「NC旋盤」というワードをご存知ですか？
機械や製造に関わる方は耳にしたことがあるかもしれません。
従来の旋盤は作業者の技量によって精度に大きな誤差がでました。
しかし、近年制御装置を搭載したNC旋盤を使用することでコンピュータにより緻密で高品質の部品加工が可能になりました。
工場の作業効率を劇的に向上させることができるNC旋盤の基本的な特性や構造、導入事例などを紹介します。
NC旋盤とは？
旋盤は、金属などを切断したり削ったりする機械です。
一般的には「汎用旋盤」という手動で行う旋盤が主流で、
- 円柱状の加工資材を回転させる
- バイトをあてる
- 削る
といった具合に部品を作成していきます。
元々は専門的なスキルを持つ職人の手作業ですべて加工がおこなわれていました。
近年普及され始めているNC旋盤は「Numerical Control」＝数値制御の略語です。
NC旋盤とはコンピューターにより、自動で円状や円筒状に部品を加工する工作機械を指します。
ではNC旋盤はいつ頃から普及されるようになったのでしょうか？
NC旋盤の歴史
1950年代頃にコンピュータ制御で旋削加工を行う、NC旋盤が開発されました。
NC旋盤により数値設定通りの緻密な加工を行うことが可能になり、さらにNC旋盤の技術は発展し、中ぐり、溝加工、穴開け、ねじ切りなどの処理も可能になりました。
最新のNC旋盤ではサブミクロンレベルの加工技術で、0.1μm単位の1ミクロン以下の加工が必要な精密機器用の材料の制作にも強みを持っています。
生産性の向上を図る為にNC旋盤自体に洗浄機能や搬入出、計測などが行える機能を組み込み、加工手順の自動化も進んでいます。
NC旋盤は今や、製造業を支えるテクノマシーンなのです。
NC旋盤の構成
NC旋盤の主要構成となるのが、NC制御を行う制御盤です。
加工位置・回転速度・加工速度を設定した数値情報に即して、コンピュータで精密に制御するために必要なプリント基板やリレー版で構成されています。
マシニングセンターを操作する操作盤では、加工用の工具の選定・主軸の回転数・テーブルの位置などを操作することができます。
刃物台の切削工具は手作業による切り替えや自動切り替えなど、工程や加工資材によって変更することができます。
NC旋盤のメリット
NC旋盤の最大のメリットは、加工技術の精密さです。
切削作業の精度を維持する開始位置や回転・加工速度の数値を設定して、安定的に何度でも同じ規格で作成することが可能です。
大量の部品を手動で切削作業するには、スキルの高い作業者が必要になるだけでなく、作業時間なども多くなりコストの問題も生じますが、NC旋盤なら制御盤や操作盤に初期設定を行うだけで、均一した品質の部品を自動で製造できます。
また、NC旋盤が自動で切削作業を行うことで作業者が安全に業務に従事することにも繋がります。
加工できる材質も幅広く、ステンレス・鉄・アルミ・真鍮・銅など小ロット～大ロットの加工が可能です。
NC旋盤の活用事例
日本には、NC旋盤を活用した部品加工に強い工場が多くあります。
- 鉄道車両、新幹線の部品や船舶の制御コントロール装置などを製造している株式会社鷺森製作所
- 外径10mm～150mmのサイズの丸物切削加工に強い和泉製工株式会社
- 偏芯シャフトや幾何学公差がある機械部品に対応している株式会社酒井鉄工所
などがあります。
NC旋盤は溶接機器・バイク・ヒーター・エレベーターの部品や研究装置・工作機器・産業用機器の部品など幅広い業種で使用されています。
また、NC旋盤で加工した部品はロケットや人工衛星など航空宇宙関係でも多く使用されています。
NC旋盤 おすすめCADソフト
NC旋盤で精密な加工を行うためには、まずCADソフトで部品の設計を行います。
そのCADデータを元にNC旋盤のプログラミングが行われるためとても重要な作業になります。
またプログラミングでは座標や距離、円弧補間など正確な数値が必要となり、これを自動で計算・算出してくれるのが、CAMソフトです。
中にはCADとCAMのソフトが一体化したNC旋盤用のツールもあります。
NC旋盤 おすすめCADソフト「Fusion 360」
設計から製造までのデータを作成できるソフトとしてはオートデスク社の「Fusion 360」がとても有名です。
