コンピュータ支援製造(CAM)とは?
CAM市場
誰がCAMソフトウェアを使うのか？
CAMのトレンド
CAMソフトウェアアプリケーション開発者の求めるものは？ CAM業界における課題と解決策
一般的なCAMソフトウェア・ワークフロー
開発プロジェクトをCAMソフトウェアで実現する

コンピュータ支援製造(CAM)とは?

CAM（コンピュータ支援製造）の歴史を語る上で、まず最初に認識しなければならないことは、CAD（コンピューター支援設計）です。 1950年代初頭、マサチューセッツ工科大学（MIT）のダグラス・T・ロスという研究者が、軍事用レーダー技術のために、コンピューターのディスプレイシステム上でデザインを作成できる可能性があることを認識し、「コンピューター支援設計」という言葉を作りました。その後、1960年代後半には、ルノーのエンジニアであるピエール・ベジェが、「UNISURF CAD」と呼ばれる初の本格的な3次元CAD/CAMプログラムを開発しました。彼の画期的なプログラムは、自動車の設計プロセスを一変させ、設計と製造を永遠に変えたのです。 

CAMの明確な定義は次のとおりです。コンピュータ支援製造では、コンピュータシステムを使用して、生産オペレーションの計画、制御、および管理を支援します。これは、コンピュータと生産オペレーションを直接または間接的に接続することによって実現されます（出典：Encyclopedia Britannica）。つまり、CAMは、製造プロセスの高効率、精度の向上、および一貫性の向上を可能にします。

CAM市場

2019年、世界のCAM市場規模は2018年の23億ドルから2023年までに34億ドルに成長すると推定されました。（出典：MarketsandMarkets Analysis）2021年3月にThe Courier社が発表した情報によると、世界のCAM市場は2026年までに47億1,000万ドルに成長すると予測されています。予測期間中に自動車産業は、最大の市場規模になると予想されています。CAM市場の主な推進要因は、ロボット技術の急速な発展、生産品質の向上、全体的な機械効率化、工業化の進展などです。

誰がCAMソフトウェアを使うのか?

CAMが使用される産業の例としては、自動車、航空宇宙・防衛、産業機器、ハイテク、医療機器・部品、エネルギー・ユーティリティ、教育、エンジニアリング、建設などが挙げられます。コンピュータ支援製造業では、通常、コンピュータ数値制御（CNC）機器の開発、セットアップ、操作、メンテナンスを行います。CNCプログラミングは、コンピュータに工作機械を制御させるためのプログラム命令を作成するために、メーカーによって使用されます。

Image courtesy of CLOOS

CAMのトレンド

お客様や業界関係者との話し合いの中で、私たちは製造業における以下のような課題を認識しました。

• カスタマイズされた部品の生産が求められている
• 1個からの小ロット生産のニーズ
• 単純な部品であっても、CAMのプログラミングは複雑で時間がかかる
• CAMプログラマーは、十分な生産性を得るまでに長いトレーニングが必要
• 質の高いマシンオペレーターを見つけるのは難しい

さらに、自動化、デジタル化、モノのインターネット化、そしてサービスとしての製造を提供することにに関する業界の動向も見られます。 ソフトウェアは、機械メーカーや工具メーカーにとって、プロセス指向のワークフローを加速するための重要な差別化要因となっています。また、どこからでも安全にアクセスできる、使いやすいクラウドベースのアプリケーションなど、破壊的なテクノロジーも登場しています。

CAMソフトウェアアプリケーション開発者の求めるものは？

あるいは、CAMアプリケーションの開発者の仕事をより簡単にするものは何か、という質問の方がいいかもしれません。CAMエンジニアがさまざまなシステムからアプリケーションにCADモデルをインポートするのに役立つ、3Dジオメトリモデラー機能とCAD相互運用性機能があります。これらの機能は、CADエンジニアの元の設計意図を維持しながら、迅速かつ直接的なジオメトリ編集でモデルを分析し、最適化します。

