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投稿日：2024.11.13　最終更新日：2025.07.03

バネ機構ホルダとは？構造から特徴・課題点を詳しく解説！

バネ（スプリング）機構ホルダとは？

簡易バリ取りホルダ C10

バネ（スプリング）機構ホルダとは、バネの力を利用したフロート機構を持つホルダの総称です。

そもそもバリ取りロボットにおける「ホルダ」とは、切削工具などロボットに取り付ける際に切削工具を保持するための装置で、バリ取り作業の精度と効率を高めるために重要な役割を果たします。

外力などによって切削工具がズレてしまうと、本来削りたい部位を削れなかったり、削ってはいけない部位を削ったりしてしまいます。

そのためホルダによってバリ取り工具をしっかりと固定することで、工具を安定させ、精度の高いバリ取りを実現するのです。

関連記事：『バリ取りロボットの「ホルダ」って何？役割やホルダの種類まで詳しく解説！』

バネの反発力を活かした「傾動・伸縮」が可能に！

▲バネ機構イメージ図

バネ機構の強みは、バネの力によって「傾動・伸縮」が自在に行える点です。

ロボットで熟練工の技を再現するには、ティーチングによる機械的な加工はもちろん、イレギュラーな形状バリに対しても柔軟にバリ取りする必要があります。

従来はツールの軸先を固定してしまう、いわゆる「リジッド（軸先固定）機構」が主流だったため、ワークやバリの形状にあわせて滑らかに追従することができず、人の手の動きを再現することができませんでした。

しかしバネ機構は、バリ取りツールが製品やバリの形状に合わせて傾動・伸縮するため、バリや製品形状のバラツキを吸収し、滑らかで綺麗な仕上がりになるのです。

従来型の「リジッド機構」については、下記記事で詳しく解説しておりますので、こちらもあわせてご覧ください。

関連記事：『リジッド機構とは？構造から特徴・課題点を詳しく解説！』

バネ機構の課題は「えぐり（削りすぎ）」の発生

上でも紹介した通り、バネ機構は「X・Y・Z」方向に動きますが、押当力（フロート力）の発生源は“バネ”であるため、バネの性質上、押し付けるほど反発力も強くなります。

つまり押し付け過ぎた部位ではバネの反発も大きく、製品まで削り込んでしまう「えぐり（削りすぎ）」が発生してしまいます。

そのため、リジッド機構よりも滑らかに加工可能になったとはいえ、複雑な箇所や仕上げは作業者の手作業を加えざるを得ず、バリ取りに人件費をかけない「ロボットによる完全自動化」は難しいと言えます。

解消するには、作業者による「ホルダー交換」が必要

とはいえ、ホルダ（バネ種類）を付け替えることで、ある程度えぐりを抑えつつ、作業者による仕上げ工数を減らすことは可能です。

一方で、結局「ホルダを交換する」という作業工数が発生してしまうのに加え、サイクルタイムが短縮されないのもバネ機構のデメリットと言えるでしょう。

FINESYSTEMは、
「えぐり」を解消するホルダ設計に着目！

当社が独自開発したエアフロート機構は、エアを用いる機構をベース構造としつつ、軸元に「複数ボールガイド（特許技術）」を使用することで、刃先がワーク形状に追従し、機械でありながらより“感覚作業”に近いバリ取りを実現しました。

圧縮エアを用いることで、バネではできなかった「反発力」を制御できるのに加え、複数ボールガイドにより「ここから、ここまで削る。」という最低限のティーチングを行うだけで、まるで熟練工の手首のように、よりなめらかな伸縮・傾動が可能に。

これにより、バネ機構よりもティーチングの少なさやサイクルタイムが向上するだけでなく、バリ取りロボット最大の課題だった「えぐり（削りすぎ）ゼロ」を実現したのです。

下記ページでは、当社が設計・開発した「独自エアフロート機構」についてより深掘りしていますので、ぜひご覧ください。

関連ページ：『バリ取り自動化』

金属だけでなく、樹脂も対応可能！
まずは「事前トライ」で課題感をお聞かせください

本記事でも紹介したように、当社ではロボットによるバリ取りの「完全自動化」を掲げて日夜研究・開発を進めてきました。

その集大成である“独自のエアフロート機構（AFシリーズ）”をぜひ導入いただきたいところではありますが、実際にお客様のワークで目標のバリ取り品質を達成し、サイクルタイムを短縮させられなければ意味がありません。

そのため当社では、実際のお客様の製品・ワークを利用した「事前トライ」を承っています。本当に納得いただいた上で導入していただきたいからこそ、既に導入を検討されているお客様であっても、まずは事前トライからの実施を推奨しています。

  • 実際に加工した際の品質はどうか？
  • サイクルタイムをどのぐらい削減できるのか？
  • 導入時の「費用対効果」はどうか？

なども踏まえて現状の課題感に対する解決策をご提案いたしますので、まずはお気軽に事前トライにてご相談くださいませ。

＞バリ取りの事前トライはこちらから！

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フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと<!--103公開用240717追記-->

