CAM軟體

CAM(computer Aided Manufacturing，計算機輔助製造)的核心是計算機數值控制（簡稱數控），是將計算機應用於製造生產過程的過程或系統。1952年美國麻省理工學院首先研製成數控銑床。數控的特徵是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機床。此後發展了一系列的數控機床，包括稱為“加工中心”的多功能機床，能從刀庫中自動換刀和自動轉換工作位置，能連續完成銳、鑽、鉸、攻絲等多道工序，這些都是通過程序指令控制運作的，只要改變程序指令就可改變加工過程，數控的這種加工靈活性稱之為“柔性”。

CAM(computer Aided Manufacturing，計算機輔助製造)：利用計算機來進行生產設備管理控制和操作的過程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序內容，輸出信息是刀具加工時的運動軌跡(刀位文件)和數控程序。

加工程序的編製不但需要相當多的人工，而且容易出錯，最早的CAM便是計算機輔助加工零件編程工作。麻省理工學院於1950年研究開發數控機床的加工零件編程語言APT，它是類似FORTRAN的高級語言。增強了幾何定義、刀具運動等語句，應用APT使編寫程序變得簡單。這種計算機輔助編程是批處理的。CAM系統一般具有數據轉換和過程自動化兩方面的功能。CAM所涉及的範圍，包括計算機數控，計算機輔助過程設計。

計算機輔助製造系統的組成可以分為硬體和軟體兩方面：硬體方面有數控機床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲裝置、檢測裝置、計算機等，軟體方面有資料庫、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助數控程序編製、計算機輔助工裝設計、計算機輔助作業計劃編製與調度、計算機輔助質量控制等。

目前為止，計算機輔助製造（CAM，Computer Aided Manufacturing）有狹義和廣義的兩個概念。CAM的狹義概念指的是從產品設計到加工製造之間的一切生產準備活動，它包括CAPP、NC編程、工時定額的計算、生產計劃的制訂、資源需求計劃的制訂等。這是最初CAM系統的狹義概念。到今天，CAM的狹義概念甚至更進一步縮小為NC編程的同義詞。CAPP已被作為一個專門的子系統，而工時定額的計算、生產計劃的制訂、資源需求計劃的制訂則劃分給MRPⅡ/ERP系統來完成。CAM的廣義概念包括的內容則多得多，除了上述CAM狹義定義所包含的所有內容外，它還包括製造活動中與物流有關的所有過程（加工、裝配、檢驗、存貯、輸送）的監視、控制和管理。

數控除了在機床應用以外，還廣泛地用於其它各種設備的控制，如衝壓機、火焰或等離子弧切割、激光束加工、自動繪圖儀、焊接機、裝配機、檢查機、自動編織機、電腦繡花和服裝裁剪等，成為各個相應行業CAM的基礎。

計算機輔助製造系統是通過計算機分級結構控制和管理製造過程的多方面工作，它的目標是開發一個集成的信息網路來監測一個廣闊的相互關聯的製造作業範圍，並根據一個總體的管理策略控制每項作業。

從自動化的角度看，數控機床加工是一個工序自動化的加工過程，加工中心是實現零件部分或全部機械加工過程自動化，計算機直接控制和柔性製造系統是完成一族零件或不同族零件的自動化加工過程，而計算機輔助製造是計算機進入製造過程這樣一個總的概念。

一個大規模的計算機輔助製造系統是一個計算機分級結構的網路，它由兩級或三級計算機組成，中央計算機控制全局，提供經過處理的信息，主計算機管理某一方面的工作，並對下屬的計算機工作站或微型計算機發布指令和進行監控，計算機工作站或微型計算機承擔單一的工藝控制過程或管理工作。

