選擇高性能的CAD/CAM系統(tǒng)應注意的幾點問題

常久紅 王文秀

（哈爾濱哈影電影機機械有限公司 黑龍江 哈爾濱 150001）

計算機輔助設計，英文縮寫為CAD。計算機輔助制造，英文縮寫為CAE。這項技術是伴隨著計算機技術的發(fā)展而發(fā)展起來的，距今才短短的四十多年。CAD/CAM技術發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有了很大的進步。現(xiàn)在的CAD/CAM軟件主要在工作站或微機平臺上運行。工作站的優(yōu)點是圖形處理速度快，性能好，但缺點是價格一直居高不下，給企業(yè)增加了成本，這就限制了CAD/CAM技術在工作站上的推廣。隨著計算機技術中Pentium芯片和Windows NT操作系統(tǒng)的出現(xiàn)并流行，CAD/CAM軟件找到了新的運行平臺。由于計算機的價格遠低于工作站，這就降低了企業(yè)的準入門檻。特別是現(xiàn)在的計算機操作系統(tǒng)的性能比起中低檔工作站是有過之而無不及，且windows NT操作系統(tǒng)的安全性與DOS、Windows3.x、Windows95/98/2000等操作系統(tǒng)相比有了很大提高。所以，企業(yè)競相看中了微機平臺，這為CAD/CAM技術的應用奠定了基礎。在此基礎上，CAD/CAM軟件廠商又不失時機的推出了新的版本。首先原來就大名鼎鼎的CAD/CAM的軟件公司（如UG、CATIA）將原來的工作站平臺上的軟件全功能地移植到計算機平臺上，使新老用戶都不用重新熟悉操作系統(tǒng)；其次CAD/CAM軟件完全擺脫了Unix環(huán)境，開始在Windows平臺上全面使用。目前，新興的微機中央處理器（Pentium以上處理器）和新的操作系統(tǒng)環(huán)境（windows NT操作系統(tǒng)）已經(jīng)成為主流平臺。

計算機輔助技術從單項應用到集成化應用；從單元技術到系統(tǒng)集成、總體解決方案；從單個公司向集團聯(lián)盟化發(fā)展，都反映了CAD/CAM技術發(fā)展的過程和趨勢。大約在兩年多以前，Autodesk公司開始倡導和提醒企業(yè)用戶，要將CAD創(chuàng)成出來的數(shù)字化信息及時有效地應用到企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、制造、管理的各個環(huán)節(jié)中，由此，不斷推出呼應其理念的軟件產(chǎn)品，從二維向三維的轉(zhuǎn)換。Autodesk Inventor Series全新的三維設計技術提供轉(zhuǎn)換的設計系統(tǒng)，具有業(yè)界領先的DWG兼容性、自適應技術、大型裝配處理性能、以及直觀流暢的工作流程。天舟興業(yè)公司兩年來專注于提供通用化集成環(huán)境的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理市場，集成了國內(nèi)外優(yōu)秀的CAD/CAE/CAM/CAPP軟件和系統(tǒng)，同時通過BOM接口與ERP集成。從技術的集成到產(chǎn)品的集成，再到通過購并重組的市場集成，其主流趨勢越來越彰顯。CAD/CAM技術、產(chǎn)品集成的主流趨勢不僅僅是業(yè)界技術和產(chǎn)品的趨勢，它同時也集中反映了企業(yè)信息化技術的應用趨勢。企業(yè)CAD/CAM技術應用發(fā)展到一定階段，已經(jīng)出現(xiàn)的技術“孤島”、出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息分散的現(xiàn)象都對信息集成提出了需求。應當說，正是企業(yè)的這種需求促進和加快了信息技術標準的統(tǒng)一趨勢和集成化。

面對市場上品種繁多的CAD/CAM軟件，如何選擇一款高性能的CAD/CAM系統(tǒng)就成為了擺在企業(yè)面前的課題，下面就從前置處理、后置處理以及綜合性能三個方面予以闡述。

目前CAM軟件系統(tǒng)在功能實現(xiàn)上一般都分為兩個步驟：

（1）前置處理：就是根據(jù)所加工零件的結(jié)構特征，結(jié)合工藝決策（包括刀具選擇、進給量等工藝參數(shù)的決定），生成描述加工過程的刀具軌跡信息文件的過程。

（2）后置處理：是根據(jù)刀軌跡信息及特定機床的性能參數(shù)要求和該機床所配置的數(shù)控系統(tǒng)的特性要求生成針對該數(shù)控設備的數(shù)控加工代碼的過程。

