【機械設計技術者試験】普通科文系出身で1級合格した勉強資料公開！

NC工作機械

試験勉強資料

2023.06.022023.09.07

機械設計技術者試験の科目の一つである、
工作法の中の、
NC工作機械についての、
オリジナル勉強資料を公開いたします。

機械設計技術者試験合格を目指される方の
お役に立てればと思っております。

機械設計技術者試験 3級
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NC工作機械

工作機械のNC化率(工作機械全生産額に対
するNC(数値制御)工作機械の生産額の比
率)は限りなく100%に近くなっていて、
今や数値制御でない工作機械を探す方が
難しい状況となっている。
次の文章はNC工作機械について述べた
ものである。
文章の空欄に該当する語句を入れて
完成させよ。

(空欄部は太字・赤太字と仮定します。)

(01)
NC工作機械の代表は、丸物部品加工を行う
NC旋盤と、角物部品の加工に使われるマシ
ニングセンタである。
工作機械で様々な形状の部品が加工できる
仕組みは、工作物と切削工具の相対運動に
よるものである。
所望の場所に数値制御によって、工具や工
作物を移動させることを位置決め制御とい
い、部品形状に沿ってそれらを連続的に移
動させる制御を輪郭制御と呼んでいる。
NC工作機械では、通常両方の制御機能を有
しているが、ドリルによる穴あけ加工の場
合には、理論的には前者だけで加工が可能
である。

ちなみに、
NC旋盤と
マシニングセンタ
との違いは、
ATC
(Automatic Tool Changer)
が搭載されているかどうか
です。

項目	NC旋盤	マシニングセンタ
材料	回転	固定
工具	固定	回転
加工形状	丸物	角物
素材	木材樹脂軽金属	樹脂軽金属重金属
サイズ	大きいものも対応可	比較的小さいもの
切削方式	乾式	湿式 (切削油)
精度	中	高
価格	安価	高価

NC旋盤とマシニングセンタの違い

NC旋盤

マシニングセンタ
引用：ヤマザキマザック株式会社

(02)
平面内で工具の経路を自由に制御するため
には、同時2軸制御が必要である。
この代表的工作機械にNC旋盤である。
マシニングセンタでは立体の形状部品を
加工するために同時3軸制御が一般的に必
要となる。
さらに近年では複雑形状の加工が求められ
るために、テーブルの傾斜角度を制御した
りすることも必要となり、同時4軸制御や
同時5軸制御加工のマシニングセンタが
実用化されている。
旋盤でも、主軸の回転軸を制御出来たり、
工具を上下方向に制御出来たりする、
工程集約型旋盤が普及してきている。
これを複合旋盤やターニングセンタと
呼ぶ。

ちなみに、
マシニンングセンタ
の代表的な種類を
下記に示します。

縦型マシニングセンタ

門型マシニングセンタ

横型マシニングセンタ

5軸マシニングセンタ
引用：中村留精密工業株式会社

ちなみにもう一つ、
ターニングセンタとは、
NC旋盤をベースとして、
マシニングセンタの
機能も付与した
工作機械のことで、
CNC(Computer Numerical
Control)旋盤や、
旋盤型複合加工機とも
呼ばれています。
ターニングセンタは、
NC旋盤ベースの複合機、
マシニングセンタは、
NCフライス盤ベースの
複合機という違いが
あります。

複合加工機
引用：中村留精密工業株式会社

(03)
NC工作機械ではNC制御装置からの指令に
よって、サーボ機構を駆動させて上述の制
御を行っている。
工作機械の制御装置に対して工具や工作物
(テーブル)の運動を指示するプログラムを
作成することをNCプログラミングという。
簡単な形状の部品加工であれば、制御装置
が直接作成することができる。
これをマニュアルプログラムと呼んでいる。
しかし、NC工作機械は複雑形状の部品加工
を目的として開発されたため、工作機械の
開発と同時にプログラミング専用のコンピ
ュータが開発された。
これが自動プログラミングシステムと呼ば
れるもので、基本言語はAPTを基本として
いる。最近では加工部品形状として、設計
時に創成される設計データを活用するCAD/
CAMによるプログラミングが普及している。

ちなみに、
CNC・NCコードの
代表的なコードを
下記に紹介します。
Gコード
準備機能とも呼ばれ、
加工工程や加工条件を
設定するプログラミング
におけるコードの一つです。
「G02」や「G28」など、
アルファベットのGと数字
によって示されており、
数字の組み合わせによって
動作パターンが決められて
いるのが特徴です。
一般的には、
「G00」から「G99」まで
存在し、それぞれに異なった
座標の設定や主軸の動きなど
の制御が可能ですが、
工作機械のメーカーや機種に
よって仕様が違う場合も
あります。

引用：はじめの工作機械

Mコード
補助機能とも呼ばれ、
主軸以外の補助装置をサポート
するためのプログラミングの
コードになります。
Gコードと同じように、
「M+数字2桁」で表記されて、
加工時の主軸の回転、
工具の交換、
チャックの開閉など、
加工動作の補助に対する指令
であるのが特徴です。
Sコード
主軸の回転速度を指定する
機能で、GコードやMコードと
同様に数字によって示されて
いますが、数字は2桁から4桁と
なっています。
数字の2桁から4桁は速度の単位
となっており、1分間の回転数を
指定でき、さらに
M03（正回転）、
M04（逆回転）を指定します。

NC装置の構成
引用：はじめの工作機械

NC操作パネルの例（一般的なNC旋盤）
引用：厚生労働省｜指導者向けマニュアル機械加工（数値制御旋盤作業）編

(04)
NC工作機械の得意とする加工は、複雑形状
の加工以外に繰返し受注する部品加工であ
る。つまり、プログラムさえ保存しておけ
ば、これを再利用することで対応できるか
らである。

引用：はじめの工作機械

パソコン閲覧用資料(印刷用)

NC工作機械

私が過去に受験勉強した資料で
不足たくさんあると思います。
そこはご容赦いただければと。
それと、クセ字もすみません。
クセが強すぎて一部の同僚には
「シマ字」と言われてました。

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