【編者按】信息技術(shù)支撐了未來的軟件功能向制造端發(fā)展并形成了趨勢痒塞。傳統(tǒng)的CAD設(shè)計軟件系統(tǒng)針對產(chǎn)品的制造加工嫡境，通過“面向裝配”、“面向制造”和“并行工程”的軟件開發(fā)技術(shù)煮肋。要在CAD系統(tǒng)中做加工路徑的生成逸茅、加工的仿真。在加工仿真的過程中做過切檢查响友，碰撞與干涉的檢查详不。未來，整個工廠布局的仿真系統(tǒng)扳辉，可能是一些CAD/CAM系統(tǒng)供應(yīng)商的技術(shù)發(fā)展方向妖救。”

　　我們可以這樣理解粒梦，傳統(tǒng)的CAD設(shè)計軟件系統(tǒng)針對產(chǎn)品的制造加工亮航，通過“面向裝配”贮配、“面向制造”和“并行工程”的軟件開發(fā)技術(shù)，在設(shè)計端“設(shè)計”了產(chǎn)品加工制造的高速塞赂、高效和精加工泪勒，并通過這三大主線技術(shù)實現(xiàn)了CAD與CNC異構(gòu)制造系統(tǒng)的集成。由此顯現(xiàn)出一個趨勢宴猾，PTC公司等傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)供應(yīng)商在用戶需求驅(qū)動下其設(shè)計軟件技術(shù)和功能不斷從設(shè)計端向制造端延伸圆存。PTC中國區(qū)MCAD產(chǎn)品技術(shù)專員陳雷先生說：“面向制造，除了在早期的設(shè)計系統(tǒng)中要考慮到制造的因素以外仇哆，在后期的加工過程中沦辙，要在CAD系統(tǒng)中做加工路徑的生成、加工的仿真讹剔。在加工仿真的過程中做過切檢查油讯，碰撞與干涉的檢查。未來延欠，整個工廠布局的仿真系統(tǒng)陌兑，可能是一些CAD/CAM系統(tǒng)供應(yīng)商的技術(shù)發(fā)展方向∏莺纾”

　　CAD系統(tǒng)能更有效地提升產(chǎn)品加工和制造的能力素司。

　　從整個CAD/CAM業(yè)界看，這是一種技術(shù)的發(fā)展趨勢赌置。陳雷先生認(rèn)為：“從CAD系統(tǒng)本身出發(fā)如何提高制造的功率和質(zhì)量押逾？首先在設(shè)計的時候就要考慮到一些制造工藝的因素±栋疲”所以系統(tǒng)開發(fā)提出了一個“面向制造的設(shè)計”眶洗，還有一個是“面向裝配的設(shè)計”，在設(shè)計的時候就要考慮到產(chǎn)品后期的裝配以及制造的因素饵朱。并且要通過并行工程堤网，讓制造部門的人和最后組裝的人們，在設(shè)計的早期就能夠參與到產(chǎn)品的設(shè)計中來板刑。這個并行工程的實現(xiàn)不是單一的CAD工具就可以實現(xiàn)缰兄，要通過PTC的Windchill平臺架構(gòu)來實現(xiàn)∫丶可以讓企業(yè)中與產(chǎn)品相關(guān)的人員在設(shè)計早期就參與進(jìn)來，并提出自己的意見和看法休玩，幫助設(shè)計人員修改設(shè)計著淆。而且并行工程也是“精益生產(chǎn)”中一個很重要的概念。精益生產(chǎn)是通過并行設(shè)計實現(xiàn)零庫存拴疤、零缺陷目標(biāo)的重要手段永部。

　　關(guān)于CAD系統(tǒng)和設(shè)計下游的加工設(shè)備独泞，產(chǎn)品制造過程的集成度在哪些方面得到了提高？PTC首先在CAD系統(tǒng)苔埋，即Pro/E是CAD懦砂、CAE、CAM集成的系統(tǒng)组橄。在CAD中可以完成產(chǎn)品的3D的建模荞膘，性能的分析和優(yōu)化以及最后加工刀具軌跡的生成，并且可以進(jìn)行加工和仿真玉工。最后羽资，把加工的軌跡輸出到下游的數(shù)控機床，實現(xiàn)完整過程遵班。對于現(xiàn)在的企業(yè)魏蜒，使用很多類型的機床，對制造資源如何平衡有蒲，如何規(guī)劃发凹，在PTC的Windchill系統(tǒng)中也有一個新的模塊MPMlink，這個模塊可以對整個制造資源以及加工過程的工藝管理做平衡和優(yōu)化冈柑，包括從制造工藝到制造資源的分配都可以得到很好的規(guī)劃和平衡溜帐。

