CNC自动车不可不知的应用方法有哪些？

考虑引进CNC车床时，各位多会面临以下问题吧。

• “希望了解其他公司高效使用机床的案例”
• “因要全数检查制作的大量工件而困扰……”
• “人工费高涨，希望减少加工与检查工时……”

本文将向大家讲解如何高效应用“CNC自动车床”，并最大程度发挥引进效果的方法。
美德龙也大量使用CNC自动车床，在此一并介绍相关应用案例。
请已经购买或者即将引进CNC自动车床的用户务必参考。

■本文要点
· 美德龙引进CNC自动车床的案例
· CNC自动车床内进行的机内测量优点
· 防止自动车床连续发生加工不良的方法

美德龙引进CNC自动车床Cincom的经过

美德龙是拥有7台CNC自动车床（西铁城精机的CNC自动车床Cincom L12、L20）设备的用户。

引进NC车床的目的是希望将本公司产品使用的零件转为本公司内部制造。
导入前拥有委托外协生产和使用公司内部通用机自制两种选择。由于以下原因，最终决定内部自制。

• 委托外协生产所需的前置时间较长，规格稍有变更便难以应对。
• 品质管理难度大
• 通用机产量低 难以管理成本
• 无法在公司内部积累与CNC加工相关的技术经验。

CNC自动车床选择西铁城Cincom的理由

在多家自动车床制造商中，选择西铁城精机Cincom系列的理由如下：

• 发生故障时服务迅速，合作公司中的Cincom用户对其风评好
• 新手也能轻松完成换型准备工作及程序操作，以“少人数、多台兼用”为理念的美德龙认为它使用方便
• Cincom带LFV（振动切削）功能，容易避免发生切屑故障

若拥有多家制造商的设备，需要学习的操作知识也会增多。
美德龙秉持标准机型尽量使用相同厂家的设备这一方针，最终选择了西铁城精机的Cincom。

导入CNC自动车床前必须了解的两个课题

具备批量生产与自动运转优势的自动车床必须解决两大课题。

课题1. 自动运转可能会连续产生大量不良品

例如，连续加工1000个零件时，从第500个开始出现加工不良。
最坏的情况下，剩余的500个产品全部是不良品，造成材料和加工时间浪费。
若无法掌握“何时（从第几个开始）发生加工不良”，还要加上检查全部1000个产品的良否所需的工时。

自动车床为什么会引起加工不良？

加工不良的原因通常有以下3个：

• 刀具崩刃引起的加工不良
• 热位移引起的尺寸不良
• 切屑缠绕及卡入引起的加工不良

CNC自动车床一旦开始出现不良品，再恢复到良品的可能性就很低，因此发现不良后尽早停机，采取防止再发对策是铁的法则。

课题2.加工后的工件检查工时与可靠性

当然，如果大量生产，生产出的产品检查工时也会增加。
进而，若使用测量器具进行全数手工检查，又存在以下课题：

• 不同检查员的检查标准存在微妙差异
• 因体力及集中力的极限引起人为错误
• 需确保足够的检查人员

总结：引进CNC自动车床时的课题

现将引进CNC自动车床时的课题汇总如下：

• 即使没有出现不良品，产出部分仍然需要花费大量检查工时
• （出现不良品时）不清楚不良品是从第几个开始出现
• 连续制作大量不良品
• 难以尽快改善加工不良

检查规则根据公司而异，若人手及预算充足，可通过人海战术进行“全数检查”，然而无论如何，构建高效且不会漏掉不良的检查机制非常重要。

什么是高效应用CNC自动车床？

美德龙通过“机内测量”解决了以下2项课题。
方法是加工到一定数量后，通过接触式探头测量夹持中的工件尺寸（内径、外径）。

万一接触式探头检测到不符合公差的不良品时，执行以下三步：

1. 报警并停机　
2. 维护设备　
3. 进行重试

下面讲解该“机内测量”的应用和优点。

容易被误解的“机内测量”的真正目的是什么？

何谓机内测量？

机内测量是指“在机床内测量加工件（工件）”。
主要是设计测量程序，在加工周期中使用接触式探头等传感器进行测量。
与此相反，从机床中取出工件使用测量仪测量的方法称为“机外测量”。

机内测量的大前提与目的

需要强调一点，自动车床“机内测量”的前提并非是在机内进行全数检查。
若在机内进行全数检查，便会大幅增加测量时间，从而影响加工周期时间。
话虽如此，但若将运转率置于首位，连续生产几小时的不良品则会导致血本无归。

总之，机内测量的目的主要包括下述3点：

• 应在连续运转产出大量加工不良品之前，采取停止机床继续运转等措施。
• 尽早发现加工不良原因，采取防止再发的改善措施。
• 尽可能减少发现不良时的检查数量。

为此，建议以适当的频率进行机内测量。
尤其是在诸如自动车床24小时自动运转的无人生产线上，可发挥极大作用。

下面我们通过案例来了解CNC自动车床“机内测量”的优点

模拟案例

例如，在1000个工件的加工周期中，每250个用接触式探头进行1次工件测量。
此时进行机内测量的次数为1000个÷250个＝4次。

在机内测量中检测到不良品时，即通过报警停机，以避免生产更多不良品。
（参看以下图示工序⑥）

在图示的工序⑥立即停机，确定加工不良原因，进行设备维护并采取防止再发对策。
由此可防止原本会在工序⑦发生的加工不良造成的损失（材料+加工时间）。

可以通过机内测量削减检查工时及不良。

在发现不良时立即停机有以下3个优点：

• 无需检查（工序①③的）良品批次中的500个，只需检查工序⑤批次的250个即可。
• 通过停机防止了250个加工不良（工序⑦）。
• 可立即制定防止再次发生加工不良的措施。

