CAD/CAMCAD/CAM

CAD で形を作り、CAM で削り方（工具の通り道）を作り、ポストプロセッサで機械が読める NC プログラムにします。CAD・CAM・CAE の違いと、3D モデルから機械で削るまでの流れを、ソフトメーカーと公的機関の公開資料でたしかめてまとめました。

CAM の流れは
8 段。まずは
全体からね。

⌗CAD・CAM・CAE の違い

CAD（コンピュータ支援設計）

Computer-Aided Design

コンピュータで品物の2次元・3次元の形を作り、直し、調べ、図面などの資料にする仕事とそのソフト。製図板や手描きの代わりになる。資料1件・参考^[1]

CAM（コンピュータ支援製造）

Computer-Aided Manufacturing

狭い意味では、CNC 工作機械を動かす指令（G コードなど）をソフトで作ること。広い意味では、加工計画・CAD モデルの下ごしらえ・NC プログラミング・機械のシミュレーション・ポストプロセス・現場への転送（DNC など）までを含む。^[2][3]

CAE（コンピュータ支援エンジニアリング）

Computer-Aided Engineering

ソフトで製品の性能（強度・熱・流れなど）を模擬して設計の良し悪しを確かめる仕事。形と材料・荷重を入れる前処理、計算（ソルバ）、結果を見る後処理の3段で進む。資料1件・参考^[4]

CAD/CAM 一体型と単体 CAM

integrated CAD/CAM vs standalone CAM

CAD の中で CAM が動く一体型（Fusion、SOLIDWORKS CAM、Creo の加工機能、Onshape CAM Studio など）は、形を直すとツールパスも追従しやすい。単体 CAM や他社 CAD に組み込む CAM（hyperMILL の SOLIDWORKS・Inventor 統合、SolidCAM など）は、どの CAD のデータでも受けられるのが強み。^{[5][6][7][8][9][10][11][12]}

→CAM の流れ（3D モデルから機械まで）

赤の「失敗例」は、その段で起きやすい失敗（よくある失敗のチェックリストは座標系・ポスト・DNCのページ）。

3D モデルを用意する
- 自社 CAD で作るか、客先から STEP などの中間ファイルで受け取る。受け取ったデータは面が閉じてソリッドになっているかを先に確かめる（閉じない面は修正が要る）。^[3][13][2]
関連：データの形式・作図
素材と座標系（ワーク原点）を決める
- 素材の大きさ・形を入れ、プログラムの原点（ワーク座標系、WCS）の位置と軸の向きを決める。ここで決めた原点が、機械側の G54 などのワーク座標系に合わせる点になる。^{[14][3][15][16]}
関連：G54〜G59・G90
工具と切削条件を選ぶ
- 工具ライブラリから工具（径・刃長・ホルダ）を選び、回転数・送り・切込みを入れる。工具ライブラリに条件を持たせておくと毎回入れ直さずに済む。^{[3][7][9][16]}
関連：ツーリング・計算機
ツールパス（工具経路）を作る
- 荒加工 → 中仕上げ → 仕上げ → 残し削りの順に、形に合った加工方法（輪郭・ポケット・等高線・走査線など）を選んで工具経路を計算させる。^{[17][18][19][3][20]}
シミュレーションで確かめる
- 素材が削れていく様子と、工具・ホルダ・治具・機械の干渉を画面で確かめる。CAM 内のシミュレーションに加え、ポスト後の NC プログラムそのものを読む検証ソフト（VERICUT、NCVIEW など）もある。^{[21][22][23][24][3]}
ポストプロセッサで NC プログラムにする
- CAM の中の経路データ（CL データ）を、使う機械と NC 装置の書式に合わせた NC プログラムへ変換する。機械ごとに合ったポストを選ぶ。^{[25][3][26][21]}
関連：G・M コード辞典
機械へ送る（メモリ運転・DNC）
- NC プログラムを USB・LAN・RS-232C などで NC 装置へ入れて運転する。装置のメモリに入りきらない大きなプログラムは、外部から送りながら加工する DNC 運転を使う。^[27][2]
関連：DNC 運転とメモリ運転
機械で確かめてから加工する
- 工具長・ワーク座標系を機械に設定し、NC 装置のグラフィック表示や安全運転の機能で動きを確かめてから本加工に入る。初回の衝突原因で多いのは工具補正・ワーク座標の設定ミスと、主軸に違う工具が入っていること。^[16][28][15]
関連：G43・G54〜G59

◇CAM の種類

2.5D

3 軸

3+2（割出し 5 軸）

同時 5 軸

2.5 次元（2.5D）ミーリング

2.5-axis milling

平面の輪郭やポケットを、決めた深さまで Z を段階的に下げて削る。XY で輪郭を描き、Z は切込みを変えるだけ。角物の部品・穴あけが中心。^[3][29][9]
主な加工：輪郭（外周）、ポケット、正面削り、穴あけ・タップ、面取り、彫刻^[3][30][9]

