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西（xī）門子 802D 數控仿真係統設計

2018-5-17 來源：湖（hú）州職（zhí）業技術學院機（jī）電與（yǔ）汽車工程學院作者：王英傑，左希慶

摘要: 數控仿真技（jì）術對（duì）於數控程序可靠性檢驗和切削過程預測有良好（hǎo）的（de）效果。文章對數控仿真係統各項功能進行了研究，選（xuǎn）擇 Delphi7 作（zuò）為開發環境，實現了西門子 802D 數控仿（fǎng）真係統的交互（hù）界麵設計，開發（fā）西門子 802D 數控仿真係統的界麵及菜單，實現了仿真係（xì）統對用（yòng）戶操作的響應。

關鍵詞: 數控仿真技術; 交互界麵; 西門子 802D 數控仿真係統

0 引言

數控機（jī）床從發展至今，給製（zhì）造（zào）業帶（dài）來了巨大的便利。但（dàn）其價格相對較高，中小（xiǎo）型企業和大部分學校引進的數控機（jī）床有限，不足以滿足（zú）培訓需求，而且直接操作數控機床有一定的危險性。數控仿（fǎng）真技術可以（yǐ）較好地解決以上問題。數（shù）控仿真技術是為虛擬製造建立一個（gè）真實的加工環境（jìng），與實際機床的性能、特征相同，可以通過仿真（zhēn）實現對（duì）各環節產品質量控製的評估，成為虛擬製造的一個重要分支和基礎（chǔ）。利用數控仿真技術，不僅可以高效率、高安全性、高準確性地評估數控程序的正確性，還可以依據仿真結果快速（sù）修改（gǎi）加工程序，避免因試切過程（chéng）造成時間和材料的不必要浪費，提高了生產（chǎn）率。

1 、西門子 802D 數控係統整體設計思想

西門（mén）子（zǐ） 802D 係統（tǒng）是西門子公司發行的數控係統，它以其友好的操作界麵以及強大的（de）數控加工功能，在國內數控機床中占有了非常大的比（bǐ）重。西門子 802D 數控係統是一款經（jīng）濟型數控係統，主要包（bāo）括麵板控製單元( PCU) 、鍵盤、機床控製麵板( MCP) 、SIMODＲIVE 模（mó）塊式驅動（dòng）係（xì）統、帶編碼器的 1FK7 伺服電機、IΠO 模塊 PP72 /48、電子手輪等幾大部分。其數控係統功能采用模塊化（huà）的設（shè）計方法，主要包括（kuò） POSITON、PＲOGＲAM、OFFSET PA-ＲAM 、PＲOGＲAM MANAGEＲ、SYSTEM ALAＲM、CUSTOM6 個模塊。整體設計思路如圖 1 所示。

圖 1 係（xì）統整體設計思路

2 、西門子（zǐ） 802D 數控仿真係統的界麵實現

Delphi 是（shì）由 Borland 公司開發的深受廣大程序員所喜愛的可視化和麵向對象的軟件開發工具。與 Visual C ++相比，Delphi 更簡（jiǎn）單、更易於（yú）掌握，因此選用 Delphi 作為西門子 802D 數控仿真係統的開發工具能快速有效地開發出界麵友好（hǎo）、功能強大的數控仿真係（xì）統。數控仿真係統（tǒng）交互界（jiè）麵（miàn）由屏幕顯示（shì）區域、係統（tǒng）操作區域、係統輸（shū）入區域（yù）組成（chéng），如圖

2 所示。

圖 2 西門子 802D 數控仿真係統（tǒng）交（jiāo）互界麵

各個區域分別定義一個 TPanel 組件，然後再在 TPanel組件上添加 TImage 組件（jiàn）、TButton 組件、TLabel 組件、TString Grid 組件等來完成整個數控仿真係統界麵的顯示。整個係統設計工程量較大，本文僅介紹 POSITION 狀態下屏幕顯示區域的實現，其他單元的設計與此類似。

TString Grid 組件等來完成整個數（shù）控仿真係統界麵的顯示。整個係統設計工程量較大，本文僅介紹 POSITION 狀態下屏幕顯示區域的實現，其他單（dān）元的設計與此類似。POSITION

