金型・部品加工業専門コンサルティング

金型・部品加工業専門コンサルティング(加工コンサル)は、金型メーカーや、マシニングなどの機械加工業を専門とする経営コンサルタント事務所です。

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FAQ

FAQ

金型メーカーの無料診断事例(2)CAM作業編

CAM作業工程の無料診断事例

金型メーカーの無料診断事例(2)

当事務所のサービスである機械加工メーカーや金型メーカー向けの無料診断について、日刊工業新聞社さんの月刊誌「型技術」でも診断項目を紹介させていただいておりますが、前回に引き続き実際に診断した報告書の事例を紹介したいと思います。

 

今回は、CAM作業工程の内容です。

 

申し訳ありませんが、今回も社名は伏せさせていただき、内容も修正してあります。

 

ある金型メーカーA社の診断報告

CAM工程

3D加工のセオリーを押えた作業手順になっているか

CAM作業者間での標準化はできており、良い状態だと思います。

しかしながらコスト最適な加工方法や工程が組まれている状況とは言えず、自社でコスト最適となる加工標準を作っていくことが急務だと思います。

 

また、CAMオペレーターは現場加工の経験が浅く、3D切削加工のセオリーまで熟知しているとは言えない状況です。

社内で加工経験を積むためのカリキュラムを作り、中長期的な視野での対応をとった方が良いと思います。

 

カタログ依存になっておらず、形状やデータに応じた加工条件を使えているか

BT40やBT30相当など、複数のミーリングチャック仕様があり、工具カタログに記載されている加工条件がそのまま使えない状況ですが、実験により加工条件を決めるなど、とても良い対応がとられていると思います。

後は、形状部位によって加工条件を使い分けられるくらい、CAMオペレーターが切削加工を熟知できればさらに良いと思いました。

 

工具の突き出し長さを分け、工数に配慮したパスの作り方ができているか

使われているCAMの機能上での制約とも言えますが、加工軌跡のZ値で工具突き出し量を決めており、最適な突き出し長さでの段取りになっているとは言えない状況だと言えます。

 

3D加工において、等高線と走査線加工で、加工条件を変えているか

等高線加工と走査線加工が一緒になった機能を使っているため、分けた加工条件にはなっていませんでした。

比較的大きなサイズの金型を扱っており、また緩やかな形状を持つ意匠面の金型もありましたので、ボールエンドミルを使った走査線加工では、等高線加工よりも早い送り速度を使っていただきたいと思いました。

 

まとめ

今回は以上になります。

次回は、マシニング加工工程についての診断報告事例を紹介したいと思います。

 

 

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金型・部品加工業 専門コンサルティング

代表:村上 英樹(中小企業診断士)

愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054

 

金型メーカーの無料診断事例(1)設計部門編

村上の無料診断

金型メーカーの無料診断事例(1)

当事務所のサービスである機械加工メーカーや金型メーカー向けの無料診断について、日刊工業新聞社さんの月刊誌「型技術」でも診断項目を紹介させていただいておりますが、今回は実際に診断した報告書の事例を紹介したいと思います。

 

まず今回は、設計部門の内容です。

 

申し訳ありませんが社名は伏せさせていただき、内容も修正してあります。

 

ある金型メーカーA社の診断報告

設計部門

複数設計者で、強度や品質で個人差が出ないよう、設計規格書が整備されているか

設計者全員で共通した設計規格書までは整備されていませんが、強度設計のための計算式などは共有されているので品質面では問題ないと思います。

お客さんから支給された設計標準を使われていますが、できれば社内で共有する「コスト最適」を目指した金型標準をつくり、それを社内教育にも活用するといった流れを作ることが望ましいと思います。

 

大日程から小日程まで日程計画は立てられているか、大雑把な管理ではないか

設計部署による大日程と、現場での小日程(差し立て)は整備されています。

ただし、部品ごとの日程管理である中日程計画は整備されておらず、部品単位での進捗の見える化はできていません。

 

正しい進捗管理の仕組みは整っているか

設計者ごとの進捗をパーセントで見える化した進捗管理まではできていません。

 

細かなマイルストーンを設定した日程管理ができているか(特に若手)

まだ設計に慣れていないという若手設計者はおられないようなので、細かなマイルストーン設定までは必要ないと思われます。

また設計工程ごとの日程管理もできており、良好だと思います。

 

情報共有がしやすい設計ルームのレイアウトになっているか

特に問題はなさそうです。

CAM作業エリアについて、コストやリードタイムについて適宜検討する小ミーティングをタイミングよく行った方が良いと思いますが、現状は縦長で一列の配列になっており、意見交換しずらい席のレイアウトになっていると思いました。

 

組み立てや保全に配慮した設計になっているか

設計完了後に適宜レビューを行っており問題はありません。

 

