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EdgeCAM的智能化之路 |
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作者：e-works |
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在目前国内流行的CAD/CAM软件的行列中，英国Pathtrace公司开发的EdgeCAM因其独特的智能化理念而独树一帜。当前的CAM软件开发，基本上不再受计算机硬件性能的制约，软件的功能也越来越强大，原来要在大型计算机和工作站上才能运行的软件系统，目前大部分都可以在个人PC机上运行。CAD/CAM软件的发展进入了一个全新的时代。
在软件开发工程师的眼中，没有实现不了的功能，只有没出现的灵感。在跨越了硬件限制的瓶径之后，展现在我们面前的是疯狂的开发计划。很多理想都在此时变成了现实。时间将是唯一的障碍。CAD/CAM作为一个计算机应用领域中最具有实践意义，最容易体现其应用价值的领域，更加受到科学界的重视。
随着制造业的高速发展，数控加工作为机械加工行业的发展方向也随着时代的发展而越来越普及；目前，该行业的发展我们可以从两个方面来审视，一个是数控机床的发展，一个是CAD/CAM软件的发展，两者相互依存相互促进。在数控加工设备越来越普及的今天，CAD/CAM软件也应该走向大众，然而该行业属于最具有代表性的复合行业，需要的是既懂机械加工工艺又懂计算机应用的复合型人才，人才短缺严重的影响了CAD/CAM的普及应用的进程。如何解决这个问题呢？提高人员素质是一个渐进的过程，不能立竿见影；能不能让软件变得简单易学呢？就象当初傻瓜相机出现满足了大多数人在摄影方面的欲望一样！答案是肯定的，Pathtrace公司适时的推出了智能化的数控编程系统EdgeCAM.，他的目标就是让数控编程过程尽量简单，提高软件的智能化，将让人们可以很轻松的完成编程过程。其实这也是CAD/CAM软件行业发展的必然结果。
目前讲CAM软件的智能化的前提是三维CAD软件的发展，在放弃了传统的绘图板，二维CAD制图已经普及的今天，更多的厂家已经走向了三维CAD设计。三维CAD软件获得了空前的发展，实体造型功能越来越强大，实体模型的所包含的信息也越来越多。利用CAM软件进行数控编程工作属于繁重的脑力劳动，尤其有些时候，工作内容中重复性较多，是一项让人心烦而且容易出错的工作，人们希望这些工作最好由计算机来代替，但是由于机械加工过程中，很多情况下需要经验性的知识来驱动。如果计算机有了人脑的智慧当然可以完全取代编程工程师的工作。然而这不是一朝一夕能够实现的目标，但是在发展中的今天，CAM软件能够做到什么地步呢？下面就Pathtrace公司在软件智能化方面上所做的探索和成就做一些介绍。以及在其产品EdgeCAM中已经实现了的一些智能化功能。在此之前，我们先了解一下Pathtrace公司之所以能够沿着智能化的方向发展的基础。
从Pathtrace公司1983年成立到1994年这段时间中，正是DOS操作系统统治时期，EdgeCAM的前身PMS就已经走向了市场，并获得了一定的发展。在Windows成为主流的操作系统之后，Pathtrace公司做了一个重大的抉择，放弃已经研发了十几年的PMS，重新在Windows平台上开发新一代的CAM系统，也就是当前的EdgeCAM。这个决定为开发人员提供了更强大的开发工具和更广阔的想象空间。
由于CAD与CAM软件有着不同的文件格式。当在应用过程中，模型文件的格式不兼容成了一个不可逾越的鸿沟。于是有了IGES\VDA等中间格式文件的出现，这些中间格式实质上是一种折中的方式，将多种文件格式的共性信息在不同的软件环境中进行传递，个性的信息被忽略或退化。采用这种中间格式传递模型信息时，经常出现传递信息不完整，数据丢失的现象。当时这种传递方式成为一种无可奈何的唯一方式，在行业内被广泛的使用。1996年，Pathtrace公司开始以一个独立的CAM软件供应商的身份，主动与CAD软件供应商联系，结成战略合作伙伴关系。从此Pathtrace公司不仅可以与一些CAD软件公司共享数据格式，还可以与这些公司一起而共同面对市场竞争。截止2001年，基本上得到了大多数行业内伙伴的支持与合作，作为新一代的智能化数控编程系统，EdgeCAM可以直接加载的文件格式包含了CATIA、Pro/E、Inventor、以Parasolid为内核的所有软件如UGII、Solidworks、Solid edge、Solid2000、CAXA的CAD模型文件。
