三维CAD数据格式转换商业组件2022

作为关注国产机床发展的所有群众，一般想到的仅仅是机床硬件，机床控制器，轴数多少，功能方向等。但是作为长期关注机床领域背后的一些真相的我，发现我们这种思维是片面的，狭隘的，朴素的，简陋的。所有的机床不管什么用途，多么先进，最初的基础，只有一条：运动控制学！那么我就国际上，比较常见的3家非机床领域的公司，但却是数控机床领域的大佬级公司，作为我阐述观点的参照物。一个是ModuleWORKS公司，一家是MACHINEWORKS，一个是IMSpost公司。这是3家公司的官网。http://www.ims-software.com， http://www.machineworks.com和http://www.moduleworks.com1.首先介绍ModuleWORKS公司凡是用过MasterCAM,Cimatron,SolidCAM,EDGECAM,HSM,GIBBSCAM,PowerMILL，CAXA制造工程师2021，UGCAM等cam加工编程软件的朋友们，都会发现这些软件的多轴模块部分界面几乎一模一样。又会发现ESPRIT,EDGECAM,SOLIDCAM,MASTERCAM的3轴加工模块都有一种似曾相识的感觉.没错，你的感觉很敏锐，也很正确。国际上，几乎所有的CAM软件的加工模块算法都是来自这两家公司，一家是MACHINEWORKS（http://www.machineworks.com），一家是ModuleWORKS。前者是美国的，后者是德国的。公司创建时间都在上世纪90年代。而IMSpost公司同样创建于上世纪90年代。从这个信息重点，我们就能知道，实际上，欧美的数控高端机床的民用化也只有30年多点的时间，他们的数控系统现代化时间不会超过35年。这一段扯远了，拉回来。那么MODULEWORKS，是用来干嘛的?我们可以看看这家公司的200+合作伙伴，就能窥见一二。首先看看这家公司的历史起源ModuleWorks 的起源可追溯至 20 世纪 90 年代。那时，Yavuz 是 Camaix （德国很受欢迎的 Mastercam 经销商）的合伙人，开发 5 轴加工技术，并以 Mastercam 插件的形式提供给客户。随着最初的 5 轴插件的成功，在更广泛的 CAD、CAM行业，对该技术的需求明显大幅增加， ModuleWorks 也因此应运而生。创立ModuleWorks 由 Yavuz Murtezaoglu 博士于 2003 年创立，是一家专业的软件公司和独立的 CAD、CAM 组件供应商，提供经过行业验证的 5 轴加工软件。ModuleWorks 的成功以此为跳板，我们很快在提供尖端 CAD、CAM 解决方案领域建立了良好的声誉。 最初，ModuleWorks 仅有少数几个行业合作伙伴，然而技术优势和全球对 5 轴加工不断增长的需求，也意味着快速成长，很快我们就拥有许多新的合作伙伴和迅速扩大的产品基础。为满足不断增长的技术需求，我们稳步扩大了公司规模，许多在早期助力我们成功的员工如今仍然在公司担任要职。成长2007年，David Plater 博士加入 Yavuz 成为 ModuleWorks 董事会的一员。David 曾就职于 Delcam（达尔康）, MachineWorks 和 EdgeCam，凭借在 CAM 领域 20 多年的经验，帮助 ModuleWorks 发展壮大。建立公司流程，确保高效地开发高质量软件。此时，产品范围已扩展至覆盖仿真和基于网格的 3 轴加工，合作伙伴的范围也得到扩大。合作伙伴随着产品范围稳步扩大，有了用于仿真和 3 轴加工的新组件以及针对牙科、木工、叶片（blade）和管道加工的复杂行业解决方案。对于 CNC 制造商和机床制造商，我们提供全套成熟的刀路生成和仿真技术，可直接在 CNC 控制器上进行操作，从直观的任务设置软件到复杂的实时防碰撞技术，实现更安全、更低成本的加工。除了组件开发，我们还为合作伙伴提供定制开发项目，对我们的技术进行集成与扩展，从而满足您的个性化需求。客户如今，我们在全球已拥有超过 200 个行业合作伙伴和超过 50 万个已安装软件。为保持我们在尖端技术开发领域的领先地位，我们在研发方面投入众多，如今在德国、罗马尼亚、乌克兰、俄国和英国，都有我们的研发中心。我们的团队有 200 多人，其中绝大多数只专注于研发。凭借 1000+ 人年并还在持续增加的软件开发经验，我们在每年 3 次的软件更新中发布最新的技术进步。