過去のトラブルの蓄積管理と、フィードバックされる仕組みをとれているか

型完成後のフィードバックや反省会をやりたいという社内案がありますが、作業者のレベルアップにつながるため必ずやった方がよいと思います。

管理が行き届いている金型メーカーは、過去トラブルの管理をデータベースにより即検索できる仕組みを構築するなどの取り組みを行っておりますが、ぜひ御社もやった方が良いと思います。

 

更新型などの再利用データの適切な管理、フィードバックの仕組みはあるか

個人管理ではありますが、適切に管理はされていると思います。

ただし再利用設計をする金型をコスト面でブラッシュアップしていくため、反省会やデータベースによる問題点の記録管理は行った方が良いと思います。

 

2次元設計、3次元設計それぞれに適した最善の業務手順になっているか

構造部は3次元設計が主体となっているので、構造部を2次元設計で行っている会社と比較すると、設計そのものの工数は多くかかります。

したがって後工程、特にCAM工程で、穴加工の自動化などによって工数削減を図りたいところですが、現状そこまではできていません。

 

また3次元で設計したモデルから、現場加工用に2次元図面を全て作図しており、その分さらに工数が多く発生しております。

3次元設計を行っている金型メーカーの中にはペーパーレスを実現しているメーカーもありますので、出来る限りペーパーレス化を図っていった方が良いと思います。

 

まとめ

今回は以上になります。

次回は、CAM工程やマシニング加工工程についての診断報告事例を紹介したいと思います。

 

 

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機械加工現場のイージーミスを減らす方法について

機械加工現場のイージーミスを減らす方法について

マシニング加工やワイヤーカット放電加工などにおけるイージーミスを減らす(無くす)方法について、最近いくつかの会社さんでさせていただく話があります。

 

訪問先企業でミスによる加工不良が出た際の対策として、例えば、加工指示書に注意を促す追記をするよう対策をしたとか、工具長補正の忘れを気を付けるよう工具一覧表にチェック欄を設けたなど、様々な処置を行ったことをお聞きします。

 

しかしながら、これらを一通り聞いた私が、その後に質問するのが「それで、加工スタート直前の関所としては、どんな確認をしているのですか?」です。

 

マシニングやワイヤーカットなど、加工プログラムを用いる機械加工において、私が最重要だと位置づけているのが、下図のアウトプットの直前(加工開始直前)で行う「関所」とも言える最終確認です。

関所の位置づけ

前述した、不具合対策として行う、段取り中のチェック行動や2重確認などは、実は上図で言うところの「プロセス」の中で行う処置になります。

 

これはこれで重要なアクションではあるのですが、逆に手厚くすれば手厚くするほど、作業にかかる工数もどんどん増えていきます。

 

私が考えている「仕事の上手い人」とは、しっかり確実にミスを発見できる関所を1重、もしくは2重に仕掛けておき、「プロセス」は人よりも手を省き、効率的に行うことで、仕事を確実かつ迅速に行う人だと思っています。

 

言い換えると、初心者やまだ未熟なオペレーターさんには、多重な確認作業を手厚く設けた「プロセス」が必要で、1年から2年、3年から5年と経験を重ねるごとに、徐々に「プロセス」を簡略にしていき、段取り作業にかかる工数を徐々に減らしていくのが良いと考えています。

 

しかしここが重要で、初心者もベテランも、「関所」となる最終確認作業は変わらない。ここだけは強固にしておくと言う事です。

この関所のレベルの高さが、その会社の持つ加工品質の技術水準のうちの一つと言えると思います。

 

ちなみに私自身は、「プロセス」となる段取り作業中にどんどん確認作業が増え、手間が多くなるのは嫌いなのですが、関所となるサイクルスタートボタンを押す直前の確認作業は、絶対に手を抜きませんでした。

おおよそこの確認手順を踏めば、ほとんどのミスは発見できるという手順で確認作業を行います。

 

この考えのおかげで、工具長・工具径補正の入れ忘れや入力間違いなどイージーなミスは、23年の現役オペレーター業務の中で一回も起こしたことはありません。

言い換えれば、加工スタート前に発見できていたというべきでしょうか。

 

まとめ

残念ながら「御社では、関所はどのように行っていますか?」とお聞きさせていただくと、ほとんどの会社さんで「そもそも関所は無いです」というお返事が帰ってきます。

 

御社はいかがでしょうか。

1重、2重の関所となる最終確認作業、「パパッと段取りをしても、加工スタート直前の最終確認でほとんどのミスは発見できる」という手順は確立されていますでしょうか。

 

参考になれば幸いです。

 

 

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11/25のセミナーでいただいたご質問の回答です

技術セミナーチラシ

11/25のセミナーでいただいた口頭質問のご回答です

先日11/25に日刊工業新聞社さん主催の技術セミナーに登壇させていただきました。

 

金型メーカーでお勤めの方々に受講いただき、誠にありがとうございました。

 

午後からの半日セミナーで、時間的に参加しやすいセミナーだったと思います。

 

その4時間という時間の中で、休憩の最中いくつか質問をいただきました。

 

その場で回答をさせていただいたのですが、金型製造にかかわる各メーカーさん共通の課題だと思いましたので、改めてコラムとしてこの場で回答させていただこうと思います。

 

それでは以下、よろしくお願いいたします。

 

他の金型メーカーでは、設計担当になる前に現場経験をどのくらいの期間積ませているのか?