2023.10.31

フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと

バリ取り機械（バリ取りロボット）の導入を検討している方であれば、「フローティング機構」という言葉を耳にしたことがあるのではないでしょうか？ フローティング機構とは、バリ取りを自動化するにあたって作業を効率的かつ精密に行うための仕組みのひとつですが、そもそもフローティング機構とは何なのか？について、イマイチ分かっていない方も多いかと思います。 そこで本記事では、バリ取り機の導入ご検討中の方に向けて、フローティング機構とはどのようなシステムなのかを詳しく解説していきますので、ぜひ最後までご覧ください！ フローティング機構とは？    ＜スプリング式バリ取りホルダC10型(左)とエアフロート式バリ取りアタッチメントAF40型(右)でのフローティング加工例＞ フローティング機構とは、バリ取り工具を一定の力で押し付けながら動かすことで、製品に沿って滑らかにバリ取りを行う機構のことを指します。 従来のバリ取り機は「リジッド(軸先固定)式機構」と呼ばれる、ティーチング（教示）を行うことでプログラミングされたライン通りに削るタイプの機械が一般的でした。 しかし近年ではスプリングや圧縮エアを用いた「フローティング機構」を採用し、バリ取り工具を一定の圧力で押し付けることができ、製品形状のバラツキや飛び出したバリの形状に沿って滑らかにバリを取り除くことができるのです。 バリ取り機に「フローティング機構」を搭載すべき理由 バリ取り機にフローティング機構を搭載する理由は、バリ取り後における製品の「品質」と「効率性」が大きく向上するからです。ここからはこれらのメリットについて、詳しく解説していきます。 ①：製品形状のバラツキを吸収し柔軟に削れるから、「バリ取り品質」が向上する 先にも解説しましたが、これまでの「リジッド式」というのは、プログラミングされたラインに沿って削る方法であるため、製品形状のバラツキに対して、仕上がりを均一に整えることが難しいという欠点がありました。 しかしフローティング機構は、軸先が製品やバリの凹凸に応じて傾動または伸縮するため、バリや製品形状のバラツキを吸収し、滑らかで綺麗な仕上がりになるのです。 これにより、複雑な形状・不規則なバリでも効率良くバリ取りが行うことができ、特に医療機器や自動車部品など、高い精度を要求される工業製品のバリ取りにもよく使用されています。 ②：切削途中の調整が減るため、「バリ取り効率」が向上する 製品に対して滑らかに切削するということは、製品寸法にバラツキがあっても、仕上がりが均一にまとまりやすく、不良品の発生率が大幅低下します。 また従来のリジッド式では、バリ取り工具を強く押し当てたいときには切削ポイントごとにティーチングし直す必要がありましたが、フローティング機構を搭載することで、これまで都度ティーチングしていたような「押し当て力の微調整」を簡単に行うことができるため、生産効率も大幅に向上するというわけです。 スプリング式の弱点を克服した、「エアフロート式」の特徴とは？ 上でも触れた通り、傾動または伸縮するフローティング機構にはスプリング（バネ）による「スプリング式」と、圧縮エアによる「エアフロート式」の2種類があります。 スプリング（バネ）式はその名の通り、バネの力を用いて刃先が「X・Y・Z」方向に傾動または伸縮するフローティング機構です。こちらは傾動・伸縮はするものの、フロート力の発生源はバネですので、作業の途中でフロート力(バネ自体の圧力)の調整が必要な場合には、作業を中断して「バネ自体の交換作業」が発生するといったデメリットがありました。 またバネによるフロート力は、押し付けるほど反発して強くなるため、本来除去するべきバリが取り除けなかったり、逆に反発が強すぎて製品まで削り込んでしまったりする事例もありました。 そこで開発された「エアフロート式」は、刃先が「X・Y・Z」方向に傾動・伸縮するのはバネ式と同様ですが、フロート力は圧縮エアによりピストンを押すことで発生します。 これによりフロート力を「エア圧の調整」だけで簡単に行えるため、箇所ごとのバネ交換が不要となります。またフロート力(圧力)がバネの縮みに比例するスプリング式とは異なり、エアフロート式ではほぼ一定のフロート力(圧力)が得られ、より高い精度でバリ取りできるのです。 ＜当社の手がけるエアフロート式バリ取りアタッチメント『AF40型』＞ FINESYSTEMのエアフロート式バリ取りアタッチメントAF型(特許第6041317号)は、押し付け圧力を自在に調整できることにより、様々な材質や一つの製品に大きさの異なるバリがある場合などでも対応可能です。段取り替えを減らせて時間短縮といった面でも大きく注目されているのです。 エアフロート式バリ取りアタッチメントAF型の導入で､ 「熟練工の技」をロボットで実現！ 近年、工数削減や労働環境改善などの理由から、バリ取りを自動化する動きが盛んになってきました。これまでのバリ取りは、熟練工による長年の感覚や勘、適切な判断によって行われてきたものであり、その技術を自動化で再現することが困難でした。 しかし最近では、フロート機構をはじめとした技術導入により、バリ取りをロボットによって自動化しながらも、限りなく熟練工の技に近い品質を提供できるようになりました。特にこのエアフロート機構は、人間でいうところの「手首の柔軟性」のような役割を果たしており、柔軟性のないロボットの画一的な動きを人間の手作業のようにすることができ、より速く、質の高いバリ取り作業が可能となったのです。 FINESYSTEMでは、これまでバリ取り工程において課題視されてきた、高い品質要求や工数課題、作業者不足などの課題を解決するため、「熟練工レベルのバリ取り」を実現するバリ取り自動化システムおよび、バリ取りホルダやツールの開発・製作を行って参りました。 バリ取り自動化を検討しているが、どこに依頼すべきか分からない バリ取り精度は維持しつつ、「生産性向上・コスト削減」を叶えたい 作業者の負担を減らしたい 上記のような、バリ取り機械の導入・自動化による作業改善なら、ぜひFINESYSTEMにお任せください！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから

