部品加工に便利なCAMとは？

モノづくりの各分野で広く使われているCAM。CAMの基本的な知識や、活用されている現場を紹介します。

CAMとは

CAMはコンピュータ支援製造 (computer aided manufacturing) の略語で、CADによって製図された部品の加工プログラム（NCデータ）を作成するためのソフトウェアです。コンピュータで数値制御できる工作機械を操作するためには、図面に従ってプログラムデータを作成し、機械に入力しなければなりません。

CAMは使用工具や工具の経路、加工スピードなどを設定でき、また実際に加工する前にパソコン上でシミュレーションすることができます。「食い込み」や「削り残し」「ワークへの干渉」といったプログラムの問題点を事前に発見できるため、実際に工作機械を動かす前に修正が可能です。

CAMを利用している現場

CAMは現在、NC工作機械を使用しているあらゆる現場で使われています。例えば、自動車や飛行機の精密部品、発電所のタービンから医療機器や産業機械用の部品、精密機器部品、家電・日用雑貨の金型まで製造現場で広く活用されているのです。製造に使われる材料は鉄やアルミ、チタンなどのさまざまな金属以外に、航空機や人工衛星などでは特殊な複合材が使われています。

また、製品によっては、ガラスやセラミックといった硬度をもちながらももろく、扱いが難しい素材も少なくありません。プラスチックなどの柔らかい樹脂を材料とする製品もあります。CAMはこうした多彩な素材に対しても、的確なプログラムデータを作成することが可能です。

CAMを利用することで、手作業で行っていた作業を機械で速く正確に行えるため、精巧な部品を大量に作れるようになります。高い精度が求められる異型の部品の製造も、CAMの導入により迅速な製造が可能です。プログラミングに長時間かかっていた複雑な形状の部品についても、CAMを使えば熟練の技師以外のスタッフが容易に手がけられるようになり人材不足にも貢献します。

このため、事業所の規模を問わず、CAMを導入する現場が増えており、NCデータを必要とする製造分野で活用が進んでいます。

CAMで部品加工を行うメリット

CAMで部品加工を行う、具体的なメリットを見ていきましょう。

部品加工にかかるコストを削減できる

これまでの部品加工では、試作モデルを実際に作り不具合の確認や調整をしなければなりませんでした。CAMでは、パソコンの画面上で完成品をシミュレーションできるため、試作品を作る必要がありません。また、わずかな狂いや不具合についても、確認・修正が可能となるので部品の精度が向上します。

食い込みや削り残しなどを実行前に発見でき、工作機械で加工する過程で欠陥品が出るのを防ぐためコストロスの軽減につながります。手作業の場合は、プログラムの作成から加工が始まるまで同一の機械を使用するので、「並行して加工段取りを行えない」というのが課題でした。

CAMを使うことで平行して作業の段取りが行えるようになり、機械の待機状態が少なくて済むので効率性がアップします。紙に残す記録とは異なり、同じ部品を制作するときにはデータを再利用できます。また少しだけ異なる形状の部品への応用も簡単です。再入力の手間と時間がカットされることで、コスト削減に貢献します。

難しい形状も加工できる

円筒状の部品の横面加工や自由曲面の加工、多軸加工など人手によるプログラミングが非常に難しい場合でも、CAMが使用ツールや工程を含め、確実にデータ化を行います。正確な加工手順をプログラミングできるため、複雑な形状の部品も短期間のうちに制作できるのが強みです。CADが精巧な図面を作成しても、それに対応できるプログラミングを機械にわたせなければ、求められる形状の部品を作ることはできません。

CAMは、製造する部品にマッチしたソフトウェアを選択することで、理想とする完成形を実現します。多軸に対応しているソフトウェアであれば同時4軸加工や同時5軸加工など、表面からは見られない複雑な加工にも対応が可能です。同時にいくつもの軸を稼働させ、お互いの干渉を防ぎながらの加工が可能となります。

最近は、このような複雑な作業に対して、工具交換を自動で行うマシニングセンタの導入が進められていますが、この場合もCAMによってプログラムを作成します。微細で繊細な加工に対しても、CAMを使えば安全確実に機械工作を進めることができます。

部品加工におすすめのCAM

部品加工におすすめのCAMについて、商品とその特徴をご紹介していきます。

FeatureCAM

部品加工では、CAMの作業時間を極力短縮させたい。加工時間を短くしたいといった要望が多いです。
FeatureCAMでは、工具が自動選択され、加工設定は初期設定をベースに読み込まれます。さらに、工具に対して加工条件を設定できるので、作業に費やす時間を大幅に削減できます。3次元形状のデータがあれば、さらに素早くNCデータを作成できます。
また、工具を極力上げないようにする機能や、計算されたツールパスに対して一部削除するなどの編集する機能もあり、充実した機能が標準で搭載されています。

多様な部品加工に対応するCAMの性能

CAMは、大規模な製造に使われるシステムと考えられることもあるようですが、実際には細かな部品加工にこそ真価を発揮します。さまざまな材質への精緻な加工をしながら、迅速に大量生産するためには、人間による手入力では時間がかかりすぎる点がデメリットです。CAMを導入することで、これまで部品加工にかかっていたさまざまなロスを排除でき、コストと時間の節約ができます。自社製品に見合ったCAMを正しくチョイスして導入できれば、生産性、効率性とも大きな向上が期待できるでしょう。

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