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工作機械とは|加工現場で活躍する工作機械と「NC工作機械の種類」まとめ

工作機械とは|加工現場で活躍する工作機械と「NC工作機械の種類」まとめ

公開日:
2020/05/28 ( 2020/09/28 更新)by 甲斐 智
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NC工作機械は、金属の不要な部分を削り落とし、目的のカタチに仕上げる金属加工機械です。

自動車や航空機の部品をはじめ、金型や電子部品の加工など、 あらゆるものづくり産業の基盤 となっています。

この記事では、NC工作機械のメリットをはじめ、生産現場・金属加工の現場で活躍しているNC工作機械の種類や、意外と知らない「NC工作機械」と「CNC工作機械」のちがいなど、NC工作機械の基本を紹介しています。

工作機械ってどんな機械?

NC工作機械は、金属の不要な部分を削り落とし目的のカタチに仕上げる金属加工機械です。

自動車や航空機の部品をはじめ、金型や電子機器・スマホなど、さまざまな精密部品がNC工作機械から生まれています。

工作機械:
工作機械(こうさくきかい、英: machine tool)は、金属、木材、石材、樹脂等に切断、穿孔、研削、研磨、圧延、鍛造、折り曲げ等の加工を施すための機械である。
一般に加工対象物または工具の運動(回転または直線移動)によって、加工対象物を削り取り目的の形状に加工する。
引用元:wikipedia

「機械をつくるための機械」として、マザーマシン(母なる機械)ともよばれ、NC工作機械自身の部品も工作機械を使いつくられています。

英語では〔CNC Machine Tool〕と表記されます。

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工作機械は金属だけでなく、プラスチックや木工加工に特化した機械もあります。
本サイトでは、金属加工で使われる工作機械をメインに紹介しています。

NC工作機械を使うメリット

NC工作機械について|NC工作機械を使うメリット

NC工作機械は、NC(数値制御)によってコントロールされた、自動加工機械です。

あらかじめ入力されたプログラムをもとに加工をするため、おなじモノを精度よくつくることができます。

NC工作機械導入のメリット・デメリット:
複雑な形状のものを多量に生産することで、コストダウンが図れるメリットがあります。
しかし、設備投資や独特の段取りが発生することにより、新たな費用も発生します。
企業の生産特性に合った導入を行うことで、NC工作機械の特徴を最大限に発揮することが期待できます。
引用元: 独立行政法人中小企業基盤整備機構「NC工作機械導入のメリット・デメリット」

また自動工具交換システムや、加工ワークの自動搬送システムと組み合わせることで、24時間無人で稼働することもできます。

NC工作機械について|NC工作機械を使うメリット

多品種・大量生産の現場にはかかせない機械です。

NC工作機械 7つのメリット

NC制御によって、精度の高い大量生産が実現
作業者の熟練やカンが不要
作業者のちがいによる品質のバラツキがなくなる
作業者ひとりあたりの担当機械が増え、省人化が実現
24時間の無人稼働で、稼働率がアップ
段取り(工具や加工ワークの交換)の自動化で、効率がアップ
汎用工作機械ではむずかしい「3次元」形状の加工ができる
汎用工作機械について
NC工作機械について|NCがついていない工作機械について
NC機能のない手動の工作機械は「汎用工作機械」とよばれています。

汎用工作機械では、熟練作業者によるハンドル操作で金属を加工。
大量生産には向いていませんが、試作や少量多品種の加工現場で活躍しています。

「NC工作機械」と「CNC工作機械」のちがい

NC工作機械を検索すると、「CNC工作機械」と表記されていることがあります。

NCとCNCは、制御装置のちがいによって区別されています。

〈NC工作機械とは〉

NC工作機械について|NCとは
(写真左)紙テープ読取装置を装備したCNCマシン ©CC BY 3.0
(写真右)5孔テープと8孔テープ ©public domain
この画像は、クリエイティブ・コモンズ(CC BY 3.0)とパブリックドメインのもと再編集されています

