工作機械のトラブルは突然起こる？　原因と対策を検証

切削工具を自動で動かし、旋盤やフライス加工などを行う工作機械は、金属加工の工場ではなくてはならない存在です。当たり前のように稼働している工作機械ですが、ある日、突然故障して動かなくなってしまうことがあります。
何の前触れもなく停止してしまい困った経験をお持ちの方も多いかもしれません。しかし、故障に至るには様々な前兆や原因があるのです。
今回は突然発生する工作機械の故障の原因と対策について検証します。

故障による突発停止とオーバーホールによる計画停止

故障の発生原因と対策を考える前に、工作機械の停止について考えてみたいと思います。
機械が故障して困るのは、それが「突然発生する」ということです。
受注が増加し、納期が迫っている中で、一台しかない重要な工作機械が突然故障によって動かなくなってしまったら、生産計画が狂い、企業にとっては致命的です。
そうなる前に、機械の整備を行うオーバーホールは予め停止期間を設ける計画停止です。
オーバーホール以外にも故障防止のために行われる点検整備は、計画的停止といえます。
故障を防止するための整備のために、機械を停止させるのをためらう人もいるかもしれません。
でもそれは予期できない突発的なダウンタイムを避けるための計画的な停止期間であり、生産計画に及ぼす影響にはあきらかな違いがあります。

機械の老朽化による故障

工作機械だけでなく、全ての機械は、購入後、何もせずにずっと使い続けられるというものではありません。
特にフル稼働している工作機械には、稼働時間による寿命が決められている部品があります。稼働時間の増加に伴って部品が劣化すれば、故障する確率も上昇します。
この様な場合は、消耗部品の交換により突発的な故障を防ぐことが可能です。
老朽化による故障の兆候は様々ですが、定期的に各機器の状態を事細かにチェックしていなければ、機械の機微な変化に気づくことは難しいかもしれません。
近年はIoT機器を導入し、様々な機器の計測データから老朽化による故障の兆候を捉える試みが始まっています。
IoT機器を導入していない工場では、機械の導入年数や稼働時間によって消耗部品の交換計画を立てることで、ある程度の故障を防止することが可能でしょう。

日常メンテナンスの不足による故障

工作機械の取扱説明書を見ると、ベルトの張り確認や駆動箇所への注油など細かい日常的なメンテナンスが推奨されています。
機械関係のものは、ほぼ全て日常的な点検やメーカによるメンテナンス（分解作業以外の）を行うことが正常な稼働の前提になっていると言っても過言ではありません。日常的なメンテナンスが行われてこそ、機械の製品寿命が担保されるということになります。
しかし、実際には多忙な日常業務の中で、日常的なメンテナンスが忘れられてしまうこともよくあります。
日常メンテナンスが正しく行われていない機械は早期故障を起こす可能性があると言えるでしょう。
多忙で中々そこまで目が向けられないという方も多いかもしれませんが、日常的なメンテナンスを行うかどうかで故障の確率は変わってきます。

無理な運転や間違った使い方などのヒューマンエラー

工作機械を操作している現場では、メーカが想定していない様な操作が行われている場合があります。
機械の操作をよく理解しないまま、前任者から機械の操作を引き継ぎ、誤った操作を行っていた等の理由が挙げられます。機械が耐えられるような操作であれば問題はないのですが、動作用モータなどに無理な負荷をかけ続けるような運転は、機械の故障を招き、機械寿命にも影響を及ぼします。
このような人的なエラーは簡単な運転方法の変更や、操作手順の見直しなどで改善することができます。
操作を行う従業員への教育や作業手順書など社内資料の見直しなどを行い、機械の無理な運転を避けるようにしましょう。
機械の故障だけでなく、メーカ想定外の使用方によって、作業者の怪我などにつながる可能性も否定できません。
機械の取扱説明書を確認し、メーカ技術員の意見などを取り入れて、正しい使い方で工作機械を稼働させるようにしましょう。

ちょっとした工夫で故障防止につながる

工作機械が何年もの間、メンテナンスされずに故障が発生した場合、大規模な修繕が必要になったり、場合によっては機械を更新しなければならないことがあります。
こうした故障発生を予測するために、IoT機器やAI技術によって様々な試みが行われており、そのような技術が身近になってきました。しかし、故障発生は未だに確率論の世界であり、「以前購入した機械は20年以上大きな問題はなかったが、今回は5年で故障した」といったことも起こります。
また、メンテナンスを行うことで故障が発生する確率を低くすることはできますが、100％故障が発生しないというわけではありません。工作機械の故障は、機械の経年や、部品の劣化、日常的なメンテナンスの不足、作業者の使用方法などの様々な要因が折り重なって、最終的に故障が発生するということを押さえておきましょう。
それを踏まえて、長く使用するためには、正しい機械の使い方や日常のメンテナンスを心がけて下さい。また、定期的な点検整備やオーバーホールなどを行い、工作機械の寿命が短くならないように配慮しましょう。

