CNC多軸機がMitotec Precisionのジョブショップ効率を変革

ジョブショップとして、Mitotec Precisionは、Trevor Hutchins氏のようなオペレーター（見習いから正社員に）が担当する2台のCNC多軸機で実行されるジョブのチェンジオーバー高速化方法を特定し続けています。これらの機械での最適ロットサイズは20,000個です。（写真提供：Mitotec Precision）

Mitotec Precisionは多軸カム自動盤には慣れていますが、CNC多軸機は新しく、2019年に最初の1台を購入（2022年春に2台目を追加）。興味深いのは、Necedah, Wisconsinのこの会社が、これらのハイプロダクション工作機械の典型的な使い方、つまり1つの部品や類似部品ファミリ専用で運用したことがないことです。

「私たちはジョブショップです」と、ゼネラルマネージャーのClinton Pouillie氏は説明します。「多軸機は従来、1つの部品や類似部品ファミリのみを専用で加工するものかもしれませんが、チェンジオーバータイムがあっても、1ロット20,000個を私たちにとって機能させる方法を見つけました。」

「これを検討する際、まず『私たちが会社として何であるか』を自問しました」とPouillie氏は説明します。「もし私たちが多軸機会社なら、そこへの設備投資が必要です。また、これがどのように、単一スピンドル機械4台（複数の操作も必要とする可能性がある）の出力に匹敵し、それらの機械と比較して全体的な生産性を向上させるか、また新しいチームメンバーを見つける課題をどう緩和できるかも検討しました。」

しかし、より高い生産能力以上に、CNC多軸機は、複数の単一スピンドル機械では対応が難しい、顧客の縮小するリードタイム/ホットジョブに迅速に対応する機会を提供します。さらに、異なる機械からの多数の品質ストリームではなく、機械加工部品の単一品質ストリームを検査できるようになります。

最近、80名のISO9001-2015認証ショップを訪問し、現在2台のCNC多軸機のセットアップ高速化に取り組み、チェンジオーバータイムを最小化しながら、良い意味での課題に直面している様子を詳しく知りました。すなわち、8秒ごとに完成品を生産する可能性があるこれらの機械に、新しい仕事を継続的に供給し続けることです。

新たなアイデンティティ、新たな方向性

最初のCNC多軸機購入は、ビジネスのリブランディングの直後に行われました。2018年末まで、同社はNecedah Screw Machine Productsとして知られていました。Mitotec Precisionへの名称変更は、機械式機械からスイス旋盤や複合加工機などの新しいCNC技術への移行を、顧客と潜在的な新入社員に示すためでした。（同社によると、接頭辞「mito」は「糸のような」または「精密」を意味し、その発音は強さと力を暗示します。名称の後半はチームの技術的適性を表しています。）

ショップは、複雑な部品を加工するために、サイズと速度の適切な組み合わせを提供すると判断した、26mmバーストック容量の8スピンドル機を選択しました。また、外部クーラントラインを排除し、代わりに工具を通じてオイルを供給することで、さらにチェンジオーバーを高速化するプロセスも進行中です。

CNC多軸プラットフォームは、多機能加工技術の面から見て次の論理的なステップでした。いくつかのビルダーを検討した後、ショップはTornos Technologies U.S. Corp.の8×26 MultiSwissを選択しました。

Pouillie氏によると、Tornosは多軸機をいくつかの異なる構成で提供しています。ショップは、8スピンドル、26mmバーストック容量の機械が、サイズ、スピンドル速度（6,000rpm）、スピンドル容量の最適な組み合わせを提供し、幅広い複雑な部品と部品サイズを容易にすると判断しました。

同氏はまた、機械の静圧スピンドルベアリング設計を高く評価しています。「8本の1インチ径スチールバーを5,000rpmで回していて、ミストコレクターの音以外スピンドルの音が聞こえないことに感心します」とPouillie氏は言います。「振動やガタツキが聞こえず、これが工具寿命向上、表面仕上げ改善、全体的なプロセス安定性につながります。」オイル温度制御もプロセス安定性に寄与し、高圧オイル供給（機械には20、40、80barの高圧クーラントポンプを装備）は、切りくずの分断と切削領域からの排出に非常に役立ちます。

Pouillie氏によると、ショップはTornosのTB Decoプログラミングソフトウェアを使用しており、これが多軸プラットフォームで特に価値があると感じています。「プログラミングは想像ほど難しくありません。各スピンドルに独自のプログラムがありますが、ウェイトコードの調整がソフトウェアなしでは難しいです」と説明します。「さらに、ジョブを実行する前にエラーコードやオーバートラベル条件を明らかにするため、部品ランを自動的にシミュレートします。また、ジョブを検証する際にサイクルタイムを極めて正確に計算します。」

TB Decoソフトウェアは、プログラマーが最長サイクルタイムを持つスピンドル（多軸機ではこれが部品の真のサイクルタイム）から別のスピンドルへ操作を移動するなどの変更を加えると、部品プログラム全体を自動的に調整します。Mitotec Precisionはオフラインシートを持ち、エンジニアリングチームが2台のCNC多軸機のすべてのプログラムを作成するために使用しています。

現在、ショップはチェンジオーバータイムの短縮方法を検討中で、現在は8時間未満です。これが単一スピンドル機の新しいジョブセットアップの2倍の時間かかる場合でも、8スピンドル機の生産速度がそれを補って余りあります。

