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治具に関する記事

プレス機械に使用する主な治具は?概要・種類や設計のポイントを解説


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プレス機械に使用する治具とは、プレス機械が行う仕事をサポートするものです。自社のプレス機械にピッタリの治具を設計・導入することで、従来のプレス機では手が届かなかった作業を実施できたり、作業効率向上による納期短縮や品質向上につながったりなどが期待できます。

当記事ではプレス機械の治具の概要や導入のメリット、治具の種類、導入の際の注意点を解説します。ぜひ参考にしてください。

もし、プレス機械の治具のコンサルティングを受けて、

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.プレス機械で使用する治具について

治具とは「加工や組み立て、溶接などの作業について、ワーク(加工対象物)の位置や作業内容の指示や案内を行う補助具」のことです。プレス機械で使用する治具は、その名の通りプレス機械の動作や仕事をサポートします。

(1)プレス機械用の治具の概要

プレス機械は鍛圧機械(たんあつきかい)と呼ばれ、板金素材を上からプレスすることで塑性変形(外力がなくなっても残る変形)させるものです。

プレス機械用の治具は、プレス作業で実施できる金型の曲げや穴あけ、絞りなどの加工を助ける役割を持ちます。具体的には、次のようなサポートです。

  • プレス後の形を指示する治具(平らな金型をR型へ変形させるなど)
  • 開ける穴の形を指定する治具(丸形や四角、文字など)
  • ボルトやピンを圧入できるようにした治具
  • 手動で加えられる力を強くしてより手元操作でも強いプレスを行えるようにした治具
  • ワークの角度を変えられる治具 など

治具を導入することで、従来のプレス機では実施不可だった加工ができるようになります。

なお、プレス機械用の治具を制作する会社には、プレス機械のパワーやサイズ、動力源、製造元などの違いに合わせた、オーダーメイドの治具を制作するところも存在します。

(2)プレス機械用の治具を導入するメリット・デメリット

プレス機械用治具を導入するメリットは次のとおりです。

  • 作業効率の改善が見込める
  • 作業範囲が拡大する
  • 納期が短縮できる
  • 無理な作業の減少によって安全性が向上する
  • 製造物の品質が向上する
  • 品質事故の防止につながる
  • その他トラブルの防止につながる など

自社のプレス機や製品に合う治具を導入することで、日々の生産性の向上や働きやすい職場づくりにつながるでしょう。

続いてデメリットも見ていきます。

  • 治具の開発・導入コストがかかる
  • 作業内容の見直しが発生する
  • 作業や安全面での従業員の再教育が必要になる
  • 治具の管理・メンテナンス作業が増える など

コスト面の問題や、治具の導入前と後の作業の見直しについては避けて通れません。

現場に使える予算や現場作業員の数・技術レベルと照らし合わせながら、導入のメリット・デメリットを比較して導入を検討しましょう。

2.プレス機械で使用する治具の種類と活用事例

ここからはプレス機械で使用される治具の具体的な種類や、治具の活用事例についてご紹介します。

(1)ハンドプレス用の治具

ハンドプレス用治具とは、プレス加工を手動で行えるようにしたハンドプレス機用のものです。本来備えている「ワークを塑性変形させる役割」に加え、圧着や切断などの作業を行える機能を追加できる治具が多く存在します。
活用事例と効果を見ていきましょう。

  • 圧接接続ができる機能を追加し効率化につながった
  • 圧着接続や切断できる機能を追加し作業範囲が広がった
  • 手動加圧の圧力を高める治具によって手作業で対応できるワークが増えた
  • 圧入できる部品の幅を広げる治具によって加工製品の幅が広がった など

こうした治具の導入によって、従来のハンドプレス機械のままで作業範囲が増えたり、作業効率が上がったりなどの作業改善が可能です。

(2)成形加工用の治具

成形加工用の治具とは、プレス機械によるプレス加工後の結果や作業範囲の拡大などをサポートするものです。以下より活用事例をご紹介します。

  • プレス加工後のワークをR型に整えられるようになった
  • ワークから丸形にくり抜けるようになり加工範囲が広がった
  • ワークへの圧入作業と圧入検査を同時に実施できる治具によって作業効率が上がった

ハンドプレス機用と同じように、作業効率や範囲拡大に寄与する治具が多く存在します。

(3)位置決め用の治具

位置決め用の治具とは、プレス加工する位置を決めたり、プレス機械やワークの位置を調整したりなどのサポートを行うものです。以下より活用事例をご紹介します。

  • ワークの位置決めや高さ調節などの精度が向上し製品の品質が上がった
  • プレス機械本体の向き変更や位置を上昇できる作業台によって作業効率が上がった
  • ワークの角度を変える治具を導入したことで加工の効率化につながった

