加工不良をAIで解決！マシニングセンタのチッピングやビビリの自動判別と制御 | マシニングセンタ大解剖

マシニングセンタでの加工不良は、製品の精度や性能を損ない、顧客の信頼を失う原因となります。主な原因は不適切な加工条件や工具の摩耗、機械の精度低下、プログラムのミスです。芝浦機械はAI技術を活用し、加工プロセスの最適化や異常検知を行い、生産性向上に努めています。

マシニングセンタの加工不良

マシニングセンタでの加工不良は、製品の性能や耐久性に悪影響を与えます。不良の原因には加工条件の不適切さや機械の精度低下があり、これを防ぐためには適切な対策が求められます。加工不良を防止するためには、全体的な管理が重要です。

◇加工不良を防止する必要性 

マシニングセンタでの加工不良は、製品の精度を大きく損ない、最終製品の性能や耐久性にも悪影響を及ぼします。特に寸法精度が求められる部品では、微細な不良が組み立てや機能の不完全さにつながることがあります。最悪の場合、製品の廃棄や再製作が必要になることもあるため、注意が必要です。

さらに、不良の発生は顧客の信頼を失う原因ともなります。これにより生産コストや時間的コストが増加するため、加工不良の原因を正確に把握し、適切な対策を講じることが重要です。企業にとって品質の確保は、持続的な成長に欠かせない要素となります。

◇主な原因 

マシニングセンタにおける加工不良の主な原因は、加工条件の不適切さです。具体的には、工具の回転速度、送り速度、切削量が適切でない場合、過度な負荷がかかり、工具の摩耗や破損が発生します。これにより加工面に傷がついたり、寸法精度が失われたりすることがあります。

したがって、適切な加工条件を設定し、使用する材料や工具の状態を考慮することが必要です。また、マシニングセンタ自体の精度が低下すると、位置ズレや振動が生じ、加工精度にも悪影響を及ぼします。定期的なメンテナンスを行い、機械の精度を維持することが不可欠です。

さらに、数値制御（INC）プログラムにミスがある場合、設計通りの加工が行われない可能性があります。誤った数値やコードの入力が不良を引き起こすため、プログラムの見直しやシミュレーションが求められます。これにより、プログラムミスを未然に防ぐことが可能になります。

また、加工対象物であるワークがしっかり固定されていない場合にも注意が必要です。加工中に振動やズレが生じると、寸法誤差や表面の傷を引き起こす恐れがあります。適切な固定具を使用し、ワークを確実に固定することで、加工不良のリスクを低減することができます。

このように、加工不良を防止するためには、加工条件や工具の管理、機械のメンテナンス、プログラムの正確性など、さまざまな要因を総合的に管理することが求められます。

チッピングとビビリ

チッピングは工具の刃先が欠ける現象で、過度な衝撃や摩擦が主な原因です。一方、ビビリは工具やワークの振動によって生じ、加工面に波状の痕を残します。どちらの現象も製品の品質低下や加工効率の悪化につながります。

◇チッピングの原因と影響 

チッピングとは、工具の刃先が欠ける現象であり、主に工具とワークの間で過度な衝撃や摩擦が生じることが原因です。この現象は、切削条件が過酷すぎること、工具材質の強度不足、そして冷却不足などが要因として挙げられます。これらの条件が整わないと、工具が劣化しやすくなります。

チッピングが発生すると、加工面に粗さが現れ、寸法精度を維持できなくなります。また、工具の寿命も短くなり、結果として頻繁な工具交換が必要になります。これにより、製品の品質低下を招く可能性が高くなるため、注意が必要です。

◇ビビリの原因と影響 

ビビリとは、工具やワークが振動する現象で、加工面に波状の痕が残る不良を指します。ビビリは、工具の剛性不足や工作機械自体の精度低下、さらに切削条件の不適合が原因で発生します。これらの要因が重なることで、ビビリが発生しやすくなります。

ビビリが生じると、表面粗さが悪化し、寸法精度が低下するだけでなく、加工時間が延長され、工具の損耗も引き起こします。このため、ビビリを防ぐことは加工品質を確保する上で非常に重要です。適切な条件設定や工具の選定が求められます。

AIの活用で生産性向上を目指す芝浦機械株式会社

芝浦機械株式会社は、1920年に創業した企業で、工作機械や産業機械を中心に多様な製品を製造しています。特に工作機械分野で高い技術力を持ち、最近ではAI技術を活用して生産効率や製品品質の向上に努めています。AIを導入することで、加工プロセスの最適化や異常の予知保全が実現され、作業効率が向上しています。

◇芝浦機械株式会社とは 

芝浦機械株式会社は、以前は東芝機械として知られていた企業で、工作機械や産業機械、射出成形機、ダイカストマシン、建設機械など、多岐にわたる製品を製造しています。この会社は1920年に創業し、約100年にわたり産業分野で活躍しています。

