皆さんはCADを使ったことはありますか？
工学系出身の方であれば、機械・電気・建築などの種類は問わず、1度くらいは触れたことがあるかもしれません。
今回は機械系CADと関連する似た名前のシステムであるCAE/CAM/CATについてそれぞれ解説していきたいと思います。
機械設計の工程
まず機械設計にはいくつかの工程があります。
例えば、細部はかなり省略していますが、以下のような工程が挙げられます。
各工程で使用するツールとして様々なツールが存在します。
その中の一つがCADやCAEと呼ばれる呼ばれています。
皆さんも普段の仕事の中で、WordやExcelを使って資料を作ったりしていますよね。
同じように図面や構想している形状を作るのにCADを使っている、製品に必要な強度を確認するためにCAEを使っているというイメージです。
CADとは？
CADとはComputer Aided Drawingの略になります。
パソコンを使って図面を作成するためのソフトのことを指しています。
CADには2次元と3次元があり、それぞれ2次元CADでは図面を、3次元CADでは3Dモデルを作成することができます。
詳しくは以下の記事で説明しています。
CAEとは？
CAEとは、Computer Aided Engineeringの略です。
3次元CADで作成したモデルを用いて、応力解析や熱流体解析を行うことができます。
例えば、椅子を設計したとしましょう。
そのとき椅子の脚の太さが十分か、という強度的な検討が必要になると思います。
単純な形状であれば、材料力学の知識を用いて応力を求めることができます。
しかし複雑な形状であれば、当然数式で求める事も難しくなります。
そこでCAEを用いて解析を行うことで、複雑な形状でも応力を求めることが可能になります。
一昔前であれば、実際に試作を行ってみて、どのくらいまで強度を維持できるかという点を確認していたかもしれません。
このCAEによって試作や実験を行う回数を減らすことができ、時間と費用の削減を行うことが可能になっています。
CAMとは？
CAMとは、Computer Aided Manufacturingの略です。
CADやCAEは設計者が使用するソフトを指していましたが、CAMは加工者が使用するソフトになります。
例えばプラスチックのような製品を考えてみましょう。
プラスチック製品は、金型と呼ばれる金属の型に融かして液体状になったプラスチックを流し込んで作ります。
そんな金型を作るとき、図面を見ながら手作業で作っていたら、手間がかかって大変ですよね。
そこで3次元のCADデータを加工機に読み込ませて、自動でドリルの刃が動いて加工できるようにしてくれるソフトがCAMということです。
CAMの登場によって、今まで手作業で行っていた加工が、自動で作られることになり、量産の時間短縮にも繋がっていくことになりました。
CATとは？
CATとは、Computer Aided Testingの略です。
CATは検査工程で使用するソフトのことを指しています。
通常、物を作った後には、寸法検査を行います。
図面を見ながら寸法が合っているかを確認していく工程です。
何か所検査するでしょうか？
物によって異なりますが、100や200を超えることもよくあります。
そんなときに自動で寸法を測定し、3次元CADの情報と整合してくれるソフトがあったらどうでしょうか。
そのソフトがCATというわけです。
3次元測定器で製品の輪郭の情報を集め、一つの3Dデータを作り上げます。
その作り上げたデータと3次元CADで作ったデータを照合することで、寸法検査を行うことを可能にしています。
ソフトを使う上での注意点
このように便利なソフトが登場していますが、注意しないといけない点もあります。
それは各工程で版数管理を漏れなく行うことです。
CADからCAEへ、CAMを経てCATまで、一連の流れで全てのデータを流用していくことになります。
しかしCADのデータが変更前の古い版数のものであったり、修正忘れがあった場合、間違ったデータで検査工程まで進んでしまいます。
使用する上では、各工程の担当者がレビューに参加したり、定期的に進捗会議を行うなど、工程間で連携がとれるようにしておきましょう。
まとめ
いかがだったでしょうか。
今回はCADと関連ソフトについて解説してきました。
まとめると以下のようになります。
- CADを利用したソフトとして、CAE/CAM/CATなどの種類がある
- 開発の工程に合わせたソフトを使用することができる
- 版数管理のため、各工程での連携は必須
