CAM(computer Aided Manufacturing,計算機輔助製造):利用計算機來進行生產裝置管理控制和操作的過程。它輸入資訊是零件的工藝路線和工序內容,輸出資訊是刀具加工時的運動軌跡(刀位檔案)和數控程式。實際生產裝置中加入數控裝置,在生產裝置裝置中提前設定數值可進行遠端控制操作。CAM軟體的運用中可使工程設計師打破固有的畫板設計方法,利用計算機軟體設計裝置結構元件。這種設計方法可保證結構所有元件之間精準相連,同時促使結構設計變得更加精準,對於生產設計質量的提升有著重要作用。在機械生產中,操控者可利於數控技術對儀器進行遠端調控,操控者透過提前設定引數值可以使儀器實現自動化執行,有效提升儀器的工作效率和工作質量。在實際的生產設計中,程式設計設計由手工轉為自動,CAM軟體通常應用於圖形繪製和設計流程方面,將資料技術與CAM軟體結合可進一步實現軟體的最佳化設計,不但不會改變原有的優勢,反而在實際生產中發揮更大作用,應用範圍也會得到拓展。在機械機床執行過程中,夾板裝卡次數明顯減少,機床位置安排也會變得更加科學合理化,大幅縮減生產佔用面積和生產週期,有效提升企業生產效益。
CAM輔助軟體
2、在生產操作流程中的應用
數控技術在生產中的具體操作流程如下,首先應在數控系統中預先設定合理的零件型別和具體的設計引數,它們的預先設定對於生產裝置儀器執行起著重要的指揮導向作用。其次,透過CAM軟體可設計出準備生產成型產品的對應零件、工作平面圖、實體模型圖等。然後,在製造軟體中輸入加工產品型別的工藝引數,利用製造軟體和製作流程的輸入,裝置儀器可有效實現自動化執行,促使儀器在生產操作流程所有設定環節中順利執行。其次,必須對軌跡檔案的真實可靠性進行核對,確保其可行性。並經過刀具軌跡的模擬流程,以上工序是為了確保後期的工藝操作可以順利完成,生產零件才可真正達到標準要求。此外,針對後置處理檔案,可由工作者對程式碼進行修改完善,從而形成新的處理檔案。生產後置處理檔案可進一步產生新的程式碼檔案,而程式碼檔案的產生可以進行備份留底,對於機床生產起著極大促進作用,使其在規範流程下順利展開。除了對生成程式碼檔案進行處理以外,還需對其他相關檔案進行加工執行處理,在檔案核對工序和有關程式碼檔案內容更新完成之後,就可以將其直接投入機床零件加工,進行加工工藝的最佳化創新。
3、在生產質量檢驗方面的應用
質量檢驗是生產過程中的關鍵環節,數控與CAM軟體技術在生產質量檢驗方面的應用也是產品質量把控的關鍵環節。在原有的裝置基礎上,利用該技術進行工藝設定和生產操作程式碼,不僅可以實現機器執行的自動化,同時還可以實現對生產機械裝置生產的產品進行標準化的質檢工序,對產品質量進行嚴格把控。這些對機械操作行業的發展來說意義重大。另外,該技術在生產質檢方面的應用,也可以提前設定工藝引數、標準品數值、標準品模型等,利用模板合成和再次核對,從而為由自動化工藝裝置生產加工的各項元件達到標準要求提供保障。質量檢查還有產品效能的檢查,效能檢查可採取隨機抽檢的方式,並進一步檢驗抽檢產品的各項操作效能,透過這道檢查工序可確保生產產品的整體質量。促使數控與CAM軟體技術在機控的實踐操作中可以充分發揮其高效的優勢。一旦發現質量問題,便可及時透過已備份的程式碼檔案迅速展開調查,找到質量問題產生的原因、儘快解決,避免因工藝引數、產品數值等輸入錯誤造成不必要的經濟損失和資源浪費。[4]
特殊要求
毋庸置疑,近年來製造業新技術的最大熱點是高速加工技術。據最新的工藝研究表明,高速加工技術在簡化生產工藝與工序,減少後續處理工作量、提高加工效率、提高表面質量等幾個方面,能夠極大地提高產品質量、降低生產成本、縮短生產週期。高速加工技術對CAM也提出了新的特殊要求。
(1)安全性要求
高速加工採用小切削深度、小切削量、高進給速度,特徵加工的一般切削速度(F值)為傳統加工的10倍以上(F可達到2000~8000mm/min),在高速進給條件下,一旦發生過切,幾何干涉等,後果將是災難性的,故安全性要求是第一位的。傳統的CAM系統靠人工或半自動防過切處理方式,沒有從根本上杜絕過切現象的發生。靠操作者的細心、責任心等人的因素是沒有安全保障的。所以無法滿足高速加工安全性的基本要求。?
