基于CAXA系网络化设计与制造及其应用软件研究

　　1 CAXA系列软件在设计生产过程中的应用

　　1.1 CAXA系列软件的概况

　　CAXA系列软件涉及设计、工艺、制造和管理四大领域，拥有自己的核心技术。CAXA系列软件在设计生产过程中的应用如图1。

　　图1 CAXA系列软件在产品设计生产过程中的应用

　　1.2 CAXA系列软件中各模块的功能

　　1)设计部分：提供从二维绘图CAXA电子图板到三维设计的创新设计工具CAXA实体设计，可以完成产品的概念、外观、结构、零部件和整体设计等，并提供对国标的设计标准、设计文档和经验的知识管理和共享平台。

　　2)工艺设计部分：有CAXA工艺图表与CAXA工艺汇总;掌握如何建立工艺知识库，提高工艺编制和工装设计的效率以及生成材料清单和工艺汇总数据等。

　　3)制造部分：提供专门针对采用不同系统的数控设备自动编程的CAM软件，如：CAXA制造工程师，包括CAXA数控车软件、CAXA线切割和CAXA网络DNC等。

　　4)工程设计数据管理部分(图文档)：用于管理产品设计、制造过程中图档和文档等数据。

　　CAXA系列软件提供了一个高效的、集产品设计、工艺设计、数控程序编辑、修改和仿真于一体的平台。在上机床前，可对程序进行其加工轨迹和实体仿真，便于及时发现问题和修改程序，避免在加工中出现错误，损坏刀具。通过网络DNC软件可以完成在线加工和状态监测等功能，实现现代先进制造技术软件和硬件的有机结合。本文结合东南大学网络化设计与制造平台的建设情况，重点介绍网络DNC。

　　2 网络DNC的实现

　　2.1 机床通信无线局域网络接入方式

　　无线局域网络接入方式如图2，是采用无线网络交换机配合无线网络节点接人多台数控设备组成无线局域网络。无线网络交换机的理论覆盖范围为半径100 m以内，实际有效直线通信距离为80m。

　　无线节点接入网桥需要每台机床设置1台，放在机床顶部。

　　图2 无线局域网络接入方式示意图

　　机床无线通讯网络的组建是通过接入就近的无线AP，经AP的控制器(AC)根据寻址方式转交相应的AP，最后传入有线网络。车间顶部放置一台中心的无线访问点，工作模式为Access Point模式，提供中心有线局域网络的连接和自身无线覆盖区域的无线终端接入。每台机床顶部放置1台无线网络客户端，通过中心无线访问点就可以连接DNC服务器所在的局域网。

　　2.2 通讯测试

　　主要是确认机床和标准PC(笔记本)串口间能够进行RS232C通信。串行通信参数包括：波特率、数据位、奇偶校验、停止位数、反馈字符、握手方式、结束代码和换行符等。调试时要求相应参数必须和数控设备自身的串口通信参数相同，否则无法进行数据传输。

　　2.3 数控程序的传输流程

　　CNC系统接入主干网后就可以进行DNC传输。启动机床和服务器，利用CAXA通信模块进行数控程序双向全自动的交换、自动应答测试、机床DNC在线加工等口，该软件系统支持采用不同数控系统的数控机床无线网络通讯和联接。用CAD/CAM生成的数控程序提交至服务器，然后在机床端可以通过命令直接调用服务器上的程序，也可以实现上传数控程序至服务器等操作。

　　2.4 网络DNC系统数据管理方式

　　CAXA网络DNC系统管理模块可实现对所有数据进行管理，工作方式为客户端/服务器方式。客户端上完成数控程序的编辑、调用、上传和仿真等功能。服务器则作为数控程序管理和传输的平台。所有的数控程序均集中在服务器上，服务器数据库可以对程序号、图号、零件代号、机床和用户名称等信息进行管理。保证数据安全，并方便查询与管理，对于需要备份的信息，系统提供自动备份和手工备份2种功能。

　　系统中的每个用户登录时必须输入用户名和密码，只有经过确认的合法用户才可以登录系统，享受系统管理员根据不同角色所赋予的不同权限。

　　3 CAXA系列软件的应用效果

　　CAXA网络DNC不仅提高了生产制造部在各种操作上的工作效率，而且大大提高了生产制造部各部门之间协同工作效率，减少了出错的可能。使用该系统在代码传输管理、任务通知和刀具库管理等方面将不再需要跑来跑去，在高效率操作上得到了很大的提升。通过网络DNC的实施，可达到1台服务器控制多台数控设备的程序传输和DNC加工，实现加工数据的双向发送和接收以及文件远程调用，使所有被连接的具备DNC功能的数控设备同时实现远程DNC操作，提供数控文件的编辑、比较和数控文件轨迹绘图功能，服务器在24小时开机的状态下做到无人看守;配合车间技术管理的要求，对数控程序进行管理。机床操作者在机床一侧可以自动调用远程计算机上的NC程序，节约时间，显著提高效率。

　　从管理角度看，该方案为技术管理的计划制订、执行和监控提供稳定可靠的技术平台，实现从设计到生产制造技术管理的规范化、标准化和程序化，降低了管理难度和风险，并可在管理上实现各部门间的资源按权限分配和技术文档的共享。图3为CAXA系列软件的应用效果。

　　图3 CAXA系列软件的应用效果

　　4 结语

　　CAXA系列软件在东南大学机电综合工程训练中心网络化设计与制造体系的建设中正在发挥重要作用，它将信息管理技术运用于设计制造流程各环节之中，并融合了网络化制造中的关键通信技术、网络DNC、一体化设计制造和制造车间信息管理等多项技术。CAXA系列软件在网络化设计与制造的科技创新方面正在发挥着极为重要的作用，它使设计制造过程变得更加简单易行，对工厂的协同设计、企业数控车间集成化控制与管理具有推广应用价值，为今后制造业信息化建设提供了一个可以借鉴的模式。