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本文作者：朱慶太1李偉1李志紅2作者單位：1九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院2南京科遠(yuǎn)自動(dòng)化集團(tuán)股份有限公司

CAM軟件

隨著機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAM軟件在數(shù)控加工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。數(shù)控加工中CAM軟件的性能，往往直接影響到零件的加工品質(zhì)和生產(chǎn)效率。對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)而言，選擇適用的CAM軟件是非常重要的。對(duì)于CAM軟件大致按照生產(chǎn)流程中位置的不同可以分為以下幾類：

（1）設(shè)計(jì)類軟件

CAM設(shè)計(jì)軟件的主要任務(wù)，是繪制產(chǎn)品（零件）的圖形，例如：平面繪圖類軟件AutoCAD、CAXA等和三維繪圖類軟件UG、PRO/E等，以及零件形狀藝術(shù)性的設(shè)計(jì)類軟件3DMax、Photoshop。這些軟件并不單單是繪圖類軟件，實(shí)際上設(shè)計(jì)軟件也包括能用來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的各種其它軟件。設(shè)計(jì)軟件種類較多，而且各有其不同的應(yīng)用范圍，因此，要保證各種軟件之間的文件交互通用。例如：將CAD軟件中設(shè)計(jì)的模具零件圖形輸入到CAM軟件中，再根據(jù)要求設(shè)置刀具參數(shù)和刀具路徑，利用CAM軟件自動(dòng)生成NC代碼；其他非CAD的設(shè)計(jì)軟件的三維模型如何讓CAM軟件識(shí)別等。

（2）制造類軟件

一般意義上的CAM軟件，制造軟件基本上都具備繪圖建模功能，能夠生成數(shù)控機(jī)床加工代碼，如MasterCAM，ArtCAM，Cimatron等。制造軟件可以生成標(biāo)準(zhǔn)的G代碼，然后將設(shè)計(jì)出的模型在機(jī)床上加工成形，即將NC代碼送入數(shù)控機(jī)床，按照電腦命令加工，其中包含設(shè)置加工環(huán)境，設(shè)置加工工序，生成軌跡文件，及后置處理等。

（3）執(zhí)行類軟件

執(zhí)行軟件是指機(jī)床上執(zhí)行NC代碼加工的軟件，其利用LPT實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行通訊或者通過(guò)COM接口串行通訊，保證了數(shù)控機(jī)床與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)系。但在實(shí)際中，人們往往利用的是控制板卡（即所謂的機(jī)床控制器），這些板卡通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行聯(lián)系，而與人之間的交互則是由這些板卡提供的軟件程序完成，現(xiàn)在大部分的軟件程序都是Windows界面的，簡(jiǎn)單易操作，本文中，把這些軟件叫做執(zhí)行軟件，就是根據(jù)代碼指令指揮機(jī)床完成零件加工的軟件。如德國(guó)的Editasc，美國(guó)的PMAC控制卡及其軟件產(chǎn)品，安裝這些軟件的同時(shí)，就在系統(tǒng)中加載了運(yùn)動(dòng)卡的驅(qū)動(dòng)程序，還可利用這些驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

