MASTERCAM

MASTERCAM

Mastercam是美國CNC Software Inc.公司開發的基於PC平台的CAD/CAM軟體。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等多種功能於一身。它具有方便直觀的幾何造型。Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環境,其強大穩定的造型功能可設計出複雜的曲線、曲面零件。Mastercam9.0以上版本還有支持中文環境,而且價位適中,對廣大的中小企業來說是理想的選擇,是經濟有效的全方位的軟體系統,是工業界及學校廣泛採用的CAD/CAM系統。

基本信息

發展歷史

1984年,美國CNCSoftwareInc公司推出第一代Mastercam產品,這一軟體就以其強大的加工功能聞名於世。多年來該軟體在功能上不斷更新與完善,已被工業界及學校廣泛採用。
2008年,CIMdata公司對CAM軟體行業的分析排名表明:Mastercam銷量再次排名世界第一,是CAD/CAM軟體行業持續11年銷量第一軟體巨頭。Mastercam後續發行的版本對三軸和多軸功能做了大幅度的提升,包括三軸曲面加工和多軸刀具路徑。
2013年5月,推出MastercamX7版本。

功能特色

Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進的粗加工技術,以提高零件加工的效率和質量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能,可以從中選擇最好的方法,加工最複雜的零件。Mastercam的多軸加工功能,為零件的加工提供了更多的靈活性。

可靠的刀具路徑校驗功能 Mastercam可模擬零件加工的整個過程,模擬中不但能顯示刀具和夾具,還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。Mastercam提供400種以上的後置處理檔案以適用於各種類型的數控系統,比如常用的FANUC系統,根據工具機的實際結構,編制專門的後置處理檔案,編譯NCI檔案經後置處理後便可生成加工程式。

其他版本

Mastercamx2版本

mastercammastercam

MastercamX2是與微軟公司的Windows技術緊密結合,用戶界面更為友好,設計更加高效的版本。藉助於Mastercam軟體,用戶可以方便快捷地完成從產品2D/3D外形設計、CNC編程到自動生成NC代碼的整個工作流程,因此被廣泛套用於模具製造、模型手板、機械加工、電子、汽車和航空等行業。Mastercam基於PC平台,易學易用,具有較高性價比,是廣大中小企業的理想選擇,也是CNC編程初學者在入門時的首選軟體。Mastercam包括CAD和CAM兩個部分,Master cam的CAD部分可以構建2D平面圖形、構建曲線、3D曲面和3D實體。CAM包括5大模組:Mill、Lathe、Art、Wire和Router。

MastercamX2具有全新的Windows操作界面,在刀路和傳輸方面更趨完善和強大,其功能特點如下:

(1)操作方面,採用了目前流行的“視窗式操作”和“以對象為中心”的操作方式,使操作效率大幅度提高;

(2)設計方面,單體模式可以選擇“曲面邊界”選項,可動態選取串連起始點,增加了工作坐標系統WCS,而在實體管理器中,可以將曲面轉化成開放的薄片或封閉實體等;

(3)加工方面,在刀具路徑重新計算中,除了更改刀具直徑和刀角半徑需要重新計算外,其他參數並不需要更改。在打開檔案時可選擇是否載入NCI資料,可以大大縮短讀取大檔案的時間;

(4)Mastercam系統設有刀具庫及材料庫,能根據被加工工件材料及刀具規格尺寸自動確定進給率、轉速等加工參數;

(5)Mastercam是一套以圖形驅動的軟體,套用廣泛,操作方便,而且它能同時提供適合目前國際上通用的各種數控系統的後置處理程式檔案。以便將刀具路徑檔案(NCI)轉換成相應的CNC控制器上所使用的數控加工程式(NC代碼)。

