加工中心编程软件.docx

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加工中心编程软件

1mastercam用作加工中心编程和制图相对于其他软件学起来比较快一些。

ug比较复杂学起来需要花很多时间和精力，而且在短时间内很难学好，若没有实践更难了cimatron和PowerMILL功能在于编程，若单说编程这两款软件可当首眩

2Mastercam强项在数控加工，简单易用，产生的NC程序简单高效。

主要竞争对手有UGNX，Edgecam，WorkNC,Cimtron,Delcam（Powermill），PTC（Pro/NC），Space-e，HyperMILL等，与这些软件相比，在2D加工方面有压倒性优势；曲面方面，在简单规则类方面占优势；多轴曲面方面，在X3中引入了第三方的5轴多曲面加工，使其在通用数控加工中依然是王者。

worknc

WorkNC是Sescoi公司出品的从2轴到5轴的自动化刀具路径生成软件，应用于铸塑模、冲压模等模具加工行业的表面模型和实体模型。

WorkNC是具有超强自动化功能的新一代CAD/CAM软件。

它在可靠性和易用性方面作了极大改善，使设计和制造系统得到了全面提升，WorkNC的自动化功能可让CAM新手在短时间内自动完成刀具路径的设置。

Sescoi®公司研制开发的面向汽车、模具等加工行业的全自动CAM软件系统WorkNC和专业模具生产管理系统MyWorkPLAN，以其独特的数据自动生成和流程管理技术，使得制造现场的生产和管理效率及自动化程度大幅提高，使用户享受到了真正的“无人加工”和“全自动加工”。

软件也因此被全球80%以上的汽车制造厂商以及供应厂商认可和导入，同时也在航空航天，电子电器，医疗器件，玩具和制鞋等行业的加工制造现场得到了广泛应用。

20年来WorkNC始终引领CAM行业的技术发展,其专注于最有效的加工策略来满足复杂型面的模具、零件、快速成型产品等的加工。

WorkNC可高速生成高可靠性，高效率，高品质的刀路，而其编程只需输入几个基本的参数即可，是名副其实的全自动CAM解决方案。

目前，WorkNC软件正被全球80%以上的汽车制造厂商以及供应厂商认可和使用，同时也在航空航天，电子电器，医疗器件，玩具和制鞋等行业的加工制造现场得到了广泛应用。

使用最普及的国家包括德国、日本等制造业发达国家，尤其在日本，最近几年连续被有关权威机构评为“使用最广泛的CAM软件”。

2013年1月，Sescoi被Vero软件并购，Vero软件公司是一家世界领先的CAD/CAM/CAE解决方案的提供商。

Vero旗下拥有的知名产品品牌有：

Alphacam,CabinetVision,Edgecam,MachiningSTRATEGIST,PEPS,Radan,SMIRT和VISI等。

2WorkNC特点

1、操作简单、易学易用——只需两天的培训，用户即可使用软件进行编程

2、高可靠性、高效率、高精度——针对各种材料、刀具、机床的特性进行编程，各类自动化干涉碰撞检测使刀路更加安全、可靠、高效

3、共享您的知识和经验——可以把各种不同的加工工艺很方便的做成模版，这样您所有的加工知识和经验都能够有效的保留和继承

3WorkNCAuto5

WorkNCAuto5:

模具5轴加工的全新方案

5轴机床和5轴CAM系统在模具制造领域的实际应用是最近几年发展起来的一项先进技术。

作为全球知名的全自动CAM软件，WorkNC在模具制造领域首次提出了一个全新的实用性极强的5轴加工解决方案:

WorkNCAuto5。

这个解决方案能够简单地将种类丰富适合于模具加工的3轴，3+2轴刀路自动转化为联动5轴刀路，并自动检测碰撞和考虑机床的运动几何学的限制条件,堪称模具制造领域5轴编程的技术的一个里程碑。

