焦点
数控编程员、制造工程师、CAM软件开发人员、数控操作员、CAM自动化工程师、数控应用工程师、CAM集成专家、CAM团队负责人、CAD/CAM专家
一个产品创意是如何变成现实的?第一步是使用计算机辅助设计(CAD)软件,对产品概念进行视觉设计。一旦这个虚拟模型完成,接下来就要利用计算机辅助制造(CAM)软件和计算机数控(CNC)机床,制造产品的各个零部件。
CAM编程员使用CAD和CAM软件,指导数控机床如何对原材料进行切割、钻孔、铣削和镗孔,将其加工成产品零件所需的各种形状。他们负责监督这些工艺并进行质量控制,确保机床按照预设参数加工出零件。
正如All3DP所解释的,“CAM 软件负责生成用于生产的图纸。”该软件使用G 代码编程语言,将 CAD 模型转换为 CNC 机床可执行的指令。它实际上会告诉“电机该移动到哪里、以多快的速度移动,以及应遵循的编程路径”,同时还会检查几何误差并计算机床参数的调整值。
- 编写用于制造产品所需关键部件的编程软件
- 通过为无数行业提供稳定的零部件供应,为经济发展作出贡献
“在我职业生涯中,最令人满足的一点无疑是能够将概念转化为切实的现实。看到一个想法从蓝图演变为一个可实际使用的空间实体,这种感觉令人无比欣慰,”Hadrian公司的CAM编程员克里斯·李说道。 “我致力于通过职业生涯来增强美国在[制造业]领域的能力,这一追求让我深感人生目标明确且充满成就感。”
工作安排
CAM编程员为全职工作,根据工作目标和时间安排,可能需要加班。他们通常在工厂或车间内工作,但工作有时可能需要他们前往不同地点完成现场任务。
主要职责
- 审查草图、技术图纸、3D计算机设计图、施工图及其他参考文件
- 审查待制造零件的书面描述和规格说明
- 讨论最终产品的需求、数量和成本
- 确定工作流程的顺序
- 使用计算机辅助设计软件生成模型,供计算机辅助制造软件使用
- 创建或修改CAM程序以指导机床运行
- 跟踪软件变更情况。确保更新与设备兼容
- 与数控机床操作员协作,或根据岗位描述执行相关操作(部分编程员同时也担任机床操作员或操作人员)
- 根据需要进行在线和离线数控机床编程
- 调整机器部件,例如刀片、夹具等。
- 确定应使用哪些毛坯类型来制造工件
- 验证待加工材料的公差
- 使用车削、铣削、钻孔、成形和磨削等工艺制造零件
- 密切关注机器的进给量和速度
- 检查产品是否有缺陷。根据需要对设备进行调整
- 使用测量仪器测定最终加工件的尺寸。核实成品是否符合要求
- 诊断机器故障并进行简单维修
- 存储、标记和引用规范数据
其他职责
- 请佩戴规定的个人防护装备,并遵守既定的安全规程
- 随时了解技术手册的最新动态
- 维护技术文档和数据电子表格
- 更新材料和耗材库存清单;订购物资
- 培训并指导新入职的CAM编程员、车工、操作员和技术人员
- 保持工作区域整洁,并对机器进行例行维护
软技能
- 警觉性
- 分析性
- 谨慎的
- 以合规为导向
- 批判性思维
- 注重细节
- 纪律
- 有条不紊的
- 耐心
- 规划与组织
- 解决问题的能力
- 明智的判断
- 耐力
- 团队合作
- 时间管理
技术技能
- G代码编程语言及命令的相关知识:
- G:机床运动
- M:其他机器动作
- F:源
- S:速度
- T:工具
- 计算机辅助制造软件,如Autodesk Fusion 360、SOLIDWORKS、Solid Edge、Siemens NX CAM、GibbsCAM、Mastercam等。
- 计算机辅助设计软件,如 Autodesk AutoCAD、CATIA、PTC Creo Parametric 和 SolidCAM
- Hexagon Metrology PC-DMIS等工艺管理软件
- 熟悉数控机床(雕刻机、水刀切割机、等离子切割机、激光切割机、铣床、车床、电火花加工机等)
- 熟悉各种工具和设备,例如千分尺、游标卡尺、刨床、磨床和钻床
- 熟悉金属加工、钎焊、热处理和焊接等工艺
- 熟悉液压系统、电气布线、润滑剂和蓄电池
- 熟悉金属及金属合金,包括钢、黄铜、铝、铜、锌、铅、钒和锰
