【2025】マシニングセンタとNC工作機械の種類やおすすめ機種を紹介！メリットも解説！

精密な部品加工に欠かせない工作機械であるマシニングセンタやNC工作機械は、製造業をはじめさまざまな業界で導入されていますが、導入による成果を上げるためには詳しい機能や種類を把握しなければいけません。

そこで本記事では、マシニングセンタとNC工作機械の種類やおすすめ機種を紹介し、メリットも解説します。

マシニングセンタとは

マシニングセンタとは、自動工具交換装置（ATC）を搭載した工作機械です。
ATCのついていない切削加工機のことは、NC加工機、NC工作機械、などと呼びます。

NCデータに従って工具交換や切削加工、旋削加工、穴加工など多彩な加工指示に従って加工します。工作機械とは、切削加工機、旋削加工機、NC工作機械やマシニングセンタなど、すべての加工機の総称です。

NC工作機械やマシニングセンタを稼働させるには、NCデータが必要です。
NCデータとは、機械用に動作指示が記載されたGコードとも呼ばれる文字情報のデータです。

NCデータは、ルールを元に手入力でも物理的には作成可能ですが、ある程度複雑な加工をする場合には膨大な長さになるため、通常はCAD/CAMを使用して作成・出力します。

立形マシニングセンタ

オーソドックスなマシニングセンタで、主軸側がXY方向に動作するものと、テーブル側がXY方向に動作するものがあります。工具主軸がZ方向に稼働します。

テーブル側が動作する方が主軸の剛性を保てますが、テーブルの稼働分だけマシン自体のサイズが大きくなります。

横形マシニングセンタ

加工する材料と切削工具が水平方向に設置され、横向きに加工するマシニングセンタを、横型マシニングセンタといいます。
材料＋テーブルに重量がある想定で作られており、B軸の回転軸を持ちます。
B軸はY軸方向を軸とした回転軸です。

Z軸(主軸方向)の稼働はテーブル側が主ですが、主軸側が付き出すようなW軸の動作を搭載している機械もあります。
4面取付治具などを用いると、複数の材料を各面に固定して加工することができるので、大量生産を目的として使用されることもあります。

門形マシニングセンタ

門型マシニングセンタは読み名の通り、門の形をしたマシニングセンタです。
材料は稼働するテーブル上に配置され、加工地点まで移動された後に主軸が下りてきて加工が行われます。

門型マシニングセンタは、大型製品や重量物加工のための機械なのでベッドと呼ばれるテーブルは広く作られています。ベッドはX軸方向のみに稼働し、主軸は門の上部のレールなりにY軸稼働と、主軸なりにZ軸方向に稼働します。

A軸とC軸の回転軸はどちらも主軸側にあります。
材料の上面を加工するにはZ軸方向に工具を取り付けて加工します。
主軸にアングルヘッドを用いることで、A軸を90°持ち上げた横向きの方向に工具を取り付けられるので、材料の側面を工具の底面で加工できます。

これにより5面加工機とも呼ばれます。
そのアングルヘッドに取り付けられた工具がどの方向の側面を加工するかは、C軸の回転角度によって決定します。A軸はX軸方向を軸とした回転軸で、C軸はZ軸方向を軸とした回転軸です。

5軸マシニングセンタ（同軸5軸）

立型3軸の加工範囲XYZに加え、回転軸をふたつ持つものを5軸マシニングセンタといいます。
回転軸は、主軸側にふたつにあるものと、テーブル側にふたつあるものと、主軸側とテーブル側にひとつずつあるものがあります。

同時加工することも可能ですが、ワーク座標系を切り替えて割り出しで加工することも可能です。同時5軸を使うメリットは、切削速度を均一化したり、工具と製品面との接する角度を滑らかに整えられる点ですので、面の綺麗さを求める箇所には同時5軸、加工精度を求める箇所には割り出し加工、というように使い分けるのがポイントです。

同時5軸の加工を行うならば、機械側に先端点制御の機能と、同時5軸対応のCAMを使いこなすことが必須です。マシンの動作を確認できるシミュレーションソフトもあれば安心でしょう。

複合旋盤とは

円筒型の材料を取り付けて加工します。
旋盤加工と切削加工を組み合わせた加工に対応できます。

移動軸は単純にXYZだけではなく、主軸やタレットの数に準じます。
主軸側に回転軸があれば、B軸を回転して材料に対して傾けた方向で加工することも可能です。

旋盤加工ではY軸の動作がありませんが、切削加工を行えるためＹ軸の動作も可能です。
材料の回転軸とはズレた穴加工も可能となります。

主軸とタレットを同時に動かして加工すことも可能なので、加工時間を短縮するポテンシャルを持ち、精密/複雑な量産加工も実現可能です。
高価な機械ですので、対応しているCAMを使いこなして、ペイできるようにフル稼働するのがおすすめです。

NC工作機械とは

コンピューター制御により、高精度で複雑な形状の加工を可能にした工作機械をNC工作機械といいます。NC工作機械のNCとは英語の「Numerical Control」の略称で、日本語で「数値制御」という意味を表す言葉です。

