当前，中国制造业正朝着高端化、智能化以及绿色化方向加速转型，这对关键零件的加工精度、效率与一致性提出了更高要求。随着工业领域各行业加工需求的日益复杂化，工业软件作为连接设计与制造的“数字纽带”，正发挥着不可或缺的核心作用。北京精雕集团（以下简称：北京精雕）SurfMill软件平台凭借其在精密编程、多轴加工与机内自动化方面的核心优势，为应对这些挑战提供了成熟的解决方案。

图1  北京精雕精密加工数字化制造产品体系

北京精雕自1994年成立至今，始终专注于精密数控机床及精密零部件研发生产，现已成长为国内精密数控机床业的领先者，并构建起完整的精雕机床产业体系。北京精雕的主营产品为精雕精密数控加工中心，旗舰产品为精雕高速加工中心。精雕高速加工中心的核心技术产品（数控系统、CAM软件）、关键功能部件（高速精密电主轴、高精度直驱转台等）都是北京精雕通过 “正向设计”自主研发迭代完成，拥有完整的自主知识产权，现已实现规模化生产和应用。精雕机与数控系统、工业软件深度协同工作，完美融合自动化产品，共同构筑起一个全面、高效的端到端精密加工数字化制造产品体系。

SurfMill软件是北京精雕历经30年不断研发迭代发展起来的一款集CAD、CAPP及CAM为一体的数字化制造软件平台，具备曲面建模、实体建模、工艺规划、加工编程、测量编程、管控编程及仿真模拟等功能。

该平台实现了数字化技术与工业软件的深度融合，将制造各环节的数据管理统一于单一软件平台之中，确保信息的顺畅传递与无缝共享。用户可基于该平台完成生产制造中各环节的工作规划，实现“虚实一致”的生产管理，从让各环节工作高效协同，整个制造流程顺畅推进，提升企业的数字化制造能力。

图2  JDSoft SurfMill 数字化制造软件平台

软件功能综述

1.多功能集成

SurfMill软件平台集成了多种功能模块，涵盖从设计到加工的全流程：

CAD造型功能：支持实体建模、曲面建模、装配设计及工程图生成，满足用户的建模需求。其参数化特征造型能力可实现夹具的精确设计与快速编辑，适应制造业对高效修改的需求。

CAM加工功能：提供2.5轴、3轴和多轴加工等丰富编程策略，支持复杂零件的编程需求。路径分析与NC仿真功能确保加工质量与安全，后处理定制功能可输出适用于不同数控系统和机床结构的加工程序。

专业化模块：针对专用领域提供专业化编程软件模块，如电极自动编程和叶轮专业编程等，拓展了软件的应用范围。

2.生成高精度加工程序

基于精雕数控机床在精密加工领域的经验，SurfMill软件平台开发了精密计算模式、微铣削、节点重布及轨迹优化等功能。这些功能支持生成高精度的曲面加工路径，具有节点均匀、曲线光滑与间距均匀等特点，满足曲面精加工的高表面质量要求。

3.支持机床高效加工

SurfMill软件平台支持马蹄形开粗路径、摆线加工以及五轴残料加工等高效编程策略，生成路径轨迹短、机床运动平稳。同时，支持多种成型刀编程、多轴侧铣加工等方式，充分发挥刀具切削能力。与JD50数控系统深度融合，SurfMill软件平台可在编程端输出系统自带的高效加工指令，充分发挥精雕五轴高速机的高效加工能力。

4.可输出支持“机内自动化”加工的智能化程序

支持“机内自动化”编程：实现了集加工编程、测量编程以及管控编程于一体的应用模式，可将数控机床使用中依赖“人的技能”完成的测量和调机工作变为“软件定义、机床实现”的精雕“机内自动化”工作模式。通过将加工过程中必须要进行的人工调机工作，如“工件坐标系定义”“刀具尺寸测量”“刀具磨损管控”“零件尺寸测量”“机床热稳定性监控”等，变成了：由SurfMill软件定义、JD50数控系统按照程序驱动测头、激光对刀仪和机床自动进行测量和调整，不需要人工干预。确保了加工过程连续、不停顿。

5.具备面向不同应用场景的专用模块

余量自适应补偿：针对一些来料无基准、基准不足以及基准不准确的产品（如3D打印件、叶轮、齿轮和砂铸件等），可通过高效、准确的五轴加工坐标系方式，保证零件加工品质的稳定。

车铣复合加工：除了铣削编程的策略外，还支持粗车、精车、端面车、车螺纹以及多轴联动车等9种车削加工策略，可满足车削（卧车、立车）、铣削和车铣复合加工的编程需求。

电极自动编程：电极自动编程软件(AutoElectrode)是北京精雕面向于电极加工领域开发的专业技术软件，主要面向于紫铜、石墨材料的电极加工，可实现电极的批量化编程。 

齿轮设计与加工：SurfMill软件结合精雕五轴高速机提供了齿轮专业设计及齿轮专业加工功能。通过参数化建模可快速完成齿轮造型设计，还可以实现不同齿形的修形和运动模拟等，便于用户根据实际工况对齿轮模型进行验证与修改；同时提供的专业编程模块，编程简单快捷，可以满足用户“生产响应速度快，制造成本低”的需求。

叶轮专业编程软件：SurfMill软件提供了专业的叶轮编程模块，通过模版引导，用户仅需输入叶轮参数，软件自动识别加工特征并匹配加工参数，从而快速完成编程工作。     

软件平台综述

●  多生产环节工作集成平台：软件包括零件图纸（mbd）、工艺规划（capp）、夹具开发（CAD）、工序编程（CAM）以及工艺仿真（DT），可实现机加工工艺的顶层规划，将多种工作集成在一个平台完成，打通零件生产各环节数据流。

●  专业化编程APP开发平台：平台自身集成了面向不同应用场景的专业化 APP，用户也可基于平台开放的 API 接口定制开发专用 APP，以适应多应用场景，满足实际生产所需。

●  多类型设备编程平台： 在SurfMill平台可完成多种类型设备的工艺编程。

●  虚拟制造平台：在软件中映射生产物料和工艺参数，搭建与实际生产高度一致的虚拟制造平台，可实现工艺开发端、物料准备端、机床操作端的无缝对接，提升生产过程的准确性和流畅性。

●  加工误差分析平台：可分析夹具、刀具和设备误差对零件精度影响，以及切削力、进给速度对误差影响。通过软件提前发现加工不足和缺陷并解决，可提升新品试制的一次成功率。

●  机内自动化编程平台：在加工程序基础上，集成测量与补偿程序、状态监控程序，支持机内自动化的加工模式。实现“软件定义、机床自动执行”的加工方式。

综上所述，北京精雕集团凭借其自主研发的SurfMill数字化制造软件平台，成功构建了一套全面、高效的精密加工数字化制造体系。该平台不仅实现了从设计到加工的全流程功能集成，更通过高精度程序生成、高效加工策略、机内自动化以及丰富的专用模块，显著提升了制造的精准性、连续性与智能化水平。

目前，SurfMill软件已拥有超过18万用户，广泛应用于精密超精密加工、精密磨削及金属零件批量生产等多个领域，充分验证了其技术的成熟性与实用性。展望未来，北京精雕将继续深化数字化技术与精密制造的融合，赋能制造业企业提质增效，为推动中国高端装备制造业的数字化、智能化升级持续贡献力量。