了解计算机辅助制造(CAM)软件的用途、挑战和未来

2021年3月15日,星期一

什么是计算机辅助制造
凸轮市场
谁使用CAM软件?
凸轮的趋势
CAM软件应用程序开发人员需要什么?
CAM行业的挑战和解决方案
常用CAM软件工作流程
在CAM软件中实现一个开发项目

什么是计算机辅助制造?

当我们谈论计算机辅助制造(CAM)的历史时,我们首先必须承认什么是最先出现的:计算机辅助设计(CAD)。20世纪50年代初,麻省理工学院(MIT)的一位名叫道格拉斯·t·罗斯(Douglas T. Ross)的研究员在认识到为军用雷达技术设计计算机显示系统的潜力后,创造了“计算机辅助设计”这个短语。后来,在20世纪60年代末,雷诺公司的工程师Pierre Bézier创建了第一个真正的3D CAD/CAM程序,名为UNISURF CAD。他的开创性项目彻底改变了汽车设计流程,永远改变了设计和制造。

CAM的清晰定义如下:计算机辅助制造是指利用计算机系统来辅助生产操作的计划、控制和管理。这是通过计算机和生产操作之间的直接或间接联系来实现的。简而言之,CAM能够提高效率,提高精度,增加制造过程的一致性。

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凸轮市场

2019年,全球CAM市场规模预计将从2018年的23亿美元增长到2023年的34亿美元(来源:marketsandmarketanalysis)。The Courier在2021年3月发布的信息称,到2026年,全球CAM市场预计将增长到47.1亿美元。预计在预测期内,汽车行业的垂直市场规模将是最大的。CAM市场的主要驱动力是机器人技术的快速增长、生产质量的提高、整体机器效率和工业化的兴起。

谁使用CAM软件?

使用CAM的行业包括汽车行业;航空航天和国防;工业设备;高技术;医疗器械及部件;能源和公用事业;教育;工程;和建筑业。计算机辅助制造业的职业通常涉及计算机数控(CNC)机械的开发、设置、操作和维护。 CNC programming is used by manufacturers to create program instructions for computers to control a machine tool.

图片由clos提供

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凸轮的趋势

在与我们的客户和行业同行交谈时,我们发现制造业面临以下挑战:

  • 对定制部件的生产需求
  • 对小批量的需求,甚至小到一个批量的需求
  • 即使对于简单的零件,CAM编程也可能是复杂和耗时的
  • CAM程序员需要很长的培训周期才能充分发挥其生产力
  • 高质量的机器操作工很难找到

此外,我们还看到了提供自动化、数字化、物联网和制造业服务的行业趋势。软件已经成为机器制造商和工具制造商在加速面向过程的工作流方面的一个重要区别。我们看到了一些颠覆性的技术,比如易于使用的基于云的应用程序,它可以在任何地方提供安全访问。

CAM软件应用程序开发人员需要什么?

或者,更好的问题可能是,什么可以使CAM应用程序开发人员的工作更容易?3D几何建模功能,以及CAD互操作性功能,可以帮助CAM工程师从不同的系统导入CAD模型到应用程序中。这些功能分析和优化模型与快速和直接的几何编辑,以及维护CAD工程师的原始设计意图。

让我们来看看CAD互操作性的一些特性,它们对CAM应用程序有帮助:

  • 快速装配可视化用于CAM数据准备。
  • 计算机辅助设计结合性:自动重新配置加工装置,以适应设计更新。持久性名称提供了一种机制,在更新CAD模型时,重新将制造数据与CAD模型关联起来,从而实现了设计与工程之间的无缝协作。
  • 语义PMI导入:获取并利用CAD工程师的设计意图。完整支持PMI跨本地CAD和标准格式是必需的。完整的图形和语义PMI与几何的关联是一个好处,因为它减少了屏幕上的混乱,并实现了制造的自动化。

了解一个CAD互操作性工具包有利于CAM工作流程。

此外,CAM应用程序开发人员可以通过以下3D几何建模器功能来增强他们的应用程序:

  • 特征识别和失败:允许CAM工程师自动分析和优化特定制造和工装过程的CAD模型。
  • 直接编辑:授权CAM工程师轻松编辑CAD设计。
  • CAD变形:能够根据加工过程的仿真结果,将回弹补偿包含到设计中。
  • 碰撞检测:为CAM工程师提供精确可靠的加工过程模拟。

了解一个三维几何建模有利于CAM工作流程。

CAM行业面临的挑战和解决方案

当我们想到未来的制造工作流程时,几个主题浮现在脑海中:定制部件、小批量、节省时间的操作等等。目前,计算机辅助制造软件还存在许多亟待解决的问题和挑战。

挑战 解决方案
接收不完整的CAD更新。例如,一个CAM工程师从一个CAD工程师那里收到一个零件更新,但是它没有装配中需要的口袋。 可以让CAM应用程序开发人员构建易于使用的工作流的建模器,例如在CAD版本更新中提取和复制功能。能够识别和提取拓扑以及定义这个口袋的参数的建模器。此外,通过利用建模者的编辑功能,如缩放、填充、挤压、对称图案和减法,CAM应用程序可以使工程师通过几个简单的步骤重新创建口袋。

挑战 解决方案
模拟也可能导致最后一分钟的设计更新,影响制造商。 使用3D软件组件,您可以构建多个仿真工程师可以同时对CAD和进行设计更改的应用程序最后自动合并

挑战 解决方案
在人类驱动的CAM编程中,CAM工程师必须采取手动步骤,这需要时间和熟练的CAM软件工程师。此外,当目标部件的拓扑结构变得更加复杂时,相应的成本和人为故障风险也会增加。 无人驾驶凸轮。我们将在下一节中深入讨论这个问题。

常用CAM软件工作流程

软件程序中的工作流与商业中的任何事情都是一样的:一个人在开发一个项目时从开始到结束所经历的一系列主要步骤或阶段。在CAM软件中,工作流通常被称为刀具路径。工作流程包括计算实际路径,驱动工具在机器上移动的位置。

下面你将看到许多制造公司以同样的方式使用的经典工作流。CAD零件被导入CAM系统或机器控制器中。经过CAM加工后,零件将在机器上制造出来。

生产工作流程

机器驱动的CAM编程,或自动驾驶的CAM,是一个利用更自动化的解决方案来改进这个工作流的机会。使用自动驾驶CAM方法,CAM的准备工作很容易,甚至可以由没有经验的操作人员执行,而不依赖于零件的复杂性。CAM编程过程中的每一个必要决策都由系统自动处理。综上所述,自动驾驶CAM使得定制零件的高效制造成为可能,这为工场和机床制造商提供了重要的价值和机会。

在本次网络研讨会中了解更多关于自动驾驶CAM的信息:自动化的CAM编程。

在CAM软件中实现一个开发项目

CAM允许应用程序开发人员通过在他们的应用程序中实现自动化,从而在制造业数字化转型中占据主导地位。归根结底,应用程序开发人员希望构建CAM应用程序,使CAM工程师在设计迭代期间能够轻松地与CAD或CAE工程师协作。

CAM应用程序开发人员需要为其开发项目提供最好的开发组件。对于CAM供应商或数控机床制造商,解决方案将是他们自己的软件,而不是市场上的通用CAM产品。他们拥有它,他们支持它,他们可以自己开发它,他们可以根据客户的需求增强软件。他们将为他们的客户实施他们的专业知识,并为他们的工作流程或特定的机器优化软件。软件背后的3D组件将帮助CAM供应商进入当前不同行业的CAD生态系统。

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