基於SYNTEC的螺旋錐齒輪加工機床數控係統開發（下）
2017-1-3 來源：沈陽工業大學（xué） 作者：張西棟
第 4 章 新代數控係統人機界麵的設計開發
數控係統應該（gāi）具有清晰的用（yòng）戶界麵，有效的用（yòng）戶提示信息，豐富（fù）的圖（tú）形化任務模型，能夠實現自我（wǒ）診斷以及相（xiàng）應信息的記錄功能（néng）、自我功能巡檢以及自我功能（néng）優化。根據用（yòng）戶的實際要求對操作（zuò）界麵進行設計，利（lì）用客製（zhì）化的參數輸入界麵取代繁瑣的程序的編製過程。機（jī）床操作（zuò）人員隻需在相應的客製界麵中輸入主要的幾個加（jiā）工參數，後台即可生（shēng）成相（xiàng）應的（de）加（jiā）工代碼，簡化齒輪加工，提高加工任務的可管控性。
4.1 界麵係統的整體設計
設計開發的機床是弧齒錐（zhuī）齒輪加工的專用機床，根據（jù）項目開發要求，對弧（hú）齒錐齒輪加工機床中安（ān）裝（zhuāng）的數控係統人機界麵進行客製開發。圖4.1 是弧齒錐齒輪（lún）加工機床人機界麵工作流程。
首先是齒製的選擇，選擇弧齒齒製，進（jìn）入弧齒錐齒輪的參數輸入界（jiè）麵（miàn）；然後通過點選底部相應的客製好的功能鍵，進入齒輪參數輸入界麵、工藝參數輸入界麵以及刀具參數輸入界麵（miàn），通過子頁（yè）麵（miàn）下對應的各個（gè）子功能鍵，進入各自的參數輸入界麵，完成相（xiàng）應數據參數的輸入。
數據參數輸入完（wán）成之後，通過參數檢查模塊進行（háng）參數自（zì）檢（jiǎn），如果有錯誤參數，返回（huí）參數輸入（rù）界麵進行參數的修改；如果無誤，則進入仿真加工模塊。在仿（fǎng）真過程中如（rú）果出現刀具與工件的幹涉等錯誤（wù），則返回參（cān）數（shù）輸（shū）入界（jiè）麵進行參數的修改（gǎi），直至錯誤消除，進入數控加工過（guò）程，最（zuì）後退出程序，完成（chéng）加工。
4.2 e HMI 客製工具
新代數控係統的客製過程包括專案的建立、畫麵檔與功能（néng）鍵的設計、畫麵檔與相（xiàng）應功能鍵的鏈接以及安裝（zhuāng）文件的封裝等過程。 人機界麵的客製工（gōng）作主要由 e HMI 開發軟件（jiàn）完成，當按（àn）照安裝要求將相關模擬仿真軟件安裝（zhuāng）完畢之後，安裝（zhuāng）目錄下就會生成 SYNTEC 數控係（xì）統標準的仿真係統文件，如圖 4.2 所示，Disk C 之下有三個人機相關的文（wén）件夾，一是標準文件夾 Std MMIRes，這是新代的標準人機（jī），不允許修改；二是準係統文（wén）件夾 Prd MMIRes，這是新（xīn）代的準係統文件夾，同樣也是不建議修改的；三是客製文（wén）件夾 OCRes，這是操作者客製的專區，相關客製文件均保存在該文件夾下。
圖 4.1 弧齒錐齒輪加（jiā）工機床人機界麵工作流程
圖 4.2 仿真係統文件夾
圖（tú） 4.3 是新代數控係統 SYNTEC-10B 開機運行的標準人機界麵，為了保證原係統的（de）完（wán）整性（xìng）以及客製後係統維護（hù）的便（biàn）利性（xìng），相關人機界麵的客製工作需要在標準人機界麵（miàn）的基礎上完成（chéng）[54]。相（xiàng）關（guān）界麵的客製是在 e HMI 中完成的，它由工具欄、工作區、畫麵檔總管/功能鍵總管、屬性框、狀態列組成[42]，如圖 4.4 所（suǒ）示（shì）。
圖 4.3 新代 SYNTEC—10B 標準人機界麵
圖 4.4 e HMI 客製化工作界麵
4.3 人機界麵的客製（zhì）
4.3.1 專案的建立（lì）
人機界麵由（yóu）多個功能鍵（Fenubar）、畫麵（miàn）檔（Browser）、圖（tú）片檔等組成，而且 e HMI會自動幫助編輯（jí）者管理這些檔案。界麵客製（zhì）過程（chéng）表明，通過新增專案的方式，添加畫麵檔（dàng）和功能鍵來實現界麵的客製，更易於一般編輯人員接受[55]。
