小ロット生産では、大量生産とは異なる CNC 機械の選択の問題が生じます。

工場で何千もの同一の部品を生産する場合、機械は 1 つの安定したプロセスを中心に最適化できます。通常、治具、工具、プログラム、および切削パラメータは長期間にわたって繰り返されます。

小ロット生産は異なります。

現在では、1 つのコンポーネントを 50 個加工することができます。来週は別の部品の20個に注文が変更される可能性があります。材料、ワークピースの寸法、治具、ツール、および機械加工操作はすべて、ジョブに応じて変化する可能性があります。

この環境では、最も重要な質問は次のことではありません。

「生産速度が最も速い CNC マシンはどれですか?」

それは次のとおりです。

「時間とお金をあまり失わずに、あるジョブから別のジョブに変更できる CNC マシニング センターはどれですか?」

小規模バッチの製造業者の場合、機械の柔軟性、セットアップ効率、ワーク保持力、工具能力、プログラミング、および機械のサイズが、最大主軸速度だけよりも生産コストに大きな影響を与える可能性があります。

1. 小ロット生産に別の CNC マシンが必要な理由

小規模バッチ加工の経済性は、非切削時間に大きく影響されます。{0}

簡単な例を考えてみましょう。

バッチには以下のみが含まれます:

20パーツ

各パーツの実際の切断時間は次のようになります。

12分

総切削時間:

240分

しかし、新しい仕事にはそれぞれ次のことが必要だとします。

治具のセットアップに 60 分

ツールの準備に 30 分

プログラムの検証には 30 分

ワークの位置合わせに20分

機械は、実際に部品を切断するのではなく、部品を作成する準備にかなりの時間を費やす場合があります。

このため、小規模バッチ生産向けの CNC マシニング センターは、完全な転職プロセスに従って評価される必要があります。-

切断時間を 2 分節約しても、さらに 30 分のセットアップが必要な機械では、実際の生産コストは向上しない可能性があります。

2. 切断速度よりもセットアップ時間が重要な場合がある

小規模なバッチ作業の場合、多くの場合、セットアップ時間が最初に検討すべき事項の 1 つになります。

新しい部品が生産に入るたびに、オペレーターは次のことを行う必要がある場合があります。

前の固定具を取り外します

新しい治具を取り付けます

ワークピースの位置を特定する

ワークオフセットを設定する

ロードツール

測定ツール

CNCプログラムの転送

プログラムを確認する

最初の部分を実行する

ツールまたはジオメトリの調整を行う

これが 1 日に数回発生すると、セットアップ時間が製造コストの大きな部分を占める可能性があります。

したがって、CNC マシニング センターを選択するときは、次の点を考慮してください。

ジョブ A からジョブ B にどのくらい早く移行できるでしょうか?

この質問は、さまざまな顧客の注文を扱うジョブショップや委託製造業者にとって特に重要です。

3. パートミックスに合わせてマシンを選択する

小ロット生産とは、すべての部品が小さいという意味ではありません。

以下のものを作成できます。

小型アルミニウム筐体

中型スチール製ブラケット

金型部品

カスタム機械部品

プロトタイプのコンポーネント

短期生産の自動車部品-

したがって、機械は平均的な部品だけではなく、さまざまな部品を考慮して選択する必要があります。

以下を特定することから始めます。

最小共通部品

最大の共通部分

最も重い共通部分

最も複雑な部分

次に、どのマシン構成がその範囲の大部分をカバーできるかを判断します。

たとえば、ほとんどのジョブが中型の VMC に無理なく収まる場合、たまに特大のコンポーネントを使用するためだけに非常に大型のマシンを購入するのは経済的に合理的ではない可能性があります。{0}

4. 立形マシニング センターは多くの場合、実用的な出発点になります

立形マシニング センターは、過度に特殊な生産セットアップを必要とせずに幅広いフライス加工作業を処理できるため、小規模および中規模のバッチ作業に一般的に考慮されています。

一般的な操作には次のようなものがあります。

正面フライス加工

ポケットフライス加工

輪郭加工

掘削

タッピング

リーミング

つまらない

Dabai の立形マシニング センター シリーズには、自動工具交換やさまざまな作業範囲などの機能を備えた、精密機械加工や小規模から中規模のバッチ生産を目的としたモデルが含まれています。{0}{1}{1}

毎週異なるコンポーネントを生産するジョブショップの場合、この多用途性は、特定の部品を中心に機械を最適化するよりも価値がある可能性があります。

5. 4 軸 CNC マシンを検討する必要があるのはどのような場合ですか?

