これだけは確認！機械回りの精度―マシニングセンタ編―（型技術2023年11月号掲載）
マシニングセンターや放電加工機での加工後、きちんと寸法確認をしてから金型を組み上げる会社にとって今回の話しは全く不要だと思われるが、プレスメーカーの内製部門などにおいて、加工が終わったら個々の部品の検査を待たずとにかく金型を組み上げ、そこから上型下型の合いを見たり、早急に1stトライに進めていこうとされる製造現場は意外と多い。
そこでよくお聞きするのが「組んでみたら何だか寸法が出ていない」「クリアランスがおかしい」などの問題が起きることである。
本来行うべき加工後の部品の寸法計測をしないということなので、いわゆる「工程で品質を作り込む」「加工方法や機械を信頼する」といった方針だと思われるが、寸法確認をせず速やかに後工程に部品をまわす方針が良いか悪いかは一旦ここは置いておき、加工プロセスの中で何かがおかしいため部品寸法が出ていないという点に着眼する。
そこでこういった問題を抱える現場の診断をさせていただく際、最低限必要な精度確認として、その場で点検させてもらう項目がある。今回そのマシニングセンター編になる。
近年金型製作においては、成形シミュレーションを使うことが一般的になっているが、そこで使ったモデルを実物で正確に再現するためにも、一定の精密加工は今の金型現場には必須となっている。
そういった意味で加工精度を保証するための機械・治具の状態確認は、必ず行っておくべきかと思う。それでは順に点検項目を見ていこう。
主軸の振れ
まず問題視したのは、主軸の振れによりワーク原点がズレてしまう点である。
部品精度が出ないと悩んでいた、あるプレスメーカーの加工現場にて、テストバーを主軸につけ振れを確認したところ、0.02ミリ近く主軸が触れていた。こちらでは金型部品の追加工について端面からのピッチ精度が出ていないという問題が頻繁に起こっていた。その原因の一端は、主軸の振れにより正常にワーク端面の原点設定が出来ていないことにあったようである。
またプレート部品の端面基準からのリーマ穴ピッチも最大0.05ミリ以上ズレるなど、そもそもリーマ加工の手順にも問題があったことも相まって、金型の組み付け寸法に問題が出ていた。
実際に主軸に振れが出ていることでどのようにズレが発生するかであるが、例えばプレートに穴あけ加工などを行う場合、ワークをクランプ後、主軸にタッチセンサーなどを呼び出し、XY原点のセットをすると思う。
このとき回転式のタッチセンサーを使った場合は、いずれか一方への位置ズレは気にならないかもしれないが、回転しないタイプを使った場合、主軸回転が停止しているとき、360°のうちいずれかの方向に傾いた位置にセンサーの測定子がいることになる。
あるいは主軸の方ではなく、タッチセンサーの測定子の方が傾いているかもしれない。そうした懸念もあるため、先に主軸にテストバーを取り付け、振れの有無を見ておく必要があった。
この主軸の振れ量を確認する方法としては、ダイヤルゲージを使ったり、非接触のレーザー工具測定システムが付属されていれば、それで行うことができるため、後述するタッチセンサーの校正の前に、まずは主軸に取り付けたものに振れが出ていないかを確認する。またその際にはテストバーを使用するなど、チャックやコレットなどの締付要因による振れが出ない状態で確認することが必要になる。
こちらのプレスメーカーでの加工部品は、端面基準を取っていた場合に、この主軸振れに気づいていなかったため、裏表の両面から加工を行った際、同じ基準面で原点をとっていたにもかかわらず、目視でわかるくらい加工位置がズレる問題が起こっていた。
タッチセンサーの校正
これは先ほども触れた論点である。先ほどはまず機械側の主軸の方に振れが出ていないかの確認だった。
こちらはタッチセンサー本体の方に振れが出ていないかの確認になる。
これを2番目で取りあげているのは、まず主軸の振れが出ていないという前提を調べたかったためである。
主軸の方に振れが出ていないようであれば、タッチセンサーに振れが出ていたとしても、調整できるタイプであれば、ダイヤルゲージを当てながら手動でタッチセンサーを回転させ、振れがなくなるまで調整すればいいだけの話である。
このようにシンプルな作業ではあるものの、新品で購入したときから一度も校正をしたことがないという現場も結構ある。
部品加工だけで仕事を受託する加工メーカーでは、加工後の部品を測定することは当たり前のように行われているが、金型メーカーや量産メーカーの工機部門において、加工したら検査せず即組み立てるという現場では、意外とこうした校正は行われず、目に見えて寸法が狂っていなければ見過ごされるケースがある。
