複合加工機とは？種類やメリット・デメリット、ターニングセンタとの違い

複合加工機は、NC(数値制御)工作機械の一種で、ワークを取り替えることなく、複数の加工が可能です。NC工作機械には、マシニングセンタやターニングセンタなどもありますが、これらと複合加工機は何が違うのでしょうか。

そこで今回は、複合加工機とマシニングセンタなどの違いについて解説します。また、複合加工機のメリット・デメリット、複合加工機の種類についても併せてご紹介します。

参考：NC旋盤加工とは？NC旋盤加工の構成や工場もご紹介！

複合加工機とは

引用元：DMG MORI NTX 3000 2nd Generation

複合加工機とは、工具の自動交換機能を備え、なおかつワークの段取り替えなしに、フライス削りや旋削、穴あけなどの加工を行えるNC(数値制御)工作機械のことです。

汎用フライスや汎用旋盤などと違い、あらかじめプログラムで加工工程を指示する必要がありますが、複数の工程を同時かつ自動で行えます。また、コンピュータ制御で切削工具とワークを3次元で移動・回転させられることから、複雑な形状の加工にも対応します。

参考：自動工具交換装置（ATC）とは？ATCの種類と構造

参考として、JISに記載されている複合加工機の定義を以下に記載します。

複合加工機：回転工具主軸、連続割出し可能な工作主軸、及び工具マガジンを備え、工具を自動的に交換する機能をもち、工作物の段取り替えなしに、旋削、フライス削り、中ぐり、穴あけ、ねじ切り、ホブ加工などの複数の加工が行える数値制御工作機械。

引用元：JIS B 0105：2012 工作機械―名称に関する用語

複合加工機のメリットとデメリット

メリット

●生産性の向上

複合加工機は、プログラミングにて加工の指令を出す必要があるものの、ワークを一度取り付けたあとは、自動で複数の加工を行えます。従来の汎用フライスや汎用旋盤は、工具の取り替えやワークの移動を人の手で行う必要があり、手間がかかります。複合加工機を利用すれば、複数の加工を自動で行う、または作業の手間を省くことができるため、生産性の向上が期待できます。

●管理コストや人件費の削減

複数の工作機械を所有していると、そのぶんの維持コストがかかってしまいます。しかし複合加工機であれば、複数の工作機械を1台に集約できることから、管理コストを削減できます。

また、工作機械が少ないということは、機械を使用する人員や作業時間も少なく済み、人件費の削減に繫がります。

●加工精度と品質の向上

従来の工作機械では、人の技術や経験の差により、製品の仕上がりに違いがでてしまいます。しかし複合加工機なら、複数の加工・工具の取り替え・ワークの移動などといった作業を機械が自動で行うため、安定して高い加工精度が得られます。

●安全性に優れている

複合加工機は、ワークの移動や刃物の交換を機械が自動で行います。人の手でワークや刃物を触れる機会が少なくなることから、作業に伴う事故のリスクを軽減できます。

デメリット

●導入するのに高いコストがかかる

複合加工機は本体の費用が高価なほか、ソフトウェアやNC制御装置といった周辺設備などの導入コストもかかります。

●プログラミングや加工の知識を要する

複合加工機は、コンピュータ数値制御にて加工を行う工作機械のため、汎用工作機械の知識に加えて、プログラミングの知識が求められます。また、ミーリングやターニングなどの複数の加工を行えるぶん、それぞれの加工の知識も必要です。

複合加工機の種類ごとの特徴

ターニングセンタベース複合加工機

引用元：DMG MORI ターニングセンタ：ターニングセンタ：NLX NLX 6000 | 1000

ターニングセンタベース複合加工機は、NC旋盤をベースにマシニングセンタの機能を付与した工作機械のことです。NC旋盤をベースに作られているので、円筒状のワークに対して加工を行うのに適しています。ターニングだけでなく、同時にミーリングなども自動で行えるため、段取り替えの手間なく加工できます。

マシニングセンタベース複合加工機

引用元：株式会社松浦機械製作所 マツウラのモノづくり 平成モノづくり30年史

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旋盤の機能を付与した工作機械のことです。回転する工具を3次元に動かして、テーブルに固定してあるワークを加工します。また、テーブルに回転機構を備えることにより、ターニングにも対応が可能です。

マシニングセンタベース複合加工機は、ターニングセンタベース複合加工機に比べて、テーブルが大きく、加工範囲も広いことから、大きいサイズのワークを加工するのに適しています。

小型の複合加工機

引用元：榎本工業株式会社 カスタム加工機ナビ 超小型6軸複合加工機 CVN-6000

複合加工機は、コンパクトな生産ライン向けの小型タイプもあります。通常の複合加工機と同様に、旋盤の旋削加工とフライス盤の切削加工、自動工具交換機能を搭載しています。小型タイプは、必要設置面積が少なく済むのがポイントです。ただし、対応できるワークのサイズが小さくなる傾向にあります。

マシニングセンタやターニングセンタ、５軸加工機との違い

複合加工機は、NC旋盤とマシニングセンタの機能を組み合わせたものの総称です。そのため、マシニングセンタ・ターニングセンタ・5軸加工機とは似た機能を有しています。

マシニングセンタは、自動工具交換機能を有しており、穴あけやフライス削りなどの切削加工を1台で行える機械です。また、XYZの3軸加工に対応するマシニングセンタに、回転と傾斜の2軸を加えたものを5軸加工機と呼びます。

一方、複合加工機は、フライス削りなどのほかにも旋削や研削などのさまざまな加工にも対応が可能です。

ターニングセンタは、NC旋盤をベースとしたものに、マシニングセンタの機能を付与した工作機械を表しているため、複合加工機の1種と言えます。

参考：マシニングセンタの基礎知識と導入メリットを解説

参考：ターニングセンタとは？できる加工やメリット・デメリット

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