ここでは、CAMアプリケーションに役立つCAD相互運用性に関する機能を見てみましょう。

• CAMデータ作成のための高速なアセンブリの可視化
• CAD連想性：設計の更新に合わせて機械加工のセットアップを自動的に再構成します。Persistant nameは、CADモデルが更新されたときに、製造データを再度関連付けるメカニズムを提供することで、設計とエンジニアリングの間のシームレスなコラボレーションを可能にします。
• セマンティックPMIインポート：CADエンジニアの設計意図を汲み取り、活用します。ネイティブCADと標準フォーマットの間でPMIを完全にサポートする必要があります。グラフィカルでセマンティックなPMIとジオメトリとの完全な関連性は、画面上の混乱を軽減し、製造の自動化を可能にするという利点があります。

CAMのワークフローに役立つCAD Interoperability toolkitについてご紹介します。

さらに、CAMアプリケーションの開発者は、次のような3Dジオメトリモデラーの機能を利用して、アプリケーションを強化することができます。

• フィーチャー認識と自動モデル簡略化：CAMエンジニアが、特定の製造およびツールプロセス用のCADモデルの分析と最適化を自動化できるようにします。
• ダイレクト編集：CAMエンジニアがCADデザインを簡単に編集できるようになりました。
• CADモーフィング：機械加工プロセスのシミュレーション結果に基づくスプリングバック補正を設計に含める機能を有効にします。
• 干渉検出：加工プロセスの正確で信頼性の高いシミュレーションをCAMエンジニアに提供します。

CAMのワークフローに貢献する3Dジオメトリモデラーについてご紹介します。

CAM業界における課題と解決策

製造業のワークフローの未来を考えるとき、カスタマイズされた部品、小ロット、時間短縮など、いくつかのテーマが思い浮かびます。現在、CAMソフトウェアには解決しなければならない問題や課題があります。

一般的なCAMソフトウェア・ワークフロー

ソフトウェアプログラムにおけるワークフローとは、ビジネスにおけるあらゆるものと同じで、プロジェクトの最初から最後までを開発する際に、人が通過する主要なステップや段階のことです。CAMソフトウェアでは、ワークフローはツールパスと呼ばれることがよくあります。ワークフローでは、ツールがマシン上のどこを移動するかを示す実際のパスを計算します。

以下は、多くの製造会社で同じように使用されている古典的なワークフローです。CADパーツは、CAMシステムまたはマシンコントローラにインポートされます。CAMプロセスの後、部品は機械上で製造されます。

このワークフローをより自動化されたソリューションに改善する機会として、機械駆動のCAMプログラミング、つまり自動CAMがあります。セルフドライビングCAMのアプローチにより、CAMの準備が簡単になり、経験の浅いオペレーターでも部品の複雑さに関係なく行うことができます。CAMプログラミングプロセスに必要な各決定事項は、システムが自動的に処理します。つまり、自動運転CAMは、カスタマイズされた部品の効率的な製造を可能にし、ジョブショップや工作機械メーカーに大きな価値と機会を提供することができるのです。

自動化されたCAMについての詳しい説明は弊社ウェビナーでご覧いただけます。：CAMプログラミングの自動化

開発プロジェクトをCAMソフトウェアで実現

CAMは、アプリケーションの自動化を可能にすることで、アプリケーション開発者が製造業のデジタルトランスフォーメーションを主導権を握ることができます。アプリケーション開発者は、CAMエンジニアがCADやCAEエンジニアと設計の反復作業中に容易にコラボレーションできるCAMアプリケーションを構築したいと考えています。

CAMアプリケーションの開発者は、開発プロジェクトのためにクラス最高の開発コンポーネントを必要とします。CAMベンダーやCNCマシンビルダーの場合、ソリューションは市場に出回っている一般的なCAM製品ではなく、彼ら自身のソフトウェアになります。彼らはそのソフトウェアを所有し、サポートし、独自に開発することができ、顧客の要求に合わせてソフトウェアを強化することができます。彼らは顧客のために専門知識を導入し、顧客のワークフローや特定のマシンのためにソフトウェアを最適化します。ソフトウェアの背後にある3Dコンポーネントは、CAMベンダーがさまざまな業界の現在のCADエコシステムに参入するのに役立ちます。

CAM業界に関連する動画や事例をご覧いただけます。