CAD/CAMとは

CADとは？

CAD(キャド)とは、Computer-Aided Designの略称でコンピューター支援設計ソフトのことです。工業製品や建築物などの設計や製図をパソコンの画面上で作成するためのソフトウェアです。パソコン、携帯電話、自動車など身の回りにある様々な工業製品は、すべてCADで書かれた図面をもとに製造されています。

CADには大きく分けて、2次元CADと3次元CADの2種類があります。
2次元CADはX‧Yの平面上に対して製図を行います。そのため2次元CADで書かれた図面には側面、正面、上面などから見たそれぞれ形状が書かれています。2次元CADで書かれた形状を加工する場合、図面を見て頭の中で形状を立体的にイメージしなければならないため、経験とノウハウが非常に重要です。

一方3次元CADはX‧Y‧Zの立体空間上に製図を行います。デザイン機能に重きをおいたもの、設計やモデリング機能に重きをおいたもの等システムによって様々な特⻑がありますが、2次元CADでは表現が難しい複雑な曲面や曲線などが視覚的に表現できるため、近年の設計現場では3次元CADが主流です。

3次元CADを使った設計では、はじめにワイヤーフレーム(線)で形状の骨組みを作成します。ワイヤーフレームで囲まれた部分に対して面(サーフェス)を張っていく手法を「サーフェスモデリング」と呼び、自動車のボディや家電製品など、曲面を多用したデザイン性の高い形状を表現する際に使用されています。
一方、パラメトリックに３次元形状をモデリングするシステムを「ソリッドモデリング」と呼びます。「ソリッドモデル」は体積を持った（中身の詰まった）３次元構造をしておりプリミティブな形状がつくりやすい、寸法の変更が容易、設計した部品同士を組み合わせて動作確認が可能などの特徴があり機械設計に広く利用されています。

2次元CAD

3次元CAD

CAMとは？

CAM(キャム)とはComputer-Aided Manufacturingの略称でコンピューター製造支援ソフトのことです。一般的にはパソコン上でNC工作機械の加工プログラム(NCデータ)を作成するソフトウェアとして認知されています。
加工プログラムは作業者が工作機械に直接入力することもできますが、加工方法や形状が複雑な場合はとても時間がかかります。
そこで、パソコン上でプログラムを作り、工作機械に転送して加工するためのツールとして「CAM」が誕生しました。CAMソフトは工作機械の種類（マシニングセンター、NC旋盤、多軸加工機、レーザー加工、ワイヤー放電加工機など）や加工方法により細分化されており、ソフトウェアによって使用される加工用途は様々です。

CAMはCADで作成されたモデルデータに対し、「使用する工具」「工具の動かし方」「加工するスピード」などの情報を設定することで「ツールパス」と呼ばれる工具の軌跡情報を自動で作成します。
ツールパスには荒取り加工や仕上げ加工、ドリル加工など工程ごとに加工方法が選べるようになっており、加工者が考えた切削プログラムが作成できます。
ツールパスは「CL(カッターロケーション)データ」とも呼ばれ、それぞれのCAM独自のデータ形式で出力されます。そのためCLデータは工作機械にあったプログラム言語（Gコードなど）に変換する必要があります。そこで、『ポストプロセッサ』と呼ばれる「CAMデータを工作機械言語に変える変換機能」を使うことで、CLデータは工作機械で使用できる「NCデータ」へと変換され加工を行います。

CAD/CAMとは？

CADとCAMの両方の機能を併せ持つシステムです。設計からNCデータの作成までをすべて同じシステム内で行うことができます。
また、取引先から支給されたCADデータを読み込んだ後、加工する内容にあわせて形状を編集するといった作業も可能です。現在市場にあるCAMソフトの多くはいわゆるCAD/CAMの構成となっています。

CAD/CAM用語集

Mastercamとは？

Mastercamは全世界で30万ライセンス以上のインストール実績を誇る世界標準のCAMシステムであり日本国内でも一般企業や教育機関など多くのユーザーに使われているCAD/CAMシステムです。
CAD機能はソリッド‧サーフェス融合型のハイブリッドモデラとなっており、意匠系のデザインから機械系の３Dモデリングまで対応可能です。
またメッシュデータの編集機能も充実しておりリバースエンジニアリングに対応したCADデータの生成も可能です。
CAM機能はマシニングセンタ(最大同時5軸)、旋盤、複合加工機(マシニング+旋盤の機能)、ワイヤー放電加工機、木工加工機など数値制御されている様々な工作機械のNCデータが作成でき加工内容や業種を問わず対応が可能です。
さらに、CAMを運用するうえで重要なポイントとなる「ポストプロセッサ」は豊富なラインナップを取り揃えており世界中の工作機械メーカーのCNCに対応しています。

Mastercamとは

CAD/CAMと工作機械

自動車、航空機、発電所のタービン、医療機器、産業機械用部品や精密機器部品、家電‧日用雑貨の金型など、小さいものはミクロン単位、大きいものは10mを超えるような製品まで多くの工業製品が「工作機械」によって生み出されています。
工作機械とは、「エンドミル」や「ドリル」などの工具を使用して、材料に穴を開けたり、削り取ったりしながら材料を所定の形状へと加工するための機械です。

NC制御の工作機械による加工

コンピューター制御による工作機械はNCプログラムという専用言語により動きをコントロールします。X、Y、Zの3つの直線軸をサーボモーターにより同期コントロールすることで任意の形状に材料を削り取ります。しかしNCプログラムはミクロン単位での移動距離を指令するため数千行のプログラムになることがあります。
そこで利用されるのがCAMシステムです。CAMはCADで設計モデリングされたデータに対して適切な加工データを自動生成するため、手入力によるプログラミングよりも圧倒的に短時間で高精度なNCプログラムが作成できます。
複雑化した製品の機械加工にCAMシステムは必須です。