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立形5軸マシニングセンター

このコーナーでは、機械の知識などまったくない主婦がリポーターとなり、新しく先端科学技術育成センターに入った機械をみなさんにわかりやすく紹介します。機械に興味のある方も、機械と聞いただけで鳥肌が立つという人も、今、どんな機械が最先端で使われているのか、一読してみてください。 まず、第1回目は立形5軸マシニングセンターです。

ここに立形5軸マシニングセンターという名のとても大きな箱形の機械がありますが、これは一体何をする機械ですか?

立形5軸マシニングセンター
立形5軸マシニングセンター
 マシニングセンターとは、機械で作る、工具を使ってものを規定の寸法通りに作りあげること(マシニング)が集中したところ(センター)という意味なのです。ひとことでいうと、いろいろな金属加工が1台の機械ですべてできてしまう機械です。たとえば、穴を開けたり、ネジをきったり、形状を削りだしたりということなどです。それでこの機械は一度材料を取り付けると、その材料を移動させることなく加工がこの機械一つですべてできます。

1台でできるメリットは?

1台ですべての加工ができるということは、一度材料を取り付けるとこの機械1台しか使いませんし、操作する人もひとりですみます。だから、一般工場の生産ラインなどで使っている分業と比べると、一カ所ですべての加工ができるので、いろいろな機械を動かす必要はありません。さまざまな要求に応じて多様なものが作れるためモデルチェンジが早くてもすぐに対応できますし、試作もしやすいのです。

名前に‘5軸’とついていますが、3次元の世界でどうして5つの軸が必要なのですか?

x,y,zという縦、横、奥行きの3つの軸に加えて傾斜軸と回転軸という軸が入ります。これによって複雑な動きができるようになり、おもて側だけでなく裏側の加工ができるようになります。たとえば、3軸のものでは車のターボエンジンに使われているプロペラの羽のようなものでは裏側は削ることができないのです。このような形のものは従来、手で動かす機械で削るか、型に溶かした材料を入れて固めて作っていました。でもこの方法では精度が悪くなるし、壊れやすくなるのです。機械で削ることによって作ったものは回転数が上がっても壊れないように強度を増すことができるのです。

この機械の一番優れたところは何ですか?


質問に答えていただいた
松浦機械の山下さん(左)と慈道さん。
リニアモーターを使っているため、加工が早くできるし、精度も高いのです。リニアモーターカーを想像していただくと分かるでしょうが、とても速度が速いですね。それと同じことです。また、従来は、ネジ山を数えて長さを測っていましたが、この装置では直接位置の計測をおこなっているのでとても正確です。精度は±5ミクロンの幅です。10ミクロンは1ミリの1/100です。髪の毛の太さが80ミクロン程度なのでかなりの精度になりますね。

他に大学で持っているところはありますか?

大学では福井大学だけです。工業試験場にもありませんね。

誰でも簡単に使えますか?

誰でもというわけにはいきません。コンピュータを使って製図を作成するCADシステムやこれを製造機械に組み込むCAMといった知識が必要です。まず、コンピュータ上で絵を描き、それをプログラムで組んで、機械を動かすのです。また、コンピュータを扱えるだけでも不十分で、どういう工具を使うかといったような加工条件を決めるために加工経験や知識も必要です。だからコンピュータ操作の知識とあわせて、手で動かすような機械を扱える技能も必要なのです。

ここにある4センチぐらいのプロペラのような形をしたサンプル(写真)だったらどのくらいの時間でできるのですか?


この装置を使えばこんな加工もカンタンにできます。(普通は裏側が削れません。)
これは形状が複雑で加工も難しいため、加工プログラムの作成から完全な製品として加工できるまでの準備に2〜3日、機械を動かして作るのに3〜4時間ぐらいです。

ちょっとした宅配トラックの荷台を思わせるような大きな箱のような機械で何ができるのだろうと不思議でした。今は機械もすべてコンピュータ制御になっており、削って形を作るという加工でもプログラムを組むところから始めるとは、アナログ時代に育ち、機械音痴の私には想像もできませんでした。それでもやはり基本は手で削ることのようで、アナログの知識も必要なんだなーと思いました。でも、手のひらにちょこっと乗るような小さなものでも、一から製作するには3〜4日はかかるというので思わず目が点になってしまいました。私たちの身近にも気づかないところでこんなに高精度を必要とするものがたくさんあるのですね。