私が見てきた中では、各社さん様々です。

1年という会社さんもあれば、5年を超えるという会社さんもあります。

 

ちなみに私自身は、19才でプレスメーカーに入社後、倣い加工やラジアルボール盤、セーパー加工などを半年経験したのち、金型設計をやらせてもらいました。

 

この現場経験の期間については、各社さん、何を重視するかによって変わるようです。

 

金型やその部品、工作機械とその扱い方など、最低限、現地で実物を見てきてほしいというスタンスであれば、3か月~半年というパターンの会社さんもあり、

現場で必要となる技能をある程度習得し、現場仕事をする厳しさや人間関係づくりまで合わせてやって来てほしいとなると、3年とか5年を超える期間の会社さんもあるようです。

 

もちろん、設計や現場のマンパワーの過不足により、「席」が空いているかどうかといったタイミングもあると思います。

 

ただし、どの金型メーカーさんでも共通して感じることは、現場経験で学んで来てほしい要件について、あまり明確になっていないと感じる点です。

それを踏まえると、結局「期間」でもない気もします。

 

定期的なジョブローテーションによる現場経験を積ませる会社さんもありますが、各工程で従事する期間が決まっているからこそ、何を学んでおくべきか事前に明確にしておく必要があると思っています。

 

私はこれらをテスト形式で明確にしておくことをオススメしております。

 

そちらに触れたコラムがありますので、もしよろしければ参考にしていただければ幸いです。

金型や機械加工メーカーでは作業者の力量をどのように評価するのが正しいのか

 

 

自社では3次元設計を導入しているが、加工後に測定する部品の寸法記録のため完全なペーパーレス化が出来ないが、これはやむを得ないか?

たしかに私がこれまでに見てきた中では、ISOによる記録管理などによるトレーサビリティ確保のための部品寸法の記録においては、ほとんどの金型メーカーさんが紙面での記録を行っております。

 

たしかに、3Dビューワーの中に記録する機能を持ち合わせたソフトもあるようですが、例えば研削加工の後に測定を行い、作業者がそのまま測定値を記録していこうとすると、なかなかパソコンの前に行ってビューワー内に記録する手間というのは現実的には厳しいように思えます。

 

そのため、ほとんどの金型メーカーさんで、加工用・測定記録用を兼ねた部品図が作成されています。

 

しかしながら別の視点ですが、設計の後工程であるCAM作業においても3次元モデルからデータ作成を行える完全な3次元工程を実現しているにもかかわらず、加工現場のために詳細な部品図を描きすぎているなと感じることは多々あります。

 

特に、設計で加工属性を付与するフィーチャー設計が出来ているのであれば、なおさら図面に穴寸法などは必要ないと思います。

 

そういった点で、ペーパーレスとは論点が異なってきますが、3次元設計に伴う最適な手順ができているかという視点で、一度自社のご確認をされてはいかがかと思います。

 

 

緻密な差し立てを行うため高い精度の工数見積もりが必要なのは理解できたが、そもそも見積もり工数は現場担当者の申告制で行っているため、その見積もり工数に妥当性があるのかわからない

こうなる原因として、質問をいただいた金型メーカーさんでは、全ての工程を一定スキルでこなせる技能者が、現場からいなくなったといった問題があるようでした。

 

たしかに、この事情を抱える金型メーカーさんはとても多いようです。

 

では部品ごとに、どの会社も共通した業界標準の加工工数を見積もる手段はあるのかという論点ですが、私は現時点では難しいと思っています。

(そういった研究論文を見たことはありますが)

 

したがいまして、私は個別に、金型メーカーさんごとの現状の加工工程や方法に対し、他社と比較し、過剰品質な手順になっていたり、慎重になり過ぎている加工条件などがあれば、それを地道に是正していくといった手段が最適なのではないかと思っています。

 

 

加工現場の評価を行ううえで「稼働率」を使うと、加工者のスキルと頑張りによる「仕事の速さ」が見えなくなり少なからずモチベーションに影響するようだが、何を評価指標とするのが正しいのか?

