CAD/CAM v.s. 模擬軟體

文章日期：2008-01-22 09:53

尚未入門CAD/CAM領域的人，常搞不清楚模擬軟體跟CAD/CAM軟體的差別，故以本文說明

CAD/CAM軟體 : CAD/CAM的中文意義是 : 電腦輔助設計/電腦輔助製造，市面上常看到的CAD/CAM軟體如CATIA、UG、Pro-Engineer...等等，這些能稱得上為CAD/CAM軟體的，其本身除了能作圖、具有產出刀具路徑與CNC程式之外，也都具有模擬系統來檢視自己所產出的刀具路徑。

CAD軟體 : CAD的中文意義是 : 電腦輔助設計，在此所謂的"設計"範圍很廣，從繪圖設計.美工設計.空間設計到力學設計等等，比比皆是，不過目前所言的CAD大都挶限在繪圖(Drawing)，一般所言的CAD軟體只能畫圖而不能產出刀具路徑與CNC程式能力的，在命名上它就只單純叫做CAD，如AutoCAD之類；

模擬軟體 : 此種軟體僅有模擬系統來檢視現有的CNC程式所描述的刀具路徑，但此軟體不能作圖也不具有產出刀具路徑與CNC程式的能力，這種軟體就稱為模擬軟體或模擬器，這類模擬軟體其實很好辨別，他們的軟體名稱或是DM裡不會出現CAD/CAM這幾個英文字。

模擬軟體除了用來檢視刀具路徑，通常他們會自備有CNC程式編輯器以便手寫程式者寫入CNC程式，不過，說真的，其實Windows XP 裡所提供的記事本就可以拿來當做CNC程式的編輯器，而且，記事本所編輯出來的CNC程式，可容於各不同廠牌的模擬軟體。

各種CAD/CAM軟體之間的溝通全球有數十家CAD/CAM軟體，且每種行業及每個地區所偏好的CAD/CAM軟體都不一樣，這些軟體各有各的副檔名，例如AutoCAD的副檔名是dwg，PRO/E的副檔名是prt等等，這些軟體所產出的工件圖檔，在全球化及協同加工的潮流之下，常有互通轉檔的需要，同時也因轉檔而衍生出許多問題，一般說來，2D的工件圖檔的轉檔以DXF(Data Exchange File)為主，3D的工件圖檔則以x_t 或 .sat 或 .stp 或 .igs 等這四種副檔名為最常用，十幾年前以igs檔最盛行，近年實體模型檔則以stp檔為主流，igs或是iges其實都是指Initial GraphicsExchange Specification或Initial Graphics Exchange Standard，而stp或是step的意思則是Standard Exchange for Product data model，這些都是所胃的"中立檔"，因為全球有數十家CAD/CAM軟體，如果轉檔都採一對一來轉，則需開發好幾百種轉檔模組才夠應付，於是就有中立檔的提議，也就是這些CAD/CAM軟體先把他們的工件圖檔化成中立檔，其它的軟體就可依中立檔的格式把它讀入再化成它們自己專屬的檔，這個構想極好，不過，由於各家CAD/CAM軟體內定的精密等級不一及解讀時格式的錯失，對於複雜的工件的轉檔，常會發生在中立檔讀入之後有破洞產生，目前台大實體模型實驗室在這轉檔的研究已有長足的進步及領先的地位。

模擬器功能
模擬軟體一般簡稱為模擬器，市售的CAD/CAM軟體若要模擬手寫NC程式，通常在設定刀具尺寸時會滿不方便的(因為這些CAD/CAM所附的模擬器是用來模擬它本身產出的刀具路徑)，模擬軟體有別於CAD/CAM軟體，在於前者讀取的是工件圖檔或是使用者自己作圖，後者所讀的是NC程式，並將NC程式的GM碼轉成刀具路徑並做切削模擬，模擬器除了用來檢視NC程式的刀具路徑之外，對於高階的使用者，還需提供碰撞的檢測，尤其是五軸銑床，刀頭或床台的分度頭常有大動作的晃來晃去，萬一刀頭撞了夾治具，那損害可就大了，此外，模擬速度也是一大考量，以一個20MB的CNC程式為例，用目前市面上的模擬軟體來做過切檢測，通常都得耗掉20分鐘，反覆檢測之下，個把小時跑不掉，這是常跑CAD/CAM模擬的人的夢靨，不過對於剛學習CAD/CAM軟體的人，則與其相反，這些生手相當喜愛所謂的"3D動態實體切削模擬"，因為刀具動來動去的，煞是好看又高竿，其實已經在不知不覺中耗費大量的時間而不自知，其實模擬不但耗時，而且有些軟體的3D動態實體切削模擬是玩假的，因為模擬完後，如果有過切了幾條根本就看不出來，真正3D動態實體切削模擬軟體像Vericut或VISI，就有過切檢驗的功能，可把細小的過切都顯示出來，而不是模擬完只看個工件大概的樣子而已。