在 e HMI 中依次選擇“檔案”→“新增（zēng）”→“專案（àn）”，如圖 4.5 所（suǒ）示然後在彈（dàn）出的對話（huà）框（kuàng）中指定要使用的專案名稱“kezhi7-6”與存儲位置，點擊“確（què）定”。此時彈（dàn）出新建專案的提示對話框，如（rú）圖 4.6 所示。我們點選要加載標準（zhǔn）人機的 OCRes 文件的位置（zhì），進入新的專案，e HMI 將自動加載 C:\OCRes\Common 下的 Cnc Fenu.xml（默認功能鍵名稱）與 Syntec Param.xml（默認參（cān）數檔名稱（chēng）），以及\OCRes\Common\App Data 下所有畫（huà）麵檔，而且（qiě）在專案文件（jiàn）夾下自動（dòng）生成“kezhi7-6.beproj”的專（zhuān）案文件（jiàn）以及（jí）一個名為“kezhi7-6”的文件夾（jiá），該文件夾裏（lǐ）麵包括“Std MMIRes”、“OCRes”以及“Prd MMIRes”三個與人機客製相關（guān）的文件夾。該操作的目的是保證原（yuán）係統的完整（zhěng）性，便於後續畫麵檔（dàng）和功能鍵的客（kè）製文件管理。“OCRes”文件（jiàn）夾下的“Common”文件夾用（yòng）來保存與功能鍵客製相關的文件資料，而“Common”之下的“App Data”文件夾用（yòng）來存儲與（yǔ）客製畫麵檔相關的（de）文件資料，這樣可以（yǐ）保證客製文件與（yǔ）原操作係統的兼容性。
圖 4.5 專案建立
圖（tú） 4.6 新建（jiàn）專案提（tí）示框
4.3.2 畫（huà）麵檔的客製
人機界麵大致分為兩（liǎng）部分，一（yī）個是基礎底層畫麵，一個是實際在切換的區塊上的畫麵，其中基礎底層畫（huà）麵是由\OCRes Dir\Common\App Data\Backgnd.xml 的檔案所定義的[42]。對數（shù）控係統的界麵客製是對切換的區塊上的（de）畫麵進行客製。
一個畫麵檔（Browser）通常由許多元件組合而成（chéng），如元件盤、標記、顯示元件、圖像、輸（shū）入欄、下拉式選單、按鍵、坐標顯示元件、多圖像、多文字等，如圖 4.7 所示。在畫麵檔總管區的畫麵檔右鍵點選“App Data”→“加入新畫麵檔（N）”，在彈出（chū）的對話框上填寫畫麵檔的尺（chǐ）寸大小值，“名稱”一欄不識別中文字符，需要輸入英文字符（區分大小寫）以及數字字符，如圖 4.8 所示。然後在這個空畫麵檔上麵添加自己所需要的組件。首先為空畫麵檔添加一個基底麵板（bǎn），基底麵板的作用是通過顏色的對比（bǐ），襯托出頂層元件的功能和（hé）名稱。具體操作時點選“元件”→“元件盤（Panel）”，設置該元件盤的寬度（width）為 800，高度（height）為 470，使（shǐ）其能夠（gòu）布滿整個畫麵（miàn）檔工作區。設置背景顏色、邊框顏色為灰色或者黑色，設置該元件盤的層次為最底（dǐ）層。
圖（tú） 4.7 畫麵檔（dàng）組成元件（jiàn）
圖 4.8 新建畫麵檔對話框
以“齒製選擇”顯示組件為例，介紹普通顯示元件的詳細客製過程。在元件盤（pán）上（shàng）添加“標記”顯示組件，依次點選 e HMI 工具欄裏的“元件”→“標記”，在工（gōng）作區的基底麵（miàn）板上按（àn）住左鍵拉出一（yī）個（gè）矩形區塊的“標記（jì）”組件；然後雙（shuāng）擊該（gāi）組件，通過圖 4.9所（suǒ）示的組件設定對話（huà）框對其尺寸大小、名稱標題、字體顏色、背景顏色以及（jí）字體大小等（děng）屬性進行設置。當該元件設置完畢後，可以通過點選（xuǎn） e HMI 工具欄裏的（de）“測試”→“測試畫麵檔（dàng）”選項，對新添加“標記”元件的畫麵檔的客製效果進行仿真測試檢（jiǎn）驗。 其他（tā）“顯（xiǎn）示元件”、“輸入欄”、“圖（tú）像”等元件的添加過程與“標記”元件的添加（jiā）過（guò）程類似，不再贅述。圖 4.10 至圖 4.16 是根據項目要求客（kè）製的部分人機交互界麵的畫麵檔。