1、在生產優化設計中的應用

在實際生產設備中加入數控裝置，在生產設備裝置中提前設定數值可進行遠程控制操作。CAM軟體的運用中可使工程設計師打破固有的畫板設計方法，利用計算機軟體設計設備結構元件。這種設計方法可保證結構所有元件之間精準相連，同時促使結構設計變得更加精準，對於生產設計質量的提升有著重要作用。在機械生產中，操控者可利於數控技術對儀器進行遠程調控，操控者通過提前設置參數值可以使儀器實現自動化運行，有效提升儀器的工作效率和工作質量。在實際的生產設計中，編程設計由手工轉為自動，CAM軟體通常應用於圖形繪製和設計流程方面，將數據技術與CAM軟體結合可進一步實現軟體的優化設計，不但不會改變原有的優勢，反而在實際生產中發揮更大作用，應用範圍也會得到拓展。在機械機床運行過程中，夾板裝卡次數明顯減少，機床位置安排也會變得更加科學合理化，大幅縮減生產佔用面積和生產周期，有效提升企業生產效益。

2、在生產操作流程中的應用

數控技術在生產中的具體操作流程如下，首先應在數控系統中預先設置合理的零件類型和具體的設計參數，它們的預先設置對於生產設備儀器運行起著重要的指揮導向作用。其次，通過CAM軟體可設計出準備生產成型產品的對應零件、工作平面圖、實體模型圖等。然後，在製造軟體中輸入加工產品類型的工藝參數，利用製造軟體和製作流程的輸入，設備儀器可有效實現自動化運行，促使儀器在生產操作流程所有設定環節中順利運行。其次，必須對軌跡文件的真實可靠性進行核對，確保其可行性。並經過刀具軌跡的模擬流程，以上工序是為了確保後期的工藝操作可以順利完成，生產零件才可真正達到標準要求。此外，針對後置處理文件，可由工作者對代碼進行修改完善，從而形成新的處理文件。生產後置處理文件可進一步產生新的代碼文件，而代碼文件的產生可以進行備份留底，對於機床生產起著極大促進作用，使其在規範流程下順利展開。除了對生成代碼文件進行處理以外，還需對其他相關文件進行加工執行處理，在文件核對工序和有關代碼文件內容更新完成之後，就可以將其直接投入機床零件加工，進行加工工藝的優化創新。

3、在生產質量檢驗方面的應用

質量檢驗是生產過程中的關鍵環節，數控與CAM軟體技術在生產質量檢驗方面的應用也是產品質量把控的關鍵環節。在原有的設備基礎上，利用該技術進行工藝設置和生產操作代碼，不僅可以實現機器運行的自動化，同時還可以實現對生產機械設備生產的產品進行標準化的質檢工序，對產品質量進行嚴格把控。這些對機械操作行業的發展來說意義重大。另外，該技術在生產質檢方面的應用，也可以提前設置工藝參數、標準品數值、標準品模型等，利用模板合成和再次核對，從而為由自動化工藝設備生產加工的各項元件達到標準要求提供保障。質量檢查還有產品性能的檢查，性能檢查可採取隨機抽檢的方式，並進一步檢驗抽檢產品的各項操作性能，通過這道檢查工序可確保生產產品的整體質量。促使數控與CAM軟體技術在機控的實踐操作中可以充分發揮其高效的優勢。一旦發現質量問題，便可及時通過已備份的代碼文件迅速展開調查，找到質量問題產生的原因、儘快解決，避免因工藝參數、產品數值等輸入錯誤造成不必要的經濟損失和資源浪費。

數控系統是機床的控制部分，它根據輸入的零件圖紙信息、工藝過程和工藝參數，按照人機交互的方式生成數控加工程序，然後通過電脈衝數，再經伺服驅動系統帶動機床部件作相應的運動。圖3-4-2為數控系統的功能示意圖。傳統的數控機床（NC）上，零件的加工信息是存儲在數控紙帶上的，通過光電閱讀機讀取數控紙帶上的信息，實現機床的加工控制。後來發展到計算機數控（CNC），功能得到很大的提高，可以將一次加工的所有信息一次性讀入計算機內存，從而避免了頻繁的啟動閱讀機。更先進的CNC機床甚至可以去掉光電閱讀機，直接在計算機上編程，或者直接接收來自CAPP的信息，實現自動編程。后一種CNC機床是計算機集成製造系統的基礎設備。現代CNC系統常具有以下功能：

