计算机辅助制造

计算机辅助制造（英文：Computer-aided manufacturing，缩写：CAM）是工程师大量使用产品生命周期管理计算机软件的产品组件制造过程。计算机辅助设计中生成的组件三维模型用于生成驱动数字控制机床的计算机数控代码。这包括工程师选择工具的类型、加工过程以及加工路径。

计算机辅助制造加工的产品，不管量产再多件都有极高精确度

综述

有些计算机辅助制造与计算机辅助设计集成，譬如MASTERCAM等。每一个计算机辅助制造软件首先都要解决 CAD数据交换的问题，因为生成数据的 CAD 系统就像文字处理软件那些经常按照它自己的专有格式保存数据。通常需要计算机辅助设计操作员将数据输出成通用的数据格式，2D平面如DXF及DWG等；3D曲面则以IGES或者STL为主要选择。一般而言，只要CAD在绘制时所使用的单位与计算机辅助制造软件相同，通常都不需要再进行编辑，所以可以直接采用，较为简单。

计算机辅助制造软件的输出结果通常是结构较简单的"G代码"程序(.NC)，当加工为2D平面加工时，G代码程序内容会较简单易懂(因其绝大部分均为两轴定位)，然而，当加工为3D曲面，G代码程序会变的较为庞大，而且也较难解读。

当计算机辅助制造软件转出G代码程序后，会使用直接数字控制（DNC）程序将它传送到加工机控制器上，目前亦有可将G代码程序存储于存储卡中，在插入加工机控制器所配置的存储卡插槽中让控制器读取。

尽管长期以来人们一直梦想计算机辅助制造软件能够独立运转，然而，无论再先进的计算机辅助制造软件，在没有技术成熟的人员使用下，均极为容易造成后续加工上的失误 (断刀、过切等)，因此它仍然需要知识与技能都很丰富的操作员来进行操作与设置，譬如：刀具的选择、加工的深度、加工的方式等等。

在最佳的情况下，计算机辅助制造软体操作人员最好与数控机床操作人员相同，这样的配置，加工失误的几率会降到最低。

 
大型计算机辅助制造床台
 
计算机控制的激光切割产品虚拟模型与实体完全一样

历史

商用计算机辅助制造的应用最初出现在汽车以及航空工业领域的大公司中，例如1971年雷诺用于车身设计与加工的 UNISURF。

加工过程

大多数加工过程都要经过三个步骤，根据材料以及所用软件的不同每一步都是或简单或复杂的策略来实现，这些策略有：

粗加工
这个过程从立方原料或者铸件开始，将它大致加工成最后的模型。因为按照水平方向加工，通常得到一种阶梯的形状。常用的策略有 zig-zag clearing、offset clearing、plunge roughing、rest-roughing。
半精加工
这个过程从经过粗加工的不平零件开始，按照一个固定的偏移对零件加工。
精加工
与半精加工类似，但是起始所用原料不同。

当今提供计算机辅助制造软件的公司

根据2005年收入排列，最大的计算机辅助制造软件公司是UGS Corp (已被Siemems并购) 与达索系统(Dassault Systèmes)，二者都占有逾10%的市场份额。PTC、itachi Zosen和Delcam分别占有逾5%的市场份额。Planit、Tebis、Missler、CNC (Mastercam)及WorkNC分别占有2.5%到5%的市场份额。剩余35%的市场份额被其它较小的供应商所分割 (SprutCAM, GibbsCAM & etc.)。

应用领域

  • 机械工程
  • 电子设计自动化计算机辅助制造工具准备要制造的印制电路板及集成电路设计数据。

参见

  • 计算机辅助设计
  • 计算机集成制造
  • 直接数字控制
  • 柔性制造系统
  • 集成计算机辅助制造
  • 快速成型技术
  • 制程管理

外部链接