这是AIE加速工业进化【AI+CAM的现状和未来】系列的第4篇,在前面盘点的基础上,做一个分析和总结。
本文依旧通过回答几个核心问题的方式,对AI+CAM的发展情况,趋势等进行一些总结和分析。这几个问题是:
AI在CAM中主要用来干什么?
都谁在做AI+CAM,有何区别?
目前国内与国外的区别?
应用进展到了何种程度?
未来发展的展望?
CAM软件本身功能并不复杂,核心就是为了生成刀具加工路径,所以AI + CAM的核心方向也很聚焦,主要就2个:
一是CAM软件的AI Copilot,主要是客服问答方向,各种软件都在朝这个方向做,难度也不大。
二是更核心的结合AI的能力,智能化的生成刀具加工方案的智能编程助手。这个涉及到特征识别和工艺经验,还要结合到企业车间实际的设备和工具情况,更为复杂一些,多个CAM大厂和创业公司,也都推出了具备此功能的CAM的助手。
创业公司
创业公司目前是做这块的主力,比较典型的CAM助手有:CloudNC、Toolpath、Manukai、Lambda Function、Up2Parts和LimitlessCNC等。
各家CAM助手核心功能都面向快速生成加工方案,但从路径来说大体有2个来源
其一是来自智能算法。大体是先通过特征识别智能识别加工工艺特征,之后结合刀具情况等智能生成加工方案。CloudNC、Toolpath、Lambda Function、LimitlessCNC等都是这个思路。
这类智能助手到目前经历了2个阶段,相对早期的版本是一键生成加工方案,但第二代大多分为了多个步骤,将人纳入了流程。
大体流程为:
先检查零件的可加工性,给出风险和建议,之后结合工艺偏好等,自动生成加工方案,并进行仿真演示,并由人进行审核调整,最终确定加工方案,生成G代码下发机床加工。
另一个则是来自过往企业内的最优加工方案进行匹配,通过智能分析零件特征,查找企业过往加工过的最接近的零件,并使用其加工方案进行加工。如Manukai。
两种路线的核心共性基础都是智能特征识别,但区别在于智能加工方案的来源,是来自智能算法(前者),还是来自企业自身的经验积累(后者)。
但是两者并不冲突,而是互补。智能算法本身也可能来自很多公司经验的训练,也需要叠加企业内的经验积累。较为先进的CAM助手会结合默认的智能算法,以及企业内过往的经验给出加工方案,同时也会沉淀企业每次的新方案训练和优化智能算法。
各公司做的都是为大厂的CAM提供的外挂助手,而非新的原生CAM软件。
其中进度比较快的CloudNC已经打通了NX CAM、Audodesk Fushion、GibbsCAM、Mastercam,集成到Creo和SolidCAM的版本也在开发,Up2Parts 打通了GibbsCAM、Mastercam和hyperMILL。
而其他一些则目前重点绑定了1家CAM大厂,如Lambda Fuction上架西门子生态商店、Toolpath打通AUTODESK Fushion。
CAM大厂
大厂方面,几家大厂普遍同时给自家CAM提供了客服问答类Copilot,但自己提供原厂CAM助手的还不多。自己做的主要有Hexagon和Cimatron。
Hexagon在24年底就为自己的CAM软件ESPRIT EDGE推出了原厂的ProPlanAI智能编程助手和Hexagon Copilot客服问答,ProPlanAI智能编程助手的实现路径主要在参考过往加工方案。
Cimatron通过CAD-AI和NC智能编程联合实现部分自动化路径生成。
很多大厂目前自己没有出智能编程助手,但与上面提到的创业公司进行了合作。
有的广泛集成各家的智能编程助手并在自身生态推广,如西门子发布了NX X Manufacturing Copilot客服问答Copilot,自己原厂的智能编程助手尚未发布,但是集成打通了CloudNC、Lambda Function、LimitlessCNC、Manukai以及SenseNC的CAM助手在自身的生态平台Xccellarator商店。
有的重点选择1,2家进行合作和推广。如Mastercam选择了CloudNC的CAM Assist作为软件的官方智能编程助手进行推广(两家公司同属Sandvik集团)。
有的通过投资与创业公司深度绑定和合作,如AUTODESK战略投资了CloudNC和Toolpath,并引入了其智能编程助手进行推广。
也有的对接了一些智能助手,但并未官方进行推广。如GibbsCAM(隶属Sandvik集团)在自己的Copilot之外,也支持对接了CloudNC(隶属Sandvik集团)和Up2Parts(Sandvik集团参投)的智能编程助手,但未在官方推广。
相比于以上提到的一些CAM大厂,业内的CAM软件还有很多,如Creo CAM、SolidCAM等,目前尚未看到AI助手相关信息。
由于CAM软件本身还是国外大厂主导市场,国内供应商本身并不多,所以国内推出相关产品的企业数量和创企数量都明显更少。
目前主要是中望CAD和青翼软件明确的介绍了AI CAM编程助手相关功能,都比国外有一定差距。千机智能提及但未有具体介绍“AI+CAM”智能会话式编程软件。
从目前情况看,多个创业公司的CAM助手产品已经进入实际销售阶段,并在一些客户处取得了实际应用成效,还有待规模化推广。
从应用效果看,很多企业也提到智能编程助手目前也并非完全实现编程的100%自动化,而是降低20%-50%左右的编程人员的工作量,让编程人员把精力用在更有价值的地方。
其实在AI智能编程助手之前,基于自动特征识别进行自动化编程,已经在很多CAM软件中得到应用,如西门子NX、SolidCAM、hyperMILL、AUTODESK的FeatureCAM 、CAMWorks等。
国内的千机智能也有QJCAM.Feature基于特征识别的自动化编程软件,支持自动识别孔、槽、凸台、异型气膜孔等加工特征,提供工艺模板库,支持一键生成特征加工刀路。也有其他一些非AI辅助编程工具,模圣、星空、NXGO等。
未来随着AI的持续渗透,自动化编程工具中AI的比重会持续提升。
未来的方向:监测闭环和工艺优化。
目前的智能编程助手在特征识别能力上有了进一步提升,但是如果只是到生成G代码下发机床加工,整个加工过程仍然没有实现闭环。
加工程序下发后,实时监测机床加工情况,返回结合编程参数和使用经验积累,所有加工相关情况在统一数据平台汇聚,才能构成长期的持续性智能编程闭环。Lambda Function就走在这个方向,他们在智能编程助手基础上,还提供了机床IoT实时监测系统AMAX,识别风险进行预警,智能推荐换刀时间,返回CAM形成闭环工艺优化。

在监控机床实际数据的基础上,还可以进一步对加工过程数据进行智能分析,优化工艺,提升刀具寿命,避免刀具断裂等问题。如Productive Machines 公司开发的插件SenseNC则关注通过加工路径模拟,优化进给率、主轴转速等加工参数,解决诸如振动、刀具过度磨损和刀具断裂等问题。