製造工程では、さまざまな工具が使用されています。生産効率や製品の品質を一定以上に保つためには工具が劣化する前に交換しなければなりません。しかし、製造工程における工具交換には、さまざまな困りごとがあります。加工回数や加工時間をベースにした工具の交換がされることが多い切削工具の交換ですが、製造工程IoT化により、工具負荷や摩耗状態をベースにした交換タイミングを実現することが期待できます。今回は、実際の製造現場で実際にある困りごとや発生する理由、IoT導入で工具交換タイミングを適正化することのメリットを紹介します。
製造工程ではさまざまなシーンで工具が使用されています。例えば、製品の形状を狙い通りに加工するために使用される切削工具などです。これらは、使用していくごとに摩擦や熱の影響を受け劣化していきます。生産効率や製品の品質を確保するために、工具が劣化して使えなくなる前に交換する必要がありますが、適切なタイミングでの交換は簡単ではありません。ここでは困りごとの代表例として、2つのケースを紹介します。
加工のために使用している工具を交換するタイミングの判断基準としてよく使われるのは、「期間」や「回数」です。例えば、前回の交換から1ヵ月経過したので交換するとか、10,000回使用したから交換するというような判断基準が設定されます。目安の数値は、工具メーカーの推奨値や自社で使用していた過去実績から決められます。しかし、1回あたりの使用で工具に加わる負荷や、期間あたりの使用回数は一定ではありません。そのため、推奨値で交換している場合には、まだ問題なく使用できる工具を交換してしまっている可能性があります。
工具交換タイミングを夜間限定で設定している場合があります。これは、働いている人が多く工具交換のために設備を止めることで生じる損失が大きいため、人が少なく影響の少ない夜間に交換を実施したいという考えから設定されています。しかし、実際には工具交換が許可されていない日中に工具が破損してしまい、工具交換に加えて製品の品質不良に繋がってしまうということがあります。品質不良が発生してからすぐに気づくことができ、損失がそれほど大きくない場合には不良が発生してから交換するという判断もあります。しかし、実際には工具が破損するどれくらい前から製品に影響が出ていたか確認する必要があり、人為的な検査では検査ミスによる流出も大きなリスクの一つです。
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