段研削と刃付け工程を 1 台に集約し生産効率を追もともと日本では労働人口の減少を背景に、工場-ロロマティック社の超高能率工具研削盤における省人化・無人化が進められてきたが、昨求

GrindSmart®660XW-

今の新型コロナウイルス感染症拡大の影響で1．はじめにBCP（業務継続計画）の観点からも、その需要はセンタレス研削盤で仕上げた超硬ストレートシャ増したと考えられる。多工程を 1 工程のワンクランクから切削工具を製造するには、一般的にブランプ全加工に置き換えることで、1 度のセットアンクを研削する段研削盤を 1 台、次に刃部を加工ップでサイクル完了まで無人での加工が可能となする工具研削盤が必要となる。工具研削盤でブラり、省人化が見込める。さらに 1 工程になることンク加工を行うことも不可能ではないが、工具研で仕掛在庫や工程ごとの精度管理が不要となり、削盤は段研削盤と比較し約 20%砥石の径が小さく、それを管理する手間や人、場所も省くことができ、ワークヘッドの回転速度が僅か 30%程度と低速回工場の生産性が向上する。

転であるため、段研削加工を行うとサイクルタイ

本稿では、①効率化、②精度、③自動化、④ダウンムが非常に長くなり、効率面そしてコスト面におタ イ ム の 削 減 のいて現実的ではない。

GrindSmart®660XW の特長を紹介する。

4つ の 観 点 か ら

そこでスイス・ロロマティック社はこれらの問題を克服し、多工程に分かれていた製造プロセスを3．生産の効率化とリードタイムの短縮を実現一元化するべく、段研削盤の機能を組み込んだ新コンパクトな本機であれば、刃付けだけでなく高機種 CNC6 軸工具研削盤 GrindSmart®660XW（図

能率段研削機能により、ワンクランプ加工でリー1）を開発した。たった 1 回のクランプとサイクルドタイムを短縮し、さらに工場の面積生産性を改スタートで加工が完了する、他に類を見ない極め善することができる。て高効率なワンクランプ研削が可能となった。
3.1．振れを抑えた高能率段研削機能を搭載
2．GrindSmart®660XW が現場の生産性を改善

GrindSmart®660XW は、外径 0.1~12.7mm、全長150mm の工具を対象に、エンドミルの段研・刃付け・首逃げ、小径ロングドリルの溝・先端部の研削を、それぞれ 1 度のセットアップでこなす（図 2、3）。これを可能にしているのが、独自の移動式ワークヘッドと高速 C 軸回転である。

図 1：CNC6 軸工具研削盤 GrindSmart®660XW

図 2：660XW による加工例

外観1図 4：段研削機能

図 3：高アスペクト比のマイクロドリル

図 5：首逃げタイプエンドミルを 3 工程で加工した場合（上段）と GrindSmart®660XW で加工した場合（下段）の機械の稼働時間（緑枠）と非生産時間（赤枠）の比較
4 つの直動軸（X、Y、Z、Zp）と 2 つの回転軸（B、3.2．1 工程ワンクランプ全加工がC）を持ち、ワークヘッドに CNC 直動軸（Zp）がリードタイムを 95%短縮搭載されているのが特長である。本ワークヘッド

付加価値が高い製造工程とは、生産する機械が稼は、砥石の下に工具をサポートするガイドを位置働している工程である。段取り、精度管理、仕掛在させ、ガイド基準で工具を押し出すことで振れを庫の滞留時間を減らすことで、リードタイムにお抑制しており、振れ精度 2µm 以下を達成する（図ける付加価値の高い機械稼働時間の比率を押し上4）。また C 軸の回転数は、ロロマティック社の段げることができる。

研削盤 ShapeSmart®シリーズと同じ 3,000min-1

図 5 を見ていただきたい。こちらは首逃げタイプである。一般的な工具研削盤の C 軸回転数が 1,000のエンドミルを従来の段研削盤と工具研削盤で製min-1 であるのと比べ、優れた研削能力を持ち、移造した場合と GrindSmart®660XW で加工した場動式ワークヘッドと組み合わせることで、工具研合の機械の実稼働時間の比較例である。一般的に削盤であっても高能率の段研削が可能となっていこのタイプのエンドミルを加工する場合、工具ブる。