工作機械の効率的なメンテナンスガイド

ここでは、工作機械のメンテナンスに関する重要なポイントをご紹介します。

1. 総合的な機械点検

• スクレーパーの磨耗状態の清掃と点検：スクレーパーは正確な作業に不可欠です。磨耗や汚れがある場合、清掃と点検を行いましょう。
• ヘッドストックおよびテールストック点検：これらの部分の調子が悪いと、正確な加工が難しくなります。点検を怠らないようにしましょう。
• 機械幾何誤差点検：精度を保つために、幾何学的な誤差を点検し、調整が必要なら行いましょう。
• カッターヘッド点検：切削工具の正確さが重要です。カッターヘッドの点検は欠かせません。
• ジブ締め点検：ジブがしっかりと締まっていることを確認し、動作の正確さを維持しましょう。
• 軸バックラッシュと反復精度点検：バックラッシュや反復精度の問題があれば、即座に対処しましょう。
• ボールねじ・リニアガイドの診断：ボールねじとリニアガイドが正常に動作していることを確認し、摩耗や損傷をチェックしましょう。

2. 電気/電子点検

• 安全および保護装置機能の評価：安全が確保されていることを確認しましょう。
• 軸位置測定装置の機能点検：正確な位置情報は品質に影響します。測定装置の点検を怠らないようにしましょう。
• 可動部品のケーブル接続状態の確認：ケーブルの接続が適切であるかを点検し、断線や破損を防ぎましょう。
• 電子機器のファンの状態を確認する：冷却ファンが正常に作動していることを確認し、過熱を防ぎましょう。
• 電動キャビネットエアコンの機能点検：エアコンが効果的に冷却しているか点検し、電子機器の安定性を保ちましょう。
• サーボモーターとトルクモーターの点検：モーターの正常な動作を確認し、電力の無駄を防ぎましょう。
• 機械ソフトウェアのバックアップとソフトウェアアーカイブの更新：ソフトウェアのバックアップと更新を行い、セキュリティと安定性を確保しましょう。

3. 補助機器の点検

• フィルタ洗浄および油圧システムのメンテナンス：油圧システムの正常な動作を保つために、フィルタの清掃と交換を行いましょう。
• フィルタ清掃および潤滑システムのメンテナンス：潤滑システムの点検と潤滑油の交換を怠らないようにしましょう。
• フィルタ清掃および空気圧システムのメンテナンス（供給されている場合）：空気圧システムを含むすべての補助機器の点検を行いましょう。
• フィルタ洗浄およびクーラントシステムのメンテナンス（供給されている場合）：クーラントシステムの清掃と冷却液の交換を行いましょう。
• 冷却システムのメンテナンス（供給されている場合）：冷却システムが正常に動作していることを確認し、機械の過熱を防ぎましょう。
• フィルタ洗

信頼と技術で、機械の力を取り戻す西部商工株式会社

西部商工は、長年にわたり、様々な種類の工作機械の修理・保守に携わってきました。豊富な経験と専門知識を持つ技術者たちが、お客様のニーズに対応する高品質なサービスを提供しております。

当社は、以下の点に重点を置いています：

1. 専門知識と経験豊富な技術者: 当社のエンジニアチームは、工作機械に関する広範な知識と豊富な経験を持っています。機械のメカニズムや電気系統、制御システムに精通しており、さまざまな問題に対処できます。
2. 迅速かつ効率的な対応: お客様の生産中断を最小限に抑えるため、故障が発生した際には迅速に対応します。修理にかかる時間を最小限に抑えながら、確実な作業を心掛けております。
3. 予防保守サービス: 故障が発生する前に定期的なメンテナンスを行うことで、お客様の工作機械の寿命を延ばし、効率的な稼働をサポートします。
4. 高品質な部品の使用: 修理に使用する部品は信頼性の高いものを厳選し、お客様の機械のパフォーマンスを最大限に引き出します。
5. カスタマーサポート: 修理後もお客様の不安や質問に対応するために、アフターサポートを充実させています。万が一の再故障にも迅速に対応いたします。