劉開娣

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828D數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)在內(nèi)外圓磨床中的應(yīng)用

劉開娣

（上海機(jī)床廠有限公司 上海200093）

隨著數(shù)控內(nèi)外圓磨床專用程度的提高，零件的加工工藝也得到了升級(jí)。數(shù)控機(jī)床使用效率要求、操作免培訓(xùn)要求、安全性能要求、維修和自檢要求等都得到了很大提高，數(shù)控系統(tǒng)自帶的通用界面已經(jīng)不能很好的滿足用戶需求，需要對(duì)用戶的操作界面進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)通用界面的方法有很多,常用的ASCII字符編寫用戶界面文件，特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀；XML（Extensible Markup Language ）可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言是其中較為方便快捷的方法，是一種元標(biāo)記語(yǔ)言，用戶可以定義自己需要的標(biāo)記。XML語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化使開發(fā)更加有序、簡(jiǎn)單、直觀?；谖鏖T子828D數(shù)控系統(tǒng)通用界面二次開發(fā)為實(shí)例，詳細(xì)闡述了二次開發(fā)的過程，并且將開發(fā)的用戶界面應(yīng)用到實(shí)際。

西門子828D數(shù)控系統(tǒng) ASCII字符 XML語(yǔ)言 界面開發(fā)

西門子828D數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)中應(yīng)用日益廣泛，這個(gè)系統(tǒng)是一種緊湊型數(shù)控系統(tǒng)，集CNC、PLC操作界面以及軸控制功能于一體，通過Drive-CLIQ總線與全數(shù)字驅(qū)動(dòng)S120實(shí)現(xiàn)高速通信，PLC I/O模塊通過PROFINET連接，可自動(dòng)識(shí)別，不需額外配置，Operate集成操作界面只能夠?qū)崿F(xiàn)一般操作的需求。

1 828D數(shù)控系統(tǒng)二次開發(fā)界面

1.1 Easy screen 開發(fā)用戶界面

Easy screen是用ASCII字符編寫用戶界面文件，控制器自動(dòng)解釋執(zhí)行ASCII文件，828D控制器包含Paint Shop Pro和Paint ，支持用戶界面文件圖像顯示和繪畫功能，Easy screen能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能如下：

（1）對(duì)話和標(biāo)簽顯示：軟鍵功能、變量（表格）功能、文本和幫助文本功能、圖像和幫助顯示功能；

（2）激活對(duì)話方式：軟鍵、PLC地址激活；

（3）動(dòng)態(tài)再編輯功能：改變和再刪除軟鍵、定義和設(shè)計(jì)變量區(qū)域、顯示、更改和刪除顯示文本；

（4）初始化：顯示對(duì)話框、變量輸入值、軟鍵狀態(tài)、關(guān)閉對(duì)話。

（5）對(duì)話框之間交換數(shù)據(jù)；

（6）變量：讀變量（NC、PLC、用戶數(shù)據(jù)）、寫變量（NC、PLC、用戶數(shù)據(jù)）、數(shù)學(xué)計(jì)算、比較、或邏輯操作；

（7）執(zhí)行功能：子程序、文件、PI services ；

（8）分級(jí)保護(hù)功能。

用戶界面配置文件為“easyscreen.ini”，在“System CF card oem sinumerik hmi cfg”路徑下新建用戶界面配置文件名“easyscreen.ini”，編輯配置文件產(chǎn)生需要的用戶界面。

1.2 用戶界面的開發(fā)過程

打開控制器，在文件“System CF card oem sinumerik hmi cfg”路徑下新建配置文件名“easyscreen.ini”。在電腦上編輯文件，在parameter的第七軟鍵顯示“New screen”。

主要文件編輯及部分指令解釋如下：

//S(START) 打開電話框軟鍵菜單

HS7=("New %nScreen") 第七鍵鍵名"NewScreen"

PRESS(HS7) 按第七鍵動(dòng)作

LM("mask1") 激活"mask1"子菜單

END_PRESS

//END

//M(Mask1/"Workpiece Dimensions")

（定義"mask1"對(duì)話框）

Def Var1=(R2///"Length of component","R10 X Length"http:///"$R[10]")

（定義浮點(diǎn)變量名"R10 X Length"精確到小數(shù)點(diǎn)后2位）

Def Var2=(R2///"Width of component","R11 Y Width"http:///"$R[11]")

（定義浮點(diǎn)變量名" R11 Y Width "精確到小數(shù)點(diǎn)后2位）

Def Var3=(R3///"Height of component","R12 Z Height"http:///"$R[12]")

（定義浮點(diǎn)變量名" R12 Z Height "精確到小數(shù)點(diǎn)后3位）

Def Var4=(I///"Main spindle speed","R13 Spindle speed"http:///"$R[13]")

（定義浮點(diǎn)變量名" R13 Spindle speed "精確到小數(shù)點(diǎn)后0位）

VS8=("EXIT") （定義第六鍵鍵名" EXIT "）

PRESS(VS6)

EXIT

END_PRESS

//END

文件編輯完成后保存，用CF卡，或U盤，或RCS軟鍵傳入控制器目錄“System CF card oem sinumerik hmi cfg”下，重啟控制器，欲查看界面效果，按鍵MENU SELECT按鍵PARAMETER 按軟鍵第七鍵”New Screen”顯示用戶界面效果。

2 Easy Extend開發(fā)用戶界面

828D控制器二次開發(fā)界面支持Easy Extend，用XML語(yǔ)言開發(fā)，xmldial.xml是主要的程序和用戶界面的入口，數(shù)據(jù)塊DB9905為激活和去活選項(xiàng)功能的數(shù)據(jù)塊，并用DB9905數(shù)據(jù)塊用作PLC和HMI數(shù)據(jù)交換。