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ツールの種類で“仕上げ精度”も変わる！「バリ取り自動化用ツール」について解説

2025.05.26

ツールの種類で“仕上げ精度”も変わる！「バリ取り自動化用ツール」について解説

「仕上げ加工」とは バリ取りにおける「仕上げ」とは、ワークを納品物として仕上げるための最後の加工工程です。 微細なバリを取り除くのはもちろん、ワーク角をなくす「面取り加工」も仕上げ加工の一環です。 本記事では、バリ取り自動化の最終フェーズ「仕上げ加工の自動化」で使用されるツールについて詳しく解説していきます。 仕上げツールの種類 まずは仕上げで使用されるツールについてです。主に下記の2つを使用します。 超硬ロータリーバー 軸付砥石 それぞれ詳しく見ていきましょう。 1. 超硬ロータリーバー 超硬ロータリーバーは回転工具の先端に取り付けて使用する工具です。回転する刃先で被削材の表面を削ることでバリを取り除きます。 超硬ロータリーバーは回転する刃先で被削材の表面を削りながら形状を整えるもので、主にバリ取り作業や重研削、仕上げ加工などの作業に使用されます。 ロータリーバーの形状を選定することで、バリの切削をはじめ加工目的や用途、製品形状に応じて効率的な仕上げを可能にします。 ◯ 超硬ロータリーバーでの加工例 筒状ワークの内径加工 波状ワークの面取り加工 「面取り加工」についてはこちらをご覧ください。 関連記事：『面取り加工って何？「C面・R面・糸面取り」の違いまで詳しく解説！』 2. 軸付砥石 軸付砥石はロータリーバーよりも滑らかな仕上げが可能な回転式砥石です。 きめ細かなバリ取りはもちろん、面取り加工の中でも、角に丸みを帯びせる「R面取り加工」などを行う際にも利用されます。 ▲鋳鉄のパーティングライン加工の様子 仕上げ加工の注意点 ツールは消耗品 当然ですが、仕上げ加工用のツールは「消耗品」ですので、定期的な交換が必要です。 また消耗具合もワークの特徴や運用方式によっても異なりますので、交換頻度は運用してみないことには分かりません。 詳細なティーチングが必須 ▲波状ワークのティーチングポイント（31点） 仕上げ加工はワーク形状に倣う必要があるため、詳細なティーチングポイント（教示点）の設定が求められます。ティーチングポイントが多いほど高精度な仕上がりになりますが、その分サイクルタイムは落ちてしまいます。 また、きめ細かに設定しすぎると、イレギュラーな形状のバリに対応できず「削り残し」が発生してしまうため、ちょうどいい塩梅のティーチングポイント数に抑えることが重要となります。 FINESYSTEMのエアフロート式バリ取りアタッチメントは、独自のエアフロート機構で工具がワークに追従するため、極めて少ない教示点で高精度な加工を可能にしています。 【特許取得】フローティング技術で、 バリ残し・えぐりゼロの“倣い加工”を実現！   本記事でも紹介したように、バリ取りはたとえ同一ワークであっても「異なるバリサイズ」が必ずあります。 FINESYSTEM独自開発のエアフロート機構（特許取得）は、あらかじめバリサイズにあわせたフロート圧を電空レギュレータにて可変制御が可能です。レギュレータの調整による「バリ取り条件の簡易変更」を可能にしました。 さらに軸元に「複数ボールガイド」を使用することで、製品形状のバラツキにかかわらず、空振り・えぐりの発生ゼロを実現。製品形状にバラツキがあっても補正（教示修正）なしで、熟練工のような“素早く・滑らかな加工”ができるようになりました。 ▲波状ワークでティーチングポイント「4点」を実現 また当社では実際のお客様の製品・ワークを利用した「事前トライ」を承っておりますので、 実際に加工した際の品質はどうか？ サイクルタイムをどのぐらい短縮できるのか？ 導入時の「費用対効果」はどうか？ なども踏まえて解決策をご提案いたします。まずはお気軽に事前トライにてご相談くださいませ。 ＞バリ取りトライのお申し込みはこちらから！

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バリ取り機導入まで何日くらいかかる？当社の流れをもとに詳しく解説！<!--021公開用-->

