CNC工作機械の効率を高める4つの実証済みタイムセービング術

今日の激しい競争下の製造現場では時間が命です。加工前・中・後に何ができるか？ ここでは役立つ複数の方法とアプローチを紹介します。

なぜ加工において時間を気にするのか？ 「時間は金」という陳腐な言葉の通りです。今日の多軸・5軸CNC機が普及した製造現場では、あらゆる規模のショップで時間最適化の機会が豊富にあります。実践的な詳細に入る前に、機械コマンドがプログラミングされ、チタンやステンレス鋼からチップが飛び散る前に、何をすべきかを俯瞰しましょう。

「どれだけの時間、誰の時間なのかを知ることが重要だ」とCNC CookshopはCNC生産性に関するブログシリーズで述べています。「最終的に知りたいのは、人と機械の両方への時間的影響だ——両者はスケジューリングが必要な希少リソースだ。人が余っても機械が余ってもコストがかかるし、少なすぎれば本来処理できる仕事量をこなせない。」

ヒント1：マクロレベルから着手：リーン生産を導入せよ

リーン生産手法の核心は無駄の排除です。本質は最適化——今より短時間で良品を作るプロセス改善にあります。単に速く働くことではない、とリーン生産の専門家ジェイミー・フリンチバウは言います。速く働けばエラーを招くからです。製造作業は、並行作業、受け渡しと手戻りの排除、プロセスステップの完全削除によって改善できます。

「テクノロジーはここでしばしば解決策になる。製造現場での高速設備導入、オフィス向けソフトウェアツール開発のいずれもそうだ」とフリンチバウ氏はIndustry Week紙で述べています。

今日の製造現場にはテクノロジーが溢れ、切削工具、ワーク・工具保持、クーラント、計測、センサーによるリアルタイム機械データ、シミュレーション・レポートソフトウェアなど、あらゆる分野で進化し続けています。これらを味方につけましょう。

「人々に無駄を見せ、それを減らし排除するためのツールと考え方を与える——それが鍵だ」とボストン・コンサルティング・グループのシニアナレッジエキスパート兼チームマネージャー、マイク・ペトケウィッチ氏は「リーン生産への変革」で語っています。

ヒント2：戦術的・実践的レベルで現場に降り立て

読むのは簡単でも、最適化マインドセットに入るには相応の事前作業が必要です。CNC Concepts社長で、機械加工現場のベストプラクティスについてコンサルティングとトレーニングを行うマイク・リンチ氏は、基本原則を以下の3点に集約しています：

• 整理整頓する
• タスクをシンプルにする
• 要員を訓練する

リンチ氏によれば、整理整頓とは、清潔な作業エリアに、ジョブ遂行に必要なすべてのもの——工具、部品など——が指定場所にスタンバイしている状態を指します。シンプル化とは、必要なドキュメントを最もスキルレベルの低い要員でも理解できるレベルに合わせることです。また、計算の必要性を最小限に抑えること——例えば工程図面に一貫した±公差仕様を設け、重要面の寸法決めに役立つ情報をすぐ取り出せるようにすること。試し切り用のプログラミングも含まれます。

「整理整頓は長期的に時間を節約し、フラストレーションと二重作業を防ぎ、必要な時間をより予測可能にする」とリンチ氏。「タスクをシンプルにすれば、低スキル層でも作業可能になり、時間短縮とミス最小化につながる。」

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ヒント3：機械と工具を限界まで追い込め

今日のCNC機をレーシングカーだと思ってください：速く走り、大量のスループットと高回転をこなすよう設計されています。この「速さへのこだわり」は、金属除去率と、材料に応じて新たな性能レベルを達成するためのツーリングにも当てはまります。

「CNC機は貴社の最も収益性の高い資産の一つだが、アイドル状態なら単なる間接費だ」とCNC Cookshopは指摘します。「ショップの多くが、まずチップを飛ばし続けることを最優先事項と気づいています。機械の生産能力が高ければ高いほど、それを稼働させショップの利益を生み出したいと思うものです。」

ヒント4：サイクルタイムを忘れるな

多くの企業は、加工時間を生産個数で割ってサイクルタイムを算出しますが、これは平均値です。本当に十分な精度でしょうか？ 各機械でデータ収集を自動化し、より正確なサイクルタイム情報を得ることが役立ちます。

「1サイクルあたり1秒短縮すれば、1000サイクルで16.6分の生産時間短縮になる……4秒短縮できれば1000個ロットで1時間以上の生産時間を節約できる」とリンチ氏はラピッドタイムに関する記事で指摘します。「しかも、単にプログラムを効率的にフォーマットするだけで4秒削減できれば、コストゼロで実現できる。」

機械スループットと材料の相互作用を真に理解すれば——適切なツーリングが重要です。「リーン化：より良い工具を選び、時間を圧縮し、納期を守る」記事にある通り、多くのオペレーターが気づいていない以上に、機械レベルでの時間短縮によって効率化する機会があります。

プラント/オペレーションマネージャーは、例えば20秒で採算が取れるかに焦点を当てがちですが、もっと速くできる可能性はないか？ その選択肢自体が検討されないことが多々あります。ある時点で、無意識に「これが技術者が部品を加工すべき速度だ」という認識に変わってしまうのです、とVorne Industries副社長アダム・モラン氏は「金属切削でサイクルタイムを大幅短縮する方法」で述べています。

「しかし実際に部品がどれだけ速く加工できるか調べると、12秒で比較的容易にできることが判明することがよくあります」とモラン氏。

5軸CNC機には明確なアドバンテージがあります：同じ工具で多様な切削が可能になり、工具交換が減り効率が上がります。ワークが切削工具に対して接線方向に回転できるからです。また、より短い工具長で加工できます。

「5軸ならワークの5面にアクセスできるため、工具長を短くできます」とレイトン・マシン＆ツールのCNCショップスーパーバイザー、ジェイコブ・レイトン氏。「これにより工具剛性が高まり、より高速加工と良好な仕上げ面が可能になります。」

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