ニュースレターを発行
2014年3月
アメリカ、マサチューセッツ州のスプリングフィールドを拠点とする、ベンチマークカーバード社は、超硬エンドミルとリーマーを製造する革新的な会社です。
「弊社は非常に強いブランド名を有し、1996年以来、最高の工具を製造してきました」と、ベンチマーク カーバイド社のオーナーであるポール・セント・ルイスは語ります。2001年以降、同社の業績は徐々に向上してきており、最近になって、特許を取得したエンドミルの受注が大幅に増加しています。このような需要に対応するには、あらゆる手段が必要とされ、ポール氏は11台の自動ローダー付きのANCA CNC工具研削盤を頼りにしています。「 ANCAのマシンは年中無休の24時間体制で稼働し、約1300本/日のエンドミルを製造しています。いい週末には3000本のエンドミルを製造することもあります」と語るポール氏。
ベンチマークカーバード社の工場
自動化が大幅な増産を実現
それは、すっきり整頓されたコンパクトな工場です。「それぞれのマシンは、自動ローダを使用し、現場の従業員は18人のみという無駄を省いた工場です。二個の砥石パックとANCA研削盤の機上でのドレスは、我々にとって柔軟性、長時間の無人運転の可能性、中断することなしに最高品質工具の加工性を意味します。」
全マシン中の3台は、量産用自動ローダー付きTX7で、直径1.5インチ(38mm)までの大型工具を生産しています。0.006～0.500インチ(約0.15～12.7mm)の小型工具の研削は、8台のRX7が受けもちます。「8台ともマニュアルマシンなら、現在の生産量の３割にも達しません」と語るポール氏。自動化され、無駄を省いた工場組織により、ベンチマーク社が低コスト製造者として成り立ち、アルミやその他素材の機械加工コストを削減する、非常に革新的な工具設計を提供できるのです。TX7は 、49HP(37kW)10,000 RPM のパワフルなスピンドル、自動砥石チェンジャー、自動ローダシステムと3000 RPM の主軸台を備えています。ANCAの ToolRoom工具研削ソフトがマシンを制御します。
TX7では、砥石パック、クーラントマニホールド、コレット、そしてパレットのすべての交換作業を最短時間で終わらせることが出来ます。別タイプの工具を製造する場合、他社のマシンでは段取り替えに15〜20分から数時間かかることもあります。新規に工具を研削する際、TX7では砥石パックと該当クーラントマニホールドはマシン外に用意され、素早い交換が可能です。
Benchmark 社長、ポール・セント・ルイス氏
ベンチマーク社はどのように製造工具の振動を削減したか
ベンチマーク社のお客様は、同社を革新者と見ています。アルミニウムの機械加工を行う際は、他社とは多少異なる方法でエンドミルを製造します。そのエンドミルは非常に優れており、実績面で他のブランドを凌駕しています。
他メーカーの工具の多くは、切れ刃に丸ランドがついて製造されています。丸ランドの外径は、通常シャンク径と同じです。エンドミルのメーカーは通常、溝と逃げ面との間に丸ランド(多くの場合.003インチ-約0.076mm)を残します。この幅を維持するのは非常に困難です。幅が広すぎると工具が押しのけられ、狭すぎるとびびり振動が生じます。「弊社はANCAマシンを使用して外周研削を行います。二番、三番、そして丸ランド加工をします。これによりびびりと振動が削減され、丸ランドの幅を0.0015”から0.002”(0.038～に0.05mm)に制御できます。」とポール氏。「そのため、アルミニウムを加工する際に、工具が鳴いたり、びびったりしません。そのため切削加工は、一貫しいて、高品質です。工具は繰り返します。そして、切屑の排出性を高めるために溝研削を２回行います。」
ベンチマーク社はアルミニウムの高速加工を行うために、2,3,4及び5溝の超硬工具を製造しています。可変ネジレの工具はベンチマーク社の得意分野で、45°ネジレから始まり、 60°のネジレで終わります。
