Giới thiệu phần mềm Mastercam

1/ Tổng quan về phần mềm Mastercam:

1.1/ Phần mềm Mastercam là gì?

Mastercam là phần mềm chuyên được sử dụng để hỗ trợ quá trình gia công (Sử dụng nhiều trong ngành cơ khí). Phần mềm cho phép người dùng thông qua việc tương tác đồ họa để tạo ra mã code gia công trên CNC, công việc này là hàng loạt những thiết lập về phôi, dao cắt, tọa độ, biên dạng, chu trình gia công, kiều chay dao,…. Ngoài khả năng lập trình gia công, mastercam còn có thể thiết kế mô hình chi tiết 2D và 3D. Tính năng thiết kế không mạnh mẽ nên phần lớn người dùng sử dụng các phần mềm khác để thiết kế.

1.1.1/ Thông tin cơ bản về phần mềm

1.1.2/ Lịch sử hình thành:

Thành lập tại Massachusetts năm 1983, CNC Software, Inc.  là một trong những nhà phát triển phần mềm (CAD/CAM) lâu đời nhất.  Họ là những công ty đầu tiên giới thiệu phần mềm CAD/CAM  cho cả người thiết kế và gia công.. Mastercam là phần mềm CAM  chính với các công cụ CAD  giúp người lập trình thiết kế các chi tiết ảo trên màn hình máy tính, và hỗ trợ máy  CNC để gia công các chi tiết đó.  Từ đây Mastercam  phát triển vượt bậc và trở thành gói CAD/CAM  được sử dụng nhiều nhất trên thế giới. CNC Software, Inc.  hiện nay được đặt ở Tolland, Connecticut.

1.2/ Tóm tắt về khả năng của phần mềm Mastercam trong gia công cơ khí và một số lĩnh vực khác

Các ứng dụng và các modul tương ứng của phần mềm Mastercam:

• Design: Tạo các hình học 3D,  lên kích thước, nhập và xuất các file không phải của Mastercam CAD ( như AutoCAD, SolidWorks, Solid Edge, Inventor, Parasolid,…).
• Mill Entry:  bao gồm Design, và thêm một số loại đường chạy dao Toolpath, Posting, Backplot, Verify.
• Mill, Level 1: Bao gồm Mill Entry,  thêm các công cụ tạo mặt,  và một số đường chạy dao thêm ,  gia công cao tốc, hiệu chỉnh đường dao, di chuyển và sao chép đường dao, định nghĩa phôi.
• Mill, Level 2: Gồm Mill, Level 1,  thêm một số loại đường dao, chiếu Toolpath, Surface Rough và gia công tinh, Surface Pocketing,  gia công giới hạn,  kiểm tra mặt.
• Mill, Level 3: Gồm Mill, Level 2,  gia công khung dây 5-axis,  gia công thô và tinh mặt nâng cao, đường chạy dao nhiều trục (Multiaxis Toolpaths)
• 5-Axis add-on—5-Axis Roughing, Finishing, Flowline Multisurface, Contour, Depth cuts, Drilling,  Kiểm tra va chạm nâng cao..
• Lathe Entry: Tạo các hình học 3D,  lên kích thước, nhập và xuất các File không phải của Mastercam CAD ( như AutoCAD, SolidWorks, Solid Edge, Inventor, Parasolid, …).
• Lathe, Level 1: gồm Lathe Entry,  thêm các công cụ tạo mặt, Tiện trục C, khai báo phôi, các công cụ xem phôi.
• Router Entry: Tạo các hình học 3D, lên kích thước, nhập và xuất các file không phải của Mastercam CAD ( như AutoCAD, SolidWorks, Solid Edge, Inventor, Parasolid, …), một số đường dao, di chuyển đường dao, Backplot, Verify, Posting.
• Router: Gồm Router Entry,  thêm phần tạo mặt, Nesting hình học chữ nhật,  các đường chạy dao hỗ trợ, gia công cao tốc, hiệu chỉnh đường dao, di chuyển đường dao, khai báo phôi.
• Router Plus: Gồm Router,  và thêm một số đường dao khác, Toolpath Projection, Surface Rough và Finish, Surface Pocketing, Containment Boundaries, Check Surfaces.
• Router Pro: Gồm Router Plus,  True Shape Geometry Nesting, 5-axis Toolpath, Multiple Surface Rough và Finish, Multiaxis Toolpaths, Toolpath Nesting.
• Wire: Tạo hình học 2D và 3D,  ghi kích thước, đường cắt dây 2-axis và 4-axis,  thư viện tùy chỉnh, Tabs.
• Art: Thiết kế nhanh 3D, chuyển từ 2D sang 3D, Shape Blending, chuyển các file thiết kế nghệ thuật 2D thành các hình học có thể gia công, kèm theo là cách tạo dao nhanh, chiến lược chạy dao thô và tinh, mô phỏng gia công, Cutting.

