高性能機械加工を採用する時が来ましたか？

高性能加工は恐れるものではなく、歓迎するものです。このHPM入門書を使って詳細を調べ、成功させるために必要なテクノロジー、メリット、考え方を詳しく見ていきましょう。

金属加工または製造業の出版物を読んだ人なら誰でも、高性能機械加工と高速機械加工という用語を聞いたことがあるでしょうが、それらを有益にするアイデアを受け入れるのは気が進まないかもしれません。多くの機械工場では、既存のカッター、ツールパス、CNC機器を使用して部品を問題なく製造しているように感じるかもしれません。

なぜボートを揺さぶるのですか？

特に将来に成長したい場合は、HPMについてさらに学ぶ理由がいくつかあります。 HPMを採用している多くのショップは、ほんの数年前に可能だったスループットレベルの数倍のスループットレベルを享受しています。工具寿命が向上し、部品の品質が向上し、ビジネスを成長させながら顧客の要求を満たすための新たな柔軟性が生まれました。

高性能加工とは何ですか？

では、HPMとは正確には何であり、それを採用するには何が必要なのでしょうか。高価な新しいCADシステム？たくさんの新しいエンドミル？日曜日のクロスワードよりも軸文字が多い工作機械？ HPMの実装には、これらの技術的進歩の一部、まったく、またはすべてが含まれる場合があります。あるCAMソフトウェア会社が遠い昔にHPMを定義した方法は次のとおりです。

「HPMは、マシン全体を考慮した包括的なパッケージです」と、DPTechnologyのシニアアプリケーションエンジニアであるDanHornはMachineDesignの記事で述べています。 「これには、機械的特性、制御およびサーボドライブのパフォーマンス、工具、工具ホルダー、固定具、部品加工、さらには機械加工戦略が含まれます。」

HPMについて考える重要な方法は、それ自体がテクノロジーとしてではなく、機械加工戦略としてです。どういう意味ですか？ HPMは、テクノロジーを活用して、仕事に最も適した方法を実行し、最高の結果と生産成果を生み出し、目的のビジネス目標を達成するという考え方です。今日のテクノロジーはHPMショップになるのに役立ちますが、それは機械以上のものを必要とします。

「たとえば、マシニングセンターは、この仕事に最適な機械ではない可能性があります」と、Modern MachineShopの編集長であるPeterZelinskiは、「高速機械加工：次の10年」の記事で述べています。 「今日、マルチタスク旋盤はより多くのことを行っており、かつては専用すぎると考えられていた機械加工システムも同様です。」

Zelinskiは、速度やマシンの種類だけではないと主張しています。むしろ、彼は、それは店で必要な組織の変更や顧客とのコミュニケーションについてだと主張します。 Zelinskiが2006年にこの作品を書いた間、彼の主張は今日も真実です。 HPMは、その中核として、製造業者やショップがより少ない労力と効率でより多くの作業を引き受けるのを支援できます。

HPM操作の主要なコンポーネントは次のとおりです。

高性能のマシン

どのショップでも機械技術を常に把握しておくことが重要ですが、5軸マシニングセンター、マルチタスク旋盤、またはフレキシブル生産システムに投資することがカードに含まれていない場合もあります。一つには、これらのマシンに適切な種類の作業がない可能性があります。また、引き受けることができるよりも多くの金融投資リスクのように見えるかもしれません（ただし、HPMの変革が始まるとそれは改善するはずです）。

はい、確かに、新しい工作機械は、1990年代以前に購入したものよりも速く部品を製造し、より良い公差を保持することがよくあります。ただし、HPMの側面を古いマシンに適用して、生産量を向上させることも可能です。たとえば、ギヤードヘッドの立形マシニングセンターは6,000 rpmに制限されている場合がありますが、それは、切りくずを薄くする技術と全長のカッターの噛み合わせを採用することによって、カッターの寿命と部品の品質に大きな改善が見られないという意味ではありません。クイックチェンジワークホールディングをインストールすることで、セットアップ時間を短縮することもできます。

HPMの切削工具

最新の切削工具を使用する利点について考えてみてください。まだ手で研いだドリルを使用していて、HSSコーンコブカッターの堂々としたクロールに不満を感じている場合は、工具戦略を再考する時期かもしれません。切削工具メーカーは、近年、非常に堅牢な超硬グレード、コーティング、および形状を導入しており、それらを使用しない限り、機械の出力を増やす方法はありません。

場合によっては、ツールごとにより多く支払うこともありますが、この重要なHPMを採用することで、収益が劇的に向上することもわかります。技術的に高度なツールは、ツールの寿命が長く、保守に必要な交換と労力が少なくて済むため、総所有コストを削減できます。

