5軸機で夜間無人運転をするなら｜パレット・FMS・ロボットの自動化を公式情報で比べる

5軸機は1台で多くの工程をこなすため、1個あたりの加工時間が長くなりがちです。夜間や休日に機械を回せると、5軸化の投資効果が大きく変わります。

このページでは、5軸機の無人運転・自動化について、掲載メーカーが公式に載せている仕組みを整理します。

無人運転に必要な3つの要素

5軸機を人がいない時間に回すには、ワークの入れ替え、工具の補充、異常時の止め方の3つがそろっている必要があります。どれか一つが欠けると、夜間に機械が止まったまま朝を迎えます。

まずは自社の部品で、1個あたりの加工時間と、夜間に流したい個数を出してください。そこから必要なパレットの枚数と工具の本数が決まります。

加工時間が長い部品ほど、少ないパレット枚数で一晩を埋められます。

パレットで回す：立形5軸の自動化

立形の5軸機でも、パレットを複数持つ仕様にすると夜間運転ができます。公式に載っている例は次のとおりです。

• 松浦機械製作所 MXシリーズ：独自開発のマルチパレットシステムで省フロアスペースの無人運転。MX-420 PC10で小ロットの夜間無人運転、100個〜200個の部品生産を動画で紹介
• ヤマザキマザック VARIAXIS i：2パレットチェンジャ、MPP（多段パレットストッカシステム、i-700Tのみ）、PALLETECH SYSTEMに対応
• ヤマザキマザック VARIAXIS j：2パレットチェンジャをオプション展開
• オークマ MU-6300V：昇降2段式APCによる省スペースでの機械稼働率向上を紹介

ヤマザキマザックは、PALLETECHシステムの自動運転・管理ソフトウェアとしてPMC NEOを用意し、作業リストと工具リストを時系列で表示して段取りを支援すると説明しています。複数台をまとめて管理するなら、このようなソフトの有無も比べてください。

FMS・セルで回す：横形5軸の自動化

横形の5軸機は、パレットで自動化することを前提に作られている機種が多くあります。複数台をつないだFMSに広げやすいのも横形の利点です。

既に横形の4軸機でFMSを組んでいる工場なら、ジェイテクトのように既存機とパレットをそろえられる5軸機を選ぶと、ラインに足しやすくなります。

新しくセルを組む場合は、将来の増設を見込んでパレットの規格と通路の幅を決めておくと、2台目以降をつなぎやすくなります。

ロボットで回す：ワークと電極の自動交換

パレットに載らない形のワークや、金型の電極のように数が多いものは、ロボットで入れ替える方法があります。工作機械側にロボットとつなぐ口があるかを確認してください。

• 安田工業 YBM Vi40 Ver.Ⅲ：ロボットインターフェイス（EROWA・System 3R）をオプションで用意
• 牧野フライス製作所：製品情報のオートメーションに、ロボット搬送システム、ローダ搬送システム、製造支援モバイルロボットなどを掲載
• DMG森精機：製品の周辺機器として、5軸加工機向けのセンタリングバイスや3Dクイックセットを案内

ロボットを入れる場合は、機械メーカーとロボットの導入会社の役割分担を、見積の段階で決めておくと進めやすくなります。

ワークの置き方や治具の形が決まらないとロボットの動きも決まらないため、治具の設計を誰が担うかも早めに決めてください。

夜間に止めないための確認事項

無人運転で止まる原因は、工具の折損や摩耗、切りくずのたまり、ワークの付け間違いなどです。機械を選ぶときに、次の点を確認してください。

キタムラ機械は、Mytrunnion-4G/5Gで加工時間が100時間を越すような大容量のプログラムでも一括処理できると説明しています。長い金型の仕上げなどでは、プログラムを分割せずに流せることが無人運転の前提になります。

小さく始める自動化の例

最初から大きなFMSを組む必要はありません。1台の5軸機にパレットや工具を足すだけでも、夜間の数時間を生産に回せます。

• パレットを足す：オークマMU-6300Vの昇降2段式APC、ヤマザキマザックVARIAXIS jの2パレットチェンジャ
• パレットを増やす：松浦機械製作所MX-420 PC10のマルチパレット
• 工具を増やす：ブラザー工業U500Xd2の100本マガジン仕様、キタムラ機械Mytrunnion-5Gの50本ATC（最大100本）
• ロボットにつなぐ口を用意する：安田工業YBM Vi40 Ver.Ⅲのロボットインターフェイス

小さく始めて、稼働のデータがたまってからパレットストッカやロボットを足す進め方もあります。後から足せる仕様かどうかを、最初の見積で確認しておいてください。

無人運転の効果を見積もる表

自動化の投資を社内で説明するときは、増える稼働時間と生産数を表にすると伝わりやすくなります。次の項目を自社の数字で埋めてみてください。

自動化まで含めた見積の取り方

自動化は機械本体より後から足すと、配置や安全柵の作り直しが必要になることがあります。最初の見積の段階で、将来の自動化も含めて相談するのが安全です。

1. 夜間・休日に流したい部品と個数を決める
2. 1個あたりの加工時間から、必要なパレット枚数と工具本数を出す
3. パレット、ロボット、FMSのどれで回すかを決める
4. 床面と安全柵、段取りの作業スペースを含めた配置図を出してもらう
5. テストカットで、無人で流す条件（工具寿命・切りくず・寸法の変化）を確かめておく

立形で始めるならパレット仕様のある松浦機械製作所やヤマザキマザック、横形のセルなら牧野フライス製作所、FMCで多品種少量を回すならキタムラ機械、既存の横形ラインに足すならジェイテクトが入口になります。