部品の複数の側面での加工が必要だが、必ずしも同時に 5 軸の工具を動かす必要はない場合、4 軸セットアップは興味深いものになります。

たとえば、コンポーネントには次のものが必要になる場合があります。

トップ加工

側面穴あけ加工

複数の穴パターン

複数のインデックス付き加工位置

回転軸を使用すると、ワークピースをメインセットアップから取り外さずに位置を変更できます。

これにより、以下を削減できます。

手動での位置変更

再固定-

ワークの位置合わせ

セットアップバリエーション

小規模バッチ生産の場合、セットアップの数を減らすことは特に有益です。

メリットは単に「軸が増える」というだけではありません。

利点は、操作間の処理が少なくなることです。

6. 5 軸マシニング センターが意味を持つのはどのような場合ですか?

5 軸マシニング センターは、部品の幾何学的に複雑な場合や、複数の方向からの加工が必要な場合に役立ちます。

考えられる例は次のとおりです。

複雑な金型

インペラ

航空宇宙部品

医療部品

ブレード

角度のある表面

アクセスが難しい複数の機能を備えたコンポーネント

重要な質問は次のようなものではありません。

「5軸の方が良いの？」

代わりに次のように尋ねてください。

「この部品を 3 軸機械で使用するには、何回のセットアップが必要ですか?」

コンポーネントが従来の VMC 上で 4 つの個別のセットアップを必要とするとします。

5 軸マシニング センターが 1 回のセットアップでほとんどの機能を完了できる場合、その価値は以下を削減することで得られる可能性があります。

治具の変更

アライメント時間

オペレーターの介入

作業が-進行中-

位置決めエラー

小規模なバッチの場合、セットアップのコストがより少ない部品に分散されるため、これは重要になる可能性があります。

7. 生産量が少ないからといって5軸を購入しないでください

生産量が少ないというだけでは 5 軸マシンとしての価値はありません。

パーツが単純な場合:

平板

シンプルなポケット

標準穴パターン

2.5Dコンポーネント

従来の 3 軸立形マシニング センターは、必要なものをすべてすでに備えている可能性があります。

部品の形状やセットアップの数が真の生産上の利点を生み出す場合、5 軸加工機の関連性が高まります。

したがって、決定は以下に基づいて行う必要があります。

部品形状 + セットアップ数 + プログラミング要件 + 予想される使用率

単なる生産量ではなく。

8. 混合小バッチ作業ではツールマガジンの容量が重要

1 つの大量部品に使用される機械には、比較的予測可能なツールセットが必要な場合があります。{0}

少量のバッチ生産は予測しにくいです。

1 つのジョブでは次のことが必要になる場合があります。

6つのツール

次に必要になる場合があります:

14 ツール

別の複雑なジョブには次のものが必要になる場合があります。

20+ ツール

このため、CNC 工作機械のマガジン容量が重要な考慮事項となります。

工具マガジンが大きいと、ジョブ間で工具を手動で取り外したり交換したりする必要性が軽減されます。

しかし、繰り返しになりますが、大きいほど自動的に優れているわけではありません。

ほとんどの部品に必要な工具が 12 個未満の場合、非常に大きな工具マガジンにお金を払っても得られるメリットは限られている可能性があります。

実際の生産物の種類に応じて容量を選択してください。

9. 自動工具交換により、主軸速度を高めるよりも多くの時間を節約できます

小規模バッチ生産の場合、工具交換の効率がサイクル タイムに顕著な影響を与える可能性があります。{0}

一般的なジョブでは次のことが必要になる場合があります。

正面フライス加工

ラフなポケット加工

仕上げフライス加工

掘削

タッピング

面取り

自動工具交換装置を使用すると、機械は手動介入なしでこれらの操作を切り替えることができます。

たとえば、Dabai の VMC 仕様には自動ツール マガジンが含まれており、DV855L/Z には 24 ツールのディスク マガジンが記載されています。

混合生産の場合、ATC の実際的な価値は単なる自動化ではありません。

それは、次の仕事のために、より幅広いツールのセットを準備しておく能力です。

10. ワークホールディングの柔軟性は小ロット生産にとって重要です

機械の仕様が優れていても、治具の交換に時間がかかりすぎると、小規模なバッチ作業では非効率的になることがあります。

どのくらいの頻度で変更するかを検討してください。

バイス

ソフトジョー

クランププレート

油圧治具

回転治具

モジュール式治具

柔軟なワークホールディング システムは大きな違いを生みます。

小規模なバッチ生産では、同じ基本システムを異なる部品形状に適合させることができるため、モジュール式治具が魅力的なことがよくあります。

したがって、マシン テーブルは以下とともに評価する必要があります。

T-スロット レイアウト

テーブル寸法

治具の設置面積

クランプアクセス

ロータリー-テーブルの互換性

これは、前に説明した CNC マシンのテーブル サイズのトピックに直接関係します。

11. 1 つのパーツに基づいてテーブル サイズを選択しないでください

小規模バッチの製造業者は、多くの場合、同じ機械で異なるワークピースを処理する必要があります。

あなたの通常の仕事が次のようなものであると仮定します。

300×200mm

に：

800×500mm

より小さなコンポーネントを中心に選択された機械は、より大きな注文に対して制限となる可能性があります。

しかし、将来の注文が大きくなるかもしれないという理由だけで巨大なマシンを選択すると、コストが不必要に増加する可能性があります。

代わりに、ジョブの実際の分布を見てください。

聞く：

500 mm 以内に収まる注文の割合は何パーセントですか?

部品が 80​​0 mm を超える頻度はどのくらいですか?

一般的な器具のサイズはどれくらいですか?

一般的なワークの重量はどれくらいですか?

適切な CNC マシン テーブル サイズとは、マシンを不必要に大型化することなく、現実的な生産要件の大部分をカバーできるサイズです。

12. 主軸速度は実際に加工する材料に一致する必要があります

小規模バッチの製造業者は、複数の材料を機械加工することがよくあります。

例えば：

アルミニウム

軟鋼

ステンレス鋼

鋳鉄

エンジニアリングプラスチック

非常に高速なスピンドルを備えた機械は、アルミニウム製の工具や小さな工具にとって魅力的な場合があります。{0}

ただし、大きなカッターを使用した鋼材の作業が多い場合は、スピンドルのトルクと機械の剛性がより重要になる可能性があります。

したがって、主軸の最大回転数だけで CNC マシニング センタを選択しないでください。

考慮する：

材質 → 工具径 → 切削速度 → 主軸回転速度 → 要求トルク

同じ原理がスピンドル動力にも当てはまります。

実際に使用する切削条件に合わせて機械を選定してください。

13. 部品の配合が変わると機械の剛性が重要になる

小ロット生産では、多くの場合、機械はさまざまな切断条件を使用することになります。

ある仕事には、軽いアルミニウム仕上げが含まれる場合があります。

次に、積極的な鋼の荒加工が含まれる場合があります。

次の場合は、深いポケットの加工が必要になる場合があります。-

剛性の高い機械構造により、さまざまな切削負荷に対してより安定したプラットフォームが提供されます。

これが、購入者が次の点を評価する必要がある理由の 1 つです。

マシンベッド

カラム構造

ガイドウェイ

スピンドルサポート

作業台

機械重量

スピンドル出力だけを比較するのではなく、

柔軟な小規模バッチ機械は、さまざまな材料や切削条件にわたって安定性を維持する必要があります。{0}

14. プログラミングとプログラム転送は簡単でなければなりません

小規模バッチ生産では、頻繁なプログラム変更が必要になることがよくあります。

マシンは以下を実行する必要がある場合があります。

プログラムA → プログラムB → プログラムC → プログラムD

同じ週以内に。

このため、CNC 制御の使いやすさが重要になります。

見てください:

プログラム転送

プログラムストレージ

工具オフセット管理

ワークオフセット管理

マクロ機能

プログラム編集

USB/イーサネット/ネットワーク接続

オペレーターインターフェース

再プログラムが簡単な機械は、顧客からの注文までの時間を短縮できます。

ジョブショップにとって、これは最大主軸速度を少し上げるよりも実用的な価値がある可能性があります。

15. プロービングは短期間の実行には価値がある

大量生産では、自動検査システムは 1 つの反復可能なプロセスを中心に設計される場合があります。

小ロットの作業は異なります。

ワークは頻繁に変わります。

プロービングは次のことに役立ちます。

ワークの位置合わせ

ワークオフセット設定

特徴測定

工具測定

プロセス中の検証-

これにより、手動セットアップと測定時間を短縮できます。

セットアップが頻繁に行われる小規模なバッチの場合、これらの時間はすぐに増加する可能性があります。

生産に多くの複雑な部品が含まれている場合は、CNC マシニング センターを選択するときにプローブ オプションについて話し合ってください。

16. マシンの価格だけでなくセットアップのコストも計算する

2 台の CNC マシンの購入価格が同様であると仮定します。

マシン A には次のものが必要です。

ジョブあたりのセットアップは 45 分

マシン B には次のものが必要です。

ジョブあたりのセットアップは 25 分

工場で 1 日に 6 つの異なるジョブが実行される場合、その差はかなり大きくなる可能性があります。

1 か月を超えると、節約されたセットアップ時間の方が、マシンのサイクル タイムのわずかな差よりも価値がある場合があります。

このため、小規模バッチ マシンの選択には次のものが含まれる必要があります。

機械の価格 + セットアップ時間 + 労力 + 工具 + 治具の変更 + プログラミング + メンテナンス

機械の購入価格だけではなく、

17. 小規模バッチ生産によりサイクル タイムの考え方が変わる

大量生産では、10- 秒のサイクルタイムの改善は、数千または数百万の部品数に倍増するため、非常に価値がある可能性があります。

小ロット生産では計算が異なります。

次のようにするとします。

30パーツ

そして保存します:

1パートあたり20秒

合計の節約額は次のとおりです。

10分

ただし、次のようにしてセットアップ時間を短縮すると、

30分

セットアップだけで 3 倍の節約ができたことになります。

したがって、少量のバッチ生産では、可能な限り短い切断サイクルを追求するよりも、非切断時間を短縮する方が価値がある場合があります。{0}}

18. 横型マシニングセンターは、小規模なバッチを繰り返す場合に理にかなっています

横型マシニング センターは、同じファミリーの部品で複数の面の加工が必要な場合に興味深いものになります。

主軸の水平方向は切りくずの排出と多面加工に役立ちます。また、パレット化またはトゥームストーンのワークホールディングは再現可能な生産セットアップをサポートします。{0}

たとえば、ギアボックス ハウジングのファミリーには次のものが必要になる場合があります。

正面加工-

横穴

下部の機能

内ポケット

同じワーク保持コンセプトで複数の関連コンポーネントをサポートできる場合、横型マシニング センターにより繰り返しのセットアップ作業が軽減される可能性があります。

ただし、小規模なバッチのほとんどが単純な片面コンポーネントで構成されている場合は、複雑さが増すため同じ利点が得られない可能性があります。{0}}

繰り返しますが、決定は実際のプロセスに従う必要があります。

19. ドリリング＆タッピングセンターで十分な場合

すべての小さなバッチにフルサイズの VMC が必要なわけではありません。{0}

部品が比較的小さく、大部分の操作が次のような場合:

掘削

タッピング

軽フライス加工

面取り

穴パターン加工-

高速ドリリングおよびタッピングセンターを検討する価値があるかもしれません。-

Dabai の製品範囲には、VMC、HMC、ガントリー、5 軸機械のほか、高速ドリリングおよびタッピング センターが含まれます。{0}

重要なのは、マシンを運用構成に適合させることです。

高速の穴あけやタップ加工が中心となる作業のために大型マシニング センターを購入すると、機械の機能が使用されなくなる可能性があります。{0}

20. 少量のバッチミックスの最大部分を無視しないでください

よくある間違いは、平均的な部品を中心にマシンを選択することです。

プロダクション ミックスに次のものが含まれているとします。

60% 小さな部品

中パーツ 30%

大型部品10%

大型部品が戦略的に重要な場合でも、機械はそれらを収容する必要があります。

ただし、これは自動的に、可能な限り最大のコンポーネントに合わせたサイズのマシンを購入することを意味するわけではありません。

代わりに次のように尋ねることもできます。

大きな部品を別の機械で処理できますか?

最大規模の仕事を下請けに委託することはできますか?

より大型のマシンを正当化できるほど頻繁に発生するのでしょうか?

テーブルが大きくなると、効率的に実行できる注文の数が大幅に減りますか?

これは生産計画の決定であり、単なるマシンの仕様の決定ではありません。{0}{1}

21. 小ロット生産における 3 軸、4 軸、5 軸はどうですか?

実際の比較は次のようになります。

重要な点は、小ロット生産だからといって自動的に 5 軸を意味するわけではないということです。

これは、マシンがジョブ間の切り替えに必要な非生産的な作業の量を最小限に抑える必要があることを意味します。{0}}

22. 小ロット生産向けの CNC マシンを評価する方法

見積もりを依頼する前に、代表的な仕事のリストを作成してください。

各部分について、次のことを記録します。

部品寸法

部品重量

材料

年間数量

バッチ数量

セットアップ数

ツールの数

標準的なサイクルタイム

治具の種類

必要な公差

機械加工作業

次に、部品全体に共通する要件を特定します。

例えば：

典型的な部品サイズ: 500 × 350 × 250 mm

通常のバッチ: 20 ～ 100 個

材質：アルミニウム+炭素鋼

一般的なツール: 8 ～ 16

作業: フライス加工 + 穴あけ + タッピング

これにより、CNC 機械のサプライヤーは、実際の生産構成に基づいて機械を推奨するのに十分な情報が得られます。

23. CNC 機械メーカーへの質問

小ロット生産用の機械を比較する場合は、次の点を考慮してください。

セットアップについて

治具の交換は簡単ですか?

どのようなテーブルと T スロットの配置が提供されていますか?{0}}

モジュール式治具は使用できますか?

ツーリングについて

ATC にはツールが何個ありますか?

工具交換にはどのくらい時間がかかりますか?

スピンドルはどのような工具直径と重量を受け入れることができますか?

加工について

どのようなスピンドル出力とトルクが利用可能ですか?

有用な主軸-速度範囲はどれくらいですか?

重切削時の機械の剛性はどの程度ですか?

制御について

プログラムはどのように転送されますか?

プログラムは何件まで保存できますか?

プロービングおよびツール測定のオプションは利用できますか?

制作について

機械が快適に処理できるワークサイズはどれですか?

4軸または5軸のワーク保持に対応できますか?

一般的なセットアップ構成は何ですか?