すでにHPMの側面を採用していますが、マシンを最適なレベルに維持しながら、生産レベルを高めたいですか？設備総合効率が、欠陥ゼロと計画外のダウンタイムなしという高い目標にどのように近づくのに役立つかを学びましょう。

HPMに必要な労働者

サイドロッキングエンドミルホルダーと6インチの機械工バイスがその場所を持っていますが、切削工具とワークピースをつかむためのはるかに効果的な方法があります。焼きばめおよび油圧ツールホルダーは、HPMの高速および送りに必要な優れた振れおよびバランス特性を提供します。 90年代後半にスピンドルの稼働時間を達成するには、ゼロポイントフィクスチャおよびその他のクイックチェンジツーリングテクノロジーを採用する必要があります（そうです、これは、混合量が多く、量が少ない環境でも可能です）。

ツールをオフラインに設定しておらず、標準化されたショップ全体のツールアプローチを採用していない場合、いくつかの大きな改善の機会を逃していることになります。たとえば、すべてのマシニングセンターのツールポケット7には0.5インチの超硬エンドミルがあり、ステーション3にはすべての旋盤に80度のダイヤモンドがあります。これらの標準的なベストプラクティスを使用して、セットアップとプログラミングの時間を短縮します。利用可能なマシンにジョブを移動するための柔軟性が向上します。

HPMに必要なコード

ほとんどの人がHPMを聞くとき、彼らはトロコイドツールパス、チップを薄くする効果、長軸および浅半径の切込みの深さを思い浮かべます。彼らは正しいです。最新のCAMシステムは、工具寿命と部品品質を向上させながら、金属除去率を高めるさまざまな方法を提供します。それらを採用します。これらのツールパス戦略により、古い工作機械や低コストの輸入品でさえも輝かしくなります。 CAMシステム自体だけでなく、切削工具と工具ホルダーにも投資する必要があります。また、機械工、オペレーター、エンジニアをトレーニングに派遣してから、新しいシステムを実験して学ぶ時間を与える必要があります。

さらに、新しい考え方はすべてダウンタイムの削減であるため、ツールパスシミュレーションソフトウェアに投資することをお勧めします。プログラミングが必要な3Dモデルのツールとフィクスチャに必要な時間を費やしてください。はい、面倒に思えるかもしれませんが、そうしないと取り残される可能性があります。

真に高性能になるために必要なデータ

スマートマニュファクチャリング、インダストリー4.0、産業用モノのインターネット、または「IIoT」など、あなたが待ち望んでいた流行語がここにあります。製造業は、データがすべてであるか、まもなくすべてになります。データは、カッターフィードを増やすことができる時期と、スピンドルベアリングが機能しなくなるために予期しないダウンタイムが発生する時期を示しています。データには、工具の交換や切りくずの除去が原因で1時間に何分失われているかもわかります。

最終的に、データは、各シフトの終了時に最大の稼働時間と最大の部品の山を達成することに関するものです。あなたはデータを収集し、それを分析し、それがあなたに言っていることに基づいて行動する必要があります。これがインダストリー4.0の本質です。

HPM出力の測定を開始

HPMに移行する場合は、より高い送り速度とクイックチェンジツールが明らかに良い考えですが、HPMにはより大きなポイントがあります。あなたがセンサーで満たされた最先端の工作機械の誇り高い所有者であるか、紙テープリーダーの代替品をどこで見つけるか疑問に思っているかどうかにかかわらず、あなたはあなたができないことを改善することはできません。測定しません。

そのため、高性能加工への道の最初のステップは、ベースラインを確立し、それを改善するために継続的に取り組むことです。ショップをネットワーク化し、マシン監視センサーとソフトウェアをインストールし、パフォーマンスを追跡するチャンピオンを任命します。改善の機会が特定されたら、それを毎日、毎月、四半期ごとに実現することに焦点を当てます。プロセスまたは出力を改善するために使用されたステップを明確に文書化します。

単一のマシニングセンターまたは旋盤から始めて、第3四半期にスピンドルの可用性を10％向上させる、7月までにオフラインプリセットを確立するなどの特定の目標を設定し、これらの目標に向けて継続的に取り組みます。高性能の機械加工の量がないということは、パフォーマンスの目標とそれに向けた測定がなければ、多くのことを意味します。

ショップでHPMの一部を採用しようとしましたか？何が機能していますか？何ではないのですか？以下のコメントであなたの経験を共有してください。