2024.03.13

バリ取り機導入まで何日くらいかかる？当社の流れをもとに詳しく解説！

そもそも機械による「バリ取りの自動化」とは？ 「バリ取りの自動化」とは、これまで手作業で行われていたバリ取り作業を、ロボットや工作機を用いて機械作業に転換することを意味します。そもそもバリ取り作業というのは、微細な凹凸を精密に削り取る必要があることからも、従来は「作業者が目で確認し、手作業でバリを取り除く。」というのが、当たり前の世界でした。 しかし手作業によるバリ取りは、高精度で確実な除去ができる反面、時間がかかる上に、作業者に大きな負担をかけるという課題があります。さらに、作業者の「熟練度」や「疲労状態」によって、品質にバラツキが生じてしまうことも、大きな課題とされてきました。 そこで近年では、機械（ロボット）を導入し、作業効率の向上・品質の向上（バラツキ低減）を行う企業が増えてきているのです。 「バリ取り自動化」の普及背景や、メリットについては下記記事でより詳しく解説していますので、こちらもあわせてご覧ください！ 関連記事：『バリ取りロボットで作業を自動化！導入費用やメリットまで詳しく解説！』 バリ取り機（ロボット）導入まで「約1～3か月」！ よくバリ取り機の導入を検討しているお客様から、 そもそも導入までどれくらいかかるの…？ こちら側では何を準備すればいいの？ などのご質問をよくいただきます。これらのご質問に対して、FINESYSTEMの商品を紹介しながら回答いたします。 導入までどれくらいかかる？ 導入までの目安として、標準機(FINESYSTEM小型バリ取りロボットセルFDM-001型/FDM-002型)と専用機とで異なります。 バリ取り機の仕様や規模にもよりますが、目安の納期としては次のようになります。 標準機 ： 1か月程度 専用機 ： 3か月程度 バリ取り機導入にあたり、お客様の現在の状況や課題、仕様や要望、導入予定などをお打ち合わせします。お打ち合わせ内容をもとに、バリ取りトライを行い自動バリ取りの仕上がりをご確認いただいた上で最適な自動バリ取りシステムをご提案いたします。 お客様がバリ取り品質をご確認ご納得いただけましたらバリ取り自動化システム(バリ取り機)の導入をご検討ください。 関連製品：『小型バリ取りロボットセル FDM-001型』『小型バリ取りロボットセル FDM-002型』 関連記事：『「バリ取り自動化」に革命を｜FINESYSTEMのバリ取りシステム開発について』 何を準備すればいい？ お客様がバリ取り品質にご納得いただき、FINESYSTEMにご用命いただけましたら速やかに着手いたします。 当社では設計、部品製作、組立、電気配線、RBプログラム、現地工事まで、バリ取り自動化を導入からアフターサービスまで一括サポートしておりますので、お客様はバリ取り自動化システム(バリ取り機)の納品・据付の受け入れをしていただくだけです。 なお、バリ取り自動化だけでなく、前後の自動搬送設備等も対応可能ですので、ご相談ください。 導入からアフターサポートまで一元管理！ バリ取り自動化なら、FINESYSTEMにお任せください！ ここまでバリ取り機導入の流れについて詳しく解説しましたが、バリ取り自動化で大切なことは、ロボットの導入によって、しっかり効率化・品質向上できたか？ではないでしょうか。 ただロボットを設計・設置するだけの企業もさまざまありますが、FINESYSTEMのゴールは、お客様のバリ取り業務において「熟練工レベルのバリ取りを自動化で実現する」ことです。 そのためFINESYSTEMでは、ロボットを活用したバリ取りに関するあらゆる自動化で、お客様のお悩みを解決し生産性向上のお手伝いをします！「無償バリ取りトライ」も行っており、事前にバリ取り品質をご確認いただけます。 バリ取り自動化を検討しているが、どこに依頼すべきか分からない 自社製品に見合ったクォリティが出せるか、確認してから依頼したい 導入から保守まで全部お任せしたい 上記のような内容でお悩みなら、ぜひ一度お問合せくださいませ！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから

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バリ取り自動化の手引き！バリ取り機の「構成パーツ」を徹底解説！