位置決め用治具の導入によって、作業のミス率低下や品質の向上につながる事例が多く存在します。

3.プレス機械用の治具設計時の注意点

ここからはプレス機械用の治具設計、もしくは設計を依頼する際に注意すべき点をまとめました。

(1)自社にマッチする治具になるよう意見をすり合わせる

治具の製作を業者へ依頼する場合、事前に現場社員の意見、依頼した業者から提案、導入担当者の考えといった3者のすり合わせが必要です。たとえば、導入担当者と業者の意見のみを反映すると、現場の作業や製造ラインに合わない治具になってしまい、実際に運用できなかったという事態も考えられます。

  • 自社現場の課題は何があるのか(効率化が必要なのか、高性能化が必要なのか)
  • 現場に導入したときに問題なく設置できる寸法であるか
  • 現場作業員が使いやすいデザインであるか
  • 自社製品の素材や製造ラインの動作にマッチする治具であるか など

治具製作もタダではありません。かかるコストや労力も考慮しながら、「本当に治具を導入すべきなのか」をしっかり検討しましょう。

(2)材質・金型選定をしっかり行う

プレス機械と金型は密接な関係にあります。もし双方の相性が合わなければ、想定している塑性加工が行えなくなります。

たとえば加工する製品をプレス機械で加圧したときに、双方が不自然に曲がったり凹んだりなど、意図しない変形がないようにしなければなりません。

事前にプレス機械に取り付ける金型と、ワークとなる材料の材質の相性を見ておきましょう。治具の製作も、その相性にそって進めてください。

また使用する金型をどのような型にするのかによっても、製作する治具の方向性が変わってきます。

  • 抜き型
  • 曲げ型
  • 絞り型
  • 圧縮型
  • 順送型
  • 複合式プレス金型

自社のプレス機の金型も考慮しながら、治具の設計を進めましょう。

(3)従業員へ正しく安全な使用方法を教育しておく

プレス機械は一つの操作ミスや不注意で大ケガや死亡事故につながる危険な作業です。治具の取付・使用方法については、事前に従業員教育の場を設けておきましょう。

実際に「労働安全衛生法」のなかでも、プレス機械は「動力により駆動されるプレス機械」として規制対象機械となっています。労働安全衛生法も確認したうえで、治具設計を考えることが大切です。

(4)プレス機械とともに治具メンテナンス計画も立てる

プレス機械ならびプレス機械用の治具の定期チェック・メンテナンス計画を立てておきましょう。

プレス機械に異常があると、治具取付時や使用時に挟まれ・巻き込まれの事故が発生するかもしれません。厚生労働省の公表資料でも、過去にプレス機械のメンテナンス不良による死死亡事故が取り上げられています。

作業前の動作や安全装置の作動確認、月や年ごとの点検を忘れないようにしてください。

参考:一般社団法人日本鍛圧機械工業会|プレス機械の労働安全衛生法一覧表

4.プレス治具の相談先におすすめのメーカ・ロボットシステムインテグレータ3選

ここからはプレス治具の製作や導入についての相談先におすすめのメーカ・ロボットシステムインテグレータを3つご紹介します。

(1)日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレータです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

日本初!業界最大級

画像処理検証ラボ開設!ルール型の画像処理から、AIまでプロが診断、ご相談から装置制作までまるっと対応

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

(2)東洋精密機工株式会社

【特徴】
東洋精密機工株式会社では、さまざまなハンドプレス機械やプレスの金型を設計・開発を行っています。

オリジナルハンドプレス機である『ラック式精密ハンドプレス TH-300L』は、穴抜きから切断、圧入、カシメなど広範囲の作業が可能です。また治具を取り付けることで、量産工程から試作製品の作業まで対応できます。

ハンドプレス機から治具まで一貫して相談する場合におすすめの企業です。

【所在地(神奈川)】
神奈川県川崎市中原区宮内2-23-12
TEL:044-766-9465
FAX:044-751-7601
https://www.toyo-tsk.co.jp/products/184/

(3)株式会社プレスセンター

【特徴】
株式会社プレスセンターとは、産業機械の周辺装置や金型部品、治具設計、試作などの総合的な依頼を請け負う製造会社です。1969年に創業以来、50年以上の製作にかかわっています。

プレス機械本体もさることながら、顧客にニーズに合わせた治具や金型の製作にも対応しています。

【所在地(広島本社)】
広島市南区仁保新町1-3-24
TEL 082-282-0552
FAX 082-285-0050
http://press-c.co.jp/

5.プレス治具導入に関するご相談は日本サポートシステム

プレス治具を導入することで、プレス機械の仕事の範囲が広がったり、プレス機械を扱う作業員の効率が向上したりなど、さまざまなメリットがあります。

しかし、やみくもに設計するだけでは製造現場に合う治具が導入できません。治具の設計には、治具製作の技術やプレス機械の関する知見が必要になります。

もしプレス治具導入に関してご相談がある際は、ぜひ日本サポートシステムへお問い合わせください。

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 治具の設計から製造ならお任せください

050-1743-0310 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県土浦市卸町2-13-3、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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