WorkNC拥有丰富的针对模具加工的3轴或和固定5轴加工的加工策略，其卓越的编程效率和操作性能已在模具制造领域得到反复证明。

那么能否将这些优势利用到联动5轴呢？

经过多年的研发Sescoi公司在模具制造领域首次推出了全新的实用性极强的模具5轴加工方案，这就是WorkNC的Auto5。

使用WorkNCAuto5编程人员可简单地将任何WorkNC的3轴或固定5轴刀路全自动转化为一个没有碰撞，同时满足指定机床的几何学及运动学约束的联动5轴刀路。

此外，通过设置参数还可以对使转化后的联动5轴刀路作平滑处理，使之更符合实际的加工要求从而保证加工品质。

WorkNCAuto5包括2个功能模块（图3.）：

1.3to5axis模块

自动将3轴或固定5轴的刀路按选定策略转化为联动5轴刀路。

此模块检测和回避刀具及刀把的碰撞。

这个转化过程是不依赖机床的几何及运动特征。

2.5tomachine模块

根据选定的机床对3to5axis输出的联动5轴刀路进行自动处理，检测和回避机床的碰撞，并使该刀路满足选定机床的几何学及运动学的约束条件。

处理结果随机床而异。

WorkNCAuto5巧妙地解决了标准5轴加工策略的应用局限性，大大拓展了联动5轴加工在模具加工领域的实用性，而其传承了WorkNC的3轴编程的高效,自动,简单的编程理念，使现有的编程序人员迅速掌握联动5轴加工编程的先进技术变为可能。

WorkNCAuto5的5个关键技术

采用联动5轴加工模具型腔或其相关零部件具有很多优点，但是在软件层面上编程人员历来面对着4个关键问题，而这些问题很大程度上限制了5轴加工在模具制造领域的普及应用。

针对这些问题，WorkNCAuto5提出了相应的解决方案，使繁杂的5轴编程在模具制造领域的如3轴编程一样简单轻松。

1.联动5轴加工的安全性

安全性问题主要指机床在加工运动过程中主轴和工件或者机床台面的碰撞和干涉。

如果发生这样的碰撞对于机床零件和工件来说是毁灭性的，它造成机床维修费用和工件损失的成本也是非常可观。

由于联动5轴刀轨的空间运行轨迹难以直观地把握，这也使得大部分数控编程人员面对5轴机床望而却步。

而编程中人为的粗心与错误不可能完全避免,因此安全检查应尽可能由软件来承担。

WorkNCAuto5的编程是完全建立在对5轴机床几何形状以及机床各部件相互之间碰撞关系的严密定义的基础上。

通过软件集成的碰撞干涉检测功能来指引编程人员作出应有的判断和操作，比如在标示碰撞的区域调整刀具轴的轴向方向，使之能够避让碰撞。

如果遗漏了碰撞区域的修改，那么WorkNCAuto5将会自动删除相应的刀路，以保证整个加工过程对5轴机床及相关部件以及加工工件的绝对安全。

2.机床的几何学及运动学的限制条件

联动5轴编程中仅仅考虑加工的安全性是不够的。

人们在谈论5轴加工时往往更多关注碰撞回避而忽略了对机床的几何学及运动学的限制条件的考虑。

实际上在联动5轴加工中，回转轴和摆动轴的超程问题远远多于碰撞。

所以联动5轴的刀路必须要符合机床的几何学和运动学的限制条件。

5轴联动加工的超程多数源于机床结构上回转轴和摆动轴的角度限制，另外对于主轴摆动的机床，当主轴摆动了90度，它在X，Y，Z轴上比标示的最大行程要小很多，这时也常发生X，Y，Z轴上超程。

这些超程都需要在编程的时候即时检验，通过软件内部调整工件摆放位置，追加反向回转动作或通过改变加工工艺来避免不应有的停机

如图4.所示，同样的刀路，在AuerbachIA5机床上可以流畅的运行，但是换到DMC75V上，当轨迹沿着垂直壁上升跨越顶面，然后往下运动时，机床发生报警，这是由于AuerbachIA5机床的摆动轴可在[-95°,95°]角度范围内摆动而DMC75V的机床的摆动轴能只能在[-110°,9.5°]角度范围内摆动。

WorkNCAuto5的5tomachine模块可以很好的解决这个问题：

图5：

需要说明的是5轴机床的有一个特点，即一个摆动轴定义在B9.5°,C0°与定义在B-9.5°，C+180°或C-180°之间刀具相对于工件的切削状态是一样的。

如图5.所示,当刀具到达位置1，发现快要到9.5限制的地方。

由于它目前的刀具轴位置为垂直状态，它可以很轻易的绕着C轴转+180°或-180°而无需离开曲面。

当刀具到达位置2，由于刀具轴不是垂直的所以刀具必须要上升到安全高度，然后摆动轴回转到垂直的位置，接着工件绕着C轴转+180°或-180°，然后刀具逐渐下降到原来的位置。

