學會為自動化CAM系統配置動力，不但有利于業務發展，而且可以為將來儲備最優秀的加工實踐知識。

　　圖1  自動特性識別系統可自動地識別零件模型上的每一個可加工的特點，包括這個模型上的孔徑、開放式空穴和凹槽

　　實踐證明，提供按鈕式CAM自動化操作系統可以告訴工程師如何編制他們的零件程序。這是另一種思維方式，在自動化CAM系統中，編程員向系統發出指令，如何對零件進行加工。

　　那么這種方式是怎樣流行起來的呢？也許是在CAM軟件開發商試圖幫助用戶應用新的自動化技術，并將工業標準的加工參數預裝到這個系統中的時候開始的。我們都知道工程師對這件事有他們自己的想法，因此要使所有“標準”讓每一個人都滿意是不可能的。

　　預裝的默認值只能作為例子指導用戶，但它們經常被理解成為經銷商的建議。換句話說，它已成為一個可以幫助編程人員了解應該如何工作的系統了。

　　現在要列舉一些具體的實例來說明，如何創建一個自動化CAM系統，以便加速工作進度，使工作更加容易。

　　圖2  只要點擊一下就可以識別零件模型上的所有孔。每個孔的特性也需要分析和保存，以達到自動化鉆孔的目的

　　按鈕式自動化系統

　　首先，所謂“按鈕化”操作意味著只需按動幾下按鈕，CAM用戶就可以開始進行一個或多個自動化加工操作。生成NC數控代碼所需的按鈕按動次數取決于公司決定在系統中安裝何種自動化系統。總之，仍然需要有一定數量的用戶行動來，指導CAM系統執行所需的任務。一般來說，開始時，用戶只啟動執行一個自動化任務或兩個簡單的任務，當他們比較熟練時，再增加執行更多的自動化任務。

　　每當按動一次按鈕，系統就可以在幾秒鐘之內執行一項任務；如采用人工執行該項任務，一般都需要幾分鐘的時間。但系統本身并不能給自己下達和確定任務。只有CAM軟件的所有者才能給系統發出一系列指令，指導其如何應用。

　　自動化的基礎

　　自動化的基礎工作從數據庫開始，首先在數據庫內儲存和組織加工車間的各種生產條件和公司如何加工其零件的有關信息。建立數據庫的目的是為了有效地復制所有刀具、原材料及車間內現有CNC數控機床等有關的數據。而更重要的是，數據庫可以儲存經過實踐考驗的加工參數和加工工藝，這樣，在創建程序時，CAM系統能夠作出最好的選擇。

　　圖3  在生成刀具加工路徑前，CAM系統可自動掩蓋零件模型的孔徑和其他開口處。在刀具加工路徑完成以后，該系統還能自動地取消這種掩蓋。掩蓋區的深度完全由用戶在每一步粗加工、半精加工和精加工過程中進行控制

　　有些CAM系統所提供的數據庫帶有預裝的數據。如果確實已經預裝了這樣的數據，那么應該看一看，這些數據是否接近加工車間的實際情況。利用這些數據可以很容易地編輯創建一個確切的配套程序。其他的一切數據都可以舍棄不用。刪除一切與加工車間無關的數據，然后就能了解如何加工零件了。否則，該系統會盲目地選用一種與車間工作條件不相匹配的刀具和切削加工策略。許多用戶不太愿意刪除這些數據，但實際上還是可以通過CD安裝光盤，重新安裝原先的數據的。

　　自動化CAM系統也可以儲存各種操作類型的加工參考標準。正是這點讓用戶通過自動化系統感受到了真正的價值。舉例來說，如果一個加工車間總是在其最高速度的機床上切削加工淬硬的材料，那么可以為這個特定的加工任務儲存一套專用的加工參數。或者可以分別安裝幾套不同的加工參數，以滿足不同客戶的要求。如果車間內加工的是成組的零件，那么可以儲存與每一個系列零件相關的參考加工數據。總之，數據庫可以擴大，幾乎可儲存任何車間的組合數據和加工參數。

