統合CNCマシンで加工時間60%削減を実現したInnovative Manufacturing

Innovative Manufacturingは以前、鋳鉄製ゴルフカート用デファレンシャルハウジングの加工に1個あたり10分を費やしていましたが、現在では総加工時間を3分45秒まで短縮しました。オーナー兼社長のロブ・サンダー氏によると、この生産性の飛躍は、旋削、フライス、穴あけ、リーマを単一の工作機械に統合したときに訪れました。サンダー氏の高効率旋削センタ探索は、様々な単一・多主軸CNC旋盤の検討から始まり、IMTSでGBI Cincinnati（オハイオ州シンシナティ）のNighthawk多目的CNC旋削センタ（MPC）の初デモを見たことにつながりました。

InnovativeはNighthawk MPCを2台購入したとサンダー氏は言います。決め手は2つの特定機能でした。固定工具と「ライブ」工具の両方を含む、主軸に対して平行と垂直の両方を備えた12ステーション工具タレット。さらに、2つのチャックまたは治具を組み込んだ2ポジション自動ワークチェンジャー（AWC）。一方のチャックは加工室外の垂直位置で安全にロード・アンロードされ、もう一方のチャック（室内）は水平加工プロセスに従事しています。

後者の機能により、サンダー氏は62%の切削時間短縮が実際にはInnovativeの生産性向上を過小評価していると指摘します。

「Nighthawk導入前は3セットアップ作業でした」と氏。「旋盤で2セットアップ、マシニングセンタでピボット治具を使って1セットアップ。これらすべてで、部品が準備できるまで主軸がアイドル状態でした。今では、Nighthawkがセットアップ数を2つに減らすだけでなく、現在の部品が加工中の間に次の部品を完全に段取りできます。その結果、実際の生産性向上はサイクルタイム短縮が示唆するよりもはるかに大きいのです。」

メンテナンスと工具交換を除けば、加工は今や連続的です。ほとんどの場合、連続するサイクル間の唯一の遅延は、ワークチェンジャーが2つのチャックを切り替えるのに必要な6秒だけだとサンダー氏。

サンダー氏はNighthawk MPCを24時間稼働させ、共有ロボットで2台を同時に1人のオペレーターが監視しています。2つのデファレンシャルハウジング加工サイクルのいずれかよりも短い時間で、ロボットがアイドルチャックから前の部品をアンロードし、次の工程のために反転させるか、フレッジのロケーター穴を使ってパワードチャックのグリップに位置決めして新しい部品をロードします。

部品の2つの加工サイクルの境界は、直径5-5/16インチのフランジです。第1サイクルでは、Nighthawkがフランジと部品のセンターボアを旋削し、次にヘッドストック主軸を停止してライブ工具主軸を駆動します。小型横形マシニングセンタのように、Nighthawkは4つの穴の面取りフライス加工を行い、穴自体を穴あけします。

第2サイクルでは、マシンがフランジとボアの反対側を旋削し、チャック中心線に垂直な方向の動力工具で単一のクロス穴を穴あけ・リーマ加工します。

サンダー氏は、単品生産性と部品間フレキシビリティの組み合わせが、Nighthawk選択の決め手だったと語ります。

「デファレンシャルハウジングが最優先でした。これらのサイクルタイムを可能な限り低くする必要があったからです」と氏。「しかし、他の顧客も多く、多くがJITベースで発注します。したがって、迅速な加工だけでなく、迅速な段取り替えも提供するマシンが必要でした。Nighthawkは両方の要件を満たしました。」ロジャー・ステベルトン氏も同調します。長年のInnovativeマシニストで、Nighthawkのプログラミングのほぼすべてを担当するステベルトン氏は、Nighthawkを新しいジョブに完全に段取り替えするのに3時間未満でできると報告しています。これはInnovativeの従来型CNC旋盤1台の段取り替えに必要な時間と同じですが、ステベルトン氏にとってこれは大きな節約です。

彼は説明します。「CNC旋盤とは異なり、Nighthawk MPCは通常、部品に必要なすべての加工を実行します。一方、旋盤は一般的に総加工プロセスの1ステップに過ぎません。つまり、旋盤だけでなく、おそらくマシニングセンタも段取り替えする必要があり、総プロセスに数時間が追加されます。」

Nighthawkの10.82×10.00インチ径ワークゾーンは、Innovativeが通常加工するほとんどの部品に対応します。デファレンシャルハウジングのロット間で、Nighthawkは約20の他の部品にも使用されています。アルミニウムモーターハウジングなどで、Innovativeは月産約1,000個で加工しています。

サンダー氏によると、モーターハウジングの加工はNighthawkの12工具ポジションすべてを使用するだけでなく、重要なボアを総公差0.0005インチで保持するマシンの精度も活用しています。

「これは私たちにとって新しい部品で、Nighthawkなしでは競争力を持って生産できなかったでしょう」と氏。「旋削、次にエンドフライスと両方向（XとZ）での穴あけを1台のマシンで行うことで、総サイクルタイムを5分未満に抑えられました。」MMS