Cimatron 在NC加工方面的主要特色

時(shí)間：2019-11-30作者：余姚市優(yōu)職模具廠瀏覽：375

以色列Cimatron軟件有限公司作為世界上著名的CAD/CAM軟件供應(yīng)商一直致力于為制造行業(yè)提供**的CAD/CAM系統(tǒng)，不僅為用戶提供功能強(qiáng)大的通用CAD/CAM系統(tǒng)，而且針對(duì)模具制造行業(yè)提供了全面的解決方案。Cimatron公司成立于1982年，其股票已經(jīng)在美國(guó)的NASDAQ上市。在世界范圍內(nèi)，Cimatron已擁有7000多個(gè)用戶，系統(tǒng)銷(xiāo)量達(dá)12000套。用戶廣泛遍布于汽車(chē)、航空、計(jì)算機(jī)、玩具、消費(fèi)類商品、醫(yī)療、軍事、光學(xué)儀器、遠(yuǎn)程通訊、教育機(jī)構(gòu)和科研院所等。今天，Cimatron公司在世界范圍內(nèi)擁有35個(gè)分支機(jī)構(gòu)和子公司。

Cimatron公司的Cimatron軟件產(chǎn)品是一個(gè)集成的CAD/CAM產(chǎn)品，在一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶可以完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)，輸出設(shè)計(jì)圖紙，可以根據(jù)零件的三維模型進(jìn)行手工或自動(dòng)的模具分模，再對(duì)凸、凹模進(jìn)行自動(dòng)的NC加工，輸出加工的NC代碼。

由于Cimatron在中國(guó)的銷(xiāo)售量逐年上升，Cimatron公司決定將Cimatron北京代表處(1998年成立)提升為自主經(jīng)營(yíng)的子公司--思美創(chuàng)(北京)科技有限公司。Cimatron China在負(fù)責(zé)市場(chǎng)、銷(xiāo)售、技術(shù)支持以及售后服務(wù)工作的同時(shí)，仍然為各個(gè)代理商SGV、Unigenius、Semidome在各自區(qū)域內(nèi)的市場(chǎng)、銷(xiāo)售、技術(shù)支持以及售后服務(wù)工作中提供相應(yīng)的支持。

隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)提出了新的要求，今天Cimatron不僅是一套通用的CAD/CAM系統(tǒng)，而且針對(duì)模具行業(yè)提供了新的工具集――Quick系列產(chǎn)品(快速產(chǎn)品瀏覽 {QuickConcept｝、快速模具分模與拔模角度分析及分型面的快速定義{Quick Split｝、快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)比分析{QuickCompare｝、快速充壓模具設(shè)計(jì)工具{QuickDie｝等)。

今天在中國(guó)Cimatron的用戶群也在急劇的擴(kuò)大，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，成為當(dāng)今模具設(shè)計(jì)與制造公認(rèn)的可以選擇產(chǎn)品，很多中國(guó)的**企業(yè)都采用的Cimatron。 這些用戶包括：春蘭機(jī)械制造有限公司，海爾模具有限公司，奧克瑪模具中心，美的模具制造有限公司、新科機(jī)械制造有限公司，河南新鄉(xiāng)新飛模具制造有限公司、濟(jì)南輕騎集團(tuán)、濟(jì)南小鴨模具制造有限公司、山東時(shí)風(fēng)集團(tuán)、洛陽(yáng)中國(guó)**拖拉機(jī)集團(tuán)、長(zhǎng)春客車(chē)廠-國(guó)凱模具制造和設(shè)備維護(hù)有限公司、沈陽(yáng)飛機(jī)制造有限公司、陜西飛機(jī)制造有限公司、陜西西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司、陜西西安安泰葉片制造有限公司、北京重型電機(jī)廠、北京航天部一院、大連康發(fā)模具制造有限公司、南京躍進(jìn)集團(tuán)工模具廠、昌河飛機(jī)制造公司、杭州客車(chē)制造廠、上海飛翼客車(chē)制造廠、武漢神龍、上海大眾集團(tuán)多家分廠(如上海合眾汽車(chē)配件廠、上海有色金屬模具廠、上海大眾配件廠)等等。

