トルクリミッタ－付きタッパ－による加工不良

質問

トルクリミッタ－付きタッパ－を使用することによる加工不良が発生しており、頭を悩ませています。

トルクリミッタ－は、タップ加工時に設定以上の負荷トルクが掛かった場合、
タップを空転させタップの破損を防ぐことができる非常に便利なものですが、
この空転により、必要なメネジ深さまで加工できない危険性をはらんでいると思います。
事実、うちの現場ではメネジ深さが足りないという不良がたびたび発見されています。

もちろん、条件をその都度材料に合わせて加工すれば問題無いのかもしれませんが、
大量に製品を加工する上では現実的な方法とは言えません。
また、一つの製品（部品）上のメネジ全てが不良というわけでなく、
加工順序に関係なく突発的に不良が発生しているため、
加工初めと終わりのメネジチェックをしても、
次工程への流出を防ぐことができません。

対策としては、
・全品全ヶ所の検査をする
・トルクリミッタ－を使用せず、いっそのことタップを折る
などがあげられていますが、現実味がありません。

どなたか、こういった経験をされた方がいらっしゃいましたら、
ご意見・アドバイス等をお願い致します。

追記させて下さい。

タッパ－で空転の有無を検出できるようなツールはどこかにないでしょうか？
（自分で調べた限りでは見つけることはできませんでした）
空転のあった品物について検査することで、
検査精度は抜取り検査よりも格段に上がるとおもうのですが。

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

私の経験からアドバイスします。
　以前、微小部品のネジ締め機構を持つ、自動調整システム開発で使った手法です。このシステムでは、ネジ締めビットがネジに向かって下降し、正確に穴に挿入したかどうか、確認する必要がありました。すこし、面倒ですが、参考になったら幸いです。

　１．ネジ締めビット回転部に反射型ファイバセンサを取り付ける。
　２．検出スポットはビット回転により、ファイバセンサがＯＮ／ＯＦＦ（信号光が反射または拡散、吸収）するよう位置決め固定する。
　３．ビット回転数の２倍以上のサンプリング周波数で、ファイバセンサのＯＮ／ＯＦＦを確認する。
　４．ＯＮ／ＯＦＦが繰り返されるならば、ビットが回転しているものと判断できるので、ＯＫと判断する。

　５．ＯＮまたは、ＯＦＦ信号が維持された状態ならば、ビット回転が停止しているものとしＮＧと判定する。

以上の制御は、Windows PCにＤＩＯボードを実装したシステムとアプリケーションで構築しました。同様な考えで、例えば、タイマユニット（オムロン製など）の入力信号としてセンサ出力用い、タイマユニットの制御出力を用いることでタッパーの空転を検出できると思います。

お礼

お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。

やはり、トルクリミッターを使用する以上、
タッパーの空転をなんらかの方法で検出することが、
本件の対策の本質なのだと思います。

結局、世の中に無いものは自作するしかない訳ですね。
なんとか頑張ってみます。
貴重なお話しありがとうございました。

回答No.4

noname#230359

こんにちわ。
私の会社でもトルクリミッター付のタッパーを使用しています。少数生産なので参考にはならないかもしれませんが、書かせていただきます。
私の会社ではタッピングペーストを使用するか、下穴径を少しだけ大きい物にして規定の深さまでタップ加工しています。タッピングペーストを使わないと空転することが多かったです。もし使用できるならば、試しに使ってみてはいかがですか。日本工作油株式会社の製品です。

お礼

お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。

実は下穴径の対応を既に実施済みです。
ただ、タッピングペーストの使用は、うちの工場の場合、
大変難しいです。自動供給する方法があれば別ですが、
それなりの費用が必要になると思いますし。

調査する上ではタッピングペーストも試してみたいと思います。
ご回答ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

こんばんは

問題解決しているならいいのですが・・。

>トルクリミッタ－は、タップ加工時に設定以上の負荷トルクが掛かった場合、

>事実、うちの現場ではメネジ深さが足りないという不良がたびたび発見されています。
　という事はある切削トルクを境に空回りする場合もあるということですよね。
たしかトルクリミッター付のタップコレットはトルクの調整ができると思
いました。メーカーに聞くなりご自分でコレットを観察してみてください。
もし調整できても、小径タップの破断トルクと切削トルクが隣接している
ので調整は慎重にお願いします。