(1)多坐標軸聯動控制;

(2)刀具位置補償;

(3)系統故障診斷;

(4)在線編程;

(5)加工、編程并行作業;

(6)加工模擬;

(7)刀具管理和監控;

(8)在線檢測。

市面上的CAM軟體有：UG NX、Pro/NC、CATIA、cimatron、MasterCAM、surfcam、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、hypermill、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、Cimtron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam、Artcam......等等

1、CAD/CAM一體化軟體

CAD/CAM一體化軟體有UG、Pro/E、CATIA等。這類軟體的特點是優越的參數化設計、變數化設計及特徵造型技術與傳統的實體和曲面造型功能結合在一起，加工方式完備，計算準確，實用性強，可以從簡單的2軸加工到以5軸聯動方式來加工極為複雜的工件表面，並可以對數控加工過程進行自動控制和優化，同時提供了二次開發工具允許用戶擴展。

2、相對獨立的CAM軟體

相對獨立的CAM系統有Edgecam、Mastercam等。這類軟體主要通過中性文件從其它CAD系統獲取產品幾何模型。系統主要有交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態模擬模塊和後置處理模塊。

3、國內CAM軟體

國內CAM軟體的代表有CAXA製造工程師，中望收購的VX。這些軟體價格便宜，主要面向中小企業，符合我國國情和標準，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來越大的市場份額。

CAXA製造工程師

CAXA,是北京數碼大方科技有限公司（CAXA），北航海爾自主研發的CAD/CAM軟體，主要以教育行業為主，並且是數控大賽指定參賽軟體。

Computer Aided X Alliance -Always a step Ahead ”“X：technology，product，solution and service …”聯盟合作的領先一步的計算機輔助技術與服務。

擁有完全自主知識產權的系列化,CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM軟體產品和解決方案。覆蓋了製造業信息化設計、工藝、製造和管理四大領域。產品廣泛應用於裝備製造、電子電器、汽車、國防軍工、航空航天、工程建設、教育等各個行業。

中望VX

國產中望於2010年11月宣布正式收購美國軟體VX，推出完全自主知識產權的中望3D CAD/CAM軟體。通過本次收購，成功擁有VX的全部核心技術以及全球範圍內的完整知識產權，並且成為全球範圍內少數幾家能為用戶提供CAD/CAM一體化解決方案的廠商之一。

Ugnx（UG）；Edgecam；Mastercam；Solidcam；Topsolid；Cimatron；Procam（ptc）；Powermill（Delcam）；Hypermill（openmind）；Worknc；Esprit；Gibbscam；surfcam等

1，西門子UGS：UG NX

最新版本：NX8.0。強大的造型能力和數控編程能力，UG在國內推廣比較好，所以應用很廣泛。軍工領域等高端工程領域運用廣泛，高端領域與catia並駕齊驅；

2，英國Planit：Edgecam（金屬加工），Radan（鈑金），alphacam（木加工），jobshop（櫥櫃）

第一款基於實體的加工軟體，CAD數據無縫集成，適用於任何機床的後置處理，多種加工方法，車銑複合是強項。目前最新版本是2011R2中文，每年推出兩個中文版。

適用加工範圍：銑切、車削、線切割。

功能介紹：產品加工、模具製造、車削加工、複合加工、車銑複合、多軸加工、高速加工、實體加工、Edgecam Part Modeler三維實體造型工具。

3，Procam

多軸車削，沖加工，等離子/激光切割，及電火花加工等。

4，英國達爾康Delcam：Powermill，Featurecam，Partmaker，Artcam

Powermill 2-5軸（最新版本10版本）；FeatureCAM-產品加工、車銑複合、線切割；PartMaker-瑞士型縱切機床、車削中心編程；ArtCAM-立體藝術浮雕CAD/CAM系統；DentMILL-牙科專業CAM加工系統。