Các sản phẩm Router được dùng cho ngành chế biến gỗ, nó cũng tương tự như phần Phay.

2/ Các chức năng chính trên phần mềm:

Các thiết lập đường chạy dao hoàn chỉnh của Mastercam bao gồm: contour, drill, pocketing, face, peel mill, engraving, surface high speed, advanced multiaxis,  và nhiều tính năng khác— giúp người vận hành có thể cắt chi tiết một cách nhanh và chính xác.

Người dùng Mastercam có thể tạo và cắt các chi tiết thông qua nhiều hệ điều hành và loại máy CNC,  hoặc họ có thể dùng các công cụ cao cấp của Mastercam để tạo ra các ứng dụng tùy chỉnh.

Mastercam cũng có tính linh hoạt thông qua các ứng dụng của bên thứ 3 gọi là C-hooks,  dùng cho các máy chuyên biệt và các ứng dụng riêng. Mastercam là tên kết hợp giữa master ( chuyên gia) và cam là lập trình gia công.

2.1/ MASTERCAM MILL (Phay)

Mastercam Mill cung cấp một chương trình NC nhanh chóng, dễ thực hiện, cho phép tận dụng máy móc một cách tối đa. Bộ công cụ CAD/CAM của Mill chủ yếu tập trung vào tốc độ và hiệu quả công việc.
Mastercam cung cấp một loạt các công cụ bao gồm cả cắt đa trục giúp hoàn thành các công việc từ cắt 2D cơ bản hoặc phức tạp đến phay các dạng bề mặt 3D.
Mastercam Mill dễ sử dụng, công cụ tự động hóa, mô hình có sẵn, chạy dao thông minh, khả năng lưu trữ các phương pháp cắt thường sử dụng và nhiều tính năng khác được kết hợp cho ra đúng công cụ cần thiết một cách nhanh chóng.

# Các tính năng chính:

• Gia công tốc độ cao, là sự gia công vật liệu với tốc độ trục chính lớn bằng những công cụ đặc trưng với các chuyển động đặc trưng giúp vòng quay nhanh hơn, sản phẩm cuối cùng hoàn thiện hơn.
• Phay động, cung cấp độ cắt phù hợp hơn, cho phép sử dụng toàn bộ chiều dài rãnh dao mà vẫn rút giảm được thời gian gia công
• OptiRough tốc độ cao cắt gọt vật liệu nhanh chóng và hiệu quả.
• Hybrid, kết hợp thông minh các kỹ thuật cắt hiệu quả vào một đường chạy dao duy nhất.
• Sàn lọc 3D Toolpath cho phép kiểm soát trên các bề mặt cắt, giúp tối ưu hóa thời gian chu kỳ và cho sản phẩm hoàn thiện.
• Tái gia công, xác định và gia công lại các vùng cần thiết bằng các dụng cụ nhỏ hơn.
• Gia công dựa trên tính chất, lá đánh giá tính chất của chi tiết và tự động thiết kế chiến lược gia công phù hợp, hiệu quả.
• Mô phỏng giúp người ta tự tin vận hành kể cả các đường gia công cực kỳ phức tạp.

2.2/ MULTIAXIS (Nhiều trục)

Gia công nhiều trục có thể làm tăng đáng kể khả năng cạnh tranh công việc, tiện ích đa trục của Mastercam cung cấp một loạt các phương án gia công từ cơ bản đến nâng cao. Các yếu tố quan trọng: các loại đường chạy dao, chuyển động dao và trục dao đều có thể hoàn toàn được kiểm soát bởi Mastercam.

Công cụ lập trình đa trục sắp xếp giúp hoàn thành các dự án dễ dàng hơn bao giờ hết. Với các tính năng gia công nhiều mặt 5 trục và và quạt đẩy phoi (swarf fanning), để lập trình quay 4 trục và khuôn quay, Mastercam cắt chính xác và quay nhanh trong mọi điều kiện.

