千机UltraCAM给国产CAM装上引擎，助力中国制造2025

CAM 市场作为工程软件行业的主要板块之一，一直受到应有的关注。

CAM 工具充当设计和实际生产之间的桥梁。从历史上看，重点一直是促进几何从 CAD 到 CAM 的转换。同时，后处理器一直是一个重要的组件，它在 CAM 工具和机器之间建立了有效的链接。这导致 CAM 工具随 CAD 供应和硬件供应一起发货。

CAM 和其他工程软件之间的界限是流动的。例如，CAM 工具可以与选择要在机床上加工的工件、控制工具磨损、选择正确材料等的设备集成在一起。另一方面，CAM 工具可以与实际工厂生产中涉及的其他软件系统进行通信。

CAM 足迹的这些扩展正在为此类软件的供应商创造新的市场机会。然而，为了扩大业务，当前的 CAM 供应商将面临来自支持工业生产的所有其他软件系统供应商的竞争。

CAM技术具有效益高、知识密集、 更新速度快及综合性能强等特点，已 成为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。

CAM作为连接“设计无实物”到 “生产有产品”的重要一环，是提升整 个工业体系效率和质量的迁跃点，是实现无法加工到产品成型的“盘 古斧”。

CAM软件可以分为通用CAM软件与专业CAM软件。通用CAM系统主要应用于模具加工等一般性的加工领域。国内主要采用美国的UG、MasterCAM、英国的PowerMill、Tebis等软件。而在通用CAM系统无法胜任的专业CAM领域，国内基本是空白。以航空发动关键零件制造的CAM系统为例，主要依赖美国Concepts NREC公司的MAX-PAC、德国的HyperMill。

NX

NX 为 CNC 程序开发、后处理和机床仿真提供了完整的软件解决方案。NX软件已在多个行业成功部署和使用，其制造能力已在航空航天、汽车、医疗器械、模具和机械行业得到验证。

NX CAM中最新的CNC编程自动化技术可以提高生产效率。使用基于特征的加工 (FBM)，编程时间可减少多达 90%。此外，模板允许您使用预定义的基于规则的流程来标准化和加速可编程任务。

NX CAM 具有紧密集成的后处理系统，可以轻松为大多数类型的机床和 CNC 系统生成所需的 NC 代码。多级 CNC 程序验证过程包括基于 G 代码的仿真，无需外部仿真包。

从为新零件建模和为 CAM 准备零件模型到从 3D 模型数据创建设置图，NX 提供了先进的 CAD 工具来处理从为新零件建模和为 CAM 准备零件模型的所有事情。

NX CAM 与 Teamcenter 数据和流程管理系统的集成是高级零件制造解决方案的基础。这使您可以轻松管理所有类型的数据，包括 3D 零件模型、设置表、工具列表和 CNC 零件程序文件，并具有完整的版本控制。这种数据和流程管理确保使用正确的数据，包括正确的工具和 CNC 程序，从而降低成本和兼 职。

MasterCAM

Master CAM 是一种应用广泛的中低档CAD/CAM软件，由美国CNC Soft-ware公司开发，运行于Windows或Windows NT。MasterCAM集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟等功能于一身。该软件三维造型功能稍差，但操作简便实用，容易学习。另外，Master CAM提供多种图形文件接口，如SAT、IGES、VDA、DXF等。

HyperMill

HyperMILL软件是德国OPENMIND公司开发的一款集成化NC编程CAM软件，它完全整合在hyperCAD和SolidWorks中，向用户提供完整的集成化CAD/CAM解决方案，致力于结构件、叶轮叶片的加工。

Powermill

PowerMILL 是 Delcam 产品线中的主要软件包。PowerMILL 旨在为 3 轴和 5 轴 CNC 铣床开发零件程序。

模具加工——金属和塑料注塑模具、图案加工和模具仍然是 PowerMILL 的强项。表面质量和没有凿痕在这里很重要。与其他系统中的传统编程方法相比，程序优化和现代处理策略不会浪费时间在空闲移动上，可以减少处理时间。

从传统的动力切削到高速切削的过渡不仅提高了生产率和加工质量，而且延长了机床和刀具的使用寿命。PowerMILL 是最早提供加工编程新方法的系统之一。目前，该领域的功能已得到显着改进和扩展，除了现有的高速铣削功能外，还增加了所谓的涡流铣削（Vortex 技术），以及获得专利的 DNA 技术，使，基于微测试，确定机器的最佳加工技术能力。