ランクの段研削やプランジ加工、底刃および外周2刃の加工、首逃げ加工の 3 工程でそれぞれ別の研する要素を兼ね備えている。

削盤が必要となる。工程毎の段取りや仕掛品の滞4.1．ダイレクトドライブがもたらす留時間等を加味すると、リードタイム全体に占める 3 台の機械の合計加工時間は僅か 5%にすぎな

卓越した形状精度い。一方、工程を集約し段取り 1 回のワンクラン

一般的なスライド構造は、コントローラからの指プ全加工の本機に置きかえた場合、生産性は大幅

示によりモータが回転し、ボールねじや波動歯車に改善され 87％まで向上する。エンドミルの製造装置等の減速機によりトルクを増幅させている。に必要となる多工程を 1 工程に集約することで、この構造は構成部品が多く、振動を発生させるた

工程ごとの精度管理、工具管理、仕掛在庫、作業員め、理想の形状精度を得ることが困難である。一が不要となり、リードタイムも 95%短縮される。

方、本機は直動軸にリニアモータ、回転軸にダイレクトドライブモータを採用している。振動やバ

3.3．工場の面積生産性を改善

ックラッシュを生む減速機構がなくなり、直動動

GrindSmart®660XW は、幅 1.5m、奥行き 1.8m

作における往路復路のロストモーションが発生せのクラス最小所要床面積に、1,360 本の大容量のず、優れた形状精度と研削面を実現する。

工具が搭載可能なだけでなく、6 セットの高速砥
石チェンジャとローダ用ロボットも収納した省ス

4.2．安定した研削による良質な加工面ペース設計となっており、業界最高峰の面積生産強力な 14kw の回転同期のシンクロナスモータに性を誇る（図 6）。一般的な同サイズの研削径範囲より、高い研削負荷がかかる時も砥石回転が不安を持つ工具研削盤と比較し 15～30%コンパクトに定になるオシレーションを抑え、回転速度とトルなっており、通常 2 台分の所要床面積に 3 台を設クを維持し、常に安定した研削を可能にする。発置する可能性が生まれ、ユーザの限られた工場ス熱や振動を生む過剰な出力の大型モータが不要とペースの面積生産性を向上させている。

なり、スピンドル端面から研削点までの距離が短くなることで、砥石の振れが抑制される。さらに、歯車やベルトによる振動が排除されたダイレクトドライブを採用することで振動が軽減し、砥石寿命の向上、そして良質な研削面を叶える。
4.3．熱変位の抑制がもたらす連続生産における安定性
連続運転における加工誤差の多くは熱変位に起因する。
その対策としてロロマティック社は 2008 年
より小径工具研削盤 GrindSmart®Nano6 に研削

図 6:機内の工具搭載パレット、ローダ用ロボット、油による内部冷却を採用しており、今日では同社

砥石チェンジャの工具研削盤の標準仕様となっている。内部冷却

4．高精度加工を追求しに研削油を用いることで、機械全体を一定の温度に保ち、極めて高い熱安定性を維持する。

ロロマティックが培った技術を内蔵
本機は段研加工の機能を盛り込みながらも、他のロロマティック研削盤と同様に高精度加工を実現
3

5．高精度加工と生産工程の自動化を

フト接続用システム R CONNECT は、信頼性の高い OPC-UA インターフェースにより、製造管理両立する機能を搭載
GrindSmart®660XW には、砥石や加工した工具をシステム MES や企業基幹システム ERP ネットワ

機上で、機械の稼働状況を遠隔で管理し、高精度ークへ接続し、ロロマティック機以外の工場設備加工の完全自動化をサポートする機能が組み込まと合わせた一元管理にも対応している。

れている。

5.4．自動化の要望に応える自動引出し式カセット完全自動製造の為に、カセットテーブル用の自動

5.1．無人運転の信頼性を生むインプロセス測定引き出しが準備されている。必要に応じて、引き加工後の機内自動計測により、必要に応じて無人出し部が機外へスライドし、AGV（無人搬送車）でも精度管理を行うことができる。加工後は工具がカセットを自動搬送し、次の工程へと展開が可をレーザで機上計測し、工具の諸元を測定、その能だ。