台灣自產CAD/CAM軟體

以CNC車床而言，目前台灣有多家公司開發出CAD/CAM軟體，

包括仁安的FrankCAM，世佳的SGLathe，龍城的FGcam都是，

這些軟體雖然皆具有作圖、產出刀具路徑、產出CNC程式、

模擬系統檢視刀具路徑等功能。

但是只有龍城的FGcam是智慧型的CAD/CAM軟體，

它具有辨識工件輪廓的能力，能自行選取刀具形壯及尺寸，能自行選擇加工範圍，能自行選擇加工區域所適合的工法，能自行調整加工參數，能自行安排加工流程...

因此在產出刀具路徑及CNC程式方面具有獨到的功能。

台灣自產模擬軟體

除了CAD/CAM軟體之外，國內目前也有多家公司開發模擬軟體，例如:

1. 龍城科技的FGcam模擬版

2. 仁安的SimMILL CNC切削中心模擬系統及SimTurn CNC車床模擬系統，

3. 眾宇科技的SoftLathe，

4. 寶元科技的NC-Tools，

5. 統達的LEMU II--車床實體模擬軟體，

6. 熊族工作室的軟體...

這些都是由CNC程式來轉成圖形式的刀具路徑，讓使用者模擬看看CNC程式有沒有出錯，不過，它們並不具有產出CNC程式的能力。

一般軟體的模擬系統皆標榜是3D動態實體切削模擬，但其實只能看出有沒有撞刀或車錯形狀，對於小量的誤差並看不出來，有鑑於此，龍城科技飛將的模擬器在模擬時可讓使用者在模擬之時也顯示出工件圖形，讓刀具路徑直接跟工件圖形做直接比對，一眼就可看出過切與誤差。

FGcam的CNC車床模擬器的使用方法 

https://www.youtube.com/watch?v=IGvqa3Xymgw

https://www.youtube.com/watch?v=8t4MopqDH0I

FGcam的CNC銑床簡易模擬器 

https://www.youtube.com/watch?v=xcnmCz6EN4A

https://www.youtube.com/watch?v=dnZxM94ZAAw&feature=youtu.be

https://www.youtube.com/watch?v=WmsCPfBRBQ0&feature=youtu.be

FGcam的CAD操作(一)

http://www.youtube.com/watch?v=TTNPVwmm3lA

FGcam的CAD操作二)

http://www.youtube.com/watch?v=frEJrsNA2Lw

FGcam的CAM操作(一)

http://www.youtube.com/watch?v=J-Z-VB5E5Kw

FGcam的CAM操作二)

http://www.youtube.com/watch?v=RcVIw9g_bgU

龍城科技出品的3種軟體的名稱與特性 ，請讀者索取或購買時，清楚指定需要哪一種: 

1.FGcam正式版之試用版(免費): 功能有(1)畫圖, (2)讀圖, (3)分析圖元資料, (4)小幫手, (5)將圖形轉成刀具路徑，但是無法由圖形產生刀具路徑+無法將手寫的CNC車床或銑床程式轉成刀具路徑+無法使用RS232傳輸到機臺，無法計算材料以及工件重量，無法計算加工時間。

2.FGcam模擬版(車床或銑床版, 各800元, 不含稅, 無試用版): 功能有(1)畫圖, (2)讀圖, (3)分析圖元資料, (4)小幫手, (5)將圖形轉成刀具路徑, (6)經由RS232傳輸到機臺, (7)計算材料以及工件重量, (8)計算加工時間。但無法將圖形產生的刀具路徑轉出NC程式。

3.FGcam CAD/CAM正式版(九萬元, 不含稅): 功能有(1)畫圖, (2)讀圖, (3)分析圖元資料, (4)小幫手, (5)將圖形轉成刀具路徑, (6)將刀具路徑轉出NC程式, (7)經由RS232傳輸到機臺, (8)計算材料以及工件重量, (9)計算加工時間。

詳細情形請參考   https://www.facebook.com/BlakeFGcam/posts/748119821959320