主に「チャージ」計算を使って、仕事の速さを評価する加工メーカーさんが多いようです。

 

簡単な例で言いますと、チャージ5,000円・工数10時間で見積もり、売値5万円で受注した仕事を、現場の頑張りにより、8時間で終わったとします。

 

そうすると実績のチャージは、5万円÷8時間=6,250円となり、見積もり時のチャージ5,000円が、時間単価6,250円になったということで、この上げ幅を「仕事の速さ」として評価するということになります。

 

このあたりについては、下記のコラムでも紹介しておりますし、2020年2月3日に日刊工業新聞社さん主催のセミナーでも触れる予定です。

部品加工メーカーのチャージ計算について

 

 

まとめ

以上、セミナーの合間にいただいた質問に対する回答でした。

またセミナーの最後には、申し込みの際にいただいた個別の質問にも対応させていただきました。

 

その内容をまとめたコラムは下記になります。

マシニング加工における荒取りと仕上げは機械を分けるべきか

 

本文中にも記載しましたが、また来年2020年、次は機械加工メーカー向けに、マシニング加工とCAM作業についての管理・改善のセミナーにて登壇させていただきます。

 

もしよろしければ、そちらもよろしくお願いいたします。

 

 

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金型メーカーにおける「多能工化」の真の目的

金型メーカーにおける「多能工化」の真の目的

こちらのコラムでも多能工化については、何度も触れてきましたが、私が金型メーカーでよくお話しをさせていただく「多能工化」の本当の目的についてまとめてみたいと思います。

 

まず前提として、金型メーカーでよく言われるのは、下図のように、依頼される仕事量について山谷があるという事です。

仕事に山谷がある_1

「仕事量に山谷がある」とは、忙しいときにはまとめて一気に仕事が来ることが多く、仕事が無い時期が交互に来て、平準してコンスタントに自社にとって適度な量で仕事が来るという状態には、なかなかならないという意味です。

 

そして、これもよくあることですが、図中に示す、社内で対応できるキャパ量を超えると、外注の金型メーカーに協力を仰ぎ、一般的には社内で作る原価よりも、外注に支払う金型費の方が高くつき、損益における利益率が低下することになります。

 

具体的な多能工化の方法

そこでどのような対応をとっていくかの方法として「多能工化」が出てきます。

 

多能工化を行うことで、下図のように対応できる製造キャパを引き上げることができれば、山谷における「山」の状態、つまり引き合いが多く来たときに、できるだけ多くの型数を受注する、もしくは外注に出す金型を少なくするという対策ができます。

仕事に山谷がある_2

具体的な多能工化として、例えば、

  • 設計工程では、機械加工や金型組み立て担当者であっても、自分の工程が忙しくなる前に、設計アシスタントとして、金型設計を手伝ったり、部品図バラシなどを行う。
  • 機械加工では、組み立てや仕上げ担当者であっても、自分の工程が忙しくなる前に、マシニング加工や放電加工の機械オペレーターとして、少しでも機械稼働率を高めるサポートを行う。また、設計担当者がCAMでデータ作成を行うなどもあります。
  • 組み立てや仕上げ作業では、機械オペレーターが無人運転の最中に、加工後の仕上げを行ったり、サブアセンブリ状態までの組み立てを行うなどがあります。

 

まとめ

まとめますと、山谷におけるの状態のときに、しっかりOJTやOFF-JTによる準備を整えておき、の状態が来た時に「多能工」という瞬発力を発揮して、来た仕事をできるだけたくさんこなすことが、金型メーカーにおける「多能工化」の真の目的になります。

 

これについては、私自身実際に、設計・CAM・機械加工・組み立て・仕上げ・トライ・保全などを、いつでも実務レベルで参画できるよう実践しておりましたので、自信を持って実現できると思っています。

 

金型を製造できるキャパは、設計や機械加工、組み立てなど工程ごとに分解し、投入できる人工や工数を使って計算されますが、それによれば、多能工化を行うことで、完全な分業体制をとっている金型メーカーよりも、各工程にフレキシブルに人工を投入できる、多能工化が進んだ金型メーカーの方が当然に多くなることがわかります。

 

最後にこれもよく言われることですが「多能工化、わかっちゃいるけど、その教育をやる時間が取れないんだよね」とおっしゃる企業さんは多いです。

 

これについて、どこもまとまった時間が取れないのは同じです。

この忙しい現代社会においては、「隙間時間」を制した者が勝つと私は思っています。

 

そこで、行き当たりばったりにならないよう、カリキュラムとスケジュールを事前にしっかりと組んでおき、毎日もしくは、週2や3回で1時間といった、定期的な勉強や練習でも充分に効果は出せると思っています。

 

ぜひ取り組んでみてください。お役に立てれば幸いです。

 

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マシニング加工における荒取りと仕上げは機械を分けるべきか

来たる11/25のセミナーに申し込みいただいた企業さま、ありがとうございました。

申込みいただいた中でご質問をいただきましたので、当日に先駆け、予習というわけではありませんが、気になった内容についてこちらのコラムで私の所感を書かせていただければと思います。

 

マシニング加工における荒取りと仕上げは機械を分けるべきか

この内容についてはコンサルティングの際、よく受ける相談でもありますし、マシニング加工がボトルネックになっている場合は、対策としてよく提案させていただく手段でもあります。

 

これまで多くの加工メーカーをみてきた私の所感としては、分けているメーカーは多いです。

 

