CNC数控编程——CAD/CAM软件技术及其在数控I床中应用

    1、前言

    现代信息技术的进步，使科学技术的发展日新月异，高新产业的辅助，使计算机相关应用及各种软件技术越来越多地进入到了各个企业的生产和经营过程当中。CAD/CAM软件的应用，可以说是信息技术领域的以此重大突破，其优势已经被获得了越来越多的共识。制造行业作为推动我国社会经济的重要力量之一，加强技术应用也是时代发展的大势所趋。很多研究已经对CAD/CAM软件技术以及数控机床进行了系统性的分析，从中不难看出，CAD/CAM软件技术在数控机床当中的应用，是制造产业中的一项重大突破，对于全面提升制造业的生产效率来说，具有着划时代的革命性意义。传统的制造业生产和简单的数控机床应用已经无法满足当前企业的实际需求。因此，深入开展CAD/CAM软件技术在数控机床的应用，对于更多制造企业进一步提升生产效率具有着重要的指导意义。

    2、CAD/CAM软件技术与数控机床概述

    2.1、CAD/CAM软件技术

    CAD技术全称ComputerA ided Design，是一种基于计算机技术的辅助设计软件，自从上个世纪九十年代末发展至今，已经被诸多行业领域所应用。其功能主要包括：建立模型、数据计算、模拟仿真、绘制图形等等I1】。其应用于数控机床当中，主要作用是为了服务于数控生产加工的辅助，通过数控技术独有的高精度计算功能加以强大的文字、图像等处理技术，使数据的存储和处理能力全面提高，设计者可以据此来提升创造性思维，有利于对数据进行综合性的判断分析，并通过逻辑化的处理来有效提升设计进程。

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    CAM技术全称ComputerA ided Manufacturing，同CAD技术一样，均为基于计算机系统的辅助功能软件，相对来说．CAM的覆盖面更加广泛，应用于数控机床中主要实为了实现更加高效的编程，功能内容包括数控路径的规划、生成切割位和NC代码等。

    2.2、数控机床

    数控机床就是在机床加工过程中，应用数字化对加工数据进行控制的一项技术，因此其涵盖了机械加工、监控检验、微电子、智能控制技术等，属于一种高新技术，从其起源至今，发展极为迅速，对我国制造业的发展，起到了不可估量的推动作用。客观地讲，数控机床的应用，通过以数控技术作为核心，在制造行业领域有着极高的代表性，在机电一体化领域当中具有着极高的水平，其智能化地位在国际当中都具有着相当的影响力。

    3、CAD/CAM软件技术在数控机床中的应用现状

    当前，我国的数控机床虽然已经获得了普及应用，但很多制造业当中并没有配备专门的基于某项软件技术的计算机辅助系统，因此相对来说，关于CAD/CAM软件技术在数控机床中的应用成为了一门新兴学科，其设计理念就是在数控机床中，应用计算机辅助设计制造，以此更进一步提升数控机床的技术精度，使加工效果更为理想。

    从基于CAD/CAM软件的计算机设计，直至通过数控机床加工，其主要步骤为：设计参数的制定一软件制图一输入参数进行加工一刀路文件生成一模拟刀具轨迹一根据模拟调整参数一生成执行文件一执行文件一机床生产．整个过程看似简单，实际上从技术的角度看极其系统化和复杂化，始终都离不开基于计算机的软件操作。其软件功能又分为几类：第一，设计软件主要进行加工制造零件图形的设计与绘制，比如本文所提及的CAD，或者是更为先进的BIM三维绘图软件等等：第二类就是制造类软件，也就是本文所分析的CAM．通过此软件的应用来生成加工所需的代码，然而软件的绘图功能又二维图形和三维图形等等，总之，就是要通过设计软件使图形加工为成品，也就是通过NC代码的生成来命令机床根据参数进行加工，直至后续的产品处理。第三类就是执行软件，机床加工需要NC代码的指示，机床与计算机之间的通讯可以采用COM端口相联，然而通常在实际应用的过程中，都通过机床控制器来进行控制，与人之间的交互则需要依靠板卡所提供的程序L3]。因此，其驱动程序技术仍有着一定的开发空间，本文在此不作探讨。

    4、CAD/CAM软件技术在数控机床中的应用技术分析

    4.1、软件数据的共享

    从整体上看，当前设计类软件种类繁多，应用的范围也有所不同，因此在实际应用的过程当中，需要考虑到不同软件之间的相互作用力。比如在CAD中，将设计的模具模型输入到CAM软件当中，然后再根据实际需求设置加工参数和加工的刀具路径，来通过CAM软件自动生成NC代码。对此，很多软件在设计过程中均开始注意这方面的问题，绝大多数软件当中都配有专门的供文件进行转换的接口，能够实现文件与文件之间的相互转换。但是转换过程中也要根据不同的情况进行适当的调整，比如大多数软件都与DXF文件兼容，但CAD想要通过DXF格式转换，则需要通过CAD进行二次分解，但此类型的格式转换极有可能使数据丢失，因此，如何在两个不同软件之间找到最佳的转换格式就成为下一步需要解决的问题。

    4.2、数控文件的处理

    数控机床的工作原理主要就是对数控文件的处理。在整个数控加工过程当中．CAM软件在生成_NC代码之前的后置处理文件则尤为重要，然而，虽然CAM具有着相应的优势，但是其软件功能并没有专门针对于数控机床的相关设计。数控机床具有不同的型号，也分多种用途，不同的数控机床对于不同NC代码和C代码的要求也就存在一定的差异，而数控文件中的后置处理文件对于NC代码的生成可以说具有决定性的作用，因此为了保证NC代码准确生成并被有效识别，就需要依赖于后置文件的处理。而后置文件处理的过程可以将其看成为一编辑文本的处理过程，作用就是为了对加工时的刀具轨迹做好准确的判断，使其能够准确的格式化，并转换成NC代码输出，通过代码的交互实现在数控机床控制器之间的数据传递，命令机床按照程序语言驱动加工。

    4.3、CAD/CAM软件技术的集成

    在数控机床的应用中，伴随CAD/CAM技术的不断发展，两者可以说已经达到了一种”相互依存”的状态，单一软件的应用已经无法满足很多领域的实际需求，因此．CAD/CAM软件技术的集成，成为了一个大的发展方向。所谓的CAD/CAM软件技术集成，主要指的是将两种软件结合应用，有利于更好地满足智能化制造业的需求，尤其是在近些年出现的CMS（计算机集成制造系统）系统背景下，能够在数控加工中将CAD技术直接转换为CAM．以此来满足数控的加工信息需求，最大程度降低数据信息在转换过程中丢失的概率，将零件的设计、工艺和加工流程等均进行整合，以全面提高生产效率。

    从上文的分析中能够看出，在数控加工过程当中，能够借助CAD/CAM软件技术的优势来实现制造加工效率的提升，也由此可见在数控加工过程中对于CAD/CAM软件技术集成应用为加工效率带来的优势，能够有效简化传统的繁琐流程，实现资源转换效率的最大化。在当前诸多的集成软件当中，都是直接通过内部的数据格式来获取到CAD所生成的模型，实体建模功能日臻完善，大多都是通过实体建模继而通过软件包实现参数设计的准确性，并借助高级语言完成对相关驱动的集成。

    5、结语

    综上所述，随着基于计算机技术各种应用软件的发展，在工业制造业设计领域中的应用范围也在不断扩大，相关研究进展也在不断加深。CAD/CAM技术因为其独特的优势使之在数控机床中的应用前景更加广阔．CAD/CAM技术的网络化也因此成为了热门的研究话题，也必将成为今后的一个大的研究方向。