工具交換について

Question

毎度お世話になります。
弊社では今度、マシニング（4番）の機械を購入することになってますが、ここへ来て、弊社にとって大きな問題が1つ出てきました。
何をいまさらと思われると思いますが、先生方の会社ではどのようにされているか経験談をお聞かせください。
問題点
本当はＮＣが一番良いのですが、時代の流れによりマシニングが主流になってきている時代なので、弊社でもＭＣ（4番）の購入を考えております。
そこで質問です。先生方の会社ではＢＴシャンクでの工具交換はどこでされていますか。機械の中（機械正面）でしますか。それともＡＴＣのところまで行ってシャンクをＡＴＣから丸ごとはずし、机の上で工具を交換するのでしょうか。

機械メーカーによるとどのメーカーも機械の前での工具交換は基本的には×。
その理由にＯＫＫはもし主軸が回りでもしたら、ブレーキパットが壊れ、たいそうなことになるのこと。
オオクマホウワの理由はシャンクの固定事態がパットとかで固定しているのではなく、上にシャンクを何百Ｋｇで吊り上げており、その上、シャンクの中心を感知するセンサーがついており、少しでも回す力が強いとぐるんと1回転するため作業者に危険が伴うため機械の前での工具交換はやめてくれのことです。
それで知り合いの加工業者にも聞くと、そこは機械の前で工具交換をしてもハンマーなどで締め付けるなどをしない限り、まず手の力で回転はしないとも言います。
最近は工具（超硬）が安く手に入るようになりましたが、と言っても半永久ではありませんよね。
ちょっと工具を変えるだけでいちいちＡＴＣまで行ってシャンクをはずし、工具を交換して、そしてＡＴＣにセットし、高さの補正をし加工に入るのでしょうか。（私としてはかなり無駄のようにおもいます。）
それと書きながら思ったのですが、ラジアルのワンタッチ工具（タップ）みたいにフライス用ではないものなのでしょうか。（精度が出て、剛性感があるもの）

現場の声をお聞かせください。よろしくお願いします。

補足
ＯＨのメーカーに聞いたのですが、Ｍ19でＢＴシャンクを何百ｋｇの力で引っ張りあげるといっていました。（停止？主軸ロック？）
実際にはＮＣで使う工具レンチで主軸は回るものなのでしょうか。
ちなみに弊社にはＮＣがありますが、主軸の正面に10ｋｇｆ・ｍ以上の力をかけると主軸は回転するおそれありとあります。
ちなみに弊社では主軸を回したことはありません。
この機械は6～7年前の機械ですから、たとえ構造が違うＭＣでも最近の最新機械であれば20ｋｇｆ・ｍはあるんじゃないとか思ってしまうのですが、どうでしょうか。
よろしくお願いします。

Accepted Answer

再度失礼します。

＞私が一番心配しているのは、工具交換をサボって（まだ切れると勘違い）そのまま加工し、加工したものの精度が悪いといったことです。

少なくとも私はサボりませんです。仰る可能性があるからこそ、それに見合った注意を払って作業しているつもりです。
そのように指導を徹底する等は必要かと思います。

＞実際にＯＨのＭＣを数多くそろえている会社がありますが（例を挙げると私どもが過去に裁判をした相手）、そこで加工したものははっきり言って荒すぎる。ワークは明らかに精度が出ていないであろうものになっており、高さ方向は最悪って感じです。
機械は最新なのですが・・。

若輩者の私が先輩（たぶん）に言うのも大変気が引けますが（びびってます）、それは機械のせいでサボるのではなく作業者あるいは会社の指導そのものの問題だと思うのですよね私は。
ＮＣフライスであってもサボる人はサボるかと思いますよ。
もちろん機械がＯＨだからなんとことも絶対無いはず。その会社はＯＨでなくてもきっと粗悪であろうかと思います。
裁判の件からくる偏見に思えたのは気のせいでしょうか・・・？
気のせいでしたら大変失礼にあたってしまうので申し訳ありません。
思いっきり聞き流してくださいねm(__)m

＞ＯＨのメーカーに聞いたのですが、Ｍ19でＢＴシャンクを何百ｋｇの力で引っ張りあげるといっていました。（停止？主軸ロック？）
実際にはＮＣで使う工具レンチで主軸は回るものなのでしょうか。

この何百キロというのはプルスタッドをバネが引っ張り上げている力の事では？
だとすれば、この力で主軸を停止状態にしているのではないですよね。
主軸事態はあくまでサーボモータが現在の正しい向きを電気的に保っているだけでは無いでしょうか？別にブレーキのあるものは別として。