5，德國Openmind：Hypermill

致力於葉輪葉片的加工模塊

6，美國CNC：Mastercam

實現功能：銑切，線切割，車削，實體，浮雕，木雕

Mastercam模塊：design設計，lathe車，mill銑，wire線切割：

模塊構成：Mastercam銑削；Mastercam線切割；Mastercam車削；Mastercam木工銑削；Mastercam in Solidworks；Mastercam三維雕刻；Mastercam實體設計；

最新版本：mastercam X4 MU1（X就是10的意思）

7，以色列：Cimtron，GibbsCAM

Cimatron模具用戶運用廣泛。2008年1月併購Gibbscam(原是美國的一家公司)

Cimatron公司是為工模具製造商和零部件製造商提供CAD/CAM集成方案的領導者。目前產品線包括CimatronE和GibbsCAM。為型腔模設計、衝壓模設計、電極設計、2.5軸到5軸加工、線切割、車、銑、車銑複合、旋轉銑削、多任務車銑複合加工、塔式加工系統等提供解決方案。Cimatron集團的子公司和代理商遍及全球40多個國家和地區，在全球範圍內為汽車、航天、醫藥、塑料模、電子及其它行業的客戶提供服務和支持。

8，Solidcam

SolidCAM被鑒定為SolidWorks的黃金合作夥伴，它為SolidWorks的一些設計模型提供著完整性、單窗口集成性和協調性的服務，這些模型包括零件、裝配還有配置。

Solidcam模塊：2.5D銑削，3D銑削，3+2軸多面體加工，5軸聯動加工，高速加工HSM，-HSM粗加工，-HSM精加工，車削和車銑複合，線切割

最新版本：Solidcam 2009中文

9，美國加州的Surfware公司：surfcam

與solidworks有合作協議，部分設計為surfcam的設計前端，surfcam直接掛在solidworks菜單下

10，法國Missler Software：Topsolid

很少聽到了

11，法國西思科爾Sescoi公司：Worknc

面向模具，WorkNC是Sescoi公司研製開發的面向模具等加工行業的CAM軟體系統。目前，WorkNC被全球80%以上的汽車製造廠商及其供應商認可和採用，同時在航空航天、電子電器、醫療器件等加工行業得到了廣泛的應用。在中國，我們擁有上海通用、上海小糸、上海夏普等知名廠商用戶，並且得到越來越多客戶的認可和青睞。

12，Esprit

很少聽說的軟體

所謂數控編程是根據來自CAD的零件幾何信息和來自CAPP的零件工藝信息自動或在人工干預下生成數控代碼的過程。常用的數控代碼有ISO（國際標準化組織）和EIA（美國電子工業協會）兩種系統。其中ISO代碼是七位補偶代碼，即第8位為補偶位；而EIA代碼是六位補奇碼，即第5列為補奇位。補偶和補奇的目的是為了便於檢驗紙帶閱讀機的讀錯信息。一般的數控程序是由程序字組成，而程序字則是由用英文字母代表的地址碼和地址碼后的數字和符號組成。每個程序都代表著一個特殊功能，如G00表示點位控制，G33表示等螺距螺紋切削，M05表示主軸停轉等。一般情況下，一條數控加工指令是若干個程序字組成的。

如:N012G00G49X070Y055T21中的N012表示第12條指令，G00表示點位控制，G49表示刀補準備功能，X070和Y055表示X和Y的坐標值，T21表示刀具編號指令。整個指令的意義是：快速運動到點（70，55），一號刀取2號撥盤上刀補值。

數控編程方式

一般有四種：1）手工編程；2）數控語言編程；3）CAD/CAM系統編程；4）自動編程。

CAM作為應用性、實踐性極強的專業技術，直接面向數控生產實際。生產實際的需求是所有技術發展與創新的原動力。分析總結當今CAM的應用現狀、與生產實際要求間的差距及其原因、新工藝、新技術對CAM的特殊需要以及相關外圍技術發展與要求等，有助於更好地了解今後CAM的發展趨勢。手機系統以後也會帶有CAM功能

