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高まる工作機械の自動化ニーズ|自動化システム?周辺機器を紹介

高まる工作機械の自動化ニーズ|自動化システム?周辺機器を紹介

更新日時:
2021/10/16 (2021/10/07 公開) 編集者:甲斐 智
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まとめ | 切削 | 周辺機器 | 専用加工 | 工作機械 | 特殊加工 | 研削 | 研磨 | 自動化 | 除去加工 |
       

金屬加工業界では熟練作業者のリタイアやコストダウン要請によって、工作機械の自動化ニーズが高まっています。

自動化システムの導入には「生産性向上」「品質安定」などさまざまなメリットがありますが、一方で中小製造業にはハードルが高いのも実情です。
最新のCNC工作機械の導入だけではなく、『今ある工作機械を使っていかに自動化するか』も大きな課題となっています。

この記事では金屬加工の自動化ニーズと、CNC工作機械の自動化に欠かせない自動化システム?周辺機器についてご紹介します。

工作機械の自動化システム?周辺機器について|コロナ終息後は、工作機械の自動化ニーズがより一層高まるといわれています!
コロナ終息後は、工作機械の自動化ニーズがより一層高まるといわれています!

工作機械の自動化ニーズの背景

DMG森精機の大規模自動化システム

マシニングセンタNC旋盤などのCNC工作機械は、コンピュータによる自動プログラムとATC(自動工具交換システム)などの周辺機器によって、加工のほとんどが自動化されています。

しかしワークの著脫?搬送や、加工中の監視、加工後の計測などの作業はまだまだオペレーターに依存するところが大きいのが現狀。

工作機械の自動化システム?周辺機器について|作業者による工具長測定作業
引用元:作業者による工具長測定作業|ポリテクセンター広島

なかには熟練作業者による屬人的な作業も多く、加工の自動化は工場のFA(ファクトリーオートメーション)とくらべても大きな遅れをとっています。

金屬加工業界の外部環境から、工作機械の自動化は待ったなしです。

工作機械の知能化と機械加工の自動化
我が國の製造業では,少子高齢化による作業者の減少と熟練技能者の退職という問題に直面している一方,工業製品の製造においては,生産形態は大量生産から一品生産(カスタマイズ生産)へ,製品壽命はより短く,製品の加工工程や組立工程はより複雑になっている。
引用元:神戸大學大學院工學研究科?システム情報學研究科紀要|CiNii

〈自動化ニーズの背景〉

少子高齢化による人手不足

工作機械の自動化システム?周辺機器について|少子高齢化による人手不足
熟練作業者がリタイアで人手不足が深刻に
熟練作業者のリタイアで人手不足が深刻に

これまで自動化が難しかった「研磨」や「検査」など最終工程にも、高度な自動化がもとめられています。
安全面(ワーク搬送などの重作業や廃液処理など)から、自動化による働きやすい職場づくりも課題に。

〈工作機械の自動化ニーズ〉

熟練作業者への依存を減らしたい
作業者による品質のばらつきをなくしたい
オペレータの負擔を減らしたい

アフターコロナを見據えた動き

工作機械の自動化システム?周辺機器について|アフターコロナを見據えた動き
コロナ禍で受注環境が大きく変化しています
コロナ禍で受注環境が大きく変化しています

アフターコロナを見據え、少ない人數でも生産が維持できる自動化への関心が高まっています。

〈工作機械の自動化ニーズ〉

作業者の密を避け、生産を維持したい
IoT(遠隔監視)で、業務をリモート化したい
BCP(事業継続計畫)に取り組み、取引先の確保につなげたい

自動車のEV化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|自動車のEV化
エンジンからモーターへの転換で、部品點數が大幅削減
エンジンからモーターへの転換で、部品點數が大幅削減

自動車のEV化によって自動車部品加工の需要が減少していますが、一方EVで使われる電子部品(センサ?カメラ)や半導體の増加により、精密加工?金型加工の分野が活況です。
いち早く新しい仕事を確保できるよう、柔軟な生産體制がもとめられています。

〈工作機械の自動化ニーズ〉

多品種少量生産に対応し、仕事を確保したい
自動車部品の加工ノウハウを異分野へ展開したい

國內回帰の動き

國內回帰の動き
中國依存へのリスク分散がはじまる
中國依存へのリスク分散がはじまっています

一部サプライチェーンに國內回帰の動きがありますが、人件費の高い國內で海外と同じものを量産するには自動化が必須。
メーカーのきびしいコストダウン要請や短納期に応えるためにも、自動化が急務です。

〈工作機械の自動化ニーズ〉

オペレータによる作業をなくし、人件費を削減したい
工作機械を24時間無人稼働させ、生産性を上げたい

工作機械の自動化によるメリット

工作機械の自動化システム?周辺機器について|工作機械の自動化によるメリット

熟練作業や加工前後のオペレーションを自動化することで、さまざまなメリットが生まれます。

〈工作機械の自動化によるメリット〉
生産性の向上 工作機械の自動化により、24時間の無人稼働が実現
コスト削減?納期短縮にもつながります
品質の安定 工作機械の自動化により、作業者によるばらつきを防止
検査工程を自動化することで、加工不良の流出も防ぎます
安全衛生の確保 ワーク搬送や廃液処理などの作業を自動化し、オペレータの負擔を軽減
事故を未然に防止し、働き方改革にもつながります