このような名前の由来からもコンピューターによる数値制御で加工を行う工作機械であることが伺えます。

ではNC工作機械の種類を細かく紹介するので参考にしてください。

NCフライス盤

切削工具を高速回転させ、材料と接触させて切削を行う工作機械がフライス盤で、その機械にコンピューターによる制御機能を備えたものをNCフライス盤といいます。

フライス盤にNC装置が付加されたことにより、長いNCデータを扱えるようになったため、これまではNCデータの長さを気にして荒くしていた数値を細かくできたり、NCデータを他の機械に渡して使い回すことができるようになり、モノづくりの自由度が広がりました。

ATCを搭載していないので、工具交換は手動です。

NC旋盤

旋盤は、チャックと呼ばれる専用の固定治具で円筒材料をつかんで回転させ、そこに旋削工具を押し当てて桂むきの要領で削る工作機械です。

従来の旋盤は、熟練の職人の手作業によって0.001mm単位の精度の加工を保っていましたが、NCデータを使ったNC旋盤の登場によって、若い職人でも0.001mm単位の加工精度を実現できるようになりました。

NC研削盤

主に材料の研削加工を行う工作機械を研削盤と呼び、その機械をコンピューター制御による高精度な加工を可能にした機械をNC研削盤といいます。
この機械では、研削砥石を使用した繊細で高精度な寸法加工が可能です。

尚NC研削盤は加工する箇所に応じて円筒研削盤や平面研削盤、内面研削盤などを使い分け、専用機のように使用されます。

マシニングセンタのメリット

マシニングセンタは高精度でスピーディーな加工を可能にした工作機械で、導入のメリットには以下の点が挙げられます。

• 品質の安定化
• 人手不足の解消
• 高精度な加工を実現
• 作業時間短縮
• 多様な加工を実現

ではそれぞれのメリットを詳しく解説します。

マシニングセンタのメリット①品質の安定化

従来の人の手による切削加工では、加工者の熟練度やスキルの違いにより品質にバラつきが生じるケースも多く見受けられました。
一方のマシニングセンタはプログラム設定を行えば、その設定に基づいて機械が自動加工を行うので作業者の熟練度やスキルによる品質のバラつきもなく、安定した品質の生産を実現できます。

マシニングセンタのメリット②人手不足の解消

従来の工作機械では一度加工を開始すれば、完了まで人の手で行わなければいけませんでした。
一方のマシニングセンタは加工データのプログラミングを行い、材料をセットすれば機械が自動的に加工してくれるので人手不足を解消した生産ができるのもメリットです。

特に近年は製造業における人材不足が顕著になっており、少人数での自動生産が可能なマシニングセンタは有効な対策としても挙げられます。

マシニングセンタのメリット③高精度な加工を実現

マシニングセンタは人の手ではなく、プログラミングされたデータにより機械が加工を行うので、高精度な加工を実現できるのもメリットの1つです。
前述のように加工者の熟練度やスキルによる品質の違いも無くなり、正確なデータ入力を行えばデータに沿った精密な加工が行われます。

このような観点からも、マシニングセンタの導入は、人手不足や従業員のスキルに悩んでいる企業の解決策としておすすめといえます。

マシニングセンタのメリット④作業時間短縮

従来の工作機械では材料の加工工程に応じて、その都度機械を停止して手動でで工具を交換していたため、完了までに時間がかかっていました。
一方マシニングセンタで加工を行えば、加工工程の進捗に伴い工具交換を自動で行えるため、作業時間を短縮できるのもメリットです。

切削加工時間を短縮できるマシニングセンタですが、データ入力のためのCADやCAMのスキルを取得しなければ効率的に利用できません。
そこでおすすめのマシニングセンタが、株式会社岩間工業所が開発・販売している小型マシニングセンタTAKMillです。

TAKMillは、1つの機能としてCAMやアシストモードを搭載しており、この機能と、連携したCAMを活用すれば加工の未経験者でも効率的に3DCADデータから材料加工までの工程を実践できます。操作パネルも直感的なWindowsベースのインターフェースを導入しており、細かな調整や操作スキルは実践を通して学ぶことが可能です。

TAKMillはマシニングセンタのスキル取得までの時間を短縮でき、初心者でも簡単に使用可能です。

マシニングセンタのメリット⑤多様な加工を実現

マシニングセンタは、工具と材料をセットすれば、流しっぱなしで多様な加工を実現できるので、夜間運転もできるようになるのがメリットです。

マシニングセンタの種類によっては、同時5軸の制御も可能になるので、従来では困難だったアンダー部の加工や、複数の段取りを要する複雑な加工にも、段取りを最小限に減らすことができます。

これまでは難しかった加工に対応できるようになれば、受注の幅も広がり営業がしやすくなるため、現場が活性化していきます。
結果として稼働率も向上し、収益性アップにつながります。

マシニングセンタとNC工作機械で生産性を高めよう

本記事では、マシニングセンタとNC工作機械の種類やおすすめ機種を紹介し、メリットも解説しました。近年は製造業をはじめとしたさまざまな業界で労働力不足が問題視され、多くの企業が生産効率化を進めています。

そこで自社の生産に適した高精度なマシニングセンタや工作機械を導入すれば、さらなる生産性向上に繋がるので、本記事を参考に最適な工作機械を導入してください。