5轴CAM——极其引人注目的技术

　　【编者按】装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。5轴联动数控加工中心为各种规模的制造商，包括小工厂，打开商业机会的大门。

　　用于碰撞检测的内置模拟是任何5轴编程系统的一个基本特征。例如，Mastercam X6里的模拟为用户提供了一个完整的部件、刀具、刀柄和机器设置的视图，确保了该程序可以以最合理的生产率安全运行。

　　这项技术之所以变得特别有吸引力，有以下几方面的原因：

　　* 5轴联动加工可以创造出过去不可能制造出的非晶形状，如机翼，这是推动21世纪技术快速发展的基础。

　　* 定位功能使得5轴系统反复开展工作，从最有利的位置进行各种平面的特征加工，以提高生产力。近期，YouTube上的一个视频显示了多诺万赛车上的铝发动机缸体的制造，它是通过使用高速的2D和3D刀具路径，来从不同的角度不停地打造工件的。金属去除率如此之快（不到2小时去除了250磅），以至于传送机不能足够快地将碎屑运走。

　　* 消除多次装夹不但在降低劳动成本和夹具成本的同时提高了生产效率和加工精度，也开启了追赶制造机会的大门。因此，甚至小工厂都可以把他们的主要时间应用到更多的高附加值工作上去，而不必增加工作人员。

　　综上所述，对最终购买的那些人来说，当今出色的5轴加工中心的成本仍然是对制度的一个冲击，这也是一个事实。直到最终实现之后，上面列举的潜在优势才会让人有所安慰，而这需要在设备安装数星期或数月后才会体现出来。要是能有某种可以购买的保险，来确保你投资巨大的技术最终回报给你预期的效益该多好。好消息是，这样的保险确实存在：功能强大的多轴CAM软件。

　　增长为5轴

　　大多数第一次冒险投资5轴加工的CNC用户，通常一开始都不会大规模地尝试。他们会购买一个适中的5轴加工中心，或简单地为其现有的3轴机床添加一个旋转工作台，然后他们可用其来定位以免除多次装夹，这种加工类型是3+2分度。

　　许多第一次使用的用户对软件不抱有很大的期望。他们对新设备付出了那么多，以至于他们一有机会就偷工减料，并且只买他们需要的最少功能的5轴CAM软件。

　　在大多数情况下，这些用户很快就能知道操作好一台5轴机床，就会导致另一台的使用。由于第一台5轴机床需要做的一系列工作都已经排满了，并且客户为他们提供了需要不同的突破或者5轴联动功能的机会，CAM软件突然就变成了一个更重要的考虑因素。

　　给5轴CNC用户最好的建议是选择CAM软件，该软件功能强大，可以可靠地保护和优化5轴投资，而且还具有足够的灵活性来支持公司的增长。为了获取你的地位和未来的潜力，提出几个这样的问题：您支持什么行业？您觉得工作时用什么样的材料会比较舒适？您工作时喜欢处于什么样的限制尺度？在经过一次彻底公正的对自己长处和愿望的评论后，关于5轴加工的CAM软件，你将更易于做一个深思熟虑的决定。

　　如果你想在5轴编程软件上省钱，那么刚好也有一个进一步的好消息。你可以不用立即购买你选择的CAM软件。有些可用的最佳方案是模块化的，允许用户购买较低水平、较少功能的软件，直到用户需要更广泛的功能。当新的5轴商业机会刚刚出现时，这些软件包使得提升等级和获得新订单变得很容易。

　　关于您的业务性质和其增加不同类型5轴加工的潜力，一旦你已经做了一些调查，那么现在是开始评估软件选择的时候了。

　　选择的目标

　　下面是企业在购买CAM软件时应该考虑的一个清单，无论他们是第一次使用的用户，还是目前工厂里已经有5轴系统的用户。

　　CAM与CAD各自的重点。CAD/CAM是涵盖所有虚拟制造活动的一种大类软件，从创建模型，到驱动CNC设备的编码输出。如果他们需要一款能够对产品内部复杂组件做出详细效果图的软件，那么你只要选择一款重点在CAD上的CAD/CAM系统即可。当遇到需要精确的和富有成效的CNC加工的项目时，他们必须转向专注于CAM的CAD/CAM系统。如果你是一个产品开发的角色，需要在部件模型和制造刀具路径之间来来回回频繁地工作，那么拥有一个装有详细书面翻译的CAM系统很重要，能让你方便、快速并准确地在CAD和CAM系统之间进行转换。你也可以考虑带有设计软件的耐用CAM系统，以便仅在一个单一的CAD/CAM环境下就可以得到两者的最佳使用。

