移動式CNCツールホルダーカートで機動性と効率を向上

将来的に異なる複雑な加工ニーズに対応するため、遊休ツールとダイスを保管しておく必要があります。今日では自動化の趨勢に伴い、CNCツールホルダーカートは通常、自動システムや対応する器具・部品と統合CNC工作機械システム内で連携し、人の判断を介して機能します。システム全体は一般的にコントローラ、カート、切削ユニット、ホルダーセット、マガジンユニット、ロボットアーム、その他固定デバイスで構成されます。

ニーズと進化

CNCツールホルダーカートと自動工具搬送システムの研究開発は、かつてオンサイトオペレータがワークピース用の次の切削ツールを探したり交換したりする際に発生していた非生産時間を削減することを目的としています。カートの配置に不慣れなオペレータは、ツールやツールホルダーの検索により多くの時間を要します。

この種の装置が発明される以前の旋盤では、従来の工作機械は一度に単一のツールしか使用できませんでした。現代の旋盤はツールタレットやパワータレットを備え、多数の切削ツールを収容可能ですが、タレットに取り付けられるツール数はディスクユニットによって制限されます。

この制約に対処するため、ツールホルダーカートを加工システムと接続する革新的なアイデアが考案され、ツール交換プロセスにおける手動操作を不要にして機械加工プロセス全体をスムーズにすることが可能になりました。この観点から、切削ツール、ツールホルダー、スピンドル、排出ユニット、把持機構などの設計は、手動操作と人的判断機構が排除されるため、よりシンプルな構造で設計できます。CNC制御のツールホルダーカートは、異なる仕様のツールホルダーを格納可能です。

フライス加工へのカート適用

フライス加工では切削ツールを回転させてワークピースから不要材を除去するため、フライスベースの機械にはATCシステムとツールマガジンが搭載されることが多いです。現在のフライス加工におけるツールカートの使用は稀です。現代のフライス盤の多くは、固定ラックや移動式カートではなく、ツールマガジンを切削ツール、ツールホルダー、その他関連デバイスの最適な保管装置として採用しているためです。

自動工具交換装置と連携したツールマガジンと対応するツーリング部品は、すべて統合コントローラの制御下にあります。コントローラはCNCプログラムによりすべてのリソースを調整します。これにより人的エラーを最小限に抑制できます。作業ステーションが大規模な場合、通常サイズのツールマガジンでは必要なツールホルダー数を満たせないため、追加資材を積んだツールカートが併用されることがあります。

フライス盤からマシニングセンタが発展し、一部のマシニングセンタには自動パレットチェンジャーと、製造タスクに必要なすべての詳細を格納できる大容量の自動機械式収納スペースが装備されています。この作業規模にはシンプルなCNCシステムでは不十分で、自動倉庫システムのアップグレードが必要です。

より大規模なスマート製造システムを導入し、すべての機械ユニットの運用ステータスを制御できます。インテリジェント監視システムがすべてのパーツの作業ステータスをオペレータに詳細表示し、システムから提供される情報に基づいて計画的な管理業務を実行できます。この種のシステムでは、従来のCNCツールホルダーカートやラックが付属品として必要となる場合があり、それらの存在も必要に応じて統合・管理されます。

旋削加工へのカート適用

CNC旋盤およびターニングセンタ用のCNCツールホルダーカートとラックは、ツールマガジンの構造と比較するとシンプルです。ツールマガジン内でCNCシステムの制御下に置かれると、各ツールホルダーに固有の番号系列がコーディングされ、CNCシステムが対象加工タスクに最適なホルダーを把握できます。

何らかの理由でCNC旋盤用のツールホルダーカートとラックが必要な場合、通常は人的オペレータが機械加工フェーズに応じて異なる旋盤間でそれらを牽引・移動して使用します。ツールホルダーカートは、ツールホルダー用の壁掛けラックと同様に、列ごとに一定数の穴を備え、切削ツールホルダーを収納する構造です。

研削盤への適用

多くの研削盤メーカーが座標測定機（CMM）を研削盤内に組み込み、円筒加工と平面加工の研削プロセスをより高精度にしています。このタイプの先進研削盤は、大容量または十分な量の研削ツールを統合し、研削ヘッドマガジンとともに完全統合型ストレージシステムを形成することで、あらゆる研削要件に対応します。そのため研削ケースではツールホルダーカートは常に見られるわけではありません。しかし砥石需要が大量の場合、オペレータが工場内でCNCツールホルダーカートを押し引きしてツールホルダー不足を補うこともあります。

CNC研削用ツールホルダーカートの適用は、前節で紹介したフライスベース機械と比較して比較的シンプルです。通常、研削プロセスは生産ライン全体の作業スケジュールにおいて後工程に位置づけられるためです。

カートモデル

CNCツールホルダーカートには豊富な在庫があり、設計は多岐にわたります。ユーザーは工場仕様とスペース配置に基づいて選択可能です。床置き型、ステップ型、ラダー型、シェルフ型、ベンチ型、ミニツールホルダーラック搭載型、スート型、ウルトラスート型など、ロック式引き出しとペグボード付きのモデルもあります。

カートを活用すれば、進行中の加工で不要になった遊休ツールを切り替えられます。この可動式の柔軟なユニットを社内に配置することで、オンサイトオペレータは研削タスクにおいてより高い作業柔軟性を得られます。