【10分でわかる。】マシニングセンタとNCルーターの（3つの）違いについて

さてみなさまこんにちは。

あさ、先日発表した橋を通ろうとしたんですよ。

先日の橋について

しかしね、ここ日当たりがめちゃくちゃ悪いんです。

関市街よりもなんなら3度4度低いわけじゃないですか。

カマド●マの一大産地なわけじゃないですか。

 

なんなら、

 

ヒトより猿の方が多いわけじゃないですか。
（なんの話だ❢❢）

 

なので、朝、霜が降りてましてですね、

 

いつものように橋の上でＢダッシュしたら

 

橋の上で

【あっ、コレやばいやつや。】

思いましたよね。

 

したら橋の上で回転して、

もう浅田真央ちゃんくらい回転して、

 

さらに橋の上でポンピングして回転しながら落ちました。

 

 

冬の池に。

 

見事な３回転半を決めましたよ。

朝からどろんこになりましたよね。

 

どうもこんにちはどろんこビリーことまぶちでございますよ。

ヘックション。

（あほか❢❢）

 

今日はNCルーターとマシニングセンタの違いについてお話したいと思います。

 

 

毎回ながら

誰が得するんだ。

 

という内容になります、また無駄に長い長文になっております。

 

よろしくお願い致します。

 

NCルーターとマシニングセンタ

木工ではNC（数値制御）切削加工機のことをNCルーターとよびます。

一方で金属ではNC切削加工機のことをマシニングセンタと呼びます。



結論からいいますと、

主に

建材加工用NC加工機≒NCルーター

金属加工用NC加工機≒マシニングセンタとNCフライス盤

（うち、自動工具交換装置がついたものがマシニングセンタ）

とされます。

しかしNCルーターとマシニングセンタの違いというのは明確な定義があるわけではありません。

 

しかし呼称というのは非常に重要です。

 

ワタクシ、その昔ブラック企業に努めておりましたが、もう

 

黒すぎて逆に黒光りしてるんじゃないかってほどの激務だったわけなんですが、

氷河期世代の働き方って

もう

漆黒の闇夜に輝く黒きダイヤ。

みたいなところ、あったわけじゃないですか。

（中二病か❢❢）

その当時はそれが当たり前だと思っていました。

 

だって、当時はブラック企業というワードがなく、言語化されていなかったので。

 

今でこそ、ブラック企業というワードがでてきたのでイメージできるようになったのですが、当時はそれがなかったんです。

ちょっとウチやばいよねー。

（タイムカード）早押しで残業165時間てちょっとやばいよね-。

 

 

だよねー。
（どんな口調だ、お前がやばいわ❢❢）

 

みたいな会話をしてました。当時。

言葉の誕生によって初めて概念として認識されるようになった。

そう思います。

 

さて、その意味においては、きちんと定義をつくっておくことは非常に重要なことだと考えます。

 

ポイントを分けて考えるとこの2つの違いが明確になります。

さて、ＮＣルーターとマシニングセンタなんですが、

 

ＮＣルーターというのが建材加工では一般的です。

そのうえで、マシニングセンタと呼ばれることもあるし、NCルーターの要素もある。

そんなグレーな領域であることもまた事実です。

 

NCルーターの特徴

NCルーターは、木工用NCフライス盤と言い換える事ができるかもしれません。

 

