ARCHIVE 07複合加工機・5 軸の系譜

ターニングセンタの始まり（1966〜1979 年）

NC 旋盤が広まり始めたころ、「旋盤の上でも回る刃物を使えないか」という試みが始まります。1981 年の『旋盤マニュアル』は、中ぐり・フライス系の複合の NC 工作機械をマシニングセンタ、旋削系の複合の NC 工作機械をターニングセンタと呼ぶ、と整理したうえで、1966 年にフロリープ（Froriep）社が発表した立旋盤形式の KE8 Universal を、旋削と回転カッタの作業を組み合わせた最初の工作機械として紹介しています^{[1・コマ72]}。1970 年には、マシニングセンタを生んだ米国のカーネイ&トレッカー社が複合加工機 TURN-12 を IMTS（シカゴ）に出しましたが、1 億円の機械として注目されたものの 3 台で終わり、商品にはなりませんでした。国内でも池貝鉄工と大隈鉄工所が見本市に出しましたが、刃物と工作物の干渉や値段の問題で、すぐには商品になりませんでした^[3]。

池貝の FT500NA と、ターニングセンタの機能

国産で早い例が池貝鉄工です。1972 年 12 月の『機械振興』の新製品紹介にターニングセンタ FT500NA が載り^{[4・コマ47]}、『旋盤マニュアル』は「わが国では池貝鉄工が 1973 年にターニングセンタを発表し、シリーズを完成させた」と書いています。同書によれば、ターニングセンタは NC 旋盤の機能に、①工作物の正面で回転工具の加工、②側面で回転工具の加工、③主軸を割り出す C 軸（X・Z・C の 3 軸制御）、④回転工具の主軸を上下させる Y 軸（4 軸制御）を足した機械です^{[1・コマ73]}。大隈鉄工所（今のオークマ）は 1975 年に、旋削・穴あけ・フライス削りを 1 台でこなす最初の複合加工機 LM70-AT を出したとしています^[5]。

1979 年：日立精機の 5LC と、マザックのミルセンタ

1979 年、日立精機は回転工具を備えて工程を集約する本格的なターニングセンタ5LCを開発します。X・Y・Z・C の 4 軸制御で 20 本の ATC を持ち、中形の複合加工機として長く各種のシステムに組み込まれました^{[6・コマ17]}。同じ年、山崎鉄工所（1985 年からヤマザキマザック）は、タレット旋盤にフライス削りの工具を組み合わせた「スラントターン 30 ミルセンタ」を EMO（ミラノ）に出しました。開発は 1977 年、桃井昭二を中心に、自社の工作機械の主軸を削る工程と工数を減らそうとして始まったものです^[3]。

旋盤から生まれた複合加工機（1981〜1996 年）

旋盤に回転工具を足す流れを、商品として形にしたのがマザックです。1981 年の「スラントターン 40N ミルセンタ」はミル駆動を油圧モータから出力の大きい直流モータに替えて 4 インチの正面フライス削りをこなし、同じ年に三菱電機と組んで対話型 NC 装置「マザトロール T-1」を完成させました^[3]。1983 年には工具 30 本の ATC を自社で作って載せた「スラントターン 40N ATC ミルセンタ」を EMO（パリ）に出し、鈴木信貴（2010）はこれを本格的に商品化された世界で最初の複合加工機としています。米国の航空機・石油の産業から取引の依頼が来ました^[3]。ただ値段は NC 旋盤の 2.5 倍以上で、1984 年の「スラントターン 25ATC ミルセンタ」は工具 16 本のチェーン式にして NC 旋盤の 1.5 倍ほどに抑え、日本のユーザーにも広まりました^[3]。

1988 年：Y 軸と INTEGREX、2 スピンドル 2 タレット

それまでのミルセンタは X（直径）・Z（軸方向）・C（主軸の回転）の 3 軸で、旋削が中心でした。1988 年、ヤマザキマザックはY 軸を足して 4 軸にした「インテグレックス 40ATC ミルセンタ」を IMTS（シカゴ）に出します。工作物の側面も削れるようになり、複合加工機の仕事がマシニングセンタの領域に大きく広がりました^[3]。1991 年の『自動化技術』では、同社がこのインテグレックス 40 を 3 台並べた旋盤の FMS ラインを紹介しています^{[11・コマ64]}。1994 年の「インテグレックス 50・70」は大径テーパの工具と 30 本（60・80 本も可）の ATC でマシニングセンタ並みに削れる本格的な複合加工機になり、旋削よりフライス削りの時間が長い工作物まで受け持つようになります^[3]。