那么，如何選擇一款高性能的CAD/CAM系統(tǒng)就主要要從前置處理、后置處理以及綜合性能等三方面入手。本文就從以上三個方面來談談選擇是需要考慮的內(nèi)容。

1 前置處理

1.1 由于軟件運行的平臺與編寫的文件存在接口問題，所以考慮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入接口就成為一個首要問題：目前，大多數(shù)的CAD/CAM軟件都提供多種格式的數(shù)據(jù)輸入接口，比如IGES、DXF、STL、SAT等通用接口，有的平臺還針對著名的CAD/CAM軟件如Pro/E、UGII、CATIA等提供專門接口。但由于開發(fā)商的不同，不同的軟件所支持的數(shù)據(jù)格式也有所不同，這些不利因素隨著接口的標準化將逐步被消除。有些CAM軟件對通用CAD三維模型所謂的支持只是自己做的一些數(shù)據(jù)格式的后臺轉(zhuǎn)換，會產(chǎn)生一些模型特征的丟失。而有些CAM軟件是購買了一些通用CAD的模型數(shù)據(jù)，能夠直接讀取三維模型，而不需要后臺的轉(zhuǎn)換，進而保證了模型數(shù)據(jù)的完整和模型特征的不丟失。

1.2 在前置處理中，走刀方式是否被支持以及工藝的適應性問題也必須被考慮：眾所周知，在機械加工中，加工工藝非常重要。比如走刀形式的選擇對加工出來的表面質(zhì)量就有很大的影響。例如，在內(nèi)型腔的加工過程中，行切法加工方式、環(huán)切法加工方式的加工質(zhì)量就不同。在銑削加工，對于曲面加工，單純的往復走刀，進行行切，就不能達到相應的表面質(zhì)量，只能選擇沿輪廓線進行環(huán)切法的走刀形式才可以達到較高的表面加工質(zhì)量，而且為提高工件表面的精度和減小粗糙度，還可以采用多次走刀的方法，特別是在精銑時，宜采用順銑，以減小零件被加工表面粗糙度的值。除了走刀方式之外，我們還要注意選擇的CAD/CAM軟件是否提供過切保護、刀桿的干涉檢查甚至是加工過程的模擬仿真等輔助功能。

2 后置處理

在后置處理中主要應考慮的是CAD/CAM軟件與數(shù)控機床的兼容性問題，也就是說是否能夠提供開放式的后置處理自定義功能。所謂后置處理，就是根據(jù)前置處理得到的刀具軌跡和工藝參數(shù)信息，結(jié)合特定數(shù)控機床的性能及其所要求的數(shù)控程序格式，生成該機所能識別的數(shù)控加工程序。目前，市場上應用較普遍的數(shù)控機床，如法那克FANUC，西門子SIEMENS，三菱 MITSUBUSHI，發(fā)格 FAGOR的數(shù)控系統(tǒng)，均提供自己的編程格式，導致即使是相同的加工，代碼格式也各不相同，這就要求好的CAM軟件能夠提供不同機床的后置處理。一款高性能的CAM軟件，應該能夠提供開放式的后置處理自定義功能。

3 綜合性能

這里主要應考慮以下兩方面內(nèi)容：

3.1 軟件是否可以方便學習應用：操作界面的友好和操作方法的簡單，對于使用者來說很有吸引力的，“傻瓜”使得操作一直是使用者追求的夢想。Windows系統(tǒng)在這方面大大占有優(yōu)勢。在這一點上基于Unix系統(tǒng)開發(fā)的軟件就不免有些吃虧了。軟件操作的簡單方便也很重要。有些CAM軟件，功能比較強大和齊全，但需要很長時間的學習才可以操作，上手很慢，直接影響使用效率，推廣起來就不太容易。相反，如Solidworks這樣的有點基礎就能上手的軟件推廣起來就很容易被接受。

3.2 軟件的發(fā)展性也是必須考慮的：計算機技術的發(fā)展速度之快人所共知。例如：過去支持三軸聯(lián)動的軟件早就淘汰了、取而代之的是支持四軸聯(lián)動、五軸聯(lián)動的新版本；原來還只有工作站及UNIX系統(tǒng)上才能運行CAM軟件，隨著Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展，也早已降低了門檻；未來的軟件發(fā)展是向著智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展的。所以在選擇CAD/CAM軟件的問題上，要充分考慮該系統(tǒng)的可擴充性。前瞻性和長遠發(fā)展的目標是必要的。

隨著計算機操作系統(tǒng)平臺的發(fā)展，制造業(yè)加工將越來越緊密結(jié)合計算機平臺。高性能的CAD/CAM系統(tǒng)的選擇將有更廣闊的空間。