CAD/CAMが機械加工現場を変える：スイス型旋盤導入のメリット

1990年にミッチ・ルーパーがM2Cレーシングを設立したとき、それはラジコン（RC）車両用の高品質パーツを製造する小さなショップでした。彼も息子のエイブリー（現オーナー）も、四半世紀後に世界最大級のRCアフターマーケットパーツメーカーの一つになるとは夢にも思っていませんでした。

エイブリー・ルーパーはサウスカロライナ州エドジムーアでのM2C創業に立ち会いましたが、その後カリフォルニアに移り、その後30年間航空宇宙製造業で働きました。彼が不在の間、父親がM2Cをホビーショップとして運営していました。しかし、数年前にオフロード「バッシング」と呼ばれるRCレースの分野に参入してから、会社は急速に成長しました。コースを決められたルールで周回するのではなく、「バッシャー」は車両をできるだけ高く、遠くへジャンプさせて限界を試し、車両に負荷をかけます。M2Cは自社でバッシングを行って製造パーツの強度をテストします。バッシングセッションでパーツが耐えられれば、その仕事の品質が高いと判断できます。

現在、同社のショップには10人の従業員がおり、5台のVMC、1台のHMC、2台の穴あけ・タッピングマシン、そして最新の2台のスイス型旋盤を稼働させています。ルーパー氏は、自社のRC車両用ドライブシャフトを製造するために最初のスイス型旋盤を購入することを決断しましたが、CNCスライドヘッドストックマシンの経験は全くありませんでした。同社は成長に伴い生産数を増やす必要が生じた際、すべてのスイス型加工業務を外注していました。スイス型加工品は製品ラインの中で成長している部分で、ドライブシャフト、特殊ネジ、ピンなど約10種類の大量生産品が含まれていました。彼はスイス型旋盤を

エイブリー・ルーパー（左）と父ミッチ・ルーパーが経営するM2Cレーシング。最近、スターシーエヌシーのスイス型旋盤2台を導入し、スイス型加工を内製化しました。（写真提供：M2Cレーシング）

見たこともない状態でしたが、この業務を外注し続けることは財務面と創造面の両方でブロックになっていると気づきました。自社でスイス型加工を習得し、必要な設備を導入する時が来ていたのです。

いくつかの選択肢を検討した結果、ルーパー氏はスターシーエヌシーのSR-38 Type B 10軸スイス型旋盤に決定しました。「最初は標準機を検討していましたが、B軸搭載機を見て断れませんでした」と彼は言います。「このアップグレードは信じられないほど価値がありました。」

スイス型旋盤を選んだ後、この新しく未知のマシンツールプラットフォームを最大限に活用するために、比較的使いやすいCAD/CAMソフトウェアを見つけることが重要でした。同社は最初、ルーパー氏の父親がキャリアの大半で使用していたため安全な選択だと考えたソフトウェアを選びました。しかし、ポストプロセッサの納期が12週間遅れ、届いたときには機能しませんでした。これがきっかけで、同社は代替ソフトウェアを探すことになりました。

シンプルなプログラミングと確かなサポート

スターシーエヌシーのマシン購入には、ユーザーをマシンに慣れさせるためのオンサイトトレーニングパッケージが付いています。M2Cを訪れたマシンメーカーの担当者は、CNC Software社のMastercam CAD/CAMスイス製品を使用して加工デモを行い、ルーパー氏はそのシンプルさに安心しました。航空宇宙製造業でのキャリア全般で同じCAD/CAMソフトウェアを使用してきた彼は、インターフェースにすでに慣れており、システムの能力に自信を持っていました。

トレーニング初日、ルーパー氏はCNC Softwareのスイス製品スペシャリスト、クリス・ルクレール氏に連絡しました。ルクレール氏はルーパー氏の部品用の動作プログラムを即日送付しただけでなく、ウェブカメラによるマンツーマンのトレーニングを開催し、製品の細かな使い方を習得するのを助けました。

認定MastercamリセラーのCAD/CAM Solutions Inc.（ジョージア州スネルビル）の社長兼アプリケーションエンジニア、ブライアン・カドウ氏がM2Cレーシングへのシステム導入を行いました。実はRC愛好家でもあるカドウ氏は、ソフトウェアの専門知識だけでなくRCに関するアイデアについても常に協力してくれます。同氏はM2C 7160サーボセイバー（ロシレースカー用ステアリングアーム、7075-T6アルミ製）の開発も支援しました。

M2Cの出力コードを微調整するため、カドウ氏とルクレール氏はMastercamパートナーのPostability Inc.からティム・スコット氏を招きました。NCポストプロセッサ開発者である彼の専門知識により、同社は今やポストプロセッサを完璧に調整し、ショップではプログラムを一切手直しする必要がなくなりました。

「コードは私が望む通りに出力されます」とルーパー氏は言います。「手動編集は不良品やクラッシュなどの問題を引き起こす可能性があるため信用していません。コードが正しく実行され、編集が自動的に保存されることを知っているため、エントリーレベルのオペレーターで、ほぼ無人でのスイス型旋盤運用に自信を持てます。」彼が不慣れだったすべてのGコード、Mコード、変数値には有用なコメントが付与されています。そしてCNC Softwareに電話すれば、問題は常にその日のうちに解決すると説明します。

