更强大的软件加上更好的数学等于更快的工具路径
Daniel Remenak，3D Systems 的 GibbsCAM 产品经理，使用 GibbsCAM 软件。CAD/CAM 算法的进步改进了刀具路径，导致速度和效率更高，对工具和被切割物体的压力更小。由于这些新算法有助于工具更高效、更快速地切割，操作员可以节省时间并延长工具的使用寿命。
这些进步还允许切割过去无法切割的零件。
仿真技术也得到了发展，现在可以集成到 CAM 系统中，而不是特定于机器的第三方插件。
“CAM 的核心是一个非常成熟的产品线，”Siemens PLC Software 制造工程软件产品开发总监 Vynce Paradise 说。 “它＆rsquo;令人惊讶的是，经过这么多年，我们仍然可以在许多领域改进技术，以改进驱动刀具的路径，优化速度和刀具寿命。 ”
3D Systems 的 GibbsCAM 产品经理 Daniel Remenak 表示，机器和工具制造商“与我们有着相同的核心目标：提高客户的生产力。因此，他们不断创新，对于 CAM 系统来说，跟上时代的步伐非常重要——无论是使用新的工具几何形状（如桶磨机）还是使用新的机器配置来提高自动化程度。”
过去，制造切割CNC Software 的高级市场分析师 Ben Mund 说，这是一个循序渐进、直截了当的过程。该工具通常进行一次切割，然后移动均匀的距离以进行下一次切割——即使它沿该路径切割的材料不一致。
即使材料变了。他说，如果前方出现材料空洞，工具仍会继续沿预定路径切割，这会降低效率，导致热量变化并增加工具和被切割零件的应力。
限制是工具路径，软件不了解材料，”Mund 说。 “传统上，刀具路径会抵消偏移量。它查看旁边的几何体，然后偏移工具将要获得的一定量，然后再次偏移。你最终会得到很多看起来非常平行的刀具运动。”
在过去八年中，软件制造商使用这些高速加工 (HSM) 算法来开发软件，使刀具能够自行调整Mund 说：“任何使用三轴机床切割任何东西的人都会从中受益匪浅。” “这是一个重大转变。这是最普遍的Paradise 说，我们长期以来一直在改进刀具路径。”
当单个切削刀具的成本为 100 至 200 美元时，延长刀具寿命意义重大。 “购买刀具对机加工车间来说是一项巨大的成本。”
Paradise 表示，更准确的刀具路径也很重要，以免损坏被切割的产品。
CNC 软件Mund 说，创造了动态运动一词来描述其 Mastercam 软件套件与 CAD 工具协同工作的方式，以确保其切割的材料量保持一致并尽可能接近理想效率。
仅切割看起来很混乱
乍一看，很难相信运行 Mastercam 软件的刀具真的能帮助刀具更高效地切削。
然而，结果表明，看似混乱的东西实际上速度更快。
“从俯视图看，它看起来有点混乱，”他承认道。 “看起来刀具路径到处都是，[因为它]缺点即时改变运动以确保切屑负载和刀具路径一致。我们进行了一场比赛，动态运动工具在五分之一的时间内完成。”
第一次切割最深
“动态运动观察工具和物体并改变刀具路径的运动始终为该刀具提供理想的切削参数，并在刀具上保持一致的切屑负载，”Mund 说。 “它向前看，知道材料正在向它靠近，并查看工具以确保它始终处理相同数量的材料。”
他说这是一个更有效的工具路径，速度-明智的。它还允许机器使用工具上的全部或大部分切削表面。它可能不会直接穿过，而是稍微移动一下，以确保材料的数量尽可能一致。
“这使您可以使用工具一直切割，”他补充道。 “它更快、更顺畅而且e 对机床的压力更小。该工具正在接近其理想状态。你切割得更快、更深。”
其他制造商开发了具有类似目标和结果的产品。
“具体机制（和名称）因供应商而异提供者。一些这样的机制很常见，而另一些是其中一家供应商所独有的，”3D Systems 的 Remenak 说。 “所有这些高速加工算法的目标是生产运行时间更短、刀具寿命更长的零件。”
获得效率提升的不仅仅是切削算法。 GibbsCAM 12 新修订的界面旨在提高程序员的工作效率、简化工作流程以及优化和定制工作环境，他说。