NC:数値制御〔Numerically Controlled〕の略

制御の演算にトランジスタや演算回路を使った装置で、1950年ごろに登場。
古いNCではプログラムの入力に、穴の空いた紙テープ(パンチシート)を使っていました。

〈CNC工作機械とは〉

NC工作機械について|CNCとは

CNC:コンピュータ数値制御〔Computerized Numerically Controlled〕の略

NCの演算部をコンピュータに置き換えた装置で、1980年ごろに登場。
加工現場でよくみかける「制御コントローラ」や「タッチパネル」を備えています。

現在ではコンピュータを搭載している〔NC〕も数多くあり、〔CNC〕と 厳密によび分けはされていません。

NCフライス盤」などのむかしながらの工作機械は〔NC工作機械〕、「マシニングセンタ」などの最新機種は〔CNC工作機械〕とよばれることが多いです。

NCプログラム〈初歩のはなし〉

工作機械の「母性原理」とは

NC工作機械について|NC工作機械の「母性原理」とは

工作機械でつくられる部品の加工精度は、工作機械本体の精度を超えることができません。
これを「工作機械の母性原理」とよびます。

母性原理:
超精密切削加工にも,機械加工の基本である加工の母性原理は存在します。
これは,被削材の精度は工作機械の精度が限度であり,それ以上の精度は得られないという原理です。
つまり,超精密切削加工では0.01ミクロン以上の加工精度を求められるので,工作機械には,それと同等か,もしくはそれ以上の精度がなければ超精密切削加工は実現しないことになります。
引用元: 鹿児島工業技術センター「実際の超精密切削加工」

工作機械の部品自体も「工作機械」でつくられるため、精度の高い工作機械は生まれないようにも思われます。

NC工作機械について|NC工作機械の「母性原理」とは

しかし実際には熟練職人による「きさげ作業(平面出しなどの超精密加工)」や、選別された精密部品、NC補正技術によって、高い精度の工作機械がつくられています。

マシニングセンタNC旋盤など、メイドインジャパンの精度の高いNC工作機械は、アジアをはじめ世界各国で活躍しています。

金属加工の現場で活躍しているNC工作機械

NC工作機械について|金属加工の現場で活躍しているNC工作機械

NC工作機械にはマシニングセンタをはじめ、NC旋盤NCフライス盤など、さまざまな機種があります。
ここでは、金属加工の現場で活躍している「NC工作機械」を紹介します。

切削加工で活躍するNC工作機械

NC工作機械について|切削加工で活躍するNC工作機械

切削工具を使って金属を削る「切削加工」で活躍しているNC工作機械です。

マシニングセンタ
フライス加工や穴あけ加工で使われる、代表的なNC工作機械
「マシニングセンタ」について、かんたん解説
NC旋盤
旋削加工で使われる、代表的なNC工作機械
「NC旋盤」について、かんたん解説
ターニングセンタ
いくつもの工程を1台に集約させた、複合工作機械
「ターニングセンタ」について、かんたん解説
5軸加工機
複雑な3次元加工ができる、最先端工作機械
「5軸加工機」について、かんたん解説
NCフライス盤
フライス加工で使われる、NC工作機械
「NCフライス盤」について、かんたん解説
NCボール盤
穴あけ加工で使われる、NC工作機械
「NCフライス盤」について、かんたん解説
NC中ぐり盤
中ぐり加工で使われる、NC工作機械
「NC中ぐり盤」について、かんたん解説
NCブローチ盤
ブローチ加工で使われる、NC工作機械
「NCブローチ盤」について、かんたん解説
NC削り盤
削り加工で使われる、NC工作機械
「NC削り盤」について、かんたん解説
のこ盤(鋸盤)