2025.04.24

バリ取り自動化の手引き！バリ取り機の「構成パーツ」を徹底解説！

バリ取り自動化ロボットは、さまざまなパーツが組み合わさって成り立っています。 しかし、 そもそも「ロボット」を買うだけで良いのか？ ロボットの他にどのような部品が必要なのか？ 消耗品やメンテナンスの目安は？ など、具体的な情報がネット上にはあまりないのも現状です。 そこで本記事では、バリ取りロボットの導入を検討している方に向けて、そもそもの構成パーツや、それらの導入・交換コストなどをわかりやすく整理しました。 バリ取りロボットの構成パーツは3つ バリ取りロボットは、大きく分けて以下3つのパーツで構成されています。 ロボット本体 バリ取りホルダ バリ取りツール ①：ロボット本体 ▲日本初 高トルク型エアフロートアタッチメント搭載ロボット いわば人間の「脳や腕」にあたるロボットそのもの（本体）です。 主に「多関節アーム（腕の部分）」と「制御装置（脳の部分）」で構成されており、まず制御装置がティーチングポイント（教示点）を覚え、アームに正確なバリ取り箇所を伝えます。 そして​多関節アームがそれに沿って動くことで、さまざまな形状のワークのバリ取りが可能になります。 ②：バリ取りホルダ ホルダは、人間でいう「手首・指先」の役割を担います。 リジッド機構やバネ機構、最近ではフローティング機構など、さまざまなホルダが登場しており、バリの高さやワーク位置の誤差を吸収し、バリ取りの精度と安定性を向上させています。​ ​​また、「ホルダ＝手首の動き」と例えられるように、“熟練工のような仕上がり”を実現できるかは、このホルダの性能によって大きく左右されます。 つまり、バリ残しやえぐりのない熟練工の業をロボットで再現するには「ホルダの選定」が最も重要になってくるわけです。 ホルダの重要性についてはこちらをご覧ください。 関連記事：『バリ取りロボットの「ホルダ」って何？役割やホルダの種類まで詳しく解説！』 ③：バリ取りツール バリ取りツールはホルダの先端につけるパーツで、実際にバリを除去するための工具のことです。 たとえば、超硬ロータリーバー、エンドミル等の刃具、ブラシや砥石、フラップホイールなどがあり、バリ取りを行うワークや素材によっても異なります。 また、バリ取りツールは消耗品ですので、定期的に交換が必要です。 トータル費用（導入コスト）はどれくらい？ 上記を踏まえ、バリ取りロボットをご導入いただく場合、トータル費用はおよそ「700万円から」が相場です。 価格だけ見るとかなり大きな費用に感じてしまうかもしれませんが、作業者数人分の作業をロボット一台で完結させられると考えると、自動化ロボットの導入による“費用対効果”は非常に高いといえます。 「消耗品交換」も定期的に発生する また、導入後の発生コストとしては、主に「消耗品の交換」が挙げられます。 本体導入コストを踏まえた、費用相場についてはこちらから。 関連記事：『バリ取り作業を自動化！バリ取り機械の導入コストや具体的なメリットまで解説！』 コスト面を踏まえた導入メリット 1. 作業効率の向上 人手作業に比べてバリ取り速度が向上し、サイクルタイムを短縮できる。（生産ラインのサイクルタイムが「1/6」まで削減できた事例も） 2. 品質の均一化 手作業だとどうしても起こってしまう問題（疲れやムラなど）がなく、一定の仕上がりを保てるようになる。 3. 「熟練工離れ」対策 “熟練工頼り”だった工程をロボットに置き換えることで、作業者の負担軽減と技術継承が実現。 注意したいポイント 消耗品の継続使用による「加工精度」の低下 摩耗した工具を使い続けることで、不良品の生産率が増加。 ワークごとに消耗スピードも異なるため、定期的に様子を見て、定期交換のルール化を推奨。 操作・ティーチング担当者のスキル不足 ツール、加工条件、ロボットティーチングが不適切で、最適なバリ取りができないケースも。 導入にあたり専門の技術担当者の配置がベスト。 FINESYSTEMなら、バリ取り自動化における 導入からティーチングまで一括サポート！ バリ取り自動化を前向きに検討されていても、トラブル事例で紹介したように「何かが起こったとき、対応できないな…」とお考えの企業様も、これまで多くいらっしゃいました。 FINESYSTEMでは、導入サポートから、その後のティーチング、万一のトラブル対応まですべてサポート。 導入前の「バリ取りトライ」も行っていますので、事前にバリ取り品質をご確認いただけます。 バリ取り自動化を検討しているが、どこに依頼すべきか分からない 自社製品に見合ったクォリティが出せるか、確認してから依頼したい 導入から保守まで全部お任せしたい 上記のような内容でお悩みなら、ぜひ一度お問合せください！

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「砂型バリ取り」を自動化｜手作業の限界をロボットで超える具体的な方法・費用・事例

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「砂型バリ取り」を自動化｜手作業の限界をロボットで超える具体的な方法・費用・事例