这样复杂的问题在后处理中有时是无法进行处理的,而WorkNCAuto5在5tomachine的计算过程中则可自动解决。

WorkNC在机床建模过程中会定义各轴的行程限制参数，在计算时中读取所选机床的形状及行程限制数据，自动快速地算出与机床参数对应的合理安全的刀路。

3.加工品质

在航空工业中，针对大型结构件联动5轴加工可以满足刀具大体沿着曲面法向加工。

但是在模具加工中所追求的更多是模具的细节和加工的品质，在这种情况下采用联动5轴加工中最普遍的法向加工策略将会适得其反。

对于图6.这样一个大型的型芯，它的高度在200mm，显然采用3轴等高加工将因刀具过长而影响垂直面的加工质量。

采用5轴联动加工时，对于侧面内凹区域如果让刀具轴始终以法向加工，刀具轴将频繁摆动，降低切削速度和表面加工品质。

WorkNCAuto5通过定义一条外围驱动线，来控制刀具轴的摆动角度。

刀具轴在加工过程中始终垂直于这根驱动线并环绕整个工件切削，大大减少了C轴在各内凹区频繁的回摆运动所造成的切削效率降低，提高了工件表面加工品质。

WorkNCAuto5充分把握了模具行业的加工特点，提供了丰富的选项来控制5轴联动加工，以满足模具行业的加工工艺及品质要求。

4.丰富的刀轨策略

联动5轴加工到目前为止不能广泛的被运用于模具加工，除了安全性的诸多因素影响之外，其中很大一个原因是其不能象3轴编程一样，提供足够丰富的刀轨策略。

现在模具加工中的联动5轴加工更多得还只是运用于加工轮廓，刻线以及简单的扫面加工等。

没有丰富有效的刀轨策略，已成为妨碍联动5轴术在模具加工中推广和应用的瓶颈。

WorkNCAuto5的出现则打破了这一瓶颈。

由于WorkNC原本就是很成熟的自动3轴编程软件，具备超过40种的面向模具加工的3轴刀轨策略，而Auto5的3轴刀轨自动转换联动5轴刀轨的技术适用于所有的3轴刀轨策略，并提供9种转换模式。

这使得通过WorkNCAuto5转换成可用于模具加工的联动5轴刀轨模式多达360种以上。

一般情况下使用3轴加工看似不可能的精加工或清根加工，均可通过转换用联动5轴加工来实现。

由此而言，WorkNCAuto5是真正具有实用性的模具5轴加工编程解决方案。

5.软件的操作性

编程的效率在很大程度上取决于编程软件的操作性。

传统的联动5轴的编程技术往往十分繁琐，编程人员需要考虑的因素过多。

与之对照的是WorkNCAuto5提供了一个人性化的操作平台，并与创新的理念和的独特的算法完美结合起来。

编程人员只要操作过WorkNC的3轴编程界面，通过点击一些附加的按钮和选项就可以编制出符合模具工艺要求的5轴联动的刀路。

hypermill

HyperMILL9.6中文版（先进的CAM加工）:

OpenMind公司的HyperMILLV9.6，HyperMILL最新v9.6多国语言版，包括了简体中文版，英文版，德文，日文版。

HyperMILL是最适合当代机床最新进展的CAM产品，尤其是在5轴方面。

真正五轴联动的CAM--hyperMILL介绍

OPENMIND是一家德国的CAM公司，总部在著名的啤酒之都，慕尼黑。

公司创立于1994年11月，第一个PC-based系统是个车间级的NC系统，第一个UNIX-based系统是一个具有开放性的NC控制器——MK21。

1995年，OPENMIND参与了Autodesk和Hewlett的CAM模块的研究，就此开发了其主要产品——HyperMILL。

1998年，与DaimlerChrysler合作开发5轴CAM系统，也就是从这时起，OPENMIND开始了真正的5轴CAM产品的开发。

1999年，OPENMIND获得了独立的专利权，开始独立经营HyperMILL。

OPENMIND的主打产品是HyperMILL，其运行的平台主要有Pro/ENGINEERWildfire，HyperCAD及Inventorseries等，主要接口有Unigraphics、CATIA、SolidWorks和ParaSolid等。

公司的主要客户大多集中在航空航天和汽车领域，所涉及的产品主要是飞机发动机，当然也包括像英国麦凯伦车队的F1赛车等。

OPENMINDCAMCOMPANY所研发之2-5轴CNC铣削软体，这家公司拥有10年以上高阶CAM的专业经验，他的背景是替德国知名的NC机械公司发展CNC控制器（如Deckel、Danimler-BenzAreospace、Simems、heidenhyd），目前所提供的产品除了完全整合MechanicalDesktop5的hyperMILL外!

hyperMILL软件是德国OPENMIND公司开发的一款集成化NC编程CAM软件，它完全整合在hyperCAD和Pro/EWildfire中，向用户提供完整的集成化CAD/CAM解决方案。

