加工機とは？加工機ごとの種類や特徴、選び方を解説

製造現場ではさまざまな加工機が日々稼働し、製品づくりを支えています。しかし、一口に「加工機」といっても、形状や素材、製品の用途に応じて使い分ける必要があるため、製品の種類や特徴を理解しておくことが大切です。

この記事では、代表的な加工機の種類や特徴、選び方のポイントをわかりやすく解説します。また、東京貿易テクノシステムが取り扱う加工機をご紹介しますので、ぜひ参考にしてください。

加工機とは

製造現場の加工機とは、目的に応じた形状に加工するための機械装置の総称で、工作機械とも呼ばれています。

加工機には、金属に穴をあける「ボール盤」、回転する材料に刃物を当てて加工する「旋盤」、砥石を高速回転させて材料の表面を削る「研削盤」、放電エネルギーで不要な部分を除去する「放電加工機」など、さまざまな種類があります。

そのため、使用する素材や用途に応じて使い分けることが大切です。

加工機の種類

加工機は、主に以下の4種類に分類されます。

• 切削加工機
• 研削加工機
• 特殊加工機
• 複合加工機

各加工機の特徴を詳しく解説します。

切削加工機

切削加工機は材料を切削工具で削り、希望する形状に仕上げる機械のことです。切削以外に、切断や穴あけをおこなう機械も含まれます。

切削加工の方法は、主に「転削」と「旋削」の2種類に分類されます。

• 転削：材料を固定して回転する工具を接触させる加工方法
• 旋削：材料自体を回転させて工具に接触させる加工方法

代表的な切削加工機の種類は、以下のとおりです。

転削加工機の「フライス盤」は、金属や樹脂の加工に適した機械で、金型やストッパーの加工が可能です。「モデリングマシン（モデル加工機）」は、試作品や治具の形成など主に製品開発の初期段階で利用されます。

「ボール盤」は電動ドリルに比べて一定の圧力で安定した穴あけができるため、製造現場では数十個～数百個の部品に同じ穴を開ける機械として重宝されています。「中ぐり盤」は高精度な加工に適しており、産業機械部品や大型構造物など、大径かつ精密な穴の加工が得意です。

「歯切り盤」は、歯車時計用の小型歯車から船のタービンに使われる大型歯車まで、幅広いサイズの歯車加工に対応できます。

旋削加工機の「旋盤」は、自動車や航空機などの部品製造に広く使われる機械です。このように加工機は形状や素材に応じて特化した機種があり、種類ごとに得意分野が異なります。

研削加工機

研削加工機は、砥石と呼ばれる工具を高速回転させて、金属や樹脂などの材料の表面を削り取る加工機です。ミクロン単位の寸法精度で仕上げるため、切削加工よりも高精度の加工が可能です。

研削加工機には、以下のような種類があります。

「平面研削盤」は、鏡面加工やレンズの金型、医療部品、半導体製造装置など、高い平面度と面粗度（材料の表面の細かな凹凸）が求められる加工に使用されています。「内面研削盤」は、ベアリングの内輪や油圧部品、シリンダーなど寸法精度と真円度が重要な部品の加工に適しています。

「円筒研削盤」は、段付きリングや産業用機械用ブッシュ、自動車のシャフトなどが主な加工事例です。

特殊加工機

特殊加工機は、光や電気、水、プラズマなどのエネルギーを利用して加工をおこなう機械です。切削や研削では加工が難しい特殊な素材の加工ができ、粉塵が発生しない点も特徴です。

代表的な加工機には、次のようなものがあります。

「レーザー加工機」は、精度が高く加工スピードが速いのが特徴です。そのため、材料に直接文字を彫刻する表札やゴム印の制作の加工に使用されます。「放電加工機」は、自動車の駆動部品やエンジン部品、航空宇宙業界のギア加工などに活用されています。

「プラズマ加工機」は、多種多様な材質や厚みのある金属にも対応可能です。例えば、22mm圧の一般構造用圧延鋼材では、熱歪みを抑えて切断できます。

「超音波加工機」では、食品のように形が崩れやすくやわらかい素材の加工に対応し、ケーキやサンドイッチを高精度でカットできます。

複合加工機

複合加工機は、一台で穴あけや旋削、研削など複数の加工ができる機械です。工具の自動交換機能を備えており、機械ごとに材料を固定しなおす段取り替えの必要がありません。

複数の加工を自動化できるため、生産性の向上や人件費の削減につながります。複合加工機の代表的な種類には、「ターニングセンタベース複合加工機」「マシニングセンタベース複合加工機」があります。

