致国产CAM软件一封信

开发CAM软件，最忌大而化之，食之无味，弃之可惜。

使用CAM软件，必须取一而用，然后展开，务实务细。

CAM软件必须，走积累的路线。没有永远的设计，只有永远的制造。CAD也好，参数也好，仅仅是CAM的基础功能之一。只有深入了解CAD，才能做好CAM。

我们怎么理解加工？这是一个广泛而具体的问题。从宽泛的角度去看，木工，竹编，陶瓷制造，打铁，甚至很多不知道的手工艺，都是CAM的智慧来源。

后面，我是想到哪，说到哪。这恰恰是CAM软件的特性之一。

1.先来说说坐标系。

我们知道UGNX类，比如PARASOLID的坐标系风格。还有以CATIA为首的ACIS的坐标系风格。事实上，这些都不重要。重要的是我们怎么理解坐标系，怎么开发坐标系与坐标系之间的关系，怎么运用坐标系。

很多人都喜欢把这个坐标系叫做工作坐标系，那个坐标系叫做系统坐标系，还有加工方向寄存坐标系，主轴定向坐标系，装配几何坐标系，等等。这个重要吗？重要。也不重要。说重要，那是在软件参数，计算，规则层，功能界面等等。说不重要，使用者真正用得上的有哪些？二次开发的有用到哪些？

我们要知道，在CAM加工里，需要哪些辅助坐标系？或者说，软件给我们这些使用者放权了哪些坐标系？在与机床操作中又有哪些相关联的坐标系。

下面我从使用者角度分析几种坐标系定位方式，至于软件之间的通用坐标系我不在此赘述，比如下图的。

下面是MASTERCAM2017版本之后的四轴定向功能，坐标系复位功能，具体原理是这样的。

下面是UG NX的主轴方向示意图

下面是CIMATRON 的某个功能。

下面是HYPERMILL的坐标系规则。比较灵活。比如多轴钻孔，孔轴往往比坐标系更重要。但是如果不规则球体钻孔怎么办？那么就会有一个区域视角坐标系。这里面就有一个坐标系父子关系，这种关系有别于建模的父子关系。

当然坐标系的关系，还牵扯到CAD/CAM的串联关系，以及参数层面，操作界面，计算层面，尤其是投影加工，多轴区域加工，以及毛坯规则的定义问题。有的时候还要考虑到CAM的多开功能和计算并联，以及内存的存寄缓存关系。

一句话，软件能给使用者多大的操作权限。这个很重要。任何CAM软件的功能锚定直接软件和使用者的生存现实。

在这里，顺便提一句，CAXACAM的坐标系是制约软件的一个原因。操作不灵光。不在于多么快速，而是让人安心，而且可追溯，要么就采用CIMATRON的CAM群组和坐标系归属功能。

我们要考虑的是刀具轴向刀具面与坐标系的关系，还有刀具与刀路之间的关系。

甚至还要考虑与机械体，夹具体，刀具体，刀具加持体，多轴的行程，以及刀路模拟仿真，机床仿真的等级递进关系。整个流的关系。

2，人机界面。以及界面参数化。

先着重看看MATERCAM2022版本的刀具界面。刀具界面要直观，可操作，可记忆。什么是可记忆，就是看到即是做到，做到即是想到，这是贯穿软件开发，使用，二次开发，模板建设，工艺单的整理等整个操作流程至关重要的一个功能。好的刀具界面能够提升软件的实际通过性。好处太多了。难以用语言全部解释。

比如一些用户自定义刀具。

还有刀柄部分，以及加持工具部分。这里面的关系，直接关系到CAM加工的深层次开发。

我们再看看MASTERCAM X5的刀具建立界面。便于与其他软件作比较。

我们再看看SOLIDCAM的刀具界面。

我们再看看FUSION360的刀具对话框

再看看POWERMILL2021D的刀具界面

再看看WORKNC的刀具对话框

从这些软件我们可以看出，偏重零件和偏重模具的有区别。兼顾多轴加工和直接面向多轴的而又不一样 。怎么降低后面，比如刀具单，工序单，工艺指导过程说明书等，甚至面向智能化车间远程加工的等等要求，我们就要考虑如何在开始的阶段做好各项准备工作。