# Các tính năng chính

• Gia công nhiều mặt 5 trục bao gồm cắt sâu, gia công chìm, gia công đường dòng (flowline machining).
• Gia công nhiều trục nâng cao Mastercam cho phép chọn phương án gia công, điều chỉnh giao diện, hiển thị chính xác các đối tượng cần thiết.
• Trục giới hạn chuyển động của công cụ điều khiển giữa các góc xác định, đảm bảo độ nghiêng dao không vi phạm các giới hạn chi tiết hoặc máy gia công.
• Kiểm tra đục nâng cao và vùng an toàn đảm bảo an toàn cho quá trình cắt ngay cả trong các quy trình phức tạp nhất.
• Tạo code 5 trục có thể vận hành trên bất kỳ máy CNC nào.
• Tiện ích Blade Expert được thiết kế đặc biệt để tạo ra các đường chạy dao cần thiết cho các dạng lưỡi dao khác nhau.
• Tiện íhc Port Expert tạo ra các đường chạy dao đầu vào chính xác, hiệu quả trên bề mặt hoặc dữ liệu rắn.

2.3/ ART (Mỹ nghệ)

Mastercam Art là công cụ mạnh mẽ cho các thiết kế nghệ thuật chạm nổi. Các bản thảo 2D, clip art, hình ảnh, tệp CAD trở nên sống động khi được hiển thị trên màn hình gia công, và cắt gọt với các đường chạy dao chuyên dụng. Mastercam Art là công cụ tối ưu cho các sản phẩm điêu khắc 3D tinh tế, cho phép chuyển một tác phẩm nghệ thuật thành từng phần. Một quy trình đơn giản biến một mô hình phẳng trở thành một mảnh điêu khắc như yêu cầu. Mastercam Art có các công cụ trực quan tuyệt vời và các tính năng chỉnh sửa trong lúc gia công.

# Các tính năng chính

• Khắc 3D từ thiết kế 2D
• Tạo các bề mặt hữu cơ phức tạp chỉ bằng các thao tác đơn giản.
• Cho phép thêm, bớt, đan xen, trộn các hình dạng hữu cơ với nhau.
• Thêm họa tiết, bề mặt hoa văn hoặc quấn quanh một trục lăn.
• Từng bước theo dõi mô hình với Mastercam’s Relief Manager, cho phép chỉnh sửa mô hình kịp thời và nhanh chóng.
• Mô phỏng phần cắt của thiết kế trước khi đưa lên máy gia công với chức năng Solid Model Verification.
• Tạo Gcode nhanh chóng với thư viện bộ xử lý mở rộng của Mastercam

2.4/ ENGRAVING (Điêu khắc)

Mastercam Engraving tạo vẻ bề ngoài độc đáo, chất lượng cho các sản phẩm từ chạm khắc bằng tay đến sản xuất hàng loạt, từ con dấu đến tác phẩm nghệ thuật, đến các khuôn mẫu độc đáo. Các góc cạnh sắc nét bên trong mang đến sự hoàn thiện, sinh động, và tính nhân bản.

# Các tính năng chính

• Đục và dập ảnh nổi
• Mở hình ảnh dựa trên pixel dưới dạng hình học điêu khắc
• Khắc được nhiều kiểu chữ
• In dập nổi trong làm khuôn
• Cắt được bất kỳ góc nào với máy cắt rãnh chữ V
• Cắt một khối bằng một công cụ lớn và gọt vật liệu bằng các dụng cụ nhỏ hơn
• Thể tích mỗi lớp cắt bằng nhau cho tải công cụ nhất quán hơn

2.5/ LATHE (Tiện)

Mastercam Lathe tác động lên toàn bộ quá trình gia công, cung cấp các kỹ thuật gia công chính xác cho các bộ phận từ các phương tiện CAD được sắp xếp, gia công mẫu cứng đến gia công thô và hòan thiện.

Bộ công cụ lập trình trục C có nhiều tùy chọn mở rộng khi kết hợp với Mastercam Mill, ví dụ như đối với các khối bề mặt và lỗ khoan, khối chéo và lỗ khoan. Việc xác định các đường chạy dao tạo sự tự tin chạy các đường phức tạp. Machine and Control Definition đảm bảo các bộ phận được gia công chính xác từ bước đầu tiên.