技術(shù)特色

做為世界**的CAD/CAM系統(tǒng)，Cimatron在數(shù)控編程方面一直處于世界公認(rèn)的良好地位，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、基于知識(shí)的加工

這是Cimatron系統(tǒng)內(nèi)置的加工**特色，該特色保證了在用戶選擇了加工對(duì)象與合適的加工方法及其工藝參數(shù)之后，對(duì)加工的狀況進(jìn)行分析，合理地調(diào)整刀路軌跡，使加工結(jié)果較合理、較安全、較高效;二、基于毛坯殘留知識(shí)的加工; 做為該技術(shù)的原創(chuàng)廠家，Cimatron使這一技術(shù)較加完善與豐富。毛坯殘留知識(shí)是指用戶根據(jù)實(shí)際加工的毛坯形狀定義對(duì)應(yīng)的初始毛坯(即可以定義規(guī)則毛坯，如方料、圓料等，也可以定義基于零件理論模型偏置的有形狀的鑄造毛坯)，在加工過(guò)程中，系統(tǒng)時(shí)時(shí)刻刻都知道上次加工后在零件的理論模型表面上剩余的毛坯形狀與毛坯特點(diǎn)，從而結(jié)合具體的加工方法對(duì)加工軌跡做一系列的加工優(yōu)化：

自動(dòng)去處空走刀

A、實(shí)現(xiàn)無(wú)空走刀加工：特別是在加工零件是鑄造出來(lái)的時(shí)候，該特點(diǎn)較加使得產(chǎn)生的刀路軌跡沒(méi)有空走，而且加工的軌跡與效率較優(yōu);因?yàn)槲覀兛梢愿鶕?jù)鑄造毛坯的情況定義根據(jù)零件理論模型而定義沿零件表面等距偏置的鑄造毛坯，而且Cimatron系統(tǒng)時(shí)時(shí)知道當(dāng)前在零件理論模型表面的毛坯狀態(tài)，在進(jìn)行等高粗加工的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前零件表面的毛坯狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，只在有毛坯的地方產(chǎn)生加工軌跡，避免出現(xiàn)像沒(méi)有基于毛坯殘留知識(shí)的系統(tǒng)在進(jìn)行等高開(kāi)粗時(shí)出現(xiàn)空切的情況。

B、實(shí)現(xiàn)安全的相對(duì)安全快速抬刀、移刀：為提高加工的效率，Cimatron支持相對(duì)抬刀位置的相對(duì)抬刀方法，相對(duì)高度可以定位**抬起位置一定的高度，如2mm、5mm，在移刀的過(guò)程中進(jìn)行刀具與零件殘留毛坯的比較，在發(fā)生干涉的情況下采用用戶較初定義的安全高度進(jìn)行移刀;

C、實(shí)現(xiàn)真正意義上的刀具及其夾頭的干涉檢查：

(A)真實(shí)的干涉檢查：沒(méi)有真正的基于毛坯殘留知識(shí)的干涉檢查的CAM系統(tǒng)是用刀具與零件的理論模型進(jìn)行比較的，*導(dǎo)致實(shí)際加工的碰撞，而采用毛坯殘留知識(shí)的加工的CAM系統(tǒng)是用刀具與零件上一次實(shí)際加工的殘留毛坯形狀進(jìn)行比較，使得碰撞檢查較完善、較安全也較合理;

自動(dòng)分層加工

(B)自動(dòng)采用備選刀具逐次加工：用戶可以*備選加工刀具列表，在**把刀在加工特深的峽谷與溝壑發(fā)生干涉時(shí)，系統(tǒng)只用當(dāng)前的刀具加工可以加工的區(qū)域，而接著采用*二把刀加工它可以加工的區(qū)域，再選另一把刀加工它可以加工的區(qū)域，直到加工完成為止。在程序輸出上用戶可以選擇按刀具分別輸出不同部分的程序，也可以在程序中自動(dòng)換刀而以一個(gè)程序輸出;