- 涵盖广泛领域的机械制造/机械加工厂
“从事我这一领域职业的人士可以灵活地探索各类组织中的发展机会,从大型科技集团到蓬勃发展的初创企业,不一而足,”克里斯·李 指出。“由于CAM编程技能具有广泛的适用性,专业人士可以在众多依赖制造工艺的行业中找到富有成就感的职位。这些行业可能包括但不限于航空航天、国防、商业制造和原型开发。”
CAM编程员负责编写数控机床的指令,以生产符合极其精确规格要求的产品。他们的工作必须一丝不苟且零差错,因为他们需要综合考虑多种因素,例如应选用何种合适的材料、刀具和设备。
制造车间通常噪音较大,且存在诸多需要警惕的危险。直接在数控机床旁或附近工作的编程人员必须意识到所有风险,并根据需要佩戴适当的个人防护装备,包括护目镜、耳塞和手套。
克里斯·李分享了他的工作内幕:“我的一天通常从深入审查分配的项目蓝图开始,重点在于识别潜在的挑战或需要专用工装及特别考虑的环节。在脑海中构思好工作方案后,我会召集CAM编程人员、三坐标测量机检测员和机床操作员召开协作会议。我们会就拟定的策略进行全面讨论,并解决任何其他问题或潜在障碍。”
在确定最有效的方案后,我会监督设备运行以生产出首件产品,并将其提交检验。首件产品通过验收后,我会向操作人员提供全面的工作说明,以便开始批量生产。与此同时,我会处理我们专有软件或系统中出现的任何工艺错误,并认真记录问题、寻求解决方案,以实现工艺的持续改进。这确保了工作流程的顺畅与高效,并在我们的运营中营造出追求卓越与创新的环境。”
3D打印是影响计算机辅助制造的一个有趣趋势。如今,车间可以打印出零件,再由数控机床进行精加工和表面处理,这可能会影响未来对CAM编程的需求。 与此同时,将CAD和CAM功能整合到单一平台(而非依赖两个不同的程序)的需求日益增长。另一项趋势是使用CAM软件的“数字孪生”技术,该技术可模拟数控机床的全部运行过程。这使编程人员能够在将指令发送至实际数控机床之前,提前排查故障并进行调整。
某些趋势取决于CAM编程人员所处的行业领域。例如,克里斯·李概述了航空航天行业的当前趋势。“随着以SpaceX等公司为代表的企业推动新一轮太空竞赛的展开,并致力于降低轨道发射成本,对精通五轴编程的专业人才的需求也随之激增。由于这些前沿项目所涉及的零部件结构复杂,因此具备跨多种加工工艺的适应能力和专业技能变得尤为重要。”
克里斯还指出,那些“在3轴、4轴和5轴加工以及车削、车铣复合加工方面拥有经验的程序员,在该领域具有显著的竞争优势。”
从事CAM编程工作的人通常既喜欢使用软件,也喜欢动手操作。他们注重安全,并且在噪音较大且相对危险的机器旁工作时也能游刃有余。他们可能在高中时就喜欢数学和计算机编程课程,或者喜欢在手工课上完成各种项目。
“从事我这一行的人,往往从幼年时期就对创作和制作充满热情,”克里斯·李解释道,“这种热情可能通过各种媒介表现出来,比如纸艺、塑料工艺或金属加工。涉猎广泛的兴趣和爱好有助于塑造多维度的思维方式。接触多样化的经历,能让人培养出灵活多变的解决问题能力与创新思维,这些在我们这样充满活力的领域中至关重要。 拥抱这些丰富多彩的兴趣和追求,不仅能充实个人生活,还能培养出关键能力,这些能力能无缝转化为本行业成功职业生涯的基石。”
- CAM程序员至少需要高中毕业证书或GED证书,但无需本科文凭
- 该领域的许多从业者会参加CAD/CAM速成班,或在社区学院或技术学校攻读相关证书或副学士学位。常见的课程包括:
- 读图
- CAM编程与G代码
- 数控机床的使用
- 计算机辅助设计
- 坐标测量
- 尺寸计量
- 夹具和工装设计
- 车床编程
- 数学(微积分、三角学、线性代数、几何、统计学)
- 使用CAD进行机械制图
- 铣削应用与编程
- 商店安全
- 工装与机械加工
- 车削加工
- 焊接与金属连接
- 学生可以通过在线课程学到很多知识,例如Autodesk在Coursera上开设的19小时《CAD、CAM及实用数控加工入门》课程。此外,还有为期四个月的“Autodesk制造行业CAD/CAM专项课程”,其中还包含一个实践项目!