　　5轴专家软件包的设计，例如Mastercam刀片专家，可用来执行一套独特的非常精密的切割操作，以制造复杂的特制品，否则将会有一个非常陡峭的记忆曲线。

　　大型工具箱和专家软件。一些CAM产品允许程序清晰执行的功能有限，因为它们消耗了有限的计算机系统开销。这款软件表现出良好的示范性能，但是你可能很快就学会了其使用方法。其他CAM产品提供了一个强大的工具箱功能，你可以一次性购买该工具箱，或者随着你的5轴制造需求变得更加精细来购买不同层次的功能。这是一款可使制造商获益最大的5轴CAM软件。

　　也有一些专业的CAM软件包设计成可以为端部接口或叶片制造等这些特殊部件执行一套独特的、非常复杂的切削加工操作。这些CAM软件包对希望立足于复杂制造领域的制造商来说是一个不错的选择，像端部接口和叶片制造，否则将会产生一个非常陡峭的记忆曲线。

　　工具箱内部。如果他们正在寻找可以为他们提供不断增长的5轴功能产品组合的软件，不妨深入研究一下供应商的软件工具箱内的具体工具。所有的5轴软件都应该能够进行粗加工、精加工，并避免碰撞。为了进一步了解这些要领的执行是如何发生的，问下面这些问题：

　　* 功能和刀具路径要相互关联到何种程度，以便在一个区域所做的更改可以自动调整程序的其他受这些变化影响的部分？深层的关联性节省了重新编程所需的无数小时时间，并避免了会导致报废或机器损坏的不幸的制造错误。

　　* 程序里的刀具路径进行动态调整的能力到什么程度，可以使CNC设备根据材料的硬度和需要成型的几何形状，在最佳的进给、速度和切削深度下进行运转？为了高的生产率及显著延长刀具寿命，动态特性使得5轴CNC设备得以在机器最大的额定速率下安全地运行。

　　* 正在考虑的软件是否提供了建模和修边功能，消除了气吹切割，提高了生产率？

　　* 如果表面处理是一个重要的考虑因素，那么是否可以改进刀具路径的特定区域，以优化成品表面，免除大量的研磨和抛光？

　　* 得到可以让CAM软件在地板上与5轴设备，或者将来可能购买的系统无缝对接的后处理器有多容易？程序能否只编写一次，并当需要时可以快速无误地提供给不同的机器？

　　* 5轴软件为碰撞检测和刀具路径模拟设置了哪些条款，来确保程序的安全运行？在3轴的世界中，良好的模拟很重要；而在5轴中，它是必不可少的。

　　供应商的承诺。CNC 5轴加工能力的世界在继续以迅猛的速度发展。例如，仅在几年前推出的动态加工方法目前在许多应用中为用户提高了接近50％的生产率。从用户的角度来看，这些改进出现得很突然。从软件开发商的角度来看，这些变化涉及的研究和开发，在许多层面上的严格的规划和执行花费了五年甚至更长的时间。如果你期望软件供应商大约每年都能给你一个惊喜，为你带来更多的竞争优势，那么就要看看他们关于研发的长远的承诺。

　　支持与培训。5轴联动数控加工是非常高效、有益的，但??还很难实现和使用。成功使用的都是借助于后处理器的开发、培训、应用问题的解决，以及给出重要的新功能的建议，这将影响到他们所做的工作，并协助他们在特定情况下实施。你正在考虑的能为你提供这种软件的当地人有能力并且愿意为你提供所需的这种支持吗？

　　联合建模和切边功能为用户提供了编辑CNC程序的直观工具，大大减少了空切时间。

　　如何看待

　　本文广泛概述了选择5轴CAM软件时最应该考虑的重要因素。他们将考虑以其为模板，建立一个产品的项目到项目的更详细的分析。在互联网上搜索5轴CAM软件。访问论坛看看用户都在说什么。不管供应商声誉多好，网上总会有一些古怪的帖子，确保你不会全信这些。如果可能的话，跟其他公司的5轴加工用户聊一聊。他们使用的是什么？他们喜欢它哪一点？他们不喜欢的是什么？通过一切手段，在展会上拜访软件供应商。在展会上观看现场演示很有意思。然而，演示真正告诉你的，是使用一个你提供的零部件，这是他们目前正在做或者希望可以做到的工作类型的代表。关注供应商程序中的一部分，然后用他们计划使用的5轴设备来切割这些部件。

　　5轴加工设备的单件比用来为他们编程的软件昂贵得多。然而，决定购买哪种编程软件也很重要，因为这将有助于确定5轴设备采购的投资回报率（ROI）。评估过程必须尽可能彻底和谨慎。如果你有条不紊、有决心地着手这个过程，你会作出一个决定，对现在很满意，随着公司多年的成长你也会满意的。

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