因為應用的實踐性更強，專業化分工更明確，就總體而言，CAM的專業化水平高於CAD的發展。縱觀當今占主導地位的CAM系統，無論其界面好壞、功能強弱，都存在著共同的缺陷。

(1)CAD/CAM混合化的系統結構體系

CAD功能與CAM功能交叉使用，不是面向整體模型的編程形式，工藝特徵需由人工提取，或需進一步CAD處理產生。該結構體系的形成是歷史的產物。多年前，集成系統特別是網路化集成的觀念還沒有成為系統開發的主體思想，模型的建立與編程在同一地點由同一個操作者完成。

由此會造成如下的問題

1)不適應當今集成化的要求系統的模塊分佈、功能側重必須與企業的組織形式、生產布局相匹配。系統混合化不等於集成化，更不利於網路集成化的實現。

2)不適合現代企業專業化分工的要求

混合化系統，無法實現設計與加工在管理上的分工，增加了生產管理與分工的難度，也極大地阻礙了智能化、自動化水平的提高。另外，混合化系統要求操作者在CAD與CAM兩個方面都要有深厚的背景與經驗才能很好地完成工作，增加了學習掌握與使用系統的難度。一般需1～3年的實踐才能成為稱職的CAM操作人員，對企業人才的管理造成了極大的負面影響。

3)沒有給CAPP的發展留下空間與可能

眾所周知，CAPP是CAD/CAM一體化集成的橋樑，CAD/CAPP/CAM混合化體系決定了永遠不可能實現CAM的智能與自動化。因為生產工藝的標準化程度低，受到生產設備、刀具、管理等因素的影響，至今沒有一個成熟的，以創成法或派生法為推理機制的商品化的CAPP系統。CAPP轉向了類似於開發環境類軟體系統的開發與研究。但隨著企業CAD、CAM等技術的成功應用，工藝庫、知識庫的完善，將來CAPP也會有相應的發展。逐步以實現CAD/CAPP/CAM按科學意義上的一體化集成。而混合化的系統從結構上的一體化集成。而混合化的系統從結構上為今後的發展留下了不可彌補的隱患。

(2)面向曲面、以局部加工為基本處理方式

當今CAM系統一般都是曲面CAM系統，是面向局部加工的處理方式，而數控加工是以模型為結果，以工藝為核心的工程過程。應該採取面向整體模型、面向工藝特徵的處理方式。這種非工程化概念的處理方式肯定會造成一系列的問題。

1)不能有效地利用CAD模型的幾何信息，無法自動提取模型的工藝特徵，只能夠人工提取，甚至靠重新模擬計算來取得必要的控制信息，無疑增大了操作的煩瑣性，影響了編程質量與效率。致使系統的自動化程度與智能化程度很低。

2)局部加工計算方式靠人工或半自動進行仿過切處理，因不是面向整體模型為編程對象，系統沒有從根本上杜絕過切現象產生的可能，因而不適合高速加工等新工藝在高速條件下對安全的要求。

CAD/CAPP/CAM需要在信息流上集成一體、無縫連接，但往往忽略了企業在生產組織與管理上要。CAD、CAPP、CAM在應用場合、操作人員、系統功能上按照生產布局合理安排。網路技術的成功應用已經為此奠定了基礎。CAM系統及操作人員遠離生產現場，致使因不了解現場情況造成不應有的反覆，浪費了時間，降低了效率，甚至造成廢品。

傳統的CAM系統不僅要求操作人員有深厚的工藝知識背景，還需要有很高的CAD應用技巧。一般需1至3個月專門培訓入門，1至3年的實踐才能成為稱職的工作人員。對CAM的應用普及造成了極大的困難，使CAM後備人員嚴重不足，因而造成人才競爭異常激烈、生產隊伍不穩定，產生嚴重人才管理問題，我國的廣大國營企業，情況更加嚴峻。故企業迫切需要新一代的易學易用、易於普及、高智能化、專業性強的CAM系統。