NCとはニューメリカルコントロールであり、数値制御になります。

コンピューターが数値を認識し加工していきます。

原理は、別に難しいわけではなく、XYZの各座標を目指してモーターが回転し駆動する。

という機構です。

Xの指示座標を目指してXのモーターが座標分だけ回転する。

モーターは、どれだけ動いたかわかるようなモーター（サーボモーター）である。

それが軸数それぞれついている。そんなイメージです。

マシニングセンタは、NCフライス盤に自動工具交換装置(オートツールチェンジャー)が装備されたものになります。

マシニングセンタのルーツは金属加工業から来ており、その意味でまずは明確に区分が分けられます。

NCルーター（素材：★木工用）（自動工具交換：△）

NCルーター≒マシニングセンタ（素材：★木工用）（自動工具交換：◎）

NCフライス盤（素材：●金属用）（自動工具交換：☓）

マシニングセンタ（素材：●金属用）（自動工具交換：◎）

NCルーターとマシニングセンタ、素材面の違い

NCルーターとマシニングセンタの違いは素材面に現れます。

NCルーター　木工、プラスチック、軽金属のように比較的比重が軽いものを切削する。

マシニングセンタは金属のように比較的比重が重いものを切削する。

というような違いがあります。

機械剛性の違い

素材の違いがなぜそれほど重要視されるのか。と言う事なんですが、これはかなり大きな問題です。

例えばやわらかい豆腐をナイフできるときは、手首に緊張ははしりませんよね。

しかし、硬い凍った肉を切るときは、
手首をガチガチに緊張させる必要があります。

ぶらぶらだと力が逃げるからです。

このように、素材の違いというのは、機械の剛性に大きな影響を与えるのです。

硬いものを切るときは、剛性を高める必要がある。ことがイメージできると思います。

硬いものを切るマシニングセンタの場合、フレーム等をガチガチに固めて製作します。

我々が今度導入する同時5軸のマシニングセンタの場合、重量はおよそ2,500ｋｇです。

これに対し、金属用のマシニングセンタの場合、重量はおよそ5,000kgから8,000kgになります。

倍以上の重量感になります。

精度の違い

剛性が精度に与える影響というのはイメージしやすいと思います。

手首がブラブラで超精密な加工はできません。

金属用のマシニングセンタは非常に高精度の加工が可能です。

一方で我々のNCルーターは、機械にもよりますがそれほど超精度の加工はしません。

では、NCルーターは、劣化版マシニングセンタなのか・・・

というとそうではありません。

事実、最先端の航空宇宙産業などでもNCルーターが使用されています。

ワークの大きさの違い

なぜ精精度が要求される

航空宇宙産業においてNCルーターが使用されているのか？

この質問をNCルーターメーカーに訪ねたことがあります。

これは剛性にも関わるのですが、大きな盤を加工する場合ですが、
マシニングセンタ（金属用）の剛性でつくろうとすると、とんでもなく割高になってしまいます。

つまりオーバースペックなんですね。

わかりやすくいえば、

この私がピナレロのドグマF10に乗るようなものなんです。

（わかりにくっ❢❢）

※イタリアピナレロドグマF10

例えば、カバーのようなものであればそれほど超精度は必要ありません。

我々建材加工用マシニングセンタはこれを数千万で揃えることができますが、

