精密機械加工技術が工場を前進させます

Index MS32-6 マルチスピンドル旋盤は、W セレーション インターフェースとクイック クランプ システムを使用して迅速な切り替えを可能にする、同社の新しいツール スライド プラットフォームを備えています。

ここにある私の「Chasing Threads」コラムでは、この記事の理由を説明しています。要するに、今月物理的な国際製造技術ショー (IMTS) は開催されませんが、ソフトウェアと機器のサプライヤーは、あなたのようなショップがより効率的で効果的な運営になるのを助けることができる新しい製品をこの時期に発表する準備をしています.

そのため、ショーをサポートしている精密機械加工業界の多くのサプライヤーに連絡を取り、彼らが見つけたトレンドと、それらのトレンドが提示する課題に対応するために彼らの新しいテクノロジーがどのように設計されているかについて聞きました.彼らの多くと話し合った結果、最も明確に浮かび上がった 2 つの傾向は、自動化はロボティクス以上のものであり、大量生産の機械加工装置はより柔軟になっているということです。これらの方針に沿って、以下は、顧客のニーズに最適なサービスを提供するためにビジネスを立ち上げる際にショップが優れた能力を発揮できるようにするテクノロジーを紹介するスニペットです。

製造現場の自動化にはさまざまな形があります

マシン ショップ環境での役割という文脈で「自動化」という言葉を聞くと、すぐにロボットが思い浮かびます。確かに、マシンテンディングロボットは店舗で普及しつつあります。そして、COVID-19 の結果、ショップが人的資源の課題に直面しているため、このような自動化された生産の価値は特に明白です。驚くことではありませんが、工作機械メーカーは、自社の機器で利用できる自動化オプションについてますます尋ねられています.

これには、丸紅シチズン・シンコムが含まれます。そのシチズン スイス型には、真空排出、ワイヤ排出、自動部品ハンドリング用のパレット ロード/アンロード ユニットを取り付けることができます。真空システムは、部品をサブスピンドルから真空抽出器に排出し、外部トレイまたはカルーセルに集めます。医療用途に最適なワイヤ排出システムは、長く繊細な部品を排出するように設計されており、部品収集トレイまたはテーブルが含まれています。パレタイジング システムにより、工程内の収集とコンポーネントのサンプリングが可能になり、機械加工プロセス中にシャトル ストレージ トレイ ユニットにアクセスして、完成したコンポーネントを降ろすことができます。機械のスピンドルに材料を自動的にロードすることもできます。

丸紅シチズンシンコムが B 軸を提供開始13 個のツールを収容できる L20XII ATC Swiss タイプの自動ツール交換機能。

同社は現在、B 軸 L20XII ATC Swiss タイプ (下のビデオを参照) 用の自動工具交換機能も提供しています。ツールはくし刃ツールポストに取り付けられ、13 個の前面加工 B 軸ツール (うち 12 個は ATC に格納されています) を収容できます。 ATC 工具は、既存の旋削工具およびクロスマシニング回転工具と組み合わせて使用​​できます。医療用インプラントに一般的な複雑な形状の完全な機械加工を可能にしながら、迅速なセットアップのためにオフラインで事前設定できます。

マガジン バー フィーダーは、簡単に導入できる自動化ツールです。たとえば、Edge Technologies の新しい Edge Patriot 880 (直径 8 ～ 80 mm、6 および 12 フィートのバージョンで利用可能) は、クイックチェンジ ガイド チャネルと調整可能なローラー ステディ レストを備えています。同社は、大径のバーストック向けの堅牢で手頃な価格のソリューションに対する市場のニーズを満たすと述べています。 6 フィート バージョンは、従来のショート ローダーよりも多くの機能を必要とするユーザーにとって、6 フィートのバーに残りのリトラクションでフィードできるというメリットがあると言われています。

CAM プログラミングも自動化することができ、DP Technology はそれを可能にするために人工知能 (AI) エンジンを改良してきました。目標は、経験豊富なプログラマーが時間をかけて磨き上げた情報のデータベースを使用して、「インテリジェンスを構築」し、プログラミングのベスト プラクティスを統合することです。