特に、芝浦機械は工作機械分野において高い技術力を誇り、国内外で高い評価を受けています。製造業に欠かせない設備を提供する中で、同社は近年のデジタル化とAI（人工知能）技術の活用に力を入れ、生産性や品質の向上を目指しています。

◇芝浦機械のAI活用 

芝浦機械は、AI技術を活用することで工作機械の生産効率と製品品質の向上に取り組んでいます。特に、AIを使用した加工プロセスの最適化が、同社の重要な技術革新の一つです。工作機械は高精度で複雑な加工が求められる分野であり、AIの導入により複雑な加工プロセスが大幅に効率化されています。

AIを活用することで、リアルタイムに加工データを収集・分析し、最適な加工条件を瞬時に判断することが可能になります。従来では調整に時間を要していた切削や加工条件の設定が自動的に最適化されるため、作業者の負担が軽減され、加工精度の向上と製品の一貫した品質維持が実現します。

さらに、AIが収集したデータを基に、加工中の異常を事前に検知する予知保全システムも導入しており、故障やトラブルの発生を防止することが可能です。このようにして、ダウンタイムの削減を実現し、効率的な生産体制を確立しています。

AIでチッピングやびびりなどの加工状態を判断

芝浦機械株式会社とマクニカは、AI技術を活用し、工作機械の加工状態を自動で判断するシステムの開発に取り組んでいます。このシステムは振動や音、負荷データを解析し、異常を迅速に検知します。AIによる自動化は、加工状態の最適化や品質向上に寄与しますが、データ収集や誤検知のリスクなどの課題もあります。

◇芝浦機械とマクニカの取組み 

芝浦機械株式会社とマクニカは、AI技術を駆使して工作機械の加工状態を自動で判断し、最適な制御を行うシステムの開発に取り組んでいます。加工中に発生する振動や音、負荷データをAIが解析し、加工状態が良好か不良かを即座に判断するこのシステムは、従来の方法に比べてより迅速かつ正確に異常を検知できます。

AIによる判断に基づき、リアルタイムで制御が行われることで、加工条件の調整や機械の動作制御が最適化され、製品の品質向上と生産効率の向上が可能になります。この協力により、両社は製造業のデジタル化を推進しています。

◇AI活用による自動化 

AIによる自動化の仕組みは、加工機械に取り付けられたセンサーから得られるデータを活用し、チッピングやビビリなどの異常をリアルタイムで検出します。従来は熟練作業者の経験や勘に頼っていた作業が自動化され、常に最適な加工状態を維持することが可能になります。

AIは機械学習やディープラーニングの技術を用いて、過去の加工データと異常発生パターンを学習します。この結果、異常の兆候を高精度で検知する能力を持つようになります。AIの導入により、作業者の負担が軽減され、加工不良によるロスが削減されることで、最終製品の品質向上に寄与します。

ただし、AIを活用した自動化には課題も存在します。AIが正確に異常を検出するためには、大量のデータと学習が必要であり、初期導入時にはデータ収集と分析に時間をかけることが求められます。また、AIが検出した異常がすべて実際の不良に結びつくわけではなく、誤検知のリスクも存在するため、さらなる技術の開発が進められています。

マシニングセンタでの加工不良は、製品の精度や性能に深刻な影響を与え、顧客の信頼を失う原因となります。加工不良が発生すると、部品の組み立てや機能が不完全になり、最悪の場合には製品の廃棄や再製作が必要になります。これにより、生産コストや時間的コストが増加するため、原因を正確に把握し、適切な対策を講じることが重要です。

加工不良の主な原因は、加工条件の不適切さにあります。工具の回転速度や送り速度、切削量が適切でないと、過度な負荷がかかり、工具の摩耗や破損が発生します。これにより、加工面に傷がつき、寸法精度が保てなくなります。さらに、機械の精度低下やプログラムのミスも加工精度に悪影響を及ぼします。定期的なメンテナンスやプログラムの見直しが必要です。

また、チッピングやビビリといった不良も問題です。チッピングは工具の刃先が欠ける現象で、過度な衝撃や摩擦が原因です。これが発生すると、加工面に粗さが現れ、寸法精度が低下します。一方、ビビリは工具やワークの振動によって発生し、波状の痕が残ることで表面粗さや寸法精度に悪影響を与えます。両者ともに製品の品質や工具の寿命を損ないます。

芝浦機械株式会社は、AI技術を活用して生産性向上を目指しています。AIを使用した加工プロセスの最適化により、リアルタイムで加工データを収集・分析し、最適な加工条件を瞬時に判断できます。この技術により、作業者の負担が軽減され、加工精度の向上と製品品質の一貫性が実現されます。