それぞれの特徴は、以下のとおりです。

「ターニングセンタベース複合加工機」は、NC旋盤をベースにドリルやフライスなどの回転軸を追加した加工機です。円筒状の材料の加工に適しており、丸ものやシャフトなどのワークが得意です。

刃物台にあらかじめ複数工具を装備できるため、工具交換時間を大幅に短縮できます。

一方、「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NC旋盤機能を組み込んだ複合加工機です。フライス加工や穴あけなどのマシニングセンタ本来の加工に加え、旋削加工も一台で対応できるため、半導体向けの部品や自動車部品、人工骨（膝関節）など、複雑形状のワーク加工にも幅広く活用されています。

NC加工機とは

NC加工機とはコンピューターによって制御される工作機械で、NC（Numerical Control　数値制御のこと）技術を用いて各種加工をおこないます。

代表的な加工機の特徴やメリットを解説します。

「NCフライス盤」はプログラムにしたがって加工をおこなうため、作業者の熟練度による品質の差が生じにくく、精度の高い加工が可能です。複雑な形状の加工や量産工程にも対応でき、安定した生産が実現できます。

「マシニングセンタ」は、多様な切削作業を1台で効率よくおこなえる加工機です。一度プログラムを作成すれば、複雑な工程の作業を自動化できます。

旋盤やフライス盤などの手作業では、加工中にミスや数値のズレが生じる場合がありますが、マシニングセンタを活用することで、自動制御により安定した品質を保ちながら量産加工ができる点がメリットです。

「NC研削盤」は数値制御によって加工をおこなうため、一定の品質を維持した加工が可能です。細い刃が並んだくし刃を用いた高精度の研削加工も自動でおこなえます。

加工機を選ぶ際のポイント

加工機には多種多様な機種がありますが、どのように選べばよいのでしょうか。選び方のポイントを解説します。

加工の形状・材料・サイズに合ったものを選ぶ

加工機を選ぶ際は、加工する材料の形状・サイズ・素材に合ったものを選びましょう。加工できる材料のサイズや素材は加工機ごとに決まっていますが、すべてのサイズに対応できる大きな加工機を導入すると、作業スペースを圧迫したり、不要なコストがかかったりする場合があります。

そのため、加工する材料に適した加工機を検討するのがポイントです。また、以下のように成形できる形状も加工機ごとに異なります。

• 平面形状：フライス盤
• 穴あけ：ボール盤
• 円筒形状：旋盤
• 複数工程の自動加工：複合加工機

材料や形状に適した加工機を選ぶことで、作業効率の向上や安定した品質の確保につながります。

求める加工精度に応じて選ぶ

加工機の加工精度とは、加工された製品の品質レベルを示す尺度で、寸法や形状、表面仕上げ、角度などの正確さを指します。精度は寸法測定機器で測定され、mmやμｍの単位で表示されます。

加工機を導入しても完全に誤差のない加工はほぼ不可能であり、加工精度が高くなるほどコストも高くなる傾向です。そのため、どの程度の加工精度を許容範囲とするのかは、加工スピードや品質のバランスを考慮して検討する必要があります。

コストを把握しておく

加工機を導入する際は、購入から運用までにかかるコストを把握しておくのがポイントです。例えば、設置場所に電源がない場合は、新たに電源を確保する必要があります。

プログラム制御の加工機を使用する際は、ソフトウェアの導入費用がかかるケースもあります。また、メンテナンスや維持費も定期的に発生するため、導入後のコストもあらかじめ想定しておくことが大切です。

さらに、手動操作が多い加工機では、加工精度が使用者の技量に依存する場合もあるため、操作する人材の育成や教育にかかるコストも考慮する必要があります。導入から運用までの総合的なコストを把握し、予算と相談しながら導入を検討しましょう。