例えば、Goeltenbodtツールホルダーの側面に溝を加工し、グラインディングストップと嵌合させて、高い位置決め再現性で高速チェンジオーバーを実現しています。これにより、各工具が特定のスピンドル専用となり、カッターのタッチオフが不要になります。また、外部クーラントラインを排除し、代わりに工具を通じてオイルを供給することで、Trevor Hutchins氏のようなオペレーターがクーラントホースを取り外し再クランプする必要をなくし、さらにチェンジオーバーを高速化しています。Pouillie氏は、MultiSwissのオープン設計により、Hutchins氏が「オイルまみれにならずに」ツールホルダーに簡単にアクセスできることを冗談交じりに指摘します。

顧客対応の改善

Mitotec Precisionは、MultiSwiss機械で多数のジョブを実行し、顧客のホットジョブにより迅速に対応できるようになりました。「顧客が複雑な部品を1ヶ月で20,000個必要とする場合があります」とPouillie氏は説明します。「通常、これは複数の機械で空き容量が必要となり、それがあるかどうか分かりません。多軸機なら、1台の機械と、私たちが管理する1つの品質バリューストリームで対応できます。」

Mitotec Precisionは、2台のCNC多軸機の両側にスペースを残すように床面を再配置しました。今後、ビジネスモデルの一環として、これらの高生産機械をさらに追加することを想定しているためです。

MultiSwissは、1人の顧客からより多くの仕事を受ける際のリスクも軽減します。なぜなら、ショップがただ1人の顧客のために複数の単一スピンドル機械を拘束する必要がなくなるからです。それは良いビジネスセンスではありません。そして今、2台のCNC多軸機があるため、1台で稼働している顧客のジョブが、その機械がダウンしてももう1台に簡単に移せるため、期限通りに完了しない心配がありません。

高速生産の波及効果

Mitotec Precisionは、CNC多軸機がもたらす機械加工部品生産の向上とその他の利点から恩恵を受けていますが、2台の個別機械からのより高い生産性が、部品検査と洗浄のボトルネックを引き起こし、これに対処してきました。

Oasis Inspection Systemsの自動外観検査システムなどが、CNC多軸機がショップの処理量を大幅に増やした際の測定ボトルネック緩和に役立っています。

前者について、ショップのOasis Inspection Systems製自動外観検査システムが、部品検査の高速化に価値を発揮しています。「8秒ごとに完成品を出すCNC多軸機を、ジョブ中の特定間隔で手動検査するために停止させたくはありません」とPouillie氏は指摘します。「高速自動検査プロセスにより、品質報告要件を満たしながら、これらの機械を稼働し続けられます。」

部品検査と同様に、生産量が増えると部品洗浄もボトルネックになります。これが、Mitotec Precisionが自動ローディング/アンローディングシステム付き単室式溶剤部品洗浄機を追加した理由の一つです。

後者について、Mitotec PrecisionはJCOM Importsから、自動ローディング/アンローディングシステム付き単室式真空溶剤部品洗浄機を追加しました。部品検査と同様に、CNC多軸機が複雑な部品（盲穴などのフィーチャーを持つことも）を非常に速く生産するため、部品洗浄がボトルネックになる可能性があります。さらに、部品清浄度規制はますます厳しくなっています。

部品は、ユニットのドラムに液を満たし（スイベルやタンブル、超音波もオプションで使用可能）、医療グレード基準（50種類の異なる洗浄プログラム/レシピが利用可能）で洗浄されます。エネルギー効率と機械部品保護のため、真空下で動作します。Mitotec Precisionは、各部品バスケットのバーコードシステムと適切な洗浄「レシピ」を統合し、従業員のプロセスを簡素化しています。

CNC多軸機により、Mitotec Precisionの4台のVMCで以前主に二次加工に使用されていた時間が空きました。現在、ショップはこのBrother VMC（パレットチェンジャーと油圧ワークホールディング付き）などを生産作業に使用しています。

逆に、CNC多軸機により、以前主に二次操作に使用されていたショップの4台のVMCの時間が空きました。現在、これらを生産作業に使用しています。訪問時に見た例の一つは、医療用途の小型鋳物を、Brother VMC（パレットチェンジャー、油圧バイス、ロータリーテーブル上のPaws Workholdingシステム使用）で加工していたことです。

次のステップ

ショップは、ショップフロアのレイアウトを変更することで、CNC多軸機の道をさらに進みました。これは、2台目のMultiSwissを収容するだけでなく、現在の2台の両側にさらなるCNC多軸機を追加するためでもあります。しかし、セールスマネージャーのWarren Schoenborn氏にとっての課題の一つは、それらの機械でバックログを生成しながら、顧客が必要とするときに大量ジョブに対応できる可用性を維持する新しい仕事を見つけることです。前者について、彼は医療や光学など、ショップの新しいマーケットを模索しています。

いずれにせよ、これはMitotec Precisionの「異なる考え方、創造的な考え方」というマントラに沿っています。これは、私が連絡を取り合うのを楽しんでいるショップの一例です。誰が知るでしょうか、後日また訪問したときに、どんな新しいプロセスや技術が明らかになるか。

見た目も重要

私は25年前から機械加工と製造ビジネスについて書き始めました（時が経つのは早いものです）。とにかく、このような企業が今、レンガとモルタルの運営（オンラインも含む）でどのように自分たちを表現しているかは、数年前とは劇的に異なります。Mitotec Precisionのフォイヤーの外観に注目してください。「機械工場」の入り口に見えますか？ 見えません。そして、それは加工に焦点を当てたビジネス、あるいはより適切には製造顧客にサービスを提供するビジネスが何であるかという認識を変える上で、良いことです。