# Các tính năng chính

• Dễ dàng gia công thô, hoàn thiện, luồng, rãnh, khoét, khoan, và cắt bỏ
• Nhiều tính năng hơn khi kết hợp với Mastercam Mill
• Đường chạy dao chìm đặc biệt được thiết kế cho cắt Iscar
• Variable Depth Roughing ngăn cản sự hình thành các khí hình chữ V khi gia công thô liên tục tại một điểm
• Gia công biên dạng vật đúc với gia công thô Intelligent ID and OD
• Tool Inspection cho phép dừng gia công, kiểm tra dao trong quá trình gia công thô, hoàn thiện và tạo rãnh.
• Chuyển dạng hình học nhanh chóng và tạo phần chuyển từ trục chính sang trục phụ hoặc thanh kéo trước đường dao cắt

2.6/ Mill – Turn (Phay trên máy tiện)

Mill – Turn trong Mastercam giúp các máy tiện hiện đại công suất cao, đầy đủ các chức năng gia công dễ dàng, đơn giản hơn, loại bỏ các thiết lập, các xử lý thủ công, đồ gá không cần thiết, giảm thời gian chết và tối đa khả năng sinh lời.

Sự ra đời của Mill – Turn sử dụng các thiết lập công việc thông minh gắn vào thiết bị nhằm sắp xếp hợp lý các quy trình lập trình phức tạp trên các máy phức tạp. Việc chọn mặt phẳng thông minh cũng dễ dàng như chọn trục chính và ụ rêvonve cần sử dụng, tạo đường chạy dao phay, tiện.

Đồng bộ hóa trục chính và ụ rêvonve được thực hiện trên gia diện Mastercam Code Expert. Tại đây, người dùng có thể đồng bộ hóa nhiều dòng code một cách dễ dàng như Gcode và Mcode, dễ dàng được điều chỉnh như một menu đối tượng và người dùng có thể tạo code bất cứ lúc nào. Sau khi đồng bộ, mô phỏng máy cho ra một phản hồi trực quan về chương trình đang chạy trên máy, kiểm tra va chạm giữa các công cụ, bộ phận, thân máy, đồ gá và các thành phần khác một cách trực quan hoặc thông quá một cơ chế báo cáo.

# Các tính năng chính

• Sử dụng các đường chạy dao thử trong Mastercam
• Thiết lập công việc tự động mạnh mẽ.
• Tạo mặt phẳng thông minh với tương tác với người dùng.
• Công cụ phay tùy chỉnh được tối ưu hóa cho gia công Mill Turn.
• Đồng bộ hóa đồ họa mạnh mẽ (dạng Gantt hoặc đồng bộ hóa kiểu cây).
• Mô phỏng máy chính xác phát hiện va chạm, phát hiện gouge, và nhiều hơn nữa…
• Công cụ sau xử lý mạnh mẽ

2.7/ DESIGN (Thiết kế)

Các phương tiện CAD được sắp xếp giúp các thiết kế hoạt động dễ dàng hơn, trực tiếp tạo hình, sửa đổi kịp thời và với việc kết hợp các chức năng truyền thống trong một vài cú click chuột, việc xử lý những chi tiết phức tạp đều trở nên đơn giản.

Mô hình hóa bề mặt là mộ trong những cách tốt nhất để tạo ra các hình dạng 3D. Từ việc mở rộng và chia nhỏ bề mặt, tạo và chỉnh sửa độ bóng bề mặt của mô hình, Mastercam cung cấp bộ công cụ thiết kế bề mặt mạnh mẽ giúp kiểm soát chi tiết thành phẩm một cách đơn giản.

# Các tính năng chính

• Lập mô hình và chỉnh sửa dễ dàng
• Tạo các bề mặt tham số và NURBS bằng cách sử dụng các phương pháp loft, ruled, revolved, swept, draft, và offset.
• Tạo splines bề mặt bằng cách sử dụng một các chức năng bao gồm các phác thảo bề mặt, bề mặt giao, đường cong cạnh, đường cong cắt và đường phân chia.
• Vùng Chaining xác định rõ khu vực cho đường cắt dao phay động 2D bằng cách chọn khuôn mặt cần gia công và mặt phải tránh. Mastercam xử lý các tùy chọn như một chuỗi gia công hoàn chỉnh.
• Phân tích độ cong bề mặt để xác định các phím tắt và bán kính tối thiểu.
• Nhanh chóng sửa đổi các thông số như độ dài đường thẳng và bán kính cung

2.8/ WIRE (Cắt dây)

Bộ wirepath 2 trục và 4 trục Mastercam là phương pháp điều khiển chuyển động dây, góc, lối vào, lối ra và nhiều tính năng khác và kiểm soát chúng dễ dàng.

