切削装置の切粉クリーニング方法に改革！24時間の無人稼働が自在な生産計画をもたらしました。

課題：装置の定期クリーニング作業がネック、24時間の生産計画が作れない。

図1．塊になり刃物や主軸に絡みつく切粉

産業機器向け製品を加工するA 社の工場は24時間稼働。夜間は機械加工機の無人運転しています。
そのなかで唯一無人運転が出来ない工程がありました。それは自動旋盤のくし刃型機で部品を切削する工程。材料はステンレスSUS系、材料径φ10を使用しています。
自動旋盤でステンレス切削を長時間続けると、材質上どうしても刃物や主軸に切粉が絡まってしまい、塊になります（図1）。これを放置して加工を続けると、溜まった切粉が原因となり、製品の外観傷不良や寸法不良を起こすだけでなく、機械の刃物破損をも引き起こしてしまいます。たび重なる製品不良や刃物破損の結果、この部品のみ夜間製造は中止に。スタッフが出向いて定期的に切粉の除去ができる昼間限定の製造スタイルに変更せざるを得ませんでした。この切削工程の生産率低下が全体の生産稼働率を下げ、さらには増産が必須なタイミングで24時間操業が出来ないことが、A 社の機会と利益の損失を招いていました。

解決方法：切粉を流れるように排出。Wavy Nozzle が加工点めがけクーラントを吹き付ける！

図2．クーラントの噴射で切粉が絡まらなくなった

Wavy Nozzle はノズルをスウィングさせ、切削油やエアーを狙いを定めたところへ噴射出来るマシンです。A 社ではWavy Nozzle 採用、ステンレスを切削する加工点に向けクーラントを揺動噴射することによる切粉の排出性を検証することにしました。当社のエンジニアも参加し、ノズルの向き、噴射角度、振幅やスピードの微調整など、切粉の悩みの解消を目指しお客様の環境に最適な設定値を模索しました。チューニングの結果検証は、ある程度まとまった量と期間の生産までを実際にすすめ、行います。導入してすぐに効果がみられ、採用より3週間程度その安定性を検証。そして1か月が経過したころ、Wavy Nozzle の採用で機械の安定・長期稼働が担保できるとの高評価をいただくに至りました。製品や主軸、刃物への切粉の絡みがほぼゼロと大幅に改善され、製品ダメージははなくなりました。自動旋盤の機内から切粉の塊が姿を消し、クリーニングが不要となりました。(図2)

導入効果：生産計画に余裕。受注増や短納期要望に自在に応じられるように。

パトロールチェックや人の手による定期的な切粉クリーニング作業が不要になり、現在は切削を含む全行程が24時間無人稼働で実施できるようになりました。生産計画作成時や急な変更時、切粉除去スタッフのアサインに関わるコストや、機械の停止時間によるロスまでを考慮し計算する必要はありません。切削工程の生産性向上は、全体の生産稼働率と安定性を押し上げ、生産計画の確実性が増しました。A 社では現在、受注増や納期短縮要求に応じて工場を24時間無人稼働にするなど、その生産計画に基づいて自在にその生産ラインをコントロールできるようになりました。