CAXA:CAM软件 5轴 PK 3轴

　　对于制造商而言，仅有先进的加工设备是不够的，要想获得好的工件加工质量，还需要有相应的软件配合来实现加工者的意图。随着加工设备的更新换代，相应的软件升级或是新版本的研发也是势在必行的。因此随着5轴加工中心的出现，5轴（3+2轴）加工设计软件也应运而生。但是不可否认，现在市场使用最广泛的仍旧是3轴加工，于是本期对话我们将围绕软件领域3轴与5轴加工的相关话题展开。

图2 谢小星先生  CAXA制造线产品经理

　　3轴件和5轴软件的相同之处在于，两者都是向着更加人性化的方向发展。虽然5轴软件很复杂，但是通过努力，在未来我们也可能会实现运用简单的指令来编制完美的5轴加工程序。

　　谢小星：对于CAM来讲，3轴与5轴技术差别主要在轨迹算法及后置处理上。5轴CAM除需要处理X、Y、Z三个直线轴外，还需要处理A、B、C三个旋转轴中的任意两轴，显然5轴加工的算法比3轴加工算法的难度要大很多。

　　后置处理需要针对不同结构的5轴机床进行分别开发，如即使都为5轴的德马吉机床，如果5个轴的结构不同，像2个旋转轴分别是工作台旋转还是动力头作摆轴，其后置都会有差异。各轴方式的排列组合，让5轴后置变得复杂化。这就是5轴后置处理属于CAM软件开发中最难的原因之一。当然为了解决这个问题，目前有一部分数控操作系统，直接采用更高的处理器，内置摆轴位置计算算法，让CAM软件直接生成3D点坐标加空间矢量的通用后置即可在机床上执行，如西门子840D就直接支持这种方式，大大简化了CAM软件的后置复杂性。

　　5轴加工的优势不仅在于能够将原来采用3轴加工根本无法加工的复杂曲面加工出来，如增压器叶轮、飞机发动机叶片、潜艇螺旋桨等；而且还能够减少以前3轴加工中零件装卡工位转换次数，降低因操作工多次对刀带来的人为因素影响，从整体上提高加工精度，降低操作工的劳动强度，同时也提升了加工效率。3轴加工的优势就省下了成本。

　　谢小星：目前市场上使用最多的还是3轴加工软件，就CAXA公司而言，3轴和5轴的比例大约为300:1，这是由于CAM软件与数控机床是密不可分的，目前市场上5轴数控机床的比例决定了CAM软件的比例。

　　CAXA CAM软件包含制造工程师、数控车和线切割3个系列产品。CAXA制造工程师是针对2~5轴的数控加工CAM软件，其中2轴加工为基本配置，3轴加工和多轴加工（4、5轴加工）为模块配置。多样化的加工方式可以安排从粗加工、半精加工到精加工的加工工艺路线。4轴到5轴加工方式则包含了曲线加工、4轴平切面、5轴等参数线、5轴侧铣、5轴定向、5轴G01钻孔和5轴转4轴轨迹等多种加工方法。从CAXA的CAM软件群就可以看出5轴部分仅是CAXA的CAM软件中的一个子集。

　　5轴加工被应用在航空航天、造船等军工行业已经多年，尤其在潜艇用螺旋桨、飞机发动机叶轮等这些必须使用5轴加工的领域制造方面发挥了巨大的作用。现在，5轴加工因为能从整体上提高零部件的加工精度、缩短加工周期、降低劳动强度，因而已经逐渐被应用到以前3轴加工的领域，这部分应用领域从广义上讲也是“只能使用5轴加工的领域”，因为它是市场使然的结果。

　　谢小星：许多加工企业都会根据自身发展状况进行设备的更新换代，是更新3轴加工中心？还是增添新5轴加工中心替换原来3轴加工中心？这些问题需要根据企业的实际情况，如企业的资金、加工产品的特点、企业市场需要的效率等多种因素来决定。如果企业采用5轴机床替代现有的3轴加工中心，在软件方面理论上是可以由3轴升级到5轴，这和企业所购买的软件品牌、版本有很大关系。

　　CAXA制造工程师V2008本身支持用户从2、3轴升级到5轴。除此之外，CAXA还允许用户从制造工程师的更低版本进行升级，如由制造工程师V2006 3轴直升制造工程师V2008的5轴。这一切升级都连带后置一并进行，因此用户在升级过程中不用顾虑后置问题。

3轴仍将占据主导地位

　　谢小星：就像2D CAD在很长一个时间段内无法被3D CAD取代一样，3轴加工软件在相当长的一个时期内不会完全被5轴取代。和CAD发展不一样的是，CAM的发展是由数控机床的发展决定的。如果5轴机床的发展非常迅速，完全取代了3轴机床，那单纯的3轴加工软件就走到头了，虽然这个情况估计在10年内很难发生。但5轴仍然是未来发展的趋势，这一点是毋庸置疑的，就像数码影像取代传统胶片影像一样，趋势不会变，剩下的是时间问题。

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