还有大量的关于模板的套用，自建立，修改，参数化，半参数化的规则调整，以及刀具图标化的设计等等，每一步都得具有预见性和创造性。为后面的宏控制打下一定基础。也为某些专业加工做好前期的技术准备条件。比如刀路的刀具长度分割，刀路加工时间分割，以及刀柄的混合使用，以及机床的柔性组合编程，再联系到软件内仿真和软件外仿真，甚至将来某一天出现的机床，数据，软件多环节智能匹配加工等等。人无远虑必有近忧。

随着时代发展，本地化的刀具库实施方案就变得尤其重要。有些人会说，软件售后服务。问题是，实际情况需要灵活变通的，没有一个量入为出的技术分级方案，怎么做到灵活改进。不是每一分钱都得进腰包，不太合理，也不实际。

比如MASTERCAM里面的自定义刀具轮廓功能，就是一个很好的功能。有此功能，刀具厂家，软件开发，制造应用端就具有相对的灵活性。

当然了，自定义刀具轮廓，比如车削，铣削，倒扣，异形，专业加工，复合加工等等对软件的实际计算能力，以及实际的后处理定制能力，直到具体机床控制器的匹配深度都有很高的要求。

3，具体工艺参数操作界面

先看看MASTERCAM2022的操作界面

再看看SOLIDCAM2022的界面

再看看WORKNC2017的界面

我们再看看POWERMILL2022的界面

还有CIMATRON 的界面。

中望3D的CAM界面

从这些软件我们可以看出，CAM软件多以多视窗，以及层视窗的方式进行人机界面的协调。这种方式正是高度集成化，以及操作可视化，还有CAM技术发展到一定成熟阶段所采用的必然选择。从分散到集中，从集中再优化的过程。

怎么减少编程过程中不必要的操作，提高软件的利用率和电脑的内存利用率。这是CAM软件所必经的几个门槛。

最后，我一直在思考。曲面的MESH素线平切刀路计算功能。也算请教一点问题。

4,加工对象选取规则

我们先看MASTERCAM X5的选取规则(2D)

轮廓选取，一般要考虑是开放轮廓，还是闭合轮廓。开放与闭合要与铣削方向进行综合考虑才能找到正确的使用方法。

实体串联是为了，在文件转换过程中造成的误差和线架属性转变，引起的选择困难。

实体串联的内在条件逻辑，主要还要看有无侧边，刀具的活动方向等默认常用情况。通常情况下，一般都是左偏。

如果还不能理解，看下图。

看上图的箭头，这个箭头的行走方向，应该至少有三个条件，实体面主面，侧边面，有无避空。或许还有其他两个条件，一个是软件对实体边界的属性赋予逻辑参数，还有一个就是文件在转换过程中的文件二进制属性。至于为什么，有待专业开发软件的学者来证明我的猜测。

下面介绍中望3D的选取方式（2D）

具体的操作流程必须联系这两个功能区进行综合使用。

中望3D CAM有个不算优点的优点，本土化的帮助文档。

下面介绍CIMATRON E11的选取方式

基本上可以确定，一般基于PARASOLID内核的CAM平台，选取规则大同小异。这是界面的略微变化。

5，进退刀，层间短连接设定

在这里就不选择什么软件进行进退刀的介绍，只用三维线框进行进退刀的各种类型整理。

当然了，还有很多变体进退刀的样式。

下面以一些弹簧图片作为进退刀的样式模板。有的适用于进退刀，有的适用于螺旋刀路，有的适用于多轴加工。当然进退刀还有一些以导引面作为边界面产生进退刀的情况。