結果を補正に活用することができる。インプロセ
6．段取りと検査を工夫しス測定は、機械の製造自律性をさらに高め、無人生産中においても最も厳しい公差の保持に寄与す

機械のダウンタイムを削減る。

機外段取りや加工ソフトウェアの機能により、付加価値を生まない無駄な時間を極力減らすことで5.2．自動目立て機能が砥石性能を維持

リードタイムを削減し、多品種生産への対応力も工具研削盤は、搭載する工具本数を増やし、さら高める。に砥石チェンジャを内蔵することで、無人での自動加工が可能となった。それを活かすためには、

6.1．機外での加工プログラム完成をサポートする

砥石の加工能力を自動で維持することが不可欠でソフトウェア VirtualGrind®Proある。本機であれば自動的に砥石の目立てが可能

研 削 プロ グ ラム 作成 用 ソフ ト ウェ ア

で、特に研削負荷が大きい溝、ギャッシュ用の砥

VirtualGrind®Pro は、使いやすさを追求し、マウ石に最適である。砥石の目詰まりを改善するためスクリックと諸元入力、各種工具の見本データをにオペレーターの介入は不要となり、週末をまた活用するだけで簡単に研削プログラムの作成が可

ぐ無人運転下での安定した工具製造に貢献する。

能である（図 7）。

5.3．複数の機械を一元管理し稼働状況を見える化
モ ニ タ リ ン グ シ ス テ ム R MONITOR や R
CONNECT を組み合わせることで、夜間や週末の無人運転でも生産管理が容易に行える。設備稼働モニタリングシステムの R MONITOR は、ロロマティック機をネットワーク上で一元管理し、加工数、サイクル終了時間の確認、統計データ、機械稼

図 7：諸元入力画面（左）働率、アラーム履歴、加工パラメータ等の生産状

工具の 3D アニメーション（右）況をモニタリングする。スマートフォンやタブレ標準工具から特殊工具まで対応するプログラムがット端末などいつでもどこからでも機械の稼働状標準搭載されており、追加プログラムは無償でア

況を確認でき、無人連続運転といっても異常があップデートされるため、最新のトレンドに沿ったればいち早く察知することができる。実績収集ソ

工具製造を将来に渡り提供する。また 3D シミュ
4

レーション機能も兼ね備えており、事前に干渉チ呼ばれる引出し型抜き取り検査システムを開発しェックと加工プログラムの最適化が可能だ。機外た。このシャトルを使用することで精度的な安定で加工プログラムを完成させることで、機上での性を得られるだけでなく、機械の連続加工を中断段取りを減らし、ダウンタイムの削減に貢献する。

することなく機外測定する工具を抜き取ることができる。

6.2．加工シミュレーションした工具の正確な再現
7．おわりにソフトウェア上の加工シミュレーションでは砥石の研削点とプリセット測定の差異を考慮できない。 GrindSmart®660XW を先行して導入した欧州のシミュレーション通りの工具を正確に再現するたユーザは、製造プロセスを刷新し、生産の効率化

めには、砥石の研削点を正確に把握することが肝に成功している。日本においても生産性や自動化要となる。に課題を抱える現場にとって、本機は新たな選択ロロマティック社指定の砥石プリセッタ（図 8）に肢となる画期的な工具研削盤であると確信してい工 具 研 削 盤 用 加 工 ソ フ ト ウ ェ アる。

VirtualGrind®Pro をインストールすることで、ソフトウェア内の砥石ライブラリに砥石測定データを自動転送することができる。実際の加工に利用される砥石の研削点を正確に測定することは、仮想上の工具と実際に加工された工具の差異を抑制する重要な要素である。

図 8：砥石プリセッタと工具加工用ソフトウェア

6.3．加工サイクルを中断しない検査システム
通常抜き取り検査を行う場合、検査する工具を機内から取り出す為に加工を一旦停止し、機械のドアを開ける必要がある。ドアの開閉により機内温度は変わり、砥石や待機中の軸にも多少の影響が出てしまう。そこで GrindSmart®660XW には、寸法誤差確認時の抜き取り検査向けにシャトルと5