平面研削盤の自動化が実現 – センサによる回転砥石の位置決め

　 　 　

コンピュータ制御によってそのほとんどが自動化されているNC工作機械。
しかし実際の現場では熟練オペレーターによる属人的な作業も多く、自動化の課題となっています。

なかでも平面研削盤は、砥石のドレッシング作業やワークの段取りなど、オペレーターの熟練を必要とする作業が多い工作機械。
そのため作業の「標準化」については、他の加工工程とくらべても大きな遅れをとっています。

この記事では工場の自動化に役立つユニークなセンサを開発する株式会社メトロール（東京都立川市）に、研削盤の自動化とその課題を解決する工作機械用センサについてお聞きしました。

平面研削盤の自動化のお悩み

精密ガイド部品の仕上げなど、高い加工精度がもとめられる平面研削盤。
研削砥石を使い金属の表面をミクロンレベルで仕上げますが、その砥石の「原点出し」は熟練作業者の手によって行われています。

砥石の原点出しは「砥石の当て込み」とよばれ、オペレーターがハンドルを微調整しながら、サンプルワークや実際のワークに砥石を接触させるというアナログ作業。
経験が浅いと加工精度にもばらつきがでるなど、作業者の経験やカンに左右されるシビアな作業でした。

そのため標準化・自動化がむずかしく、多くの研削盤ユーザーが課題を抱えていたのです。

〈平面研削盤ユーザーの現場ニーズ〉

エアマイクロセンサによる砥石径測定

そこで製品化したのが、砥石径測定用の「エアマイクロセンサ」です。

メトロールのエアマイクロセンサは、もともとマシニングセンタやCNC旋盤の「治具」と「ワーク」の密着確認で実績のある、エア式のギャップセンサ。
同社では5年ほど前から、社内研削盤のダイヤモンド砥石の原点出しに限定して使っていましたが、工作機械の自動化に困っている研削盤ユーザーから「砥石の位置決め」に関する相談が多くよせられていました。

そこで、平面研削盤の大手メーカー「岡本工作機械製作所」との共同研究プロジェクトをスタート。
砥粒の大きさや気孔のばらつきなど加工条件によるデータ蓄積・分析をすすめ、砥石径測定用センサとして製品化が実現したのです。

岡本工作機械製作所との共同開発

砥石径測定用「エアマイクロセンサ」の研究開発は、2020年 NEDO『戦略的省エネルギー技術革新プログラム』にも採択。
NEDOの開発助成を受けながら、メトロールが中心となり平面研削盤のトップメーカー岡本工作機械製作所と共同研究をすすめています。

岡本工作機械製作所では、2016年に全自動研削システムを発表。
2018年に同システムを「SELF（セルフ）」と名づけ、機能を拡充していましたが、その取り組みのなかで最後の難題が、回転砥石の計測だったのです。

NEDOとは？
新エネルギー・産業技術総合開発機構
NEDOは、持続可能な社会の実現に必要な技術開発の推進を通じて、イノベーションを創出する、国立研究開発法人です。

引用元：国立研究開発法人新エネルギー産業技術総合開発機構

回転砥石の位置決めで、平面研削盤を完全自動化

砥石径測定用「エアマイクロセンサ」では、これまで難題であった回転中の砥石の位置決めを1ミクロンの繰返し精度で実現。

同社の小型タッチプローブによる加工前後のワーク測定と組み合わせることで、研削工程の完全自動化に成功しました。

〈エアマイクロセンサ導入の効果〉

また計測データを活用することで、IoTによる予防保全やAIによる加工解析にも役立てることができます。

センサを使った平面研削盤の測定の流れ

平面研削盤の自動化まとめ

この記事では工場の自動化に役立つユニークなセンサを開発する株式会社メトロールに、研削盤の自動化とその課題についてお聞きしました。

作業の標準化や産業用ロボットによる自動化など、他の加工工程とくらべ遅れをとっている平面研削盤ですが、砥石径計測用センサの登場によって大きく前進しています。

研削工程の自動化でお困りの方は、ぜひ一度メトロールまでお気軽にお問い合わせください。

 

株式会社メトロールについて