CAD模組

2.1繪製點──Point17

2.1.1繪製位置點──CreatePointPosition17

2.1.2動態繪製點──CreatePointDynamic18

2.1.3繪製參數式曲線節點──CreatePointNodePoints18

2.1.4繪製等分點──CreatePointSegment19

2.1.5繪製幾何圖形端點──CreatePointEndpoints20

2.1.6繪製小於指定半徑值的圓心點──CreatePointSmallArcs20

2.2繪製線──Line20

2.2.1兩點繪線──CreateLineEndpoint21

2.2.2繪製最近線──CreateLineClosest24

2.2.3繪製分角線──CreateLineBisect24

2.2.4繪製法線──CreateLinePerpendicular25

2.2.5繪製平行線──Create

LineParallel26

2.3繪製圓弧──Arc27

2.3.1邊界點繪製圓──CreateCircleEdgePoint27

2.3.2中心點繪製圓──CreateCircleCenterPoint28

2.3.3繪製中心點極坐標圓弧──CreateArcPolar29

2.3.4繪製端點極坐標圓弧──CreateArcPolarEndpoints30

2.3.5兩點繪製圓弧──CreateArcEndpoints30

2.3.6三點繪製圓弧──CreateArc3Points31

2.3.7繪製切圓弧──CreateArcTangent31

2.4繪製標準矩形──CreateRectangle38

2.5繪製變形矩形──CreateRectangularShapes40

2.6繪製多邊形──CreatePolygon44

2.7繪製橢圓──Create

2.8繪製鏇繞線──CreateSpiral49

2.9繪製螺鏇線──CreateHelix51

2.10繪製曲線──Spline52

2.10.1手動繪製曲線──CreateManualSpline53

2.10.2自動繪製曲線──CreateAutomaticSpline53

2.10.3轉換Spline曲線──Create

2.10.4熔接曲線──CreateBlendedSpline55

2.11繪製圓角──Fillet55

2.11.1繪製單個圓角──FilletEntities56

2.11.2繪製串連圓角──FilletChains56

2.12繪製倒角──Chamfer56

2.12.1繪製單個倒角──ChamferEntities57

2.12.2繪製串連倒角──ChamferChains57

2.13繪製文字──CreateLetters58

2.14繪製邊界框──CreateBoundingBox64

3.1目標選擇──Select69

3.2修剪/打斷/延伸幾何圖形──Trim/Break73

3.2.1修剪/打斷/延伸幾何圖形──Trim/Break74

3.2.2多物體修剪──TrimMany77

3.2.3相交處打斷幾何圖形──BreakatIntersection78

3.2.4將幾何圖形打成多段──BreakManyPieces78

3.2.5將圖形標註打斷成線──BreakDraftingintoLines79

3.2.6將圓打成多段──BreakCircles79

3.2.7圓弧修剪成圓──Closearc80

3.3連線幾何圖形──Joinentities80

3.4修改曲線控制點──ModifyNURBS81

3.5轉換NURBS曲線──Convert

NURBS82

3.6曲線變弧──Simplify82

3.7設定曲面法向方向──SetNormal83

3.8修改曲面法向方向──Change

Normal84

3.9刪除幾何圖形──Delete85

4.1移動幾何圖形──XformTranslate100

4.23D空間移動幾何圖形──Xform

Translate3D102

4.3鏡像幾何圖形──Xform

Mirror105

4.4鏇轉幾何圖形──XformRotate110

4.5縮放幾何圖形──XformScale113

4.6偏移幾何圖形──XformOffset115

4.7串連偏移幾何圖形──XformOffsetContour118

4.8投影幾何圖形──XformProject122

4.9陣列幾何圖形──XformRectangularArray123

4.10捲成圓筒──XformRoll125

4.11動態移動幾何圖形──XformDrag129