ネジレの設計が振動を抑えます。「ANCAマシンが製造した5枚刃工具で、0.0001インチ(0.0025mm)/刃の送りで、工具直径の50％切込の加工ができます。その工具をマシニングセンターの10,000RPMスピンドルに取り付けると、500ipm(12.7m/min)が可能になります。」と指摘するポール氏。ベンチマーク社の刃先処理は、一回の研削工程で外周と先端を加工します。マシンとソフトウェアの機能により、ベンチマーク社は競争力を維持しています。ベンチマーク社の可変へリックス製造の鍵をにぎるのは、ANCAのToolRoomソフトウェアなのです。
ベンチマーク社は一度のセットアップで工具を製造
TX7のダイレクトドライブの高速3000RPM ワークヘッド(A軸)が、ベンチマーク社のようなユーザーに、セットアップを変更せずに、工具研削工程中に円筒研削工程も含めることを可能にするので、最終工具形状を段付き、またはテーパー形状にも加工可能です。つまり、工具は、一度のセットアップで完成形状まで加工でき、従来、完成までに2工程必要だった多くの工具の製造時間を最短化できるのです。
ベンチマーク社の使用するANCA TX7は、研削砥石の高精度回転に貢献する特許取得製品Big Plus砥石拘束システムを使用しています。従来のテーパーホルダーより優れたこのシステムは、完成度の高いテーパー面とフランジ端面を接触を提供します。この高剛性アセンブリにより、フレとたわみをほぼ解消し、砥石寿命や表面仕上げ、さらに工具精度も向上します。
TX7の高速ワークヘッド上のチャック後部に取り付けられたドレッサロールは、加工工程中にドレスを実行するため、簡単に砥石にアクセスできたり、最小の軸ストロークで砥石をドレスすることが可能です。TX7のローダーは、機械本体背面に取り付けられ、独立したコントロールパネルを備えることで、一人のオペレーターが素早く、安全にセットアップできるのです。ローダーは空気圧式搬器を使用して工具を機内に搬入し、主軸台は自動的に受渡位置に移動し、迅速な工具交換サイクルを行います。
TX7のCNC砥石チェンジャーにより、ベンチマーク社は、一つのアプリケーションに二つの砥石パックを使用でき、一度のセットアップでより多くの加工工程を行えます。マニホールドに取り付けられたクーラントパイプも、砥石パックと共に取替えられるため、クーラントは使用砥石に合わせ、常に最適な流量を維持できます。
ソフトウェアがカギ
ベンチマークカーバード社のクレイトン・ピリーが、同社のANCA担当者です。クレイトン氏は、ANCAが常にソフトの質を向上し、現場にアップデートを提供するので、その度に勉強になると語ってくれました。
「ANCAの使いやすいソフトウェアが、他の工具メーカーにはない、いくつものイノベーションを我々にもたらしてくれました。」とクレイトン氏は語りました。「CIMulator3Dのおかげで、工具全体をオフラインで設計でき、研削時間の無駄がなくなりました。私達は、工具思い描いたり、その工具を製造可能か、機械で加工する前に確認できるのです。これは、イノベーターにとって最高のツールですよ。」
ANCAのCIMulator3Dは、新しいツールの効率的な設計、必要な製造工程の確認、さらに生産ロスの回避を実現する、オフラインの工具開発環境を提供します。新しい工具のセットアップ時間も大幅に削減でき、製造をより迅速に開始できます。またCIMulator3Dは、オフラインで工具のプログラムを行うだけでなく、マシンオペレーターパネルによって、加工する前に、オペレーターが工具をシミュレーションしたり、確認したりする事ができる。
ポール氏曰く、「製造量が半分の頃の現場は、もっとストレスが高かったと思います。現在では、シフト毎に３人のセットアップ要員が勤務していますが、以前より環境は落ち着いています。ANCAのおかげでストレスが軽減され、製造量が大幅に増加しています。長期に渡ってANCAマシンは、一貫した質の高い仕事をしています。」
2 3月 2014