最終更新日時: 2024/05/20 07:59
NC工作機械は、現代の製造業において欠かせない存在となっています。生産性の向上、加工精度の向上、そして柔軟性の向上に大きく貢献しています。この記事では、NC工作機械の基本的な仕組みや特徴、種類などについて詳しく解説します。
NC工作機械とは、数値制御（Numerical Control）を用いて動作する工作機械のことです。コンピュータによって制御されており、プログラムに従って自動的に加工を行います。
従来の手動操作による工作機械と比べ、以下のような利点があります。
NC工作機械は、以下のような構成要素から成り立っています。
これらの要素が連携して、NC工作機械は自動的に加工を行います。制御装置が加工プログラムを読み込み、駆動装置を介して機械本体を動作させます。ツールマガジンから必要な工具を自動的に選択・交換し、検出器で加工状況を監視しながら、高精度な加工を実現します。
NC工作機械には、加工方法や軸数によって様々な種類があります。以下に、代表的なNC工作機械の種類を紹介します。
マシニングセンタは、フライス加工を中心とした多機能なNC工作機械です。主軸の回転と、X・Y・Z軸の直線運動を組み合わせることで、様々な形状の加工が可能です。
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| 垂直型マシニングセンタ | 主軸が垂直方向に配置されている。一般的な形状の加工に適している。 |
| 横型マシニングセンタ | 主軸が水平方向に配置されている。長尺物の加工に適している。 |
| 5軸マシニングセンタ | X・Y・Z軸に加え、A・B軸の回転軸を持つ。複雑な3次元形状の加工に適している。 |
NC旋盤は、丸物の加工を行うNC工作機械です。工作物を回転させながら、刃物を送ることで加工を行います。2軸NC旋盤は、一般的な丸物の加工に適しています。複合NC旋盤は、旋盤機能とミリング機能を兼ね備えており、複雑な形状の加工が可能です。Swiss型NC旋盤は、高精度な小径長尺物の加工に特化しています。
放電加工機は、電極と工作物の間に放電を発生させ、放電熱によって工作物を加工するNC工作機械です。硬く脆い材料の加工に適しています。ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極を用いて複雑な2次元形状の加工が可能です。形彫放電加工機は、電極を工作物に沿って移動させ、3次元形状の加工が可能です。
NC工作機械は、様々な製造業で活用されています。自動車産業では、エンジンやトランスミッションの部品加工に、マシニングセンタやNC旋盤が使用されます。航空宇宙産業では、ジェットエンジンのブレードや機体部品の加工に、5軸マシニングセンタが活用されます。
金型産業では、プラスチック射出成形用の金型加工に、マシニングセンタや放電加工機が用いられます。医療機器産業では、人工関節などの精密部品の加工に、Swiss型NC旋盤が使用されます。これらの事例から、NC工作機械が高度な製造業を支えていることがわかります。
NC工作機械は、今後もさらなる発展が期待されています。高速・高精度化、複合化、自動化・無人化、IoT・AI技術の活用などの技術動向が注目されています。
高速・高精度化は、主軸の高速回転化や送り機構の高精度化により実現されます。複合化では、旋盤機能とミリング機能を兼ね備えた複合加工機や、レーザー加工機能を組み込んだマシニングセンタなどが開発されています。
自動化・無人化は、ロボットとの連携や自動計測・自動補正機能の搭載により進められています。IoT・AI技術の活用では、センサーやネットワーク技術を活用した状態監視や、AI技術を用いた加工条件の最適化などが行われています。これらの技術動向を取り入れることで、NC工作機械はさらに高度で効率的な加工を実現していくでしょう。
NC工作機械は、現代の製造業を支える重要な設備です。数値制御によって自動的に加工を行うことで、高い加工精度と生産性を実現しています。マシニングセンタやNC旋盤、放電加工機など、様々な種類のNC工作機械があり、加工方法や用途に応じて使い分けられています。
自動車産業や航空宇宙産業、金型産業、医療機器産業など、幅広い分野で活用されているNC工作機械は、今後も高速・高精度化や複合化、自動化・無人化、IoT・AI技術の活用などにより、さらなる発展が期待されます。
NC工作機械の基本的な仕組みや特徴を理解し、自社の製造工程に適したNC工作機械を選定・活用することが、ものづくり企業の競争力強化につながるでしょう。NC工作機械の可能性を追求し、新たな加工技術を開発していくことが、製造業の発展に寄与すると考えられます。