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生産設備に関する記事

加工機とは?種類や導入するときのポイント、おすすめメーカを解説

製造現場では、さまざまな加工機が稼働してものづくりを支えています。工作機械とも呼ばれる加工機は、あらゆるものづくりの土台となる「マザーマシン」として重要な存在です。

今回は、加工機の定義や種類、導入するときのポイント、おすすめメーカなどを解説していきます。

もし、加工機や複合加工機の導入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
  • どのメーカーの加工機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.加工機とは何か?

(1)加工機とは

加工機とは、その名前の通り材料を目的の形状へ加工する機械のことを指します。主に金属や樹脂などの材料を加工する機械であり、工作機械とも呼ばれています。

材料を加工する方法としては、切削加工、研削加工、レーザー加工、放電加工などが代表的です。それらの加工方法を行う加工機が、あらゆる製造現場で活躍しています。

(2)加工機の種類

加工方法に応じたさまざまな種類の加工機があり、製造現場では材料の種類や製品形状に合った加工機を使い分けながら、加工をしています。

ここでは、代表的な加工機について紹介していきます。

①切削加工を行う加工機

切削加工とは、切削工具を材料に押し当てて不要な部分を削ったり、穴を空けたりして加工する方法です。切削加工には、切削工具を高速回転させて加工する「転削」と、材料を回転させて加工する「旋削」の2つの方式があります。

「転削」を行う加工機の例としては、フライス盤やマシニングセンタが挙げられます。フライス盤は、工具を回転させて平面や曲面、みぞなどを加工する機械です。マシニングセンタは、工具を自動で交換できる機能を備えた加工機で、多種類の転削加工を連続で行える加工機です。

「旋削」を行う加工機の例としては、旋盤が挙げられます。旋盤は、チャックと呼ばれる固定器具で材料を固定し、高速回転させながら切削工具に押し当てて加工します。主に円筒形状の製品を加工するのに用いられています。

②研削加工を行う加工機

研削加工とは、高速で回転している研磨砥石を用いて材料の表面を削り取っていく加工方法です。

材料を削るという点では切削加工と似ていますが、切削加工は材料の不要な部分を大まかに削って形を作っていくのに対して、研削加工は切削加工後のものを細かく削って表面を滑らかに仕上げたり、寸法精度を出したりするための加工方法となっています。

研削加工を行う加工機の例としては、研削盤が挙げられます。研削盤には、平面を加工する平面研削盤、円筒を加工する円筒研削盤、内面を加工する内面研削盤など材料に応じたさまざまな種類があります。

③特殊加工を行う加工機

特殊加工とは、電気やレーザ、超音波といった化学的なエネルギーを用いて加工を行う方法です。代表的な例としては、放電加工機やレーザ加工機などが挙げられます。

1.放電加工機
放電加工機は、アーク放電の熱により材料を溶かして加工するものです。切削加工では加工できなかった極めて硬い材料でも精密な形状に加工することができるのが特徴です。

2.レーザ加工機
レーザ加工機は、高熱のレーザ光を照射して材料の切断や穴空け、マーキングなどができます。加工スピードが早く、精度も高いのが特徴です。

【関連記事】レーザ加工機の基本解説!特徴や種類から導入・活用時の注意点まで

(3)NC加工機の登場と導入事例

近年の加工機の多くは、NCという数値制御装置を備えた工作機械が多く、それまで作業者がハンドル操作などで行っていた加工を数値制御によって自動化できるようになっています。

NC加工機の導入によって、作業者が手動で加工するよりも高精度で加工できるようになり、品質が安定します。また、加工機がプログラム通りに自動で動いて加工してくれるため、加工時間を短縮できたり、1人で複数の加工機を扱えることで人件費を削減できるといったメリットがあります。

2.複合加工機とは?

(1)複合加工機とは

複合加工機とは、複数の加工方法を1台の加工機で行える機械です。多くの場合、複数の加工機を組み合わせて製品形状に仕上げる必要がありましたが、それを1台の加工機に集約できることによって段取り替えの手間を省けるため、自動化・省力化ができるというメリットがあります。

また、加工機を複数持つ必要がないため工場の限られたスペースを有効活用できることや、段取替えによるミスを無くして加工精度を向上できるというメリットもあります。

(2)複合加工機の種類

複合加工機は、マシニングセンタと旋盤の機能を併せ持つものが一般的です。切削加工には、「転削」「旋削」の2つの方式があることを紹介しましたが、複合加工機はこの両方を1つの加工機で行うことができるものだと言えます。

複合加工機の種類としては、「ターニングセンタベース複合加工機」と「マシニングセンタベース複合加工機」の2つあります。

「ターニングセンタベース複合加工機」は、旋盤をベースにしてマシニングセンタの機能を付け足したものです。反対に、「マシニングセンタベース複合加工機」は、マシニングセンタをベースにして旋盤の機能を付け足したものです。

