コンピュータ支援製造 (CAM) とは?

2023/01/08

コンピュータ支援製造 (CAM) は、製品の設計および製造方法に革命をもたらした技術です。CAM が登場する前は、製造プロセスは手作業であり、熟練した職人に頼っていました。これは、時間がかかり、労働集約的で、エラーが発生しやすいものでした。

コンピュータ支援設計 (CAD) の開発により、製品の詳細で正確なデジタルモデルを作成する可能性がもたらされ、コンピュータ支援製造ではなく、コンピュータを使用した自動製造の指示が生成されました。CAM ソフトウェアは、デジタルモデルを取得し、自動製造装置の指示を作成します。

コンピューター支援製造とは

CAM には、詳細な製造のための部品の設計、計画、および製造が含まれており、スケーリングが困難なプロトタイプの作成、手作業、一貫性のない製造の必要性が軽減されます。

コンピューター支援製造 (CAM) では、コンピューター技術を使用して、機械や機械部品の製造をシミュレートし、容易にします。CAM ソフトウェアは、プロトタイピングから機械のワークフローや作業条件のシミュレーションまで、さまざまな機能を支援し、時間とコストを節約し、製造の精度、効率、速度を向上させます。

CAM は多くの工学分野、特に医療機器、機械、自動車、航空宇宙、防衛などの製造で使用されています。

CAM ソフトウェアは、CNC (コンピューター数値制御)、3D プリンター、およびその他の自動製造システムから製造装置の正確な指示を作成します。CAM ソフトウェアは、在庫管理やサプライチェーン管理などの生産プロセスを管理および追跡して、効率を最適化し、コストを削減できます。

CADとCAMの歴史と関係

CAD (Computer-Aided Design) と CAM は、製品の設計および製造方法に革命をもたらす 2 つの密接に関連したテクノロジです。CAD の歴史は 1960 年代にまでさかのぼることができます。この頃、エンジニアやデザイナーはコンピューターを使用して製品の 2D および 3D モデルを作成および操作し始めましたが、これは主に製図や製図の目的であり、機能が限られていました。

コンピュータがより高度になるにつれて、CAD ソフトウェアには、ソリッドモデリングからサーフェスモデリング、アセンブリモデリングまで、より高度な機能が組み込まれ、ユーザーはプロトタイプや製造に使用できる製品の詳細なモデルを作成できるようになりました。

CAM の歴史は 1950 年代にさかのぼり、研究者は製造の自動化と調整のためにコンピューターを使用する方法を模索していました。CAM の初期のバージョンは、コンピューターを使用して旋盤やフライス盤などの工作機械の動きを制御する数値制御 (NC) 加工で人気がありました。

CAD と CAM は、設計と製造で使用されるため、密接に関連しています。CAD は主に製品やモデルの設計に使用され、CAM は設計を実際の製品に変換するために使用されます。ほとんどのシステムでは、CAD と CAM がシームレスに統合されているため、設計者とエンジニアは革新と製造のアイデアのためのプラットフォームで協力できます。

CAMの応用分野

CAM は、長年にわたってエンジニアリングと製品設計に大きな影響を与えてきました。CAM は汎用性が高く、多くのエンジニアリングおよび設計分野で採用されています。

製品設計と試作

製品設計は、CAM が重要な役割を果たす分野の 1 つです。CAM ソフトウェアを使用すると、設計者は製品の仮想モデルを設計し、構造の完全性、機能性、および美学をテストし、プロトタイプまたは最終製品を製造するための青写真と技術図面を生成できます。

CAM を使用すると、ユーザーは生産プロセスをシミュレートし、問題を特定し、コストを削減し、効率を改善し、完全に手動の生産プロセスの価格を下げることができます。

機械加工と製造

CAM は、機械加工、機械部品、コンポーネントの製造にも役立ちます。製造業者は CAM ソフトウェアを使用して、工作機械が精密部品を製造し、最も効率的な切削工具と速度を選択して無駄やスクラップを削減することで機械加工プロセスを最適化するようにガイドする詳細な CNC プログラムを作成できます。

機械の保守担当者は、CAM を使用して、機械のパフォーマンスにリアルタイムでアクセスしてフィードバックを提供することにより、生産プロセスを監視および制御することもできます。