加工機の一例

近年、自動車業界では、絶えず変化するニーズやトレンドに対応するため、デザインから製品化までの工程をいかに効率化するかが重要なテーマとなっています。DX推進が加速するなか、デジタルデータを活用したモデリングや、カラーバリエーションの比較・評価などを短時間でおこなえる環境づくりが求められています。

その一方で、スケール感や造形の躍動感など細部の状態を最終確認するには、デジタルデータを忠実に再現できるフィジカルモデルの作成が欠かせません。

そこで重要になるのが、高精度で加工できる「モデル加工機」です。特に、自動車の開発・製造現場では、作業環境や運用面で次のような条件が求められます。

• 小型・軽量で設置しやすい
• 使用者のスキルに依存しない操作性と安全性
• デジタルデータを高精度に再現できる性能

このようなニーズに対応できる加工機として高く評価されているのが、東京貿易テクノシステム（TTS）が展開する「Laymaticシリーズ」です。「Laymaticシリーズ」は、省スペース環境でも導入しやすく、高精度な加工を実現できるモデル加工機です。

同社が取り扱う加工機の具体的な特長と導入メリットをご紹介します。

Laymatic Mill-X

「Laymatic Mill-X」は、本体重量800kgのコンパクトな加工機で、スタジオ内の既存底盤にそのまま設置できる移動式モデルです。同時5軸制御に対応した本格的なNC加工機で、ベッド姿勢を0.001度単位で制御できる高い精度を備えています。

加速性能も優れており、加工時間を大幅に削減できるほか、夜間運転にも対応可能です。アームやコラムにはカーボン材を採用し、小型ヘッドによる奥まった箇所の加工を得意としています。

また、タブレットで加工状況を監視でき、扱いやすい設計で、専門知識がなくてもスムーズに操作できます。複雑になりやすい意匠面でも、適切な工具角度で高速かつ高精度に切削できるため、高品質なモデル加工を効率よくおこないたい方におすすめです。

詳しくは製品ページをご覧ください。

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  移動可能な軽量モデル加工機｜Laymatic Mill-X

Laymatic Mill-7

「Laymatic Mill-7」は、工具の自動交換が可能なATC（オートツールチェンジャー）を搭載した加工機です。1台でクレイモデルから発泡剤、人工木材（樹脂）、ハードモデルまで多様な加工ができるオールインワンモデルです。

門型加工機に比べて全高が低く、既存の建屋にもスムーズに設置できます。さらに、ヘッド部には切削時の浮遊粉じんの集塵口を搭載しており、粉じんの飛散を抑えながら加工できるため、作業環境への影響を軽減しつつ安全性の高い加工が可能です。

工作機械とは異なりGコードの知識がなくても扱いやすい設計のため、現場の負担を軽減できます。

詳しくは製品ページをご覧ください。

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  オールインワンのフラグシップ モデル加工機｜Laymatic Mill-7

Laymatic Mill-Z

「Laymatic Mill-Z」は、両側にガイドサーフェスプレートを備えた加工機械です。リニアガイドを採用した高速駆動により、業界最速かつ高出力での加工が可能です。

フルサイズモデルのクレイ、樹脂など多様な素材の加工に対応できます。ATCにより工具の自動交換ができるため、夜間や休日問わず稼働できる点がメリットです。

同時5軸制御により複雑な形状でも正確に加工でき、最大加工速度は60,000mm/minに達します。短期間で高精度な加工を実現したい方は、ぜひご検討ください。

詳しくは製品ページをご覧ください。

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  横型モデル加工機最速クラスのハイスピードモデル | Laymatic Mill-Z

まとめ

加工機には、材料を工具で削る「切削加工機」、砥石と接触させて表面を削り取る「研削加工機」、物理的なエネルギーを利用する「特殊加工機」など、さまざまな種類があるのが特徴です。また、一台で穴あけや旋削、研削など複数の加工ができる複合加工機もあります。

加工機を導入すると、高精度かつ効率的な加工が可能になり、製品の品質向上と作業負担の軽減につながります。加工機を導入する際は、使用する材料や設置場所の条件、求める仕上がりに加え、加工精度や機能を把握したうえで慎重に検討を進めることが大切です。

東京貿易テクノシステム（TTS）では、さまざまな用途に応じた加工機をご用意しております。加工機に関するご相談は、下記よりお気軽にお問い合わせください。