下面用外圓磨床二次開發(fā)的例子說明用戶界面的開發(fā)過程，其中外圓磨床的界面流程框圖1所示：

程序編制過程及主要的程序如下：

（1）程序編寫過程是，打開控制器按鍵MENU SELECT，按鍵START-UP，按鍵SYSTEM DATA 在文件“System CF card oem sinumerik hmi appl”路徑下新建入口文件“xmldial.xml”,編輯文件。

（2）主要編程指令及指令解釋：主程序入口有固定的格式，就是必須在以結(jié)束的范圍內(nèi)編寫主程序體，任何以外的字符都不能被視為主程序有效的字符，主程序是在運(yùn)行用戶界面時(shí)首先運(yùn)行的程序，主要包括了開始的畫面定義，開始的菜單定義，及包含的子程序名稱等主要部分。

主程序菜單名稱規(guī)定為”main”，運(yùn)行主程序后程序自動(dòng)搜索名為”main”的主菜單，將作為首次菜單運(yùn)行，主菜單是以結(jié)束，在這個(gè)范圍內(nèi)的為主菜單程序。

主程序入口主要編程及指令解釋如下：

（主程序入口開始）

（主程序入口結(jié)束）

圖1 外圓磨床的界面流程框圖

（3）縱磨加工程序是以子菜單和子程序的結(jié)構(gòu)形式存在的,用戶界面開始時(shí)不能立即被執(zhí)行,需要在主程序運(yùn)行完成后,由主程序根據(jù)需要選擇調(diào)用運(yùn)行,子程序在激活狀態(tài)下也可以調(diào)用其他子菜單調(diào)用其他子程序子菜單總是以結(jié)束，調(diào)用其他子菜單命令以結(jié)束，在這個(gè)范圍內(nèi)編寫被調(diào)用的子菜單名稱。

在子程序體編寫前常常先定義變量,各種使用到的變量都要遵守先定義后使用的原則,即在使用變量名稱前先必須運(yùn)行定義變量的程序,如果沒有定義就使用就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,控制器就認(rèn)為是非法的語(yǔ)句而不能執(zhí)行。

編輯文件名為“travel_menu.xml”縱磨加工子程序:

（字符串變量名" toggle10"）

（整數(shù)型變量名" toggle10re"）

（整數(shù)型變量名" time"）

（字符串變量名" findworkpiece"）

（字符串變量名" findwpbuffer "）

（字符串變量名" findwp1"）

（字符串變量名" findwp2"）

子菜單定義在該菜單運(yùn)行時(shí)，次級(jí)子菜單的調(diào)用關(guān)系，對(duì)應(yīng)的按鍵執(zhí)行相應(yīng)的命令或調(diào)用相應(yīng)的子菜單，在子菜單里定義按鍵的位置，按鍵執(zhí)行動(dòng)作等。窗體編寫主要的指令如下：

子窗體規(guī)定以結(jié)束，子窗體里包含窗體里需要顯示的各種控件，定義各種控件的位置，各種命令的執(zhí)行，變量運(yùn)算，條件調(diào)用等元素。

以同樣的方式編寫外圓加工子程序、內(nèi)圓加工子程序、測(cè)量子程序、對(duì)刀子程序、砂輪修磨子程序、直徑補(bǔ)償子程序、錐度補(bǔ)償子程序、切入磨加工子程序等。

對(duì)應(yīng)XML文件名“xmldial.xml”、“plunge_menu.xml“、“travel_menu.xml”等,編輯完成后保存，或者用SIEMENS軟件RCS802傳入控制器“System CF card oem sinumerik hmi appl”，重啟控制器，查看用戶界面效果，如果編輯的程序有問題可以用控制器自帶的調(diào)試軟件進(jìn)行調(diào)試，然后修改，再試運(yùn)行，再修改直到程序全部正確。外圓縱磨加工用戶界面效果，如圖2所示。

圖2 外圓縱磨加工用戶界面效果

3 結(jié)語(yǔ)

界面二次開發(fā)方便了用戶使用數(shù)控機(jī)床，幫助用戶管理系統(tǒng)，提高了機(jī)床的安全性。編程界面使用圖形化編程，將操作員需要編寫或修改的程序簡(jiǎn)單化；參數(shù)界面將要修改的參數(shù)形象化、增加注釋，減少了操作員對(duì)參數(shù)的記憶，減少了出錯(cuò)，減少了操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了機(jī)床的使用效率；維修界面能夠幫助顯示機(jī)床的狀態(tài)，方便機(jī)床的維修，減少機(jī)床因維修而停機(jī)的時(shí)間；操作界面更加友好、更加專業(yè)，將復(fù)雜的操作簡(jiǎn)單化，使數(shù)控機(jī)床更加人性化，對(duì)操作員簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能熟練掌握，減少了培訓(xùn)時(shí)間。將Easy screen和Easy Extend結(jié)合使用，能使開發(fā)更加方便、更加簡(jiǎn)單。

[1] 西門子SINUMERIK 828D TURNING AND MILLING 說明書[M].2010.

[2] 西門子SINUMERIK 828D HARDWARE AND SOFTWARE說明書[M].2011.

[3] 西門子SINUMERIK 828D PARAMETER MANUAL說明書[M].2010.

[4] 西門子EASY EXTEND說明書[M].2011.

[5] 西門子EASY SCREEN說明書[M].2011.