3 次元（3 軸）ミーリング

3-axis surface milling

X・Y・Z の3軸を同時に動かし、曲面に沿って削る。金型や自由曲面の部品向け。ボールエンドミルで細かいピッチの仕上げを重ねる。^{[29][9][20][3]}
主な加工：等高線（Z レベル）、走査線（平行）、面沿い（スカラップ・等ピッチ）、ペンシル、残し削り^[18][20]

割出し 5 軸（3+2 軸・位置決め 5 軸）

3+2 axis / positional 5-axis

回転軸で工具の向きを傾けて止め、その姿勢で 3 軸の加工をする。段取り替えを減らし、短い工具で深い所に届かせる。^{[12][20][9][22]}

同時 5 軸

simultaneous 5-axis

直線 3 軸と回転 2 軸を同時に動かし、工具の向きを変えながら削る。インペラ・タービンブレード・アンダーカットのある形向け。CAM 側では工具軸の決め方と、機械構造に合わせた干渉回避が要になる。^{[20][9][12][31]}

旋盤（ターニング）

turning

回転する素材に対してバイトを X・Z で動かす経路を作る。外径・内径・端面・溝・ねじ。単主軸・対向 2 主軸の機械に対応する CAM もある。^[29][9][6]

関連：G71・G76・卓上旋盤・小型 CNC の比較

複合加工（ミルターン・自動盤）

mill-turn / Swiss-type

旋削とミーリングを 1 台で行う機械（複合加工機・主軸移動形自動盤など）向け。複数の刃物台・主軸の動きを同期させるプログラミングが必要になり、機械ごとのポストと機械シミュレーションの重要度が高い。^{[32][9][30][5][11]}

