アンバランスが招く見えない損失：すべての機械加工現場が直面すべき課題

機械技術者なら誰もが生産現場で問題に直面します。仕上げ面粗度の悪化、工具寿命低下、振動増大、ボーリングヘッド加工で真円ではなく楕円穴になってしまう等々。これらを解決しようと様々なアプローチを試みますが、Haimer USAのチームと話すまで「原因はアンバランスだ」と気づかないケースが少なくありません。

通常、機械技術者は「ツールホルダーがプリバランス済みなら大丈夫」と考えがちです。しかし、工作機械にセットされるのはツールホルダーだけではありません。コレット、ナット、切削工具、プルスタッドなどを組み付けて初めて完全なツールアセンブリになります。個々の部品にアンバランスがあれば、全体のバランスに影響を与えます。「社内にバランス測定機があって初めて、ツールアセンブリの状態を確認できます」とHaimer USA社長のブレント・ホールデン氏は説明します。「特注工具をバランス済みで発注しても、本当にバランスが取れた状態で貴社に届いているか、どう確認しますか？」

機械の回転数（RPM）に関わらず、各用途におけるフルアセンブリのバランス状態を把握することは重要です。高回転域ではスピンドル保護と振動低減のためにバランス調整が不可欠ですが、低回転域でも同様に必要です。「ボーリングヘッドやフェイスミルアーバーアセンブリのような低回転アプリケーションで、バランス調整のメリットが最も劇的に現れるケースも多々あります」とホールデン氏。「解決策が見つからない難題に直面したら、治具、機械状態、切削工具を見てもダメなら、バランスを疑う時期です。」

では、Haimerバランス測定機はどう動作するのでしょうか。機械技術者がフルツールアセンブリを組み立て、バランス測定機のスピンドルにセットして最初のサイクルを実行。次にツールアセンブリを180°回転（インデックス）させ、ツールアセンブリ固有のアンバランスを分離測定します。アンバランスが測定されれば、穴あけ（除去）、セットスクリュー（重り追加）、2つのバランスリング（重量変位）のいずれかで補正。再度サイクルを実行し、通常G2.5 at 25,000 RPMレベルでバランスが取れているか確認します。

Haimer USAで最も人気かつ推奨されるのがTool Dynamic TD Comfort。使いやすさと何より精度の高さが理由です。「工作機械のスピンドルと同じようにツールアセンブリをクランプするスピンドルを採用しています」とホールデン氏。「ハードベアリングスピンドルが遠心力センサーでツールアセンブリのアンバランスを測定します。」PC、キーボード、マウス、モニターを搭載し、大画面GUIでツールデータを素早く入力可能。ソフトウェアがフライス加工プログラムによる補正（極端なアンバランス修正に常用）をガイドするため、操作が容易です。

バランス調整を導入すれば、効果は即座かつ劇的です。「フェイスミルのバランス調整を始めたら、インサート年間消費量が半分になった」との声も。また、「ツールアセンブリのバランス調整を始めたら、工作機械のフル性能を引き出せるようになった＝より速く加工できるようになった」という顧客もいます。

ミネソタ州ブレイナードのPrecision Tool社は、HAIMER Tool Dynamic TD 2009を導入し、播種機用アスピレーターアタッチメントの製造で大きな成果を得ました。この部品は機械上で12,000 RPMまで回転します。アンバランスなら播種機全体を揺らし、全コンポーネントに振動を与え、過度な摩耗で機械寿命を縮めます。

誰も仕様通りに作れなかったこの部品を、Precision Toolだけが実現。競合より高価でしたが、顧客は優れた部品が播種機全体の品質にもたらす価値を理解しました。これは、Precision ToolがHAIMERバランス測定機をツールホルダーアセンブリだけでなく、物理部品自体にも活用できたからです。TD 2009はアンバランスを特定し、ウェイト補正が必要な正確な位置を指示しました。

機械技術者が直面するあらゆる問題（振動増大、工具寿命低下等）の背後に、アンバランスという「見えない共通原因」が潜んでいる可能性があります。HAIMERバランス測定機で生産性を高める方法については、Haimer USA（630-833-1500、haimer@haimer-usa.com）へお問い合わせください。

原稿はHaimerのブログで以前公開されました。