別の方向からの工程集約もありました。中村留精密工業は 1988 年 4 月に、主軸 2 本と刃物台 2 つを向かい合わせた TW-20 を発表し、表と裏を同時に削って 1 台で完品に仕上げる形をつくります。これがのちの WT シリーズ・Super NT シリーズの原型になりました^[9]。大物では、1974 年から立旋盤に回転工具を足してきたオーエム製作所が、1993 年に旋回・割出しテーブルでマシニングの加工まで済ませる立形ターニングセンタ TMM-35/45N（テーブル直径 3.5m）を、1996 年に ATC・APC 付きの VC シリーズを出しています^[12][14]。

マシニングセンタの 5 軸が広まる（1968〜2009 年）

マシニングセンタの側からの工程集約が 5 軸です。X・Y・Z の同時 3 軸に、回転の A・B（または B・C）の 2 軸を足すと、工具を好きな向きから当てられ、段取り替えと工数を減らせます^[15]。考え方は早くからあり、1968 年の『マシナリー』には、X・Y・Z に A・B を足した同時 5 軸制御用のテープフォーマットの解説が載っています^{[2・コマ24]}。機械では 1970 年に新日本工機で同時 5 軸の試作機が生まれ（第 2 章）、1984 年の『豊田工機技報』の製品一覧には「同時 5 軸制御マシニングセンタ」が並びます^{[8・コマ23]}。

5 軸を強く求めたのは航空機です。1986 年の日本機械工業連合会の報告書は、部品の一体化で形が複雑になった機体の外形や斜めの取付け面を仕上げるには同時 5 軸制御の NC 機が是非とも必要だとし、荒・中仕上げは 3 軸、仕上げは 5 軸と分けて FMS を考えています^{[10・コマ21][10・コマ22]}。

中小企業の工場へ

1990 年代に入ると、5 軸は大企業の特別な機械から、中小企業の工場の機械になっていきます。1994 年に第 24 回中小企業向け自動化機械開発賞を受けたキタムラ機械の横形 MC「H-400 スーパーセル」は、A 軸・B 軸を足して 1 回の取付けで取付面以外の 5 面を 5 軸で削り、パレットの自動交換とワークの自動判別、ハンドリングロボットまで 1 台にまとめた機械です。受賞の座談会で同社は、本機の発表で業界の 5 軸 MC への関心が高まり、他社も開発に動き出したと述べています^{[13・コマ18][13・コマ5]}。

機械工業デザイン賞の受賞機を見ると広がり方がわかります。1999 年に松浦機械製作所の 5 軸立形 MAM72-3VS、2003 年にキタムラ機械のトラニオン形 Mytrunnion、2004 年にオークマの MU-400VA が受け、2006 年には受賞 5 機種のうち 4 機種が 5 軸 MC か複合加工機になりました（三井精機工業の Vertex550-5X、松浦機械製作所の 5 軸複合 CUBLEX-25 など）^[15][18][17]。森精機製作所も同じ 2006 年に 5 軸の NMV5000 DCG を開発し^[19]、2009 年にはヤマザキマザックの HYPER VARIAXIS 630 が受賞しています^[15]。

B 軸とワンチャッキング・工程集約（1997〜2013 年）

旋盤から来た複合加工機と、MC から来た 5 軸は、1990 年代の終わりに 1 台の中で出会います。1997 年、ヤマザキマザックは X・Y・Z・C にB 軸（工具主軸を傾ける軸）を足した「インテグレックス 200SY」を開発しました。5 軸制御で航空機のタービンブレードのような立体の形を削れ、第 2 主軸に工作物を持ち替えて裏側まで続けて削れる機械です^[3]。同社の資料では、複合加工機は従来 3 台の工作機械で行っていた加工を 1 台にし、生産リードタイムを 16 分の 1 まで縮めたとされます^[3]。

