微細加工の現場力を高める高精度機上計測ツールセッター「VTS」の実務活用例

高精度計測を前提とした微細加工現場の実務課題

微細加工や高精度加工の現場では、加工機の性能向上と同時に、工具状態をいかに安定して把握・管理できるかが生産性と品質を大きく左右します。特に小径工具を用いる加工では、数ミクロン単位の誤差が製品品質に直結する一方で、加工中の摩耗や主軸伸びを作業者が感覚的に把握することは困難です。加工完了後まで不具合に気付けないケースも多く、無人運転や安定量産を実現するためには、実加工条件に近い状態での機上工具計測を前提とした工程設計が重要になります。

 

VTSが実務で有効となる理由

Visual Tool Setter（VTS）は、CCDカメラによる工具シルエット撮影を用いた非接触式ツールセッターであり、CNCマクロによる全自動計測を前提に設計されています。従来のレーザー式ツールセッターでは、小径工具や特殊形状工具において検知ばらつきが発生しやすいのが課題でしたが、VTSは撮影エリア全体の情報を用いて演算を行うため、工具径や形状差の影響を受けにくくなっています。さらに、最大80,000rpmでの回転状態計測に対応しており、主軸の熱変位や伸びを含めた実加工条件に近い補正値を取得できる点が、微細加工の実務において大きな利点となります。

 

活用例1：砥石工具計測による段取り削減と安定加工

VTSのシルエット撮影による工具計測の利点を活かした砥石工具の機内計測です。従来の接触式ツールセッターでは、回転中の砥石表面を損傷する恐れがあり、またレーザー式では砥粒の凹凸によって計測値が安定しにくいという課題がありました。VTSでは砥石全体をカメラ画角内に収め、砥粒の最大外径を安定的に検出できるため、外径計測後にドレス加工を行うことで寸法管理が容易になります。これらの工程をすべて機内で自動化できるため、段取り替え工数の削減や無人運転時の寸法ばらつき抑制に効果を発揮し、金型加工や精密研削工程で実務的な成果を上げています。

 

活用例2：工具トレーサビリティと摩耗管理への展開

VTSは工具形状の計測にとどまらず、工具状態を定量データとして管理する用途でも活用されています。輪郭計測に加え、照明条件を制御した表面摩耗解析により、刃先摩耗や形状変化を数値として記録できるため、作業者の経験に依存していた工具交換判断を自動化できます。加工ロットごとに計測データを蓄積することで、加工品質を裏付けるトレーサビリティ情報としても利用可能となり、品質要求の厳しい先端産業向け部品加工において有効な管理手法として注目されています。

 

まとめ：工具計測を工程設計に組み込む価値

微細加工分野では、加工精度の向上だけでなく、再現性の高い工程をいかに構築できるかが競争力を左右します。VTSは高精度な工具計測を自動化することで、段取り時間の短縮、無人運転の実現、品質保証データの取得といった複数の課題を同時に解決できる実務ツールです。工具計測を単なる補助工程ではなく、工程設計の一部として組み込むことで、安定した生産と品質向上を両立するための有効な手段となると期待しています。