เป็นที่ทราบกันดีว่าการลดระยะเวลาในการผลิตและการลดต้นทุน ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการผลิตของอุตสาหกรรมการขึ้นรูปโลหะยานยนต์  ในทางกลับกัน ด้วยปัจจุบัน วิศวกรรมการออกแบบสำหรับการผลิตยานยนต์นั้นเป็นอุตสาหกรรมที่มีความหลากหลาย ทำให้อุตสาหกรรมการขึ้นรูปโลหะยานยนต์จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีให้มีความแม่นยำที่สูงมากขึ้น และจำต้องมีข้อกำหนดด้านการตรวจสอบคุณภาพพื้นผิวชิ้นงานที่ได้จากการขึ้นรูปโลหะยานยนต์ที่มากขึ้น เพื่อให้ก้าวทันต่อความหลากหลายดังกล่าว ในขณะเดียวกันนั้นเอง กระบวนการการขึ้นรูปโลหะยานยนต์นั้นต้องอาศัยฝีมือ ความรู้ และความเชี่ยวชาญเฉพาะ เช่น งานขัดขึ้นเงาและลบรอย และการประกอบชิ้นงานที่ขึ้นรูปแล้ว เป็นต้น ซึ่งความเชี่ยวชาญเหล่านี้กำลังจะสูญหายไป สวนทางกับที่อุตสาหกรรมการขึ้นรูปโลหะยานยนต์นั้น ต้องผลิตชิ้นงานให้ได้คุณภาพสูง และต้องมีการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตให้ทันสมัยอยู่อย่างสม่ำเสมอ

จากนี้ไป จะขอนำท่านเข้าสู่บทความที่จะแนะนำความสามารถสุดยอดของ Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ เพื่อการขึ้นรูปโลหะยานยนต์ หรือ ดับเบิ้ล แมชชีนนิ่ง เซนเตอร์-ซูปเปอร์ (MCR-Super) หรือ “MCR-S” และเทคโนโลยีอื่นๆที่เกี่ยวข้อง ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นเพื่อร่นระยะเวลาของกระบวนการผลิตของอุตสาหกรรมการขึ้นรูปโลหะยานยนต์

วัตถุประสงค์ของการพัฒนา

Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S เป็นเครื่องที่พัฒนามาเพื่อใช้ขึ้นรูปโลหะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งการลดระยะเวลาในการผลิตเพื่อให้ได้ผลผลิตที่เร็วขึ้นถือเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องคำนึงถึงเป็นอันดับต้นๆในอุตสาหกรรมการขึ้นรูปโลหะยานยนต์ มากไปกว่านั้น ด้วยนวัตกรรมการออกแบบยานยนต์ในยุคปัจจุบันที่กำลังพัฒนาไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้เทคโนโลยีการกลึงและขึ้นรูปพื้นผิว จึงเป็นสิ่งที่มีความจำเป็นอย่างมากเช่นกัน ดังนั้น การพัฒนา Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S จึงจำเป็นอย่างยิ่งยวดเพื่อจัดการกับปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นตามมาได้

เทคโนโลยีหลักเพื่อการแก้ไขปัญหา

1. ลดระยะเวลาทำงาน

สำหรับการผลิตชิ้นงานโดยใช้เครื่องขึ้นรูปโลหะยานยนต์แบบกลึงภายนอก (outer type) อาทิ การกลึงฝากระโปรงรถยนต์ และแผงข้างตัวถัง จะพบรอยย่นของแผ่นโลหะได้น้อยกว่ามาก ทำให้คิดได้ว่าการเพิ่มความเร็วของการป้อนแผ่นโลหะเข้าเครื่องกลึงนั้น จะช่วยลดระยะเวลาของกระบวนการทำงานได้จริง ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีของเครื่องขึ้นรูปโลหะยานยนต์ MCR-S จึงได้ถูกคิดค้นขึ้น ด้วยการเร่งความเร็วของการตัดอย่างต่อเนื่องสูงสุดที่ 20 เมตรต่อนาที สำหรับการตัดในแกน X กับ แกน Y และสามารถตัดได้เร็วต่อเนื่องที่ 10 เมตรต่อนาที สำหรับแกน Z ทำให้ Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S ถูกจัดอยู่ในเครื่องขึ้นรูปโลหะยานยนต์ที่ทำงานไวที่สุดในเครื่องที่อยู่ระดับเดียวกัน

