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基於西（xī）門（mén）子 840D 數（shù）控係統的倒置式（shì）立式車床人（rén）機界麵開（kāi）發

2020-6-23 來源：沈陽優尼斯智（zhì）能裝備有限（xiàn）公司作者：羅濤

摘要：立式車床的使用已經（jīng）非常普遍，立式車床在使用和工作時候要想自動化程度高，就（jiù）需要它（tā）的數控係統完善，西門子 840D 數控係（xì）統在機床中的應用，使（shǐ）機（jī）床的控製和人機交互界（jiè）麵更（gèng）優化，Wincc Flexible 軟（ruǎn）件的研究開發，機床（chuáng）的控製能更精準，並研究出設計人員結合操作（zuò）人（rén）員的操（cāo）作方法和工程學中的機器（qì）人，綜合利用數控裝置和界麵要（yào）素，研發出更（gèng）好的機床功能（néng）。

關鍵詞：Wincc Flexible；Sinumerik 840D；人機交互（hù）界麵

1 、引言

數（shù）控機床與（yǔ）普通機床的明顯區別在於有人機交互界麵，對於它的研究，不（bú）在是以前單純的人與機器對話的界麵，需要將（jiāng）它設計成人性化、科技水（shuǐ）平要高的界麵，而（ér）數控係統的數控裝置也就是 CNC 係統，要保證該（gāi）係統應用型能（néng）高，對（duì）於不同客戶的需求，便捷和擴展性要強，根據西門子 840D 控製係（xì）統的應用，組成它的部分，NC、PLC 與PCU。PCU 部分（fèn）裝有 HMI 界麵，這個界麵（miàn）可以實現對機床的監控和設置診斷，840D數控係統在應用擴張方麵也很方便，可以隨時增加係統和元件，用戶可以根（gēn）據（jù）自己的需（xū）求進行開發，獨立建立適合生產的人機交互界麵。Programming Package 和 Configuration Package 兩種工具（jù）可以實現人機（jī）交互的開發（fā）。Configuration Package軟件包含 Wincc Flexible 軟件，Wincc Flexible 軟件是在 Protool 基礎上設計（jì）的，功能齊全，具（jù）有以下特點（diǎn）：

（1）具有組態功能（néng），可（kě）組態（tài）基（jī）於 Windows CE 的SIMATIC HMI 設備、西門子（zǐ）的 C7、乃至（zhì） PC 機。

（2）支持 TIA，與多個軟件進行合並（bìng）使用；

（3）可擴展性強（qiáng），支持 VB 腳本；

（4）操作（zuò）簡單、設置方便、使用簡單；

（5）用戶可以自定義（yì）設置，圖（tú）像顯示（shì）豐富；

（6）通（tōng）訊功能強大，支持（chí）類型多。

2 、倒（dǎo）置式（shì）立式車床人機界麵設計

2.1 機床操作麵（miàn）板界麵設計

倒置式立式車床是針對用戶使用和操作研發的產品，機床的選擇性很多，功能也強大，工作效率高，節省（shěng）成本，設計開發的人機交互界麵有以下幾種：

（1）排（pái）屑器人機（jī）交互界麵，如圖 1，這個（gè）界麵包含運行時間、係統參（cān）數和改變測量等係（xì）統，這個界（jiè）麵可以對機床的運行時間和間隔（gé）時間進行設定，設（shè）定時間直接輸入（rù）到界麵內，在設備開啟從（cóng）主菜單調入排屑器界麵後，界麵（miàn）的初始值為“0”，而界麵上最右邊的一串數（shù）字“0”可以顯示目前排屑器在設定的時間範圍內運（yùn）行了多長時間和暫停了多長時間（jiān）。

