大连船用柴油机有限公司机械加工部

栾金华  张祯帅   赵涛

摘要：本文通过制作RS232＿USB通信电缆，成功解决了CAXA编程软件生成的加工程序与数控系统之间的传输问题，大大缩短了编程时间和编程的准确性，加工效率有了显著的提升，并在实际生产加工使用中得到了充分验证。

关键词： CAXA数控车软件； 802D系统数控车床；RS232通讯电缆 ； 程序传输

1、前言

21世纪以来，我国正逐渐成为世界上最重要的制造业中心。掌握现代信息化的数控制造技术已经成为大势所趋。因此，企业员工即数控机床操作者们除了要掌握手工编程（包括宏程序编制），的技能以外，必须至少熟练掌握一款自动编程软件的操作与应用，才能为企业做出更大的贡献，实现自我价值。

2、 实现程序传输要解决的问题

2.1 自动编程软件的选用

目前应用比较多的编程软件有UG、Mastercam、Pro/E、CAXA等。它们都有独到之处 ，但CAXA作为唯一拥有自主知识产权的国产软件，不仅功能多样化，更重要的是易理解、上手快，且允许自主下载并安装使用。因此操作者选用CAXA软件作为自动编程的首选软件。

2.2 程序传输通讯传接电缆的制作

（1）CAXA数控车软件数据传输具有界面直观，操作方便，适用各类数控机床系统，通过数据线可以快速有效的进行程序传输。但问题是部门的数控三台卧式车床配置的西门子802D系统是较早期的系统，机床自带的控制设备只有com1（9针）接口，并未提供USB数据接口，无法进行U盘的数据传输。

com1口进行程序传输时，须配备一根专用的RS232_USB通讯电缆。然而机床操作者在前期试传输过程中发现从市场上购买的通信电缆，因相关通讯协议标准与机床操作系统冲突，导致无法传输程序，传输试验被迫中断。后来机床操作者通过查找资料和咨询专业人员了解到利用com1口传输，必须自己动手制作RS232＿USB通讯电缆。

（2）RS232-USB通讯电缆制作

由于操作者手里没有这样的传输工具，购买西门子专用通讯电缆又价格较贵，而且很难购买到，为了实现CAXA编程软件与802D系统建立通讯，参照西门子802D系统简明调试手册制（如图一），其中2#引脚RXD---接受数据，3#引脚TXD---发送数据，4#引脚DTR---数据终端准备好，6#引脚DSR---数据准备好，5#引脚---信号地线，7#引脚RTS---请求发送，8#引脚CTS---清除发送，制作RS232-RS232西门子802D系统通讯电缆，购置RS232-USB转换器，将通讯电缆与转换器连接，便可实现电脑与802D系统的通讯，从而将CAXA编程软件编好的程序传输到系统中，实现快速生成程序的目的。

利用制作好的RS232＿USB通讯电缆，一端与机床com1九针插口连接，另一端与电脑USB接口连接。数据传输前先对机床端进行参数设置，再对计算机端进行设置，选取所需后置程序输入至802D系统，也可以把程序从车床输出至计算机。

在解决程序传输问题的过程中制作通信电缆只是解决了问题的一方面，还要求机床操作者必须熟练掌握CAXA编程软件的使用和操作方法。只有二者有机结合，才能达到解决问题的最终目的。

3、 CAXA数控车编程软件的操作方法介绍

CAXA数控车编程软件的主要功能有轮廓粗车、轮廓精车、切槽、钻中心孔、车螺纹、螺纹固定循环、参数修改、刀具管理、轨迹仿真等加工功能。在车削加工工件时，机床操作者会根据具体的轮廓形状选择不同的加工功能。由于本文的主要目的是为了使软件和机床系统建立通讯，因此只介绍编程软件的粗加工功能，其他功能就不在文中一一说明了。

3.1 打开数控车界面，根据图纸要求，利用绘图功能对需要车削加工的回转体工件轮廓进行建模。建模时不用把整个工件图全部绘制出来，只需绘制出一半的图形即可。

3.2 单击主菜单中的【数控车】→【轮廓粗车】命令,系统弹出“粗车参数表”对话框.在参数表中首先要确定被加工的是外轮廓表面,还是内轮廓表面或端面,接着按加工要求填写其它加工参数,选择进退刀方式、切削用量、车刀类型,按“确定”完成.

3.3 拾取加工轮廓

确定参数后,拾取被加工轮库和毛坯轮廓.此时系统默认为“链拾取”,因为“链拾取”不分被加工表面轮廓与毛坯轮廓,故不采用此方式.对于多段曲线组成的轮廓,使用“限制链拾取”或“单个拾取”将极大地方便拾取.确定拾取方式后,左键选取工件表面轮廓,右键确认;接着左键选取毛坯轮廓,右键确认;最后左键选择或输入坐标值确定进退刀点,右键确认完成.