DP の Esprit ソフトウェアの最新バージョンには、加工操作全体のデジタル レプリカが仮想環境で作成されるデジタル ツインの概念を活用する Machine Swap などの機能が含まれています。同社によると、この機能は、さまざまな種類のマシンを扱うショップに適しています。たとえば、VMC 用に作成されたパート プログラムは、HMC のキネマティクスを認識しているため、AI エンジンが新しいコードを自動的に生成して、HMC でジョブを実行するように作成できると言われています。同様に、Automatic Link 機能を使用すると、AI エンジンは切断操作の最適で安全なリンクを作成し、被削材が除去され、ツールのクリアランス距離が変化してサイクル タイムが短縮されるのに合わせて動きを調整できます。

エスプリは人工知能エンジンを手段として使用していますSwiss タイプを含むさまざまな工作機械の CAM プログラミングに「インテリジェンスを組み込む」ことができます。機械の運動学のデータを使用して、実際の機械の正確なデジタル ツインを作成することも、この重要な部分です。

しかし、同社は工作機械メーカーやディーラーとも密接に協力して、手作業によるコード編集を必要としないポストプロセッサーを開発できるようにしています。これは、プログラマーにとっても同様に大きな時間の節約になる可能性があると述べています.

Star CNC は、進化し続ける無人加工に伴い、軽度または完全な無人操作をサポートするためのプロセス監視と予測分析の必要性が高まっていると述べています。同社の新しい SMOOSS-i ソフトウェアは、ライブ データ収集と最新のジョブ完了ステータスによるリモート モニタリングを可能にすると言われています。その他のソフトウェア機能は、ツールの寿命と状態、利用可能な原材料の残量、および現在の機械の状態に基づいて、必要なオペレーターの注意を予測するのに役立ちます。これにより、オペレーターが特定のマシンにいる必要がある時期をより適切に判断して、オペレーターの時間と存在をより適切に管理できます。 COVID-19 による現在の社会的距離の推奨事項を考えると、これにより、1 つのエリアに集まる人の数を最小限に抑えることもできます。

SPC Innovations の Detector シリーズは、モジュラーシステムを他のマシンにインストールできるようにしながら、特定の部品に基づいてさまざまなセンサーの簡単なキャリブレーションと構成を提供すると言われている設計。

同様に、無人機械加工プロセスの信頼性を確立するためには、部品を定期的に測定して寸法管理やツールを測定し、摩耗や破損を検出する必要があります。 SPC Innovations は現在、その Detector インマシン壊れたツールとパーツ ゲージング システムを提供しています。このシステムは、工具/部品の存在または部品の測定用に構成されたエンコーダを備えたワンド型の電子接触センサーのプログラムと監視に使用できる汎用産業用タッチスクリーンで構成されています。重要なパーツ属性のインプロセス パーツ測定により、ツール オフセットを自動的に変更して、ツールの摩耗を補正できます。また、誤装填などの異常により不良と判断された部品を自動的に拒否することもできます。

新しいシステムは、最大 16 個のセンサーを収容します。マシン独自のマテリアル ハンドリング機能を使用して部品をセンサーに移動したり、クロス スライドを作成してセンサーを部品に移動させたりして、直径、長さなどを測定できます。モジュラー設計は、特定の部品に基づいてさまざまなセンサーのキャリブレーションと構成を容易にし、システムを他のマシンにインストールできるようにすると言われています。さらに、このような自動機内検査により、手作業による部品の選別と測定、および部品との物理的な接触を大幅に削減できます。

フレキシブルな生産設備

トランスファー マシンは、大量の機械加工作業向けのよく知られたオプションです。ただし、Gnutti などのビルダーは、柔軟性を念頭に置いてマシンを設計しています。たとえば、同社の Piccola マシンは、最大直径 13 mm のコイル ストックを処理します。コイルからの機械加工により、新しい棒材サイズに変更する必要がなくなり、棒材の残りがないため、ショップは材料の使用量を増やすことができます。さらに、Piccola マシンには、最大 6 つのツールを収容できる新しい複数ステーションのツール交換システムがあります。これにより、さまざまなジョブを実行したり、長期実行ジョブ用の冗長ツールを使用したりできる汎用性が提供されます。

Hwacheon は、自動化への関心が高まっていると述べています。 D2-5AX 5 軸加工機で製造されるような非常に複雑な部品向けのソリューションです。そんな機械に搭載できる自動ワークチェンジャーは、8連モデルと20連モデルがあり、最大径300mm、重量80kgまでの部品に対応します。