2000 年代はこの形が各社に広がります。中村留精密工業は 2000 年に専用の工具主軸と ATC を持つ「超複合加工機」STW-40 を^[9]、ヤマザキマザックは 2001 年に、マシニングセンタのプログラムのまま複合加工機を動かせる NC 装置を積んだ INTEGREX e シリーズを出しました^[7][3]。オーエム製作所の立形ターニングセンタ OMega 60YB（2002 年）は、割出しのできる工具主軸（B）とテーブル（C）を足した 5 軸制御で、大物の工程を 1 台に集めます^[16]。森精機製作所は 2005 年の NT（第 1 章）から 2010 年の NTX へ^[19]、オークマは 2013 年に複合加工機と NC 旋盤を一貫して作る工場 DS1 を本社に建てています^[20]。

鈴木（2010）は、日本の市場は旋盤中心、米国はマシニングセンタ中心で開発が進んだこと、米国の航空機・石油の産業が少量で複雑な部品を早く作る方向に変わったことが、旋盤から出発した日本の複合加工機を育てたと分析しています^[3]。

自動化：パレット・ロボットと組む（1982 年〜）

工程を 1 台に集めた機械は、工作物の出し入れまで自動にすれば、夜も人なしで動けます。日立精機は 1982 年に自社製のロボット RP-10（空圧式）と RE-20（電気式）を作り、ターニングセンタと組む自動化セルを作りやすくしました^{[6・コマ17]}。マザックは 1983 年ごろ、複合加工機で FMS を組むため、チャックの爪を自動で替える AJC をチャックのメーカーと共同で開発し、工作物を着け外しする専用ロボットも作っています^[3]。中村留精密工業は 1985 年に、小さな工場でも入れやすい自動化の「下町の FA シリーズ」を出しました^[9]。（NC 旋盤のオートローダとファナックのロボットは第 1 章、MC の FMS は第 2 章）

いまは機械に組み込むロボットや、人のそばで動ける協働ロボットのセルが主流になりつつあります。オークマの ARMROID（2018 年）、ヤマザキマザックの Ez LOADER 10（2021 年）、DMG森精機の Robo2Go Open とワーク・パレットを運ぶ MATRIS WPH（2025 年）などです^[20][7][19]。

★今：付加製造・歯車加工まで 1 台に（2002 年〜）

工程集約は、削る以外の加工も取り込み始めました。松浦機械製作所は 2002 年に、レーザーで金属の粉を固める金属光造形とマシニングセンタの切削を 1 台にした金属光造形複合加工機を開発し、2003 年に売り出します。2004 年には M-PHOTON25C が日本産業技術大賞を受け、LUMEX 25C を発表しました^[17]。金属を盛る積層造形と切削を 1 台にする「ハイブリッド」は、2014 年にヤマザキマザックが 2 機種を発表し、2016 年にはオークマがレーザー複合加工機 LASER EX シリーズを 5 機種にそろえ（焼入れもできる）、2020 年には DMG森精機が LASERTEC 6600 DED hybrid を出しています^[7][21][19]。

歯車も 1 台で削る時代です。ヤマザキマザックは 2018 年に、複合加工機と歯車加工の専用機を融合した INTEGREX AG シリーズを完成させました^[7]。ホブ盤・スカイビング盤の歩みは第 4 章にあります。使う人の育成も課題になり、中村留精密工業は 2023 年に独自の「複合加工機検定」を始めています^[9]。オークマの欧州法人は 2025 年に、1975 年の LM70-AT から数えて「複合加工機の 50 年」とうたいました^[5]。

現場で何に効くか。複合加工機・5 軸加工機の仕様書を読むときは、「旋盤から来た機械か MC から来た機械か（主軸が工作物か工具か）」「Y 軸・B 軸の有無と B 軸の割出しか同時制御か」「第 2 主軸・下刃物台の有無」「ATC の本数と工具のシャンク（大径テーパか）」「5 軸ならトラニオン（テーブルが傾く）か主軸が傾くか」「パレット・ロボットとつなげるか」を見ると、その機械の世代と、どこまでの工程を任せられるかがわかります。