理由は機械の回転率を高め、たくさんの仕事をさばくためです。また、焼入れ後に仕上げ加工を行う場合は、必然的に分けることになります。

また途中で焼入れ処理を行わない場合でも、荒取りと仕上げ、機械を分けることで、荒取り後の歪み抜きを兼ねることもあります。

 

どちらかと言えば、剛性よりも高精度な動きを求める仕上げ用途のマシニングでも荒取り加工はできますが、長年使用し輪郭精度が落ちているなど荒取り用として使っているマシニングで仕上げ加工は避けたいという場合、どうしても仕上げ用のマシニングに渋滞が起こりがちです。

 

そこで仕上げ用のマシニングの渋滞を避けるため、荒取り加工は他のマシニングでやっておき、仕上げは仕上げ加工専用のマシニングで行い、仕事の回転率を高めるという金型メーカーや機械加工メーカーを多く見かけます。

 

1台の加工機で荒・仕上げ加工を行うのは機械へのダメージを考えた場合避けるべきか

これは加工の内容によると思います。

大きなワークの加工で、しかも起伏の大きな形状があり、高送りカッターよりも、太い直径の工具を使い、一回の切り込み深さを多くとる重切削をやりたい場合は、滑りガイドの剛性の強いマシニングに限定されると思います。

こうした形状の荒取り加工においては、高送りカッターを使った浅い加工深さで高速に削る軽切削の荒取り加工よりも、前述したような重切削で加工した方が能率は上がると思います。

 

実際に私は、滑りガイドではなくリニアガイドのマシニングセンターでスローアウェイを使った重切削を行い、機械を痛めてしまった経験があります。

 

CAM側での配慮

それと、仕上げ用のマシニングで荒取り加工を行う場合は、加工深さ方向を薄く削る軽切削になりますが、加工データを作るCAMソフトは慎重に選んだ方が良いと思います。

 

例えば、工具直径の半分以下の幅方向で、薄く高速に削る荒取り加工の軌跡においては、絶対に工具直径の幅(以下、1Dと表現します)のパスが出ないCAMを選ばないと機械を痛める可能性があります。

この点について、私が使っているhyperMILLでは2つの指針の荒取り機能が選べます。

 

  1. 加工軌跡の中で、1Dのパスが出ることを許容するが、そのときのF値を指定できる(送り速度を下げられる)
  2. 絶対に1Dのパスが出ない軌跡で出す(トロコイド加工)

 

特に、3次元モデルを使った3D加工では、加工データの生成はCAM任せになってしまうため、CL計算においてこのように明確に管理がされていないと、やはり機械を痛めてしまうか、加工軌跡に含まれる一部の加工負荷の高い箇所のために、送り速度を下げて加工する羽目になってしまいます。

 

まとめ

以上、11/25の日刊工業新聞社さま主催の技術セミナーの申し込みでいただいたご質問について、他の金型・機械加工メーカーも抱えている課題かと思い、先行してご回答させていただきました。

 

今後も普段のコンサルティングの中で、こうした課題があれば取り上げていきたいと思います。

 

お役に立てれば幸いです。

 

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【金型メーカー・機械加工メーカー】従業員の力量をどのように評価するのが正しいのか

従業員の力量評価

金型や機械加工メーカーでは作業者の力量をどのように評価するのが正しいのか

今回のコラムは、これも当事務所に多く相談をいただく、金型メーカーや機械加工メーカーにおいて、従業員の力量をどのように評価するのが正しいのかについてです。

 

一般的に多くの加工メーカーにおける従業員の能力開発については、OJTや外部研修などOFF-JTを中心とした研修などによって教育が行われ、スキルマップなどによりその力量は評価されています。

 

しかし実際に、計画通り進めてみても、実態としての日々の出来高になかなか現れてこないのが実状ではないでしょうか。

 

私はその原因として、先ほど挙げた、OFF-JTを中心とした教育とスキルマップを使った力量評価のやり方に問題があると思っています。

 

では、どのように金型や機械加工メーカーで働く社員さんの力量評価を行うことが成果につながるのでしょうか。

 

私は次の2つによって、評価を行うことが望ましいと考えております。

  1. 知識面:ペーパーテストにより社内で直接使う知識の確認
  2. 技能面:実際にどこまでのものが作れるのかの確認

 

では、具体的にそれぞれ見ていきたいと思います。

 

知識面:ペーパーテストにより社内で直接使う知識を確認

実際に、私が企業の中で研修をやらせていただくと、例えば、茶髪でピアスをしたような若者でも、後でペーパーテストを行うことを伝えると、かなり真剣に講義を聞いてくれます。

これについては、複数人で共通した指標を使い、点数という統一したもので評価されることに一定の危機感を感じるためだと思っています。

 

したがって、まずは社内で共通したペーパーテストを作って、知識面の評価を行うことをオススメします。

 