毋庸置疑，近年來製造業新技術的最大熱點是高速加工技術。據最新的工藝研究表明，高速加工技術在簡化生產工藝與工序，減少後續處理工作量、提高加工效率、提高表面質量等幾個方面，能夠極大地提高產品質量、降低生產成本、縮短生產周期。高速加工技術對CAM也提出了新的特殊要求。

(1)安全性要求

高速加工採用小切削深度、小切削量、高進給速度，特徵加工的一般切削速度(F值)為傳統加工的10倍以上(F可達到2000～8000mm/min)，在高速進給條件下，一旦發生過切，幾何干涉等，後果將是災難性的，故安全性要求是第一位的。傳統的CAM系統靠人工或半自動防過切處理方式，沒有從根本上杜絕過切現象的發生。靠操作者的細心、責任心等人的因素是沒有安全保障的。所以無法滿足高速加工安全性的基本要求。?

(2)工藝性要求

高速加工要求刀路的平穩性，避免刀路軌跡的尖角(刀路突然轉向)、盡量避免空刀切削、減少切入/切出等，故要求CAM系統具有基於殘餘模型的智能化分析處理功能、刀路光順化處理功能、符合高速加工工藝的優化處理功能及進給量(F值)優化處理功能(切削優化處理)等。為適應高速加工設備的高檔數控系統，CAM應支持最新的NURBS編程技術。

(3)高效率要求

高效率體現在兩個方面：1)編程的高效率：高速加工的工藝性要求比傳統數控加工高了很多，刀路長度是傳統加工的上百倍，一般編程時間遠大於加工時間，故編程效率已成為影響總體效率的關鍵因素之一。傳統的CAM系統採用面向局部曲面的編程方式，系統無法自動提供工藝特徵，編程複雜程度很大，對編程人員除工藝水平之外(基本要求)，還要求有很高的使用技巧。迫切需要具有高速加工知識庫的、智能化程度高的、面向整體模型的、新一代CAM系統。2)優化的刀路確保高效率的數控加工，如基於殘餘模型的智能化編程可有效地避免空刀，進給量(F值)優化處理可提高切削效率30%等。

綜上所述，當今的CAM系統雖然為現代製造業的發展立了汗馬功勞，但在生產管理、操作使用上存在著與實際要求的巨大矛盾；在結構上、功能專業化等方面與網路下系統集成化的要求存在嚴重的不協調；基本處理方式嚴重阻礙智能化、自動化水平的提高。這一切都使新一代CAM的誕生與發展成為必需。CAD技術中面向對象、面向特徵的建模方式的巨大成功，為新一代CAM的發展提供了參考模式，網路技術為CAM的專業化分離與系統集成提供了可能。通過以上的分析，新一代CAM系統的大致輪廓已經顯現。

如何預測可能的智能化方向？智能化CAM軟體有兩個方向：

1、大數據匹配策略，簡單說就是讓軟體搜索相似(相同)零件的歷史加工過程，複製到新的零件上。這個如同人學習複製他人的加工過程。資料庫里存儲的是做過零件加工模板，隨著不同編程人員把做過的零件加入大資料庫中，裡面的歷史模板會迅速增加，那麼大多數新的零件總能找到相似(相同)的結構，一個零件做完整個流程之後，並且被認可結果，那麼就可以再加入資料庫中，如此它可以自動完成升級與迭代。技術上難度不大，現有的技術組合就可以實現，只是一個資料庫查詢、對比和識別問題，添加其中的數據(事例)要求符合某種規範、流程、格式。

