大限に活用する方法についていくつかの考えを提供してくれました。

マルチタスク マシンの新機能

ショップがマルチタスクで求める多くの機能の中には、ツイン旋削スピンドルと、ロータリー ツール ステーションと Y 軸の中心線を外れた機能を備えた複数のツール タレット、チルト/ロータリー B 軸ミリング スピンドル、ロータリー/チルト テーブル、大容量のツールマガジン。 Wilker 氏によると、新しい開発には、一体型モーター ローラー カム スタイルのタレット、強化された下部タレット、ダイレクト ドライブ フライス スピンドル、およびサーボ制御の穴あけテールストックが含まれます。追加の高度な機能には、上部および下部の機械タレットを使用した同時フライス加工と長時間の穴あけ操作が含まれます。

バックラッシ防止ローラーギアカム駆動方式を採用した一体型モータータレットは、滑らかで高速・高精度なデジタル割り出しと拡張性を実現。このような用途の広いタレットは通常、12 のツール位置を収容し、最大 24 まで拡張することができます。ツール容量の増加は、中断のない実行時間の延長と、より一般的なツールを使用する能力に匹敵し、全体的なツール在庫の削減に役立ちます。このタレット設計により、カービック/インデックス カップリングが不要になり、ハウジングを変更することなくタレットが任意の位置にデジタルでインデックスされるため、拡張性が可能になります。所定の位置に配置されると、一体型の油圧クランプ システムが通常使用され、最大の剛性が保証されます。

ウィルカー氏は、上位のタレットと同様に、複合加工機の下位のタレットも進化し続けており、ツーリング能力とともに機能が拡張されていると述べています。下部タレットはより堅牢で強力になり、通常、ライブ フライス スピンドルのオプションで最大 9 つのツール位置を提供します。

一部の機械メーカーは、タレットを 45 度傾斜させて構成しています。この設計は、タレットの加工負荷容量を最大化し、機械の主軸への十分なアクセスと、主旋削主軸から副旋削主軸への部品移送のための余裕を提供します。

生産性と部品処理の多様性を高めるために、下部タレットは同じワークピースで上部タレットと同時に作業できます。または、下部タレットは、機械の主軸台の両側に適用できる機械のミリング スピンドルと組み合わせて動作し、加工サイクル タイムをさらに短縮できます。

今日の複合加工機のタレットは、ダイレクト ドライブ技術を実装した回転工具スピンドルを備えており、以前のものよりも高速で強力になっています。ダイレクト ドライブ ミル モーターは、スピンドルの rpm を 24% 高速化し、トルク レベルを 60% も向上させます。これらの機能は、加工の汎用性、生産性、工具寿命の向上と、部品の表面仕上げ品質の向上に相当します。ショップは、標準で 10 馬力と 6,000 rpm を実現するタレット回転工具スピンドルを備えた複合加工機を入手できます。または、最大 10,000 rpm を供給し、最大 52 フィート ポンドのトルクを生成するものを選ぶこともできます。

最新の NC サーボ駆動テールストックにより、自動化されたプロセスが可能になります。これらのテールストックは完全にプログラム可能で、独自の AC サーボモーターとボールねじで動作します。パート プログラムを通じて、心押台を既知の位置まで特定のアプローチ送り速度で延長し、一貫した保持圧力でワークピースと接触させることができます。積極的な独立駆動システムにより、これらのテールストックはシャフトの中心線に穴を開けることもでき、複合加工機が処理できるジョブに多様性を追加します.

