CNC加工が自動車製造に革命をもたらす理由

CNC加工と聞くと、複雑な設計や小さな製品・部品をイメージする方が多いでしょう。この技術に馴染みのない方のために説明すると、「コンピュータ数値制御」の略で、デジタル指示に従って材料を成形する工作機械を指します。

これらのマシンは人間の職人より高精度に作業でき、廃棄物を最小限に抑えながらかなりの速さで加工を進められます。同様に、このプロセスは通常、より大きな機構の一部となるような小型製品に関連付けられがちです。

自動車産業の急速な発展に伴い、自動車の複雑なキー部品を効率的・高精度・高安定に加工することは、製品の生産サイクル短縮と企業の効率・競争力向上の有効な手段となっています。CNC加工技術は、複雑な自動車部品の迅速な試作と製造を実現します。同時に、CNC技術におけるバーチャル製造技術、フレキシブル製造技術、統合製造技術が、現代の自動車加工・製造で広く活用されています。自動車部品製造プロセスにおけるCNC製造技術のインテリジェント化は、自動車製造業の発展トレンドとなるでしょう。

インダストリー4.0と「中国製造2025」コアプランの導入により、世界は第4次産業革命の到来を迎えています。製品製造プロセスにおける情報化と工業化の融合がより重視され、製造装置とその制御のインテリジェント化（スマートファクトリー、スマート生産、ヒューマン・マシン・インタラクション、IoT、機械の自己組織化、デジタル製造など）が実現されつつあります。CNCマシンとCNCシステムは、インテリジェント生産を実現する核心要素です。CNC加工技術は複雑な自動車部品の迅速な試作製造を実現し、CNC技術におけるバーチャル製造、フレキシブル製造、統合製造技術が現代自動車の加工製造で広く使われるようになっています。自動車部品製造プロセスにおけるCNCシステムのインテリジェント化も、現代自動車製造業における必然的な発展トレンドとなるでしょう。

自動車部品製造におけるCNC加工の重要性

現在のCNCオペレーションには、動力工具を用いた3軸・5軸加工と旋削が含まれます。これらの機能は、マシンに材料を操作・加工する更なる方法を提供し、単に曲線をトリミングするだけでなく、直角ではなく曲線でトリミングでき、一般により複雑な結果を生み出せます。当然ながら、これが重要な自動車部品を含むより幅広い用途につながっています。

手動製造と比較して、CNC加工技術は自動車部品製造の標準化・規範化を実現する基盤を築き、国内自動車部品の生産品質と実稼働率を向上させました。CNC技術は、主要自動車部品の製造に完全な自動化ソリューションを提供します。産業インターネットとビッグデータ監視、加工プロセスにおけるリモートサービスに基づく加工データを受信し、バーチャル加工とプログラムコード検査を行い、その後CNCシステムの加工状態を用いて自動知覚、自己学習、自己適応、自己最適化機能を発揮させ、ワークの高品質加工を達成。さらに産業用ロボットとCNC工作機械のオンライン一括検査手法により、主要自動車部品の効率的なフレキシブル加工とバッチ製造におけるCNC工作機械の幅広い応用を実現しています。

自動車業界におけるCNCカスタム加工の現状

ポルシェなど一部の企業は、希少車や限定生産車、オーナーや販売店では入手困難な車両向けの部品製造に、CNC加工カスタマイズを活用しています。

従来、ポルシェクラシックカタログを構成する52,000種類の部品のいずれかが在庫切れになると、特定の工具を用意して追加製造する必要がありました。CNC加工カスタマイズなら事情が異なります。このプロセスは、特定部品を製造するために工場を再稼働させるよりコスト効率が良く、各部品を数時間〜数日で注文できるため、必要な倉庫スペースを削減できます。

ポルシェは、ポルシェ959のフル機能クラッチリリースレバーをCNC加工でカスタム製造し、この取り組みをテストしました。このレバーは、オリジナル機械加工部品と同じテスト（3トン耐圧テストを含む）をパスする必要があります。メーカーはパイロットプログラムの一環として、デジタルライブラリに20部品を追加し、必要に応じて拡大する計画です。

カスタムカー設計は、一部の裕福なオーナーに限られています。一般的なドライバーは内外装の色やアクセサリーを選べますが、車のブランド、モデル、外観は路上の同一モデルと変わりません。多額の資金を持つ購入者向けには、ロールス・ロイスがCNC加工カスタマイズを用いて完全なオーダーメイド車両の製作に取り組んでいます。

この種のCNC加工カスタマイズの技術的ハードルは高くありません。実際、新規ロールス・ロイスオーナーの30〜40%は、自分でカスタムオーダーする代わりにディーラーから在庫車を選びます。フレーム・ボディからインテリア・エンターテインメントコンソールまで全てを設計できるオプションを提供することで、メーカーが予期しなかった形で高級車産業を拡大できる可能性があります。

将来のCNCシステム発展トレンドの展望

多自由度の複雑部品に対する高品質・高効率・統合的なインテリジェント生産ニーズに対応するため、将来のCNCシステムは多自由度複合加工の方向へ発展し、一回の段取りで複数の加工面の旋削・フライス・穴あけなど多工程複合加工を完結させるようになります。さらに、高速高精度加工を実現するため、より高度な軌道計画戦略とモータ制御戦略が必要になります。インテリジェント製造の発展トレンドに伴い、CNCシステムには高度にインテリジェントなヒューマン・マシン・インターフェースが求められ、加工技術計画機能と加工プロセスの診断・適応制御戦略を実現します。将来のCNCシステムは、工作機械製造の全プロセスを通じた全方位的な自己監視・管理を実現します。CNCシステムは部品の3Dモデルに基づき、取り付け位置、加工軌道、加工工具を自動計画。イーサネットやインターネット技術を活用して工場内の機械間通信・協調を実現し、最短プロセスステップで計画。ロボットハンドとの通信で自動積み下ろし・搬送を実現し、キーとなる複雑部品の自動・インテリジェントな迅速試作製造を実現するでしょう。