ในขณะเดียวกัน เมื่อนำเครื่องขึ้นรูปโลหะยานยนต์ Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S ที่เป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่นี้ ไปใช้อุตสาหกรรมการผลิตแผงข้างสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับการทำงานของเครื่องจักรรุ่นเก่าแล้วสามารถช่วยลดระยะเวลาในกระบวนการผลิตได้กว่า 25% เลยทีเดียว

2. ก้าวหน้ากว่าด้วยการยกระดับคุณภาพของชิ้นงาน

นอกจากการลดระยะเวลาในกระบวนการขึ้นรูปโลหะยานยนต์แล้ว การลดระยะเวลาในการขัดลบรอยชิ้นงาน ด้วยเทคโนโลยีที่ทำให้ชิ้นงานออกมาไร้รอยขีดข่วน แม้ผ่านกระบวนการตัดมาแล้ว ก็เป็นเรื่องจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์เช่นกัน Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S ให้คุณได้มากกว่า ด้วยเทคโนโลยีการวาดเส้นนำร่องก่อนการตัดที่แกน Y และระบบระบายความร้อนที่รางเข็มตอกสำหรับการผลิตชิ้นงานในแกน Z เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเคลื่อนไหวในการตัดของแต่ละแกน ดังนั้น ชิ้นงานที่ได้จึงไร้รอยขีดข่วน มีความถูกต้องแม่นยำ และได้ชิ้นงานที่พื้นผิวมีคุณภาพสูงกว่ารุ่นเดิมๆ

               ยกตัวอย่างเช่น จากการประเมินและตรวจสอบคุณภาพชิ้นงานที่ได้จากการกระบวนการตัดแต่งที่แกน Z ด้วยกล้องตรวจสอบแบบ 3 มิติ (3D optical profiler) จากการใช้เครื่องขึ้นรูปโลหะยานยนต์รุ่นเก่า จะพบร่องรอยลึกกว่า 1 ไมโครเมตร ในขณะที่เมื่อตรวจสอบชิ้นงานที่ได้จาก Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S พบร่องรอยลึกเพียง 0.5 ไมโครเมตรหรือน้อยกว่านั้น และไม่สามารถตรวจพบร่องรอยใดใดขึ้นเลยในบางชิ้นงาน (รูปภาพที่ 2)

               นอกจากตัวเครื่อง Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S จะมีความทันสมัยและมีประสิทธิภาพในการส่งมอบคุณภาพชิ้นงานที่ไร้ที่ติและมีคุณภาพสูงแล้ว Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S ยังมาพร้อมกับโปรแกรมการควบคุมการทำงาน และระบบประมวลผลก็มีความสำคัญไม่แพ้กันอีกด้วย

เราขอแนะนำให้ท่านรู้จักกับ “Hyper-Surface” ระบบการทำงานที่มาพร้อมกับเครื่อง Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S ซึ่งจะช่วยทำให้ชิ้นงานของคุณมีคุณภาพมากยิ่งขึ้น ด้วยการควบคุมระบบการทำงานของเครื่องและปรับแก้ไขข้อมูล NC  ให้มีความถูกต้องอย่างอัตโนมัติตลอดระยะเวลาที่เครื่องกำลังทำงานอยู่ เพื่อให้พื้นผิวของชิ้นงานที่ได้มีคุณภาพ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “Hyper-Surface” จะช่วยเพิ่มคุณภาพของชิ้นงานด้วยการปรับแก้ขนาดของช่องว่างระหว่างเส้นทางการเดินของหัวตัดที่ไม่เสมอกัน ยิ่งไปกว่านั้น “Hyper-Surface” ยังช่วยลดความลึกรวมถึงความกว้างของขอบที่ไม่สอดคล้องกันด้วยการเปลี่ยนแปลงระดับความลึกของการตัด และจะทำการจัดเรียงให้กลับมาสอดรับกัน เพื่อยับยั้งการเกิดร่องรอยลึกบนพื้นผิวของชิ้นงาน (รูปภาพที่ 3) ด้วยเหตุผลนี้เอง Double Column Machining Center แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบเสาคู่ MCR-S จะทำให้ชิ้นงานที่ได้มีคุณภาพดีและยังช่วยลดระยะเวลาของกระบวนการขัดลบรอยลงได้อย่างมากจนน่าประทับใจ

Article by: Okuma Techno (Thailand) Ltd. & MEGA Tech

Article by: Okuma Techno (Thailand) Ltd. & MEGA Tech

Lead time reduction and cost reduction are major issues in the manufacturing of die mold industry. On the other hand, the diversification of automotive design has led to very high shape accuracy and surface quality requirements for die mold. In the die mold manufacturing, the skillful know-how necessary for hand finish work such as polishing and mold matching is being lost, while high quality and improvement of production efficiency are required.