航空宇宙製造業でのキャリア全般で同じCAD/CAMソフトウェアを使用してきたエイブリー・ルーパーは、Mastercamのインターフェースにすでに慣れており、システムの能力に自信を持っていました。

役立つCAD/CAM機能

M2Cはスイス部門での生産ゼロから、週単位で新しい部品を生産できるようになりました。かつて外注していた部品を内製できるだけでなく、スイス型加工を内製化してから製品ラインを拡大できています。多くのスイス型ユーザーとは異なり、同社は短納期生産と膨大な数の試作を行っています。ロットサイズは100個から400個まで様々です。同社は現在2台のスイス型旋盤を、同じサイズの材料を使用して週単位（時には週3〜4回）で新しい部品のセットアップを行っています。

ルーパー氏によると、同社の成功の一部は、ルクレール氏から紹介されたCAD/CAMツール、POCOルーチン（ピックオフ/カットオフ操作）に依存しています。POCOを使用すると、ユーザーがソリッドをクリックするだけで、ソフトウェアが自動的にカットオフシーケンスを生成し、第2ヘッドが入り込んでパーツをピックオフします。

「ワンクリックです」とルーパー氏は説明します。「その後、サブスピンドルでの裏面加工を自動的に実行しながら、メインスピンドルで次の部品を自動的に加工します。」

スイス型加工により、M2Cのドライブシャフト加工方法が完全に変わりました。これは現在、売上の大きな部分を占めています。ドライブシャフトは焼入れ4140鋼から削り出され、ルーパー氏が設計しました。

スイス型加工により、M2Cのドライブシャフト加工方法が完全に変わりました。これは現在、売上の大きな部分を占めています。ドライブシャフトは焼入れ4140鋼から削り出され、ルーパー氏が設計しました。彼は最初にSolidWorksで応力解析を行い、その後Mastercamにエクスポートしてプログラミングしました。パラメータを設定した後、CAD/CAMソフトウェアの自動ターンプロファイル機能を使用して加工ジオメトリを抽出し、すべての旋削プロファイルを自動的に取得し、ジオメトリを描画しました。

ルーパー氏はターンプロファイルボタンを使用して、使いやすさと工具パスの完全な制御のために直線と円弧を生成します。各操作のビューシートを作成し、ワンクリックでオン/オフできるレベルセット（レイヤー）としています。この機能により、部品全体を一度に扱って圧倒されることなく、部品内のさまざまなコンポーネントをピースごとに分析できます。

スイス型旋盤でのピンチターニングにより、ルーパー氏はドライブシャフトを1回の操作と1回のセットアップのみで加工できます。ほぼ平坦な面がなく、長さが最大8インチに達するこの部品は、従来の旋盤では利益を出して加工するのは困難、もしくは不可能だったと説明します。

ルーパー氏はドライブシャフトの前面を旋削し、等速ドライブシャフトフィーチャーの5軸穴あけ・フライス加工を完了してピンチターニングの準備をします。次に、マシンがサブスピンドルで部品前面を把持し、残りをピンチターニングします。

この操作では、前側の工具で半分の材料を、後側の工具で残り半分を除去するため、部品生産量が倍増し、工具寿命が延びます。スイス型旋盤でのピンチターニングにより、ルーパー氏はドライブシャフトを1回の操作と1回のセットアップのみで加工できます。ほぼ平坦な面がなく、長さが最大8インチに達するこの部品は、従来の旋盤では利益を出して加工するのは困難、もしくは不可能だったと説明します。「そしてスイス型旋盤のおかげで、より良く、より美しい部品が製造できます」とルーパー氏は付け加えます。

妥協しない

ショップの新たなスイス型加工能力に興奮するルーパー氏ですが、優れたカスタマーサービスの価値と、それがニッチショップの競争力をいかに変えられるかも理解し、評価しています。Mastercamから受けたカスタマーサービスが自身の運営に好影響を与えたことを体験し、ある意味で顧客の立場を理解することになりました。

彼の他の機械加工ショップへの推奨は、問題を解決できない、または解決しようとしないサプライヤーに妥協しないことです。常に解決できる、そして解決しようとする誰かが他にいます。彼の背後には、迅速かつサポートに長けた専門家チームがいます。ルーパー氏は、新しいスイス型旋盤とプログラミングソフトウェアのポテンシャルを最大限に引き出すことに集中できると語ります。彼のシステムはミクロンレベルの公差を持つ部品に対する期待を十分に超えていますが、まだどこまで公差を厳しくできるか探求していません。しかし、将来の改善の余地が残されていることは好ましいと考えています。

「わずか数ヶ月で、このマシンに収まるものならほぼ何でも加工できるレベルに達しました」とルーパー氏は言います。

CNC Software Inc. | mastercam.com
Star CNC | starcnc.com
M2C Racing | m2cracing.net