ブラウザでの作業が可能なためパソコンとネット関係が整えばどこからでも作業が可能で、クラウドに自動的に保存さるためデータの共有もスムーズに行えます。
AutoCADを開発したオートデスク社の製品という安心感もあり、価格も手を出しやすく無償体験版のダウンロードも可能です。
他には、NC旋盤用CAD/CAMソフトには、
- 2D図面の作成と3Dモデルを元にしたNCプログラムの作成が行える旋盤加工用「OneCNC」
- 旋盤加工専用ソフトの「ナスカ・プロ旋盤」
- 穴加工用の「ナスカ・プロミル」
などがあります。
またNC旋盤で使用される座標系はX・Y・Zの3軸ですが、
- 回転軸を加えた5軸・複合加工が行える「Mastercam」
- NCデータのテストやデバッグに強い「NC Viewer」
など多様なソフトが提供されています。
NC旋盤に関わる仕事
NC旋盤は金属等を加工する機械ですので、旋盤工や機械工などの製造業となります。
「NC旋盤とは？」や、「NC旋盤の歴史」の章で記述した通り、NC旋盤が活躍する前は職人による一つ一つ手作業がおこなわれていました。
NC旋盤を導入する会社が増え、旋盤工で活躍する年齢層も幅広くなりつつありますが、割合的には中高年層が多く、若い世代を求めている会社も少なくないようです。
ではこれからの旋盤工に求められる人物とはどんな人でしょうか？
NC旋盤の職に向いている人
NC旋盤の機械に直接触れる人は、プログラミングの理解力や打ち込む正確性が重視されます。
NC旋盤を使って作業効率が良くなったからと言って、指示を出す人間がいい加減では良い製品はできません。
また1日中立ち仕事で、同じルーティンの作業が多いため忍耐強さも求められるでしょう。
楽ではない仕事ですがNC旋盤によって鉄の塊が削られ形が変わっていく様子は見ていて飽きません。
またCADオペレーター、CAMオペレーターもNC旋盤を扱う会社にとっては重宝される人物です。
寸法や規格通りに図面を書くだけでなく、どうしたら作業効率が良く製品ができるか考える必要もでてきます。
近年ではオペレーターは注目されつつある職であり、女性の技術者の求人も増えているようです。
NC旋盤の職に役立つ資格
NC旋盤のエキスパート【機械加工技能士】
機械加工技能士は都道府県職業能力開発協会が実施する、旋盤・加工に関連する国家資格の技能検定です。
特級から3級まであり、それぞれ受験資格に実務経験が必要になってきます。
しかし国家試験というだけあり、持っていれば就職・転職に役立つことはあるでしょう。
NC旋盤 まとめ
NC旋盤はコンピューター制御により高精度の部品加工が汎用できるだけでなく、同一品質の部品を大量に製造することが可能なため、クライアントにレベルの高い加工品を提供することが可能です。
また、作業者の安全を担保しながら加工スキルのレベルに頼らず製造効率を向上することができる工場にとってもメリットの大きい機械です。
NC旋盤 参考動画
引用元：YouTube-面白いおっさん、旋盤、フライス盤、金属加工55年の鉄工所のおっさん。(NC旋盤編）-
お堅いNC旋盤についての文章が続きましたので、こちらの参考動画で一休みしてみてください。
ユーモア溢れるおじちゃんがNC旋盤について極めて簡単に説明してくれています。
- 【NC旋盤】テフロンパッキンを加工してみた
実際にNC旋盤で加工されて製品が仕上がっていくシーンは、全くの素人が見ても見事です！ - 【DS-CHANNEL】［講座］NC旋盤入門1『旋盤とは？』（業界初心者向け）
- (コメ付き) NC旋盤 NCプログラム早打ち
また、NC旋盤を含む工作機械や旋盤の加工方法を紹介している次の記事もご覧ください。
NC旋盤だけでなく部品が作られる工程にどんな機械があるのか理解するのに参考になります。
参考記事：工作機械の意味や種類とは？実例やロボットとの連携まで徹底解説
「NC旋盤 おすすめCADソフト」の章で紹介した「fusion 360」の詳細は次の記事でご説明していますので、こちらもご覧ください。
参考記事：fusion360 ダウンロード方法とは？
：fusion360の練習方法を学ぼう！注目の3DCADソフトを解説