圖 4.9 “標記”元件（jiàn）設（shè）定對話框
圖 4.10 齒製選擇畫麵檔
圖 4.11 弧齒錐（zhuī）齒輪參（cān）數輸入畫麵檔
圖 4.12 弧齒齒輪（lún）參數輸入畫麵（miàn）檔
圖 4.13 弧齒工藝（yì）參數輸入選擇畫麵檔
圖 4.14 弧（hú）齒工藝參數輸入-大（dà）齒輪畫（huà）麵檔
圖 4.15 弧齒工（gōng）藝參數輸入-小齒輪畫麵檔
圖 4.16 弧齒錐齒輪刀具參數輸入畫麵檔
4.3.3 功能鍵的（de）客製（zhì）
一個功能鍵由一個以上的按鍵列（Fenubar）組合而（ér）成。圖 4.17 為標準人機主功（gōng）能鍵按鍵列（liè）。功能鍵的客製思路是在主功能鍵的基礎上（shàng），通過啟用某一個閑置（zhì）功能鍵按鈕，將（jiāng）該按鈕的動（dòng）作鏈接至之前（qián）客製好的（de）畫麵（miàn）檔，以進入客製化的界（jiè）麵。以“齒製選擇”界麵的客製功能鍵與相應畫麵檔的鏈接為例，介紹具體的客製過程。
圖 4.17 標準人（rén）機主功能鍵按鍵列
在功能鍵（jiàn）總管區域右鍵單擊（jī）點選“Cnc Fenu5.xml”，選（xuǎn）擇“新（xīn）增按鍵列（F）”，如圖 4.18 所示。在（zài）彈出的對話框中（zhōng）鍵入新增按鍵列的名稱“chizhixuanze”後（hòu）點擊確認，然（rán）後生成一個按鍵列，雙擊“F1”按鈕，彈出如圖 4.19 所示的（de） F1 快捷鍵設置對（duì）話框，對該快捷鍵的標題設置為“弧齒”，將“連接”處打勾，通過選（xuǎn）擇後方的（de）下拉（lā）列表裏麵的之前已經客製好的功能鍵名稱“huchicanshushuru”，引導至已經客製好的次級功能（néng）鍵“huchicanshushuru”。 點（diǎn）擊“不受密碼（mǎ）保護的動作”選項卡，彈出如圖 4.20 所示的動（dòng）作設置（zhì）對話框，將“功（gōng）能選項總表”中的“切換至客製（zhì）界（jiè）麵”功能添加到“Action List”裏麵，然後在（zài）右下 角 輸 入（rù） 已 經 客 製 好 弧 齒 錐 齒 輪 參 數 輸（shū） 入 界 麵 的 畫 麵（miàn） 檔 名 稱“HCZCLcanshushurujiemian”，點擊“add”，將其（qí）添加到“Action List”裏麵，完（wán）成該功能鍵的“F1”按鍵列的動作鏈接客（kè）製。其他功能鍵的客製以及功能鍵與畫麵檔之間的鏈接過程與（yǔ）“齒製選擇（zé）”的客製過程相似。
圖 4.18 新增按鍵列
圖 4.19 F1 快捷鍵設置對話框
圖 4.20 動作設置對話框
4.4 界麵係統的測試
各級畫麵檔的客製與相應的功能鍵的客製完成（chéng）了數控係（xì）統人機界麵客製的大部分工作，畫麵檔與功能（néng）鍵的鏈接完成後還需要通過 e HMI 的測試功能（néng）進行相關人機界麵的測試仿真工作，以驗證相關的客製功能能否達到客製的要求（qiú）。 e HMI 開發包具有測試仿真（zhēn）的功能，測試分為測（cè）試專案、測試畫麵檔、測試功能鍵、人機實測。本（běn）文是通過建立專案的形式對界（jiè）麵進行客製的，所以選擇 e HMI 的工具欄裏的“測試”，然後點選“人機實測”→“利用本專案（àn） OCRes 測試”，如圖 4.21 所示。測試係統就會根據客（kè）製好的畫麵檔與功能鍵進行模擬（nǐ）仿真。圖 4.22 至圖 4.28 是相關界麵的仿真效果圖。
圖 4.21 啟動測試係（xì）統
圖 4.22 齒（chǐ）製選擇（zé）界麵
圖 4.23 參數輸入總界（jiè）麵
圖 4.24 齒輪（lún）參（cān）數輸入（rù）
圖 4.25 工藝參數輸入
圖（tú） 4.26 小齒輪工藝參（cān）數輸（shū）入
圖 4.27 大齒輪工（gōng）藝參數輸入
圖 4.28 刀具參數輸入
4.5 界麵層級關係
