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优质CAM软件 促使CNC加工效率跃升

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制造业若能采用具备高速切削性能的优势CAM软件,并与高速加工机与刀具、CAD系统有效整合,将有助于缩短制程、大幅提升产品表面品质。Mastercam
制造业若能采用具备高速切削性能的优势CAM软件,并与高速加工机与刀具、CAD系统有效整合,将有助于缩短制程、大幅提升产品表面品质。Mastercam

制造业所推动的概念设计,并非意在展现自我聪明才智,其终极目标必然在于生产;因此以从事数值控制加工的企业而论,对于电脑辅助制造(CAM)软件的倚重程度,不见得

环顾数值控制加工,个中最至为关键的环节,无非就是零件的加工品质、生产效率,凡此种种,皆需仰赖好的CAM软件予以实现;由此可见,不论对于运输工具或各类型机械制造商,对于选用CAM软件的正确与否,着实影响深远。

值得一提的是,随着CAD技术的普及发展,已为设计工程师提供一种先进的设计手段,不管针对设计组件的重用、设计版本的控制、标准组件的自动产生、设计是否合乎实际规则之检验、装配件的自动设计,一直至工程档案的输出,都可藉由电脑辅助而妥善执行。只不过,一些传统的加工技术或工具,不见得能顺应设计技术之长足发展,此时即需借助CAM填补此一缺口,遂使得此类软件,逐渐成为电脑辅助技术应用的另一个热点。

至于企业如何选择最适合己用的CAM软件?根据多数业者的共识,在CAM软件中,可以适切满足前处理与后处理等基本功能的产品,种类并不算少,各类产品均有不同特性与诉求,然而意欲择优选用,万变不离其宗,大致不脱一个共通程序,先是厘清企业产品的发展方向,再来厘清现阶段数值控制加工所需解决的问题,接着预测未来发展所需解决的问题,分析所需CAM软件的功能特性、并确立加工技术决策,对比不同CAM软件的执行效能,终至选定最合适的CAM软件。

厘清实际需求 有助遴选适当标的

综上所述,在思索CAM软件导入标的过程中,有些关键因素,绝对值得企业详加考量。首先即是厘清自身需求。伴随市场迅速发展与变迁,已导致制造商的生产模式,逐步趋向少量多样化,且新旧产品的更替速度也日益增加,因而可以肯定,基于加工中心机的CAM软件需求,必然愈趋迫切;但可惜的是,若干企业在选择采购标的之际,往往未将自身实际需求列为优先顺位,反而备受供应商宣传或诱导之影响,从而滋生干扰,最终选择了不符合需求的系统。

正确的做法是,在评估CAM软件之前,务必要将自身需求想得清楚透彻,包括当下企业所面临的加工难题、期望系统协助如何解决、企业未来发展方针,乃至于针对未来问题的解决之道,都足以影响CAM软件的实施规模与布建标的;以铣削加工为例,当前多数企业所执行的加工模式,往往仅涉及三轴同动,即便因应未来发展,可能触及四轴同动需求,但凭藉三轴同动也未尝不能有效满足,但若干企业最后却选用支持五轴同动的高端产品,明显逾越当下甚至未来需求,徒增不必要的成本支出,着实值得商榷。

其次的要务,则是仔细剖析与比较不同CAM软件的功能。综观市面上的CAM软件,多用于关键零组件或模具类、工具类产品的数值控工艺序编写,通常需要区分为几个不同层面,分别加以检视,其中之一便是「前处理」,其重点在于依据加工零件的结构特徵,辅以刀具选择、进给量等技术参数决策,以及加工过程的刀具轨迹信息档案型态,一并予以综合判断,考量的关键因素包括了数据输入界面、走刀行切的方式,乃至于研判软件是否具备刀杆干涉检查、过切保护、加工过程的数值模拟等辅助性功能。

针对数据输入界面,尽管不少CAM软件本身提供造型系统机能,便于加工工程师直接进行零件设计,待设计完成后再执行数控程序编写,但其实在大多数情况下,设计工程师经常采用不同的造型系统,此时即需透过CAM软件读取CAD设计成果,并以此设计模型为基础,执行分析及数控程序编写等工作;在此前提下,企业实有必要确认CAM软件所擅长支持的数据格式,甚至挑选几个较具指标性的零件,实地进行测试,以验证能否正确无误读取特定CAD数据。

此外,为维系机械加工品质,企业亦须详加检视CAM软件可支持之走刀型态。就一般铣削加工而论,若是单纯的往复式走刀,对于平面轮廓加工的品质,理应不成问题,然而一旦指向曲面轮廓,此时则需沿着轮廓线采取环形走刀行切,由此可见,即便针对单一零件,即可能因应不同部位而施以不同切削模式,端视CAM软件能否妥善支持。

CAM软件非孤岛 宜以长远应用为依归

除了前处理外,关于「后处理」,亦有诸多评估要件;何谓后处理?即是读取前处理程序所产生的刀具轨迹及切削参数,从中撷取相关加工信息,然后根据特定数值控制机床的特性及对应之NC格式,执行必要的分析、判断与处理,最终产出该数值控制机床可以识别的数控加工程序。由于不同的机床或加工中心机,对于同一加工程序,产生的代码格式不尽相同,此时便考验CAM软件能否辨别个中歧异,因应不同机床或加工中心机,精确地执行后处理任务。

时至今日,CAM后处理技术,已是机械制造业甚为倚重的一环,因此多数CAM软件厂商,都已针对市面上较为常见数值控制机床,预先提供相对应的POST后处理模块,至于其他相对罕见的机床,也开放提供让用户自行定义的机制,甚至若干CAM软件,还采取了颇为直观亲和的问答模式,一步步指引用户定义特殊的后处理功能,所以那怕是再复杂的需求,都可在不失便利的前提下加以满足。

当然,除了前处理与后处理外,尚有其余基本要素,务求加以厘清。比方说,操作的便利性、以及系统界面的友善性,便是相当重要的环节;放眼市场,部分CAM软件的功能堪称强大齐全,但碍于操作程序太过复杂,界面的可视性又不高,因而夹带较高的学习门槛,对于半生不熟的使用者,初次进入犹如走迷宫,迟迟无法得心应手,难免对使用效率多所折损,企业要选用此类软件前,务必三思而后行。

不可否认,CAM软件厂商也深知用户愈来愈讲究操作便利性,因此在强调「设计功能强大」之余,通常也会一并标榜「易学易用」、「加工效率最大化」等亲和特质,看来似乎每套软件都简单易用,至于实际内容是否真是如此,企业唯有亲身体验,才能下定论。

另一方面,不少制造商为求节约成本,在几经考虑下,最终都决定采购价位较低的产品,如此做法,固然不失合理性,但未必是最佳抉择。

主要是因为,CAM软件绝非一座孤岛,而需连同CAD/CAE系统,一并组成制造业者的产品设计、优化、制造、交付及支持中枢,重要性不言可喻;所以企业与其唯价格是问,倒不如着眼于更长远先进的应用需求,慎选优质CAM软件供应商,不仅向其购得良好的商品,也连带购进良善的技术支持、售后服务,甚至援引该厂商可长可远的技术发展Roadmap,为企业未来的发展布局而预作准备。