什么是计算机辅助制造(CAM)?

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计算机辅助制造(CAM):初学者的完整介绍

在一个充满物理物质的世界里——无论是产品、部件还是场所——计算机辅助制造(CAM)使这一切成为可能。beplay官网客服电话是我们赋予了飞机飞行的动力，是我们赋予了汽车马力的轰鸣。当你需要做一些东西，而不仅仅是设计，小卡就是你的答案。幕后发生了什么?继续读下去，你会找到答案的。

小卡是什么?计算机辅助制造(CAM)是使用软件和计算机控制的机械来自动化制造过程。

基于该定义，您需要三个组件的CAM系统的功能:

• 通过生成刀具路径来告诉机器如何制造产品的软件。
• 能把原材料变成成品的机器。
• 后处理将工具路径转换为机器可以理解的语言。

这三个部分是用大量的人力和技术粘合在一起的。作为一个行业，我们花了数年时间来建造和改进最好的制造机器。今天，没有什么设计是任何一个有能力的机械师无法处理的。

CAD到CAM过程

没有CAM，就没有CAD。CAD侧重于产品或部件的设计。外观如何，功能如何。小卡专注于如何制作。你可以在你的CAD工具中设计出最优雅的部分，但如果你不能有效地用CAM系统制作它，那么你最好踢石头。

每一个工程过程的开始都始于CAD世界。工程师们将绘制2D或3D图纸，无论是汽车曲轴，厨房水龙头的内部骨架，还是隐藏在电路板中的电子设备。在CAD中，任何设计都被称为模型，并包含一组将被CAM系统使用的物理属性。

在CAD中完成设计后，可以将其加载到CAM中。这通常是通过导出CAD文件，然后将其导入CAM软件来完成的。如果您正在使用像Fusion 360这样的工具，那么CAD和CAM都存在于同一个世界中，因此不需要导入/导出。

一旦您的CAD模型导入到CAM中，软件就开始为加工准备模型。机械加工是通过切割、钻孔或镗孔等动作将原材料加工成确定形状的受控过程。

计算机辅助制造软件通过以下几个动作为加工准备模型，包括:

• 检查模型是否有任何会影响制造过程的几何错误。
• 为模型创建一个刀具路径，即在加工过程中机器将遵循的一组坐标。
• 设定任何所需的机器参数，包括切割速度，电压，切割/穿孔高度等。
• 配置嵌套，其中CAM系统将决定零件的最佳方向，以最大限度地提高加工效率。

一旦模型准备好进行加工，所有信息都将被发送到机器上，以实际生产该部件。然而，我们不能只是用英语给机器一堆指令。我们需要说机器的语言。为此，我们将所有的加工信息转换为一种称为g代码的语言。这是一组控制机器动作的指令，包括速度、进给量、冷却剂等。

一旦理解了G-code的格式，就很容易阅读。一个例子如下:

G01 x1 y1 f20 t01 s500

从左到右分解如下:

• G01表示基于坐标X1和Y1的线性移动。
• F20设定进给速度，这是机器在一个主轴旋转中行进的距离。
• T01告诉机床使用工具1,S500设置主轴转速。

一旦g代码被载入机器，操作员按下启动键，我们的工作就完成了。现在是时候让机器执行g代码，将原材料块转换成成品了。

数控机床一览

到目前为止，我们已经将CAM系统中的机器简单地称为机器，但这确实不公平。看着哈斯铣床像滑黄油一样滑过一块金属，我每次都会心一笑。没有这些机器，我的工作就不可能完成。

所有现代制造中心都将运行各种计算机数控(CNC)机器来生产工程零件。对数控机床进行编程以执行特定动作的过程称为数控加工。

在数控机床出现之前，制造中心是由机械师老手手动操作的。当然，就像所有电脑接触到的东西一样，自动化很快就出现了。如今，运行数控机床所需的唯一人工干预是加载程序，插入原材料，然后卸载成品。

在欧特克码头9号车间，我们有一个不错的CNC机床样品，包括:

数控路由器

这些机器用高速旋转的部件切割零件并雕刻出各种形状。例如，用于木工的CNC路由器可以轻松地将胶合板切割成机柜部件。它还可以轻松解决门板上复杂的装饰雕刻。CNC路由器具有3轴切割功能，这使得它们可以沿着X、Y和Z轴移动。

水，等离子和激光切割机

这些机器使用精确的激光，高压水，或等离子炬执行控制切割或雕刻完成。手工雕刻技术可能需要几个月才能手工完成，但这些机器可以在几个小时或几天内完成相同的工作。等离子切割机在切割金属等导电材料时非常方便。

