工作機械カバー

このページでは、工作機械カバーについて、種類、用途(業界別・機械別)、豊富な事例をご紹介いたします。

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工作機械カバーとは

工業製品はさまざまな部品から成り立ち、部品は原材料を加工して製作されます。産業機械の中でも、鉄やアルミ、ステンレスなどの金属や樹脂などの材料を「切削」「研削」「研磨」して、規定の寸法や形状に加工する機械を 工作機械 と呼びます。あらゆる部品は工作機械を通して製造されることから「機械を生みだすための機械」とも呼ばれ製造業を支えています。

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工作機械カバーとは、工作機械の外装(カバー)のことです。中に収める機械や機器を保護すること、作業者の安全を確保することを目的として、主に切削加工機械、プラスチック加工機械、放電加工機械、表面研磨機械、鉄骨加工機械などの工作機械を覆うために使われます。

 

工作機械カバーの種類

ここでは、工作機械カバーが必要とされる主な工作機械の種類をご紹介します。

旋盤切削加工機

旋盤

チャックという回転する台に加工物(ワーク)を固定して バイトという工具でワークを切り削って工作物を作りだす工作機械のこと。

ワークを回転させながら削ることから、円筒形のものの加工に適しています。工作物の外側を円形やテーパに旋削する外丸削り、穴の内側を削る中ぐり、穴あけ、ねじ切り、溝を削りながら切断する突切りなどが可能です。

また、一般的には、数値制御装置(NC装置)が付帯する旋盤を「NC旋盤」、NC装置が付帯しない旋盤を「汎用旋盤」に分別されます。簡単に言うならば自動か手動かの違いです。NC旋盤は、数値制御装置によってプログラミングした手順で自動加工を行うほかに、高精度の切り込み、完成品の仕上がり精度が均一になるため、今日では主流となっています。

※NC とはNumerical Control(数値制御)を意味しています。

フライス盤

回転軸に取り付けたフライスという工具を回転させてワークを削り工作物を作りだす工作機械のこと。

切削工具を換えることで、フェイスミル、エンドミル、溝フライス、穴あけなどさまざまな加工が可能です。

また、フライス盤は、主軸の向き、主軸やテーブルの移動方向で分類されます。

  • 主軸の向きによる分類: 立型フライス盤、横型フライス盤、万能フライス盤
  • 移動方向による分類: ヒザ型フライス盤、ラム型フライス盤、ベッド型フライス盤

さらに、数値制御装置の有無で汎用とNCに分けられます。

 

マシニングセンター

複数の加工に必要な工具を自動で交換できる機能を持ち、コンピュータなどの数値制御によって、平面削り、中ぐり、穴あけ、ねじ切り、リーマ仕上げなどの加工を一台で連続して行えるNC工作機械のこと。

従来は、工程ごとに適した工作機械(平面切削:フライス盤、穴あけ:ボール盤、旋削:旋盤など)を使用していましたが、マシニングセンターではNC制御によって複合加工が可能です。

複合加工機

NC旋盤の持つ旋削加工機能とマシニングセンターの持つ切削加工機能を併せもつ工作機械のこと。

旋削と切削を複合化し、一台ですべての工程を完結できます。

上記以外にも、下記のような種類があります。

研削盤、ボール盤、中ぐり盤、歯切り盤 ・・・など

 

プラスチック加工機械

射出成型機

樹脂を溶かして金型に流し込み圧力をかけて成形する工作機械のこと。

プラスチック製品の成形法として一般的です。 素材を溶かす(溶融)、型に流し込む(射出・成形)、固める(冷却)、取出すといった工程を一台で行えます。

放電加工機

形彫り放電加工機

水や油などの液体の中で、彫りたい形状に加工した電極と加工物を近づけて、その間に電気によって火花を起こし、生じた熱で加工物を溶かして必要な形状に加工する工作機械のこと。