参考になるか分からないですけど、ちょっと軽く実験してみました。
さすがにレンチ等を使って回るまでの確認は怖くて出来ませんでしたが、低速ギアでは動かないものの高速ギアでは素手でトルクを与えるだけでわずかに動きました。
離すと元に戻る感じで、こちらの力に逆らう感じでしょうか。
ということは止まっている力はサーボ自身の位置を保とうと電気的に制御する力と現在入っているギアの兼ね合い程度でしかなく、これを上回れば元に戻るために再度オリエンテーションする事になるかと思います。
この辺は機械構造で違ってくると思います。

最後に、構造上回る危険があるということは、可能性は非常に少なくても作業者に危険が伴うということになりません？
大げさかも知れませんがコレと引き換えに製品の品質が上がったとしてもそれはどうなのだろうと・・・。

主軸が回らないという技術的事実があれば良いのですが（それを求めているのですよね、きっと）メーカー以上のデータは無いのではないでしょうか。
おそらく得られる回答は経験的に回ったことが無いという事例くらいでしょう。
確実にロック出来る機構の付いたＭＣがあればズバリ一番良いのですよねきっと。

こんな私でも先輩方の力になれることがあればと思い大変長文となってしまいましたが、今後の飛躍にほんの少しでも参考になれば大変うれしいです。
頑張ってくださいね。

ＰＳ，
工具の寿命管理はウチのにも付いています。代替工具の設定もできます。
私は使用していませんが、同じ工具をマガジンに入れたままずっと使い続けることでの寿命への心配には役立つかもしれませんね。
どれくらいで代えるという基準が必要ですけど。
設定値を超えたら勝手に代替工具で加工する機能も付いていた様に思います。
オプションで頼んだ覚えはないので標準ではないかと思います。

なるほどです。
たしかに、熟練すればするほど今までのやり方から移すのは難しいかもしれませんね。

油圧バイスにハンマーですか初耳でした・・・外れないか信用できず不安なんですね（汗

Ｍ19という記載に当方の誤解がありました。ＭコードのＭ19なのですね。すみませんボルトかと思って間違った解答をしてしまいました。
ってことは、一応不測の事態に備えて？Ｍ19でブレーキは掛けているのですね。これは勉強になりました。

実際に導入してみると問題点等がリアルに浮上してくると思いますから、その都度対応するのがいいのかもしれません。

ＮＣフライスで磨かれた技術がＭＣ導入でさらに磨かれることを祈っています。

Answer

>Gallyさんのところではボールエンドミルでの加工でφ12、φ10、φ8、φ6、φ4の順番でするとき全部の工具をホルダーごとＡＴＣに収めてあるのでしょうか。

そうです
必要な工具は事前に（前の加工中に）準備（セットアップ～補正計測）し
段取り替えでマガジンにて差し替えです。
加工前に一端全ての工具を呼び出し位置決めし（のみ）補正の確認をする
専用プログラムで確認し加工に入ります。

Answer

>ＢＴシャンクでの工具交換はどこでされていますか。機械の中（機械正面）でしますか。
>それともＡＴＣのところまで行ってシャンクをＡＴＣから丸ごとはずし、
>机の上で工具を交換するのでしょうか。
ウチでは電源の入った状態で（スパナなどを使っていても）主軸に手を掛けるのは厳禁ですね
これは機械構造とかの問題でなく安全上の問題です

>ラジアルのワンタッチ工具（タップ）みたいにフライス用ではないものなのでしょうか。
>（精度が出て、剛性感があるもの）

小径エンドミル（φ２～６）であれば・・・
大昭和精機のABSシャンクかサンドビックのキャプト＋フロントロックならひょっとすると
加工可能かも・・・サイズは一番大きいのを選ぶ事
どちらもサイドロックのように回しますので主軸回転方向には力はそのまま掛かりません

（これはやってみないと分からないので自信なし）

Answer

某機械メーカに勤務する者です。
＞仰るとおり主軸は通常機械的にロックされてはおらず外から回転トルクを与えてズレが大きくなると、再度オリエンテーション（主軸割り出し）をやり直す為に主軸が回ります。
弊社の機械は 外力でオリエンテーションが切れても再度オリエンテーションをしないように回路を組んであります。が、しかし絶対の信頼があるわけではないので信用しないことです。
弊社ではオリエンテーションというと電気式しか使用していません。機械的でしたらこの限りでは無いと思われますが、主軸のギヤ比によってはスパナをかけて人の力によってオリエンテーションが外す事が困難な物と、簡単に外れる物があります。機械の特徴によっていろいろあると思われます。