品質管理と検査

CAM は、品質管理および検査プロセスで使用され、機械および製品の部品およびコンポーネントが必要な仕様を満たしていることを確認します。CAM は、他のモデルと比較して偏差や欠陥を特定する目視検査を通じて、品質管理と検査を実現できます。

CAM を使用すると、センサーとカメラを使用して検査プロセスを自動化し、生産データを追跡して記録し、リアルタイムで品質問題を解決できる画像をキャプチャできます。

CAM の長所と短所

CAM は複雑な技術であり、多くの利点には考慮すべき追加コストも伴います。

カムの利点

生産性の向上から精度、柔軟性など、CAM を利用することには多くの利点があります。

CAM システムは多くの製造プロセスの自動化機能を提供するため、製造の効率と生産性が向上し、生産の速度と効率が向上し、時間とコストが節約されます。
CAM により精度が向上し、プログラムされた詳細な指示に従って正確なコンポーネントやパーツを作成できます。
CAM システムは部品やコンポーネントを生産するように簡単にプログラムできるため、CAM は柔軟性と表現力を向上させ、メーカーは変化する要求や生産仕様に適応することができます。

カムの短所

CAM は魅力的かもしれませんが、一部のケースにしか適していません。他にも考慮したい要素がいくつかあります。

CAM をセットアップするための初期費用は高額になる場合があります。ほとんどの CAM ソフトウェアは、セットアップとインストールの前に支払いが必要です。また、必要なハードウェア仕様を購入する必要があります。ビジネスが中小規模の場合、これは高すぎる可能性があります。
CAM のもう 1 つの欠点は、障害や誤動作が発生しやすいテクノロジーへの依存度が高いことです。技術的な問題が発生すると、製造プロセスが中断され、生産が遅れる可能性があります。これは、顧客の要求を満たすためにジャストインタイム (JIT) 製造に依存している企業にとっては特に問題です。
CAM は、一部の製造プロセス、特に高レベルの熟練と製造介入を必要とするカスタム製造タスクしか処理できない場合があります。このような場合、従来の製造プロセスがより効果的である可能性があります。

人気のCAMソフトウェア

さまざまな特徴や機能を備えた多くの CAM ソフトウェアが市場に出回っています。使用できる最も人気のある 3 つの CAM ソフトウェアを次に示します。

1.Autodesk Fusion 360

Autodesk Fusion 360 は、クラウドベースのコンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェアであり、消費財から航空宇宙、自動車まで、さまざまな業界に適した製造、エンジニアリング、および設計機能を幅広く提供します。

Fusion 360 には、3D モデリングとシミュレーション、CNC 加工、3D プリント、およびその他の製造プロセス用のツールパスを生成するための CAM ツール、製造製品のドキュメント、エンジニアと利害関係者のコミュニケーションのためのコラボレーションとデータ管理を支援する機能があります。

2.HSMワークス

HSMWorks は、3D 設計およびエンジニアリングソフトウェアの大手プロバイダーである SolidWorks の開発者によって開発された CAM ソフトウェアです。HSMWorks は、SolidWorks ユーザー向けに特別に設計されており、2.5D フライス加工、3D フライス加工、旋盤加工など、CNC 加工用のさまざまな機能を提供します。

HSMWorks の主な機能は 2.5D および 3D フライス加工で、工具、旋削、SolidWorks 統合、最適化ツールを幅広くサポートしており、衝突検出、ツールパススムージング、ツールパス最適化などの効率的で効果的なツールパスを生成します。

3.マスターカム

Mastercam は、2D フライス加工、3D フライス加工、および旋盤加工を含む、CNC 加工用のさまざまな機能を提供する CAM ソフトウェアです。

Mastercam は、2D および 3D フライス加工機能、高速および 5 軸加工での高度なフライス加工、旋削、CAM のトレーニングリソース、および製造上の課題を解決するその他の機能を提供します。

3D プリントに CAM を使用できます

CAM を 3D プリントに使用するには、さまざまな方法があります。このソフトウェアを使用して、モデルの寸法の調整、サポート構造の追加、3D 印刷プロジェクトに適した印刷材料の選択などのタスクを含む、印刷用の 3D モデルを作成および最適化できます。