金型鋳造に比べて型費が安く、短納期で試作品や小ロットの製品を製作するのに適している砂型鋳造品。 日常的によく見るもので言うとマンホールや車内部品など、世界のさまざまな工業用品として製造されています。 もちろんこの砂型鋳造品も“鋳造”なわけですから、型取り直後には「バリ」が発生します。 本記事ではそんな砂型・砂中子のバリ取りについての基礎知識から「バリ取りを実現することが可能なのか？」まで詳しく解説していきます！ この記事では、こんな疑問に回答します！ そもそも砂型ってどんな製品？ 砂型のバリ取りが難しい理由は〇〇！ 砂型製品の「バリ取り」が自動化できなかった背景 当社FINESYSTEMの解決策 砂型・砂中子とは 砂型（すながた）とは、砂を固めて作る鋳型のこと。 主に金属を溶かして流し込み、目的の形状の鋳物を作る際に使われます。砂型は低コストで製作でき、形状の自由度が高いため、複雑な形や空洞を持つ製品にも対応できます。また、木型をもとに砂を詰めて作るため、試作や単品製作、少量生産に向いています。 一方で砂型は、一度使うと壊して製品を取り出すため、同じ型を繰り返し使う大量生産には不向きです。 また砂の粒度による表面のざらつきや、冷却の遅さによる強度への影響といった短所もあります。しかし、古くから鍋や鐘などの製造に使われてきた伝統的な技術で、現代でも自動車部品やマンホール蓋など幅広く利用されています。 砂型で製造される鋳造品 1. マンホール蓋 マンホール蓋の製造に砂型鋳造が選ばれる理由は、複雑な裏面リブ構造や文字・模様などのデザインを一体成形できることにあります。 砂型は自由な形状表現が可能で、耐荷重性や耐久性が求められるため、厚みや補強リブを自在に設計できます。また、少量多品種や地域ごとのデザイン変更にも柔軟に対応できるため、砂型鋳造が最適です。 2. 自動車用エキゾーストマニホールド エキゾーストマニホールドは、エンジンから排出されるガスを集めて排気管へ導く部品です。 内部に複雑な空洞や曲がりがあり、金型では成形が難しい形状です。砂型鋳造は中子を使って内部空洞を容易に作れるため、複雑な流路を一体で製造できます。 耐熱性や耐久性も高く、試作から量産まで幅広く対応できる利点があります。 3. ポンプケーシング（ポンプ本体外殻） ポンプケーシングは、内部に流体が通る複雑な空洞を持つ大型部品です。 砂型鋳造なら、流路や接続部の複雑な形状を一体で成形でき、機械加工の手間を大幅に削減できます。 少量生産やカスタム仕様にも対応しやすく、耐圧・耐食性のある材料も選択可能なため、産業用ポンプや大型設備に多用されます。 4. 風力発電用ナセルフレーム 風力発電機のナセル（発電機やギアボックスを収容する筐体）は、大型かつ複雑な形状を持ちます。 砂型鋳造は大物鋳物の製造に適しており、設計変更や少量生産にも対応可能です。内部補強や取り付け部など、構造上の工夫も一体で成形できるため、強度とコストのバランスに優れています。 5. 油圧バルブボディ 油圧バルブボディは、内部に複雑な流路や空洞を持つ精密部品です。 砂型鋳造では中子を利用して複雑な内部構造を一体で作ることができ、機械加工の工程を減らせます。多品種少量生産やカスタム設計にも対応しやすく、耐圧性・耐摩耗性のある合金も選択できるため、産業機械や建設機械分野で広く利用されています。 砂型鋳造品も「高精度なバリ取り」が不可欠！ 上の事例のように、砂型鋳造品はどれも精密さが重要視されるものばかりです。 また砂型鋳造はコストの低さや多品種少量生産への対応力、大型や複雑形状の製品にも適しているなど、多くのメリットもあります。 一方で、鋳肌が粗く寸法精度が低いという課題もあり、製品の品質を確保するためには、後工程での仕上げ作業（バリ取り）が不可欠。特に、油圧制御バルブなどの精密部品では、わずかなバリや異物が機能不良の原因となるため、徹底したバリ取りと品質管理が求められます。 しかし「鋳肌が粗く寸法精度が低い」からこそ、このバリ取りの作業そのものの“難易度が高い”というのも、砂型の特徴なのです。 砂型・砂中子のバリ取りが難しい理由 1. そもそも不均一になりやすいから 砂型鋳造による鋳物は、複雑で曲面や細かい凹凸を持つ形状が多くなります。 砂型自体が一つ一つ手作業で作られるため、同じ製品でも微妙な違いが生じやすく、バリの発生箇所や大きさも均一ではありません。 