多軸電子ハンドホイールシステムは,精密航空部品生産におけるCNCセットアップ時間を74%短縮します

クライアントの背景

クライアントは、ドイツのミュンヘンに拠点を置く航空宇宙部品の専門メーカーで、民間航空機や衛星システム用の複雑な構造ブラケットや付属品を製造しています。同社の機械加工プロセスでは、5 軸 DMG MORI マシニング センターで毎月 70 を超える異なる部品設計を処理する、頻繁な小バッチ生産 (通常は 1 ～ 5 個) が行われます。電子ハンドホイール ソリューションを実装する前、オペレータはワークピースの位置決めとツールのセットアップを従来のジョグ ボタンと増分送り制御に依存していましたが、複雑な多軸調整には非効率的であることが判明しました。

主要な課題

1. セットアップ時間の延長: 新しいワークピースごとに、個別のコントロール パネルを使用して 5 軸にわたる手動の位置合わせが必要で、セットアップごとに平均 45 分かかりました。これはマシンの総ダウンタイムの 32% を占めました。
2. 位置決めの不正確さ: 既存のジョグ コントロールには微調整機能が欠けており、複雑な角度のフィーチャを正確に位置合わせすることが困難でした。これにより、±0.03mm の位置決め誤差が発生することが多く、複数回の修正試行が必要でした。
3. オペレータの疲労：長時間のセットアップセッション中に、軸の選択や増分移動のために複数のボタンやスイッチを繰り返し使用すると、オペレータの著しい疲労が生じ、午後の勤務中の人的ミスの増加につながりました。
4. トレーニングの非効率性: 新しいオペレータは、標準制御インターフェイスを使用した複雑な多軸位置決め手順に習熟するために、8 週間の集中トレーニングが必要でした。

ソリューションの実装

同社は、以下の機能を備えた多軸電子ハンドホイール システムを導入しました。

1. 人間工学に基づいたハンドルユニット: あらゆる機械表面に柔軟に取り付けるための磁気ベースを備えた 100 PPR 光学式エンコーダ ハンドホイール
2. スマート軸セレクター: X/Y/Z/A/C 軸を瞬時に選択できる統合された 5 ポジション スイッチ
3. 可変パルス倍率器: 1×、10×、100×マルチプライヤスイッチにより、迅速な位置決めと微調整が可能
4. CNC の直接統合: 追加のプログラミングを必要としない、840D 制御システムへのプラグアンドプレイ接続

導入には、直感的な制御システムに関するオペレーターのトレーニングを含め、マシン 1 台あたりわずか 3 時間しかかかりませんでした。

測定可能な結果

6 台のマシニング センターに 4 か月導入した後:

• セットアップ時間はワークピースあたり 45 分から 12 分に短縮(74% 改善)
• 位置決め精度が±0.002mmに向上微調整機能により
• セットアップ中のオペレーターエラーが 82% 減少生産品質データに基づく
• 新人オペレーターのトレーニング時間が 8 週間から 2 週間に短縮
• 全体的なマシン使用率が 18% 増加非切削時間の短縮による
• オペレーターの満足度スコアが 47% 向上人間工学的評価調査について

技術的パフォーマンスデータ

• 応答時間: 2ms 信号処理遅延 (オペレータには知覚できない程度)
• 耐久性: 500,000回以上の回転サイクルでも信号精度の劣化なし
• 環境耐性: 作業現場の状況(クーラントミスト、金属片、温度変化)でもIP67等級の性能を維持
• 互換性: 施設全体で 4 つの異なる CNC 制御システムとの統合に成功

お客様の声

「電子ハンドホイールのおかげで、セットアッププロセスはイライラする雑務から正確で効率的な操作に変わりました。当社の上級機械工は、触覚フィードバックと直観的な制御を特に高く評価していますが、新しいオペレーターは数週間ではなく数日で生産性が向上します。セットアップ時間が 74% 短縮されたため、追加の資本投資をすることなく、小バッチ生産能力を 40% 向上させることができました。それ以来、当社のすべての 5 軸機械にこれらのユニットを装備しています。」— 航空宇宙コンポーネント部門、生産エンジニアリング マネージャー

ROI分析

• 投資: 機械 1 台につき €2,850 (ハンドホイール システム + 設置)
• 年間節約額: 機械 1 台あたり 31,200 ユーロ (人件費の削減と機械稼働率の増加に基づく)
• 回収期間：1.1ヶ月
• 追加の特典: セットアップエラーによるスクラップの削減 (年間 8,400 ユーロ)、トレーニングコストの削減 (年間 6,000 ユーロ)