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18.インサーション・マシン1
圧力制御


20.インサーション・マシン3
部品点数の削減


19.インサーション・マシン2 シングル・パーツ・ハンドリング

シングル・パーツ・ハンドリングとは、プレスブレーキやインサーション・マシンを使った板金作業を行う時、 1つの板金部品に、連続して複数回数の加工を行う事を言います。 クリンチング・ファスナー圧入作業の速度は、 実は、シングル・パーツ・ハンドリングのレベルで決まりますので、クリンチング・ファスナー業界によって、 この言葉は、非常に大切な言葉です。

シングル・パーツ・ハンドリングという言葉は、 よく解らない言葉ですが、どうやら世界的にはこの言葉を使っているようです。  日本では、マテハン(マテリアル・ハンドリング)とも言ったりしますが、 マテハンは、手作業で部品を運ぶ事などを総称した言葉になるので、 ここで使用するのは適切ではないでしょう。

プレスブレーキにおけるパーツ・ハンドリング

板金屋さんでは、プレスブレーキで曲げ加工を行う際、 1つの板金部品に2箇所以上の曲げ加工を行う必要がある場合が多々あります。

この時に、1箇所を曲げた後、作業者が板金部品を手に持ったままで 回転させたり、いわゆるトンボさせたりして、次の曲げ作業を行っています。  そのために、プレスブレーキは NC制御えぬしーせいぎょ され、主にバックゲージの位置が 自動的に変化するような機構が付いています。  つまり、作業毎に半製品の板金部品を 作業者が手放す事無く、 出来る限りの作業を終えてしまうようにしている訳です。

板金屋さんにおける、金属製品製造は、ほとんどが 多品種少量生産たひんしゅしょうりょうせいさん ですから、 1箇所だけを加工しては、半製品を積み上げ、これを繰り返し、何百個かを加工した後、 機械のセッティングを調整し、他の加工を行うという方法では、 半製品の積み上げ場所にも困ってしまいます。  シングル・パーツ・ハンドリングを行った方が効率が良いという事は、 プレスブレーキの世界では、板金屋さんの誰でもが知っている事実です。  プレスブレーキでの作業風景を見た事のある方は、作業者がパーツを手に持ったまま、 何か所もの曲げを連続して行っている様子を見た事があるはずです。  プレスブレーキという機械は、シングル・パーツ・ハンドリングに対応するために、 バックゲージのNC制御等種々の開発を行って来た という歴史があります。


インサーション・マシンにおけるパーツ・ハンドリング

ここまでは、板金屋さんの曲げ工程では、上記の作業手順がスタンダードなので、 その話をしてきましたが、 シングル・パーツ・ハンドリングの考え方が板金屋さんで使われるのは、 曲げ工程だけの話ではありません。  これと全く同じ事が、インサーション・マシンを使った、 クリンチング・ファスナーの圧入作業でも言えます。  板金製品に1種類のクリンチング・ファスナーしか付かないというのは、むしろ稀です。
ところが、異なるクリンチング・ファスナーを連続的に圧入しようとすると、 どうしてもツールの交換が必要となり、そのために生産性が悪くなってしまいます。

単純なインサーション・マシンの場合は、 ツールの自動交換機構や、ファスナーの自動供給機構などは付いていません。  作業者は、自分の手でファスナーを板に空けた穴に入れて、フットスイッチを踏んで インサーション・マシンのストロークが下降して来て圧入が行われます。  しかし、生産量が多くなると、このような方式では間に合わなくなってきます。


そこで、本格的なインサーション・マシンでは、 プレスブレーキと同じく、 ツールの自動交換機構や、ファスナーの自動供給機構を付ける事によって 生産性を高める事を行っています。(例;左図左側のインサーション・マシン)
例えば、下に示す製品を生産する(26箇所圧入)場合のクリンチング・ファスナーの圧入を、 左側の豪華なインサーション・マシンで行うと、概ね1時間当たり30個の生産が 可能ですが、右側の汎用のインサーション・マシンの場合は12個となるそうです。  但し、最新のインサーション・マシンでは、更に優れたデータになります。

