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アプリケーションケース
自動車ホイールハブ加工におけるタッチプローブによる測定
I.顧客プロファイル
このプロジェクトのパートナーは、20年近い業界経験を持ち、乗用車、商用車、高級二輪車用のアルミ合金ホイールハブの研究開発、生産、販売を専門とする国内の大手アルミ合金ホイールハブメーカーです。数多くの合弁自動車メーカー（フォルクスワーゲン、トヨタ、ホンダなど）の中核的なサポートサプライヤーとして、年間400万台の生産能力を誇り、製品は世界30以上の国と地域に輸出されている。国内中高級ホイールハブの市場シェアはトップ10にランクされ、「世界自動車メーカーシェアNo. 業界品質ベンチマーク企業 は、その厳格な品質管理システムと効率的な大規模生産能力を評価されています。自動車メーカーの最高基準に準拠し、ホイールハブ加工の寸法精度、一貫性、量産効率における究極の卓越性を追求しています。.
Ⅱ.背景
自動車業界のトレンドに後押しされて 軽量、高精度、高い安全性, 自動車メーカーは、ホイールハブの主要寸法（同心度、端振れ、内径公差など）の管理基準を継続的に厳しくしており、一部のコア指標の公差要件は±0.05mm以内にまで狭められている。一方、端末市場の需要の多様化により、ホイールハブのモデルは急速に反復されている。顧客は、効率的な納入能力を確保しながら、柔軟な多品種小ロット生産を維持する必要がある。.
顧客の元の生産方式は二重の圧力にさらされていた：一方では、金型の摩耗、不均一な冷却などの影響を受け、重力鋳造後のアルミニウム合金ホイールハブブランクスの加工代が0.3～0.8mm変動し、従来の手動アライメント方法では対応できませんでした。一方、オフラインのCMM（三次元測定機）検査では、工作機械から検査室へのワークの移動が必要で、1回の検査に15分以上かかり、次のような問題点があった。 抜き取り検査 その結果、不適合製品が後工程に流れ込むリスクが高くなり、手直しコストが増加し、納期サイクルにも影響を及ぼすことになった。その結果、不適合製品が後工程に流れ込むリスクが高くなり、手直しコストが増加し、納期サイクルに影響を与えることになった。以下の矛盾を解決するために 精密制御 そして 効率向上, のオンライン測定技術を導入し、統合された全工程寸法管理システムを構築することが急務であった。 機械加工-測定-補償.
III.核心的課題
大規模生産において顧客が直面する苦悩は、市場競争力を直接的に制限するものであり、具体的には以下のようなものが挙げられる：
- クランプと位置決め偏差による高損失:ダイヤルゲージによるブランクの手動アライメントは、オペレーターの経験に頼っており、1台の工作機械でクランプするのに5分もかかるだけでなく、位置決め精度も±0.1mmしか達成できず、ブランクの加工代の不均一による影響を相殺することができない。従来、ブランクスの月平均スクラップ量は 加工代不足 そして 寸法公差外 枚以上に達した。ブランク1枚150元で、年間損失は54万元を超えた。.
- オフライン検査の遅れと限界:オフライン検査では、バッチの5%しかサンプリングできず、機械の熱変形、工具の摩耗、ブランクの公差変動などの動的変数をリアルタイムで捉えることができなかった。工作機械の主軸の熱変形が原因で、バッチ内の1,000個以上の製品の同芯度が公差外（0.1mm以上）になったことがありました。この問題は、すべての製品が加工された後のオフライン検査で初めて発見され、その結果、15万人民元以上の直接損失が発生し、自動車メーカーの納期スケジュールに影響を与え、顧客は損害賠償のリスクにさらされました。.
マルチバッチ生産における一貫性の課題:顧客は毎月20以上のホイールハブのモデルを切り替える必要がある。従来の方法では、モデルチェンジのたびにアライメントパラメータを再調整する必要があり、デバッグのサイクルは2～3時間でした。さらに、デバッグの精度がオペレーターによって異なるため、同じモデル製品の主要寸法に大きな整合性のずれが生じ、自動車メーカーからのクレーム率は3%に上ります。.
