精密加工を理解する：重要用語と技術

弊社は精密加工サービスの提供を誇りとしています。同時に、「精密」という言葉の理解が人によって異なることも承知しています。「精度（accuracy）」という言葉と同様、「精密（precision）」は驚くほど曖昧な用語です。ここでは、弊社がCNC精密加工にどう取り組んでいるかを説明します。

精密加工の構成要素

精密加工を理解するには、測定性能を定義する様々な用語を知る必要があります。また、高レベルの精密さを達成するために何が必要かも知るべきです。これら2点を以下の見出しで扱います：

• 測定に関する用語
• 精密加工の実現

測定に関する用語

CNC加工でどの程度の精度が出せるかと質問されることがあります。この質問の問題点は、「精度」が目標寸法からの距離、すなわち近さを意味する点です。一度は近づけても、作るすべての部品で同じ性能を繰り返せるかが問われます。だからこそ、「繰り返し精度（repeatability）」の方がより重要な用語なのです。

繰り返し精度を、同一部品の同一特徴を測定した際のばらつき量と捉えてください。100個の部品で直径を測定し、最大値と最小値の差がわずか0.0002インチなら、それは繰り返し可能な性能です。

一部業界の顧客は繰り返し精度に非常に関心があります。GR&R手順（Gauge Repeatability and Reproducibility：ゲージ繰り返し精度と再現性）に従います。繰り返し精度は1台の機械から出る部品について、再現性は他の機械で同じ結果が得られるかを意味します。

知っておくべき精密加工用語として、分解能と校正があります。分解能は本質的に、測定装置が読み取る小数点以下の桁数です。ノギスは通常0.001インチ、マイクロメータは0.0005インチ以上読み取れるため、マイクロメータの方が分解能が高いと言えます。

分解能は、図面上の寸法と公差とも関連します。特徴が小数点以下2桁で公差指定されていれば、それ以上の精密さは不要です。4桁で公差指定なら、測定装置も同等以上の精度が必要です（実務では、測定対象寸法より1桁高い分解能を持つ装置を好みます）。

校正は精密さの非常に重要な部分です。これは、使用する測定装置の不確実性を知ることに関わります。測定装置が高分解能でも、校正されて誤差や不確実性が確立されていなければ、正確だとは言えません。

弊社が保持する品質システム認証（ISO 9001、ISO/IATF 16949、ISO 14001、AS 9100）は、効果的な校正システムの運用を要求し、それが実施されているか監査されます。

精密加工の実現

測定能力は高品質精密加工部品の提供の一環ですが、使用する機械の方がおそらくより重要です。

これはコンピュータ数値制御（CNC）工作機械の使用から始まります。これらはモーター駆動軸で工具とワークピースを回転・移動させます。各軸には高分解能エンコーダーがあり、位置をモーターを制御するコンピューターに報告します。

必要な金属除去操作の動きは、CAM（コンピュータ支援製造）ソフトウェアを用いてコンピューターにプログラミングされます。これは部品図面からCADジオメトリを取り込み、必要なカッターパス、送り、速度を生成します。

達成可能な精度は加工操作の種類に依存します。フライス加工と旋盤加工は、研削、ホーニング、ラッピングほど精密ではありません。これは金属除去プロセスの機能です。一般に、金属除去率が低いプロセスほど精密です。

精度は、機械が良好な状態にあり、可能であれば複数の加工ステップを単一セットアップで実行することで最大化されます。

機械状態は、メンテナンス、経年、設計の機能です。必要なメンテナンスをすべて実施することは重要ですが、機械は高負荷にさらされ酷使されます。Improでは、工作機械を摩耗が達成可能精度に影響し始める前に交換しています。

単一セットアップで複数操作を組み合わせると、部品を複数の機械間で移動させる際に生じるばらつきを防止できます。これが多軸機械やマシニング・ターニングセンターを使用する理由の一つです。

精密機械工場の能力を理解する

達成可能精度についての質問に答えるには、長く複雑な説明が必要です。ここでは、精度と精密さに関連する最も一般的な用語のいくつかを説明し、高精度CNC加工の実現に関わる要素の概要を提供しました。弊社の能力についてさらに知りたい方は、お問い合わせください。