- 雇主通常希望应聘者既具备扎实的学术背景,又拥有丰富的实践工作经验。条件优秀的应聘者可能会获得额外的在职培训或学徒机会。
- 可选的认证有助于CAM编程员获得晋升资格。认证选项包括:
- 国家金属加工技能研究所——CAM车削I或数控车床操作
- 能源工程师协会——认证测量与核查专业人员
- 此外,还有针对特定制造商和软件的证书可供选择
“正规教育并不总是成功的先决条件,”克里斯·李说道。 “在该领域展现出深刻的理解和实操能力,往往比传统教育更具价值。这一观点也因专门针对制造工艺的学术课程数量有限而得到印证——许多课程往往侧重于工程原理和理论框架。因此,能够展示切实的专业知识和实践经验,已成为衡量个人资质以及能否在这个充满活力且不断发展的行业中脱颖而出的更重要因素。”
- CAM编程人员应考虑是否要在技术学校或社区学院攻读证书课程或副学士学位
- 请考虑学费、折扣以及当地奖学金机会(除联邦助学金外)
- 在决定报名参加校内课程、在线课程还是混合式课程时,请考虑您的日程安排和时间灵活性。有些课程可能更适合面授,以便获得实践经验
- 在高中阶段选修大量数学(算术、代数、几何和三角学)、物理、计算机科学、材料科学以及工艺课
- 不妨考虑学习机械制图和读懂蓝图
- 在Coursera、Udemy、edX、Pluralsight、LinkedIn Learning或其他网站上学习在线CAD/CAM课程
- 报名参加社区学院或职业/技术学校的课程,学习CAD、CAM和数控加工
- 通过与机械加工或车间工作相关的兼职工作积累实际工作经验
- 开始撰写简历,并在学习和工作过程中不断补充完善
- 提前查看招聘信息,了解平均要求是什么
- 请求与在职的CAM程序员或数控机床操作员进行一次信息性访谈
- 列出你的联系人名单(包括电子邮箱地址或电话号码),这些人将来可能成为你的工作推荐人
- 与CAD、CAM编程和数控加工相关的学习书籍、网络文章和视频教程
- 加入在线论坛,提出问题并向经验丰富的程序员请教
- 与专业组织互动,以学习、分享、结交朋友并拓展人脉
克里斯·李建议: “高中和大学的学生应保持探索心态,积极把握机会来拓宽自己的经历。参与各种活动和项目有助于明确自己的兴趣和偏好,为未来的追求提供宝贵的启示。既要接纳成功,也要接纳失败,因为理解结果背后的原因往往能促进学习并加速个人成长。”
“随着互联网的出现,学生们现在能够接触到丰富的知识和资源,从而提升自己的技能和理解力。利用YouTube等平台观看教程和获取指导,有助于培养创造力和解决问题的能力。此外,通过社交媒体平台建立人脉,可以让学生与那些欣赏并鼓励求知欲的行业专业人士建立联系。与经验丰富的人士进行有意义的交流,不仅能提供宝贵的见解,还有可能为未来建立重要的职业关系奠定基础。”
- 查看Indeed、Simply Hired、Glassdoor和Craigslist等招聘网站
- 在申请之前,尽量积累尽可能多的实际车间工作经验
- 不妨考虑以机械师为职业方向参军。你将获得免费的带薪培训,并积累工作经验,这些经验无论是在军旅生涯还是平民生涯中都能派上用场。
- 寻找由雇主、工会或行业协会赞助的学徒岗位
- 向在职的CAM编程员和数控机床操作员请教求职建议
- 不妨考虑考取证书或攻读副学士学位。学术资质有助于你在竞争中脱颖而出。
- 请向学校的职业指导中心寻求帮助,以便与招聘人员建立联系并参加招聘会
- 提前询问潜在的推荐人,了解他们是否愿意推荐你或为你撰写推荐信
- 查看在线简历模板,并预习可能的面试问题
“必须展现出积极主动的态度和对卓越的不懈追求,” 克里斯·李建议道 ,“这不仅意味着要亲临现场,还要表现出随时准备工作、学习和在职业上不断成长的姿态。要对该领域展现出真诚的热情和激情,因为这些特质会引起潜在雇主的共鸣。”
“诚实和正直在求职过程中起着至关重要的作用。请如实说明自己的技能和不足,切勿在简历中夸大其词。雇主欣赏坦诚的态度,并会据此客观评估你是否适合该职位。要认识到,作为新人,你可能需要指导和培训,并感谢公司给予你学习和贡献的机会。”