　　目前，傳統(tǒng)的CAD/CAM業(yè)界在倡導(dǎo)“虛擬制造”多梅、“數(shù)字樣機”勃核，未來CAD軟件設(shè)計更多的與制造過程相集成。并且苏蒿，工廠整體的模擬也是一個發(fā)展方向俩孽。陳雷先生認(rèn)為，目前業(yè)界可能還沒有完整成形的軟件嫉鸳。但是患达，基礎(chǔ)的軟件構(gòu)成已經(jīng)實現(xiàn)。如數(shù)字樣機等技術(shù)和產(chǎn)品喷聪。前面講到的工廠习劫，在加工過程的模擬中首先要有一個數(shù)字樣機的平臺才能實現(xiàn)。要能夠把整個生產(chǎn)的裝配做成虛擬的數(shù)字樣機嚼隘，然后才可以模擬產(chǎn)品的加工過程诽里。而且在Pro/E中可以對單臺的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工模擬仿真。這個功能已經(jīng)實現(xiàn)了飞蛹。實現(xiàn)整個工廠布局和模擬可能是未來的發(fā)展方向谤狡。

　　借鑒豐田公司的生產(chǎn)制造模式，PTC一直在倡導(dǎo)“精益生產(chǎn)”卧檐。精益生產(chǎn)過程中的加工能夠?qū)崿F(xiàn)切削的加工驗證墓懂，提高加工精度焰宣，提高加工速度，縮短零部件的加工時間等捕仔。在精益加工中所能實現(xiàn)的上述功能或者效能的情況下匕积，其中CNC實現(xiàn)的效能中是可以通過CAD設(shè)計端的軟件系統(tǒng)能來實現(xiàn)的。那么榜跌，CNC的高效闪唆、高速加工以及高精度加工如何通過CAD軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)呢？陳雷先生士敬，這位曾經(jīng)在中國船舶重工集團(tuán)任職八年侧碍，在產(chǎn)品研發(fā)和制造業(yè)信息化等方面都積累了豐富經(jīng)驗的技術(shù)專家說，首先彻芒，要加工肯定要有產(chǎn)品的3D模型赴仪。第一，3D建模就在CAD系統(tǒng)里面實現(xiàn)的尘晓。第二换橱，CNC機床加工的軌跡從哪里來，也是從CAD軟件里面得到的验阱。CNC過去在剛出現(xiàn)的時候是采用人工編程的舔躏，而且工作量是很大的，并且只適用于簡單形狀產(chǎn)品降蹋，對于簡單的形狀可以用人工編程》狼妫現(xiàn)在的產(chǎn)品越來越復(fù)雜，人工編程幾乎是不可能的睹沐，必須要自動編程助店。所以說刀具的軌跡就必須要從CAD的3D模型里面得到，并通過電腦自動編程來實現(xiàn)佛吓。

　　所以說前端的CAD軟件宵晚，3D建模功能就是一個基礎(chǔ)了。必須要有3D模型维雇，然后才可以做CNC的軌跡生成和加工刀軌淤刃。CNC軌跡生成和加工刀軌是否合適，是否適用吱型，還需要在CAD軟件里面做一些虛擬仿真逸贾，加工過程的仿真，來檢查它是否有過切唁影，如加工過程是否有碰撞耕陷。刀具和工裝有沒有碰撞，和夾桿有沒有碰撞据沈。

　　現(xiàn)在哟沫，企業(yè)使用數(shù)控機床種類又非常多，而且不同的機床使用的CNC的代碼格式又是不同的锌介。CAD系統(tǒng)怎么能夠適用這些機床嗜诀，需要有一個后處理。在Pro/E系統(tǒng)中有一個非常強大的后處理器症旭，可以把在CAD軟件中生成的CNC加工刀軌通過后處理器編譯成適合于任何種類機床的加工代碼瀑捣。