マイクロンは、MultiX ロータリー トランスファー プラットフォームにより、その構成可能性、スケーラビリティ、および柔軟性に重点を置いていると述べています。これらの機械は、真の旋削機能と、1 つのステーションで最大 3 つの工具を切削する能力を提供します (機械は 4 ～ 24 ステーションを持つことができます)。すべての標準加工ユニットは交換可能で、非常に正確に再配置できます。したがって、あるジョブ用に構成されたマシンは、加工ユニットを交換することによって別のジョブ用に再構成できます。さらに、さまざまなツールホルダーが利用可能で、各ユニットに複数のツールを取り付けることができます。

Porta の PortaCenter コンセプトは、多品種生産のニーズを満たすために開発されたもので、必要な部品の総量は増加し続けていますが、ロットサイズは縮小しています。これらの標準モデルのマシンには、3 つの 4 軸マシニング ステーションと 1 つのロード/アンロード ステーションがあり、従来の複数の 4 軸横型マシニング センター (HMC) に代わるものを 1 つのユニットで提供します。これにより、新しい仕事への迅速な切り替えを提供しながら、備品、工具、人件費、床面積、検査、およびユーティリティに関連するコストが削減されると言われています。実際、同社は、PortaCenter の追加の A 軸と U 軸により、従来の HMC では不可能な 1 つのセットアップで部品を機械加工できると述べています。標準の PortaCenter ISO40 モデルは 10 インチの作業範囲を提供しますが、同社は、より大きな部品に対応する 20 インチの作業範囲を持つ ISO50 モデルも提供しています。

棒材のサイズがスイス型のキャパシティであるこの斗山プーマ TT-1300SYYB は、それぞれが Y 軸の動きをするツイン タレットを備えており、メインスピンドルとサブスピンドルに個別または同時にアプローチできます。

スイス型に精通しているショップは、ジョブがこれらのマシンのバーストック容量を押し上げたり、超えたりしたときに選択することもできます. Doosan によると、新しい Puma TT-1300SYYB モデルは、2 インチの棒材から生産できる部品の生産性、精度、および柔軟性を提供します。この機械には、メインスピンドルとサブスピンドルに別々に、または同時にアプローチできる Y 軸の動きを備えたツインタレットがあり、サブスピンドルはピンチターニングなどの操作に使用されます。

小さい部品の場合、Index は現在、新しい MS32-6 マルチスピンドル旋盤 (このページの上部に表示) を提供しています。このマシンには、W セレーション インターフェースを使用する同社の新しいツール スライド プラットフォームが含まれており、正確な位置決めによる迅速な切り替えが可能です。さらに、新しいクイッククランプシステムにより、オフラインでセットアップされたツールを簡単に持ち込めると言われています。 Index によると、これらの機能を組み合わせることで、段取り時間を 90% 以上短縮できるため、ショップはマルチ スピンドルで知られている高い生産性と、より小さなロット サイズを実行する汎用性を実現できます。

Tornos は現在、設置面積の小さい SwissNano マシンを提供していますより大きな直径 7 mm のモデルで。

Tornos は同様に、設置面積の小さい SwissNano Swiss タイプの柔軟性を、直径 7 mm のより大きなバージョンで強化しました。このモデルは、同じ熱安定性と、元の 4 mm モデルの 3 つの直線軸に取り付けられた背面スピンドルを備えた 6 軸キネマティクス設計を特徴としていますが、より特殊な材料を加工するために 2 倍のスピンドル出力 (2.5 kW) も備えています。さらに、カウンター スピンドルの下に 2 つ、3 つ、または 4 つのツールを取り付けることができるため、機械は並行して操作を実行できます。

Horn は、クーラントが統合された W&F リニア ユニットを提供しています。スイス型の管理システム。このユニットには特別に設計された配管があり、2 本のラインをユニットのポートに接続するだけで、高圧クーラントをツールホルダーに流すことができます。

クイックチェンジツーリングも利用可能で、スイスタイプなどの生産工作機械の柔軟性を高め、より小さなバッチサイズに容易に対応できます。たとえば、ツガミは、機械の外部で事前に設定でき、数秒で交換できる駆動工具ホルダーと固定工具ホルダーの両方を提供しているため、工具をタッチする際のオペレーターのエラーの可能性を排除すると述べています。これにより、二次操作の必要性が大幅に削減されるだけでなく、冗長なツーリングと完全自動機械加工の使用が促進されます。

