基於（yú）Easy screen在曲軸專用加（jiā）工設備上的工藝界麵開發（fā）
2018-3-16 來源：陽機床成套（tào）設備 沈陽機床（chuáng）集團沈一希斯（sī） 作（zuò）者： 孫波 石潔芳
摘要：以現在最新西門子840Dsl、828D數控係統使用的Operate界麵為載體，使用其附帶（dài）的Easy screen功能（néng），結合靈活編（biān）程的NC程序（xù），開發出（chū）一套針對（duì）曲軸（zhóu）加工的定製化加工工藝界麵。該界麵簡化工藝參數調整，降低（dī）人為出錯概率（lǜ），提升機床檔次。
1. 開發加工工藝（yì）界麵的意義
曲（qǔ） 軸 專 用 加 工 機 床 ， 用 於（yú）加工幾種特定型號（hào）曲軸的特定加工內容。一（yī）般使用這種加工設備的用戶，經常根據客戶或市場的需要調整各型號曲軸的產量，對生（shēng）產線上的設備進行換產處理，而在設備換產後，由（yóu）於刀具（jù）、工裝（zhuāng）的調整，加工程序和工藝參數（shù）也需要（yào）相應的微調（diào）。這需要廠家（jiā）擁有精通數控係統操作、編程的技術人員，同時該技術人（rén）員還要深刻理解製造商的加工程序，並在程序中對相應的（de）編程數值進行調整。然而這個過程存在一些（xiē）問題：有些小規模的廠家缺乏（fá）較專業的編程人員，或是（shì）有的編程（chéng）人員對程序的理解（jiě）不夠，造成調整過程較長，影響生產，更有甚者由於在調整數值時寫錯了小數點而加工出廢品，甚至損壞機床。
針對（duì）這種情況，開發出一套具有換（huàn）產程序快速選擇、工藝參數界麵化編輯、參數修改權限保護（hù）和工藝參數錄入檢查等（děng）功能的加工工藝界麵具（jù）有（yǒu）十（shí）分突出的意義，對於提升生（shēng）產效率（lǜ）、安全生產都十分有益。
2. Easy screen 介紹（shào）
西門子推出的840Dsl、828D數控係統配置（zhì）了Operate操作界麵，Operate軟件相比過去的HMI A d v a n c e d 更加友好（hǎo）、簡潔，而Operate配置的（de）Easy screen功能，提供給製造商擴展界（jiè）麵的接口，可以免費擴展最多（duō）5個用戶定製（zhì）畫麵，如果需要設（shè）計更多的用（yòng）戶畫麵，還可以通過購（gòu）買西門子的選項包擴展（zhǎn）功能。
Easy screen使用（yòng）ASC II文件配置畫麵文件，無需安裝軟件，也沒有複雜的編程指令，使（shǐ）用起來十分直觀方便。其多種變量、標題、圖形、對話框、軟鍵、PLC及NC變量的讀寫
功能，使編寫的畫麵能夠（gòu）實現多種功能。
3. 曲軸專（zhuān）用加工機床（chuáng）工藝界麵開發過程
（1）Easy screen文件配置。E a s y s c r e e n配置文件共有3個：
①文件“easyscreen.ini”為主文件，用於指定哪（nǎ）些（xiē）文件可以用來創建用戶窗口。這些文件所包含的信息可決定（dìng）特定（dìng）窗口的顯示內容。②文（wén）件“custom.ini”描（miáo）述在C u s t o m區起始畫麵中（zhōng）相關顯示，可以選擇性添加該文件（jiàn）。③文件“slamconfig.ini”描述Custom區（qū）入口按鈕是否顯示，Custom區域（yù）由主菜（cài）單中第幾個軟鍵啟動。畫麵元素文件包（bāo）括：ASCII編製（zhì）的名為“custom.com”程序（xù）文件，存放在“係統CF卡\user（或（huò）oem、addon）\sinumerik\h m i\p r o j”目（mù）錄下。畫麵用（yòng）到（dào）的圖片文件存放在“係統CF卡\user（或
oem、addon）\sinumerik\h m i \ i c o ”文件夾中。另外，也可以（yǐ）將使用的（de）文（wén）字以txt文檔的形式存放（fàng）在“係統CF卡\user（或oem,addon）\sinumerik\hmi\lng”的目（mù）錄下。以（yǐ）下是配置文件的典型（xíng）內容。
文件“文件“easyscreen.ini”：
[STARTFILES]
（2）曲軸加工（gōng）工藝畫麵設計（jì）。
首（shǒu）先是程序選（xuǎn）擇界麵和權限入口設（shè）計（jì），以兩種六缸曲軸（WD615和P12）的（de）加工工藝畫麵設計來說（shuō），需要在主界麵中設計（jì）兩種曲軸的選擇（zé）切換功能，即通過一鍵選擇零件程序，另（lìng）外還要留（liú）出進入各（gè）詳細界麵帶有權限限（xiàn）製的接口軟鍵（jiàn），以便有（yǒu）一定權限的相關（guān）人員能夠進入詳細調整
麵進行調整（zhěng）。起始界（jiè）麵和程序選擇界麵分別如圖1、圖2所示。
圖1 起始界麵
圖2 程序選擇界麵
利用Easy screen的PI service功能（néng）中（zhōng）的一（yī）項程序選擇功能，配合麵板（bǎn）的軟鍵，實現“一鍵選擇程（chéng）序”。從圖（tú）2中可以看到，W D615和P12兩（liǎng）種曲軸的加（jiā）工程序隻需要通過軟鍵就能直接選擇，直觀又方便快捷。下麵（miàn）是實現程序選擇功能的PI service的相關語句：
