IoTで課題解決

CNC加工において、それぞれの切削フェーズに合わせた切削条件を設定することは大切なことです。一般的には、加工される素材の硬度や、使用する刃物の種類、求められる面の粗さなどにより、刃の送り速度と回転速度を調整します。特に超硬合金の加工においては、刃物が材料に進入する際の負荷が高く、工具を保護するためには遅い速度で加工する必要があります。

切削加工に時間がかかる課題

従来の加工システムにおいては、各加工フェーズの中で最も負荷がかかる部分に切削条件を合わせる必要がありました。また材料の中に予期せぬ不均一があった場合に備え、送り速度に安全な幅を持たせるような工夫も必要でした。しかしこの方法では、負荷が低い場所であっても刃の送り速度を変更することができないため、加工に時間がかかるという問題が発生します。

Siemensが提案したACM

この加工に時間がかかるという課題を解決するのために、電機メーカーとして170年以上の経験を持つ、あのSiemensが、Siemens DXソリューションプログラム（SISW）として、ACMというソフトウェアを多くの企業に提案しています。

ACMとはAdaptive Control & Monitoringを意味し、切削中のスピンドルの負荷を常時モニタリングし、それを送り速度の調整に活用するシステムです。例えば大きな負荷がかかりやすい、刃物が材料に進入する場面においては送り速度を低下させ、比較的負荷が下がる切削中には送り速度を上げるようなコントロールを行うのです。

ACMでは、主軸負荷の他にも、切削工具のデータやワークの材料特性などの情報を取得。それにより、加工フェーズではなく、各瞬間において許容される最高の送り速度での加工が可能になるのです。また主軸にかかる負荷の変動は仕上げ面に影響を与えますが、ACMならば常に主軸負荷をモニタリングし、最適な送り量を算出するため、仕上げ面の均一さにも貢献します。

送り量を最適化したことによりサイクルタイム短縮に至った事例

ACMは、航空宇宙分野や自動車産業、金型業界など様々な業界で活用されています。

例えば航空宇宙分野で使用されるランディングギアの切削加工では、切削難易度の高い部分が存在しています。このような場面において、従来はオペレーターが手動で刃物の送り量を調整していました。しかし、特に多軸加工機においては、作業員の目視では加工部位の確認がしづらく、状況が正確に把握できないため慎重にならざるを得ず、許容される最高の送り速度での加工は不可能でした。

しかし、ACMならば切削状況を常にモニタリングしているため、刃物の食いつき時だけでなく、加工中であっても、その瞬間ごとの最高の送り速度で加工ができるようになり、およそ27％の加工時間短縮につながりました。

人を付けなくても機械に任せられる加工の実現

ACMが改善できるのは、次の4点です。

1.サイクルタイムの短縮
リアルタイムに主軸の負荷をモニタリングすることにより、大きな負荷がかからない部分においては、その瞬間に許容される最高の送り速度で加工できるようになります。これによりおよそ15％から20％のサイクルタイムの短縮が可能になります。

2.工具の衝突防止
工具の保護はACMの特徴的な技術の一つです。ACMが組み込まれた加工機ならば、刃物が素材に進入する際の送り速度を十分に落とすことができるため、工具が素材に衝突することがなくなります。加工速度を落とさなくても、進入時の送り速度を遅くできるのが特徴です。

3.工具寿命の向上
工具が素材に衝突しないことに加え、ACMでは加工時の負荷を常にモニタリングして最適な送り速度を選択できるため、工具への負担が少なくなります。それにより、工具の寿命が向上しまし。

4.工具の再研磨に出すべきタイミングの最適化
ACMでは、工具の破損の兆候を検知することも可能になります。これにより工具の破損に至る前に再研磨に出すなど、予知保全が可能になります。

ACMソフトウェア・テクニカルシート

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2. 導入後に必要な効果測定や報告書作成のサポート
3. 現場改善をし続けるために必要なソリューションの提案

シーメンスのDXソリューションの中に売り上げ１番のACMというソフトを簡単に説明させていただきました。送り速度の最適化により短いサイクルタイムでの加工を可能にするソフトです。

西部商工は正式のSiemensのパートナーなので、サービスの品質に保証できます。