“我们已经看到高速铣削在切削时间和刀具寿命方面的巨大改进像 Volumill 这样的技术，我们现在正在应用我们的经验教训我已经在这些技术中学会了使用 Voluturn 转向，”Remenak 说。 “我们还应用了新的、更智能的清除策略，以减少机器在切割之间转换所浪费的时间。”
新算法正在发挥作用。
“我们拥有更强大的计算机硬件——这很容易，”Paradise 说。 “当我们一方面开发新功能时，我们也在寻找不同的功能来重构它们——不同的技术和不同的数学。我们可以引入不同的数学计算方法。”
“我们一直在 CAM 系统中进行心脏直视手术，以在人们看不到的情况下引入新技术。如果您更改计算刀具路径的算法，速度可能会提高 10 倍甚至更多。”
刀具路径的质量“由于软件生成的方式而变得更好”我们试图加工的表面并控制该表面上的刀具路径，”Paradise 说。 “我们可以准确地计算和检查工具在每个点的方向。”
消费电子产品制造商较早采用
高科技消费电子产品制造商，例如手机外壳、平板电脑和电视是这种 HSM 算法技术的早期采用者，他说。
“他们真的很努力，寻求更快的编程和更快的加工时间，因为时间和完美的表面处理至关重要，”Paradise 说. “有 10,000 台机床生产手机外壳的工厂。程序必须运行得非常快。加工时间的差异会导致成本的差异。“
仿真集成到 CAD 软件中
“在 CAM 系统内进行特定于机器的仿真消除了对所提供的类似但外部功能的需求由第三方作为单独的附加组件，”他说。 “同样重要的是，准确的模拟应该由将被发送到机床的代码驱动。”
直到现在，想要获得最准确模拟的制造商不得不购买第三方产品，天堂说。 “在不同的系统中创建模型会导致额外的工作量、额外的翻译时间和更多错误的可能性。”
现在这些模拟可以在 CAM 系统本身内完成。
“我们现在能够使用 G 代码在 CAM 系统内部进行模拟——进入机床以形成加工系统的代码——这样程序员就可以看到数字孪生会发生什么，”他说.
“当您对数字孪生进行编程时，您可以看到切割运动——不仅仅是我们认为它将要做什么的一些估计，而是基于能够回读代码的更高层次的视觉效果.您可以在 CAM 系统中执行此操作；你不’t 必须有第三方产品。这意味着数字双胞胎更准确。”
更好的切割
Mund 说，现在更有可能创建更平滑的刀具路径，使用允许机械师临时填充孔的软件和工具在零件或产品中。
“这会在不改变零件固有几何形状的情况下创建一个实心塞子。通常如果有孔，工具必须做出额外的考虑，尽量避开孔。通过从等式中移除孔，生成的刀具路径更加高效。您可以暂时填补漏洞，以便快速弥补它们。”
让系统更好地协同工作
制造商仍然面临着互操作性以及向后和向前兼容性的挑战。但他们也在努力解决这些问题。
拥有开放式架构将帮助商店实现一个关键目标：能够处理和分析来自不同来源的数据，适应各种软件Mund 说，重新和硬件然后发布可供其他人使用的数据。
供应商中立的格式，如 IGES、STEP 和 STL 可以帮助实现互操作性，Remenak 说。
但是这些并不总是最好的解决方案。
GibbsCAM 可以直接从许多源 CAD 系统导入，这有助于保存孔数据、几何尺寸和公差等设计信息，他说。
至于兼容性，即使没有更新，GibbsCAM 软件通常也可以支持新的机器运动学——例如瑞士式车床上的实时 B 轴刀具——以及新的刀具功能，例如 Y 轴分型刀具，Remenak 说。
刀具的新形状
另一个 CAD/CAM 进步是充分利用新兴的特殊形状的刀具，这些刀具可以从侧面进行切割，而不仅仅是尖端，以实现更好的多表面精加工，Mund说。
这种多轴方法适用于任何大的暴露表面积。
“这些多轴应用很好适用于模具制造的某些领域——尤其是在航空航天领域，那里有大面积的外露面。借助多轴功能，您可以使用其中一种异型刀具进行加工，并通过更好的表面处理更快地进行切割。”
现在最大的需求
在整个行业中，最大的需求是继续Remenak 说：“支持新的先进机器和工具。”使 CAD 模型可加工——使事物更易于切割的移动特征，影响操作机器的人的各种事物，”他补充道。 “这些并不是设计工程师总是想到的事情。”