客製（zhì）的整個界麵是一個畫麵（miàn）係統，為了便於分析各級界麵之間的從屬關係以及更直（zhí）觀的了解畫麵檔內容（róng），繪製層級關（guān）係（xì）框圖[56]，如圖 4.29 所示。在標準人機（jī）界麵下添加“齒製選擇”界麵，然（rán）後下分為“弧齒（chǐ）錐齒輪”以及“其他齒製”界麵。“弧齒錐齒輪”界麵連接到“弧齒錐齒輪（lún）參數輸入”界麵。“弧齒錐齒輪參數輸入”界麵下分為“齒輪參數”界麵、“工藝（yì）參數”界麵、“刀具參數”界麵。“工藝參數”界（jiè）麵和“刀具參數”界麵下各（gè）自分為大、小齒輪相關參數界（jiè）麵，以此組成整個的界麵層級係統。
4.6 多軸群顯示設計
用（yòng）於螺旋錐齒輪（lún）加工的是多軸係統機床，在多軸係統（tǒng）中通常需要將$1(第一軸群)、$2(第二軸群)設置為按照（zhào）軸群設定來顯示坐標內容，例（lì）如$1 的 XYZC 顯示在$1 的（de）坐標組件中，$2 的 AB 顯示在$2 的坐標組件中。這樣顯（xiǎn）示比較符合用戶的使用習慣，也容易辨認軸與軸群（qún）的關（guān）係。圖 4.30 為主界麵軸群分布圖。
圖（tú） 4.29 界麵層（céng）級關係框圖
圖 4.30 主界麵（miàn）軸群分布圖
首先提取相應的配（pèi）置文件（jiàn）：OCRes\Common\App Data\Pos Coord.xml，然後對該文件進行配置，編程語言如下：
<xml version="1.0" encoding="UTF-8"> <Screen Type="Dot Net Extension"> <Machine coordinate layout > 機械坐標。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁顯（xiǎn）示的軸數目，默認（rèn）為 5。
<Axis Group Source>1</Axis Group Source> 設定要顯示的軸群，默認為 0。
</Coord Box> <Relative coordinate layout > 相（xiàng）對坐標。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁（yè）顯示的軸數（shù）目，默認為 5。
<Axis Group Source>2</Axis Group Source> 設定要顯示的軸群，默認為 0。
</Coord Box> <Absolute coordinate layout > 絕對坐標。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁（yè）顯示的軸數目，默認為 5。<Axis Group Source>0</Axis Group Source> 設定要顯（xiǎn）示的軸群，默認為 0。
</Coord Box> <Distance to Go coordinate layout> 剩餘距離。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁顯示的軸數目（mù），默認為 5。
<Axis Group Source>0</Axis Group Source> 設定（dìng）要顯示的軸群（qún），默認為 0。
</Coord Box> </Screen> 程序中的“Axis Group Source（0-15）”表示設定（dìng）所顯示的軸群，“0”是默認值，表（biǎo）示顯示所有軸群；“1”表示僅顯示第一軸群，“2”表示僅（jǐn）顯示第（dì）二軸群，“4”表（biǎo）示僅（jǐn）顯示第三軸群，“8”表示僅顯示第四（sì）軸群，“3”顯示第一及第二軸群（1+2=3），若要顯示不同軸群的組合，依此類推。例如：1+4=5：表示顯示第（dì）一（yī）軸群和第三軸群。 “Page Size”（預設為 5，大於（yú） 5 畫麵（miàn）會超出。）表示設定一頁顯示的軸群數量。