金属用でそれをやろうとすると億単位の投資が必要になります。

この場合、剛性を抑えて安価なNCルーターの方が費用対効果が高いと判断されます。

どちらかというと大型で精度はそこそこなのが、NCルーター

小型で精度がバッチリなのが、マシニングセンタ

と言えると思います。

使い分けをしている。ということです。

もちろん、どちらにも分類されないモノもあり、どっちの要素がつよい、弱いはあると思います。

NCルーターの特徴

ここでは、あまり知られていないNCルーターだけの特徴をお話したいと思います。

日本では、庄田和作という方が創業した庄田鉄工社が、浜松で世界で初めて木工にマシニングセンタを導入したNCルーターを製作した。

とされています。庄田和作さんが、木工ルーターを開発、この流れをうけて、庄田功さんが、NC機能を取り付けたので、NCルーターなんでしょうね。

で、これが標準用語となったのだと思います。

ものづくりの町、関市とは？工業都市である【5つの理由】

木工業界では、NCフライス盤を庄田鉄工が作ったと誤解されてますが、そうではなく、木工NCフライス盤を最初につくった。と捉える必要があります。

さて、この浜松地域ですが、

1897年に山葉寅楠（やまはとらくす）が日本楽器製造、現ヤマハをつくりオルガンを、河合が製造が複雑なピアノを制作しました。

ここにヤマハ、カワイの世界二大ピアノメーカーが誕生しました。

スゴイことですね。

私はいっつも思うんですが、浜松ってスゴイな。ということです。

オルガンピアノに代表される楽器ももともとは木工から来ているため、木工産業が発達しました。

天竜川という木材の流通経路、大動脈が産業を発達させました。

※旧ヤマハリビングテック、現トクラス社は山葉寅楠のトラクスから来ているんでしょうかね。

ちなみに、2大巨頭である平安コーポレーション社も、ルーツは庄田鉄工出身ということであり、木工機械のルーツ、源流がまさにここにあるということです。

ピーク時1980年代には、木工機械シェアのなんと40％をこの2社が占めていた。というほどの木工業界のツートップです。

浜松近辺が今なおトップブランドであることの理由だと思います。

我々関市もものづくりの町なんですが、違った形で産業が発達し、世界的なメーカーが沢山生まれました。

さて、そのNCルーターですが、庄田社、平安社がだしたNCルーターにはいくつか特徴があります。

①多軸加工

マシニングセンタが１軸で交換しながら加工するのに対し、

木工NCルーターの特徴としては、多軸であるということです。

平安の431Pという機械ですが、

平安鉄工のER431Pは、大ヒットした名機ですが、軸数が4つついており、4つ同時に動かすことで、
多数個取りができます。

この多数個取りというのは木工ＮＣの大きな特徴です。

大量生産時代の要素を色濃く残しております。

高速で大量生産するのではなく、軸数を増やして大量生産する。という設計手法ですね。

現在のボールねじ構造であれば、MAX50m等高速がだせるのですが、昔のNCルーターは角スライドを使い剛性をたかめてあるので、
8m/分の動きです。それを多軸でカバーしています。

いやいや、速い方がいいでしょうが。いわれますが、機械がいくら早くても、切削スピードは刃物と材料の関係で決まるので、1.5ｍがMAXなんていうことがあります。つまり軸の動きよりも、刃物の切削条件がボトルネックになるので、50ｍの動きはあまり必要ない。