やはりこちらも定期的に点検する仕組みが必要である。
機械動作とテーブル（バイス）の水平と平行
次は機械動作とテーブル、もしくはバイスとの水平・平行の確認である。
これもある加工現場のマシニングセンターでは、0.05ミリ以上など見過ごせないほどの歪みが出ていた。
確認方法としては、主軸にダイヤルゲージをマグネットベースなどで取り付け、テーブル面をXY軸それぞれに早送りや切削送りを使って走らせる。これによりZ方向で水平が出ているかを確認する。
例えば、正直台や敷板、研磨したブロックなどを介在するにしても、テーブル面に直接ワークを載せ、松葉クランプなどで段取りする加工にあたっては、ワーク底面からラジアスエンドミルなどで平面加工した面までの高さ寸法が一定しないとか、ポケット加工の深さ寸法が一定しないなどの問題が出ることが考えられる。
また複数のバイスを並べている場合には、それぞれの高さが一定しないことも起こり得る。
これは主軸やテーブルが可動する構造の違いにより、誤差の原因となる箇所は違ってくると思うが、まずはXY動作とテーブル面に歪みがないかの確認が必要だということである。
もう一つ現場診断で良く見かける誤差は、バイスを使っている場合の口金の平行と底面水平の狂いである。
実際にあるプレスメーカーの加工現場で使われていたバイスでは、125ミリの口金幅のバイスで最大0.02ミリ平行が傾いていた。
またバイスを載せているテーブル面に歪みがあったためか、バイスの開閉方向の摺動面の上面をダイヤルゲージで走らせたところ、最大0.05ミリ近く曲がりが出ていた。
あるプレスメーカーの工機部門では、加工した部品の精度をもって組み上げる金型寸法を保証していこうとしていたが、こうした現場にとって、加工する機械や治具の精度崩れは致命的な問題になると思われる。
複数のオペレーターで機械を兼用して段取りするなど、責任区分がはっきりしていないと、意外とこうした点検作業は誰がやるのか明確になっておらず、延々と放置されるケースがある。
こうした狂いは長年にわたって徐々に大きくなっていくものであると思われるため、やはり間隔を空け過ぎず定期点検するべきかと思う。
これらの狂いが発見された企業では、速やかに対処が行われると共に、定期点検する仕組みを導入してもらった。
まとめ
その他、テーブル面に気泡式水平器などを置き測定する水平の確認などもあるが、今回はまず加工寸法に直結する最低限これだけは見ておくべき項目を挙げた。
マシニングセンター等での加工をメインとする機械加工メーカーでは、それを主とする仕事であるだけに、加工した部品を全て寸法検査したり、機械は定期的に精度チェックしているという現場が多い。
一方、金型製造の加工現場では、とにもかくにもまずは部品を「加工してある状態」にし、速やかに型を組みあげたいとばかりに、精度穴のピッチや基準面からの加工寸法、高さ・厚さ方向の寸法バラツキなどは細かく検査されないまま、型に組み付けてしまうことで、その原因である機械や治具の精度崩れは見過ごされてしまうこともある。
結果、その金型で加工した製品寸法が出ていない・不要なトライ回数が増えてしまうといった悪循環を生んでいる現場を見かけることがある。
もし思い当たるところがあるという現場の一助になれば幸いである。
金型・部品加工業専門コンサルティングからのご案内
ホームページの技術コラム本の第９巻が発売されました！
設計部署や製造現場、管理部署にぜひ一冊。
経営者や部長などマネージャー職の方々から、悩める現場リーダーへのプレゼントにも最適です。
くわしくはこちらのページからどうぞ。
【動画セミナーDL販売】現場リーダーのための「稼ぐ力」養成講座
大手セミナー会社向けに制作したコンテンツを、安価に一般販売いたします。
金型・機械加工など単品・小ロット品加工の「現場リーダー」向けの動画セミナーです。
- 教材構成：約300ページ分のスライド資料をもとに制作された解説動画
- 学習時間：動画＋演習で約6時間（367分）
- 目的：現場リーダーが 数字に強くなり、成果を見える化できる力を養うこと
- 特徴：目標管理・不具合対策を中心に実務直結のスキルを習得
- 形式：動画（mp4）＋PDF資料
- 割引：通常価格50,000円 → セット購入で50％OFF：25,000円（税込）
【改善・管理の上級編】セミナー動画が発売中です【お得なDL版あります】
過去に大手セミナー会場で、代表コンサルタントが講師として登壇した内容をZOOMで再収録しました。