手作業でバリを取り除く際、これらの複雑な形状や不均一なバリに対して、ヤスリやナイフなどの工具を使い分けて細かく対応する必要があります。 そのため、作業者には高い技術と経験が求められ、作業時間も長くなってしまうのです。 2：粉塵が発生しやすいから（労災リスク） 砂型製品は特に、加工時の粉塵が発生しやすいため、そもそも作業者への負担が多いワーク素材でもあります。 そのため他ワークと比べてバリ取りが難しく、たとえ熟練工であっても長期的に見ると粉塵による気管支炎などの労災リスクが発生するケースも稀にあります。 3：作業者の“熟練度”が顕著に出てしまうから これは砂型に限った話ではありませんが、手作業によるバリ取りは、作業者の技術や経験に大きく依存します。 いわゆる熟練工であれば細部まできれいにバリを除去できますが、経験の浅い作業者ではバリが残ったり、逆に削りすぎて製品を傷つけてしまうことさえあります。 特に砂型鋳造品は、製品ごとにほんのわずかな違いがあるため、均一な仕上がりを保つには一人ひとりの作業精度が問われてしまうのです。 4：「労力・時間」がかかるから 砂型鋳造はもともと一品一様の製品が多く、バリ取り作業も手間と時間がかかります。 手作業で一つ一つバリを除去するには、製品をしっかり固定し、細部まで丁寧に作業する必要があるため、作業効率が低下します。大量生産の現場では、手作業によるバリ取りは生産スピードのボトルネックとなり、コスト面でも不利です。 また、長時間の作業は作業者の負担も大きくなり、安全面や健康面でも課題が生じてしまいます。 「バリ取りの自動化」が最適解とされることも 砂型加工では上のような難しさ・リスクも踏まえて、そもそもバリ取り作業を自動化するといった流れも増えつつあります。 しかしまだ自動化で進めている企業は少数であるのが現状。一体なぜなのか詳しく見ていきましょう。 自動化が進まないワケ：「熟練工の精度」が圧倒的だから 自動化が進まない理由、それはこれまでのバリ取りロボットでは熟練工が手作業で生み出す“精度”を担保できなかったからです。 製造業は「量より質」、「コスパより精度」の世界 先に紹介したような日本製のマンホールや自動車用部品は、その「精密さ」で世界を圧倒していました。これを支えているのが“熟練工の加工技術”です。 寸分の狂いもない、わずかな削り残しもないバリ取りはこれまでロボットによる大量生産では難しいとされ、 そもそも自動化を考えていない 以前試したけれど、精度が低くて辞めてしまった こういった企業様が多くいらっしゃるのが現状です。 FINE SYSTEMは独自技術で「空振り・えぐりゼロ」を実現！ そこで当社が開発したのが、「熟練工レベルのバリ取り」を再現する”業界初”のエアフロート式バリ取りアタッチメントです。 そもそも熟練工がロボットに勝る理由は、“己の感覚”を作業に落としこめること。当社はバリ取りロボット最大の課題である「空振り・えぐり」をゼロにするためには、ロボットにも”感覚作業に近い動き”をさせることが重要と定義づけました。 そこで設計・開発したのが、FINESYSTEM特許技術である「独自のエアフロート機構」です。 独自エアフロート機構は、フロート力に圧縮エアを用いる機構をベース構造としつつ、軸元に「複数ボールガイド（特許技術）」を使用することで、刃先がワーク形状に素早く滑らかに追従し、機械でありながらより“感覚作業”に近いバリ取りを実現しました。 当社のエアフロートシステム開発秘話については、こちらの記事に詳しくまとめました！ 関連記事：『真の“バリ取り自動化”とは何か？「空振り・えぐりゼロ」を実現するバリ取り機の開発背景』 砂型・砂中子だけでなく、金属・樹脂も対応可能！まずは「事前トライ」で課題感をお聞かせください 本記事でも紹介した通り、当社は「以前導入していたけれど、諦めてしまった…」という企業様の悩みを踏まえて、今日まで研究・開発を行ってきました。そのため、 進化したロボットは気になるけど、また同じ結果にならないか心配… 自社製品のバリ取りを自動化できるのか… といった不安を解消すべく、実際の「お客様の製品・ワーク」を利用した「事前トライ」を承っております。 実際に加工した際の品質はどうか？ サイクルタイムをどのぐらい削減できるのか？ 導入時の「費用対効果」はどうか？ なども踏まえて解決策をご提案いたしますので、まずはお気軽に事前トライにてご相談くださいませ。 ＞バリ取りトライのお申し込みはこちらから！

