摘要：利用 Ｐｙｈｔｏｎ語言與海德漢數控係統提供的 Ｍ 功能與 ＴＮＣｏｐｔ、ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ係統軟件，通過建立 Ｍ 功能（néng）以及專家界麵的方法對螺旋錐齒輪數控加工軟件進行了開發設（shè）計。齒輪（lún）加工所需要的各種機床參數（shù）經（jīng）ＴＮＣｏｐｔ軟件（jiàn）優化後通過 Ｍ 功能（néng）得以實現。使用 Ｐｙｈｔｏｎ語言與第三方軟（ruǎn）件實現了界麵的修改及製作。
 
      關（guān）鍵詞：螺旋錐齒輪；海（hǎi）德漢（hàn）數控係統；參（cān）數優化（huà）
 
      ０ 引言
 
     螺旋錐齒輪是機械設備的基礎（chǔ）件［１］，在（zài）機 械行 業中占有重要的地位，它具有承載能力高、傳動平穩（wěn）以及傳動（dòng）效率高等（děng）優點。因此，螺旋錐齒輪及其數控加工技術得到了研究人員廣泛的重視［２］。螺旋錐齒輪數控加工程序編製（zhì）複（fù）雜且某些（xiē）特定功能需要用戶根據實際需求開發（fā）。本文根據本人參（cān）與（yǔ）的 ＧＣＭＴ２５００螺旋錐齒輪專用機床項（xiàng）目開發了專用的配套軟件。軟（ruǎn）件主要包括數控係統參數優化與（yǔ）實現和（hé）人機界麵設計兩大部分（fèn）。
 
      １、 開發專用機床軟件應用的相（xiàng）關軟件
 
      開發 ＧＣＭＴ２５００螺旋錐齒輪專 用 機 床 軟 件 所 使用的相（xiàng）關 軟 件 有：① 係統參數優化軟件 ＴＮＣｏｐｔ；②ＰＬＣ設計軟件（jiàn） ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ；③對應版本（běn）的數控係（xì）統仿真軟件等。相關軟件安裝完之後即可在通（tōng）用 ＰＣ上運行，操作環境為 Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００／ＸＰ／９７。
 
      ＰｙｔｈｏｎＯＥＭ 程序選裝的是機（jī）床製造商提（tí）供的麵向對象的控製係統高級編程語言（yán）。由 Ｐｙｔｈｏｎ語（yǔ）言開發的程 序 可 以 通 過 熟 悉 的 ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ 窗 口 導 入 到ＰＬＣ中，也可以顯（xiǎn）示在單獨可用的（de）窗口中（zhōng）或擴展為全屏顯示。Ｐｙｔｈｏｎ語 法 清晰、模 塊 豐 富，支（zhī） 持 跨 平 台 運行，可以提高數控（kòng）係統二（èr）次開發效率。
 
      ２ 、設備參數優化與 Ｍ 功能管理
 
      ２．１ 設備（bèi）參數優（yōu）化
 
      ＴＮＣｏｐｔ是一款用於（yú）海德漢數控係統調試、優化、診斷的係統軟件［３］。圖１為海德漢數控係統運動控製原理圖。通常設備參數（shù）優化順序依次為電（diàn）流環、速度環和位置環。電 流 環 的 優 化 步 驟 為：① 正 確 連 接 ＰＣ軟件；②按要求對機床和軟件進行設置；③選擇軸並開始電流優 化（或 可 選 擇 自 動（dòng） 優 化 模 式 ），逐 漸 增加ＭＰ２４２０（Ｐ 係數）直 到響 應 曲 線 所（suǒ） 示 位 置，如 圖 ２ 所示。
 
      同理可進行其他相關參數的優化。
   
      ２．２ Ｍ 功能創建
   
     螺旋錐齒輪數控加工需要（yào）添加一 些 特 定 的 Ｍ 功能，主要（yào）包括：①Ｍ２８銑削加工中Ｂ 軸選定為自由軸；②Ｍ２７車（chē）削加工中Ｃ 軸選定為自由（yóu）軸；③Ｍ３７、Ｍ３８、
Ｍ３９不同工況加工過程中各軸方向及各軸電機參數設定。下麵以 Ｍ３７為例說明 Ｍ 功能創建過程。
 
