機械工場サイクルタイム短縮：3人の専門家が教えるムダ削減の鍵

業界誌、このようなWebサイト、毎月訪れる切削工具セールスパーソン——あらゆる場面で加工プロセス改善のアイデアが溢れています。それは良いことです。あらゆる形の新技術を学ぶことは、サイクルタイム短縮と競争力強化の鍵だからです。しかし、なぜ最初からサイクルタイムがそんなに長いのか、考えたことはありますか？

長期案件で工具寿命が悪く、トラブルシューティングする時間を取らず、ただフィードレートオーバーライドを数ノッチ下げて放置した経験はありませんか？ あるいは先月インコネル部品ロットでタップを何本も折り、地元セールスレップに相談せず、手作業でネジ切りすることにした経験は？

残念ながら、こうした状況は非常に一般的で、放置すれば競争力を蝕むタイムサック（時間泥棒）が、ショップが「普通」として受け入れるがゆえに転移・増殖し続けます。

悪い生産習慣を断ち切る

エリック・ガードナー氏は数多く見てきました。Seco Tools LLC北米アプリケーションスペシャリストの氏が挙げるペットピーブ（特に腹立たしい事項）の筆頭は、過度に長い工具突き出し長さです。「ジョブや部品ファミリーで必要工具数を減らそうとして、切削工具を本来より長く突き出して使うケースがよくあります」とガードナー氏。「ポケット荒取り用スタビー1/2インチエンドミルと、外周加工用ロング工具を使い分けるべきところを、長い工具一つで全てこなそうとし、剛性不足を補うために送りや切り込みを落とす羽目になります。」

1〜2個なら大した問題ではありません。しかし量産では確実なサイクルタイムキラーになります。延長型ツールホルダーも同じ理由——剛性不足、びびり、たわみ、送り低下——で同様です。したがって、工具予算を増やしてでも、常に最短ゲージ長ホルダーを選ぶべきです。長年機械加工界で語られてきた通説とは逆に、これを実現する最良の方法は、百年以上前の技術でしばしば悪評のあるウェルドン型サイドロックツールホルダーへの移行かもしれません。

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「高品質サイドロックのボアは数ミクロン芯ズレして研磨されており、締め付けると工具が完全に真円回転します」とガードナー氏。「これにより振れ精度に関する議論が不要になり、前述の通りウェルドンホルダーは利用可能な最短ゲージ長を提供し、カッターを主軸端面に極めて近づけられます。私は多数の量産アプリケーションで、この理由で意図的にサイドロックホルダーを採用してきました。」

工具を「甘やかさない」方法

Iscar USAチーフテクニカルオフィサーのトーマス・ラウン氏は最後の点に同意しますが、理由は異なります。「従来型ウェルドン サイドロック技術を勧めると、これまで言われてきた『振れ精度が悪い』という理由で、我々を変人扱いする人もいます」と氏。「しかし現実を見ましょう。エンドミルで荒取りする際、僅かな振れは工具寿命にほぼ影響せず、ウェルドン型クランプが提供するアンチプルアウト保証で容易に相殺されます。」

セーフロックや同等のアンチプルアウトツールホルダーにお金をかける気がない限り、サイドロックがエンドミルクリープ（工具抜け）を防ぐ最善策です——これは高価なワークをスクラップにする可能性があります。また、適正な送り・切り込みまで引き上げる自信を与え、工具を甘やかすことで失われていたサイクルタイムを取り戻せます。

ラウン氏はガードナー氏の剛性・工具長さ指摘を支持します。一方、プログラミング手法では意見が分かれるかもしれません。ガードナー氏が多くのショップがトロコイダル等の高送り・小切り込みフライス戦略採用を躊躇していると指摘するのに対し、ラウン氏は十分な剛性セットアップと工作機械があれば、より伝統的な「荒取り切削」の方が良い場合もあると指摘します。

「一つのプログラミングアプローチを排他的に採用するのではなく、ショップは材料除去量最大化に焦点を当てるべきです。それが生産性向上の最確実な道です。」

切削工具選定も同じ考え方です。機械技師は長らく「工具は大きいほど良い」と教えられてきました。しかし機械工具に対して大きすぎるシェルミルやフェイスミルを使えば、機械主軸やサーボモーターがストールしないよう切り込み・送りを抑制せざるを得ず、時間浪費と工具寿命短縮を招きます。より良いアプローチは、機械をストールさせずに正しい切削条件まで追い込める、より小径カッターを選ぶことです。

CNC旋盤側では、ラウン氏は顧客が小型バイトを買ってシムで嵩上げし、コスト削減を図るケースを見かけるといいます。「旋盤タレットが1インチ工具用設計でも、3/4インチ工具を選ぶ——安いから。これで剛性が落ち、全ジョブで工具寿命と性能を犠牲にしています。まさに『1ドル飛び越えて1セント拾う』諺そのものですよね？」

誤った購買決定

EMUGE-FRANKENフライスアプリケーションスペシャリストのエバン・ダンカンソン氏にとって、最大のタイムウェイスターはよくある「『今までずっとこうやってきた』態度」です。「新しい切削工具を紹介しに、または加工プロセスのトラブルシューティングで多くのショップへ行くと、『申し訳ない、過去20年使ってきた工具と同じもので、ただ安いものが欲しい』という返答が返ってきます。」

ダンカンソン氏の役割は、その低コスト工具志向から人々を導くことです。彼らのような人々は、90年代の手法を複製するのではなく、加工プロセスを改善するためにいます。しかし改善には現代的な切削工具と技術の採用が必要です。残念ながら、常に可能とは限りません。A) 顧客が変化を拒む、または B) 購買部門が工具費で障壁を設けるからです。「先週、あるショップと仕事をしましたが、エンドミルに20％多く払うことを拒みました——私が工具寿命10倍、アウトプット2倍になることを証明した後でも。」とダンカンソン氏。

ダンカンソン氏のタイムウェイスターヒットパレードその他例：スルークーラントドリルへ切り替えた後もペッキングサイクルを継続使用、スレッドミリングやサークルセグメントミリング（円錐バレルミリング）等の新技術を試さない、被削材に合わない工具形状・コーティング適用、ラウン氏指摘の通り用途に対して大きすぎるカッター使用。

「例えば、幅1/4インチの小さな部品を1インチラフィングエンドミルで加工し、酷い騒音がすると不思議がるショップを見かけます。オペレーターと話している時に、フィードレートと主軸オーバーライドが75％に設定されていて、誰も理由を知らないケースもあります。また『古いCAMシステムがトロコイダル工具パスに対応していないから使えない』と言う人もいます。タイムウェイスターは尽きません。コツは、ショップに自分たちの悪習を認識させ、より良い、よりコスト効率良く、生産的なアプローチを試してもらうことです。」

貴社ショップでサイクルタイムを延ばしているルーチンは何ですか？ どう対処していますか？ 以下コメントで教えてください。