ほとんどの場合、テールストックの推力設定は、特定のフィート ポンドの力の増分で調整できます。ワークの材質や形状に合わせて推力レベルを設定することで、部品破損のリスクを排除しつつ、安全・確実な保持・サポートを実現します。または、心押し台が作動している間にスラスト設定をオンザフライで調整できるため、機械の工具タレットで工具を使用する穴あけ、中ぐり、ホーニング加工を行うことができます。そのため、このような運用能力を備えた心押台は、工作機械のタレットでのポジションを広げます。

より長く、より大きく、より複雑なシャフトタイプのワークピースに直面するショップの数が増えるにつれて、複合加工機は、長いドリル/工具ストッカーなどの革新と連携して、長いベッド長を提供できます。これらの機械は、困難な部品の処理速度と効率を大幅に向上させます。

深穴加工の場合、長いツール ストッカーを使用すると、マシンは複数のツール (通常は 3 つまで) を処理および保管でき、各ツールの長さは約 40 インチです。ストッカーは、マシンの 2 番目のスピンドル、またはマシンのバージョンによっては心押し台の上に配置され、ツールを邪魔にならないように保ちながら、すばやく簡単にアクセスできるようにします。

医療用途における複合加工機

Lowell Inc. は、1 回のセットアップで完全な部品処理機能を提供する 3 台のマルチタスク マシンにより、手作業を排除し、全体的なスループットを向上させました。

ある工場では、最も困難な部品の製造において、手作業を排除し、全体的なスループットを向上させる複合加工機械加工の利点を活用しています。 Lowell Inc. は、ミネソタ州ミネアポリスにある医療契約メーカーであり、脊椎、外傷、および四肢市場向けの整形外科用インプラントや、機械的循環サポートおよび弁修復用の心臓血管部品などの埋め込み型デバイスを専門としています。ペディクル スクリュー、頸部プレート、クロス コネクタ、左心室補助装置 (LVAD) など、これらの一般的に非常に複雑なマルチコンポーネント アセンブリは、ほとんどすべての複数ピース システムであり、個々のコンポーネントが互いに組み合わされたときに適切に機能する必要があります。デザインは顧客ごとに異なるため、基本的に Lowell のすべての仕事はカスタムです。

低侵襲手術のための小型デバイスとともに、カスタマイズと調整機能の需要は、顕著な機械加工の課題を提示します。ショップがこれらの小さな部品を保持する方法を理解したら、直径 1 mm 未満の切削工具を定期的に使用して、小さく複雑で非常に複雑な形状を部品に機械加工する必要があります。

これらの困難な部品を処理するために、ローウェルは 3 台の Mazak Integrex i-150 マルチタスク マシンをセル構成にグループ化して設置しました。このマシンは、単一のセットアップで完全な部品処理機能を提供し、手動操作を排除し、全体的なスループットを向上させます。コレットとチャックだけでワーク保持を簡素化します。顧客ごとに異なる部品を簡単に処理できます。また、多くの場合、パーツ加工のサイクル タイムを短縮します。

各 Integrex i-150 は、C 軸 CNC 制御旋削スピンドル、垂直 B 軸フライス スピンドル、および旋削、マルチフェース、マルチアングル、および完全な 5 軸輪郭加工用のバックワーク バイス/パーツ サポート センターを備えています。 Lowell は、自社の機械にも高速 20,000 rpm のフライス スピンドルと 72 本の工具を収納できるフロント ローディング マガジンを選択しました。

フライス スピンドルは -10 度から +190 度まで傾斜し、C 軸チャックには 2.56 インチまでの棒材直径に対応する十分な貫通穴があります。中心線から外れた操​​作の場合、マシンは Y 軸範囲 ±3.94 インチを提供します。 X 方向に 14.57 インチ、Z 方向に 17.13 インチ、直径 15.75 インチの最大スイングの軸移動により、マシンはさまざまな部品サイズと形状をすべて 91.3 インチ x 99.6 インチのフットプリント内で処理できます。

3 台の機械が同じように構成され、互いに近くに配置されているため、機械工は、まったく異なる機械やプログラミング言語を学ぶ必要なく、機械から機械へと簡単に移動できます。

Mazak では、Lowell は実質的に、直径 0.375 インチから 1.250 インチまでの棒材のすべての部品を生成します。 LNS クイック ロード サーボ 65 バー フィーダーは、長さ 40 インチのバーを機械に自動的に供給します。ショップは、機械の性能をさらに向上させるいくつかの機械オプションを選択しました。これらには、クーラント チラー、すべての軸のスケール、および高速加工用の高度な CNC 制御機能が含まれます。