     打開數控係統 ＰＬＣ編輯軟件 ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ，選擇相應的 ＰＬＣ 版本（běn） Ｂａｓｉｃ５６進行如下操 作：①進 入 ＧＬＢ＿ＴＣＭＢ．ＤＥＦ 定義 Ｍ 功能；②進入 Ｍ＿ＦＵＮＣ．ＳＲＣ全局定義；③進（jìn）入 ｍｆｕｎｃｔ，ｔａｂ設定宏有效；④進入 ＰＬＣ：＼ＭＦｕｎｃｔ編寫 Ｍ３７程 序 Ｍ３７．ｈ ，將 優 化所 得 參 數 寫
入程序；⑤在（zài）①中定義的 Ｍ 功能下建 ＭＡＣ ＭＧ－Ｍ３７－ａｃｔｉｖｅ，以激活 Ｍ３７功能；⑥進入 ＯＥＭ．ＦＵＮＣ．ＳＲＣ編寫（xiě）ＰＬＣ程序；⑦傳送ＰＬＣ文件並在機床上完（wán）成編譯。
 

    
     圖１ 海德漢係統運動控製原理圖
 
    ３ 、人機界麵設計
 
     人機界麵部分關鍵的技術為畫（huà）麵編程設計。畫麵編程設計主要包含人因工程學、畫麵設計原則、畫麵設計評價３個方麵（miàn）。
 
     （１）人因工程學。設計畫麵的理論基礎為人因工程學，通過研究人的（de）特性，實現最好的人機分工。一（yī）般采用最大最（zuì）小原則，即讓機器承擔工作（zuò）量最大（dà）而人承擔的工作量最小，並發（fā）揮人的積極主導和決策作用。
 

     
      圖２ 電流Ｐ 係數優（yōu）化曲線
 
     （２）畫麵設計原（yuán）則。畫麵設（shè）計原則遵守最佳組合、畫麵分析與規範、圖標與表格優化、錯誤處理等（děng）原則。
 
     （３）畫麵設計評價。設計（jì）評價需要在係統（tǒng）初期進行（háng），可以及早發現設計缺陷。評價的基本要求為：適應性、有效性、易學習性、用戶（hù）熟悉性、用戶的滿意度等。根據 螺 旋 錐 齒 輪 的 設 計 加 工 要 求，使（shǐ） 用 Ｐｙｈｔｏｎ語言對（duì）弧齒錐齒輪加工的人機界麵程序進行（háng）編製（zhì）。程序功能應具有以下幾個方麵：首先確定齒（chǐ）輪參數，然後依次確（què）定齒製及對應齒製齒（chǐ）輪的參數後保存（cún）參數（shù）。進入刀具參數和工藝參數輸入界麵，通過底部相應的功能鍵進入刀（dāo）具參數輸入界麵、工藝參數輸入界（jiè）麵輸入並保存相關參數；確定（dìng）各（gè）項參數無誤後點擊程序生成（chéng）按鍵生成加工程序。最後，將生成程（chéng）序導入設（shè）備（bèi）並完成錐齒輪加工工作。
 
      ４、 軟件運行實例
 
     圖３為海（hǎi）德漢ｉＴＮＣ－５３０數控係統（tǒng）的標準人機界麵。為（wéi）了（le）保證 原 係 統 的（de） 完（wán） 整 性 以 及 係 統 維 護 的 便 利性，需要在標準人機界麵的（de）基礎上進行相關的設（shè）計［４］。主要包括工具（jù）列、工作區、畫麵檔總管（guǎn）／功能鍵（jiàn）總管、屬性（xìng）框（kuàng）、狀態列等。相關設計完（wán）成後的專用配套軟件各界麵如圖４所示。
  

    
  
     圖３ 海德漢ｉＴＮＣ５３０數控係統標準人機界麵
  

                        
   
     圖４ 螺（luó）旋錐（zhuī）齒輪數控加工軟件界麵（miàn）
   
    ５ 、結語
 
    本文（wén）利（lì）用 Ｐｙｈｔｏｎ語言和海德漢係統提供的 Ｍ 功能與 ＴＮＣｏｐｔ、ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ係統軟（ruǎn）件開發設計了螺旋錐齒輪數控加工軟件。測試結果表明該軟件基本滿足了設計（jì）要求。