D、實(shí)現(xiàn)完整意義上的刀具載荷的分析與速率調(diào)整優(yōu)化：

(A)基于切削體積：基于毛坯殘留知識(shí)的加工使得系統(tǒng)能真正根據(jù)刀具當(dāng)前的實(shí)際加工量――加工體積――進(jìn)行載荷分析，而不是根據(jù)刀寬進(jìn)行推測(cè)，增加了刀具載荷分析優(yōu)化的科學(xué)性與準(zhǔn)確性;

(B)基于切削角度：Cimatron不僅能根據(jù)毛坯狀況進(jìn)行速率調(diào)整優(yōu)化，還可以根據(jù)刀具沿零件表面的運(yùn)動(dòng)角度進(jìn)行優(yōu)化-切入材料的角度越大速率越小，切出材料的角度越大速率越大;

(C)過(guò)載分層加工：Cimatron 載荷分析與優(yōu)化技術(shù)還在余量過(guò)多的情況選擇分層切削的處理方式，即對(duì)殘留的過(guò)多毛坯自動(dòng)分多層加工完成;

殘留毛坯余量

三、逐深加工技術(shù)加工特深零件

在實(shí)際加工中我們會(huì)遇到許多深度較深的零件，為達(dá)到較佳的加工效果，對(duì)這些零件的加工Cimatron允許用戶隨著深度的增加漸次加大刀具的長(zhǎng)度，對(duì)不同長(zhǎng)度的刀具可以限制其加工的深度范圍，從而避免了采用單一長(zhǎng)度的刀具完成整個(gè)加工而由于刀具回彈所造成的加工偏差，致使加工結(jié)果不理想;

四、直觀的加工結(jié)果校驗(yàn)

支持最后加工結(jié)果毛坯與理論模型的比較，使編程人員*知道當(dāng)前所編程序在零件實(shí)際加工后的基本狀況，從而幫助編程人員進(jìn)行編程決策，即知道需要進(jìn)行進(jìn)一步加工的情況，進(jìn)行進(jìn)一步的編程。

五、基于工藝特征的自動(dòng)化編程

作為較早應(yīng)用該技術(shù)的Cimatron公司，使得該技術(shù)的應(yīng)用較加靈活。該技術(shù)可以把工廠的典型工藝過(guò)程與參數(shù)存儲(chǔ)起來(lái)形成加工模式，當(dāng)有新的零件可以采用同樣的加工方法進(jìn)行加工時(shí)，技術(shù)人員不用從頭編制加工工藝，讓系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)人員選定的加工模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。該技術(shù)有以下幾個(gè)特色：

(A)工藝模式不用特別定制，只要認(rèn)為某個(gè)加工過(guò)程具有復(fù)用性，用戶即可存成加工模式;

(B)加工模式的工藝參數(shù)表具有工藝參數(shù)的參數(shù)相關(guān)性，幾個(gè)工藝參數(shù)的修改可以使其他相關(guān)的工藝參數(shù)隨之修改，如用戶該用另外一把刀具時(shí)，切深和側(cè)向吃刀量等都會(huì)隨之修改，這不僅增加了工藝參數(shù)定義的快捷與方便性，也增加了工藝模式的適應(yīng)性;

(C)以多種方法實(shí)現(xiàn)幾何信息的識(shí)別與提取。一個(gè)零件的加工包含多個(gè)加工步驟，不同的加工步驟中可能有些步驟只涉及零件的相關(guān)的部分，這時(shí)就要求工藝模式能自動(dòng)識(shí)別與某一加工步驟相關(guān)的對(duì)應(yīng)幾何信息。Cimatron可以允許用戶*多種方法來(lái)完成，如基于顏色識(shí)別的機(jī)制、基于線型的機(jī)制，基于幾何集合定義的機(jī)制以及該三種機(jī)制的結(jié)合使用。

(D)由于這些工藝結(jié)合了使用單位產(chǎn)品特點(diǎn)、編程特點(diǎn)以及實(shí)際設(shè)備等加工狀況的大量實(shí)際情況，使得這些工藝較合理、較精練、較安全、較高效;這些典型工藝可以形成編程的知識(shí)庫(kù)，新來(lái)的技術(shù)人員還可以很快利用已有的工藝庫(kù)進(jìn)行實(shí)際的編程工作。