如果欲顯示的軸（zhóu）群數目大（dà）於“Page Size”，則可使用“Page Down”及“Page Up”切換頁麵，由於一次按下（xià）“Page Down”鍵將觸發所有坐標組件進行換（huàn）頁動作，可（kě）以（yǐ）預見若不同的坐標組件設置不同數量的軸群顯示，且（qiě）按下“Page Down”鍵顯示其他（tā）軸群坐標信息，將不會很快地切回第一次顯示的畫麵。令 m=“Axis Group Source”數目/“Page Size”，所以必須（xū）再按下所有坐標組件 m 的最小（xiǎo）公倍數–1 次數，才會回到（dào）原來的畫（huà）麵。 “Page Down”按（àn）下時，軸群內容會出現（xiàn）“Axis Group Source”所設定的軸群內容，無關 R21（多軸群 CNC 主係統執行模式）所設定的值。完成相關文件的修（xiū）改之後將對應檔案放置於對應路徑下，以保證（zhèng）客製的軸群顯（xiǎn）示能夠在數控係統重新啟動之（zhī）後的正常顯示。
4.7 專案的封裝
在專案模式下客製完成的（de）畫麵檔與功能（néng）鍵需要（yào）經（jīng）過打包封裝的過程，生成安裝包（bāo），複製到相應數控係統文件夾下，通過更新係統的方（fāng）式，將客製部分內嵌到（dào）原裝新代數（shù）控係統中，方（fāng）可正常運行（háng）[42]。 首先點選 e HMI 工具欄中的“工（gōng）具”→“檢查記憶體是否重複”→“檢（jiǎn）查檔案\專（zhuān）案”，對專案的建立位置與專案參數進行檢查，在確保無誤的情況下，點選“工具”→“建立安裝檔”→“打包專案”，將該專案下的所有檔案資料（liào）壓縮成一個 Zip 類型的安裝檔（dàng），將此安裝檔複製到標準人機（jī）磁盤中，然（rán）後在標準人機（CNCMon）中升級即可。
4.8 本章小結（jié）
本章節首先對客（kè）製化界麵（miàn）係統的整體框架進行了相（xiàng）關的設計構造，然後對（duì）人機界麵的客製軟件 e HMI 進行了簡單性介紹（shào），論述了客製工作的文件設置問題。在此基（jī）礎（chǔ）上（shàng），通過建立專案的形式，對（duì）人機界麵各級的畫麵檔、功能（néng）鍵進行了設計客製。通過測試（shì）仿真模塊，對各級畫麵檔（dàng）與功能鍵的相關客製工作進行了仿真檢測，在確認各（gè）種參數無誤的（de）情況下，建立了人機界麵的（de）各層級的關係圖，使界麵之間的層級關（guān）係一目了然。按照操作習（xí）慣（guàn）對數控係（xì）統的軸群顯示（shì）界麵進行了編程設置。最（zuì）後將客製的專案進（jìn）行了軟件封裝。
第 5 章 新代 PLC 係統
新代數控係統具有內嵌的（de） PLC 係統，對畫麵檔和功能（néng）鍵的客製工作（zuò）需要相應地對新代 PLC 係統的參數進行相關設置，保證人機界麵的參數與後台 PLC 係統參數傳輸的穩（wěn）定性。 5.1 PLC 分類 可編（biān）程控製器（qì）按其 I/O 接（jiē）點數的多（duō）少、存儲器容量的大小、指令多少與（yǔ）其（qí）功（gōng）能的強弱，大致可分為小、中（zhōng）、大三大類[57]，如表 5.1 所示。按數控機床 CNC 係統中所用PLC 結（jié）構的不同，又分為內裝型和獨立型（xíng）兩類。
表5.1 PLC 的分類
5.2 新代內裝型 PLC 係統（tǒng）架構（gòu）
SYNTEC-10B 數控係統采用是內裝型的 PLC，該型 PLC 是新（xīn）代科（kē）技有限公司為實現 SYNTEC-10B 係統順序控製而專門設計製造的，它是內嵌在數控（kòng）係統中的，可以在CNC 裝置（zhì）內部實（shí）現與 NC 之間的信號交流（liú）。新（xīn）代的（de） PLC 係統包括梯形圖的輸入編輯（jí）部分、指令表的輸入編輯（jí）部分、梯形圖語言與指令表語（yǔ）言的轉換部分以及指（zhǐ）令表語言的編譯部分。 梯形圖編輯（jí）器可以實現插（chā）入和刪除程序指令、文（wén）件的開（kāi）啟和（hé）存檔、相關程序界麵的設計、圖形元素的繪製等任務。