Horn は W&F Werkzeugtechnik と提携して、セットアップを高速化するためのスイス型用の統合クーラント管理システムを備えた W&F Linear ユニットを提供しています。ホーン氏によると、このクイック交換製品は最初に市場に投入されたわけではありませんが、スイスの機械加工の厳しい要件に固有の安定性の課題を解決し、ツールを交換するための追加の時間につながる可能性のある厳しい作業範囲に対処します.

同社によると、スイス型でツールを交換することは、多くの場合、刃先を調整し、スルークーラントがある場合はツールホルダーを配管することを意味します.ツルーイングは時間がかかる可能性があり、部品の外径に対して工具を配置する必要があるため、工具ホルダーを締めすぎると切削工具の刃先が欠ける可能性もあります。代わりに、W&F リニア システムは、ユーザーの特定の機械のツール ブロックを置き換えるようにカスタマイズされた直接ボルトオン ブロックです。ブロックには特別に設計された配管があり、ブロックのポートに 2 つのラインを接続するだけで高圧クーラントを流すことができます。クーラントは、ブロックと HSK クーラント チューブを介してツール ホルダーに供給され、各ツール ステーションの下部にある配管ポートに差し込まれます。

配管ポートは、切削工具の位置を確立するための固定距離も提供します。スルークーラントがなくてもホルダがポートに寄りかかるため、ポートがストッパーの役割を果たします。ツールホルダの長さが既知であり、ストッパーが正確な位置を提供するため、ユーザーは刃先の位置を調整する必要なく、刃先の位置を確立できます。ツールの交換は、1 つのツールホルダーを引き出し、インサートを交換し、再度差し込むだけです。

CNC フライス盤の工具交換は、自動工具交換装置 (ATC) を備えているため、問題はありません。ただし、高速スピンドルを使用して、従来の機械で微細な作業を実行できるように rpm を提供しようとしているショップ (NSK によると、この市場は成長中) には、オペレーターの介入が必要になる場合があります。

ワーク保持のクイックチェンジはより一般的になりつつあります。多品種生産環境でのセットアップを高速化します。 Hainbuch は最近、そのシステムに 2 つのジョー モジュールを追加して、立方体部品のクランプを可能にしました。

同社によると、小径工具には通常、15,000 rpm 以上のスピンドル速度が必要であり、これは従来の機械では達成できないことが多い速度です。機械の主軸に取り付けるタイプの高速主軸は、電動モデルです。 NSK によると、電動スピンドルは、機械の CNC と簡単に接続でき、長寿命、一貫した速度、高精度、優れた再現性を提供するという点で有利です。従来の電動スピンドルの欠点は、ATC ポケットに保管することはできますが、スピンドルを ATC にロードする前に、オペレーターが機械を停止して、冷却とパージに使用される電気信号と空気圧エアラインを切断する必要があることです。同社の最新モデルは、これらの要素を手動で接続または切断する必要なく、完全に変更可能です。これにより、低 rpm のマシンが、必要に応じて微細加工に必要な高 rpm を実現できる柔軟性が提供されます。 NSK の電動スピンドルは 80,000 rpm に達することができます。

地平線の詳細 (いつものように)

このテクノロジーのサンプリングは、まさにサンプリングです。 1 つの記事で、精密機械加工業界で新たに利用できるようになったすべての情報を網羅することはできません。いつものように、生産加工 それらが開発されるにつれて、有用な新しい機器、ソフトウェア、および概念を導入し続けます。また、この記事で言及されているようなトピックをさらに深く掘り下げ、高度なテクノロジーがどのようにショップにうまく適用されているかを説明するストーリーを作成することを楽しみにしています.印刷版を購読してください。

8 スピンドルの構造

少し前にシュッテのドイツ本社を訪れた際、Production Machining は同社の 8 スピンドル ACX CNC マルチについて知りました。これは、6 スピンドル Generation SCX CNC マルチのバリエーションです。課題の 1 つは、制御する 85 軸もの機械に直感的なオペレーター インターフェイスを提供することでした。詳細をご覧ください。