同 時 ， 為了確保選擇的程序與實際的曲軸種類一致（zhì），需要在機床上安裝必要的檢測開關，並將其開關狀態與種類代碼“MW500”的值進行比較，進行曲軸種（zhǒng）類識別（bié），從而（ér）保障人身和設備（bèi）的安全。
為了保（bǎo）證工藝參數不被沒有資質的人員（yuán）篡改，在進入到工藝參數調整（zhěng）畫麵的接口設置了權限口令。當按（àn）下“設置口令”按（àn）鍵後，畫麵中“權限口令”的窗口變為可編輯（jí）狀態，操作（zuò）者可以輸入口令，該口令可以與PLC程序事先設（shè）定的口令進行比較，如果一致，則當前界麵加載到新的工參數編輯界麵，否（fǒu）則當前狀態不（bú）變。
通過分支條件判斷口令是（shì）否正確，是否加載工藝界麵，指令如下：
其次是加（jiā）工（gōng）工（gōng）藝界麵（miàn）設計。和（hé）前麵程序選擇的界（jiè）麵類（lèi）似，加工工藝界麵（miàn）根據曲軸的種類配置了（le）按鍵，以便選（xuǎn）擇不同的曲軸進行（háng）工藝參數的編輯。“WD615”曲軸的一道工序工藝參數界麵如圖3所（suǒ）示。
圖3 “WD615”曲軸工藝參數界麵（miàn）
軟鍵：“工序+”、“工序－”可以切（qiē）換不同工序，圖中（zhōng）界麵的圖示和尺寸序號將跟隨（suí）“工序”的切（qiē）換而變化，以指示當前編輯的工序內容。“更改參數”鍵用來激活對工藝參數修改的使能，當按下該鍵後，按鍵變成藍色，界麵中的各工藝參數變為可編輯，再次按下按（àn）鍵後，按鍵恢複為灰色，參（cān）數退出編輯。“是否跳過（guò）該序”鍵觸發界麵中右下表 格 “ 跳 過 該 序 ” 的 “ 是 ” 或“否”的變化（huà），可以選擇是否在主加工程序中跳過當前工序，在一些調整場合中可以用（yòng）到此功能。
界 麵 ： “ 刀 具 號 ” 、 “ 刀沿號”指示了該序使用的刀具，可根據刀具列表進行編輯。“名義（yì）尺寸”根（gēn）據圖樣設（shè）定，不能編輯，隻（zhī）能在“補償（cháng）值”中進行修（xiū）正，為了防止因誤編輯引（yǐn）發危險，該值設定了（le）修（xiū）改限定範圍“+/-2m m”，如果發生了誤編輯，數值超出限定範圍，則給（gěi）出提（tí）示，修改無效。“主軸轉速”、“切（qiē）削速度”、“進給量”根據工藝（yì）和刀具（jù）等要求進行（háng）編輯，在畫麵的編程中對這些參數也進行了（le）監控，通過（guò）PLC的DB塊存儲這些數值，當數值發生變化時，將新（xīn）數值與舊值進行比較，當超出一定的範圍時，認為
是編輯錯誤，則修改無效（xiào）。
然後是NC程序的設計（jì）。根據工藝界麵編程（chéng），NC程序的命名是固定的（de），如“WD615.MPF”、“P12.MPF”，否則在程（chéng）序選擇界（jiè）麵（miàn）進行程序（xù）選擇時將發生錯誤。界麵（miàn）上工藝參數實際存儲在變量（在GUD中定義）中，因此N C 程序中涉及到界麵的工藝參數都要（yào）使用變量編程；同時，為了區分工序和實現跳（tiào）過某（mǒu）些工序的功能，結構化的編程也是必要的。
NC程序需要（yào）在滿足配合界麵要求的前提下完成加工的功（gōng）能。以下為（wéi）編程的實例：
由上述編程實例可以看到，由於每個工序都需要用到刀號、刀 沿 號（hào） 和 主 軸 轉 速 等 參 數 ， 因此（cǐ），這些參數的變量（liàng）定義為數組的形式，主程序通過數組變量_S E L[n]判斷程序（xù）是否跳轉，也就是說_SEL[n]和界麵中的“跳過該（gāi） 序 ” 相 關 聯 。 在 具 體 某 一 序程序中，[n]、_DNO[n]及 _MSV[n]等變量分別對應了相應界麵（miàn）的刀（dāo）號、刀沿號和主軸轉速等的參數。這樣的程序設計使用戶不需要對程序本（běn）身進（jìn）行任何修（xiū）改操作隻要在工藝界麵中進行操作就可（kě）以了，實現了對程序的保（bǎo）護。
4. 結語
以前受（shòu）到認識水平和成本的限製，機床人（rén）機界麵的二次開發一直沒（méi）有在國內機床行業得（dé）到廣泛推廣，現在西門子的Operate軟件為這種（zhǒng）設計提供（gòng）了方便，少量的界麵可以不（bú）通過采購選項包和專業的編程知識就可以進行開發。現（xiàn）在一些針對維修、操作開發的界麵已經出（chū）現在一些機床（chuáng）產品中，而本文（wén）開（kāi）發的針對用戶的定製零件加工工藝界麵還鮮有使用，這裏介紹的結合N C程序和Easy screen開發的工藝（yì）界麵直觀簡單，同時避免（miǎn）了一些危險情況，提高了機床的可（kě）靠性和效率，具（jù）有十分實用的（de）特點，值得廣泛使用和推廣。
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如果您有機（jī）床行（háng）業、企業相關新聞（wén）稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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