在操作方面，因为融合在hyperCAD和Pro/EWildfire之中，用户可以在熟悉的界面里直接进行NC编程，在统一的数据模型和界面里直接完成从设计到制造的全部工作，避免了从CAD到CAM的数据文件转换和传递。

全集成的Windows界面，任务清单、刀具定义、加工参数、边界选择等，都运用了直观的对话框界面，合理实用的缺省值、符合逻辑的菜单结构使这款软件工作起来既快捷又高效。

hyperMILL的最大优势表现在五轴联动方面

五轴联动被广泛应于汽车、工具、模具、机械、航空航天等领域，比如航空叶轮、叶片、结构件的铣削。

现在很多机床和控制器都可以适应五轴铣削要求，然而在软件方面多采取定位加工方式（3+2），需要进行繁杂的优化，很少有CAM系统能提供专业可靠的五轴联动解决方案。

而hyperMILL很好地解决了这一问题，软件提供了从2.5到5轴的全系列模块，这些CAM模块是真正的标准概念的五轴可选模块，而不是电脑屏幕上的五轴CAM。

它包含自动乾涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴倾角等功能，只需一次装夹即可完成所有工序。

有别于传统三轴加工，hyperMILL可以连续加工外形复杂的工件，通过固定曲面、曲线的操作，使编程更容易，降低刀具破损风险，减少刀具振动；使用平刀或者圆鼻刀时，采用顶面及侧面的五轴加工策略，显著加大步距量，可明显减少切削时间。

在运算速度方面，hyperMILL也有很大改善，如加工发动机阀帽内部面，原来运算需要67小时，现在仅需6.7小时；在小刀具的五轴加工方面，如加工锻模、铸件、及塑胶模具，hyperMILL可以轻松触及高而陡峭的地方；而刻字、开槽、沿曲面曲率倒角以及去除边缘毛刺这些必须采用五轴联动加工的部分，hyperMILL则可以不需要任何手工编辑而防止乾涉。

hyperMILL在复杂曲面应用上也提供了新的处理方式，指定一个倾斜角度后，不仅可以自动计算曲面在Z轴方向上的关联性，还可以自动进行偏摆，从而防止乾涉，这使hyperMILL的五轴技术运用范围更广。

而其五轴特征定位加工功能同样备受关注。

软件可以自动将刀具路径分解成不同截面，在这些截面无乾涉的情况下做自由定位加工。

当对不同定位轴进行钻孔操作时，hyperMILL能从曲面数据中自动识别孔的特征，即使个别孔位存在乾涉问题，同样可以连接成优化的多轴路径，只需在多进行几分钟设置即可。

想得到高品质的精修效果，用多方位定角度的方式加工可能受到一定限制，于是很多曲面不得不进行反复重叠加工，比如弯管模具，就是典型的倒扣例子，以定位方式加工时，图元的定义、核实及程式的测试都需要大量时间和成本，hyperMILL提供了非常有效的程式制作和加工方面的策略，可以在保证精修质量的同时减少切削时间。

hyperMILL五轴综合模块在CAM流程简化上做出了相当大的贡献，所有加工策略，无论2D、3D、高速加工以至于五轴联动，均能用于Windows标准平台，使得应用更加简便。

而在特征技术、后处理、乾涉检查、加工循环、仿真切削等方面，hyperMILL也有不俗表现.

HyperMILL是德国OPENMIND公司开发的集成化NC编程CAM软件。

hyperMILL向用户提供了完整的集成化CAD/CAM解决方案。

用户可以在熟悉的CAD界面里直接进行NC编程，统一的数据模型和界面，直接完成从设计到制造的全部工作。

它是一种高端和低端都适用的CAM软件。

HyperMILL的特点：

友好的用户界面

全集成的Windows界面，在任务清单、刀具定义、加工参数、边界选择等等都有直观容易理解的对话框界面，以及合理实用的缺省值，符合逻辑的菜单结构都使得用hyperMILL工作既快捷又高效，而且轻松。

新5轴联动加工

提供的真正意义上的标准概念的5轴联动加工可选模块。

包含自动的干涉检查，完全独立的5轴联动，动态变化的刀轴倾角，只需一次装夹。

方便的后处理

hyperMILL提供了一个专门的后处理定制工具软件模块——hyperPOST，它可以方便地帮助用户定制某些特有的NC控制系统的后处理驱动。

100%的干涉检查

hyperMILL专门开发了一套干涉检查方法，来保证所有加工功能的安全性，进行无干涉加工，甚至在一些“危险”区域也能保证安全和无干涉。

丰富的加工策略

hyperMILL提供了强大而丰富的加工循环功能，如支持第4轴分度功能的2.5轴铣、钻、镗等；联动加工的3轴粗精加工，如层降式加工、投影式加工、优化加工、清根加工等。