ということです。

事実角スライドの機械は30年たった今でも現役で動き続けています。

角型摺動のブログ

マシニングセンタではあまりない機構の一つとして、シリンダーでヘッドを下降させます。

使うヘッドだけおろして加工します。

これは今も木工NCルーターの特徴として色濃く残ってますが、これがこうした多軸NCルータの流れからきていることは明白です。

Gコードプログラムでいうと、

M11　＃ヘッド下降

M13　S1000　＃主軸起動回転開始、回転数10,000rpm/分

といったプログラムになります。

Gコードプログラムの加工の際にやや癖があります。

②ワーク固定方法

素材を固定するのは、真空吸着という方法です。

エアーで吸い付ける方式です。金属は切削抵抗が大きいので、物理的に万力みたいなもので挟んで固定しますが、

木工の場合ワークが比較的柔らかいので真空で吸着して固定します。

M06　＃吸着開始

と言ったプログラムになります。

これもNCルーターだけの特徴です。

③ルータービット

マシニングセンタでは、刃物をエンドミルと言います。

しかしルーターでは、ルータービットというケースが多いです。

違いは長くなるのでここでは述べませんが、

素材はエンドミルはハイス、超こうが主流です。

ルーターでは、ハイスは使わず、超こう、ダイヤが使われます。

DIYでは炭素工具鋼が使われることがあります。

見た目は一緒なのですが、性能が全く違います。

ビッカース硬度では、

炭素工具鋼 200、
ハイスが   700、
超こうが  2000、

ダイヤが7000程度です。（ざっくりです。）

素材的に柔らかい木工の方が固めの刃物を使うというのがとてもおもしろいですね。

我々はビッカース硬度7000以上のダイヤを標準としています。

もう炭素工具鋼が、

ただのチョップだとしたら

ダイヤは

必殺・邪王炎殺黒龍波レベルなんですよ。

（言ってて恥ずかしくないんか❢❢バカッ❢❢）

もちろん、ダイヤでも刃型があります。

変な組み合わせだととんでもないことになります。

豆腐をナタで切るようなもので、適材適所なんです。

習●●や金●恩に政治をやらせるようなものなんです。

（だから毎回毎回かならず登場するな❢
不動のレギュラーかバカッツ❢❢）

制御

NCルーターもマシニングセンタも、制御の基本構造は同じです。

サーボモーターを回転させ、フィードバックをもらいその差分を補正しながら精密加工を行います。

サーボモーターはエンコーダとよばれる回転検出器がついており、ここが回転数をきちんと認識していることが大きな特徴です。

現在位置をモーターが把握している。

スゴイですよね。

私なんかは旅先で、いっつもバグってしまい、しょっちゅう道探ししてます。

ステッピングモーターはエンコーダがついていないので、指令を受けますが、フィードバックができません。

ミニ四駆のモーターは電気をいれたときだけ回ります。

これを高度化し、どれだけ回転するかを指示するのがステッピングモーター

モーターが何回転回ったかを、エンコーダで検出、それをフィードバックして、スピードや、回転数などを制御するのがサーボモーターということです。

実は、制御やモーターについては、日本のお家芸であり、高いシェアを持ちます。

サーボモーターを使用するのは、工作機械だけでなく、産業用ロボットメーカーもこれにあたります。

原理は同じ系統ですのでね。

こちらは
四皇

 

ですが、

 

産業用ロボットでは

世界四強

があり、

 

それぞれ

FANUC　日本

安川電機　日本

ABB　スイス

KUKA　ドイツ

とあります。

 

しかしこのKUKAが中国の美的集団に買収されてしまいました。

 

ドイツとしてこれでいいのかね？という感じなんですが、

中国が、どういう意図で世界の製造業を牛耳ろうとしているのかが分かりますね。

 

中国製造2025という大目標にある

ロボットによる製造強国入り。

 

オブラートに包んでますが、

製造強国に入るって、

アメリカはもちろん、

 

ドイツそして

 

我が日本

 

この3国を指しているのは明確です。

 

ここに割って入ろうとしているということです。

 

ＮＣルーターの今後

 

さて、最後にＮＣルーターの今後はどうなっていくのか。

というお話をしたいと思います。

 

世界で初めてＮＣルーターを開発した庄田鉄工ですが、

現在、日本にも海外製の波が押し寄せてきています。

建材加工先進国である、イタリア、ドイツの機械です。

システム全体としてこれらの機械を揃えるという兆候がすでに出てきております。

先日、建材加工日本一の工場に言ってきましたが、最新鋭の海外機で統一され

それはそれは素晴らしかったです。

 

今までは、この加工場にはコレ、この加工にはコレというように、点でみてしまっていましたが、

システム全体と捉え、工場全体の面でもって設備投資計画をする。

その碧眼に対して本当にすばらしいと思いました。

 

とはいえ我々は国産機中心なので、新しい方向性を模索していかなければならないと考えております。

しかしながら日本には日本メーカーの強みというものがあり、

ここを押して行けばお互いが磨きあっていけるのではないかと考えております。

建材業界のスタートアップ・ベンチャー企業らしく

我々は我々のやり方で、超効率を目指したいと思っています。

 

最後にトヨタ自動車、豊田喜一郎の言葉を今風に解釈してしめたいと思います。

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なんでもかんでも発明は白人がやったじゃないか。

 

じゃぁ日本人はなにをやった？

模倣しかないじゃないか。

我々は我々のやり方で、

 

日本人が知恵と、

 

図脳でもってこれに戦い、

世界に貢献できるということを

 

いまこそ見せなければならないんだ！！

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