　　一旦將數據輸入系統之后，就可以讓大家共享，而且編程人員可立即使用這些數據。當一個零件的文件被打開以后，首要的任務是告訴這個系統有關的工作，例如需要加工的材料，選擇哪些加工參數以及需要加工的零件類型。這一切將會給系統提供足夠的信息，以便在數據庫中搜索正確的數據，然后在進行操作時，自動地輸入加工參數。

　　圖4  當CAM系統自動地掩蓋開口處時，例如掩蓋像圖中所示的這些孔徑時，有一點是非常重要的，即新的表面應該與加工表面的整體形狀相符合，不管其形狀多么復雜

　　在數據庫中安裝有關車間數據的簡單任務可以讓CAM系統：

　　（1）根據零件的材料和操作類型，自動地選擇正確的刀具。

　　（2）根據零件材料、刀具材料、切削深度和NC數控機床的情況，自動地計算合理的主軸轉速和進給速度。

　　（3）自動選擇用戶自定義的加工參數。

　　特色自動化系統

　　按鈕式自動化系統的另一個方面在于可加工特性的應用。CAD/CAM系統中的實體模型是根據一系列互相聯系的特性制成的。在一個CAM系統中，描述模型的特性能力是可以進一步擴大的，其中包括加工信息，它將成為零件模型不可分割的一個部分。通過這種方法，模型更新的同時將會自動地更新加工數據。

　　大部分CAM系統都包含標準的銑削加工特性，例如空穴、孔徑、切槽、凸臺和凹槽等，再加上專門的車削加工特性和EDM線切割加工特性。當系統允許用戶對空穴一類的標準特性作出定義并將其用戶化以后，使其變成工業特有的特性時，例如流道和澆口，采用其本身的加工工藝，以適應這種特性的形狀，這是它所具有的真正優點。然后，CAM系統可以自動地識別零件模型上的流道，并知道如何根據公司的要求加工這個零件。

　　圖5  高速粗加工走刀路徑從螺旋運動開始，可以在最大的可加工計算范圍內運動

　　自動識別特性是自動化系統的一個關鍵要素。其中對孔徑的識別是最完美的一個例子（圖1、2）。CAM系統能夠完美地識別CAD模型中的孔徑。在這種情況下，只要點擊一下就能夠識別實體模型中的每一個孔徑。由于在CAM系統的特性中包含加工特性，因此每一個孔徑的類型、尺寸、深度、倒角或沉孔都能夠很容易地識別。每一個孔徑的工作平面也包含在每一特性之中，在鉆削加工中，這種特性對確定零件的方向是十分關鍵的。尺寸相同的孔徑可以分組歸納在一起，以減少刀具的更換次數，所有的孔徑可以聯系在一起，首先進行定點鉆削加工，對于直徑較大而無法鉆削的孔徑，可采用銑削加工的方法。在采用全自動化系統以后，可通過特性識別，使每一個鉆孔操作按照最佳的順序執行，無需人工干預。

　　為了進一步增強自動化系統的特色，應允許該系統：

　　（1）能夠自動地識別和鉆削加工（或銑削加工）各種孔徑。

　　（2）能夠自動地識別和加工標準的和專用的特性工件。

　　自動覆蓋開口處

　　雖然自動化并不是與所有的數據和特性有關。許多CAM系統將復雜的自動化功能融合到軟件之中，用以分析零件的幾何形狀。對于模具制造商而言，這一點是特別重要的，因為模具是由復雜表面的混合體和必須采用不同技術加工的標準零件組成的。再加上根據原來的幾何形狀，一般采用各種不同的粗加工、二次粗加工和精加工等一系列步驟來完成整個表面的加工。