中小製造業における、工作機械自動化の課題

工作機械の自動化システム?周辺機器について|中小製造業における、工作機械自動化の課題

自動化は「工作機械を買えばかんたんに手に入る」わけではありません。
そのため中小製造業では「工作機械のNC化」で止まっていることが多いのが現狀です。

〈自動化導入の壁〉
作業の標準化が必要 工作機械の自動化には「作業の標準化」など、加工工程の最適化がかかせません
作業者の動きを機械に置き換えるのではなく、工程そのものを見直す必要があります
加工ノウハウが必要 高い加工精度を維持したまま工作機械を自動化するには、3DCADや治具設計など汎用機械にはない高いノウハウが必要となります
エンジニアリングが必要 工作機械の自動化には、工作機械メーカーだけでなく周辺機器?工具メーカーとの連攜がかかせません
社內のエンジニアリング部門の存在がカギとなります

工作機械の自動化システム?周辺機器について

工作機械の自動化は「工作機械単體」だけでなく、ロボットや周辺機器を組み合わせた自動化システムが一般的です。
一般的な工作機械の自動化システムから各メーカー獨自の周辺機器まで、幅広くご紹介します。

工作機械の自動化システム?周辺機器について|自動化システム?周辺機器は、隨時追加していきます!
自動化システム?周辺機器は、隨時追加していきます!

マシニングセンタ × 自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|マシニングセンタ × 自動化

マシニングセンタでは、その高い拡張性からさまざまな自動化システムが開発されています。
メーカーオプションだけでなく、後付けで搭載できる周辺機器が多いことも特徴です。

工場全體の自動化では、5軸マシニングセンタ?橫形マシニングセンタ?ライン対応型マシニングセンタなど、自動化に強い機種の選定もポイントです。

自動化システム
加工ワークの交換
周辺機器
加工ワークの機上計測
周辺機器
切削工具の測定?折損検出

NC旋盤 × 自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|NC旋盤 × 自動化

NC旋盤では機內にロボットアームを搭載したものや、複數タレットによる同時加工など、自動化に対応したさまざまな機種が開発されています。
多品種少量生産に対応するためには、チャックや爪の自動交換がポイントです。

自動化システム
旋削ワークの交換
自動化システム
チャック?爪の交換
周辺機器
バイトの刃先測定?チッピング検知

ターニングセンタ × 自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|ターニングセンタ × 自動化

ターニングセンタなどの複合加工機では、マシニングセンタNC旋盤でも使われる自動化システムや周辺機器が使われます。
ターニングセンタの工程集約メリットを最大限活かすには、加工前後のオペレーションを自動化することがポイントです。

周辺機器
チャック爪の交換

研削盤 × 自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|研削盤 × 自動化

研削盤は、熟練オペレーターによる作業が多い工作機械
そのため自動化については、他の工作機械とくらべても遅れをとっています。
砥石のドレス?ツルーイング?交換など、砥石に関する作業をいかに自動化するかがポイントです。

自動化システム
研削盤の自動化システム
周辺機器
砥石徑の測定
周辺機器
研削ワークの機上計測

CNC自動旋盤 × 自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|CNC自動旋盤 × 自動化

CNC自動旋盤は精密部品の量産加工に特化した工作機械です。
チャック背面からバー材(ワーク)を自動供給するバーフィーダーなどの自動化機器を備えています。

周辺機器
加工ワークの機上計測

産業用ロボットによる工作機械の自動化

工作機械の自動化システム?周辺機器について|産業用ロボットによる工作機械の自動化

工作機械の自動化には、ロボットアーム?協働ロボットなどの産業用ロボットも活用されています。

ワークのハンドリングや加工補助など、工作機械の工程間に配置することでオペレーターの作業をサポート。
高い汎用性が特徴ですが、十分な設置スペースを確保する必要があり、工作機械に専用設計された自動化システムとくらべ一長一短です。

自動化システム
工作機械で使われる産業用ロボット

工作機械の自動化システムまとめ

この記事では高まる工作機械の自動化ニーズの背景と、自動化システム?周辺機器について解説しました。

工作機械の自動化は『今ある工作機械を使っていかに自動化するか』もポイント。
ロボットの性能も格段に飛躍しており、大規模な自動化ソリューションだけでなく協働ロボットを使った小規模の自動化セルもあらためて注目されています。

本記事が、工作機械の自動化を知るきっかけとなればうれしいです。

〈 工作機械の自動化システム?周辺機器の関連キーワード〉

まとめ 切削 周辺機器 専用加工 工作機械 特殊加工 研削 研磨 自動化 除去加工

この記事の編集者?プロフィール

甲斐 智(KAI Satoshi)
甲斐 智(KAI Satoshi)

1979年 神戸生まれ
多摩美術大學修了後、工作機械周辺機器メーカーの販売促進部門
15年以上に渡り、工作機械業界?FA業界のWebマーケティングに攜わる
メーカーでは各種技術専門誌へ寄稿
文部科學省「學校と地域でつくる學びの未來」參加企業

所屬
SNS?運営サイト

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