生産効率の向上:CNC マシンセンターの 5 つの主な利点

量産製造においては、効率が最も重要です。生産時間を短縮する機会があれば、即座に注目されます。

CNC マシンは、機械部品の生産を自動化し、一貫した品質を維持しながらスループットを向上させるための重要なツールです。 CNC マシン センターは、機械工場の効率において重要な役割を果たします。

この記事では、CNC マシン センターの 5 つの大きな利点について説明し、CNC 加工のリーダーからの経験豊富な洞察を共有します。

1.パフォーマンス

スピード。効率を高める要因の多くはスピードです。高速化により、CNC マシンのサイクル タイム タスクが短縮されます。一例としては、工具を交換するためにスピンドルをホームに移動し、その後、切削前に切削工具を必要な位置に正確に配置することが挙げられます。

CNC マシンの速度はどれくらいですか?最大送り速度と速度は 2,300 インチ/分 (ipm) を超える場合があり、これは 3 フィート/秒よりも高速です。

いくつかの要因 (部品の材質、工具、パス、切込み深さ) によっては、切削送りが 300 ipm を超える場合があり、これはアルミニウムの正面フライス加工の目安です。さらに、マシンがすべての機能を繰り返し位置特定することを含め、すべての機能が数分の 1 ミリメートル以内に完了します。

精度。ワークピースが厳しい公差目標を達成する必要がある場合、多くの場合、精密機械加工が解決策となります。 CNC マシンは、その設計と構造により、0.001 インチの精度で切断できます。これは文字通り髪の毛を分割することです。さらに、前述したように、それは信じられないほどの速度で実行されます。

再現性。 CNC マシンは、一貫性と精度を持って加工プロセスを制御するコンピューター プログラムから実行され、すべてのステップを確実に繰り返します。日常的な運用に関して言えば、再現性の問題は、通常は機械のパフォーマンスではなく、部品やワークの保持の剛性や工具の磨耗に関係することが多くなります。

2.柔軟性

プログラム可能。 CNC 加工の基本操作は明確です。機械はさまざまなツールを使用して部品を加工するようにプログラムされています。エンジニアは、CNC マシン上で実行される G コードを出力するビジュアル 3D コンピューター支援設計製造 (CAD/CAM) ソフトウェア ツールをよく使用します。プログラムは、エンジニアまたは生産チームによってリモートで CNC マシンにダウンロードされ、そこから送り返されます。

セットアップにより調整可能。セットアップは、CNC マシンを切り替えて新しい部品を実行するプロセスです。機械内で部品を固定して加工する治具は部品ごとに設計されており、互換性があります。また、交換可能な切削工具は、各部品を最適に生産するために選択されます。そのため、新しいジョブの開始時にツール、治具、プログラムが切り替えられ、CNC マシンがさまざまな部品を柔軟に製造できるようになります。同じタイプの複数のマシンを使用し、それらのマシンのいずれかが特定のパーツを実行できるようにすることで、さらなる柔軟性が実現されます。

種類とサイズ。 CNC マシンにはさまざまなタイプがあります。旋盤は固定カッター (円筒部品に最適) で部品を回転させますが、ミルは切削用のツールを回転させます。 CNC マシンとパレット (治具が設置される場所) は小さいか大きいですが、プログラミングと操作に関しては非常に似ています。通常、小さな部品から大きな部品まで、さまざまな部品に最適な機械があります。

3.自動化

自動チェンジャー。 CNC マシンは自動工具交換装置 (ATC) を使用して工具を交換します。工具とプロセスを制御するプログラムにより、機械は正面フライスで切削機能を開始し、この工具の使用が終了すると、手持ち式ドリルと同様の別の工具に自動的に切り替わります。

多くの CNC マシンには、自動パレット チェンジャー (APC) で交換される 2 つのパレットが含まれています。オペレータは 1 つのパレットにアクセスでき (積み込み、積み降ろし、処理など)、もう 1 つのパレットは切断エリアにあります。これにより、オペレータが部品の処理、アンロード、ロードを行っている間に機械が切断されるため、スピンドルの使用率が向上します。