PowerMILL 具有许多用于创建多轴刀具路径的功能，其中值得注意的是：自动避免碰撞、刀具倾斜平滑、手动刀具倾斜轴编辑。Delcam 与飞机发动机制造商合作的最新开发成果并被整合到新的叶片加工模块中，使 PowerMILL 成为该领域的领导者。

Powermill是英国Delcam Plc公司出品的功能强大，加工策略丰富的CAM系统。它可用于Solidworks和其他CAD软件的Autodesk CAM软件。由于它是为制造模具，模具和其他复杂零件而开发的，因此Powermill支持3轴和5轴减材和增材制造。这款CAM软件支持瑞士式加工，用于生产更小，更高公差的零件。此CAM软件还为最流行的机器提供了大量的后处理程序库。在详细的模拟中检查工具的运动，以确保设备不会被损坏。此外，Powermill还为表格提供了全面的分析工具，可以准确识别未加工的库存。此CAM软件的另一个重要特性是它可以本地导入第三方文件格式，如Siemens NX，CATIA以保持关联性。

Cimatron

以色列Cimatron公司是为模具制造商和零部件制造商提供CAD/CAM集成方案的领导者。目前产品线包括CimatronE和GibbsCAM。Cimatron为型腔模设计、冲压模设计、电极设计、2.5轴到5轴加工、线切割、车、铣、车铣复合、旋转铣削、多任务车铣复合加工、塔式加工系统等提供解决方案。

FeatureCAM

FeatureCAM 是一个基于典型特征识别的快速编制控制程序的系统（“典型元素”的定义，“特征”包括零件的几何对象：孔、槽、槽、凸台、壁等。) .

该系统旨在为各种机床创建控制程序：车削、铣削、车铣复合、EDM 机床和各种类型的加工中心。

FeatureCAM 相对于其他 CAM 系统的优势在于高度的决策自动化。系统知识库包含各种元素加工的典型技术，推荐刀具和切削条件（可以根据您的生产加工传统定制典型技术和模式）。

SprutCAM

SprutCAM 是一个生成控制程序的系统，用于在铣削、车削、车铣、电腐蚀机床、CNC 加工中心和工业机器人上加工零件。系统功能内容包含从2.5个索引到5轴连续加工的策略。

SprutCAM 能够为任何类型的车削和车铣复合设备（包括带有副主轴的设备）开发控制程序。支持具有任何位置和数量的工具系统的机器方案。加工同步管理器允许您获得NC，用于机床的多个执行机构和多个工业机器人的同步加工。

SprutCAM 对加工过程中使用的轴数和通道数没有限制。计算轨迹时考虑了机器的运动学方案，从而消除了加工过程中各种类型碰撞的可能性。

考虑到材料去除量的恒定性和最佳切削条件的形成，粗加工和精加工策略能够为高速加工生成平滑的刀具路径。

可以基于 FBM 对结构元素的处理进行编程。零件中的所有孔，包括复杂的复合孔，都会被自动识别并分组为树结构。在加工元素的典型策略的基础上，以选定的刀具和切削条件形成加工工艺。用户可以根据自己的经验和生产特点定制处理设计元素的典型策略。

SprutCAM 包含一个后处理器生成器，允许用户直接为所有已知类型的 CNC 和工业机器人创建后处理器。有一个集成的加工模拟系统，可让您在开发 NC 的过程中直接控制加工的质量和安全性。

ESPRIT

ESPRIT 的高性能系统为任何 CNC 机床提供强大的工具。ESPRIT 功能提供从 2 到 5 轴的铣削、从 2 到 22 轴（纵向车削）的车削、从 2 到 5 轴的 EDM、带同步和 B 轴的多任务车铣复合机床的编程。

ESPRIT 的 BCO 功能包含在大多数加工策略中，使用户能够在最短的时间内高速铣削硬质材料，同时保持恒定的刀具负载和平滑的运动 (ProfitMilling)。