　　也就是說Pro/E的CNC刀軌基本上可以驅(qū)動所有類型的CNC機床。只要通過這個強大的后處理器編譯后秉返，基本上所有的數(shù)控機床都可以驅(qū)動驼值。這個后處理器有一個非常強大的能力，幾乎每一個指令都可以配置螺坟。

　　說到這個話題顷沉，有一個實際的事例，北一機床集團(tuán)和大隈公司缸秀，在北一大隈使用的機床幾乎是同一類型的數(shù)控機床钢囚，而北一及其他機床行業(yè)企業(yè)使用的機床基本上都是不同種類的機床。因此唯碗，許多企業(yè)質(zhì)疑目前使用不同的編程代碼在將來需要實現(xiàn)統(tǒng)一的信息指令和前端的設(shè)計并與后端的ERP的集成時鸟氨，在打通信息孤島等方面還存在著很大的風(fēng)險。陳雷先生表示铐向，目前CNC加工的指令格式不一樣集炭，是因為各個廠家都有自己的一套系統(tǒng)。同一個指令复斥，比如說G20可能在不同的機床廠家指令的含義是不一樣的营密。就需要通過后處理器把它編譯過來。在CAD中生成的刀軌是一個刀位文件永票，這個刀位文件是國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的格式卵贱，基本上都是統(tǒng)一的。

　　從刀位文件到后面的CNC代碼侣集，因為加工代碼的格式不同逸萄，所以中間轉(zhuǎn)換的過程就需要通過后處理器的配置文件來實現(xiàn)。就像我們平時把中文翻譯成英文或者是不同的語言一樣薄腻，翻譯成數(shù)控機床能夠明白的代碼索烹，從而驅(qū)動機床的加工過程。

　　對于加工的高速度和高精度是企業(yè)比較關(guān)注的話題臭埋，CAD供應(yīng)商采取的技術(shù)策略對于CAD與CNC的集成和企業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生很大的影響踪央。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展瓢阴，高速加工也變得越來越重要了畅蹂，高速加工顯然有很多的優(yōu)勢盹躬。為了適應(yīng)用戶的需求和行業(yè)發(fā)展的趨勢，在CAD軟件方面也提供了相應(yīng)的支持血沦。不僅Pro/E支持高速加工支持恐程，而且2007年P(guān)TC還收購了一家公司，整合后推出了一個新的產(chǎn)品野言，叫做ToolMaker皿理。Toolmaker也可以支持高速加工，這是一個復(fù)雜曲面的專業(yè)加工軟件近窟。

　　談到高速加工和普通加工的區(qū)別题姜，高速加工，首先它的加工軌跡和普通加工是完全不同伦颊。陳雷先生舉了一個例子贪庄，如產(chǎn)品拐角的加工，使用高速加工响徒，高速產(chǎn)生的加速度非常大辩溢，為了降低對機床的沖擊而減少機床壽命，高速加工在拐角處刀具要走一個圓弧再到拐角處丹禀。正是因為高速加工軌跡的特點状勤，所以在CAD軟件中，在自動生成高速加工刀軌的時候就要考慮到高速度加工軌道的特點双泪，根據(jù)它的特點來生成合適的軌跡持搜。這和平時傳統(tǒng)的加工軌跡是完全不一樣的。當(dāng)然還有很多工藝參數(shù)焙矛，特征庫可以提供葫盼。

　　信息技術(shù)支撐了未來的軟件功能向制造端發(fā)展并形成了趨勢。陳雷先生認(rèn)為這些首先是通過虛擬制造和數(shù)字樣機技術(shù)的結(jié)合村斟，模擬整個工廠的加工和仿真贫导，如把每臺機床，把整個工廠的加工設(shè)備和物流都模擬出來蟆盹。從理論上來說是可以這樣做的孩灯，但是具體實現(xiàn)在計算方面可能有很大的難度。他說目前數(shù)字樣機這個技術(shù)比較成熟了逾滥，已經(jīng)有了很多的商業(yè)化的應(yīng)用峰档。在國內(nèi)也有一些企業(yè)在用數(shù)字樣機了。數(shù)字樣機里面還可以做人力工程的分析寨昙，如某臺設(shè)備做出來以后是否適合人們操作等步蛮。

　　從企業(yè)應(yīng)用角度可能有更多的需求，需要CAD系統(tǒng)供應(yīng)商來實現(xiàn)企業(yè)更深入的要求，如提供結(jié)合CNC系統(tǒng)的特性需求功能西寸。

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