铣床

这些机器切削各种材料，如金属、木材、复合材料等。铣床有巨大的通用性与各种工具，可以完成特定的材料和形状的要求。铣床的总体目标是去除质量从原料块尽可能有效。

车床

这些机器也像铣床一样切割原材料。他们的做法不同。铣床有一个旋转工具和固定的材料，其中车床旋转材料，并用固定的工具进行切割。

电火花机(EDM)

这些机器通过放电将原材料切割成所需的形状。电极和原材料之间会产生电火花，火花的温度可达8000至12000摄氏度。这使得EDM可以在受控和超精确的过程中熔化几乎任何东西。

计算机辅助制造(CAM)中的人的因素

自从上世纪90年代CAM出现在舞台上以来，人的因素一直是一个敏感的话题。在20世纪50年代，当约翰·t·帕森斯(John T. Parsons)首次引入CNC加工时，熟练操作机器需要大量的培训和实践。下面来自NYC CNC的视频展示了一个很好的例子，说明手动机器与今天的CNC机器有多么不同:

在手工加工时代，成为一名机械师是一种荣誉，需要多年的训练才能完美。机械师必须做这一切——阅读蓝图，知道使用哪些工具，确定特定材料的进给量和速度，并手工小心地切割零件。这不仅仅是关于精确的手工灵巧度。成为一名机械师，过去是，现在仍然是，既是一门艺术也是一门科学。

如今，现代机械师还活着，人类、机器和软件结合起来推动我们的行业向前发展。过去需要40年才能掌握的技能现在只需要很短的时间就能掌握。新的机器和CAM软件给了我们比以往任何时候都更多的控制权，来设计和制造比我们的祖先更好、更创新的产品，他们会不情愿地承认这一点。beplay官网客服电话

这一切对制造业中的人的因素意味着什么?传统机械师的角色正在发生变化。今天我们看到的是《现代机械师》的三个典型角色:

• 操作员。这个人将原材料装入数控机床，并在最终包装过程中运行完成的零件。
• 安装操作符。这个人执行CNC机床的初始配置，包括加载g代码程序和设置工具。
• 程序员。这个人把图纸CAD模型，并决定如何使它与他们可用的数控机床。他们的工作是在g代码中定义工具路径、工具、速度和feed，以完成工作。

在典型的工作流程中，程序员将把他的程序交给安装操作人员，安装操作人员将把g代码加载到机器中。一旦机器准备好滚动，操作员将制造零件。在一些商店中，这些角色可能合并并重叠为一个或两个人的职责。

除了日常的机器操作外，公司还设有制造工程师。在一个新的车间设置，这个人通常建立系统和确定一个理想的制造工艺。对于现有的设置，制造工程师将监控设备和产品质量，同时处理其他管理任务。

CAM的影响

我们要感谢约翰·t·帕森斯(John T. Parsons)介绍了穿孔卡方法来编程和自动化机器。1949年，美国空军资助帕森斯制造了一种可以超越手动数控机床的自动化机器。在麻省理工学院的帮助下，帕森斯开发出了第一个NC原型。

从那时起，数控加工的世界开始起飞。在20世纪50年代，美国陆军购买了数控机床，并将其借给制造商。这个想法是为了激励公司将新技术应用到他们的制造过程中。在此期间，我们还看到麻省理工学院开发了第一种用于CNC机床的通用编程语言:G-code。

20世纪90年代，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助设计(CAM)引入PC，彻底改变了我们今天的制造方式。最早的CAD和CAM工作是为昂贵的汽车和航空航天应用保留的，但今天，像Fusion 360这样的软件可用于任何形状和大小的制造车间。

自成立以来，CAM已经对制造流程进行了大量改进，包括:

• 提高机器性能。CAM系统可以利用先进的五轴机械来提供更复杂和更高质量的零件。
• 提高机器效率。今天的CAM软件提供了高速机床路径，帮助我们比以往更快地制造零件。
• 改善材料使用。通过增材机械和CAM系统，我们可以以最小的浪费生产复杂的几何形状，这意味着更低的成本。

当然，这些好处也需要一些权衡。计算机辅助制造系统和机器需要大量的前期成本。例如，一架哈斯VF-1的售价约为4.5万美元;现在想象一下整个车间都是这样。还有人员流动的问题。随着机器操作不再是一种技巧性行业，吸引和留住优秀人才变得非常困难。

小卡就是男人

CAM不仅仅是在车间控制机器。它是关于将软件、机器、流程和人员结合起来，构建真正伟大的部件。如果这是你第一次潜入CAM的世界，我强烈建议你去当地的商店参观一下。在你的脚上感受数控机床的嗡嗡声，或者用你的手滑过刚从机器上出来的零件。这是一次不可思议的经历，我希望后代能够享受。小卡很有人情味。

你还在使用单独的CAD和CAM工具吗?Fusion 360两者都有。今天就试试Fusion 360吧．