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2024.03.01

「バリ取り自動化」に革命を｜FINESYSTEMのバリ取りシステム開発について

製造業界において、バリ取りは長年にわたり重要かつ煩雑なプロセスとして存在してきました。バリとは金属やプラスチックなどの加工過程で生じる「余分な部分」のことで、これを除去することが製品の品質や機能性に直結しています。 従来、この作業は熟練の作業者による手作業が中心であり、時間がかかる上、精度の面でもばらつきが生じがちでした。そこでFINESYSTEMでは、このバリ取りを機械やロボットを用いて自動化させることで、モノづくりの精度・生産性をより向上させるため、日夜研究を続けています。 本記事では、FINESYSTEMが手がける「バリ取り自動化」の特徴や、精度・品質向上に対する研究の裏側について、詳しく解説していきます。 「バリ取り自動化」の重要性と課題 これまで主流であった「手作業によるバリ取り」というのは、高精度で確実な除去ができる反面、時間がかかる上に、作業者に大きな負担をかけるという課題がありました。さらに、作業者の「熟練度」や「疲労状態」によって、品質にバラツキが生じてしまうことも、大きな課題とされています。 そこで近年では、機械（ロボット）を導入し、作業効率の向上・品質の向上（バラツキ低減）を行う企業が増えてきているのです。 一方で、機械を導入するにあたっても、さまざまな課題が残っているのもまた事実です。例えば設備導入後についていえば、運用方法を理解し、適切にメンテナンスできる技術者が必要ですし、新製品追加や機種変更された場合には、その都度、設備の改造や交換ができる人材が必要になります。 また複雑な形状や、特殊な材料を扱う場合は、機械では精度が不充分で、結局一部を人の手でバリ取りしたり、より精度の高いロボットを買い直したりしなければならないなどのコスト面・時間的な面でのデメリットが多くあったのです。 FINESYSTEMの解決策 FINESYSTEMでは日本のモノづくりを支えるべく、バリ取り自動化における課題解決に日夜取り組んでいます。そこで私たちが辿りついた答えが「FINESYSTEM独自のバリ取り理論」です。 当社はオリジナルのバリ取り理論に則り、バリ取り熟練工の技をバリ取りロボットセルに置き換えるというコンセプトのもとバリ取りの自動化をご提案しております。 オリジナルのバリ取り理論とは、バリ取り作業を100％とした場合、そのうちの50％が当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントや簡易バリ取りホルダ、20％がツールの選定、20％が加工条件、10％がロボットティーチングという考え方です。ここからは、当社のバリ取り理論に沿った、バリ取りシステム開発の裏側をご紹介します。 1：生産から導入後のサポートまで、グループ5社による完全連携 FINESYSTEMを含む「ファイングループ」では、5社(FINESYSTEM・ROBOSYSTEM・司工機・ファインテクノ・FINEPLUS)が連携することで、バリ取り自動化の「自己完結型一気通貫生産システム」を構築しています。 従来のロボット開発というのは、開発は開発会社、導入・システム管理はそれらに特化した会社と分割されることが一般的でしたので、トラブル対応への遅れや機械への対応人材の不足などが、設備導入の足かせとなることが多くありました。 そこで我々は、グループ会社として作業をすべて内製化することで、バリ取りシステムの開発・導入から、保守・トラブルサポートまで、迅速な対応を実現しています。一日の遅れも許されない製造業界だからこそ、徹底した管理体制に支持をいただいています。 2：バリ取り精度を高める「エアフロート式バリ取りアタッチメントAF型」の導入 いくらバリ取りが効率化されても、バリ取り品質が落ちては意味がありません。近年では、刃先が「X・Y・Z」方向に傾動または伸縮することで、バリ取りの精度をより高められる「フローティング機構」を取り入れたバリ取り工具が主流となっています。 一般的なフローティング機構というのは、バネ（スプリング）の力で伸縮するものが主流となっていますが、当社の開発する「エアフロート式」は、バネ式同様に刃先が「X・Y・Z」方向に傾動・伸縮するのに加え、フロート力は圧縮エアによりピストンを押すことで発生します。 これによりフロート力を「エア圧の調整」だけで簡単に行えるため、箇所ごとのバネ交換が不要となります。またフロート力(圧力)がバネの縮みに比例するスプリング式とは異なり、エアフロート式ではほぼ一定のフロート力が得られるため、まるで熟練工の手作業のような動きの自動化を実現しました。 当社が開発する「エアフロートシステム」については、下記記事もあわせてご覧ください。 関連記事：『フローティング機構とは｜バリ取り自動化に向けて知っておきたいこと』 3：ツール選定・加工条件・ロボットティーチングまで徹底管理 実はバリ取りを効率化するためには、ロボットを導入するだけでは不充分です。例として、当社がツール選定や加工条件、ティーチング（プログラミング）を最適化することによりバリ取り品質を改善し加工時間を短縮できた事例がございます。 当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントで他社がバリ取りを自動化したお客様より、目標のバリ取り品質や加工時間を達成できないとご相談をいただきました。当社の作業者がお客様の自動バリ取り機のツール選定、加工条件、ロボットティーチングを修正しました。 このように当社のエアフロート式バリ取りアタッチメントと最適なバリ取り条件を提供することにより、加工時間を約30%短縮しながらバリ取り品質についてもお客様より合格の判断をいただくことができました。 いわゆるバリ取り機を導入すれば、ある程度の効率化や品質向上は可能ですが、使用するツールやティーチングまでこだわらなければ「高品質で効率的なバリ取り」は実現できません。当社ではロボット導入から始まり、ツール選定や加工条件、ティーチング作業までをすべて一貫して提供しております。これが「FINESYSTEM独自のバリ取り理論」の答えなのです。 当社のバリ取りシステムによる素材別事例        <鉄の加工事例>                                     <アルミの加工事例> FINESYSTEMなら、バリ取り自動化における 導入からティーチングまで一括サポート！ これまでバリ取りをロボットで自動化するためには、機械設置やロボットティーチング（プログラミング）などの専門的な知識のある人材が必要とされてきました。 そのため、バリ取り自動化を前向きに検討されている企業の中でも、 自社でできるかわからない… 導入後のプログラミング（ティーチング）ができる技術者がいない… ロボットに熟練工レベルの仕上がりが再現できるのか不安… などのお悩みから、導入を諦めてしまう企業様も少なくありません。 FINESYSTEMでは、ロボットを活用したバリ取りに関するあらゆる自動化で、お客様のお悩みを解決し生産性向上のお手伝いをします！「無償バリ取りトライ」も行っており、事前にバリ取り品質をご確認いただけます。 上記のような内容でお悩みなら、ぜひ一度お問合せくださいませ！ >>お問い合わせはこちらから >>バリ取り・RBハンドリングのトライのご相談はこちらから

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