QTN350-II MSY マルチタスキング マシンは、フライス加工と Y 軸機能、および 2 番目の旋削スピンドルを備えているため、LCP Machine Inc. は、医療用インプラント コンポーネントの非常に小さく、非常に複雑な機能を機械加工できます。

このマシンは、プログラミングやセットアップを含む部品加工プロセス全体の合理化に役立ちました。部品処理の汎用性とスループットの向上により、ショップは新しい用途に拡大し続けることができます。

防衛も一変

もう 1 つのショップ、フロリダ州バネルの LCP Machine Inc. は、航空宇宙および防衛の Tier II および III のサプライヤーであり、石油およびガスの Tier I のサプライヤーでもあります。現在、1 か月あたり 200 を超えるさまざまなジョブを処理しており、数量は 1 個から 10,000 個までの範囲です。繰り返される仕事もありますが、ほとんどの仕事はユニークです。

同社には 14 台の Mazak マシンがあり、最新のものは Quick Turn Nexus (QTN) 350-II MSY マルチタスク マシンと、いくつかの Vertical Center Universal (VCU) 400 5X および 300 5X フル 5 軸垂直マシニング センターです。この複合加工機は、フライス加工と Y 軸の機能に加えて、LCP の各部品を 1 回のセットアップで処理するための 2 番目の旋削スピンドルを備えています。

フロアの他の機械には、フライス加工機能を備えたマルチタスク QTN、3 軸垂直センター ネクサス (VCN) 垂直マシニング センター、VCN コンパクト垂直マシニング センターがあります。

LCP は、真鍮、銅、およびいくつかの一般的な種類のプラスチックに加えて、アルミニウム、ステンレス、ニッケル合金からほとんどの部品を製造しています。部品の直径は 0.030 インチから 18 インチ、長さは 60 インチです。公差は ±0.001 インチから 0.0002 インチまでの範囲であり、加工時間は 10 秒から 8 時間までさまざまです。

マルチタスキングや完全な 5 軸加工などの技術を使用して、ショップは多くの場合、1 回のセットアップで部品を完成させます。そのような部品の 1 つは、QTN で機械加工された軍用ソナー デバイスの筐体です。これは、その仕事のために特別に取得されたもので、ショップの以前の機能の半分のコストで部品を製造できます。この工場では、これらの部品を年間約 10,000 個扱っています。

ソナー部分は、外径と内径の旋削とフライス加工が必要です。本当の課題は ID 表面仕上げです。LCP が最初に考えたのは、ホーニングのためにパーツを外に出す必要があるということです。ホーニング作業は、仕事にかなりの時間を追加したでしょう。しかし、LCP は、QTN の機能を知っていたので、機械を購入することで、必要な領域のみに必要な表面仕上げを維持しながら、部品を 1 回の操作で作成できるようになるため、顧客の価格範囲内にとどまることができると顧客に説明しました。 LCP は快適な利益率です。機械は、これらの部品の 1 つを数分で完成させることができます。

LCP は、航空宇宙および防衛部品の生産における精密工場として、石油およびガスおよびその他の産業向けの部品とともに、顧客が引き続き高品質と低価格を要求することを知っています。これらの要件を満たすには、マルチタスキング テクノロジが必要です。

より少ないリソースでより多くのことを行う

工作機械メーカーがマルチタスク マシンの設計を改良および改善すると、処理の多様性が高まり、マルチタスクの主な利点がさらに強化されます。操作を組み合わせることで、複数のワークステーション間で部品を移動するときに発生する可能性のある不正確さが減少し、スタンドアロンの工作機械間で残る可能性のある仕掛品の在庫がなくなります。多くの場合に見られるように、マルチタスク マシンにより、ショップはより少ないリソースでより多くのことを達成し、競争力を高めることができます。