参考までに、工具収納本数(マガジン本数)を多くして、加工の自動化や無人化、刃物の定期的チェックを行うために、NCには「工具寿命管理」という機能もあります。主軸に装着した回数もしくは切削時間を管理する方法のどちらかを選択出来ます。寿命になった工具グループがあれば、アラーム等で知らせることが可能です。

いずれにしても、人の手に勝るものはありませんが。

回答(7)さんが体験されたように、オリエンテーション機能が働いているうちは 主軸は外力を受けると元に戻ろうとします。一定以上の負荷がかかるとオリエンテーションの位置がずれた(インポジションから外れた)と判断されて 新たに主軸が回転して、再びオリエンテーションしようとします。もし主軸上の刃物を交換していてスパナ等で締め付け作業中にこのような動作が起こったら･･･考えただけでもゾッとします。
主軸の回転だけではなく、何かの要因でサーボが暴走しないとも限りません。運転可能な状態での加工室内へ身体の一部あるいは全部の侵入は絶対に避けるべきです。とはいっても　なかなか守られてないのが現状です。
品質向上を目指すのは当然の事なのですが、安全性を後回しにしてはダメです。製品や機械は壊れても直せますが、人は治せない場合もあります。
安全な作業こそ基本であって 品質は後から付いてくるものだと自らも肝に銘じておきたいと思います。

工具寿命管理ですが、基本的にはオプション扱いだと思われます。使い方は取説に譲る事にして　工具寿命管理機能が搭載されていなくても、ATCをマクロプログラムで動作させているようでしたら、マクロを使って工具装着回数をカウントさせて、ある回数以上(あらかじめ回数を決める)主軸へ装着したらアラーム等で知らせるということもできるかと思われます。

いずれにしても安全で効率良い作業で、品質向上を目指すように努力されることが望まれます。

Answer

機械上でツール交換をしていますが、今まで主軸が回った事はありません。
私は今の会社しか知らなくて、そういう風に教わったのでそういうものだと思っていましたが、最近、新しくＯＨのＭＣを導入してメーカーの人にも、ツーリングメーカーの人にもやめて下さいと言われました。
やめた方が良いと思います。
怪我をするリスクを承知の上でやるのだとしても、現場で仕事をしていて自分じゃなくても事故や怪我は見たくありませんよね。
いちいちとかわざわざとか、面倒に感じられているようですが、ＡＴＣまで行くのってそんなに億劫なものでしょうか？
刃物のチェックなんて加工者なら当たり前の事だし、寸法管理をしないボロボロの加工をする業者などもってのほかではないでしょうか？
良い仕事をしたいものです。

揚げ足を取るつもりはないんですが、
４番のＭＣって事は主軸はＢＴ４０ですよね？
ＢＴ５０は重くて片手では危険ですが、ＢＴ４０なら片手で十分もてる重さですよ。
これが苦になる程の「体力低下」では他の仕事も怪しいものです。
私のところではこれより重い鉄の塊を持ち運びしていますよ。
仕事が楽な事に越した事はありませんが、現状はどこでも似たようなものではないでしょうか。

Answer

ＯＨの機械を使っています。
仰るとおり主軸は通常機械的にロックされてはおらず外から回転トルクを与えてズレが大きくなると、再度オリエンテーション（主軸割り出し）をやり直す為に主軸が回ります。
たしかに余程でない限りとは思いますが、タブーであり絶対に避けるべきです。

機械レイアウトによると思いますが、私はＡＴＣへの直接挿入は行っていません。
交換したいツールを主軸へ呼び出して主軸から外して、そして仰るようにツール段取り用の台まで持っていきセットしています。
そして主軸に戻してそのまま補正量を測定しています。
（会社によっては付ける前に外で測定する事もあります、専用の設備がいりますが）

会社によってはあらかじめ製品に応じて指定されたとおりの工具を全て用意して、まとめてＡＴＣへ直接セットし、補正値はあらかじめ測定しておいたものを入力するようなところもあるだろうと思います。

まあ、色々って事になります。

あなたの「いちいち・・・」というのはＭＣでは結構当たり前の事だったりすると思います。
そう仰っているくらいですからきっと単品の仕事もたくさんあるのだと思いますが、どうしようもありません。
慣れればそんなに苦にはなりませんよ。ＮＣフライスでは無いのだと割り切ってください。

また、たしかにクイックチェンジャー？のような工具はどこかで見たことあるような気はいたしますが、その時点でＭＣを導入している意味が減ってしまうように思います。そういった工具はＮＣフライスの為にあるのだと思います。

最初の工具の段取りがＮＣフライス等より手間が掛かったとしても、それ以降の交換が自動で行われることこそがＭＣの真骨頂では無いでしょうか。

工具交換についての問題と解決策