CNC加工効率を向上させる実証済み戦略：優れたパフォーマンスのために

近年、新製品の増加と部品の複雑化に伴い、CNC加工はその強力な利点により企業からますます注目を集め、製造企業が市場競争に勝つための決定的な要因となっています。

しかし、一部のCNC製造工場ではCNC加工効率が低く、CNC製造能力が不十分です。したがって、効率的なCNC加工技術を通じてCNC製造レベルとCNC加工能力をいかに向上させるかを研究・探求することは、企業の総合競争力を高め、持続可能な発展能力を改善する上で実践的な意義を持ちます。

CNC加工効率が低い理由

1. 工作機械故障要因

CNCシステムの複雑な原理と精密な構造により、故障発生時にタイムリーな修理と排除ができず、生産効率に影響を与えます。

2. 生産管理要因

特定の理由により、CNCマシンのシステムが複雑で設備グレードが不完全であり、技術者とオペレーターの応用とプログラミングに大きな困難をもたらし、部品の移行と加工を大きく制限しています。プログラム管理が不完全で、加工プログラムの繰り返し作成が時間を浪費し、プログラムの不安定性に影響を与えます。

現場管理は依然として生産手配、生産組織、プロセス監視の主要なリンクです。計画の断絶と生産準備の遅延といった問題は避けられず、設備停止待機時間が増加します。さらに、一部の管理者はCNC知識を十分に理解しておらず、盲目的に指示し、CNCマシンは非常に先進的で何でもできると信じています。CNC加工に不向きな多くの部品や他のタイプの作業も容易に加工させようとし、CNCマシンが役割を果たせないだけでなく、効率を損なうだけでなくCNC工作機械の精度を大きく損ないます。したがって、管理者の能力向上は非常に重要です。

3. プロセス技術要因

多くの場合、手順がタイムリーにフォローアップできず、図面が不完全、プロセス適性が良くなく、長い納期が加工効率に影響する要因です。ほとんどの場合、プロセス技術がプロセスの合理性と適切なCNCマシン、工具、工具治具を効果的に組み合わせていないため、ワークピースのマシン加工のいずれかのリンクに問題があると、設備が待機停止したり不合格品を生産したりします。

4. CNC工具要因

製造活動に参加する重要な補助工具として、工具システムはCNCマシンの柔軟性と生産性、製品製造の精度と正確さにおいて極めて重要な役割を果たします。同時に、工具はより高価で消耗性のリソースです。一般的な生産工場、特にCNCマシンが多い生産環境では、工具数が膨大で、構成要素もかなり複雑、情報も豊富です。加工ニーズにより、多数の工具が工具マガジンとマシン、マシン間で頻繁に流通・交換されます。

従来の工具管理は、工具情報を紙に記録するか人間の脳で記憶するものです。長期間では記録情報が失われやすく、異なるユーザーが工具情報を把握するのが困難で、工具情報管理が追いつきません。これにより工具使用の混乱、リソースの浪費、生産効率の低下を招きます。

より深刻な結果は、製品偏差が大きすぎ、プロセス偏差、さらには製品がスクラップとなり、生産サイクルに影響を与えます。完全な工具データベースを確立し、工具システムのすべての情報をコンピュータに取り込んで管理し、ペーパーレス工具管理システムを確立することで、CNC加工効率を大幅に向上させられます。

5. 人員スキル要因

CNCマシン購入プロセスでは、CNCマシンの技術と先進性、特にCNCシステム、CNCマシンの機能選択に非常に高い要求があり、できるだけ良いものを目指します。しかし、設備設置稼働後、その使用効果は理想的ではありません。CNCマシンの使用は普通のマシンより難しいためです。CNCマシンは典型的なメカトロニクス製品であり、幅広い知識が関与します。つまり、オペレーターは機械、電気、油圧、空気圧のより広範な専門知識を持つべきで、オペレーターへの品質要求は非常に高いです。