前置處理與后置處理

前置處理又稱數(shù)學(xué)處理，即進(jìn)行刀具選擇、走刀路線確定、工藝參數(shù)選擇及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，生成一系列的刀具位置數(shù)據(jù)(包括每一次走刀運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和工藝參數(shù))。我們需要先獲得零件的模型信息，才能對(duì)其進(jìn)行數(shù)控編程。許多CAM軟件自身具備造型系統(tǒng)，可直接進(jìn)行零件造型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)加工工藝，最后進(jìn)行數(shù)控編程。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，造型設(shè)計(jì)和加工設(shè)計(jì)采用的可能是不同的CAM軟件，這就要求CAM數(shù)據(jù)輸入接口應(yīng)該能夠正確讀取多種常用CAM軟件的輸出數(shù)據(jù)。一般是選用具有代表性的零件，進(jìn)行CAM軟件的數(shù)據(jù)格式實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其是否能準(zhǔn)確讀入數(shù)據(jù)信息。CAM軟件對(duì)加工工藝的應(yīng)用影響加工品質(zhì)，例如，加工表面品質(zhì)與走刀方式有很大的關(guān)聯(lián)。對(duì)于不同零件或同一個(gè)零件的不同部位，不同輪廓形狀處，需要不同的走刀方式。除了走刀方式之外，還要注意到軟件是否提供過(guò)切保護(hù)，刀桿的干涉檢查，甚至是加工過(guò)程的模擬仿真表現(xiàn)形式等輔助功能。后置處理是數(shù)控加工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是把CAM軟件前置處理生成的刀軌和工參信息文件，轉(zhuǎn)換成特定機(jī)床控制器可接受的特定格式的數(shù)控代碼（NC程序）。因?yàn)椴煌瑱C(jī)床控制對(duì)程序格式和指令都有不同要求，刀軌文件不能直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床。后置處理程序于具體的數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)不同，代碼也不同。需要配合特定機(jī)床要求的數(shù)據(jù)格式，生成該機(jī)床能夠識(shí)別的NC程序，才能驅(qū)動(dòng)機(jī)床?，F(xiàn)在CAM軟件基本上都提供了多種不同機(jī)床的后置處理，和用戶化后置處理功能（使用者能直接編輯、修改已有的后處理文件）。后置處理后，需要將得到的數(shù)控代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床引導(dǎo)機(jī)床進(jìn)行加工。

CAM技術(shù)與CAD技術(shù)

伴隨著機(jī)械加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，也是為了適應(yīng)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的生產(chǎn)要求，人們開(kāi)始將CAD與CAM組合在一起（兩者集成），出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品加工制造集成于一個(gè)系統(tǒng)中，提高了生產(chǎn)效率，使在CAD中設(shè)計(jì)生成的零件信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換成CAM所需要的輸入信息，防止了信息數(shù)據(jù)的丟失。由此，為了節(jié)省數(shù)控加工中復(fù)雜的數(shù)據(jù)裝換過(guò)程，我們開(kāi)發(fā)出數(shù)控加工CAD/CAM集成系統(tǒng)。實(shí)際上，應(yīng)用中的設(shè)計(jì)軟件種類很多，數(shù)據(jù)信息的互換和共享是CAD/CAM集成技術(shù)的關(guān)鍵，在集成軟件內(nèi)部是以內(nèi)部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式直接從CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。目前許多三維CAD/CAM軟件提供實(shí)體設(shè)計(jì)模塊和軟件包。我們利用軟件的實(shí)體建模功能，創(chuàng)建零件的幾何形狀，尺寸和技術(shù)要求等信息；然后利用三維軟件的CAM軟件包，建立起刀具庫(kù)，完成對(duì)產(chǎn)品的工藝參數(shù)；最后通過(guò)軟件包的翻譯文件將刀具軌跡文件翻譯成G代碼，進(jìn)入執(zhí)行軟件進(jìn)行機(jī)床加工過(guò)程。

結(jié)束語(yǔ)

CAM技術(shù)正向著開(kāi)放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，在數(shù)控機(jī)床上的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，以PC技術(shù)為基礎(chǔ)的DNC開(kāi)放式系統(tǒng)成為軟件的發(fā)展方向，而且借助于現(xiàn)代電腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，CAM的技術(shù)形成了新的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化通訊功能，可以更好的地提高機(jī)械生產(chǎn)的效率。實(shí)際上，在一般的實(shí)驗(yàn)室，我們可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將有限的實(shí)驗(yàn)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享，從而可以建立CAM設(shè)計(jì)—代碼傳輸—機(jī)床執(zhí)行—網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)多人共用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，充分利用資源的目的，提高了使用設(shè)備的使用效率。