作为一家先进的合同机械加工车间,Deka Research & Development 采用了集成 SolidWorks/SolidCAM CAD/CAM解决方案,其车间经理Dennis Waite 介绍说:“许多机械车间认为他们无法承担一套集成CAD/CAM系统。但我们根据自己的市场定位,认为必须采用集成CAD/CAM系统,否则很难运营下去。我们在每个流程阶段上都受益匪浅,运营成本显著降低,竞争力明显提高”。
集成CAD/CAM 解决方案可实现自动化流程,即采用CAD建模技术和公共几何体格式来设计零件、模具和原型,并通过自动产生G代码、CNC编程和刀具路径来实现生产制造,这样可以大大提高生产效率并降低成本。
集成CAD/CAM解决方案可提高组织的竞争力,这中间包含多方面原因。要弄清这一集成性方案如何能显著地提高生产率,包括怎样使设计工程师、CNC 程序员和机械师的工作更加轻松,必须准确理解“集成 CAD/CAM”的真正含义,因为某些CAM公司根据不同情况提出了不同的定义。
多年来,CAM软件供应商将“集成”定义为能够使用、接受或导入三维CAD模型和设计数据,以生成刀具路径并实现自动化制造过程。这种方式实际上并不是真正的“集成”,因为一旦几何体被导入CAM 软件包之后,就会完全从CAD系统中移除或失去关联。真正与CAD软件进行集成的CAM应用程序,必须提供无缝的单窗口集成,并与CAD系统实现完全关联。换句话说,CAD程序必须作为 CAM系统自身的建模和几何引擎进行嵌入。对于任何CAM程序,如果它需要产品CAD模型数据转换、文件转换或无关联的编辑和更新功能,而产生分离的不同制造和设计模型,那么并不是真正意义上的集成。
完全集成的CAD/CAM解决方案应采用实际CAD系统来处理几何体和单个参数关联文件,以驱动两种应用程序。SolidCAM和CAMWorks 软件是集成CAM系统的典范,每种应用都采用实际CAM软件包中的SolidWorks CAD系统作为其建模工具。
非集成CAD系统采用其专有的建模技术,并且必须导入 CAD数据以支持制造自动化。这种非集成式方案将产品设计和制造阶段的数据和人员分离开来。这种分离会制约生产能力、降低准确性并限制组织的创造性和协作潜力。尽管非集成CAM 程序包可导入CAD数据并能在一定程度上处理实体模型,但无法像集成式系统那样利用完全参数关联CAD建模系统的强大功能,也无法维持制造与CAD模型中使用几何体的全部关联性。
流畅、高效和无偏差的流程
不论制造商是加工原型、大批量生产还是切割模具,集成 CAD/CAM 解决方案都能以其单一、完全关联的模型,实现更高的互操作性,并使制造过程更快速、灵活和准确。它为 CAM提供了一种简化的方式,包括改进的CAD数据处理方法,并可方便进行设计和制造阶段的模型更改,以及零件和装配体的模型和刀具路径自动更新,同时还能促进产品设计和制造专家的共同协作。
Lindgren-Pitman 的产品设计师Don Tarca说,在转移到集成 SolidWorks/CAMWorks 解决方案之后,即使存在大量的设计修改,也可以加快制造过程。“采用集成解决方案,我们能对零件进行大量修改,而不会影响编程时间。”“我们能在 SolidWorks 中建立所有装配体,然后在CAMWorks 中运行,更改非常灵活。我们已经能运行包括大约200个需要复杂编程的刀具路径的装配体。在更改尺寸时,可以快速更新编程,无需从头开始。”
Alpha Engineering and Design (AED) 的运营副总裁 James Thompson 也有类似的体验,他们从 MasterCAM* SolidWorks/SolidCAM 解决方案,生产周期缩短了 75% 以上。“通过集成软件包,可以简化整个过程,”Thompson介绍说。“在零部件G代码的编程、测试和编辑工作中可节省6小时,这使得从订购到生产的整个过程快了大约4倍。我们每天节省数小时,每周节省数天,这使我们在国内外处于领先的竞争地位。nextpage