また、ポリテクセンターや工作機械メーカーなどで実施される基礎・応用研修についても、とても効果のある研修ではあるのですが、実際にそれを受けた社員さんのその後の仕事ぶりをみて見ると、その知識を活かしてバリバリものづくりができているかというと、必ずしもそうとは言えない状況があることも事実です。

 

これについては、外部研修で学んできたことを、自社の仕事の実務内容に、結び付けることが苦手な人が多いためだと思っています。

 

そこで、実際に自社のものづくりで使う知識について、ペーパーテストを作り、それを教育も兼ねて実施する方法がオススメです。

 

実際のテストの内容の事例としては、次のようなものがあります。

ペーパーテストの事例_1

 

こちらの例は、プレス金型における曲げ型に使われる金型材料の種類を問うペーパーテストの事例です。

実際の金型の製造現場では、生産ロット数や製品の硬さだけでなく、機械加工の手順などによって、企業ごとに用いる金型材料が異なります。

 

外部研修で学ぶごとはあくまで基礎として、実際に本業で用いる知識はペーパーテストで補完するという一例です。

 

次の事例も同様です。

ペーパーテストの事例_2

こちらについても、一般的な外部研修では成分や強度などの講義は受けますが、実際に社内ではどう使い分けをしているのか、例えば、SS400は構造部にCO2アーク溶接で部品を直接溶接する場合に用いる、S50Cは、SS400では切削加工で百分台の精度が出せない場合に代替えするなど、自社都合で材料を使いわける事例は多々あります。

 

OFF-JTの外部研修だけ行い、そこまでつっこんだ知識については個人任せになっているという企業が多いです。

御社はいかがでしょうか。

 

やはり、こういったペーパーテストを作り、自社に合った認識で業務を行っているのか、力量評価とその補正となる教育を行っていく必要があります。

 

その他、次のような確認テストも考えられます。

ペーパーテストの事例_3

 

実際に金型部品が入ってくるプレート部品に対し、どのような手順で加工を行うか認識を問うペーパーテストです。

 

こうしたテストにより、表には出てこない認識の個人差を是正することにもつながってくると思います。

 

 

技能面:実際にどこまでのものが作れるのかを確認

次はスキル、技能面の評価方法ですが、加工現場でお仕事をする社員さんについては、「どこまでの難易度のものを加工できるか」で評価します。

 

例えば、次の図のような加工品があった場合、段取り方法や加工工程を考える能力、工具選定、NCプログラムを作れる能力によって、どこまでのものが作れるか、明確に差が出ると思います。

力量評価サンプル1

力量評価サンプル2

力量評価サンプル3

力量評価サンプル4

 

上図のサンプルは、私が使っているhyperMILLのトレーニング用モデルからお借りしたものですが、上から順に難易度が上がっています。

 

下のものになるにつれ、段取りや順番からして、どのように切削したらよいか難易度が上がっています。

 

このように、実際の加工現場においては、何の研修を受けてきたか、何年会社にいたかという情報は、力量評価においてあまり役に立たず、「実際のサンプルを元に、どこまでの難易度のものが正確に作れるのか」という評価の方が実務上役に立ちます。

 

もちろん、完成するまでの工数も評価対象になります。

 

これらのサンプルについては、部品加工メーカー寄りのサンプルになっておりますが、金型メーカーにおいても同様で、段階ごとの難易度に応じた評価用サンプルを用意することで、自社に合った力量評価を行うことができます。

 

まとめ

いかがでしたでしょうか。

 

私が日々、金型や機械加工メーカーでコンサルティングを行っていると、外部研修や社内教育は結構やってきたんだけど・・・なかなか仕事の成果に現れてこないといった言った悩みを多くお聞きします。

 

また、これは必須の前提となることですが、知識面で紹介したペーパーテストの内容についても、技能面で紹介したサンプルの加工方法にしても、社内で標準化し統一しておくことが望ましいです。

 

教える先輩ごとにやり方が異なるようでは、教えられる部下や後輩に個人差が出来てしまうことになるため、気をつけたいところです。

 

もしよろしければ、試してみてください。参考になれば幸いです。

 

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コラム投稿者

金型・部品加工業 専門コンサルティング

代表:村上 英樹(中小企業診断士)

愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054

 

「今さら聞けない」CAM加工の工具突き出し長さについて

意外に多くのメーカーが対応できていない工具突き出し長さの問題

今回は、すでに対応できている加工メーカーにとっては、当たり前の話なのですが、私が多くの金型メーカーや機械加工メーカーを診断していると、例えば10社訪問したとすると7社くらい、およそ7割くらいのメーカーが対応できていないと思われる、CAM加工時の工具突き出し長さの考え方について言及していきたいと思います。

 

今回で言う「CAM加工」とは、主に3次元CAMで作成したNCプログラムを使って、マシニングセンターやNCフライスで加工を行うものを指しています。

 

今回問題視していることは、下図のような状況において、本来望ましい工具の突き出し長さは左側の図の状態になるのですが、CAM機能上の問題からか、右の状態の長さで機械オペレーターに指示され、実際に加工が行われていることです。

