5 軸加工誤差をほぼゼロに削減

May 01, 2023

英国を拠点とする高圧圧縮技術のイノベーター兼メーカーは、5 軸 CNC 加工プロセスに MSP の自動化ソリューションを導入することで、生産プロセスからのスクラップ部品を大幅に削減し、生産性を向上させました。

エジンバラに拠点を置く Vert Technologies は、特許取得済みの高圧コニカル ロータリー コンプレッサー (CRC) テクノロジーの設計と製造を専門としています。 社内で発明、開発されたこのユニークな製品は、冷凍、ヒートポンプ、ガス圧縮市場などの主要分野に供給されています。

このコンプレッサー技術の主な USP は、騒音レベルを犠牲にすることなく単一ステージで高圧を供給できる、コンパクトでありながら拡張性のある圧縮ソリューションを提供することです。 同社が機械加工プロセスでの製造が間違っていたことに気づいたのは、コンプレッサーの継続的な生産中にでした。

製造エラーの原因を見つける

Vert Technologies の主な目標は、生産プロセスにおけるエラーの原因を特定し、ローター部品が不正確に加工されてコンプレッサーの性能低下を引き起こすのを防ぐことでした。 同社はまた、必要な手動手順の数を減らし、生産プロセス全体の精度と生産性を向上させたいと考えていました。

Vert Technologies の最高執行責任者、Nicol Low 氏は次のように説明しています。「部品の位置を改善し、工作機械の精度を確保することが不適合を最小限に抑える鍵であると確信していましたが、それをどのように実践するのが最善かはわかりませんでした。 MSP がお役に立てれば幸いです。」

MSP は、製造業界に高精度の自動工作機械ソリューションを提供することに取り組んでおり、その精密測定の専門知識を航空宇宙、F1、エネルギーなどのさまざまな業界にわたる世界中のプロジェクトに応用してきました。

MSP の製品が Vert Technologies のプロセスに導入される前は、高度なスキルを持つオペレーターが手動で治具を作成し、治具のデータを作成し、部品を機械加工していました。 複雑な部品設計と機械上の限られた計測機能により、これには複数のステップが必要となり、必要な精度を達成するのに非常に時間がかかりました。 これに、手作業による人的ミスが加わり、膨大な量の機械のダウンタイムと部品の廃棄が発生しました。

また、機械が高水準で動作していることを確認するために機械の精度をテストまたは調整する簡単な方法はありませんでした。これには、機械加工が行われる前に複雑な機械の運動学と高度な測定ツールの使用が必要であり、機械のダウンタイムがさらに増加し​​ました。

「同じ機械で製造されていたさまざまな部品で問題が発生していたため、機械が本来あるべき精度で動作していないと考えました。円錐形の複雑な形状を使用せずに、単純な円錐形と円筒形のテスト部品を製造しました。」 「ローター部品を調べたところ、工作機械の Z 軸に沿って、原因不明のテーパーがあることがわかりました。機械が単純な形状を正確に作成できなければ、より複雑な 3D 部品を完璧に作成することはできません」とニコル氏は説明します。 。

PerfcctPart スイートのソリューション

Vert Technologies の製造上の問題を解決するために、MSP はまず機械の問題を診断し、5 軸 CNC 工作機械が単純な形状であっても正確に加工できない理由を調査しました。 これを行うために、MSP エンジニアリング チームは、MSP の PerfectPart ソリューション スイートの一部である NC-Checker ソフトウェアを工作機械にインストールしました。 このソフトウェアは、工作機械の幾何学的パフォーマンスが部品を正しく加工できるほど正確であることを保証します。 これにより、機械のパフォーマンスが低下している箇所を正確に特定する自動「ベンチマーク」レポートが生成され、Vert Technologies がどこに問題があるかを特定し、加工を開始する前に修正できるようになります。

Nicol 氏は次のように説明します。「マシンの機能のベンチマークは、マシンの精度がどこにあるのかを即座に示し、マシンが最大限の可能性を発揮している場合にどれだけ正確になるかを示したので、素晴らしかったです。」

次に MSP は、ローターが中心からずらして加工されるのを防ぐために、会社の固定具と位置合わせの問題を解決することに重点を置きました。 MSP の PerfectPart 製品スイートに含まれる NC-PartLocator ソフトウェアは、標準化された公称プログラムを使用して CNC マシンにインストールされました。 Vert Technologies は、部品のセットアップを自動化し、各加工操作の正確な位置合わせを自動的に計算できるようになりました。 これにより、部品に必要な精度を達成するために Vert Technologies の高度な技術を持った担当者が実行しなければならなかった、時間のかかる手動の位置合わせやデータムの移動が不要になりました。

「MSP の 5 軸自動化ソフトウェアの導入により、手作業の手順がすべて削除されただけでなく、部品を切断する前にすべてをチェックできるようになりました。これにより、以前は部品の不適合を引き起こしていた問題の多くが解決されました。」ニコルさんはコメントしています。

不適合率が 25% からほぼゼロに

Vert Technologies の 5 軸 CNC 加工プロセスのエラーを診断し、各段階を自動化して手動エラーの混入を排除することにより、同社は不適合率が 25% からほぼゼロにまで改善しました。

MSP のソリューションが導入される前は、部品の振れは最大 120μm に達する可能性があり、最終検査に合格するために必要な公差しきい値を超えていました。 この数値は現在、わずか 25μm まで低下しており、許容範囲内に十分収まっています。

ニコル氏は次のように述べています。「コンプレッサーで発生していた高い騒音レベルとパフォーマンスの低下は、MSP ソフトウェアを導入すると解消されました。NC-Checker を使用して工作機械の問題を診断し、修正することで、機械パラメータが最適であることも意味します。」私たちの CNC 工作機械は正確であり、機械加工される部品は許容範囲内にあり、毎回再現可能であるという自信を持つことは非常に貴重です。」

ニコル氏が説明するように、自動化によって生産も大幅にスピードアップしました。「手作業による試行錯誤の方法にかなりの時間が費やされ、部品を作成し、データムを移動し、チェックして測定し、部品が仕様内になるまで繰り返しました。MSP の使用、このプロセスには数分しかかかりません。」

アライメントプロセスに自動化を追加することは、他にも多くの有益な利点を最高執行責任者のニコル氏にもたらしました。「MSP とそれが部品のアライメントに提供する自動化により、製造現場で必要な人員とリソースの数が削減されます。上級エンジニアはいません。」日常的に関与する必要がさらに長くなり、当社のオペレーターであれば誰でも生産を正常に完了できます。」

Vert Technologies にとって、円錐ローター部品の社内生産を維持することは非常に重要であり、MSP のソリューションを導入することでこれが達成されました。「当社は、ローターの製造において、社内での製造能力を維持することで、専門家となるよう努めています。」私たちは部品を正確にするために行われた学習を管理しています」とニコルは説明します。

そして、市場でユニークな製品を提供する Vert Technologies チームにとって、製造業の未来は確かに明るいです。 「当社の計画は、ヒートポンプ、HVAC、処理ガス、ガス回収および再圧縮装置などの製品に当社の技術を組み込むことであり、当社の USP はエンドユーザーの要件に適合します。」

MSP は、顧客の時間とお金を節約できるという長年の評判を持っています。 MSP のオペレーション ディレクター、マーガレット トバーティ氏は次のようにコメントしています。「Vert Technologies が当社のソリューションをプロセスに実装することで達成した結果に満足しています。高度な自動化された CNC 技術は業界の成功と将来にとって不可欠であり、Vert Technologies のような企業は」

詳細については、www.mspltd.com をご覧ください。

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