1999年，具有划时代意义的实体加工模块开始发售，针对实体模型进行加工的操作变得更加简单和高效。主要表现在以下几个方面
首先，Pathtrace提出了针对实体模型文件的自动特征查找功能，使得从实体模型中提取加工特征的过程自动化；实现这个功能的前提就是在加载实体模型的过程中，保证数据的完整性，否则根本无法实现这种功能。在自动查找实体特征的过程中，还自动记忆下这些特征的参数，当进入加工模式后，要生成针对该特征的加工刀具路径时，这些特征参数将被自动加载到加工过程中，从而减少了加工过程中的参数设置过程。
其次，由于EdgeCAM具有保证实体模型数据完整性的优点，因此他有条件实现另外一种智能化技术----动态关联技术。当一个实体零件文件被读入后，利用EdgeCAM生成了刀具轨迹，如果此时该模型文件被更改，EdgeCAM将自动识别到更改的内容，并自动更新刀具轨迹。这个过程在模型文件被更改后即可自动实现，我们称之为CAD与CAM环境的动态关联。在EdgeCAM能够直接读取的实体文件类型中，它能与所有生成这些文件的CAD软件实现这种动态关联。动态关联技术延伸了CAD/CAM一体化优势，同时也提高了编程效率。
此外，软件系统在编程过程中自动加载辅助功能；在选择刀具的时候，提供切削参数的专家系统等，都成为EdgeCAM的基本功能配置。
Pathtrace公司于2003年初发行了Strategy manager（加工策略管理）功能模块，该模块的发行标志着EdgeCAM在智能化的道路上又迈出了坚实的一步，并且还在不停的开发和扩展该模块的功能。
该模块专门针对实体模型进行编程操作，它直接利用实体模型的特征生成刀具轨迹。将典型的实体特征的加工过程通过流程图的方式串联起来，定制成一个加工策略文件，使用时只需要针对一组特征应用该加工策略文件，软件系统将自动进行判断并根据实体特征的参数自动生成刀具轨迹。刀具的选用、加工参数的设置以及加工的工序都按照设定的流程图的设置自动实现。下面一个加工策略文件的样例：
已经定义的加工策略中针对孔特征进行的加工过程
在此流程中，提供了数据节点、判断节点、注释节点、组节点等多种节点方式；当我们针对某些孔特征应用此加工策略的时候，软件系统将就按照这个流程自动处理，并生成刀具路径。流程图可以根据需要作成各种各样的结构，例如下面图示是上图中Drilling组节点中的内容。通过这种嵌套的方式使得加工策略的判断和加工能力获得进一步的加强。一旦根据需要完成了这个策略功能的设置，就使得加工所有孔特征的过程变成自动化。
Drilling（钻孔组）节点中的内容
2003年底，Pathtrace公司推出了用于双主轴双刀架的数控设备和B轴车削设备的编程模块，使得EdgeCAM软件的应用范围进一步的扩大。为了让软件的操作变得简单，Pathtrace还做了很多细致的工作，例如EdgeCAM提供了一个开放的后处理向导，制作后处理的工作变得简单直观，使用者即使根本不懂得任何计算机编程语言，也可以编制出符合机床要求和工程师编程习惯的后处理模板；
随着软件智能化程度的提高，将来也许有一天我们能够让计算机能够具有工程师的智慧。我们相信只有点滴的积累我们才能获得质的飞跃，实现最终的梦想，如今Pathtrace公司正在向这个目标迈进。(end)
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(7/30/2005) |
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