試論數(shù)控車床與數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

羅翔飛

摘 要：將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)控軟件傳輸至機(jī)床控制系統(tǒng)中，是確保機(jī)床能夠按照設(shè)計(jì)要求而運(yùn)行的主要途徑。本文從設(shè)計(jì)軟件及設(shè)計(jì)方法兩方面，簡(jiǎn)要闡述了數(shù)控軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方法。基于此，重點(diǎn)對(duì)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)傳輸過程進(jìn)行了研究，具體探討了技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案。為數(shù)控車床運(yùn)行提升效率，以及故障發(fā)生幾率的降低提供相關(guān)保證。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；數(shù)控軟件；數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.054

0 前言

隨著制造業(yè)中數(shù)控車床應(yīng)用數(shù)量的提升，傳統(tǒng)的手工編程以及參數(shù)輸入方法，已經(jīng)無法適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程、提高數(shù)據(jù)的傳輸速度，成為了制造業(yè)需重視的主要問題。自動(dòng)編程需采用CAD以及CAM等軟件進(jìn)行。而CAXA數(shù)控車，則是支持編程過程得以完成的基礎(chǔ)。可見，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)較為復(fù)雜，對(duì)其實(shí)現(xiàn)方式加以研究較為關(guān)鍵。

1 數(shù)控車床軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1.1 設(shè)計(jì)軟件

CAD與CAM為數(shù)控車床設(shè)計(jì)所需的主要軟件，該軟件支持繪制視圖、鍵入?yún)?shù)等多項(xiàng)功能。必要時(shí)，設(shè)計(jì)人員同樣可采用CAD軟件設(shè)計(jì)特定的曲線，以準(zhǔn)確的描述車床生產(chǎn)的特證。CAM軟件具有圖紙分析、輪廓建模、刀路軌跡生成、加工檢驗(yàn)等多項(xiàng)功能。以兩軸加工為例，數(shù)控車床一般僅能夠從兩個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工[1]。將CAM軟件應(yīng)用到加工過程中，有助于規(guī)范X軸以及Z軸的參數(shù)。以此為基礎(chǔ)，控制工件的加工長(zhǎng)度，達(dá)到減小工件參數(shù)誤差的目的。除此之外，CAM軟件，同樣可有效定位刀位點(diǎn)，避免刀位軌跡出現(xiàn)偏差。

1.2 應(yīng)用方法

以車削加工為例，應(yīng)按照以下步驟，對(duì)數(shù)控軟件加以設(shè)計(jì)：（1）工作人員可首先根據(jù)不同零件，繪制不同圖形。繪制時(shí)，應(yīng)采用端面中心區(qū)域，作為原點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，點(diǎn)擊直線命令，繪制出零件的大體輪廓。（2）根據(jù)加工需求的不同，加工程序的編制方法同樣不同[2]。例如：鉆孔的過程，應(yīng)采用鉆孔工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。在規(guī)范鉆孔深度及孔徑參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定刀具軌跡。（3）當(dāng)?shù)毒哕壽E生成后，應(yīng)采用軌跡仿真的方式，觀察軌跡的運(yùn)行效果，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工方案中存在的問題。（4）經(jīng)驗(yàn)證方案無誤后，即可立即展開加工。

2 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

為確保產(chǎn)品加工中，各項(xiàng)參數(shù)均能夠與數(shù)控軟件中的參數(shù)相符合，將數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用到加工過程中是重點(diǎn)。

2.1 通信技術(shù)

（1）DNC系統(tǒng)。DNC系統(tǒng)，由管理模塊、分析模塊、通信模塊等部分構(gòu)成。其中，管理模塊的功能，在于實(shí)現(xiàn)對(duì)人力資源、服務(wù)器、客戶端以及刀具的管理。分析模塊的功能，在于對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通信模塊的功能，則在于確保機(jī)床能夠直接調(diào)用管理服務(wù)器上的代碼。需注意的是，為提高生產(chǎn)的安全性，通信端的權(quán)限，應(yīng)由數(shù)控軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制。DNC系統(tǒng)接入方式，以RS-232C轉(zhuǎn)以太網(wǎng)接入為主，且支持多串口接入。通信時(shí)，數(shù)據(jù)可經(jīng)不同通道，分別傳輸至機(jī)床中。采用該方式實(shí)現(xiàn)通信，數(shù)據(jù)傳輸速度快、質(zhì)量高，優(yōu)勢(shì)顯著。