4.12轉換STL圖形檔案──XformSTL129

4.13圖形排樣──XformGeometryNesting129

5.1尺寸標註基礎144

5.1.1尺寸標註的三要素144

5.1.2尺寸標註的基本原則144

5.2尺寸標註樣式設定──DraftingOptions146

5.2.1尺寸屬性設定146

5.2.2尺寸文本設定148

5.2.3註解文本設定152

5.2.4尺寸線、尺寸界線和尺寸箭頭設定153

5.2.5其他設定155

5.3尺寸標註──Dimension158

5.3.1水平標註──HorizontalDimension158

5.3.2垂直標註──VerticalDimension159

5.3.3平行標註──ParallelDimension159

5.3.4基線標註──BaselineDimension160

5.3.5連續標註──ChainedDimension161

5.3.6角度標註──AngularDimension161

5.3.7圓標註──CircularDimension162

5.3.8法線標註──PerpendicularDimension162

5.3.9相切標註──TangentDimension163

5.3.10坐標標註──Ordinate163

5.3.11點標註──PointDimension168

5.3.12尺寸公差標註168

5.4尺寸編輯──DimensionMultiEdit171

5.5繪製尺寸界線及引線──CreateWitnessLine、Leader171

5.6創建註解──CreateNote172

5.7圖案填充──CreateX-Hatch175

5.8快速標註──SmartDimension177

5.9更新標註──Regen178

6.1修改幾何圖形屬性196

6.2圖層管理199

6.2.1圖層簡介200

6.2.2建立和控制圖層200

7.1構圖面、Z深度及視圖205

7.1.1構圖面設定206

7.1.2Z深度設定209

7.1.3視圖設定210

7.2線架構211

7.2.1線架構與曲面模型211

7.2.2線架構實例設計211

7.3直紋/舉升曲面──CreateRuled/LoftedSurfaces236

7.4鏇轉曲面──CreateRevolvedSurfaces239

7.5掃描曲面──CreateSweptSurfaces241

7.6格線曲面──CreateNetSurface243

7.7放式曲面──CreateFenceSurface247

7.8牽引曲面

CAM模組

8.3曲面粗加工

8.3.1粗加工平行銑削加工

8.3.2粗加工放射狀加工

8.3.3粗加工投影加工

8.3.4粗加工流線加工

8.3.5粗加工等高外形加工

8.3.6粗加工殘料加工

8.3.7粗加工挖槽加工

8.3.8粗加工鑽削式加工

8.4曲面精加工

8.4.1精加工平行銑削

8.4.2精加工平行陡斜面

8.4.3精加工放射狀

8.4.4精加工投影加工

8.4.5精加工流線加工

8.4.6精加工等高外形

8.4.7精加工淺平面加工

8.4.8精加工交線清角加工

8.4.9精加工殘料加工

8.4.10精加工環繞等距加工

8.4.11精加工混合加工8.5線架構加工

8.5.1直紋曲面加工

8.5.2鏇轉曲面加工

8.5.32D掃描加工

8.5.43D掃描加工

8.5.5昆式曲面

8.5.6舉升加工

8.6刀具路徑的修剪與轉換

8.6.1刀具路徑的修剪

8.6.2刀具路徑的轉換

操作特點

mastercammastercam

使用Mastercam ,實現DNC加工。DNC(直接數控)是指用一台計算機直接控制多台數控工具機,其技術是實現CAD/CAM的關鍵技術之一。由於本工件較大,處理的數據多,所生成的程式長,數控工具機的磁泡存儲器已不能滿足程式量的要求,這樣就必須採用DNC加工方式,利用RS-232串列接口,將計算機和數控工具機連線起來。利用Mastercam的Communic功能進行通訊,而不必考慮工具機的記憶體不足問題,經大量的實踐,用Mastercam軟體編制複雜零件的加工程式極為方便,而且能對加工過程進行實時仿真,真實反映加工過程中的實際情況。

曲面建模

曲面種類

使用曲面造型可以很好地表達和描述物體的形狀,曲面造型已廣泛地運用與汽車、輪船、飛機機身和各種模具的設計和製造中。

曲面分三大類:

幾何圖形曲面:牽引曲面、鏇轉曲面

自由型式曲面:昆氏曲面、直紋曲面、舉升曲面、掃描曲面

編輯過的曲面:補正曲面、修整延伸曲面、曲面倒圓角、曲面熔接

造型方式

1、舉升曲面(loft)和直紋曲面(ruled)