研削加工で活躍するNC工作機械

NC工作機械について|研削加工で活躍するNC工作機械

砥石を使って金属を削る「研削加工」で活躍しているNC工作機械です。

NC研削盤
研削加工で使われる、NC工作機械
「NC研削盤」について、かんたん解説

研磨加工で活躍するNC工作機械

NC工作機械について|研磨加工で活躍するNC工作機械

砥石や研磨剤を使って金属を磨く「研磨加工」で活躍しているNC工作機械です。

ホーニング盤
ホーニング加工で使われる、NC工作機械
「ホーニング盤」について、かんたん解説
超仕上げ盤
超仕上げで使われる、NC工作機械
「超仕上げ盤」について、かんたん解説
ラップ盤
ラップ加工で使われる、NC工作機械
「ラップ盤」について、かんたん解説

特殊加工で活躍するNC工作機械

NC工作機械について|特殊加工で活躍するNC工作機械

光・電気・水を使って金属を削る「特殊加工」で活躍しているNC工作機械です。

レーザー加工機
光エネルギーを利用したNC工作機械
「レーザー加工機」について、かんたん解説
放電加工/電解加工機
電気エネルギーを利用したNC工作機械
「放電加工/電解加工機」について、かんたん解説
ウォータジェット加工機
水のエネルギーを利用したNC工作機械
「ウォータジェット加工機」について、かんたん解説

専用加工で活躍するNC工作機械

NC工作機械について|専用加工で活躍するNC工作機械

特定の部品の加工に特化した「専用加工」で活躍しているNC工作機械です。

NC歯車加工機
歯車加工で使われる、NC工作機械
「NC歯車加工機」について、かんたん解説
トランスファーマシン
自動車や専用ラインで使われる、NC専用機
「トランスファーマシン」について、かんたん解説

NC工作機械を使いこなす

NC工作機械について|NC工作機械を使いこなす

NC工作機械は、さまざまに進化しています。

かんたんなタッチパネル操作(対話式NC)や、AIを搭載したCNC工作機械も登場しています。

しかしプログラムさえできれば、「だれでも」すぐに精度の高い加工ができるわけではありません。

最新のF1カーでもドライバーの技量が必要なように、NC工作機械を使いこなすためには、「熱変異」などの機械特性や加工知識、さまざまな周辺機器の知識が必要になります。

古い工作機械が、最新のNC工作機械に生まれ変る「レトロフィット」とは?

NC工作機械について|古い工作機械が、最新のNC工作機械に生まれ変る「レトロフィット」とは?

レトロフィットとは、古くなった工作機械を改修して、最新の機械にリニューアルする技術です。

主軸やサーボモータを最新のモノに換装したり、ATC(工具自動交換システム)NCを後付けすることで、最新鋭の工作機械にも負けない機械に生まれ変わります。

NC工作機械について|古い工作機械が、最新のNC工作機械に生まれ変る「レトロフィット」とは?

古い機械をそのまま活かせるため、設備の更新に追われる工場でも活用されています。
生産ラインを大幅に変更する必要もありません。

NC工作機械のレトロフィットには、高い技術力と経験が必要になるため、対応できるエンジニアリング会社は限られています。

NC工作機械とは?まとめ

この記事では、NC工作機械のメリットをはじめ、金属加工の現場で活躍しているNC工作機械や、「NC」と「CNC」のちがいを通して、NC工作機械について解説しました。

現場でみるNC工作機械の名前や役割がわかるようになると、ものづくりはますます楽しくなります。

本記事が、ものづくりの世界にさらに踏み込むきっかけとなればうれしいです。

この記事( NC工作機械 )の編集者

甲 斐 智(KAI Satoshi)

甲 斐 智(KAI Satoshi)

1979年 神戸生まれ
多摩美術大学修了後、工作機械周辺機器メーカーの販売促進部門
14年以上に渡り、工作機械業界・FA業界のWebマーケティングに携わる

・株式会社モノト 代表
・株式会社アプト Webディレクター
・一般社団法人日本機械学会 特別員
・東京商工会議所

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まとめ 切削 専用加工 工作機械 特殊加工 研削 研磨 除去加工