Sự kết hợp đầy đủ của Mastercam giúp nắm bắt công việc tốt nhất dựa trên kinh nghiệm của người dùng. Khi lập trình cho bất kỳ một chi tiết nào, người dùng có thể hiệu chỉnh bất cứ phần tử nào và hệ thống sẽ cập nhật mà không cần làm lại từ đầu. Chương trình gia công NC thông minh cho phép xây dựng các phương án gia công mong muốn, chỉ cần chọn quy trình đã lưu và áp dụng vào chi tiết và Mastercam sẽ dựng thành mô hình mới một cách nhanh chóng và hiệu quả.

# Các tính năng chính

• File Tracking, phương pháp theo dõi dễ dàng xác định các vấn đề và sắp xếp các file lập trình được cập nhật.
• Change Recognition xác định vị trí và lập trình lại các thay đổi trong thiết kế.
• Tạo tab một cách nhanh chóng, dễ dàng và hoàn toàn kiểm soát được.
• Tránh tạo mảnh với tùy chọn “No Drop Out”.
• Mastercam Wire hỗ trợ Agie EDM với các điều khiển Agievision.
• Đảm bảo chuyển động đường chạy dao chính xác.

2.9/ SOLIDS (Thiết kế khối)

Nhập, tạo và lập trình các khối solid trong cùng một giao diện dễ sử dụng, toàn quyền truy cập vào các công cụ lập trình trong Mastercam. Cung cấp các mô hình rắn cho từ việc dựng hình nhanh bằng các kỹ thuật đơn giản đến vỏ và tường mỏng.

Tính linh hoạt rất quan trọng để tạo ra một thiết kế và lập trình hiệu quả. Mastercam cho phép người dùng kết hợp các kỹ thuật mô hình hóa, thêm bề mặt hoặc wireframe vào phần tử khổi, thêm phần tử rắn vào các mô hình phức tạp. Mastercam Soild mang lại tốc độ rắn, độ cứng bề mặt và wireframe đơn giản.

# Các tính năng chính

• Mô hình hóa vật rắn mạnh mẽ, hợp lý cho thiết kế thực tế.
• Các lệnh revolve, extrude, loft, và sweep dễ sử dụng
• Kết hợp chất rắn và bề mặt trong cùng một mô hình.
• Xếp khối rắn vào một bề mặt đơn lẻ hoặc nhiều mặt bằng cách sử dụng các chất rắn tấm để đạt được tiềm năng thiết kế tối đa.
• Tính năng Solid Solid Recognition của Mastercam nhận diện các tính năng fillet và hole của khối rắn được nhập và thêm các tính năng đó vào cây lịch sử.
• Trực tiếp mở các tệp SOLIDWORKS và Solid Edge

3/ Các phiên bản Mastercam

Trải qua hơn 20 năm hoạt động và phát triển, hãng đã cho ra thị trường 14 phiên bản khác nhau. Những phiên bản này liên tục được thay đổi, cập nhật và cải tiến để đem lại những khả năng tốt nhất cho người dùng

Những phiên bản Mastercam hiện đang được sử dụng trên toàn thế giới: V9, V9.1, X, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9, 2017, 2018, 2019

Phiên bản Mastercam x5 và x7 hiện đang được sử dụng rất nhiều tại Việt Nam trong lĩnh vực gia công cơ khí, Những phiên bản cũ hơn như: V9, V9,1 hay mastercam x vẫn còn một số các công ty sử dụng.

Tính đến thời điểm này (Tháng 8/2018) phiên bản ra đời mới nhất là Mastercam 2019

3.1/ Về Mastercam X

Với phiên bản Mastercam X (10),  là ứng dụng hoàn chỉnh trên hệ Windows cụ thể là từ hệ điều hành DOS.  Và nó cũng có các chuyển đổi trên các hệ điều hành này. Mastercam X2  cung cấp nhiều cải tiến so với bản X. Mastercam  hỗ trợ nhiều loại máy gia công,  với từng cấp chức năng, as  cũng như các add in cho phần thiết kế khối,  gia công 4-axis, và 5-axis.