(2)工藝性要求
高速加工要求刀路的平穩性,避免刀路軌跡的尖角(刀路突然轉向)、儘量避免空刀切削、減少切入/切出等,故要求CAM系統具有基於殘餘模型的智慧化分析處理功能、刀路光順化處理功能、符合高速加工工藝的最佳化處理功能及進給量(F值)最佳化處理功能(切削最佳化處理)等。為適應高速加工裝置的高檔數控系統,CAM應支援最新的NURBS程式設計技術。
(3)高效率要求
高效率體現在兩個方面:1)程式設計的高效率:高速加工的工藝性要求比傳統數控加工高了很多,刀路長度是傳統加工的上百倍,一般程式設計時間遠大於加工時間,故程式設計效率已成為影響總體效率的關鍵因素之一。傳統的CAM系統採用面向局部曲面的程式設計方式,系統無法自動提供工藝特徵,程式設計複雜程度很大,對程式設計人員除工藝水平之外(基本要求),還要求有很高的使用技巧。迫切需要具有高速加工知識庫的、智慧化程度高的、面向整體模型的、新一代CAM系統。2)最佳化的刀路確保高效率的數控加工,如基於殘餘模型的智慧化程式設計可有效地避免空刀,進給量(F值)最佳化處理可提高切削效率30%等。
綜上所述,當今的CAM系統雖然為現代製造業的發展立了汗馬功勞,但在生產管理、操作使用上存在著與實際要求的巨大矛盾;在結構上、功能專業化等方面與網路下系統整合化的要求存在嚴重的不協調;基本處理方式嚴重阻礙智慧化、自動化水平的提高。這一切都使新一代CAM的誕生與發展成為必需。CAD技術中面向物件、面向特徵的建模方式的巨大成功,為新一代CAM的發展提供了參考模式,網路技術為CAM的專業化分離與系統整合提供了可能。透過以上的分析,新一代CAM系統的大致輪廓已經顯現。
CAM(computer Aided Manufacturing,計算機輔助製造):利用計算機來進行生產裝置管理控制和操作的過程。它輸入資訊是零件的工藝路線和工序內容,輸出資訊是刀具加工時的運動軌跡(刀位檔案)和數控程式。實際生產裝置中加入數控裝置,在生產裝置裝置中提前設定數值可進行遠端控制操作。CAM軟體的運用中可使工程設計師打破固有的畫板設計方法,利用計算機軟體設計裝置結構元件。這種設計方法可保證結構所有元件之間精準相連,同時促使結構設計變得更加精準,對於生產設計質量的提升有著重要作用。在機械生產中,操控者可利於數控技術對儀器進行遠端調控,操控者透過提前設定引數值可以使儀器實現自動化執行,有效提升儀器的工作效率和工作質量。在實際的生產設計中,程式設計設計由手工轉為自動,CAM軟體通常應用於圖形繪製和設計流程方面,將資料技術與CAM軟體結合可進一步實現軟體的最佳化設計,不但不會改變原有的優勢,反而在實際生產中發揮更大作用,應用範圍也會得到拓展。在機械機床執行過程中,夾板裝卡次數明顯減少,機床位置安排也會變得更加科學合理化,大幅縮減生產佔用面積和生產週期,有效提升企業生產效益。
CAM輔助軟體
2、在生產操作流程中的應用
數控技術在生產中的具體操作流程如下,首先應在數控系統中預先設定合理的零件型別和具體的設計引數,它們的預先設定對於生產裝置儀器執行起著重要的指揮導向作用。其次,透過CAM軟體可設計出準備生產成型產品的對應零件、工作平面圖、實體模型圖等。然後,在製造軟體中輸入加工產品型別的工藝引數,利用製造軟體和製作流程的輸入,裝置儀器可有效實現自動化執行,促使儀器在生產操作流程所有設定環節中順利執行。其次,必須對軌跡檔案的真實可靠性進行核對,確保其可行性。並經過刀具軌跡的模擬流程,以上工序是為了確保後期的工藝操作可以順利完成,生產零件才可真正達到標準要求。此外,針對後置處理檔案,可由工作者對程式碼進行修改完善,從而形成新的處理檔案。生產後置處理檔案可進一步產生新的程式碼檔案,而程式碼檔案的產生可以進行備份留底,對於機床生產起著極大促進作用,使其在規範流程下順利展開。除了對生成程式碼檔案進行處理以外,還需對其他相關檔案進行加工執行處理,在檔案核對工序和有關程式碼檔案內容更新完成之後,就可以將其直接投入機床零件加工,進行加工工藝的最佳化創新。
