Busch Precision、大型複雑部品加工へ事業拡大

Busch Precision（ウィスコンシン州ミルウォーキー）の経営陣は、機械工具やその他の重機向け精密加工、特に小ロットへの対応で培った最初の90年の実績を、建設機械、農業機械、バルブ、発電設備、そして今日増え続けるその他の大型製品に必要な、より大型で複雑な部品にも活かそうとしました。

課題はいくつかありました。工作機械CNCは複雑すぎ、高価すぎ、小ロットには融通が利かないという長年の信念を、新世代CNCならプログラミングが容易で操作がシンプルだと認識することに置き換えること。そして、小型部品の精密カスタム加工で培った精度で、大型ワークを加工できる工作機械を見つけることです。

Busch Precisionはこれらの問題に対処できると考えました。「長年にわたる顧客向け設備評価で、世界中のあらゆる企業が製造するあらゆるタイプの工作機械の『内側』を知る機会がたくさんありました」と社長のジョージ・グローブ氏。その結果、どのマシンにどれだけの強度と剛性が元々組み込まれているか、どのマシンが大型複雑部品で自動運転時の継続的な切削力を受けても精度を失わないかを、彼のスタッフは知っています。

新しい大型自動加工オペレーション戦略を開発するにあたり、同社は2つのニーズに焦点を当てました。契約加工サービスセンターに必要な汎用性を提供しながら、プログラミングと操作が簡単なCNCマシン。そして、自動運転で経験する継続的な切削力の下で、大型部品を均一で精密な精度で生産するための剛性と強度を持つ工作機械です。

これを実現するため、同社はGiddings & Lewis（ウィスコンシン州フォンドゥラク）から、テーブル直径84インチ、最大スイング96インチ、レール下最大高さ84インチ、75馬力テーブル駆動モーター、最大200 rpmで125トンテーブル荷重容量のVTLを導入することを決定しました。また、テーブルサイズ6×14フィート、X軸168インチ、Y軸115インチ、W軸72インチ、Z軸主軸移動36インチのG&L G50-Tテーブル型横形生産センターも導入。間もなく、テーブル直径138インチ、最大スイング180インチ、レール下最大高さ96インチ、73.5馬力テーブル駆動モーターのさらに大型のVTLも設置予定です。このVTLのテーブル荷重容量は最大126 rpmで250トン。すべての3台のマシンは、G&L NumeriPath 8000 CNCで自動運転します。

「マシンサイズ、強度、自動運転のこれらの組み合わせが、過去には検討できなかった新規ビジネス獲得に役立っています」とBusch Precisionカスタマーサービスマネージャーのマイク・マルウィッツ氏。「他のケースでは、新技術により大型精密機械部品をこれまでよりはるかに速く顧客に納入できるようになりました。」

後者の典型例は巨大ポンプインペラです。この鋳鋼ワークから400ポンド以上のチップを除去する総旋削時間が30%以上短縮されました。荒加工は一定475 sfmで、公差±0.002インチで実行されます。

大型ワークへ精密加工能力を拡大できる工作機械を探す際、必要とされる構造剛性を備えたマシンを求めました。

VTLを例に挙げると、マルウィッツ氏は「機械工具部品製造の長年の経験と、工作機械の修理・リビルド経験から、別々の機械部材で構成されるVTLでは、私たちが必要とする剛性は得られないと感じています」と語ります。総構造一体性は、大型部品のCNC加工におけるより重いチップ負荷とより高い生産率の下で、精密な精度を維持するために特に重要だと説明します。

グローブ氏とマルウィッツ氏が第一の基本として特定する機械強度と剛性の深さは、両新型VTLの構造に体現されています。ミーハナイト鋳造が一体型コラムベースと一体型円形ボウルを形成。さらに、放射状リブがAフレーム構成を形成し、テーブルベアリングアセンブリ、テーブル駆動トランスミッション、二重三角形垂直コラムの強固な基盤を提供します。

二重コラムによって十分に支持された大型クロスレールとレールヘッドが、センターの左右フルラム移動を可能にします。クロスレール高さ調整は無段階可変で、パワーエレベーションとコラムウェイへの80,000ポンドの力でのクランプを使用。Busch Precisionの180インチVTLのクロスレール位置もプログラマブルで、自動レールレベリングを含みます。

このマシン構造の剛性とねじれ抵抗を最大限に活用するため、96インチVTLにはほぼ8インチ角の鍛鋼レールヘッドラムが装備され、最大4.5フィート移動します。180インチVTLには10.5インチ角以上のラムが装備され、最大約6フィートのラム移動が可能です。

Busch Precisionの両VTLには、レールマウント型自動工具交換装置も装備されています。96インチVTLは12マトリックス、180インチVTLは20マトリックス。これらのCNCマシンが大型ワークから連続的に除去する大量チップは、フラッドクーラントシステム、二重ドアチップシールド、マシン下のトレンチに配置された自動チップコンベアとエレベーターの組み合わせで処理されます。

工作機械アプリケーション専用に設計されたNumeriPath 8000 CNCにより、Busch Precisionはサブルーチン、プロービング、その他のプログラミングにType IIコマンドを使用します。各NumeriPathオペレーターステーションにはパーソナルコンピュータも統合されています。「NumeriPath CNCはより洗練されているため、より複雑なコントロールだと思う人もいます」と生産マネージャーのピーター・ギース氏。「実際、NumeriPathの仕組みとGiddings & Lewisソフトウェアの能力を理解すれば、それが全体を通じて本当にシンプルでユーザーフレンドリーだとわかります。本質的には、NumeriPath CNCがあなたが入力したプログラム情報をどう理解するかという点にあります。」

先進的なCNCとプログラミング機能と併せて、Busch Precisionは工具先端プロービングを使用し、工具長と半径を自動検証し、工具オフセットを自動的にリセットできます。3台すべてのマシンでGiddings & Lewis NumeriProbe工程内部品測定システムも使用し、ワーク位置を自動検査し、プローブした部品寸法に基づいて工具長オフセットを自動調整します。その結果、以前必要だった「切削して試す」ステップの時間が排除されました。

さらに、Busch Precisionの180インチVTLと横形生産センターにはそれぞれ、各工具の有効使用のためにプリプログラムされた時間を自動監視する工具寿命監視システムが装備されています。Giddings & Lewisソフトウェアを使用し、プリセット工具寿命が尽きると、同じタイプの別の工具に自動交換するか、他のアクションを実行できます。