案件概要
ある協働ロボットのスタートアップ企業様は、最初の50個のユニットを、優れた一点物加工は行うものの量産化の意図がない加工業者から、試作価格の部品で調達していました。当社には、ジョイントハウジングの図面、彼らが支払っていた50個の単価、そして6ヶ月間で4,000個を、単価を30%削減して調達したいという目標を持ってご相談に来られました。このハウジングは、彼らのロボットアームジョイントの構造体であり、ベアリングを保持し、サーボフランジに取り付けられ、アームの次のリンクにボルトで固定されます。
初回打ち合わせ — DFM検討
当社は試作図面に基づいて見積もりを提出しませんでした。代わりに、先方のメカニカルリードの方と30分間の電話会議を依頼し、部品の実際の要件に対して図面が過剰に指定されている7つの箇所について検討しました。これらのうちいくつかは、試作加工業者のデフォルト設定による過去の遺物であり、またいくつかはメカニカルリードの方が再検討したことのない保守的な選択でした。これら7つの項目すべてが、1回の改訂サイクルで図面から削除されました。この1回の電話会議で、サイクルタイムが約40%短縮されました。
これこそが、一点物加工業者と量産加工業者を分けるステップです。50個の試作段階では、DFM検討に時間をかける価値はなく、図面通りに加工するだけで十分です。しかし、4,000個の量産では、サイクルタイムを40%削減することで、生産期間全体で18,000ドルの機械加工時間を節約できます。当社では、見積もりを提出する案件についてはDFM検討の費用をいただいておりません。
治具と工程
当社のDMG森精機NMV5000セルでは、1サイクルあたり4個の部品を搭載するパレット治具を設計しました。最初の工程では、ビレット材から5面を加工し、ベアリング穴は0.05 mmオーバーサイズに仕上げます。部品を反転させて再クランプし、2番目の工程で残りの面を仕上げ、シングルフルートリーマでベアリング穴を最終寸法に加工します。ロット8での総サイクルタイムは、ロード/アンロードを含め、部品1個あたり11分です。
ベアリング穴の仕上げ加工は、工具寿命カウンターで管理し、200個ごとに新しいリーマを使用して別工程として行っています。これは±0.015 mmの公差を維持する必要がある重要な部分であり、リーマの切れ味を保つための消耗品コストをかける価値があります。一本のリーマで何千個もの部品を加工しようとして、公差のずれが発生し、ロット全体を廃棄する羽目になった加工業者も見てきました。
アルマイト処理の認定
この部品には、厚さ約25 μmのType II Class 2 黒色アルマイト処理を施し、黒色に染色し、熱純水で封孔しています。お客様は、出荷間でDelta-E ≤ 2.0という色差を要求されました。これは、適切に管理されたラインであれば達成可能ですが、自動的に保証されるものではありません。当社は、東莞の地元サプライヤーを200個のパイロット生産で認定し、10個の部品の5箇所で皮膜厚さを測定し、ASTM B117に準拠した塩水噴霧試験を336時間実施し、D65光源下でマスター見本と色を比較しました。
黒色アルマイト処理の長期間の生産では、色ずれが問題となることがあります。当社のプロトコルは、500個の出荷ごとに、アルマイト処理前の部品10個を色合わせ校正用としてサプライヤーに送り、染色浴に変化があった場合は校正を再実施するというものです。ある時、受入検査でブロンズ調のロットを発見しましたが、サプライヤーに48時間で再アルマイト処理を依頼し、お客様には色違いの出荷品が届くことはありませんでした。
生産立ち上げ期間中のコスト削減
ロット1 (2025年12月): 単価の基準値。ロット8 (2026年4月): 1個あたり1.12ドルのコスト削減。この削減分は、500個と2,000個の時点で顧客への価格引き下げとして反映されました。当社は削減分を保持せず、量産コミットメントと引き換えにお客様に還元しました。これこそが、当社のロボティクス分野のお客様の多くが望むパートナーシップの形であり、実際に量産が実現した際に双方に利益をもたらすものです。
このモデルが機能するケース
500個から10,000個の範囲の部品で、少なくとも1つのCNC公差が厳密に要求される特徴があり、DFMの反復検討に協力的なお客様。もしお客様がこの生産量帯で、現在のサプライヤーが試作加工業者と同じような対応をしているのであれば、DFM検討は無料です。図面をお送りいただければ、コスト削減の可能性について正直にお伝えいたします。