六、基于斜率分析技術(shù)的一體化加工策略：

(A)斜率分析技術(shù)：斜率分析技術(shù)是隨著日益緊迫的加工生產(chǎn)需求，對(duì)加工程序編制要求較加自動(dòng)化、較加*而產(chǎn)生的一個(gè)針對(duì)銑削加工特點(diǎn)的技術(shù)，該技術(shù)是指在程序的生成過(guò)程中，能對(duì)零件的實(shí)際形狀特點(diǎn)進(jìn)行分析與區(qū)別，從而完成特定形狀采用特定加工方法的程序計(jì)算技術(shù)。

(B)一體化分析加工：Cimatron是較早采用斜率分析技術(shù)的CAM系統(tǒng)之一，今天Cimatron已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從單獨(dú)特征區(qū)域自動(dòng)分析查找技術(shù)進(jìn)而采用合適的加工方法進(jìn)行該特定區(qū)域加工的初級(jí)階段，發(fā)展到了面向整個(gè)加工對(duì)象的一體化分析與加工――使用一個(gè)功能即可進(jìn)行不同加工區(qū)域的識(shí)別與特點(diǎn)分析，然后綜合整個(gè)零件的不同區(qū)域，采用較優(yōu)化的、較快捷的方式對(duì)不同的區(qū)域采用不同的加工策略，同時(shí)保證不同加工區(qū)域間較佳的刀路連接與優(yōu)化，保證較佳的表面質(zhì)量。

(C)應(yīng)用示例：如上圖的清根加工，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析出哪些區(qū)域是水平區(qū)域，哪些區(qū)域是垂直區(qū)域，在水平區(qū)域可以采用沿輪廓等距加工、平行切削加工或環(huán)行加工方式，對(duì)垂直區(qū)域采用等高線加工方式實(shí)現(xiàn)垂直區(qū)域的拐角清理;如左側(cè)兩個(gè)線框顯示的圖片所示，系統(tǒng)在對(duì)零件進(jìn)行精加工時(shí)采用斜率分析的方法可以對(duì)整個(gè)零件或由輪廓定義的加工區(qū)域進(jìn)行分析，對(duì)不同的加工區(qū)域采用較加合適的加工方法――對(duì)垂直區(qū)域采用等高線精加工，對(duì)平緩區(qū)域采用沿表面環(huán)切的方法進(jìn)行精加工，從而在一個(gè)WCUT加工功能內(nèi)即實(shí)現(xiàn)了整個(gè)零件或部分區(qū)域的整體精加工，同時(shí)保證了較優(yōu)的加工效率、獲得較好的表面質(zhì)量。

七、較佳事前優(yōu)化，減少事后完善―Cimatron針對(duì)模具行業(yè)的*特加工策略：

多軸零件加工

(A)較佳事前優(yōu)化技術(shù)是指在模具的編程過(guò)程中，系統(tǒng)提供了豐富、有針對(duì)性的技術(shù)，使每一步的加工都為下一步的加工做好較佳的準(zhǔn)備，減少由于上部加工結(jié)果不理想造成進(jìn)行進(jìn)一步加工編程時(shí)增加編程人員對(duì)加工條件的考慮，同時(shí)也影響加工的效果;

(B)事后完善是指在當(dāng)前加工條件不良的情況下，用戶使用一些輔助的編程設(shè)定或優(yōu)化方法，避免當(dāng)前不良狀況的影響，如避免刀具過(guò)載等。