“培养并展示多种多样的相关技能,将进一步提高你取得成功的机会。通过将积极主动的态度、对知识的渴求以及扎实的相关能力相结合,你将能够为在任何行业开启一段富有成就感的职业生涯做好充分准备。”
- 研读制造商和软件指南。成为您所使用软件和设备的专家
- 在参加任何在职培训时,都要认真听讲并做好笔记
- 请遵循相关程序,并确保编程结果能生产出精度符合要求的零件
- 证明自己值得信赖,能够独立工作
- 向你的主管咨询,如何提升自己在CAD、CAM和数控机床方面的知识与技能,以便更好地为公司服务。如果他们建议你考取相关证书,那就赶紧去考(不过先问问公司是否愿意承担费用)。
- 向比你经验更丰富的程序员尽可能多地学习。不过,不要走捷径,也不要养成坏习惯。务必按照雇主的要求遵守相关流程。
- 在团队中有效协作,并专注于解决问题
- 通过以身作则,为他人树立榜样,从而展现领导力
- 要耐心、全面地培训新员工。务必始终佩戴适当的个人防护装备,以避免意外事故以及听力损伤等不太明显的危害。
- 与专业组织和工会保持联系,例如国际机械师和航空航天工人协会
最后,克里斯·李提出以下建议:“请记住,你的态度可能是决定你在这一领域能否成功的关键因素。要秉持这样的原则:重要的不仅仅是你知道什么,更在于你如何运用和应用所学知识。保持谦逊的态度和开放的心态,积极把握每一个机遇。探索新体验能带来宝贵的学习和成长,从而丰富你的个人生活和职业生涯。”
“当你不知道答案时,不要犹豫承认这一点,但要努力培养应对挑战、寻找解决方案所需的技能和应变能力。要认识到团队合作的重要性,以及依靠同事来弥补知识缺口所带来的价值。这种协作方式将有助于你的成长,并使你在就业市场上更具竞争力。”
“归根结底,最受青睐的企业看重的是你的解决问题的能力和思维方式,而非对每个领域的百科全书式知识。认识到这一点,并着力培养成长型思维、适应能力以及强大的协作能力,将使你在这充满活力且回报丰厚的行业中走向成功。”
网站
- 3ds Max
- 美国模具制造商协会
- 美国制造技术协会
- 能源工程师协会
- AutoCAD
- Autodesk Fusion 360
- Autodesk Inventor
- Blender
- CATIA
- 国际加工商与制造商协会
- G2.com
- IMAGINEiT
- 国际机械师和航空航天工人协会
- 国际机械润滑理事会
- 国际流体动力学会
- Manufacturing.gov
- 制造业研究所
- 国家金属加工技能研究所
- 美国国家模具与机械加工协会
- NX – Unigraphics
- 精密机械加工产品协会
- 精密金属成形协会
- Revit
- SketchUp
- Solid Edge
- SOLIDWORKS
- 数控加工界的巨头(YouTube)
- Unity 3D
书籍
- 《计算机辅助设计与制造》,作者:毕竹明、王晓琴
- 《热技术,冷钢铁:计算机辅助制造如何在安娜堡兴起并风靡全球》,查尔斯·S·哈钦斯和斯蒂芬妮·卡德尔·塔拉斯 著
- 《机床操作员数学》,马克·W·胡斯 著
在资源方面,克里斯·李建议利用社交媒体拓展人脉,利用YouTube学习。“此外,”他写道,“不妨考虑在当地社区寻找实践机会。主动联系你所在地区的企业或工作室,主动提出协助打扫卫生或整理物品等工作,以此换取学习和观察的机会。这种主动性不仅能带来宝贵的学习体验,还可能带来潜在的就业机会,因为雇主很看重这种积极主动、兢兢业业的态度。要发挥创造力,善于变通。”
许多CAM编程员认为这份工作很有趣,但有时干久了难免会觉得单调。如果您有兴趣探索类似的职业,我们建议您考虑以下几种:
- 锅炉工
- 制图员
- 平面设计师
- 工业设计师
- 工业机械维修技工
- 车床和车削机床工装调整工
- 金属和塑料机械操作工
- 机械安装工
- 工装模具制造师
- 焊工
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新员工的起薪约为7.7万美元。年薪中位数为10.3万美元。经验丰富的员工年薪可达11.3万美元左右。
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