3.4 确定进退刀点之后，系统生成绿色的刀具轨迹。

3.5后置程序的处理

单击【代码生成】命令,系统弹出“选择后置文件”对话框,根据个人的意愿选择存取后置文件(*.cut）的地址，并填写文件名称，例如0＿1234,确认后拾取刀具轨迹，单击右键确定，此时系统形成“aa.cut＿记事本”文件，该文件即为生成的数控程序代码加工指令.

4、加工程序传输具体参数设置

首先确认CAXA编程软件端与机床系统端已用RS232＿USB通讯电缆连接好，确保数控机床系统内存足够大，如果空间不够，请删除长时间不用的加工程序。

4.1机床系统端设置

(1)在机床上按下SHIFT+ALARM键，进入机床界面

(2)按数据入/出软键进入数据传输界面

(3)按下RS232设置软键通讯设定界面，按要求设置传输参数

具体设置如下：

设备            RTS/CTS              改写配置            N

波特率          19200                用CRLF结束         Y

停止位          1                    用EOF停止          Y

奇偶校验        None                 传孔带格式          Y

数据位          8

传输结束        0

4）按下存储键，机床端设置完成。

※数据传输时必须是接收端，即数控系统端首先设置好。

4.2 CAXA编程软件端设置

(1)打开CAXA数控车软件

(2)单击主菜单【通讯】→【设置】

(3) 单击【发送设置】选择SIEMENS系统，对话框中将自动弹出具体参数。

(4)按下确定键，软件端设置完成。

机床系统端和编程软件端参数已经设置完成的情况下，在CAXA软件上选取已经生成的数控代码程序，点击“通信”与“发送”，数控程序将通过RS232＿USB通信电缆，迅速之间即可将程序传输到数控系统中。实现真正意义上的软件自动化编程。

5、软件编程与手工编程实例对比

               ​       

程序传输的问题解决以后，机床操作者选用图10轮廓形状较复杂零件为例，分别运用手工编程和软件编程对该零件进行车削加工程序的编制并通过实切加工来检验CAXA编程软件的优越性。

5.1 手工编程

(1)手工绘制草图，并添加辅助线，利用三角函数、圆的相关知识，通过计算器计算坐标值。（75分钟）

(2)利用CYCLE93、CYCLE95、CYCLE97车削循环或R参数赋值编程两方式编写外轮廓、凹圆弧、梯形槽、螺纹退刀槽、螺纹程序。（68分钟）

(3)通过键盘将编写的程序录入到数控系统中。（48分钟）

(4)检查程序录入正确性。（20分钟）

(5)程序模拟。（25分钟）

5.2 软件编程

(1)建模。（20分钟）

(2)利用轮廓粗车、轮廓精车、切槽加工、螺纹加工功能生成刀具轨迹，并进行轨迹仿真。（14分钟）

(3)程序生成。（10秒）

(4)利用通信电缆将程序传输到数控系统。（1分钟）

   通过两种编程方式编写和生成的程序比较并进行实际车削加工，很显然，编程软件所体

现的优越性更完美，不但缩短了大量的编程时间，而且相比于手工编程的繁琐程度，软件编程的的便捷性、实用性、准确性、安全性更高。  

6、结束语

综上所述，近些年来，我国大部分工业企业普遍采取了数控设备进行产品的生产加工。而在产品加工制造过程中，企业需重点管控的正是质量问题和生产效率。因此，为了有效增加企业效益，提高产品质量是首要问题。编程技术和计算机软件是生产加工中需要引起注意的关键因素。以CAXA编程软件与数控系统程序传输问题的成功解决为契机，公司应大力培养数控机床操作工使用编程软件的能力，并能在未来的船用主机产品加工制造中深度挖掘编程软件的强大功能，如提高异型螺纹、非圆曲线（抛物线、椭圆、双曲线）类零件加工的编程能力和水平。软件编程的应用是一项系统工程，应引起企业领导与员工的高度重视，不断增加培训频次和培养员工的自主学习能动性。努力打造一支高素质的员工队伍，企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1]《SIEMENS 802D车床编程操作手册》；

[2]《数控车工》国家职业资格培训教材编审委员会 沈建峰 虞俊 主编；

[3]《金属切削原理及刀具设计》 华南工学院 甘肃工业大学 上海科学技术出版社；

[4]《机械制造工艺学》华中工学院 天津大学 孙健 曾庆福 主编；

[5]《CAXA数控车实用教程》马英强 吴永国 等编著

（来源：大连船用柴油机有限公司优秀论文）