我们没有终端用户产品，因此我们可以将所有资源用于满足合作伙伴的需求。其次是ModuleWorks组件业务其次是ModuleWorks行业内容其次是ModuleWorks服务的对象ModuleWorks官网有很多宣传 单我仅仅就3轴组件内容节选出来，我们就会发现，什么是核心技术？如果大家还是不能从这段内容看出点门道来，那么我从HD网截个图片就能让很多人知道CAM算法核心的重要性。知道什么是核心竞争力！我们如何理解这张图的内容？第一，这个插件是控件。也就是说我们可以调取其中的算力，但我们没法改变他的算法。第二，该版本是2016年8月的版本，这都已经过去七年了，谁知道有没有更好的版本。第三，源代码不提供，非开源产品。第四，该软件是基于C++语言和图形化界面语言开发的。第五，该控件安装包体积是11.15MB。这时候，我不由得想起来何援军教授的白玉兰CAD体积也只有这么大的安装体积。作为外行，我们是不是可以推测，这个插件是一组算法和图形化界面的整合体。实际上，我们还可以更武断地猜测，这个控件实际上就是一台简陋的3轴数控机床，只不过没有控制单元，只有接收单元。我相信，这个猜测应该更接近真相。只不过，这个简陋的机床，计算的结果很可能精确数据到小数点后面很多位，而且还有一些特定的四舍五入的算法。那么，我是不是，还可以提出两个问题！这样的数控机床数学模型，国内能不能做出来？这个数学模型需要什么样的数据格式?这个问题留给一些网友和该领域的专家们!最后是ModuleWorks合作伙伴200+实际上，文章写到这里，网友和我在内心里都有一个路径渐渐清晰的行业脉络。在很多CAM软件使用过程中，面对层层迷雾，我们似乎抓住了那么一点突破口。对！你想得很对！就是数据格式和算法库，简单统一起来就是算法雏形库。那怎么打破我们这个行业一直背负的技术枷锁！？树有根，水有源。我们必须先有算法，才能有数据格式。有了数据格式，再开发其他相关专业算法。所以我们会产生一种质疑！若干年前，国内标榜DWG格式垄断地位不可抗拒的那些人，是何居心！按道理，他们比我们懂行，应该比我们更加直观地了解到数据格式对整个行业的重要性！更应该知道数学数据格式远比CAD所谓的中性数据格式更重要！这个数学数据格式，才是整个CADCAMCAE领域的根基！这个重点，让我这个外行提出来，有点不堪重负！这个数学数据格式，应该就是这个行业的种子！没有这个种子，这个行业就缺乏生命力！没有种子，怎么成苗？成么成林！2.下面介绍MachineWORKS相关内容技术组成一：实体造型MachineWorks Visicut 软件基于使用多边形边界面表示的快速 3D 布尔引擎构建。表面是连续且完整的，多边形的法线与表面法线对齐。与等效采样技术相比，BREP 具有许多优势，包括显着降低的噪声、自适应细节级别以及立即适用于基于 GPU 的图形和基于扫描的碰撞检测算法的底层表示。MachineWorks Visicut 支持所有常见类型的 CNC 材料去除和添加的软件模拟，使用一种过程模型：3 轴、3+2 轴和同步 5 轴铣削；2-4轴车削；瑞士车削；复杂车铣复合；电火花线切割；机器人技术；研磨; 金属成型；三坐标测量机。任何形状的工具和刀柄都可以在 MachineWorks 中建模。技术组成二：边界扫描MachineWorks 软件中的材料去除和碰撞检测基于创建刀具、刀柄和机器零件在空间中移动时的扫描边界表示。在多边形表示中，每次扫描都保证在真实表面的指定弦公差范围内。仅 5 轴加工案例就需要八年的持续软件开发才能实现最佳性能和精度。在用于模具模拟的 RapidCut 和 Multicut 软件引擎中，扫描以分析方式表示，因此在对数据进行采样的地方，表达显示精确到双精度公差。技术组成三：像素完美的图形表达Multicut 引擎中使用的专利分析表面表示已集成到 Visicut 和 Rapidcut 引擎中，允许在所有 MachineWorks 引擎中使用令人惊叹的光线投射图形。在每个引擎中，计算每个像素投射的光线与分析表面表示的交点，以便图形显示和测量都精确到双精度公差。这是过程中机加工零件的最准确表示。该算法是高度多线程的，即使在商用硬件上也能实现快速可视化。技术组成四：模具软件MachineWorks 软件套件包括专用于处理模具行业常见的巨大刀具路径的引擎。Rapidcut 是闪电般快速的软件引擎，可在几秒钟内检测出数十万次切割的凿孔和底切。