工作機械は、鉄やアルミニウムなどの金属の塊を刃物で削ったり穴をあけたりすることで、自動車を作るための部品や生活用品を大量生産するための金型などを作り出す機械です。

私たちの身の回りを見てみると、移動する際に利用する飛行機、電車、自動車、バイク、お店で見かけるプラスチック容器やキッチン用品などの小物類、毎日使っているスマートフォン（スマホ）やパソコン、ペットボトルなど身の回りにあるありとあらゆる製品が工作機械によって生み出されています。工作機械なくして人々の生活は成り立たず、工作機械を直接見ることはなくても工作機械を使って作られた製品は誰もが必ず手に取っています。工作機械はものづくりにおいて欠かすことのできない存在であると言えるでしょう。

「ものづくりに使う機械」という意味では、金型を使って薄い金属の板を成形するプレスなどの鍛圧機械、同じく薄い金属の板を切断するレーザー加工機などの板金機械、木材を加工するための木工加工機などもありますが、日本工業規格（JIS）では、「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」と定められています。

つまり、日本では金属製の材料を削ったり磨いたりして目的の形状を作り上げる機械のことを「工作機械」と呼んでいます。日本製の工作機械は高精度な加工が行えるため海外からの人気も高く、国内で生産された多くの工作機械が海外の工場で活躍しています。

工作機械にも様々な種類がある

工作機械を大きく分けると「汎用工作機械」と「NC工作機械」の2種類になります。

汎用工作機械は作業者がハンドルなどを操作して、刃物や材料の位置、移動スピードをコントロールしながら加工を行っていきます。使いこなすには相応の技術が要求される機械ですが、ベテランの作業者がいる工場ではまだまだ現役で活躍している機械です。また、工作機械の操作の基礎を学ぶ際にも使用される事が多く、工業高校や高等専門学校、大学、各種職業訓練校でも汎用工作機械を目にする機会があります。

一方、NC工作機械はプログラミングされた内容に基づき、数値制御によって自動で加工を行う工作機械です。工作機械に搭載されたNC装置は、NCデータ（またはNCプログラム）と呼ばれる専用のプログラムによって工作機械の動きを制御します。汎用工作機械ではすべて作業者が行っていた刃物や材料の位置や移動スピードのコントロール、刃物や材料を回転させるスピードのコントロール、刃物の交換などの作業をを行うことができます。これにより人手による作業から解放されると同時に作業者感で異なるスキルを埋め、高品質な製品を安定的に生産することが可能になりました。現在では国内外の工作機械メーカーはNC工作機械を主力に生産を行っています。

ちなみに、NCという言葉は「Numerical Control：数値制御」の略称です。NC装置に制御用コンピュータを内蔵しているものをCNC工作機械（Computer Numerical Control：コンピュータ数値制御）と区別して呼ぶこともありますが、現在のNC工作機械はCNC工作機械が大半となっているため両者の違いはほぼ無くなっています。

工作機械の代表的な機種としては、「旋盤」「マシニングセンタ」「研削盤」「放電加工機」などがあります。加工する材料の形状や目的とする加工内容に応じて様々な種類の工作機械が存在しており、多くの製造現場では異なる複数の工作機械を使ってものづくりが行われています。

材料を回転させて削る「旋盤」

加工する材料を「チャック」と呼ばれる材料を固定するための道具に取り付け、回転する材料に刃物を当てて材料を削っていく機械を旋盤といいます。材料が回転しながら削られていく様子は、こけしを作る工程を思い浮かべて見ると想像しやすいかもしれません。

旋盤で加工することを旋削加工（せんさくかこう）と呼びます。材料を回転させながら削っていくことから、円筒形状の材料が多く使用されます。機械を手動で操作する汎用旋盤（普通旋盤）とNC装置を搭載したNC旋盤の2種類があり、国内の多くの工作機械メーカーが主力機種として生産している機械の1つです。

工具を回転させて削る「フライス盤」

回転する刃物を材料に当てて、金属を削っていく機械をフライス盤といいます。
旋盤は材料が回転するのに対し、フライス盤は刃物が回転します。フライス盤で加工することを切削加工（せっさくかこう）と呼びます。

材料は「バイス」と呼ばれる道具で固定されます。加工中に材料が動かないようしっかり固定する必要があるため、フライス盤では四角形の材料が多く使用されます。フライス盤には汎用フライス盤とNC装置を搭載したNCフライス盤の2種類があります。

プログラム制御で加工を自動化「マシニングセンタ」

フライス盤と同じく、回転する刃物を材料に当てて金属を削る機械です。「マシニングセンター」や「MC」と記載されることもあり、口頭では「マシニング」と省略して呼ばれることも多い機械です。

フライス盤と異なる点として、マシニングセンタは複数の刃物を機械にセットすることができるため、加工中に必要な刃物を自動で交換する機能（ATC）を持っていること、そしてNC装置による数値制御で自動で加工が行えること、などが挙げられます。

マシニングセンタはNC装置を搭載しているものだけが該当し、旋盤と同様に国内の多くの工作機械メーカーが主力機種として生産している機械の1つです。

マシニングセンタと旋盤が一体化「複合加工機」

旋盤が持つ旋削機能と、マシニングセンタが持つ切削機能の両方を併せ持った機械を「複合加工機」と呼びます。旋盤をベースにした機械が多かったことから「複合旋盤」「ターニングセンタ」と呼ばれることもありますが、最近ではマシニングセンタに旋削機能を付加した複合加工機も数多く登場しています。

例えば旋削と切削の異なる工程が必要な製品を加工する場合、通常は旋盤とマシニングセンタ（もしくはフライス盤）の2台の工作機械が必要となります。しかし、複合加工機であれば旋削と切削の異なる2つの工程を1台の機械で完結できます。1台の機械で完結できるということは、一度機械に固定した材料を取り外して別の機械に固定し直す必要が無くなります。材料を外して固定し直す（掴み替えと呼ばれます）と、わずかではありますがどうしても中心位置がズレてしまいます。このことが加工する製品の精度にも影響してきますが、複合加工機を使用すればそういった問題もクリアされます。

省スペース化、工程集約、製品精度の維持という多くのメリットがあることから複合加工機を導入するユーザーはますます拡大しており、複合加工機を生産する工作機械メーカーも同様に拡大しています。

精密仕上げには必須「研削盤」

砥石を使って材料の表面を削る機械を研削盤といいます。
高速回転する砥石を材料の表面に押し当て、少しずつ表面を削っていくことで、材料の表面を非常に滑らかに仕上げることができます。機械加工において、製品形状を仕上げる最終工程で使用されることの多い工作機械です。

研削盤で加工することを研削加工（けんさくかこう）と呼びます。加工する製品の形状や種類に応じた様々な研削盤が開発されています。

難削材加工に効果を発揮「放電加工機」

電気エネルギーを利用して、材料を少しずつ溶かす、または糸ノコで切断するように加工する機械を放電加工機といいます。材料を少しずつ加工していくため、旋盤やマシニングセンタなどのように工具を使って加工するよりも時間はかかりますが、電気を通す材料であればどんなものでも加工ができるのが特長です。このため、難削材（なんさくざい）と呼ばれる非常に硬い金属の加工や、高さのある材料に細長い穴を開ける、といった旋盤やマシニングセンタでは難しい加工に利用されています。

放電加工機は英語でEDM（Electrical Discharge Machining）と呼ばれます。
加工する形状や加工方法によって、型彫り放電加工機とワイヤカット（ワイヤーカット）放電加工機の2種類があります。

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