也就是说， 只需进行4次机内测量，便可以预防以下三种损失：

• 可节省（工序①③⑦的）750个产品的检查工时
• （工序⑦的）250个产品的材料费
• （工序⑦的）250个产品的加工时间

可以通过机内测量削减“移动与准备工时”

机内测量还有助于削减伴随工件测量的3项浪费：
以往需要进行

• （准备）（重新）将工件设置到设备和测量仪器上
• （准备）从设备和测量仪中取出工件
• （移动）运送工件
  
  三项作业。可通过机内测量减少此类准备时间与移动时间。（以下图示）

CNC自动车床中使用的接触式探头是什么？

虽然接触式探头的“机内测量”有很多优点，但也有很多人并不习惯吧？
背后的原因可罗列以下几点：

• 测头尺寸大，会干扰主轴或碰撞刀夹，因此不想配备。
• 切屑散落在传感器主体上，存在破损风险。
• 担心机内测量是否能达到足够精度
• 测量时间会延长生产节拍

收到针对此类缺点的意见后，美德龙开发出了主体直径仅φ17.8mm的“超小型接触式探头K3S系列”。
设计出主体直径相较于以往大大缩小的测头，可解决上述缺点。

相对于以往的缺点，K3S具有以下优点：（参看插图）

• 主体部不会露出，因此不会与主轴及工件发生干扰，也不会损坏其他刀夹。
• 降低切屑引起故障的防线，缩减部件维护成本。
• 传感器的重复精度为1μm，可延长加工进行工件测量，实现了高精度。

↑ 的示意图现场照片参看 ↓。

这是以往安装接触式探头和美德龙接触式探头的比较示意图。

“比起测量更希望生产节拍优先”的陷阱

再次强调，机内测量不一定非要进行全数检查，可根据检测频率解决生产节拍的问题。
即便如此，仍有机内测量会影响“生产节拍”的意见。
通常的做法是优先加工（生产节拍），过后再进行不良品的分选，并通过追加加工将其修正为良品。
这种情况很容易忽略

• 不良品花费的加工时间和材料费
• 不良品的分选作业
• 不良原因的改善速度

等要素。
相比机内测量的引进成本，此类成本越大，可从机内测量获得的好处就越多吧。

【电影】CNC自动车床的机内测量

本公司使用接触式探头进行工件的内径、外径测量。

我们可以看到，由于零件非常小，比起人工测量，使用测头的测量效率更高。

自动车床“机内测量”的思路和测量精度如何？

“机内测量”的精度的最大优点是“ 可在工件正确定位的加工条件下测量 ”。
反之，在机外进行人工测量时应注意以下风险。

• 因拆卸工件改变定位条件导致的测量误差风险
• 测量的熟练度因人而异，漏掉不良品的风险

CNC自动车床中搭载接触式探头需要做些什么？

安装在新设备上时

新安装接触式探头时，需要使用程序。
请向本公司或生产厂家咨询

如果是西铁城精机制造的设备，可安装在Cincom系列的A20、L20、L12上。

美德龙在引进Cincom时，委托西铁城精机开发了接触式探头用软件。
可在美德龙工厂了解这些程序作为参考。

希望“加装”在已有的自动车床上时

可在美德龙工厂了解美德龙使用的接触式探头用软件。
但是，除了软件之外，设备的硬件方面以及电气规格如果不符合条件也可能无法使用，因此可能需要制造商进行确认。请向本公司或生产厂家咨询。

常见问题

接触式探头是否会碰撞工件？

问题：刀具损坏后，会有工件上未开加工孔的情况。在此状态下接触式探头执行测量是否会碰撞工件而损坏传感器？

回答：这取决于接触式探头的程序。若使用设备侧的跳跃信号，便可回避传感器的碰撞。

总结

自动车床具有高效生产能力的同时，也伴随着大量加工不良的风险。
车床并不能“引进即大功告成！”，而应在运用的同时思考如何进行改善。

在人才紧缺的当前，试一试使用这种传感器来提高应用效率吧！
我们还提供接触式探头评价用样品的出借等。

美德龙也有很多使用本公司生产的传感器实施改善活动的案例。
如果您正在为引进自动车床而烦恼，请务必来本公司参观一下！

CNC自动车床可以搭载的超小型接触式探头K3S

主要CNC自动车床制造商

• 西铁城精机株式会社
•  STAR精密株式会社
•  株式会社津上
• 株式会社株式会社江黑

CNC自动车床用传感器的相关咨询

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将由经验丰富的工程师为您服务。