内容は、加工や管理における上級コースとなります（基礎知識はすでに持っておられる方向けになります）
動画セミナーですので、いつでも何人でも受講でき、長時間一気に受講する必要もありません。隙間時間を有効に使って受講できます。
お買い求めしやすいダウンロード版もございます。
くわしくはこちらのページからどうぞ。
【書籍販売中です】経営が厳しい金型メーカーのための本
このホームページに掲載している多くの技術・管理コラムから、経営が厳しい金型メーカーのために、大きな投資に頼らず、意識面や仕事の取り組み方などから改善改革していける方策に関するコラムを集めた本をつくりました。
こちらの書籍を販売しております。内容は、366ページの大ボリュームとなっております。
ぜひ社員の皆さまで読んでいただければと思います。また、金型メーカーを支援される金融機関や公的機関、会計事務所やコンサル会社でお勤めの方々にも、読んでいただければ幸いです。
詳しくはこちらのページからどうぞ。
YouTubeを使った上級セミナーを配信中です
金型メーカー・部品加工メーカーにおける、個別テーマの上級セミナーを配信しております。
YouTubeによる動画配信ですので、ネット環境があればいつでもどこでも視聴できます。
くわしくはこちらのページからどうぞ。
「金型メーカー・機械加工業のための管理職育成マニュアル」発売中です
当サイトの管理職育成ルームに掲載しているコラムを集めて編集したものになります。
金型メーカーや機械加工メーカーで、新たに管理職になられる方や、すでに管理職としてお仕事をされている方向けに、ストーリー形式で、心構えから具体的に取り組む業務内容まで、幅広くまとめております。
くわしくは、こちらのページからどうぞ。
「金型メーカー・部品加工メーカーにおける処世術」が発売中です
こちらの書籍は、金型メーカーや部品加工メーカーにおいて、国内全体で賃上げの機運が高まる中、勤める会社に貢献しながらも、ご自身の付加価値・市場価値を高めていこうとされる方々の一助になるような内容をお届けすることを目的としています。
「処世術」をテーマにした一般書籍はたくさんありますが、主にホワイトカラー向けのものが多く、金型メーカーや部品加工メーカーのお仕事ですぐに使えるものが少ないと思っています。
一方この本では、金型メーカーや部品加工メーカーの現場「あるある」を題材にしており、そこでお仕事をされる方々に身近なわかりやすい内容にしております。
簡単なワークも掲載していますので、社内研修にもお使いいただけます。
詳しくはこちらのページからどうぞ。
「金型メーカー・機械加工業のための自己診断ハンドブック」が発売されました！
私がコンサルティングの初回訪問時や、無料診断サービスにおいて、訪問先企業の製造現場で確認する項目を解析付きで紹介しています。
金型メーカーや部品加工メーカーに皆さまに、自社をセルフチェック（自己診断）するために使っていただければと思っております。
くわしくはこちらのページからどうぞ。
2パターンの技術セミナーレジュメを販売いたします
日刊工業新聞社さん主催で行われた、機械加工メーカー向け、金型メーカー向け、それぞれの技術セミナーで配布されたレジュメを販売いたします。どうしても遠方で参加できないといった方や会社さまより、レジュメだけでも使いたいとリクエストがあったためです。
当事務所のホームページに掲載されているコラムの内容がベースとなっておりますが、それとの違いとしては、具体的計算と事例ワークなどを盛り込み、ホームページよりも手厚く解説しております。
本来レジュメと言いますと、図やイラストがほとんどで、言葉による文章が入っていないイメージがありますが、本レジュメはそうではなく、復習がしやすいよう、多くが文章で構成されており、1人で読み進めることができます。
くわしくはこちらのページからどうぞ
ミドルマネジメント層向け人材育成セミナーのレジュメを販売いたします
ミドルマネジメントの人材育成のテーマで、講演をさせていただいた際に作成したレジュメ（当日映写したパワーポイントファイルと同じものです）を販売いたします。
日程や生産管理、品質管理だけが幹部・管理職の仕事ではありません。儲けるためのマネジメントが必要です。
そういった視点や意識を持ってもらうためのきっかけとしてオススメの一冊です。
くわしくはこちらのページからどうぞ。
4コマ漫画ギャラリーを開設しました
コラムページにプロローグとして添付している4コマ漫画を集めたページを開設しました。
こちらをクリックすると入れます
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