CAM可视化：从原理到应用

一、CAM可视化概述

CAM是计算机辅助制造的缩写，近年来，随着制造业的智能化、自动化转型，CAM技术的应用越来越广泛，而CAM可视化作为CAM技术的一种重要应用形式，也越来越被重视。CAM可视化是指将计算机辅助制造的各类信息(如零件几何、加工工艺等)以图形方式表达出来，以便于操作者在计算机界面上进行可视化模拟、调整与优化等操作。

CAM可视化主要有四个方面的作用：1）辅助学习和培训：通过模拟实际加工过程，进行虚拟的加工操作，帮助学习者加深对制造知识的理解；2）模拟裁剪和修配操作:对于一些质量要求较高的产品，可以通过CAM可视化快速地进行修配和裁剪等操作，提高生产效率和产品质量；3）可视化快速编程:通过CAM可视化展示产品加工路线，较快地编制NC加工程序；4）加工过程优化:试验加工产品，比较不同CAM可视化模拟结果，进行加工参数优化。

下面基于CAM技术的基本原理和CAM可视化的应用，进一步阐述CAM可视化。

二、CAM技术的基本原理

CAM(Computer Aided Manufacturing)技术是利用计算机技术进行加工操作的一种方法，其基本原理是将CAD几何数据转换为机床语言，再通过数控装置控制加工机床进行实际加工。CAM技术的主要流程包括以下三个过程：

CAD(Computer Aided Design)设计：通过CAD软件，创建出产品的三维模型。包括CAD壳体设计、CAD建模等。

CAM路径规划：将CAD所创建的三维模型转换为机床的加工路径。包括三维构建、刀具路径规划、毛坯分析等。

NC程序生成：将规划好的加工路径转换为机器指令并通过NC设备进行加工。包括NC数据格式、NC语言、虚拟加工等。

三、CAM可视化的应用

1、CAD模型可视化

CAM可视化最基本的应用，就是将三维CAD模型进行可视化展示，形成产品可视化模型。通过CAM可视化技术，可以在计算机上实现对CAD模型的操作、浏览以及放大等，以提升用户对产品模型的认识，也便于操作者确定产品的加工方案。

2、路径规划可视化

CAM可视化的重要作用在于路径规划可视化，在加工加工过程中，刀具路径的规划和刀轨的分析是制造过程中非常重要的步骤。CAM可视化可以将刀具路径转化成图形展示出来，方便用户进行路径规划与校验。同时，CAM可视化也可以提供毛坯分析和碰撞检测等功能，帮助操作者进行质量与安全保证。

3、操作模拟可视化

CAM可视化可以提供模拟操作功能，帮助操作者在加工过程中模拟操作，并反馈加工结果和服务器质量，更好地发现加工过程中的问题和改进点。

4、NC程序代码可视化

CAM可视化也可以展示NC程序的不同部分，并可生成NC代码，方便操作人员进行代码校验和修改，在保证加工质量的同时大大提高了NC程序设计的效率。

四、Cam可视化代码示例

	
  
	
	<script type="text/javascript" src="three.js"></script>
	<script type="text/javascript" src="TrackballControls.js"></script>


	
  
	<script type="text/javascript">
		var container, canvas;
		var camera, controls, scene, renderer;
		init();
		animate();

		function init() {
			container = document.createElement('div');
			document.body.appendChild(container);

			canvas = document.getElementById("canvas");

			renderer = new THREE.WebGLRenderer({
				canvas: canvas,
				antialias: true
			});
			renderer.setSize(document.body.clientWidth, document.body.clientHeight);

			camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 1, 10000);
			camera.position.set(0, 0, -50);

			controls = new THREE.TrackballControls(camera, canvas);
			controls.rotateSpeed = 3.0;
			controls.zoomSpeed = 1.2;
			controls.panSpeed = 1.0;
			controls.noZoom = false;
			controls.noPan = false;
			controls.staticMoving = true;
			controls.dynamicDampingFactor = 0.3;

			scene = new THREE.Scene();

			var gridHelper = new THREE.GridHelper(1000, 50);
			scene.add(gridHelper);

			var light = new THREE.DirectionalLight(0xffffff, 0.8);
			light.position.set(0, 1, 1);
			scene.add(light);

			var objectLoader = new THREE.OBMLoader();
			objectLoader.load('product.obm', function(object) {
				scene.add(object);
			});

			window.addEventListener('resize', onWindowResize, false);
		}

		function onWindowResize() {
			camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
			camera.updateProjectionMatrix();
			renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
			controls.handleResize();
		}

		function animate() {
			requestAnimationFrame(animate);
			render();
		}

		function render() {
			controls.update();
			renderer.render(scene, camera);
		}
	</script>