油圧治具。部品のクランプ、アンクランプ、サポートのために油圧システムが組み込まれることがよくあります。部品は、ボタンを押すだけで、まったく同じ順序で同じ圧力でクランプされます。これらの治具は、再現性、一貫性、積載効率を向上させます。これらすべては生産機械加工に非常に必要です。

アップタイム機能。材料廃棄物（通常はチップや削りくずの形）はコンベアによって自動的に除去され、クーラントは再利用のために分離されます。 CNC マシンは工具の磨耗や使用状況も追跡し、工具の交換時期を工具モニタが CNC オペレータに警告します。問題を解決し、予想される工具寿命まで稼働することで、稼働時間は増加します。

セットアップの標準化。 CNC セットアップ プロセスを形式化して、一貫した手動切り替えを実現できます。セットアップ チェックリストは、フィクスチャ、プログラム、ツール、最初の記事を含むすべてのステップを定義します。 「自動化」されていませんが、手動プロセスを形式化することで一貫性が確保されます。

4.適応性

ツールの容量。標準的なツール容量は、CNC マシンのタイプに応じて通常約 20 ～ 60 個のツールですが、部品が複雑な場合は 100、200、またはそれ以上になる場合があります。さまざまな機能を持つ複数のパーツを実行する場合にも、大規模なツール マトリックス (240 以上のツール) が使用されるため、ツールを切り替える必要がなくなります。

パレットの自動化。パレット プール システムは、パレットを CNC マシンに出入りさせ、手動セットアップの繰り返しを排除しながら、複数の部品/パレットを実行できるようにします。各パーツは一度手動で設定すれば、その後は自律的に切り替えることができます。

異なるスピンドル。鉄や硬い材料の切断に有利な高トルクスピンドルと、最大の材料除去率と最高の表面仕上げを実現する高速スピンドルがあります。効率を最大化するには、スピンドルをニーズに適合させることが重要です。

工具破損センサー。品質管理を維持し、気付かない製造上の欠陥を防ぐために、センサーがツールに触れて長さを測定および確認します。短すぎますか？工具が壊れている可能性があります。ツールの故障を検出する機能があるため、これらのセンサーは横型 CNC マシン センターで標準となる可能性があります。

高圧クーラント。高圧クーラントは、特定の工具を動作させるために機械で使用され、部品から切りくずや廃棄物を除去することで安定した切削を実現します。

ガントリーとロボット。部品の処理をさらに自動化するには、CNC マシンに追加の機器を追加できます。ガントリーとロボットは、CNC 治具からダンネージやコンベヤーへの部品の移動など、部品の持ち上げ、積み込み、積み降ろし、さらなる処理を行うために接続できます。

探る。プローブは、セットアップ時に使用されるだけでなく、部品の製造中に部品をチェックするために使用されるため、プローブの測定値に対して切断プログラムをオフセットするのにも役立ちます。たとえば、加工公差をワーク保持のみから制御するのが難しい場合は、プロービングによって鋳造特徴を正確に見つけることができます。

5.補給基地

レガシーと進化。 CNC マシンは信頼性が高いことで知られており、20 年以上にわたって大きな問題なく稼働しています。現在のテクノロジーはイノベーションを推進しており、サプライヤーは定期的に新しい機械機能を導入し、機械の監視やリモート診断を追加しています。

市場競争。競争の激しい市場において、CNC 機械メーカーはコストを抑えながら機能の改善と追加を続けるために互いに努力しています。

製造パートナーシップ。 CNC 機械工場は通常、サプライヤーと強力なパートナーシップを築き、サプライヤーは工場の核となるニーズとビジネス モデルを理解します。自動化や機械のカスタマイズの需要が生じた場合、サプライヤーは多くの場合、顧客のニーズにより適切に対応できるよう店舗の成長を支援するソリューションを提供する準備ができています。

効率をさらに最大化し、CNC 加工を最大限に活用するには、業界のリーダーである Stecker Machine にお問い合わせください。見積もり依頼 (RFQ) または製造に関する独自の質問を添えて、今すぐ Stecker にお問い合わせください。

著者について

Matt は SMC の人事およびマーケティング チームを率いています。彼は、Stecker Machine で CNC 製造、ロボット工学、インバウンド マーケティング、リーダーシップに及ぶプロジェクトに携わってきました。彼はエンジニアリングの背景をビジネスのあらゆる課題に適用することを楽しんでいます。