　　為了幫助編程人員擺脫這些約束，自動化CAM系統能夠以智能化方式掩蓋零件模型上的開口處，這樣刀具就能自動地在零件上加工，好像這些開口根本不存在一樣（圖3、4）。這樣可以防止在銑削加工表面的同時，刀具意外切入開口處，發生危險。該系統可以在計算刀具路徑前分析模型，并自動地生成覆蓋層。當加工操作結束時，該覆蓋層就會自動消除，或儲存起來作為以后其他加工操作時使用。這有利于編程人員擺脫無聊的手工作業，不需要為以后在工藝過程中加工的覆蓋區創建無用的表面。自動覆蓋任何表面上的孔徑，包括帶有一定角度的傾斜孔；自動覆蓋復雜形面上的開口處。

　　圖6  盡管采用高速刀具路徑切削加工看起來需要花費較長的時間，但實際上它要比傳統的刀具加工路徑快得多，因為恒定的切削負荷可以使刀具增加跨距和切削深度

　　高速粗加工自動化

　　CAM系統采用先進的計算方法并根據刀具的恒定負荷，計算刀具路徑的形狀，凡是車間能夠節約大量加工時間的地方，都可以采用CAM系統進行粗加工作業。專業化粗加工操作甚至會使整個切削過程產生一個切屑負荷，因此需要考慮到兩個因素：（1）每一個增量級深度的零件幾何形狀；（2）在處于刀具路徑中的任何特定位置時，刀具與材料之間的接觸量。

　　每當刀具與材料全面接觸時，系統就會自動地調節刀具路徑的形狀和進給速率。由于刀具上的壓力相當低，因此在極高的進給速度、主軸轉速和切削深度條件下，刀具仍能平滑、流暢地工作運行（圖5）。其特點為：

　　（1）采用適應性粗加工走刀可以使其與零件的形狀相吻合，產生較為理想的表面質量。

　　（2）在恒定的切屑負荷條件下，可提高零件粗加工的速度。

　　（3）防止在刀具上產生過量的壓力，以免造成刀具被咬住的情況。

　　（4）采用形態式和螺旋式刀具路徑。

　　軸刀具路徑自動轉換

　　為滿足硬態銑削加工應用領域的需要，許多公司都采用較短的刀具進行加工，以提高刀具的剛性（圖6）。但問題是，在采用標準的3軸銑削加工時，這些刀具無法達到型腔的深處。CAM公司決心解決這個問題，允許用戶采用3軸銑削策略，盡可能地切削更多的刀具路徑。在3軸路徑上，當軟件感知到刀具或刀夾碰撞時，會自動地使該刀具路徑分離，將其轉換到5軸刀具路徑，盡量減少刀具的傾斜，以節約定位時間。其特點為：

　　（1）使用較短和采用剛性更好的刀具。

　　（2）在同一操作過程中的3軸與5軸之間進行智能化轉換。

　　加工知識的儲備

　　隨著經驗豐富的模具制造工人離開這個領域，而進入這個行業的新工人又很少，因此吸引有技術和有知識的工人是非常重要的，對業務的發展起著關鍵的作用。

　　公司需要花費很多的資金，才能培養出一個優秀的模具制造工人。這些費用包括上機操作、計算機硬件、軟件和工裝夾具技術等，再加上工資、福利、公用設施、保險和其他費用等。知識總蘊藏在工人的頭腦中，而不是在公司內，因此當雇員因退休或找到另一工作而離開時，他帶走了花在他身上的多年心血和費用，包括他所學到的知識。

　　為了保留最優秀的模具制造知識，公司必須找到一種能夠吸引人才和儲備知識的方法，使其他的模具制造工人和培訓人員能夠利用這些知識。自動化CAM系統可以讓公司將經過多年優化的生產工藝數據存入到計算機內，并允許公司其他人員接近和存取這些信息，讓他們共享和利用這些知識。

　　采用CAM系統儲存知識，讓計算機重復執行任務，鼓勵技術優秀的工作人員花費更多的時間改造和提高工藝水平。復雜的CAM自動化系統可以使模具制造公司利用這種策略優勢，更好地配置其人才資源，提高整體業務的競爭能力。