（2）系統(tǒng)安裝。系統(tǒng)的安裝流程如下：1）將通信端的CONF1G.GFG文件打開，根據(jù)系統(tǒng)的提示，選擇相關(guān)程序點(diǎn)開。2）將管理文檔的類型設(shè)置為3，使通信關(guān)閉。如需打開，則需將文檔類型設(shè)置為0。3）有關(guān)人員可經(jīng)“網(wǎng)絡(luò)DNC客戶端普通機(jī)床使用點(diǎn)數(shù)”窗口，選擇機(jī)床點(diǎn)數(shù)，在傳輸控制指令的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床運(yùn)行狀態(tài)的控制。系統(tǒng)安裝過程中，應(yīng)注意，如系統(tǒng)處于關(guān)聯(lián)模式，使用通信技術(shù)時(shí)，必須選擇“DNC通信服務(wù)器”。通常情況，在“DNC”下，均會(huì)存在Setup.exe的項(xiàng)目。該項(xiàng)目中，各項(xiàng)參數(shù)必須精確設(shè)置，以免對(duì)系統(tǒng)性能造成影響。

（3）通信流程。數(shù)據(jù)傳輸及通信流程如下：1）選擇機(jī)床：有關(guān)人員可在系統(tǒng)中，選擇需要通信的機(jī)床。同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的提示，對(duì)機(jī)床的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2）NC代碼發(fā)送：有關(guān)人員可選擇“串行通信”，在此基礎(chǔ)上，將NC程序文件打開，傳遞NC代碼。3）NC代碼保存：NC代碼發(fā)送完成，并已被計(jì)算機(jī)接收后，接收狀態(tài)可自行更改為運(yùn)行狀態(tài)。4）通信終止：如數(shù)據(jù)處于傳輸過程中，可通過點(diǎn)擊“終止傳輸”的方式，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程停止。除此之外，有關(guān)人員還可選擇“XON”信號(hào)的接收方式，提高信號(hào)接收時(shí)段的合理性。

2.2 傳輸過程

（1）傳輸線路。有關(guān)人員可利用SYSTEN功能，顯示系統(tǒng)畫面。根據(jù)系統(tǒng)的提示，選擇是否需要在線顯示監(jiān)控畫面。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可將設(shè)備波特率的每秒位數(shù)，控制在9600左右。同時(shí)，將“1”設(shè)置為停止位，將“7”設(shè)置為數(shù)據(jù)位。確認(rèn)傳輸線連接正確后，將機(jī)床的運(yùn)行方式，設(shè)置為EDIT，并利用CAXA網(wǎng)絡(luò)，以及DNC軟件發(fā)送數(shù)據(jù)，機(jī)床則可隨即進(jìn)入到循環(huán)加工狀態(tài)。將上述數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，應(yīng)用到產(chǎn)品加工過程中。不僅能夠提高在線加工質(zhì)量，且可縮小加工中的參數(shù)誤差，優(yōu)勢(shì)顯著。

（2）后處理措施。數(shù)控車床后處理的目的，在于提高刀具路徑的合理性，提高系統(tǒng)對(duì)G代碼指令的識(shí)別能力、提高控制指令的生成水平。以換刀指令為例，生成程序如下：

N100 M05；

N105 T0101；

N110 S1000 M03；

以G代碼的識(shí)別為例，有關(guān)人員可將G00，設(shè)置為“快速定位”，將G01，設(shè)置為“直線插補(bǔ)”，將G02設(shè)置為“順時(shí)針圓弧插補(bǔ)”。為確保刀具的運(yùn)行軌跡無異常，可采用G40，建立刀具補(bǔ)償取消措施，提高數(shù)據(jù)傳輸模式的合理性。

3 結(jié)論

綜上所述，為提高數(shù)控車床運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性，制造業(yè)應(yīng)將CAD及CAM軟件，應(yīng)用到車床中，以明確機(jī)床的運(yùn)行參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)車床運(yùn)行需求，設(shè)計(jì)DNC系統(tǒng)。通過發(fā)送及接收NC代碼的途徑，使數(shù)據(jù)傳輸與接收的過程得以實(shí)現(xiàn)。借助數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車床運(yùn)行的實(shí)時(shí)控制，為企業(yè)生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供保證。

參考文獻(xiàn)：

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