工作機械について

はじめに

工作機械の使途を簡単に表現すれば、「機械部品を必要とする形状・精度に効率よく加工すること」です。あらゆる機械やその部品類は工作機械によって作られるため、工作機械は全てのものづくりを支えています。

工作機械の性能の優劣が、生み出される製品の競争力を大きく左右し、その国の工業力全体にも大きく影響します。このため、各国とも工作機械産業を戦略的基幹産業と位置付け、その発展に力を尽くしています。

工作機械とは

私たちが日頃何気なく使っている、スマートフォンや時計、家電製品やデジタル機器などに必要な精密部品から、大きいものでは自動車や航空機、船などの移動手段、また、人工骨や人工関節といった生体材料に至るまで、金属を材料とする製品は日常生活のあらゆる分野に存在しています。 

これらの製品を構成する部品は、主として素材から削ったり、穴をあけたり(切削加工)して作られる、または切削・研削加工等で仕上がった金型によって作られます。このような加工を行う機械を「工作機械」といい、人々の暮らしを快適・便利にする「ものづくり」のための機械として、様々な製品の一部を作りだし、私たちの生活を支えています。工作機械は金属に限らず、セラミックス、ガラスといった非金属も加工することができます。

精密で複雑な部品を正確かつ効率的に作ることが工作機械の役割です。すべての機械やそれらの部品は工作機械を通じて作られていることから、 工作機械は「機械を作る機械」「マザーマシン(母なる機械)」ともいわれています。 工作機械は、広義には「切削、研削、せん断、鍛造、圧延等により金属、木材、その他の材料を有用な形にする機械」と定義されますが、日本工業規格(JIS)では次のように定義しています。

「主として金属の工作物を , 切削 , 研削などによって , 又は電気 , その他のエネルギーを利用して不要な部分を取り除き , 所要の形状に作り上げる機械。ただし , 使用中機械を手で保持したり , マグネットスタンド等によって固定するものを除く。狭義であることを特に強調するときには , 金属切削工作機械と表現することもある。」 

このように日本では、主に金属の不要な部分を削り取って所要の形状に作り上げる機械を工作機械と定義しています。ただし、日曜大工などで手に持って使う電動のドリルやグラインダなどは、工作機械に含めていません。

なお、海外ではより広義に解釈し、プレス(鍛圧)機械や木工機械も工作機械に含めるのが一般的です。

また、工作機械は、作業者がハンドルを回すことなどによって操作する「汎用工作機械」と、コンピュータ等による数値制御で自動運転を行う「NC工作機械」とに大きく分けることができます。 

誰が使っても同じような加工結果を得ることができ、生産の自動化を可能にするNC工作機械の出現は、製造業全体に大きなインパクトをもたらしました。 

  • 加工の失敗や加工精度のばらつきが少なく、均一な品質が得られる 
  • 作業者の技量や疲労などに影響されることなく、複雑な形状の加工が容易
  • 一人で複数の機械を同時に使って生産が行うことができ、労働者不足を解消
  • 複数の加工工程を集約可能で、待機・段取り時間を大幅に短縮できる

といったメリットを存分に発揮して急速に普及したNC工作機械は、現在では日本の工作機械生産額の90%程度を占めるようになりました。

工作機械の具体的な加工方法については、こちらからご参照ください

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