逼真的渲染仿真

hyperMILL的软件包装里提供了一套逼真的三维实体切削仿真模块——hyperVIEW  Preview，用户可以观察到渲染状态下的零件加工的过程，而且程序还会自动显示出一些工艺参数，如加工所需时间，主轴转速，进给速率，代码行等等。

基本介绍

Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。

其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。

同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果

Mastercam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工，从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM软件，为我国的制造业迅速崛起作出了巨大贡献。

2发展历史

1984年美国CNCSoftwareInc.公司推出第一代Mastercam产品，这一软件就以其强大的加工功能闻名于世。

多年来该软件在功能上不断更新与完善，已被工业界及学校广泛采用。

2008年，CIMdata公司对CAM软件行业的分析排名表明：

Mastercam销量再次排名世界第一，是CAD/CAM软件行业持续11年销量第一软件巨头。

[1]

Mastercam后续发行的版本对三轴和多轴功能做了大幅度的提升，包括三轴曲面加工和多轴刀具路径。

2013年5月，推出MastercamX7版本。

3功能特色

Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。

Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。

Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。

Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。

可靠的刀具路径校验功能Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。

Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，比如常用的FANUC系统，根据机床的实际结构，编制专门的后置处理文件，编译NCI文件经后置处理后便可生成加工程序。

4其他版本

Mastercamx2版本

  MastercamX2版本[2]

MastercamX2是与微软公司的Windows技术紧密结合，用户界面更为友好，设计更加高效的版本。

借助于Mastercam软件，用户可以方便快捷地完成从产品2D/3D外形设计、CNC编程到自动生成NC代码的整个工作流程，因此被广泛应用于模具制造、模型手板、机械加工、电子、汽车和航空等行业。

Mastercam基于PC平台，易学易用，具有较高性价比，是广大中小企业的理想选择，也是CNC编程初学者在入门时的首选软件。

Mastercam包括CAD和CAM两个部分，Mastercam的CAD部分可以构建2D平面图形、构建曲线、3D曲面和3D实体。

CAM包括5大模块：

Mill、Lathe、Art、Wire和Router。

MastercamX2具有全新的Windows操作界面，在刀路和传输方面更趋完善和强大，其功能特点如下：

（1）操作方面，采用了目前流行的“窗口式操作”和“以对象为中心”的操作方式，使操作效率大幅度提高；

（2）设计方面，单体模式可以选择“曲面边界”选项，可动态选取串连起始点，增加了工作坐标系统WCS，而在实体管理器中，可以将曲面转化成开放的薄片或封闭实体等；

（3）加工方面，在刀具路径重新计算中，除了更改刀具直径和刀角半径需要重新计算外，其他参数并不需要更改。

在打开文件时可选择是否载入NCI资料，可以大大缩短读取大文件的时间；

（4）Mastercam系统设有刀具库及材料库，能根据被加工工件材料及刀具规格尺寸自动确定进给率、转速等加工参数；[3]　（5）Mastercam是一套以图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能同时提供适合目前国际上通用的各种数控系统的后置处理程序文件。

以便将刀具路径文件（NCI）转换成相应的CNC控制器上所使用的数控加工程序（NC代码）。

CAD模块

2.1　绘制点──Point　17

2.1.1　绘制位置点──CreatePointPosition　17

2.1.2　动态绘制点──CreatePointDynamic　18

2.1.3　绘制参数式曲线节点──CreatePointNodePoints　18

2.1.4　绘制等分点──CreatePointSegment　19

2.1.5　绘制几何图形端点──CreatePointEndpoints　20

2.1.6　绘制小于指定半径值的圆心点──CreatePointSmallArcs　20

2.2　绘制线──Line　20

2.2.1　两点绘线──CreateLineEndpoint　21

2.2.2　绘制最近线──CreateLineClosest　24

2.2.3　绘制分角线──CreateLineBisect　24

2.2.4　绘制法线──CreateLinePerpendicular　25

2.2.5　绘制平行线──CreateLineParallel　26

2.3　绘制圆弧──Arc　27

2.3.1　边界点绘制圆──CreateCircleEdgePoint　27

2.3.2　中心点绘制圆──CreateCircleCenterPoint　28

2.3.3　绘制中心点极坐标圆弧──CreateArcPolar　29

2.3.4　绘制端点极坐标圆弧──CreateArcPolarEndpoints　30

2.3.5　两点绘制圆弧──CreateArcEn