現在、無視できない現象は、CNCマシンユーザーは増え続けているが、工作機械の稼働率は高くないことです。もちろん、生産タスクが満杯でないこともあります。しかし、より重要な要因はCNCオペレーターの質が十分でなく、一部の問題への対処法を知らないことです。これらはメンテナンスマニュアルに載っていないことが多く、かつて遭遇したことがない場合もあります。これにはユーザーに高い資質、冷静な問題対処、明確な判断、強い現場判断力、そしてもちろん確固たるCNC基礎が求められます。

オペレーターの全体的資質向上は即座には解決できず、今後の使用で蓄積する必要があります。試みる価値のあるもう一つの方法は、類似マシンの古いユーザーを訪問することです。彼らは豊富な実践経験を持ち、最も発言権があります。彼らの助けを求め、オペレーターへの一定のトレーニングを実施してもらうのが、短期間でオペレーターの全体的資質を向上させる最も効果的な方法です。

6. 製品構造要因

(1) 各種部品の仕様、サイズ、構造が大きく異なり、マシン、工具などのプロセス設備の汎用性が高くありません。

(2) 多くのCNC工場は通常、多品種、小ロット、短納期の生産タスクに直面しており、加工システムにより高い対応速度が要求されます。

(3) 製品部品構造が複雑で加工が困難です。

(4) 薄肉で、加工時に変形しやすいです。多数の薄肉・深空洞構造があり、典型的な弱剛性構造です。

(5) 工具と切削パラメータの選定が困難です。工具産業の発展が新材料の開発と応用に追いついておらず、加工切削データベースのサポートが不足しているため、いかに合理的に工具を選び、科学的に加工パラメータを選定するかが加工技術の難点となっています。

CNC加工効率を向上させる方法

CNCマシンは普通のマシンと異なり、普通マシンの管理方法をCNCマシンにコピーすることはできません。長年CNCマシンを使用してきた一部ユーザーの管理実践によると、CNCマシンが多い単位では比較的集中的な管理方法、すなわち「専門管理、集中使用」の方法を採用するのが良いです。プロセス技術準備は工場プロセス技術部門が担当し、生産管理は工場のタスクで統一的にバランスを取ります。

条件が許せば、コンピュータ統合管理の生産方式を採用できます。コンピュータがCNCマシンの生産に必要な各種作業と加工情報を管理し、情報共有を実現して生産準備時間を短縮し、ロジスティクスルートを最適化し、効果的に生産性を向上させます。生産実践では、CNCマシンの加工効率はかなりの程度、切削時間とCNCフライス盤稼働時間の比率に依存します。この比率が大きいほど生産効率は高くなります。

一般的に、CNC加工効率を向上させる方法は以下の通りです。

1. CNC技術への理解を変える。

CNC技術は総合技術です。CNC工作機械に加え、対応する支援技術と人員サポートが必要で、特にCNC加工プロセスでは人が決定的な役割を果たします。管理者、エンジニアリング技術者、設備保守担当者、オペレーターの技術能力がCNCマシンの生産効率に影響します。

2. 効果的な工具管理策を策定する

工具のプリセッティングによりマシン上での工具取り付け・調整時間を短縮し、管理システムで工具を管理して手動管理によるエラーを減らすなど。

3. 治具選定がワークピースの取り付け時間と測定時間に直接関わるため、治具管理を実現する必要があります。

CNC加工効率を向上させるため、CNC工房を設置し、技術者、生産担当者、設備保守担当者、検査担当者を同一部門に統合することを推奨します。これにより生産における統一的な手配と協調サービスが容易になります。組織設定には、工房長、チーフCNCエンジニア、生産計画・スケジューリング、CNCプログラマー、工具治具エンジニア、設備保守担当者、検査担当者、CNCオペレーター、倉庫管理者などが含まれます。

CNC工房設置の目的は、集中管理と生産の前倒しを行い、CNC加工効率に影響する要因をできるだけ生産初期段階で露出させ、生産前に十分な準備を行い、切削時間とCNCフライス盤稼働時間の比率を最大化し、プログラム待ち、技術処理待ち、工作機械修理待ち、工具測定具待ち、検査待ちなどによる停止待機時間を削減することです。

結論

上記のCNC加工効率に影響する要因が最適化または解決されれば、必然的にCNC加工効率が向上します。CNC加工効率の向上にはまだ多くの細心の作業があり、同時に企業管理の強力なサポートが必要です。