但是，大資料庫的方法確有幾個致命的因素制約它，一是涉及產品保密因素，軍事產品天生就要求保密，不能與人分享，逆向分析甚至可以把整個零部件完整還原，會泄密；二是軟體用戶商業上的技術保密，企業彼此獨立，同行是競爭對手(至少是潛在的)，利益的驅使他們拒絕；三是，軟體廠商之間的利益競爭關係，不太會彼此開放介面、演演算法，統一數據格式，這阻止大數據模式形成。

大數據模式會抹平軟體之間的技術代溝，縮小彼此的差距，而且大數據發展的極致是，只有最強大的一兩個軟體會存活，其他會自動被淘汰。

2、軟體的智能化，開發出智能演演算法，如同人一樣的處理問題，並且自動學習升級。智能CAM軟體的一個目的是簡化編程編製，降低編程的勞動量，把人的重複勞動減至最低，大數據模式以人工智慧這兩種途徑都有制約，那麼有沒有其他(第三種)變通的途徑呢?就算不能實現完全的自動編程，簡化重複的勞動，降低難度也可以的。

WinTel結構體系因優異的價格性能比、方便的維護、優異的表現、平實的外圍軟體支持，已經取代UNIX操作系統成為CAD/CAM集成系統的支持平台。OLE技術及D&M技術的應用將會使系統集成更方便。今後CAM的軟體平台無疑將是Windows NT或Windows 2000，硬體平台將是高檔PC或NT工作站系列。隨著高檔NC控制系統的PC化、網路化及CAM的專業化與智能化的發展，甚至機上編程也可能會有較大的發展。

今後將擯棄多層菜單式的界面形式，取而代之的是Windows界面，操作簡便，並附有項目管理、工藝管理樹結構，為PDM的集成打下基礎。

(1)面向對象、面向工藝特徵的CAM系統

傳統CAM局布曲面為目標的體系結構將被改變面向整體模型(實體)、面向工藝特徵的結構體系。系統將能夠按照工藝要求(CAPP要求)自動識別並提取所有的工藝特徵及具有特定工藝特徵的區域，使CAD/CAPP/CAM的集成化、一體化、自動化、智能化成為可能。

(2)基於知識的智能化的CAM系統

新一代的CAM系統不僅可繼承並智能化判斷工藝特徵，而且具有模型對比、殘餘模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優化，效率更高。同時面向整體模型的形式也具有對工件包括夾具的防過切、防碰撞修理功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工藝要求，並開放工藝相關聯的工藝庫、知識庫、材料庫和刀具庫，使工藝知識積累、學習、運用成為可能。

(3)能夠獨立運行的CAM系統

實現與CAD系統在功能上分離，在網路環境下集成。這需要CAM系統必須具備相當的智能化水平。CAM系統不需要藉助CAD功能，根據工藝規程文件自動進行編程，大大降低了對操作人員的要求，也使編程過程更符合數控加工的工程化要求。

(4)使相關性編程成為可能

尺寸相關、參數式設計、修改的靈活性等CAD領域的特徵，自然希望被引伸到CAM系統之中。據筆者觀察，在該方向的研究有兩條不同的思路，以Delcam公司的PowerMILL及WorkNC為代表，採用面向工藝特徵的處理方式，系統以工藝特徵提取的自動化來實現CAM編程的自動化。當模型發生變化后，只要按原來的工藝路線重新計算，即實現CAM的自動修改。由計算機自動進行工藝特徵與工藝區域的重新判斷並全自動處理，使相關性編程成為可能。目前已有成熟的產品上市，並為北美、歐洲等發達國家的工模具界所接受。另據報導，已有公司試圖直接將參數化的概念引入CAM中，據稱是同一資料庫的方式來解決參數化編程問題。據筆者了解，至今未見成功的應用實例及相關報道。從技術角度上，筆者認為，實體的參數化設計是在有限參數下的特殊概念，CAM是按照工藝要求對模型進行的離散化處理，具有無限化(或不確定)參數的特性。因而與參數化CAD有著完全不同的特點。就象參數化的概念一直無法成功地引申到曲面CAD中一樣，CAM的參數化也將面臨著巨大的困難。按加工的工程化概念，CAM不是以幾何特徵，而應是以工藝特徵為目標進行處理。幾何特徵與工藝特徵之間沒有必然的、唯一的相關關係，而當幾何參數發生變化時，工藝特徵的變化沒有相關性，存在著某些工藝特徵消失或新的工藝特徵產生的可能性。所以真正要實現參數式CAM，需要對幾何參數與工藝特徵間的相關性進入深入研究，並得出確切的，而且是唯一的相關關係之後，才能真正實現。所以就系統的實用性、成功的可能性而言，筆者在技術上更傾向於前者。或許兩者會殊途同歸。我們將時刻關注並熱切希望後者能在技術上有所突破，使CAM技術在參數化道路上實現質的飛躍。