圖 1 排屑器工作時間設定界麵

在交互界（jiè）麵出現之（zhī）後，對內容進行設置的過程為，需要將軟件內部的 OBJECT 查找出（chū）來，並在顯示屏上（shàng）顯示，運（yùn）行時間對應 OBJECT_92 的文本域（yù）。間隔時間對應 OBJECT_93的文本域，通過這兩個更改需要的文本來更改參數（shù）。在OBJECT 軟件係（xì）統中，通過（guò） I/O Field 進行改變交互界麵中排屑器工作時間的設定，將其參數進行改變，變量是對應（yīng）DB207.DBB4、DB207.DBB7。I/O Field 不（bú）僅可以對（duì）排屑（xiè）進行設置，工作時間的設定也是通過它，但是（shì）變量形式發生了改變，通過以上最終實現其功能的 PLC 部分程序。在數（shù）控機床（chuáng）的交互界麵形式中還有（yǒu）對設備報警進行處理的界麵（miàn），倒（dǎo）置式立式車床的（de）界麵比其他產品增加了報警處理和（hé） I/O 信息處理的界麵。同時機床的（de）電氣係統控製櫃采用（yòng）萬可的輸入輸（shū）出模塊，在櫃外的從站需要的數量多，同時在機床設備上（shàng）各處都有（yǒu），該設備的櫃外從站是西門子公司（sī）的 ET200Pro 模塊，這樣就會對了解每個 I/O 的情況（kuàng）造成困難，倒置式立式車床的界麵會（huì）避免這一缺點，它可以再操作界麵上（shàng）進行對這些 I/O 進行輸入輸出，在這個界麵中，如果想知（zhī）道 I/O 的狀態，可以通過視覺直（zhí）接分（fèn）辨顏色，因為 I/O 點的顏色顯示為綠（lǜ）色的時候，證明該設備的 PLC中 I/O 點是（shì）輸入或輸出（chū）的，這樣操作人員（yuán）在（zài）進行操作時候可以清（qīng）洗準確的了解設備的狀態，大大縮短了診斷時間。

倒置式立式車床的界麵也可以實現監（jiān）控，對設備在當天工作的狀態進行監控，包括加工工件的件數，通過在監控（kòng）主（zhǔ）界麵的主菜單中（zhōng）找到監控界麵，界麵調入之後，在界麵中總件數是指該機床從開機使用到現在加（jiā）工的（de）總數量，界麵中的當天工件（jiàn）計數就是今天機床運行時間內（nèi）加工的數量，在設計當天加工時間段內，也可以（yǐ）統計某一時間段內加工零件的數量，在界麵的左下角有一個當天工作計數重置按鈕，這個是在開機之後，可以對（duì）當天共計計數（shù）進行清零處理。

2.2 移動麵板觸摸屏的界麵設計

圖 2 西門子觸摸屏的人機界麵設計

機床的移動麵板是西門子 177DP，如圖 2 所示，通過圖中可以看出在顯示屏內有四個控製按鈕，有兩（liǎng）個按鈕是語言設置按（àn）鈕，可以選擇 English 或者中文，對應的垂直鍵分別為 F4、F6，通過這兩個按（àn）鍵（jiàn）來選擇語言進行切換（huàn），還有兩個按鈕是手輪功能和料道功能（néng），這兩個功能的對應（yīng）水平鍵為 F10、F13。

圖 3 觸摸屏上實現機床手輪功能界麵

圖 3 顯示的為按下手輪功能按鈕出（chū）現的對話框，在（zài）這個設置對話框中，可以通過垂直鍵 F3、F5、F7 對 X 軸、Y軸、Z 軸的位置進行設置，界麵內會顯示當前實際坐標值，界麵（miàn）內 X、Y、Z 軸設置還有下一級界（jiè）麵，當設置某一坐標值（zhí）數值的時候，點擊後會出現，在該界麵內會（huì）出現你要設置的坐標軸，通過顏色來區分，界麵中可（kě）以對坐標軸進行（háng）正向移（yí）動、負向（xiàng）移動和快速移動，屏幕下方的按鈕（niǔ）分別控製（zhì）手動移動 X 軸的增量大小。

3 、結語

利用西（xī）門子數控係統應用在機床上，結合（hé） Wincc Flexible 軟件進行人機界（jiè）麵設計，可以節省時間，同時簡單有效，將這種人機交互界（jiè）麵應用在機床上，可以簡化機床生（shēng）產（chǎn）時候的操（cāo）作（zuò）時間，提高生產效（xiào）率。數控機（jī）床作為我國機械（xiè）加工領域的加工設備，它的地位是（shì）不能比擬的（de），要降（jiàng）低人機界麵（miàn）對設備的影響，在今後機床的發展中，數控係統的操作界麵是未來競爭的環（huán）節。

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