ESPRIT 知识库为操作员或程序员提供了一个机会，可以访问有关加工所选零件的最佳方法的信息，自动计算适当的加工策略、切削刀具、刀具路径技术参数。只需按下 1 个按钮即可打开此访问。自动元素识别是 ESPRIT 知识库的一个强大组件，它为程序员提供了更高水平的自动化、准确性和速度。该系统可识别 3D 模型中的凹槽、凹槽和孔等元素。每个元素都有一组特定的物理特征：高度、长度、坡度、体积和面积。然后系统对元素进行分类并应用最佳处理技术。过程知识库为所选模型元素自动选择最合适的技术，也就是说，它应用了策略、工具、切削条件和相关的工艺参数。程序员可以使用流程管理器轻松创建新流程并更新现有流程。所有技术参数均以图形方式呈现，以便更好地理解。

ESPRIT 与各种 CAD 系统紧密集成，包括 KOMPAS-3D、SolidWorks、Solid Edge、Autodesk Inventor。

MAX-PAC

美国Concepts NREC公司的MAX-PAC软件是一款面向透平机械专用的CAM软件，它具备先进的侧刃铣削和点位加工技术，只需按粗精加工工序选择相应的加工方法，就能够用于直纹面和自由曲面的加工，适用于开式和闭式叶轮叶盘类零件。

1.序言

机床就是板砖，软件就是引擎。

千机UltraCAM通用型编程软件，可以无视机床机型，产地，控制器，这才是加工软件的核心竞争力！

千机UltraCAM通用性软件的重要性就是怎么最大化利用现有加工条件。这是制造业的核心力量。

目前国产CAM软件：CAXA制造工程师，华天SINOVATION，中望3D ,精雕 SurfMill和千机 UltraCAM

精雕 SurfMill和千机 UltraCAM是国内仅有能够与更知名的西方产品平起平坐的CAM系统

这样就会出现，国内相对良性的竞争格局，一旦出现，是有利的。

但是不要过于乐观，国内缺少moduleworks machiningworks级别的加工核心，这就是通用加工软件的必要性。

国产软件要出现一款高质量高性能高通过性的加工软件内核，也可以说是内核级别的加工软件。

从单打独斗，到群策群力，再到行业结构整合，是工业2025的首要任务！

这几年，我们走过黑暗中摸索，摸着石头过河，再到雨中爬山，到现在渐渐看到平原，开拓出一条宽阔的道路。

这是国产加工软件的进化之路。

2.五轴加工编程软件UItraCAM概述

近年来，五轴联动数控系统配套机床在各领域得到了越来越广泛的应用。但是用户使用五轴编程多采用国外软件如UG、POWERMILL、Mastercam等，其价格昂贵，且技术不可控，这种现状亟待改变。

UltraCAM软件于2016年由苏州千机智能技术有限公司团队联合国内航空航天发动机主机厂所的专家团队，面向各单位的涡轴、涡扇、涡桨等发动机新型结构形式关键件的制造需求，联合研制了UltraCAM软件，软件用于发动机叶盘、叶环、叶轮等复杂曲面类零部件的数控加工编程与工艺策划，有效地缓解了各大航空发动机客户高质量、高效率、低成本的重要制造技术瓶颈。（应用领域：航空发动机、燃气轮机、压缩机、鼓风机、涡轮增压器、特种泵等透平机械及结构件加工编程）

航空发动机关键动力类零件比如整体叶盘的制造，因为零件结构和材料的特殊性，需要专用的CAM系统，否则不能完成此类零件的生产加工。此类专用CAM系统技术水平高，研发难度大，之前完全依赖国外的MAX-PAC、HyperMill等系统。UltraCAM是目前国内唯一能完成国产替代的航空发动机关键动力类零件专用CAM系统。

UltraCAM针对我国航发主机厂所机床种类繁多、国内外刀具性能参差不齐以及国产材料参数不稳定的特点，突破了整体叶盘类零件生产加工工艺的关键核心技术，实现了发动机叶盘、叶环、叶轮零件加工软件和关键工艺自主可控，技术水平达到国内领先、国际先进。

国内首款突破核心技术的自由曲面零件编程软件、基于特征识别的结构件编程软件

UltraCAM软件由CAD造型、数控编程、在机测量、刀路仿真、后置处理和工艺管理等几大功能。软件应用覆盖了各类结构形式的整体叶盘、叶环、叶轮零部件编程加工。

在CAD造型方面，因其模型光顺处理、模型重构、自动划区等特色功能大幅提高了制造数字模型质量；叶盘与叶轮加工方面，团队研发了摆线铣、组合铣、混合铣、大圆弧刀铣削（宽行加工）、三维刀补、变进给加工、变余量补偿加工等新方法，成倍提高加工效率、降低刀具消耗、大幅降低了产品超差率；叶环加工方面，团队研发了轮廓铣、插铣、摆线铣、型腔铣、接刀痕处理等技术，解决了整体叶环高效加工的技术难题。