IV.ソリューション
顧客の核となるペインポイントをターゲットに、当社は特別な技術チームを立ち上げ、以下の統合ソリューションをカスタマイズした。 工作機械用タッチプローブ＋専用計測ソフトウェア このソリューションは、顧客の10台の立形マシニングセンタ（モデル：VMC850）とホイールハブ加工工程の設備パラメータに基づいています。このソリューションは、加工前のデータムキャリブレーションと加工中のダイナミックモニタリングをフルプロセスでカバーするもので、具体的な対策は以下の通りです：
マルチモデルの迅速なモデルチェンジ適応（追加）:モデルデータベースはお客様用にカスタマイズされ、異なるホイールハブの測定ポイント、補正ロジック、公差規格があらかじめシステムに設定されています。モデル変更の際には、再デバッグすることなく、対応するモデルプログラムのみを工作機械の操作パネルから呼び出す必要があり、モデル変更時間を2～3時間から15分以内に短縮し、生産の柔軟性を大幅に向上させます。.
クランプと位置決めのための動的補正システム:ブランククランプ後、工作機械は自動的にプローブ計測プログラムを起動します。プローブは、ルビースタイラスを通してホイールハブ中心穴の内壁に均等に分布した4つの特徴点を正確に収集し、システムはフィッティングを通して実際の中心座標を計算します。同時に、取り付け端面の5つの基準点（端面と中央部を含む）を検出し、端面の平坦度と高さ偏差を分析し、完全な位置決め偏差データを生成します。システムは測定データと理論的なプログラミング座標をリアルタイムで比較し、X/Y/Zの3軸補正パラメータを自動的に生成して工作機械制御システムにアップロードします。全プロセスにおいて手動操作は不要で、クランピングデータの位置決め精度を±0.02mm以内に安定制御します。.
リアルタイム・インプロセス・モニタリング（追加）:高付加価値のホイールハブモデルには、加工中の主要寸法の抜き取り検査機能が追加設定されています。プローブは、粗加工後および仕上げ加工前に、内径や段差高さなどのコア寸法を自動的に測定します。寸法偏差が事前に設定したしきい値（±0.03mm）を超えた場合、システムは直ちに加工を一時停止してアラームを発し、同時に工具摩耗補正の提案を行い、バッチ不適合製品の製造を回避します。.
V.アプリケーションの実績
DOP40工作機械タッチプローブの導入により、この顧客は品質、効率、コストの3つの面で大きなブレークスルーを達成し、具体的な成果は以下の通りである：
生産コストの大幅削減:ブランクのスクラップ率が元の0.75%から0.1%に減少し、毎月のスクラップロスが約45,000CNY減少し、年間コストが540,000CNY以上節約された。オフラインの検査作業量は70%削減され、2人の検査員が生産の中核を担うことになり、間接的に15%の人件費削減となった。動的補正により工具摩耗が均一化され、工具寿命が20%延び、消耗品コストがさらに削減された。.
品質精度と一貫性の二重の改善:キーホイールハブ寸法の同心度を元の0.1mmから0.04mmに最適化し、端振れを±0.03mm以内に制御し、コア寸法の認定率を96.5%から99.8%に向上させた。多バッチ製品の寸法変動幅は60%減少し、自動車メーカーからのクレーム発生率は0.2%以下となり、顧客はアップグレード認証に合格した。 高品質サプライヤー 合弁自動車メーカーによるものである。.
生産効率の大幅な最適化:工作機械1台のクランピングとアライメント時間が5分から45秒未満に短縮され、1シフト（8時間）当たりの生産能力が22%向上。多モデルチェンジの効率は87.5%改善され、顧客は毎月3～5件の小ロット注文に対応できるようになり、稼働率は当初の85%から95%に向上した。.
VI.顧客評価
“Qiduの工作機械タッチプローブソリューションは、当社の大規模生産における精度と効率の矛盾を的確に解決しました。クランプと位置決めの自動化と高精度化により、熟練オペレーターへの依存から完全に解放され、主要寸法の認定率が着実に向上したことで、自動車メーカーをサポートする競争力が高まりました。技術チームのカスタマイズされたサービスと迅速な対応により、専門的な技術サポートの深い経験を得ることができました。”Qiduは価値ある長期的な協力パートナーです。”— 顧客の生産技術部長、張氏