※通常のトルクセットは鋼を目安にしていると思います。

お礼

お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。

今のところ、トルク調整のできるものを使用しています。
当然、問題が発生（ﾀｯﾌﾟが折れる）する度に、
再調整をしていますが、素材のバラツキ等に対応できていない状態です。
トルク調整が安定しないのは、
うちで仕入れている素材（鋳物）が悪いのかもしれませんが、
今のところ、素材レベルでの対策は難しい状況です。

ご回答ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

タップ加工にありがちなトラブルですね
対策として
下穴径　深さの管理を確実に行います
最適な径と適度な深さが必要です　下穴深さに図面指示があれば公差をめいっぱい使って深く加工します

下穴に切り粉が詰まらない様に切削油を当てます
タップに切り粉が巻き付かない工夫をします

切削油の選定が悪いと切り込み不良の原因に成ります　潤滑性が求められます

自分の経験上では切削油の選定ミスが原因の事が多いです

お礼

ご回答ありがとうございます。
ごもっともな話だと思います。
切削速度・トルク・形状・材質・切削油など
最適な加工条件を探索していくことが、
発生を抑える有効な手段であると思います。
しかし、これは常にやっていることなんですね。

一番大きな問題は、
このように日々最適な加工条件を探索して、
発生対策を行ったとしても、
ふとした拍子に発生してしまったものについては、
確実な歯止め（流出防止）ができないということなんです。

これまで加工初めの穴と加工終わりの穴をチェックすれば、
その間に加工された穴に異常は無いという考え方で、
確認検査を行っていました。（一般的な方法だと思います）
そのため、突発的に発生してしまうメネジ不良に対しては、
全検査を行わなければならないということになります。
（統計的に抜取りにする方法ももちろんあるとは思いますが）
全検査を行うことは現実的に時間・人員の制約がありますので、
不可能であることがほとんどです。

何かタッパ－の空転が発生したことが検出できるツール等があれば、
全検査を免れることができると思うのですが・・・。

回答No.1

noname#230359

機械加工の専門家ではないので、一般的なアドバイスしかできませんが、私の経験から一言。

☆対策を考えると同時に解析をするべきです。
　　対処療法は問題解決にはなりません。解析する時間もないと思いますが、本当に空転がメネジ深さ不足の原因がどうか、立証する必要があります。私だったら、次のような解析を行うつもりです。

　　・まずは、タッパーを制御するモータドライバのトルクモニタ出力信号をモニタし、メネジ深さ不足と相関があるかどうか調べましょう。常時、人が付く余裕がなければ、メモリ式レコーダなどを使って、波形を記録する。
　　　　　→トルク変化と不良発生の相関がわかる

　　・不良発生箇所、頻度と、タップ穴あけ位置とでグラフ化。
　　　　　→不良発生と加工位置との相関がわかる
　　　　　→不良発生と加工品の固定位置、固定ジグの方法の相関がわかる

　　・加工後、拡大ルーペや工業用内視鏡を使い、良品との差を目視で判断する。→直感的な解析（ネジ部の仕上がり具合がヒントになる）

　　・加工部をカメラ撮影し、画像チェックする
　　　　　　→目視より、更に詳細な解析が期待できる。

☆以上の解析結果を元に、
　　・トルクリミッターによる空転が、加工不良の原因かどうか判断。
　　　あるいは別の要因かも知れないことは判断。

　　・別の要因だったら、更に解析を続ける。

　　・原因が特定できたならば、技術的、時間的難易度を定め、対策します。
　　　（例）穴深さを変更する。加工物の固定箇所を変更するなど。
　　　　　　暫定的な対策か、恒久的な対策か、あるいはコストは？

　　・問題がクリアになったら、解決策もクリアになると思います。

現在のところ、思いつくのはこれくらいです。少しでも、お役に立てば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
もちろん解析は解析で始めております。

モータトルクについてですが、
対象のメネジがＭ３～５程度と小さく、
ノイズレベルの変化しか検出できないとのことで、
今のところ実施しておりません。

とりあえずは、地道に様々な条件での加工結果を
追うことになりますが、設備を増やす必要があったり、
人員をこの活動に投入しなければならないため、
先人の方々の経験を聞くことにより、
少しでも効率的に活動ができればと思い、
投稿させて頂きました。