(C)在Cimatron系統(tǒng)中的許多編程技術(shù)都對(duì)這樣的要求給予了充分的考慮。比如****的Cimatron的WCUT是一個(gè)集粗加工、半精加工和精加工于一體的加工方法，使用該方法進(jìn)行粗加工時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在兩層之間發(fā)現(xiàn)在平緩區(qū)域的過(guò)多余量進(jìn)而對(duì)這些對(duì)精加工有不良影響的部分進(jìn)行自動(dòng)的層間再加工(采用逐次等高法，沿面光刀法等)，從而使精加工之前在零件表面的余量盡量均勻，避免局部刀具過(guò)載發(fā)生崩刀，也使得將來(lái)的精加工時(shí)不會(huì)由于不得以的低速切削造成表面質(zhì)量不夠好，為下一步的精加工做好充分的準(zhǔn)備。如果在精加工時(shí)為避免由于余量不均對(duì)刀具產(chǎn)生不良影響，如刀具過(guò)載，采用事后的刀具載荷分析與優(yōu)化，雖然可以避免事故的發(fā)生或影響零件的表面質(zhì)量，但不是較佳的處理辦法。因?yàn)槿绻诹慵谋砻娴教幎际谴笥嗔康牡胤?，到處都要進(jìn)行低速切削，不僅影響了加工效率，而且加工的表面質(zhì)量也會(huì)受到影響，特別在高速銑削加工的應(yīng)用中較加忌諱這種情況的出現(xiàn)，高速加工也不成為高速銑削加工了。

八、功能豐富、完善、安全和高效的高速銑削加工

在任何形式下都可以用NURBS插補(bǔ)輸出來(lái)支持高速銑削;**的高速銑削能力：螺旋進(jìn)刀，圓角走刀，層間、行間的圓弧連刀和擺線式加工使走刀軌跡較加光滑以適應(yīng)高速銑削;在殘留毛坯知識(shí)的基礎(chǔ)上優(yōu)化進(jìn)給數(shù)率;通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度和自動(dòng)分層來(lái)確保恒定的刀具載荷針，對(duì)高速銑削實(shí)現(xiàn)行間的圓弧連刀和螺旋式移刀等等。

Cimatron高速銑削已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，如海爾集團(tuán)模具制造有限公司、春蘭機(jī)械制造有限公司、西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司-安泰葉片等等。

九、支持緊急任務(wù)的并行編程加工模式

模具制造行業(yè)有時(shí)面臨著緊迫的任務(wù)，這時(shí)如何把一個(gè)任務(wù)分布到不同的編程人員實(shí)現(xiàn)協(xié)同加工至關(guān)重要。由于Cimatron有基于毛坯殘留知識(shí)加工，而且用戶可以把某一加工編程結(jié)果毛坯存儲(chǔ)起來(lái)分給其他編程人員，這樣其他編程人員就可以在此基礎(chǔ)上針對(duì)零件的不同區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的精加工編程和精細(xì)加工編程;結(jié)合PDM會(huì)使該項(xiàng)工作較便捷;

十、具有時(shí)時(shí)決策支持的數(shù)控編程系統(tǒng)

Cimatron為用戶數(shù)控編程中遇到的可能問(wèn)題提供了輔助分析工具，如加工前零件可加工區(qū)域的檢查(檢查是否又倒角而不能加工的區(qū)域)，零件較小曲率半徑的大小與所在區(qū)域，當(dāng)前殘留毛坯的即時(shí)察看(用戶不用仿真模擬就可以指導(dǎo)當(dāng)前零件的加工結(jié)果如何，而且用戶可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)剖切分析)，余量分析校驗(yàn)等等。

十一、以項(xiàng)目為中心進(jìn)行技術(shù)信息管理的PDM系統(tǒng)為平臺(tái)的信息共享與協(xié)作環(huán)境

Cimatron 的PDM系統(tǒng)，以客戶/服務(wù)器模式為技術(shù)人員提供了一個(gè)信息集成的應(yīng)用平臺(tái)，使得任務(wù)的計(jì)劃與進(jìn)度管理成為可能，實(shí)現(xiàn)了以項(xiàng)目為中心的技術(shù)信息的集中管理，為技術(shù)信息安全提供了有效的保證。在信息管理中，不僅可以進(jìn)行項(xiàng)目管理、文檔管理、任務(wù)管理、工作流程管理和工作進(jìn)度管理，所有與技術(shù)相關(guān)的其他文檔都可以得到管理，如Word、Excel、PowerPoint等，模具模型、加工代碼、技術(shù)模版和機(jī)床設(shè)備狀況等也可以實(shí)現(xiàn)一體化管理。

Cimatron的加工特色使Cimatron已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)控加工、特別是模具加工的可以選擇軟件之一，Cimatron的加工技術(shù)仍在繼續(xù)、快速地發(fā)展，而保持世界良好的地位。


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