工具の突き出し長さの状態_1

 

実際に多くのCAMオペレーターがとっているやり方としては、形状や、出力されたパスの最も低い(深い)Z値をもとに、例えば上図で言えば、形状の深さが65ミリなので、工具の突き出し長さを66ミリとか67ミリとし、加工指示書に記載しているやり方です。

 

ワークへの干渉を考慮すると、図のイメージのようなスリムタイプのミーリングチャックが使い勝手が良いので、常時このタイプのミーリングチャックを使うというセッティングはよく行われているのですが、それでしたら、左の状態のようにできるだけ突き出し長さを短くし、加工精度や出せる送り速度を上げることに配慮すべきかと思います。

 

また、工具径にもよりますが、図のような長い突き出しのまま加工するということであれば、下図のような剛性のあるミーリングチャックを使い、少しでも工具の逃げや倒れ、加工ビビリが起こらないよう配慮することも考えられます。

工具の突き出し長さの状態_2

最後にまとめますと、自由曲面などの3次元形状のCAM加工については、

  1. できるだけ短い工具突き出し長さでツールセッティングを行う
  2. 可能な限り剛性のあるミーリングチャックを使う

これらに配慮することで、加工面品質・加工寸法精度・送り速度を良くしていくことにつながると思います。

 

具体的には、CAMの機能やシミュレーションソフトによって突き出し長さを算出するか、アナログ的にCADで図を書いて確認するなどの方法になると思いますが、この作業にあまり工数をかけてもいけないので、少しでも効率よくしたいところです。

 

今回のお話しについては、すでにやっている企業さんにとっては当たり前かもしれませんが、私も意外だったのですが、本当に多くの加工メーカーさんが対応できていません。

 

御社はいかがでしょうか。参考になれば幸いです。

 

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金型加工と部品加工、それぞれCAMに求める機能の違いについて

金型加工用と部品加工用、それぞれのCAMの違い

素材は6面フライスした材料が多く荒取り加工では切削ボリュームは多い金型加工と、3次元加工は2次元加工の後に行う場合が多く素材形状は何らかの加工形状がついた状態になる部品加工では、CAMに求める機能は違ってくるはずです。

 

そこで、金型加工と部品加工、それぞれの用途において、CAMに求める機能の違いについてまとめてみました。

 

そもそも、一般に市販されている3次元CAMは、金型加工用とか部品加工用といったように定義して販売されているわけではありません(中にはそういったソフトもあるかと思います)。

 

ここで、金型加工用とは、主に自由曲面で構成される金型意匠面を加工するためのCAMで、部品加工用は、主に金型の周辺部品や金型以外の構造部品でも加工できる汎用的な機能を持つCAMのことを想定しています。

 

加工メーカーが、それぞれのCAMに求めている機能は、次のようなものがあります。

 

金型加工用のCAMに求める機能

  1. 素材形状は、6面フライスした材料などシンプルな形状が多く、そのため荒取り加工では切削ボリュームは多い傾向にあり、高効率化と工具の長寿命化を両立させられる機能、例えば局所的な負荷の低減など、高度な荒取り加工パスが要求される。
  2. ボールエンドミルによる仕上げ加工パスにおいて、加工後に意匠面を磨く場合には、三角パッチの目が浮き出てはいけない、微細なトレランス設定が必要など、仕上がり面品質が重要になる場合がある。
  3. 小径ボールエンドミルの加工がある場合は、前工具で削り残った領域を参照した加工パスが計算できる「削り残り部加工」は必須である。
  4. その他、①各荒取り工程後の素材形状を、次行程の加工領域に活用できる機能、②工具の突き出し長さの計算、③工具の突き出し長さごとに加工領域を切り分けられる機能などがある。

 

部品加工用のCAMに求める機能

  1. 3次元加工は、2次元加工の後に行う場合が多く、3次元加工を行う前の素材形状は、何らかの加工形状がついた状態になる。そのため、自由度の高い素材定義ができる機能や、素材と工具の干渉を簡単に見つけられる機能が求められる。
  2. すでに仕上がっている2次元加工が終わっている部位に、3次元加工の工具が触れない加工パスが簡単に作成できることが望ましい。
  3. 金型用の3次元CAMで使用する工具は、ボールやラジアスエンドミルが主体になるが、部品加工用CAMで使用する工具は、フラットエンドミルや、ドリルやタップなども加わり、汎用的に色々な種類を用いる。このため、2次元と3次元の加工を簡単に併用できる操作性が求められる。
  4. その他、①ダミー用サーフェース面の簡易なモデリング機能、②2次元から3次元を分け隔てなく使える加工シミュレーション機能などがある。

 

まとめ

実際には、金型加工用・部品加工用、それぞれに特化して販売されているわけではありませんが、明らかに2次元加工で使うには使いづらく、3次元の曲面加工をメインにしたCAMや、その逆の用途のCAMもあります。