MachineWorks 像素完美的图形允许用户以前所未有的公差从 Rapidcut 结果中可视化、检查和测量表面质量。Rapidcut 软件引擎广泛用于 CAM 软件，以提供有关剩余或剩余材料区域的详细信息，以优化连续的刀具路径计算。技术组成五：机器模拟MachineWorks 是市场上最先进的建模软件，可用于实时 CNC 全机仿真、CMM 和机器人工作单元仿真。MachineWorks 不是在离散位置检查碰撞，后者速度较慢且有丢失重要碰撞的风险，而是在指定的公差范围内生成连续的扫掠体。扫掠体创建支持以高度优化的方式同步多个移动部件。Visicut 支持的原生多边形 BREP 格式以一种非常适合在公差范围内准确快速地确定冲突的形式提供准确的过程中毛坯模型。MachineWorks 支持运动部件同步的高级优化，Machine Builder 工具为工程师提供了一种简单快捷的方法来为任何类型的 CNC 多轴机器、CMM 或机器人构建运动链。强大的 CAM 系统 Esprit 使用 MachineWorks 运动学为复杂的铣车加工操作提供完整的机器模拟和验证。实时模拟和全面的碰撞检测确保即使是最复杂的零件也能在第一时间正确加工。技术组成六：过切分析刀具路径优化需要有关刀具如何与毛坯相互作用的详细信息。MachineWorks 软件提供与切削深度、切削宽度以及刀具的哪些部分正在切削相关的全方位测量，这对于刀具路径优化非常有用。MachineWorks 软件计算每次切割期间去除的准确材料体积。借助 MachineWorks 切削分析信息，即使对于具有多个切削刀片的复杂刀具，也可以分析刀具啮合情况。过程中的 Visicut 边界表示确保每个刀片在切削循环的每个阶段如何接合的准确模型。GO2cam 于 2009 年为其新一代 CCADCAM 软件集成了 MachineWorks 库。GO2cam 使用 MachineWorks 来模拟和避免整个机器环境中的碰撞：刀架、夹紧系统和所有机器组件，包括零件和库存。MachineWorks 对于复杂的机床非常有用，尤其是对于具有多个转塔的多任务机床以及 Swiss Turn 应用程序。技术组成七：特征识别MachineWorks 提供特征检测算法来分析加工中的毛坯并返回低级曲面定义和高级加工特征。表面检测将一组分析表面（例如球体、圆柱体和圆锥体）拟合到毛坯，适用于将毛坯逆向工程返回到 CAD 引擎（例如 Parasolid 和 ACIS）中。公认的加工特征包括孔、钻孔、凹槽、开口凹槽、槽和岛。MachineWorks 客户可以使用特征识别来开发和改进他们自己的基于特征的加工算法，并根据对在制品的详细参数分析更好地优化剩余加工算法。技术组成八：增材模拟随着 CNC 技术在驱动增材而非减材过程中的使用增加，模拟材料添加的重要性也越来越大，这既可以防止添加材料时发生碰撞，也可以在逐步添加材料时对过程中零件进行 CAE 分析.MachineWorks 软件完全支持在相同的过程模型中添加和移除材料，提供干净、防水、无噪声的多边形边界表示网格，非常适合增材制造，适用于有限元、有限差分和类似分析。技术组成九：实时网络云模拟MachineWorks 提供了一个完整的云后端，结合了一个灵活的客户端，通过 C 和 Javascript API 支持所有常见的网络浏览器和支持云的桌面应用程序。手机、平板电脑、笔记本电脑和台式机等联网设备可以可视化并驱动在远程服务器上运行的互联 MachineWorks 仿真。多个客户端可以访问同一个服务器模拟，单个服务器可以支持多个客户端上的多个模拟。几何是客户端原生的，允许本地图形操作而无需服务器往返。与标准 MachineWorks API 一样，客户端模块允许应用程序使用所提供的 MachineWorks 图形，或将 MachineWorks 几何图形与其自己的图形管道相结合。技术组成十：钣金折弯模拟MachineWorks 提供基于 Visicut 技术的折弯机仿真专用模块。支持板材放置、弯曲和移除的完全碰撞检测，以及弯曲和回弹的模拟和可视化。还可以对包边、缝合和打孔等高级操作进行建模。下面介绍MachineWORKS的合作伙伴Polygonica是MachineWORKS创建者用于处理多边形网格的实体建模软件工具包。独特的布尔引擎提供自动网格修复和偏移功能。深受 3D Systems、AECOM、Stratasys、ANSYS、Renishaw、EnvisionTEC 和 Desktop Metal 信赖。