ワイヤ放電加工

wire EDM

2 軸と 4 軸のワイヤ放電加工機向けに、ワイヤ電極の通る経路を作る。^{[33][9][34][32]}

CAD/CAM のページ

≋

ツールパスの種類

輪郭・ポケット・穴・高効率荒加工・トロコイド、等高線・走査線・面沿い・ペンシル・残し削り。トロコイド溝加工と最初の切込みの目安の計算つき。

▤

CAD/CAM ソフトの一覧

25 製品を順位なしで。CAM・CAD の区分、得意な加工、提供形態、無料版・体験版で絞り込み。公開価格は日付つき。

⇄

データの形式

STEP（AP203・AP214・AP242）・IGES・Parasolid・ACIS・DXF・DWG・STL・3MF で何が渡るか。受け渡しで起きる問題。

⌖

座標系・ポスト・DNC

ワーク座標系 G54、素材と工具ライブラリ、シミュレーションの 4 段階、ポストプロセッサ、DNC 運転、よくある失敗のチェックリスト。

⟲

5軸加工

3+2 と同時5軸の違い、機械の構成、工具先端点制御などの NC 機能、校正、よくある失敗、5軸の計算。

あCAD/CAM の用語（35 語）

用語	英語	分類	意味
CADきゃど	Computer-Aided Design	基本	コンピュータで品物の 2D・3D の形を作り、直し、図面などにまとめること。^[1]
CAMきゃむ	Computer-Aided Manufacturing	基本	CNC 工作機械を動かす指令（G コードなど）をソフトで作ること。広くは加工計画・シミュレーション・ポストプロセスまで含む。^[2][3]
CAEしーえーいー	Computer-Aided Engineering	基本	ソフトで製品の性能を模擬して、設計を確かめたり問題を解いたりすること。^[4]
ツールパス（工具経路）つーるぱす	toolpath / tool path	基本	工具の刃先（または中心）が通る道すじ。CAM はモデルと工具・条件から計算する。^[3][21]
CL データしーえるでーた	cutter location data / CL data	基本	CAM が出す、機械に依らない工具位置のデータ。ポストプロセッサで機械ごとの NC プログラムに変換する。^[25]
ポストプロセッサ（ポスト）ぽすとぷろせっさ	post processor / post	基本	CAM の経路データを、特定の機械と NC 装置の書式の NC プログラムに翻訳するソフト。^[25][3][26]→ G・M コード辞典
NC プログラム（G コード）えぬしーぷろぐらむ	NC program / G-code	基本	NC 装置が読む加工の指令。CAM はポストを通してこれを出力する。^[2][3]→ G・M コード辞典
セットアップ（ジョブ）せっとあっぷ	setup / job	基本	1 回の段取りで行う加工のまとまり。素材・座標系・使う機械や工具の情報を持ち、その中に加工操作を並べる。^[3][21]
ワーク座標系（WCS）わーくざひょうけい	work coordinate system / WCS / workpiece coordinate system	座標と段取り	品物に合わせて置く座標系。CAM の WCS はポスト後の NC プログラムの座標の基準で、機械では G54 などに登録して合わせる。^[14][15][16]→ G54〜G59
機械座標系きかいざひょうけい	machine coordinate system	座標と段取り	機械に固有の座標系。ワーク座標系の原点は、機械座標系の中の位置として登録する。^[15]→ G53
素材（ストック）そざい	stock	座標と段取り	削る前の材料の形と大きさ。CAM に入れておくと空を切る動きを減らせ、残っている素材の追跡にも使う。^[3][30]
工具ライブラリこうぐらいぶらり	tool library	座標と段取り	工具やホルダの形・寸法などを登録しておく台帳。^[3][7][9]→ ツーリング
2.5 次元加工（2.5D）にてんごじげんかこう	2.5-axis machining / 2.5D	加工の種類	平面の形を、決めた深さまで Z を段階的に下げて削る加工。^[3][29]
割出し 5 軸（3+2 軸）わりだしごじく	3+2 axis / positional 5-axis	加工の種類	回転軸で工具の向きを傾けて止め、その姿勢で 3 軸の加工をする。^[22][12][20]
同時 5 軸加工どうじごじくかこう	simultaneous 5-axis machining	加工の種類	直線 3 軸と回転 2 軸を同時に動かしながら削る加工。^[20][9]
複合加工（ミルターン）ふくごうかこう	mill-turn / multitasking	加工の種類	旋削とミーリングを 1 台の機械で行う加工。複数の主軸・刃物台の同期が要る。^[5][32][9]
等高線加工とうこうせんかこう	contour / Z-level / waterline	ツールパス	同じ高さごとに形の輪郭をなぞる経路。急な斜面に向く。^[18][20][3]
走査線加工そうさせんかこう	parallel / raster	ツールパス	XY で平行な線に沿って往復し、Z を曲面に沿わせる経路。なだらかな面に向く。^[18][20]
面沿い加工（スカラップ）めんぞいかこう	scallop / constant stepover	ツールパス	曲面の上で経路の間隔が一定になるよう内側にオフセットする経路。^[18][20]
ペンシル加工ぺんしるかこう	pencil	ツールパス	隅の小さな R や谷に沿って、前の工具が届かなかった所を削る経路。^[18][20]
残し削り（取り残し加工）のこしけずり	rest machining	ツールパス	前の工程の工具が削り残した所だけを、小さい工具で削る経路。^[19][20]
高効率荒加工（アダプティブ）こうこうりつあらかこう	adaptive clearing / high-efficiency milling	ツールパス	工具の食い込みが一定以下になるよう経路の間隔を変えて荒取りする方法。深い切込みで工具の側面を使う。^[17][30]
トロコイド加工とろこいどかこう	trochoidal milling	ツールパス	小さな円を描きながら進み、少しずつ削り取る方法。溝やポケットを低い切削抵抗で削る。^[35]
スワーフ加工すわーふかこう	swarf milling	ツールパス	同時 5 軸で工具の側面を傾いた壁に当てて削る加工。^[20][9]
ステップオーバー（ピッチ）すてっぷおーばー	stepover / pick feed	条件	となりあう経路どうしの間隔。仕上げ面の筋（カスプ）の高さに効く。^[18][35][36]
軸方向切込み ap・半径方向切込み aeじくほうこうきりこみ	axial depth of cut (ap) / radial depth of cut (ae)	条件	ap は工具の軸方向、ae は半径方向に工具が食い込む量。高効率荒加工やトロコイド加工は ae を小さく ap を大きく取る。^[35][17]
機械シミュレーションきかいしみゅれーしょん	machine simulation	検証	機械の構造まで画面に出して、工具・治具・機械の干渉やストローク超過を確かめること。^[9][32][31]
干渉チェックかんしょうちぇっく	collision check / interference check	検証	工具・ホルダが品物・治具・機械に当たらないかを、加工前に調べること。^[24][12][23]
NC 検証ソフトえぬしーけんしょうそふと	NC verification software	検証	ポスト後の NC プログラムそのものを読み込んで機械の動きを再現するソフト（VERICUT・NCVIEW など）。^[23][24]
DNC 運転でぃーえぬしーうんてん	DNC / drip feed / remote buffer operation	転送	外部の機器から NC データを送りながら加工する運転。NC 装置のメモリに入らない大きなプログラムで使う。^[27]
中立形式（中間ファイル）ちゅうりつけいしき	neutral format	データ	異なる CAD・CAM の間で形状をやり取りするための共通の形式。STEP や IGES。^[37][38][39]
B-rep（境界表現）びーれっぷ	boundary representation / B-rep	データ	立体を、それを囲む面・稜線・頂点のつながりで表す方法。多くの CAD のカーネルが使う。^[40][41]
モデリングカーネルもでりんぐかーねる	geometric modeling kernel	データ	CAD の形の計算を受け持つ中核のソフト部品。Parasolid（Siemens）や ACIS（Spatial）が代表例。^[40][41]
PMI（製品製造情報）ぴーえむあい	product and manufacturing information / PMI	データ	3D モデルに付けた寸法・公差・データムなどの情報。ソフトが意味を読めるセマンティック PMI と、見た目だけのグラフィック PMI がある。^[42][43]→ 作図
STL（三角形メッシュ）えすてぃーえる	STL / triangle mesh	データ	表面を三角形の集まりで表す形式。単位と色の標準を持たない。^[44]

📚出典

CAD/CAM のページは、ソフトメーカーの公式ページとヘルプ、規格団体・公的機関（米国議会図書館・NIST・ISO）の公開ページ、大学の資料をもとにしています。機能の呼び名や使える加工はソフトと版で違うので、お使いのソフトのヘルプで確かめてください。