導電性がある材質ならば、非常に硬い素材、厚み、溝加工、複雑な形状、貫通しない加工も可能です。

ワイヤ放電加工機

電極に使用する金属の細いワイヤー線に電流を流し、加工物に近づけて、加工物を熱で溶かしながら切断する工作機械のこと。

導電性がある材質ならば、貫通加工で非常に硬い素材、厚み、複雑な形状も高精度に加工できます。

表面研磨機械

バレル研磨機

ドラム形状のバレル容器に、加工物、研磨石、研磨材(コンパウンド)、水を入れ、バレル容器を回転させたる振動させたりすることで加工物を研磨加工する工作機械のこと。

仕上がりに品質のばらつきが少なく、一度に大量の加工が可能です。

上記以外にも、下記のような種類があります。

ラップ盤、ホーニング盤 ・・・など 

 

鉄骨加工機械

バンドソー(鋸盤)

鋸の刃を有した帯状のブレード(工具)を回転させて、加工物を切断する工作機械のこと。

材料を加工に必要な大きさに切り出す際に使用されます。

 ⇒ 工作機械の種類について詳しくはこちら「一般社団法人日本工作機械工業会」Webサイトから

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工作機械カバーの用途

工作機械カバーは、業界、用途によってさまざまな性能が求められます。

業界

工作機械業界

工作機械業界で利用されるマシニングセンターは刃物を回転させ、ワークを前後左右上下に動かしながら切削加工します。最近のマシニングセンターは加工速度が非常に早く、もし間違って刃物に手が触れてしまったら大怪我をする可能性があります。そのため、工作機械のカバーには、刃物や回転体などの危険個所に人が接近したり、触れたりできないような安全性が求められます。

食品機械業界

食品機械業界で利用される容器の洗浄機は水や薬液を掛けながら洗います。もし工作機械カバーがなかったら、工場の床が水浸しになってしまうとともに、不衛生な環境になってしまいます。そのため、工作機械のカバーには、防水性、防滴性が求められ、カバーのつなぎ目や扉の隙間などから水が漏れださないためにパッキンをシール材を入れるなどの工夫がされています。また、防水、防滴、防塵の規格として「IP67」など性能を表すグレードがあります。

半導体製造装置業界

半導体製造装置業界で利用される半導体製造装置の工作機械カバーに高い防塵性、密閉性が求めらる機種があります。半導体の製造において埃は大敵であり、その混入を防ぐ目的で、扉と窓の間、カバーのつなぎ目、加工部などにはパッキンやシール材を用いて密閉性を高める工夫がされています。

研磨用機械(研磨機)

研磨用機械(研磨機)は油や冷却液を掛けながら金属材料の研磨を行います。工作機械のカバーには、防由性、防滴性が求められ、カバーと窓の接合部、カバーのつなぎ目、扉と本体のすきまから油や冷却液が漏れださないためにパッキンをシール材を入れた構造になっています。また、工作機械内部に油のミストを充満させる研磨用機械もあります。

X線検査装置

X線検査装置は、X線を当て検査品の内部を透視することで異物混入や形状不良の有無を確認する機械です。検査品を壊さずに調べることが出来るので非破壊検査とも呼ばれます。X線は人体に影響を及ぼすため、機械、装置のカバーには、X線を遮蔽し、外に漏れ出さないようにする必要があります。カバー裏面にX線遮蔽性能の高い素材である鉛を貼り付け、対策するケースが多いですが、鉛は人体に有害ですので構造設計にはノウハウが必要です。

CEマークが必要な機械(CEマーキング)

CEマークは、EU (欧州連合) 加盟国の基準を満たすものに付けられる基準適合マークです。また、表示することをCEマーキングといいます。つまり、工作機械をEU加盟国に輸出するにはCEの基準に適合させる必要があります。工作機械のカバーに求められる要件は第一に安全性です。機械作動時に人の手が入らない、扉が開いている場合には機械の運転ができないといった構造・仕組みにします。また、異物混入を防ぐために機械カバー取付のネジやボルトには脱落防止の構造が求められます。