 

こうした使い分けの適正の良し悪しは、金型や部品加工の製造原価や受注キャパに、じわりじわりと効いてくるので、あながち無視はできません。

 

しかしながら、特に金型メーカーにおいては、設計工程、例えば、2次元設計なのか3次元設計なのか、また部品図を2次元で作図しているのか、3次元モデルで現場に回しているのかなど、前工程からのプロセスによっても、どのようなCAMの使い分けが望ましいのか変わってくると思います。

 

ぜひ一度、設計から加工まで、全工程を見渡した中で、改めてCAMのあり方を検討されてみるのもよろしいかと思います。

 

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※ 本コラムは、型技術2016年5月号の記事から抜粋・編集しました。

無料診断で見えてきた、金型メーカーが陥る「〇〇〇病」について

あるメーカーのマシニングセンターを使う金型メーカーに共通した病

日々のコンサルティング業の合間に、お問い合わせいただいた金型メーカーや部品加工メーカーの皆さんに行っている無料診断ですが、全国の色々な金型メーカーを診断させていただく中で、生産性に関わるある共通した現象があることに気づきました。

 

病(やまい)ということですので、本来は望ましくない現場のある特徴になります。

 

その病とは特に、あるメーカーのマシニングセンターを使っている金型メーカーに発生していました。

 

病にかかった金型メーカーにおける具体的な現象

そのあるメーカーのマシニングセンターには、近年多くのマシニングセンターの制御盤に装備されている対話ソフトがありません。

そもそも対話ソフトとは、マシニングセンターの制御盤に添え付けられたCAMのようなソフトで、MAZAKさんのマザトロールが有名です。

 

タップやリーマ穴などの加工において、センター穴・下穴加工・面取り・タップ(リーマ)などといった複数の工具を使う加工においても、「M10 タップ」など加工種類と、座標位置を打ち込むだけで、簡単に一連の加工プログラムを作ることができます(Gコードプログラムを出力するものもあります)。

 

しかし、この対話ソフトが装備されていないマシニングセンターについては、元々、金型意匠面など倣い形状(3D形状など)を高精度に切削するための機械というコンセプトであったのだと思います。

 

しかし、プレス金型、プラスチック金型、ダイカスト金型など、金型種類を問わず、どの金型も2D加工、つまりプレート部品などの穴あけ加工やポケット加工など、3D加工以外の構造部の切削加工が多く存在します。

 

もちろん、加工現場ではそういった2D加工も同じマシニングセンターで加工しなければならないのですが、対話ソフトのない機械では、ジョグ送りを使った手動による加工もしくは、Gコードプログラムを手編集して対応するしかありません。

もしくは、加工条件や加工する座標位置を入力するだけで済むような、Gコードによるマクロプログラムを打ち込んで利用するということもあります。

 

しかし、そういったスキルを持った機械オペレーターがいない加工現場では、例えば、たった2、3か所のキリ穴をあけるようなプレート加工においても、別のCAMオペレーターにより、加工プログラムと段取り図、条件表、工具一覧表などを作ってもらい、それを使ってマシニング加工を行うという分業体制をとっています。

 

また、複雑でもなんでもない軌跡のエンドミル加工についても同様です。

プレートの厚みや段差の切削など、一本線で済むような軌跡の加工でも、CAMでプログラムを提供して加工している場合があります。

 

このような加工であれば、手動送りやジョグ送りを使った加工で充分です。また、きれいな仕上がり面が必要ない加工であれば、ラフィングエンドミルを使えば何回もスライスせずに一回の切り込みで済んだりします。

 

したがって、簡単な加工にまでCAMデータを提供するプロセスは、非常にムダな間接コストがかかっていると言わざるを得ません。

特に、設計に工数をかけて部品図を作成し、それを現場に渡しているにもかかわらず、別途CAMでデータを作成しているという金型メーカーについては、特にそう思います。

 

こうして余剰にかかった間接工数は、金型ごとの原価に現れてきます。

 

当事務所が行う現地診断でわかったことは、〇〇〇というメーカーのマシニングセンターを使っている、特にプラスチック金型メーカーに多く見られた症状でした。

ですから私はこれを、「金型メーカーにおける〇〇〇病」と呼んでお伝えしています。

 

私は金型メーカー以外にも、部品加工メーカーの無料診断も行っていますが、金型メーカーに比べるとこの症状は多くは見受けられません。

やはり、3D加工など金型意匠面の倣い加工をメインに行うために、〇〇〇社のマシニングセンターを導入している金型メーカーに見られる症状です。

 

部品加工メーカーでは、むしろ汎用的に加工ができる対話ソフトのついているマシニングセンターを導入していることが多いためだと考えられます。

 

いかがでしょうか。

もし思い当たるところがある金型メーカーさんについては、ぜひご注意ください。

 

※ 諸事情によりマシニングセンターのメーカー名までは書けませんので、もし気になる方はお問い合わせください。

 

 

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