从MahineWORKS我们就能发现一个奇怪的现象。越是技术拔尖的软件企业，对软件的基础技术要求就越高。用那句话说，大树的高度往往取决于根系的深度。MahineWORKS和ModuleWORKS按道理可以自己开发，类似CROE,UGNX,CATIA这种综合软件。谁也不能否定这两家企业的行业影响力。最后介绍我们的老朋友IMSPOST。想当初，上个世纪末，很多人想通过Ciamtron IT12创建多轴刀路，发现缺乏后处理器的时候，很多高级工程师都能通过IMSPOST搭建多轴机台，导出想要的后处理程式。IMS Software, Inc. 成立于 1989 年，是为寻求制造业竞争优势的公司提供 NC 后处理、验证和仿真解决方案和服务的公认领导者。总部位于马萨诸塞州黑弗里尔，IMS 解决方案销往全球，满足各种规模公司的需求，主要是汽车、航空航天和国防、一般制造和机械以及机电行业。IMSPOST的技术组成如下;IMS Software 在提供为每个客户量身定制的整体后处理解决方案方面拥有超过 30 年的行业经验。出于让每位客户满意的既得利益，我们以提供行业领先水平的产品、服务和支持而自豪，而成本仅为竞争对手的一小部分。IMSpostIMSpost 是世界上最先进的后处理软件，可将 CAD/CAM 刀具位置 (CL) 文件转换为 NC 机器所需的特定机器 (G/M) 代码。借助灵活的标准后处理器和机器配置库，您可以立即开始生成 NC 文件。IMSverifyIMSverify 提供独特的 NC 验证解决方案来检查将在机器上运行的后处理代码。这超越了 CAM 系统中简单的 APT 或 CL 文件验证。验证将在机器上运行的实际 G 代码，让您完全有信心正确切割零件。IMSce for V5/V6IMSce 为当今市场上所有类型的 CNC 控制器提供强大的控制器仿真。完全支持控制器变量、子程序、表达式、固定循环、探测等，确保提供业内最准确、最可靠的仿真。IMSmachineIMSmachine 是一个动画、图形化的机床设置程序，它消除了机器设置中的猜测。独立运行或作为 IMSpost 的一个组件，该软件将使您能够快速准确地描述和测试最复杂的机床。IMSconvertIMSconvert 提供无与伦比的功能，可将机器 ISO 格式（g 代码）转换为标准 APT 语言，或在机器格式之间进行转换。自定义后处理我们经验丰富的员工可以根据您的具体规格创建自定义后处理器。许多公司不具备定制或维护其后处理器的专业知识或人员配置要求，而宁愿将定制和维护的负担推给供应商。世界上最先进的后处理软件 IMSpost 将 CAD/CAM 刀具位置 (CL) 文件转换为 NC 机器所需的特定机器 (G/M) 代码。借助灵活的标准后处理器和机器配置库，您可以立即开始生成 NC 文件。直观的 IMSpost 用户界面（带有清单和 Windows GUI）提供了一个高效的工作环境，可以与所有主要的 CAD/CAM 系统和硬件平台无缝协作。IMS 宏处理器，带有源代码级调试器，为最复杂的后处理器配置提供支持。集成的 APT/CL、G 代码和机器视图为 CNC 后期开发提供了完整的画面。IMSpost 虚拟 CNC 控制器提供对机器代码的完整分析，并提供刀具运动的真实画面。虚拟控制器支持所有主要制造商的 NC 控件。IMSpost 功能高速加工自动将点对点数据转换为 NURBS 格式用户自定义界面或菜单（在后处理器执行期间调用您自己的 DLL、脚本或程序）任意平面点对点数据的圆弧拟合CL文件预读多轴机器的高级线性化使用线性切线优化输出最先进的技术，使用 C++ 和 Windows GUI支持具有任意数量线性轴或旋转轴的所有机器类别自动支持共线轴没有循环支持的机器的固定循环或模拟钻孔循环对任何 CAM 系统或硬件平台使用相同的后处理器易于使用的宏语言和源代码级调试工具，可逐行和逐语句跟踪输出访问所有内部后处理器变量和源代码会话输出样式支持用户可定义的后处理器语法集成控制器仿真/反向后置技术IMSverify 提供独特的 NC 验证解决方案来检查将在机器上运行的后处理代码。这超越了 CAM 系统中简单的 APT 或 CL 文件验证。验证将在机器上运行的实际 G 代码，让您完全有信心正确切割零件。复杂的加工操作和多轴机器增加了编程错误的风险，这些错误可能导致材料去除不正确或不完整、机器部件和夹具之间的干扰以及零件和/或机器损坏。