基本的には、ベースになっている加工機としての機能が優れています。そのため、「転削」「旋削」のどちらを重視するかを考慮して複合加工機を選定するのが一般的です。

(3)複合加工機の導入事例

複合加工機は、一度材料をセットして設備を稼働させれば、全ての加工をまとめて行って製品が完成した状態で取り出すことができます。

次の動画では、ヤマザキマザック株式会社の複合加工機で、円筒形状の材料から製品形状になるまでにさまざまな加工が行われている様子を見ることができます。非常に複雑な製品形状であり、単一の加工しかできない加工機では複数回段取り替えをする必要があって手間がかかりますが、複合加工機では1台で全てを担えるため、作業工数の大幅な削減につながります。

3.加工機や複合加工機を導入するときのポイント

(1)最適な加工方法を選定する

加工機を導入するときには、材料の種類や製品形状にあった加工方法を選定する必要があります。

例として、平面形状であればフライス盤やマシニングセンタが適しており、円筒形状であれば、旋盤が適しています。また、切削加工が困難な硬い材料を加工したい場合には、特殊加工を行うのがよいでしょう。

(2)加工する材料の種類やサイズを考慮する

加工機には、それぞれに適した材料の種類やサイズがあります。加工する材料をワークと呼びますが、ワークのサイズによって加工機の機種を決めるのが一般的です。

ワークサイズに合わない加工機を導入してしまうと、実際に加工をしたい時に取り付けができなかったり、ワークサイズに見合わない大きな加工機を導入したことで工場のスペースを有効活用できなくなったりする可能性があります。

(3)加工機と複合加工機のどちらを導入するか

複合加工機は、複数の加工方法を1台で行うことができて非常に便利な加工機です。応用力のある複合加工機を導入しようと考えてしまいがちですが、場合によっては加工機を用いる方が良い場合もあるため注意が必要です。

複合加工機の主なデメリットとして、次の3点が挙げられます。

  1. 加工機に比べると費用が高価である
  2. 操作方法が複雑になり、作業者のスキルが求められる
  3. 加工機に比べると、加工速度が遅い傾向にある

複雑な形状で頻繁な段取り替えが必要であったり、工場のスペースに余裕がない場合には複合加工機が適していますが、比較的単純な形状でかつ大量生産をする場合には加工機の方が適しています。加工機と複合加工機のどちらを導入するかは、総合的に判断する必要があると言えるでしょう。

4.加工機や複合加工機を導入するときのおすすめの相談先4選

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ーです。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。

【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)

ヤマザキマザック株式会社

【特徴】
ヤマザキマザック株式会社は、工作機械のグローバルリーダーとして、複合加工機やCNC旋盤、マシニングセンタ、レーザー加工機といった加工機を総合的に展開するメーカーです。幅広い製品種を展開するとともに、自動化やIoTソリューションなどの新たなサービスも提案しています。

【所在地】
愛知県丹羽郡大口町竹田1-131
TEL.0587-95-1131(代表)
FAX.0587-95-3611(代表)
https://www.mazak.jp/

株式会社牧野フライス製作所

【特徴】
株式会社牧野フライス製作所は、横型マシニングセンタ、立形マシニングセンタ、NC放電加工機、ワイヤ放電加工機、微細精密加工機など、さまざまな加工機を開発・製造しています。パレット交換システムやロボット搬送システムなどの自動化にも力を入れています。

【所在地】
東京都目黒区中根2-3-19
TEL.03-3717-1151(代表)
FAX.03-3723-4621(代表)
https://www.makino.co.jp/ja-jp/

DMG森精機株式会社

【特徴】
DMG森精機株式会社は、切削型工作機械の総合メーカーとして世界中のものづくりを支えています。複合加工機や5軸マシニングセンタを中心としてさまざまな加工機を提供しています。

【所在地】
名古屋市中村区名駅2丁目35番16号
TEL.052-587-1811(代表)
FAX.052-587-1818(代表)
https://www.dmgmori.co.jp/

5.加工機や複合加工機の導入に関するご相談は日本サポートシステム

本記事では、加工機や複合加工機の定義や種類、導入事例、導入におけるポイントを解説しました。

製造現場ではさまざまな加工機によって製品が作られており、ものづくりの根幹を支える重要な存在であると言えるでしょう。また、近年では加工機とロボットなどを組み合わせた生産ラインの自動化や省力化が進められています。

日本サポートシステムは、生産ラインの自動化・省力化のコンサルティングを行っており、加工機の導入についてもサポートしております。加工機の導入をご検討の際には、ぜひ日本サポートシステムにお声がけください。

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 生産設備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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