狀態下屏幕（mù）顯示區域使用的組件及要設置組件的屬性如表 1 所（suǒ）示。

表 1 POSITION 狀態下組件屬性設置

在（zài） Delphi7 開發界（jiè）麵的組件欄（lán）上選擇所需要的組件，如圖 3 所示。

圖 3 Delphi7 組件的選取

當組件在 Form 上添加好以後就需要在對象編輯器裏設置（zhì）組件的各種（zhǒng）屬性了，如圖 4 所示。以上（shàng）就是（shì）仿真係統界麵開發的基本步驟（zhòu），所有組件都通過上述方法添加（jiā）和設置。POSITION 狀態下屏幕顯示區域和係統（tǒng）狀態區域均由TLabel 組件和 TPanel 組（zǔ）件（jiàn）構成。通過設置（zhì） Label． Caption來顯示不同（tóng）的狀態，在（zài） Panel 上添加 Label 來顯示機床（chuáng）坐

標位（wèi）置和（hé）機床工藝參數。其界麵如圖 5 所示。

圖 4 對象編輯器

圖 5 仿真係（xì）統在 POSTION 狀態下的界麵顯示

3 、西門（mén）子 802D 仿真係統內部響應的實現

在係統操作區（qū）域主要的功能有機床急停開關的狀態，機床操作方式 Per Point、Jog、VAＲ INC、Auto、MDA 的設置,機床快速進給的操作，主軸（zhóu）進給倍率的調節，主軸轉動倍（bèi）率的調節，手輪的操作。當（dāng）進行這些操作時，仿真係統需要（yào）處理這些響應事件（jiàn）並把處理結果顯示在屏幕上。本文（wén）僅介紹主軸快速運動的實現。

在點擊“Z + ”( 或“Z － ”) 按鈕時，機床主（zhǔ）軸（zhóu）將會（huì）進行快速移動，Z 軸的坐標值也會隨（suí）其變化。但機床主（zhǔ）軸（zhóu）隻有在某些操作狀態下才會進給，因此需要檢查機床狀態標誌的變量值，在此（cǐ）需要檢查 3 個標（biāo）誌（zhì）機床狀態的全局變量（liàng）。首先檢查機床急停開關的（de）狀態，如果 NC_Stop = 1 則（zé）正常，否則給出（chū）提（tí）示信息（xī）要求關閉急停開關。其次再檢查機床操作方式的狀態的（de）全（quán）局變（biàn）量 NC_Status 的值，如（rú）果 NC_Status =2，即機床處於“JOG”模式下，主軸才能運動。

機床（chuáng）主軸運（yùn）動時主軸進給倍率會影響主（zhǔ）軸運動的（de）速度，因此需要通過判斷（duàn） NC_M 的值來獲取當前（qián）主軸的進給倍率。代碼如下:

在仿真係統的屏幕顯示界麵會顯示出當前主（zhǔ）軸（zhóu）進（jìn）給倍率，如圖 6 所示。

圖 6 當前主軸進給（gěi）倍率的顯示

當機（jī）床主軸運動（dòng）時先獲取當前坐（zuò）標值（zhí） Label10． Cap-tion，由於這是個字符串，要先通（tōng）過 Str To Float( ) 函數把它轉（zhuǎn）化為 Float 型（xíng），再把主軸進給倍率 Label27． Caption 轉化為 Float 型。由於數控機床的主軸運動是在一定範圍（wéi）內進行（háng）的，一旦超出這個範圍機床就會報錯。因此在機床主軸運動時還需要對主軸進（jìn）行超行程檢查，一（yī）旦超出機床運動行程則給出提示信息。機床 Z 軸坐標變化實現代碼如（rú）下:

在仿真係統屏幕顯示區域的變化如圖（tú） 7 所示。

圖 7 機床坐標的（de）變化

4 、結束語

利用 Delphi7 強（qiáng）大的可視（shì）化開發技術，完成（chéng）了西門子802D 數（shù）控仿真（zhēn）係統的交互界麵開發，實（shí）現西門（mén）子 802D 數控仿真係統（tǒng）對用戶操作的內部響應（yīng），為後續機床實體仿真奠定了良好的基礎。

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