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工作機械カバーの事例

工作機械カバーの事例1:高精度ダイシングマシンのカバー

高精度な切断・溝入れ加工を実現するスライサーのシリーズのフルモデルチェンジにあたり機械カバーのデザイン・設計・試作を担当。

この画像は、弊社カバーデザイン・設計の事例のひとつで、東芝機械株式会社(現芝浦機械)様の高精度スライシングマシーンです。機械カバーの外観は、ステンレスのヘアライン仕上げと、SPCCに黒色の塗装仕上げによるツートンの配色です。形状は角部にRがあり、ステンレスの質感と相まって近未来の印象を与えています。この装置の外形サイズは幅が約900mm、高さ1602mm、奥行き1300mmで縦型の機械装置です。工作機械の中では比較的小型の装置です。カバーの取り付けは機械本体フレームに板金カバーを取り付ける構造です。部品点数や、ボルトの数を削減したことにより、組立の工数が大幅に削減でき、コストダウンた事例です。 それに伴い、メンテナンス時のカバーの取り外しや、再度取り付けるのも容易になりました。コストダウンにもつながります。ワークをセットする部分は 樹脂(PVC)の窓で内部の確認がしやすく、扉の開閉は横にスライドするスライド扉です。側面にはLEDによるライティングが施され、機械の運転中がわかります。電位配線は板金カバーの内側にとおして、外観からは見えないようにしています。
出典:芝浦機械株式会社

工作機械カバーの事例2:センター型円筒研磨機のカバー

段付きシャフト等の外周を研磨するのに適したセンター型の研磨機の工作機械カバーデザイン、構造設計、製作を担当。

この画像は、弊社カバーデザイン・設計の事例のひとつで、株式会社野水機械製作所様のセンター型円筒研磨機です。自動車の部品を製作する工場に導入されている設備で、軸を研磨する工作機械です。この装置の外形寸法は幅が約7400mm、高さ2400mm、奥行き2500mmで大型の工作機械です。装置本体の左側には装置を制御するコントロールパネル(操作盤)が独立していて、電送類、電気機器が収まっています。フロントには大きな2枚引きの扉がある構造になっています。扉の開口が広く取れるため、長い軸をセットしやすくなっています。また、機械カバーの材質は鉄(SPCC)を用いた板金加工をし、表面仕上げは塗装で白色に仕上げてあります。この研磨装置は金属を加工するため、加工の際に発生する熱をクーラントで冷やします。装置カバーはその冷却するオイルの飛散防止や、オイル漏れに考慮した設計をしています。カバーの仕様は、フレームにSTKRに粉体塗装、カバーはSPCCに粉体塗装、窓部はポリカーボネートで作成しています。
出典:株式会社野水機械製作所

工作機械カバーの事例3:コンピュータ制御スプリングマシンのカバー

コンピュータ制御によるばね成形機の工作機械カバーデザイン、構造設計、製作を担当。

この画像は、弊社カバーデザイン・設計の事例のひとつで、株式会社板屋製作所様のスプリングマシーンです。海外の安全規格に対応できるようにデザイン、設計をした事例です。この装置は細い針金(ワイヤー)材を様々な加工ツールを自動制御して「曲げる」「回転する」など複合的な加工を施し精密なバネを成形、製作できます。この装置の外形サイズは幅が約1500mm、高さ2050mm、奥行き1800mmの板金カバーです。カバーの材質はSPCCに表面処理にシルバー色のメラミン焼付塗装を施してあります。フロント大きく開口するスライドしながら開くリンクアーム構造の扉を採用しています。扉の開き方は、側面側に回転しながら開くため、開口を大きくとれ、さらに扉を開けた際のスペースはコンパクトになります。大きな扉になるため、取っ手は弓型の長い取っ手を採用しました。取っ手の材質はアルミ製ですが、色をコーポレートカラーの青色をアクセントで入れるため塗装で青色に配色しました。この装置は正面側にオプションユニットが接続する場合があるため、オプションが場合でも、ない場合でも成立するデザイン、構造を検討しました。装置正面中央より少し下から製品が排出され、カバー内に製品が残らない様に、傾斜をつけたシューターを取り付けています。ワークはシューターを通り、排出口からでてきます。
出典:株式会社板屋製作所

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この画像は正面に作業着を着た人物とテーブルがある。テーブル上に機械設備の図面(組立図、部品図)や仕様書が並んでおり、画面外の人物と打合せをしている様子。株式会社アドライズの工作機械カバー製作事業は、デザイン、設計、製作、組立(取り付け)を一貫してお引き受けします。3次元CAD(SOLIDWORKS、SheetWorks)による3次元設計、熟練した精密板金設計の技術で、工作機械の小型・大型問わず対応します。お問合せは、TEL、FAX、MAILなどで承ります。お見積りのご依頼はお気軽に、納期もご相談ください。

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