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研磨加工へのAI導入

研磨や金属加工の分野でも、AI導入の動きが高まっています。業界の人手不足や安全性確保の目的からAIを導入するメリットは大きいと言えます。ここでは実際にAIを導入している事例のほか、研磨加工とAIに関する背景と今後の展望について紹介します。

研磨加工にAIを導入する意義

人手不足や競争力への懸念

少子化による後継者不足や、働き方改革による労働時間短縮など、研磨加工業界においてもこれからを担う人員の育成は直近の課題です。技術者の高齢化も進み、国内外での競争力を維持していくことも同時に考慮しなくてはいけない状況となっています。現在の日本では研磨加工業界に限らず、製造業全般で「業務の自動化」が急ピッチで進んでいます。

研磨ロボットの仕組み

研磨ロボットは一般的に「ロボットアーム」と「研磨機」を合わせた構成となっています。固定・装着するものが「加工物」なのか「研磨機」なのかで、ロボットの構成が変わります。

「加工物」をアームで固定する場合

ロボットアームで加工物を固定し、研磨機を当てながら加工します。ロボットと研磨機がリアルタイムで連動するので、加工の程度の微調整ができます。

「研磨機」をアームに装着する場合

ロボットアームに研磨機を装着し、別に固定した加工物に触れながら加工します。加工物の姿勢や押しつけ圧力を一定にするなど、前もってロボットにティーチングを行うことが特徴です。

研磨の分野でも自動化実装が可能となりつつある

これまで研磨やバリ取り、測定工程における自動化は難しいものとされてきました。しかし近年では、ロボットやAIの技術が進化し、研磨の分野でも「作業の自動化」への兆しが見えつつあります。

自動化と同時に監視体制技術の導入も急務

ロボットやAIを活用し、工場の無人化が実現しても、完全に人が要らなくなることはありません。いずれ起こりうる機械トラブルに対して、いち早く気付き対応できるかという「監視技術」も直近の課題となっています。現在国内でも「IoTを活用した監視技術」の他、監視体制に関する新たな技術の開発が行われています。

研磨加工にAIを導入した事例

自動車部品の品質判定と管理に寄与したAIシステム

一部自動車業界では、エンジン部分の研削加工において、その加工品質を判断するAIを本格導入しています。

加工設備で得られた主軸動力値や振動データを取得し、その品質が基準値内かどうかを判定。導き出された結果を加工設備へフィードバックするという仕組みです。また、品質管理AIと連携させ、設備内に組み込まれたAIを一元管理することで、予測度を維持し、AIチューニング時期の判断が可能となります。

このシステムを導入したことで、従来の抜き取り検査と比較し、リアルタイムかつ高精度な品質保証が実現しました。

参考元:MONOist
( https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2202/21/news045.html )

熟練者の判断を「見える化」した研削条件決定システム

少子高齢化による後継者不足問題をテーマに開発されたシステムです。このシステムではまず「熟練者たちの思考過程」をデジタルモデル化しました。工作物や工具、加工条件、関連する因子などをヒヤリングし、「知識ネットワーク」を構築。これにより、未熟練者であっても、工作物や工具に関する情報を入力するだけで、最適な被削材や要求精度、推奨加工条件を導き出すことが可能となりました。

実際に試作したツールを新人教育の場で検証すると、最終的に指導員に頼ることなく、新人一人で条件選定や対策の立案が達成できました。

参考元:日刊工業新聞電子版
( https://biz.nikkan.co.jp/brand/machinetools/feature/002/01/ )

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技術力・対応力・品質に優れた研磨加工会社3選
       

技術力・対応力のある研磨加工会社を見極めるために、当サイトでは「研磨会社」とGoogle検索してヒットした研磨加工会社42社(2023年8月21日調査時点)の中から、研磨に関する特許を取得しており、主要取引先を明示していることで品質や対応力に信頼性があると判断した3社を選出しています。

チタン研磨に自信!
バフ研磨と電解研磨を得意とする
三和産業
三和産業の公式サイト画面

引用元:三和産業公式HP https://www.sanwa21.co.jp/

技術力

42社中でもっとも多くの電解研磨に関する特許を持ち、電解研磨に関する知見が豊富。

対応力
  • 物理研磨と電解研磨に対応。
  • 研磨に精通した技術営業員が常駐し、事前相談が可能。
  • 表面分析を行う生産技術員が品質を担保。アフターケア体制を整えている。
創業

100年以上(創業1918年)

対応可能な研磨
  • バフ研磨
  • バレル研磨
  • 化学機械研磨
  • 電解研磨
  • 電解複合研磨
  • バレル電解研磨
  • 化学研磨
  • 出張研磨
主要取引先

日立製作所、日立ハイテク、日立プラントメカニクス、日立ハイテクマニファクチャ&サービス、日立交通テクノロジー、トクヤマ、トーステ、帝人

対応領域

半導体関係装置(精密部品/真空チャンバー)、医薬・化学・食品製造装置(サニタリー類/継手/タンク/熱交)、粉体装置半導体関係装置(精密部品/真空チャンバー)、医薬・化学・食品製造装置(サニタリー類/継手/タンク/熱交)、粉体装置

三和産業に
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電話で問い合わせる
0833-41-3076(代)

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研磨資材も開発援助!
ガラス材の精密加工に精通した
斉藤光学製作所
斉藤光学製作所の公式サイト画面

引用元:斉藤光学製作所公式HP https://saito-os.com/

技術力

42社中、唯一加工が困難な100㎛以下の薄片基板やΦ5㎜以下の小径なガラス基板の研磨加工も可能。

対応力
  • 硝材の調達から成形、研磨、洗浄、検査まで一貫して対応。
  • 知見を生かし、研磨副資材などの開発援助も可能。
  • 研磨副資材の受託評価、分析も可能。
創業

40年以上(創業1977年)

対応可能な研磨
  • バフ研磨
  • バレル研磨
  • 化学機械研磨
  • 電解研磨
  • 電解複合研磨
  • バレル電解研磨
  • 化学研磨
  • 出張研磨
主要取引先

山寿セラミックス、AGCエレクトロニクス、オプトネクサス、住鉱国富電子、ファインクリスタルいわき

対応領域

測量器用ガラス、石英研磨基板、光学用セル、100μmガラス基板など

斉藤光学製作所に
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0187-85-3300

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微細部品にも対応!
電解研磨や化学研磨の知見を持つ
中野科学
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引用元:中野科学公式HP https://www.nakano-acl.co.jp/

技術力

42社中、唯一微細部品のバレル電解研磨ができる。電解研磨、酸洗い、酸化発色、陽極酸化、化学研磨、電解複合研磨などの表面処理に対応可能。

対応力
  • 工程管理システムを用い、迅速で的確な見積回答、納期回答などができる体制を構築。
  • ISO9001を取得し、品質管理を徹底。
  • 各種測定機器を用いた品質検査が可能。
創業

60年以上(創業1956年)

対応可能な研磨
  • バフ研磨
  • バレル研磨
  • 化学機械研磨
  • 電解研磨
  • 電解複合研磨
  • バレル電解研磨
  • 化学研磨
  • 出張研磨
主要取引先

IHI、味の素、アドバンテスト、アマノ、アルプス電気、宇部興産、大塚ホールディングス、オリンパス、京セラ、クラレ、栗田工業、コニカミノルタ

対応領域

ノズル、エルボ、ブッシング、フレーム、スクリーン、ベアリング押さえ、アーム、金型、バルブ、パイプ、マニホールド、フランジなど

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0256-62-2548

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