The Double-Column Machining Center “MCR-S (Super)” and related technology will be introduced in this article, which was developed to shorten the total lead time in the die mold manufacturing process.

Development Objectives

MCR-S is mainly responsible for large-scale die machining such as press dies for automotive. In die mold machining, shortening of machining time and reduction of step and corner area have been raised as issues. Further, as the design of automotive is continuously improving, the machined surface quality is required. It is necessary to solve these problems.

Key Technologies for Problem Solving

• Reduction in Machining Time

Outer type die mold such as bonnets and side panels have less undulations. And there is expected that the machining time will be shortened by improving the feed rate. In MCR-S, continuous cutting feed X, Y axis 20, and Z axis 10 m/min are standard specifications, achieving the fastest continuous cutting feed in its class.

When the design surface of the side panel is processed into die mold for automotive, it is possible to shorten machining time by 25% compared to the previous model. Optimal cooling is applied to the heat generating part to achieve stable machining performance for long time machining with feed rate of 20 m/min (Fig. 1).

• Improvement of Machining Surface Quality

To reduce the polishing process in the machining post process, high surf

ace quality machining without stripe is required. By using linear guide for Y-axis, and cooling of the slideway of ram for Z-axis to improve the trackability of each axis, the high quality surface machining is achieved. As an example, the evaluation result of machining area of Z-axis reversal part using 3D optical profiler, the stripe about 1 μm is occurred in the previous machine is become 0.5 μm or less in the MCR-S, and it is possible to improve to the invisible level (Fig. 2).

Moreover, not only the machine structure but also the machining program is a major factor in the quality improvement of machining surface. Therefore, by applying our machining program compensation function “Hyper-Surface”, the control device automatically correct NC data during machining to achieve high quality surface. Specifically, by compensating the uneven spaces between adjacent cutter paths, reducing inconsistent depths and edge widths, the depth of cut is arranged as uniform to suppress the occurrence of stripe (Fig. 3). As a result, the quality of the machined surface is improved and the polishing time of die mold can be considerably reduced.

Article by: Okuma Techno (Thailand) Ltd. & MEGA Tech

リードタイムの短縮とコストの削減は金型製造業界における大きな問題だ。一方、自動車設計の多様化により金型の形状精度と表面品質の要件が非常に高くなってきている。金型製造において研磨や金型マッチング等の手仕上げのノウハウが失われ高品質と生産効率の向上が求められてきている。

この記事では金型製造工程の総リードタイムを短縮するために開発されたダブルコラムマシニングセンター「MCR-S（スーパー）」とその関連技術を紹介する。

開発目的

MCR-Sは主に自動車のプレスダイ等の大規模なダイ加工を行なう。金型加工では加工時間の短縮やステップ・コーナー面積の削減が課題となっている。更に、自動車の設計は継続的に改善が行なわれているため機械加工された表面の品質が要求される。先ずはこれらの問題を解決する必要がある。

問題解決のための重要な技術

1. マシニングタイム即ち加工時間の削減

ボンネットやサイドパネルなどのアウタータイプのダイモールド金型はうねりが少ない。そして送り速度を改善する事により加工時間の短縮が見込まれる。MCR-Sでは連続切削送りX、Y軸20、Z軸10m / minが標準仕様であり、同種クラス最速の連続切削送りを実現している。

サイドパネルの設計面を自動車用の金型に加工する事で以前のモデルに比べて加工時間を25％短縮する事ができる。発熱部に適度の冷却を施し送り速度20m / minで長時間加工時における安定した加工性能を実現する（図1）。

2. 加工表面の質改善

加工後工程での研磨工程を減らすためには縞模様のない高品質の表面加工が必要だ。Y軸にリニアガイドを使用し、Z軸にラムのスライドウェイを冷却して各軸のトラッキング性を向上させる事で高品質な表面加工を実現する。例えば3D光学プロファイラーを用いたZ軸反転部の加工面積の評価結果、前機で約1μm発生したストライプがMCR-Sで0.5μm以下になり、目に見えないレベルにまでの改善が可能である（図2）。

更には機械構造だけでなく加工プログラムも加工面の品質向上の大きな要因だ。因って当社の加工プログラム補正機能「超曲面」を適用する事で制御装置は加工中にNCデータを自動的に補正して高品質の表面を実現できる。具体的には隣接するカッターパス間の不均一なスペースを補正し不整合な深さとエッジ幅を減らす事で切り込みの深さを均一に配置しストライプの発生を抑制するのだ（図3）。その結果、加工面の品質が向上し金型の研磨時間を大幅に短縮する事ができる。