UltraCAM软件由千机智能组建了将近30人研发团队，并联合了中国航发各大主机厂工艺专家团队，历经4年打磨，为航空发动机整体叶盘类零件制造打造的专家级数控编程工具系统。

在UltraCAM软件研发的同时，团队还开发了UltraFIT自适应加工软件，实现了在线测量、模型重构、自适应修正刀轨等功能，目前已在铸造毛坯机匣加工、3D打印件再加工、叶片维修、线性摩擦焊叶盘清根、齿轮自适应倒圆倒角等方面与客户开展应用，为了机械加工领域进一步提高加工质量以及航空零件深度修理提供生产软件工具。

3.UltraCAM对标美国NREC MAX-PAC，德国Tebis

（1）UltraCAM自主开发，具有完全自主知识产权.（CAD内核采用Open CASCADE (OCC），后续会和国产CAD软件集成）

（2）拥有混合铁、摆线铁、变余量加工等核心技术专利30余项，覆盖全工序

（3）对比国内外CAM系统具有竞争优势，可以完成国产替代。

UltraCAM全部是自己开发的加工源代码，自主可控，这说明队伍战斗力很强悍，国人可以大力支持。因为我看中的就是他的基本功能！

从UltraCAM的模型结构看出来，他的定位是hypermill的档次。在很多地方极可能还要超过mastercam，这是一个值得开心的事情。

千机的模具加工必然还需要实际增补。这需要往市场推广后，经过五年时间完善！终于见到一款可以媲美国际加工模块的软件了。

然后，我建议千机跟其他国产软件（中望3D,CrownCAD或者CAXA实体设计等）进行匹配（挂钩）。跟国产三维建模软件挂钩有个好处，优势互补。然后双方进行内核的集中发力。五年基本上完成所有的任务，这应该就是千机的下一步。

4.特色功能——透平专用模块

4.1.CAD模型预处理

4.2.摆线铣

4.3流道层铣

4.4.叶片混合铣精加工

4.5.精粗组合铣

4.6.过渡圆角

4.7.在机测量技术

4.8.变余量误差补偿技术

4.9.宽行精加工

4.10型腔固定轴加工

4.11.型腔半精加工

4.12.闭式叶片插铣加工

4.13.工艺参数优化

5.特色功能：后置处理

6.通用编程

7.通用编程——策略类型

7.1.型腔铣策略

7.2.轮廓铣策略

7.3.钻孔策略

7.4.铣孔策略

7.5.轮廓侧铣策略

7.6.车端面策略

7.7.粗车策略

7.8.精车策略

8.特征编程

基于特征识别是未来的趋势，可以开发。但是传统编程有其优势。互为表里。不能缺少。双核并行开发模式。我的建议，就是再加上流体切削和刚性切削的复合模式。

9.结束语：

个人感觉，工业软件是技术和经验的积累，同时也需要不断探索和打磨。快是不可能的。也别指望别人开源。好不好用先放一边，有没有免费的最重要。一定要有免费版本培养大家的使用习惯（建议UltraCAM后续开放标准版（个人永久免费），专业版收费）。就比如UG，个人都免费（PJ）。公司才收费。没有免费版本提供给个人使用，再好用也发展不起来。最后建模习惯，这个习惯养成了很难更改的。可以学西门子的一些东西。

国产工业软件，需扎实做好生态，提升核性能和调度性能才是关键。有些方面，其实还差很远，我们的积累太少了，但世上就怕认真二字，您说是不是？部分国人的作风不够认真，缺乏钻研和进取的动力，导致打磨产品的意愿和决心不足，和市场浮躁很有关系。

工业软件，前期没有任何回报，还要往里面砸钱。工业软件核心东西没法指望别人的，国内都是指望买现成的，不愿意付出，美其名曰轻资产。这样的成本最低啊！工业软件就是最好的例证。所以老外才这么嚣张，国人陋习不改难有后劲发展。共情是个好东西。智慧往往是在共情中产生的。希望国人争口气，这辈子值了!