3、在生產質量檢驗方面的應用
質量檢驗是生產過程中的關鍵環節,數控與CAM軟體技術在生產質量檢驗方面的應用也是產品質量把控的關鍵環節。在原有的裝置基礎上,利用該技術進行工藝設定和生產操作程式碼,不僅可以實現機器執行的自動化,同時還可以實現對生產機械裝置生產的產品進行標準化的質檢工序,對產品質量進行嚴格把控。這些對機械操作行業的發展來說意義重大。另外,該技術在生產質檢方面的應用,也可以提前設定工藝引數、標準品數值、標準品模型等,利用模板合成和再次核對,從而為由自動化工藝裝置生產加工的各項元件達到標準要求提供保障。質量檢查還有產品效能的檢查,效能檢查可採取隨機抽檢的方式,並進一步檢驗抽檢產品的各項操作效能,透過這道檢查工序可確保生產產品的整體質量。促使數控與CAM軟體技術在機控的實踐操作中可以充分發揮其高效的優勢。一旦發現質量問題,便可及時透過已備份的程式碼檔案迅速展開調查,找到質量問題產生的原因、儘快解決,避免因工藝引數、產品數值等輸入錯誤造成不必要的經濟損失和資源浪費。[4]
特殊要求
毋庸置疑,近年來製造業新技術的最大熱點是高速加工技術。據最新的工藝研究表明,高速加工技術在簡化生產工藝與工序,減少後續處理工作量、提高加工效率、提高表面質量等幾個方面,能夠極大地提高產品質量、降低生產成本、縮短生產週期。高速加工技術對CAM也提出了新的特殊要求。
(1)安全性要求
高速加工採用小切削深度、小切削量、高進給速度,特徵加工的一般切削速度(F值)為傳統加工的10倍以上(F可達到2000~8000mm/min),在高速進給條件下,一旦發生過切,幾何干涉等,後果將是災難性的,故安全性要求是第一位的。傳統的CAM系統靠人工或半自動防過切處理方式,沒有從根本上杜絕過切現象的發生。靠操作者的細心、責任心等人的因素是沒有安全保障的。所以無法滿足高速加工安全性的基本要求。?
(2)工藝性要求
高速加工要求刀路的平穩性,避免刀路軌跡的尖角(刀路突然轉向)、儘量避免空刀切削、減少切入/切出等,故要求CAM系統具有基於殘餘模型的智慧化分析處理功能、刀路光順化處理功能、符合高速加工工藝的最佳化處理功能及進給量(F值)最佳化處理功能(切削最佳化處理)等。為適應高速加工裝置的高檔數控系統,CAM應支援最新的NURBS程式設計技術。
(3)高效率要求
高效率體現在兩個方面:1)程式設計的高效率:高速加工的工藝性要求比傳統數控加工高了很多,刀路長度是傳統加工的上百倍,一般程式設計時間遠大於加工時間,故程式設計效率已成為影響總體效率的關鍵因素之一。傳統的CAM系統採用面向局部曲面的程式設計方式,系統無法自動提供工藝特徵,程式設計複雜程度很大,對程式設計人員除工藝水平之外(基本要求),還要求有很高的使用技巧。迫切需要具有高速加工知識庫的、智慧化程度高的、面向整體模型的、新一代CAM系統。2)最佳化的刀路確保高效率的數控加工,如基於殘餘模型的智慧化程式設計可有效地避免空刀,進給量(F值)最佳化處理可提高切削效率30%等。
綜上所述,當今的CAM系統雖然為現代製造業的發展立了汗馬功勞,但在生產管理、操作使用上存在著與實際要求的巨大矛盾;在結構上、功能專業化等方面與網路下系統整合化的要求存在嚴重的不協調;基本處理方式嚴重阻礙智慧化、自動化水平的提高。這一切都使新一代CAM的誕生與發展成為必需。CAD技術中面向物件、面向特徵的建模方式的巨大成功,為新一代CAM的發展提供了參考模式,網路技術為CAM的專業化分離與系統整合提供了可能。透過以上的分析,新一代CAM系統的大致輪廓已經顯現。