インサーション・マシンにおける シングル・パーツ・ハンドリングへの対応は、 その生産スピードと直結します。 多くの種類のファスナー圧入が必要な金属製品の場合であればあるほど、 シングル・パーツ・ハンドリングに 何処まで対応できるのかが重要な生産スピードのファクターとなります。  当然、インサーション・マシンは、周辺機器も増え、高価なタイプを選択する事になりますが、 生産性が倍化すれば、設備費用が高くなってもペイする事になります。



下記は、上記の製品にインサーション・マシンを使ってファスナーを圧入する場合の生産シミュレーションを 行い、インサーション・マシンのタイプによる生産性の比較を行ったシステムの画面です。


このように綿密なシミュレーションを行う事により、加工機械の生産性計画を立案する事で、 最適なインサーション・マシンを選択する事が出来るようになっています。  インサーション・マシンと言っても、その種類によって、シングル・パーツ・ハンドリングへの対応度合いが 様々なので、これだけ生産性が変わる という事を、 ご理解頂きたく思います。

ここまででも述べて来たように、インサーション・マシンには、 パーツ・ハンドリングは考えておらず、あくまで人間の手でツールの交換を行うタイプや、 ワンタッチでツール交換が可能なタイプ(左画像)、 ツール交換もファスナーの供給も自動的に行えるタイプなど、 様々なタイプのインサーション・マシンが存在します。

設計者の方にとっては、A社に発注してもB社に発注しても、 どちらも同じようにインサーション・マシンを持っているといった場合もあると思います。  しかし、インサーション・マシンにも様々なタイプがあるわけです。  そこで、重要なのが、どの程度シングル・パーツ・ハンドリングに対応出来ているマシンなのか? という点になります。

例えば、クリンチング・ファスナーを4種類使った10万個の板金部品を製造するとして、 シングル・パーツ・ハンドリングに対応はしていないインサーション・マシンしか持っていない という板金屋さんの見積額は、 シングル・パーツ・ハンドリングに対応したインサーション・マシンを持っている板金屋さんの 1.5倍〜2倍になるはずです。  これに対して、生産量が100個しかないのであれば、両者には、ほとんど差が発生しないはずです。

生産数が少ない(例えば千個未満)場合は、高度な制御を行ったインサーション・マシンは、 過剰投資となってしまいます。  そのような場合は、手でファスナーを半製品の板金部品の穴に入れますので 1つの金属部品に何種類のファスナーを使ったとしても、 作業者がファスナーの取り違いをしない限り問題はありません。


大規模な、ファスナー圧入工程の加工セル

しかし、生産数が多い板金製品の場合には、事実上の制限があると言っても良いでしょう。  それは、クリンチング・ファスナーを4種類までしか使わない方が良い という事です。  5種類以上のクリンチング・ファスナーをシングル・パーツ・ハンドリングで圧入可能な 汎用的なインサーション・マシンは、現在世界的にも見当たりません。

現実には、5種類以上のクリンチング・ファスナーを圧入せねばならない金属製品は多々あります。  そのような場合は、シングル・パーツ・ハンドリングではなく ダブル・パーツ・ハンドリングトリプル・パーツ・ハンドリングと するしかありません。  薄型テレビの部品などでは、10種類以上のクリンチング・ファスナーを1つの板金部品に圧入する場合があります。  複数台のインサーション・マシンを複数台連続的に設置し、 多関節ロボットを用いて、パーツ・ハンドリングを行う事によって、 大量のクリンチング・ファスナーを無人で圧入している工場もあります。  しかし、1台のインサーション・マシンでは、どうしても4種類の圧入しかできませんので、 クリンチング・ファスナーを10種類使うのであれば、 3台のインサーション・マシンを用意し、4種類+4種類+2種類のトリプル・パーツ・ハンドリングを行っています。

さらに付け加えますと、 最適な、ファスナー圧入工程の加工セルの設計は、限られた企業にしか出来ないという点も重要です。

このページに書いた内容を基にすれば、 クリンチング・ファスナーの圧入の作業費用がどの程度であるのかや、 どのような考え方でファスナー圧入工程の加工セルを設計すれば良いのかが見えて来るのではないでしょうか?


インサーション・マシンのスペックと動画

下記で、Eurotecさんの主力インサーション・マシンのスペックと動画(日本語バージョン)をご覧ください。

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