(5)提供更方便的工藝管理手段

CAM的工藝管理是數控生產中至關重要的一環，也是PDM的重要組成部分。新一代CAM系統的工藝管理樹結構，為工藝管理及實時修改提供了條件。較領先的CAM系統已經具有CAPP開發環境或可編輯式工藝模板，可由有經驗的工藝人員或產品進行工藝設計，CAM系統可按工藝規程全自動批處理。另外，新一代的CAM系統應能自動生成圖文並茂的工藝指導文件，並可以以超文本格式進行網路瀏覽。

新一代的CAM系統將CAM的智能化、自動化、專業化推到一個新的高度，更快地滿足現有生產與管理的特定要求，同時新手段的引入也會使管理方式發生相應的變化，使生產過程更規範、更合理。新一代的CAM系統在網路下與CAD系統集成，充分利用了CAD幾何信息，又能按專業化分工，合理地安排系統在空間的分佈。降低人員的綜合性要求，提高了專業化要求，會使操作人員的構成發生相應的變化；同時，由於CAM系統專業化、智能化、自動化水平的提高，將導致機側編程(Shop Programming)方式的興起，改變CAM編程與加工人員及現場分離的現象。

經過多年的技術積累，CAM在市場需求、理論基礎及外圍技術等方面的準備已經成熟，我們有理由相信今後的幾年將是CAM技術創新的火熱年代。作為應用性終端技術，CAM市場將是群雄並起，多種系統並存的局面，CAM市場永遠不會有霸主。今後CAM的發展與走勢，只能是由市場需求決定。可以肯定的是，CAM的發展一定是朝著網路化、專業集成化的方向發展，一定是朝著方便、快捷、智能、自動化的方向發展。

CAD/CAPP/CAM需要在信息流上集成一體、無縫連接，但往往忽略了企業在生產組織與管理上要。CAD、CAM軟體CAPP、CAM在應用場合、操作人員、系統功能上按照生產布局合理安排。網路技術的成功應用已經為此奠定了基礎。CAM系統及操作人員遠離生產現場，致使因不了解現場情況造成不應有的反覆，浪費了時間，降低了效率，甚至造成廢品。

傳統的CAM系統不僅要求操作人員有深厚的工藝知識背景，還需要有很高的CAD應用技巧。一般需1至3個月專門培訓入門，1至3年的實踐才能成為稱職的工作人員。對CAM的應用普及造成了極大的困難，使CAM後備人員嚴重不足，因而造成人才競爭異常激烈、生產隊伍不穩定，產生嚴重人才管理問題，我國的廣大國營企業，情況更加嚴峻。故企業迫切需要新一代的易學易用、易於普及、高智能化、專業性強的CAM系統。

整個過程流程中，使用者(編程人員)起主導作用，CAM軟體替代了單調枯燥的數值運算(刀路點位計算)。策略選擇、加工流程、特徵篩選和參數選擇是軟體使用者，而這些是否合理又取決於使用者的經驗、知識、對工藝的理解，甚至是責任心。人為的因素的影響，導致同樣一個零件的加工程序，不同編程員出來的程序差別很大，加工出來的零件也會有質量、效率、成本的差別。