これらの質問は、マシンの最大 RPM やテーブル サイズのみを尋ねるよりも役立ちます。

24. 例: 30 個の顧客注文

顧客が次のように注文したと想像してください。

30 アルミニウムハウジング

各部分には次のものが必要です。

正面フライス加工

ポケットフライス加工

12 個のドリル穴

タップ穴6個

面取り

実際の切断時間は以下の通りです。

1パートあたり15分

総切削量：

450分

ただし、この仕事では次のことも必要です。

治具の取り付け

ワークオフセット設定

工具の準備

プログラムの検証

最初の-品目検査

セットアップに 2 時間かかる場合、そのセットアップ時間は注文全体に比べてかなりの時間になります。

ここで、別の顧客がまったく異なる鉄鋼部品を送ってきたと想像してください。

機械が工具、治具、プログラム、ワークオフセットを迅速に変更できる場合、同じ CNC マシニング センターで大きなダウンタイムを発生させることなく両方のオーダーをサポートできます。

この柔軟性は、まさに小規模ロットのメーカーが対価を払っているものなのです。

25. 小規模バッチ生産に最適な機械は必ずしも最小の機械であるとは限りません

小型のマシンは購入価格を低く抑えることができます。

ただし、次のことが必要な場合:

さらなるセットアップ

手動ツールの変更が増える

さらなるフィクスチャーの変更

加工時間が長くなる

より頻繁なワークホールディング調整

初期保存は制作中に消える可能性があります。

逆に、必要以上に大きなマシンは資本と床面積を圧迫する可能性があります。

実際の目標は次のとおりです。

めったに使用されない機能に料金を支払うことなく、通常のプロダクションミックスに十分な容量と柔軟性を提供します。

これが、小ロット生産向けの CNC マシンの選択に取り組む正しい方法です。

26. マシンを比較するときに何を優先する必要がありますか?

小規模バッチ生産の場合は、次の順序でマシンを評価します。

1. 対象範囲

現実的な範囲の部品に対応できますか?

2. セットアップの柔軟性

治具やワークのオフセットを効率的に変更できますか?

3. マシン構成

3 軸、4 軸、5 軸、または横型加工を使用すると、セットアップが削減されますか?

4. 工具容量

この機械はさまざまな作業に必要なツールを保持できますか?

5.主軸性能

スピンドルは材料とカッターに適合しますか?

6. 制御とプログラミング

オペレーターは効率的にプログラムを変更できるでしょうか?

7. テーブルと耐荷重

機械は完全なワークホールド設定をサポートできますか?

8. 長期的な生産コスト-

このマシンにより、実際のジョブの組み合わせ全体でセットアップと処理の時間が短縮されますか?

これにより、CNC マシニング センターを選択するためのより現実的な基準が得られます。

最後: 最高速度を追求する前に柔軟性を選択してください

小ロット生産の場合、最大の生産性損失は、切断中ではなくジョブ間で発生することがよくあります。

したがって、適切な CNC マシニング センターを使用すると、セットアップ、工具、調整、プログラミングのダウンタイムを最小限に抑えて、ある顧客の注文から別の顧客の注文に移行できるようにする必要があります。

単純なコンポーネントの場合、立型マシニング センターはフライス加工、穴あけ、タップ加工、短期間の生産に必要な柔軟性を提供できます。{0}}

複数の側面部品の場合、4 軸構成または横型マシニング センターを使用すると、セットアップの繰り返しが軽減される場合があります。{0}}

複雑な形状の場合、部品が多軸アクセスの恩恵を受ける場合、5 軸マシニング センターでワークホールド操作の回数を減らすことができます。-。

穴あけとタップ加工が大部分を占める小型部品の場合は、専用の高速穴あけおよびタップ加工センターの方が適切な場合があります。{0}

正しい選択は、実際の生産構成によって異なります。

購入する前に、CNC 機械のメーカーに、寸法、材料、バッチ数量、治具要件、工具、セットアップ数、機械加工操作などの部品の代表的なリストを提供してください。

これにより、スピンドル速度、テーブル サイズ、機械出力などの単一の仕様ではなく、実際の生産プロセスに基づいて機械を選択できるようになります。

Dabai Precision Machine Tool は、さまざまな部品サイズ、形状、生産要件に対応する立型マシニング センター、横型マシニング センター、4- 軸および 5 軸マシニング センター、高速ドリリングおよびタッピング センター、ガントリー マシニング センターを供給しています。