這兩種曲面構建工程都是由截斷面外形的順接來產生一個曲面(surface)。舉升是用拋物線來順接,直紋則是用直線段來順接曲面的。

2、鏇轉曲面(revolved)

鏇轉曲面是由某一輪廓線繞某一軸線鏇轉而形成的曲面。

其線架結構僅由一段輪廓線和一鏇轉軸線組成。

曲面構建時,先要選定輪廓線,再選定鏇轉軸,然後還需指定鏇轉曲面形成的起始角度和終止角度

3、掃描曲面(swept)

掃描曲面是將物體的斷面外形沿著一個或兩個軌跡曲線移動,或是把兩個斷面外形沿著一個軌跡曲線移動而得到的曲面。

4、昆氏曲面(coons)

是用定義一個個較小的綴面(patches)來產生的。

曲面構建時要先定義沿著主切削方向(縱向Along)各綴面系列邊廓,再定義沿著橫斷面間歇進刀方向(Across)各綴面邊廓,由此來確定綴面方向和綴面數量。

處理方法

5軸後處理

Mastercam9的5軸後處理包括2個檔案,*.pst,*.psb;

查找*.pst

#Feed control settings進給率設定

convert_rpd : 0 #Convert rapid to rapid feed

use_fr : 3 #Output feedrate

#0 - programmed feedrate使用程式中的進給

#1 - inverse feedrate全用時間倒數進給

#2 - inverse feedrate on 5 axis continuous有鏇轉軸運動後全時間倒數進給

#3 - inverse feedrate on motion with rotary只在5鏇轉軸中用時間倒數進給

#Machine rotary routine settings工具機類型

mtype : 0 #Machine type (Define base and rotation plane below)

#0 = Table/Table全工作檯動

#1 = Tilt Head/Table主軸/工作檯

#2 = Head/Head主軸/主軸

#3 = Nutator Table/Table

#4 = Nutator Tilt Head/Table

#5 = Nutator Head/Head後三項為複合擺動,兩鏇轉軸不垂直,還有一參數

nut_ang_pri : -45

rotaxis1 = -vecx #Zero

rotdir1 = -vecy #Direction

這兩項設定第5的方向和零點,要根據工具機

rotaxis2 = vecz #Zero

rotdir2 = -vecy #Direction

這兩項設定第4的方向和零點,要根據工具機

use_tlength : 0 #Use tool length, read from tool overall length

#0=Use 'toollength' var, 1=Mastercam OAL, 2=Prompt

針對主軸/工作檯工具機,主軸/主軸;如果工具機不支持RTCP,選2,後處理時會要你輸入刀的擺長;

#Set the absolute angles for axis travel on secondary

sec_limlo: -110

sec_limhi:110

#Set intermediate angle, in limits,for post to reposition machine

sec_intlo:-110

sec_inthi:110

競爭發展

業內競爭態勢

Mastercam強項在數控加工,簡單易用,產生的NC程式簡單高效。主要競爭對手有UGNX,Edgecam,WorkNC,Cimtron,Delcam(Powermill),PTC(Pro/NC),Space-e,CAMWORKS,HyperMILL等,與這些軟體相比,在2D加工方面有壓倒性優勢;曲面方面,在簡單規則類方面占優勢;多軸曲面方面,在X3中引入了第三方的5軸多曲面加工,使其在通用數控加工中依然是王者。

國內發展前景

Mastercam對硬體的要求不高,在一般配置的計算機上就可以運行,且操作靈活,界面友好,易學易用,適用於大多數用戶,能迅速地給企業帶來經濟效益。另外,Mastercam相對其他同類軟體具有非常高的性價比。隨著我國加工製造業的崛起,Mastercam在中國的銷量,在全球的CAM市場份額雄居榜首,因此對機械設計與加工人員來說,學習Mastercam是十分必要的。

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