“CAD和CAM 系统之间的数据来回转换完全是浪费工时,”Thomspon补充道。“现在,如果我们需要开一个小洞或更改半径,可以在 SolidWorks 中作出修改,然后 SolidCAM在几秒钟内便可更新路径,与过去相比是有了很大的改进,因为过去是在 CAM 软件中修改,修改后要么忘了,要么必须在CAD模型中修改。”
提高生产效率,激发设计创新
集成 CAD/CAM 解决方案可避免在设计和制造两个阶段中对模型进行单调、耗时的更新,而后者常常会影响设计变更、迭代和创新。如果采用非集成方法,工程师和制造专家经常会因为保持设计和制造模型同步的时间压力和工作量而拒绝修改和迭代设计。
Cirris Systems Corporation的制造自动化/机械工程师 Kevin Shelley说,集成SolidWorks/CAMWorks解决方案是他盼望多年的全面关联CAM系统,该公司最近采用 SolidWorks/CAMWorks 系统取代了过去的 MasterCAM 系统。“新产品设计总是迭代进行,这是发现和实施创新思想所必需的,”Shelley 解释说。“我们总是需要不断调整设计。在实施集成 CAD/CAM解决方案之前,我们面临的困难是如何在保持设计控制的同时,能够快速、有效和准确地处理设计迭代和更改。
“在许多公司中,变更控制主要依赖于设计师、CNC程序员和机械专家的维护的制图和文档,”Shelley 补充道。“采用集成系统之后,完全关联的CAD模型提供了这一控制机制,消除了繁冗的纸质文档,并使每个人的工作更加轻松有效。在设计和制造模型之间不再有任何断层。”
Shelley 说,她过去需要数天来跟踪设计迭代和制造变更,以使机械和实体模型相匹配。现在,由于实施了 SolidWorks/CAMWorks集成系统,初始CNC编程时间缩短了一半。更重要的是,在设计迭代速度上提高了400%,为有效的设计和制造工作留出了更多时间。迭代不再是烦恼,而成为改进最终产品的有效手段。我们相信,采用集成CAD/CAM解决方案,不仅能更快地创建实体、获得原型和进行制造,而且能改进迭代过程,使我们去做真正重要的事情。
改进协作,培养技能
集成 CAD/CAM系统使设计、工程和制造专家能以流畅、互动而不是分离、连续的方式承担产品开发,从而实现专业的开发。设计工程师、CNC程序员、机械师和其他制造专家都是提供知识、经验和技能的宝贵资源。通过采用集成CAD/CAM系统,可以将来自所有产品开发和制造资源的不同输入集中到一个单独的几何体平台上,这样他们就可以发挥作用、提出更改建议并协同工作。设计工程师可获得制造知识,CAM操作员可获得CAD 技能,同时,作为团队的其余部分,机械师也能访问相同的三维几何体,从而提高了团队协作的可能性。这样,不再有人会陷入到单调乏味、无关紧要的工作或额外的几何体转换需求中。采用集成系统,团队中的每个成员都能专注于制造过程。
Deka Research and Development 的全部 15 名机械车间人员都在使用集成 SolidWorks/SolidCAM系统。“我们团队中的每个人都有自己的CAD/CAM,并创建了自己的刀具路径,”Waite介绍说。“我们的方法与其它车间略有不同,但充分发挥集成 CAD/CAM的功能,正是我们变得高效和取得成功的原因。采用无缝集成的CAD/CAM系统,可缩短学习曲线,使CAM的操作员的工作更轻松。”
通过专注开发获得更大进步
集成式方案还提供了专注于开发工作的优点,CAD供应商关注提高实体建模功能,而CAM公司则专注于自动化编程和加工。
那些不得不继续建模技术和自动化编程开发的CAM公司,将无法跟上专业CAM研究和开发工作所获得的创新和新功能。除落后于严格专注于CAM的开发商很少可能与主流CAD系统的建模能力相配合。
通过完全集成的方案,CAM操作员将能使用CAD系统的所有新发展和创新特性,反之亦然。比如,CAD系统(如 SolidWorks)在处理不同类型的CAD格式时,比任何CAM系统更为擅长,这使机械加工车间能在CAD系统中进行任何的模型修改,因此,最终用于加工的模型更具关联性。
AED的Thompson总结了两种方案的区别,他说:“任何拒绝与CAD建模工具实现完全关联性集成的CAM供应商,与市场的发展趋势是背道而驰的。”




