加工コストに直結する段取り作業の要素分解と改善

皆さんこんにちは、アキヤマエヌシーテープセンターの秋山です。

今回は、段取り作業(工具準備、治具設置、プログラム確認)を構成する要素を分解。各要素の時間短縮が、多品種少量生産のトータルコストにどう貢献するかを考察します。

多品種少量生産が当たり前になった今、「一つ一つの加工時間は短いのに、なぜか全体のコストが下がらない」「機械が動いていない時間が多くて、もったいないと感じる」といったお悩みはありませんか。その原因の多くは、製品を削る時間そのものではなく、その準備にかかる「段取り作業」に隠されています。この記事では、コストに直結する段取り作業を細かく分解し、それぞれの時間をどうすれば短縮できるのか、その具体的な方法について、皆さんと一緒に考えていきたいと思います。

1. 段取り作業とは?「見えないコスト」の正体

段取り作業とは、機械が次の製品を加工するために行う準備作業全般を指します。具体的には、使用する工具を交換したり、加工する材料を固定する治具を設置したり、NCプログラムを機械に読み込ませて確認したりする時間のことです。この時間は、機械が材料を削っていない「非加工時間」であり、直接的には価値を生み出していません。しかし、この非加工時間が長引けば長引くほど、機械の稼働率は下がり、人件費もかさむため、製品一つあたりのコストは確実に上がっていきます。特に、生産量が少ない多品種生産では、この段取りの回数が多くなるため、その影響はより深刻になります。

2. 要素分解その1:「工具」の準備をスムーズにする

段取り作業の一つ目の要素は「工具の準備」です。これには、図面を見てどの工具を使うか選び、工具ホルダーに取り付け、機械にセットし、それぞれの工具の長さを正確に測定する、といった一連の作業が含まれます。これらの作業を効率化するだけでも、段取り時間は大きく短縮できます。例えば、よく使う工具の種類や長さを標準化しておけば、工具を探したり選んだりする時間が減ります。また、工具長を機械の外で測定できる「ツールプリセッタ」という機械を使えば、加工機を止めることなく次の工具の準備ができます。こうした小さな工夫の積み重ねが、大きな時間短縮に繋がるのです。

3. 要素分解その2:「治具」の設置を効率化する

二つ目の要素は、加工する材料(ワーク)を固定するための「治具」の設置です。毎回、治具をテーブルにボルトで固定し、ダイヤルゲージなどを使って正確な位置を出していく作業は、非常に時間がかかり、熟練の技術も必要とされます。ここでの改善ポイントは「基準」を明確にすることです。例えば、機械のテーブルにあらかじめ基準となる穴や溝を設けておき、治具側もその基準に合わせて作っておけば、誰でも素早く正確に治具を設置できます。また、パレットチェンジャーのように、治具ごと交換できるシステムを導入することも有効です。設計の段階から、どうすれば効率的に固定できるかを考えておくと、加工現場での作業は格段に楽になります。

4. 要素分解その3:「プログラム」の確認と転送を確実に行う

三つ目の要素は、「NCプログラム」の準備です。作成したプログラムを機械に転送し、工具が思った通りに動くか、材料や治具にぶつからないかなどを確認する作業です。もしプログラムにミスがあれば、材料を無駄にしたり、最悪の場合は機械を壊してしまったりする危険もあります。そのため、慎重な確認作業は欠かせませんが、これも時間を要します。最近では、パソコン上で実際の機械の動きをそっくり再現できるシミュレーションソフトがあります。これを使えば、実際に機械を動かす前にプログラムの安全性を確認できるため、機械上での試し削りの時間を大幅に短縮できます。また、よく使う加工パターンをサブプログラムとして登録しておくことも、プログラム作成の時間を短縮するのに役立ちます。

5. 各要素の改善がトータルコストに与える影響

これまで見てきた「工具」「治具」「プログラム」の各要素を改善することは、単に段取り時間を短くするだけではありません。段取りがスムーズになれば、機械の稼働率が向上し、同じ時間でより多くの製品を作れるようになります。また、作業が標準化されることで、作業者によるミスの発生を防ぎ、品質の安定にも繋がります。多品種少量生産では、この段取り時間の改善効果が生産コスト全体に与えるインパクトは非常に大きくなります。一つ一つの改善は小さく見えても、それらが組み合わさることで、企業の競争力を大きく左右するほどの違いを生み出すのです。

6. まとめ:小さな改善が品質、コスト、納期を支える

今回は、加工コストに大きく影響する段取り作業を「工具」「治具」「プログラム」という3つの要素に分解し、それぞれの改善方法について解説しました。段取り時間の短縮は、非加工時間を減らし、機械の稼働率を上げることで、直接的なコストダウンに繋がります。さらに、作業の標準化は人的ミスを減らし、安定した品質を実現します。その結果、お客様が求める品質、コスト、そして納期(QCDS)のすべてを満たすことに貢献できるのです。目立たない作業ですが、こうした地道な改善の積み重ねこそが、ものづくりの現場を支える土台となっています。

7. 技術的な課題解決のパートナーとして

私たちのような加工の現場では、日々こうした段取り作業の改善に取り組み、より良い製品を効率的にお届けするための工夫を続けています。もし、皆様が製品の設計段階で「この形状は加工しやすいだろうか」「どうすればコストを抑えられるだろうか」といったことで悩まれた際には、私たちの知見が何かのお役に立てるかもしれません。加工のプロの視点から、より良いものづくりに繋がるご提案ができることもあります。


もし、設計や加工方法のことでお困りでしたら、私たちのような加工の専門家が、その知見を活かして何かお役に立てることがあるかもしれません。

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