全机仿真带碰撞检测的全机仿真允许对整个加工环境进行准确分析。这包括所有机器部件、夹具、工具和工具架。基于实体的材料去除真正基于实体的模拟为您提供最准确的材料去除验证。使用 IMSverify，您可以从 CAM 系统中将库存和夹具信息作为实体导入。然后，您将模拟生成的零件作为实体保存为在制品或与原始设计数据进行比较。与 IMSpost 集成IMSverify 与 IMSpost 的集成提供了独特的分析工具。在一个直观的界面中，您可以同时查看 CAM 系统数据 (APT)、来自后处理器的 G 代码和材料去除。您将逐步完成整个过程，并准确了解发生了什么，以及如何解决任何问题。IMSpost 中使用的相同后处理器开发技术允许在 IMSverify 中完全自定义控制器仿真器——以支持 CNC 控制的每个功能。IMSverify 功能断点（在特定块、工具更改、条件处）切割时动态旋转、平移和缩放同步 APT、G 代码和材料去除全面的多轴支持，包括 RTCP 和工作平面刀具、刀架、毛坯、夹具和夹具的详细表示基于实体的材料去除和高级可视化，包括逼真的阴影和用户对颜色、透明度和错误突出显示的控制包括碰撞检测在内的全机仿真完整的车铣复合支持，包括多通道控制的同步IMSmachine 是一个动画、图形化的机床设置程序，它消除了机器设置中的猜测。独立运行或作为 IMSpost 的一个组件，该软件将使您能够快速准确地描述和测试最复杂的机床。加载预定义的 3,4 或 5 轴机器之一，或创建您自己的自定义机器规格，并准确测试和模拟任何机器位置。与 IMSpost 一起使用以实时模拟机器运动。直观的用户界面提供了一个高效的工作环境，IMS 使用的最先进的开发工具确保您拥有一个可以在未来很好地使用的实用程序。IMSmachine 简化了任何类型机器的编程，包括多轴和多托盘机器。IMSmachine 功能以图形方式创建您的机器定义机器运动学任意数量的线性或旋转轴任意数量的运动学组件同时模拟任何或所有组件的机器运动在任何位置测量组件之间的距离描述组件间关系的组装机制预定义组件的导出和导入多视图选项预定义机器库当与 IMSpost 一起使用时，根据 NC 输出观察和测试机器运动IMSconvert 提供无与伦比的功能，可将机器 ISO 格式（g 代码）转换为标准 APT 语言，或在机器格式之间进行转换。将旧 CAM 程序的使用寿命延长到新机器上。无需重新生成原始 CAD/CAM 模型，即可将旧程序转换为在新机器上运行。IMSconvert 使 IMSpost 系列后处理软件成为您所有 CAM 系统和 CNC 机械之间的完整链接。每个 IMS 库后处理器都包含 IMSconvert 反向后处理功能。从我们广泛的库中选择所需的格式并开始使用！直观的用户界面提供了一个高效的工作环境，IMS 使用的最先进的开发工具确保您拥有一个可以在未来很好地使用的实用程序。IMSconvert 使用与所有 IMSpost 产品相同的直观界面。IMS转换功能IMSpost 支持的所有控制器的完整反向后处理器库支持：多轴机器控制器子程序控制器变量和表达式可通过 IMSpost 宏语言自定义3.最后就是一些题外话：美国电子工业协会(EIA)创建于1924年，当时名为无线电制造商协会(Radio Manufacturers' Association:RMA)，而今，代表美国2000亿美元产值电子工业制造商成为纯服务性的全国贸易组织，总部设在弗吉尼亚的阿灵顿。EIA广泛代表了设计生产电子元件、部件、通信系统和设备的制造商以及工业界、政府和用户的利益，在提高美国制造商的竞争力方面起到了重要的作用。当然了，欧美类似IMS Software这样的软件，还有CIMCO,NCSPEED,还有丁丁大名的VERICUT。不过这又关系到海克斯康和山特维克这两大工业软件集群。我们可以通过这些知名系统软件集成开发商，他们的技术组成结构，就能知道很多行业背后的逻辑。怕就怕在，画虎不成反类犬。只看到别人的体系全面，忘记了他们的技术深度。我只想轻轻地问一句：这些国外企业，随便拉出来一家，是可以通过套壳，OEM，或者简单的收购，就能弯道超车的吗？别再掩耳盗铃了，也别在画饼充饥。直率点，死也要死的像个男人。粗鲁一点话：伟哥只能一时，固本培元才是正道之举。强健自身才能打破一切障碍！伟哥只能一时爽！高技术的释放出来一点直率，反而对市场的认同起到积极的推动作用。很多企业就是买个敲门砖。抢业务的。实际上，丝毫没有多大影响！来源：山涧果子