指令表與匯編語（yǔ）言一（yī）樣，具有簡潔的語法格（gé）式，易於被多數編程人員接受，是 PLC 常用的編程語言。作為整個 PLC 係統的一個環節，指令表語言要完成輸（shū）入和編輯功（gōng）能，為（wéi）後續的編譯運行過程做準備。將梯形圖這樣的圖形化（huà）語言轉換為指令表這樣的（de）文本化的編程語言是編譯（yì）工作的主要（yào）內容，轉換（huàn）原理就是將梯形圖的信息數據從鏈表的節點中提取出來，按照相關的程序規範轉化為指（zhǐ）令（lìng）表，並按照相應的要求，顯示在指定區域中。編譯的過程實質上就是將高級語言編（biān）寫的程序翻譯為（wéi）機器語言的過（guò）程（chéng），該過程轉化質量的高低（dī）決定著係統程序準（zhǔn）確性和運行效率（lǜ）。編譯模（mó）塊是 PLC 程序被係統識（shí）別的前提和必要步驟。 SYNTEC-10B 係統內裝型的（de） PLC 與 MT 間的通信是通（tōng）過 CNC 輸入/輸出接（jiē）口電路實現的，如圖 5.1 所（suǒ）示。
圖 5.1 新代內（nèi）裝型 PLC-CNC 機床係統框圖
5.3 新代內裝型 PLC 特點
內裝型 PLC 是作為（wéi）一種基本（běn）的（de）可供操作人員選擇的（de）功能出現在 CNC 中的，數控係統的性能、規格、應用機床的類型等因素決（jué）定了內裝型 PLC 的性能指標。在對 CNC係統（tǒng）進行相關功能的設計、製造時，兼顧了 PLC 硬件和軟件部分的功能，這樣的設計方案保（bǎo）證了整個係統結構的緊湊性，而且這種（zhǒng）設計思路可以提高 PLC 功能（néng）的針對性，更（gèng）有利於 PLC 相關功能的發揮。內裝型 PLC 與 CNC 係統共用輸入/輸出電路（lù），有（yǒu）利於簡化控製係統的（de）結構。內裝型 PLC 結構可以使 CNC 係統發揮諸（zhū）如梯形圖編輯（jí）和傳送、CNC 內部直接處理大量信息等更優越的控製功能。
5.4 客製用新代 PLC 寄（jì）存器分配
新代（dài） PLC 主要提供 I、O、A、C、S、R、CT、TI 等八個元（yuán）件，供（gòng）程序編輯人員使其中“I”是實體輸入接（jiē）點（Input）。圖 5.2 是新代數控係統的客製過程中內置 PLC與機床係統的整體架（jià）構圖。“O”是實體輸出接點（Output）。“A”是虛（xū）擬輔助接點（Auxiliary），從 A0-A511 共有 512 個接點。“C”是 PLC 控製 CNC 指令（PLC CNC Command），從 C0-C511，共 512 個接點。“S”是 PLC 讀取 CNC 狀態（PLC CNC Status），從 S0-S511，共 512 個接點。
圖 5.2 SYNTEC 客製化中的（de）新代 PLC 架構圖
“R”是 PLC 與 CNC 雙向 32 位元暫存器（PLC CNC Register），從 R0-R65535，共 65536 個接點，實際（jì）客製工作中使用的輸入寄存器地址分布（bù）是 R1023-R4095，該（gāi）地址段（duàn）是人機界麵客製中既允許操作者進行“讀取”操作，又可允許操作者進行“寫入”工作的（de）地址段之一，對應（yīng）的全局（jú）變（biàn）量@11023-@14095。在人機界麵的客製過程（chéng）中（zhōng）輸入變（biàn）量與（yǔ）對應的寄存器地址關係，如表 5.2 至（zhì）表 5.6 所示。
5.5 M/S/T 碼（mǎ）的信號傳遞
機床（chuáng）操作者在程序（xù）中使用“M”碼，用以驅動周邊設備，如油（yóu）冷機構、送（sòng）料機構等。編入“S”碼是為（wéi）了設定主軸轉速，“T”碼是（shì）執行換刀動作（zuò）的。編入的 M/S/T 碼，可以將相關（guān）電機轉動動作與 PLC 的輸入輸出信號做同步控製。其（qí）動作流（liú）程如圖 5.3 所示。
圖 5.3 M/S/T 碼動作流程
當加工程序執行到 M/S/T 碼時，核心會發出 S29/S54/S69 的 M/S/T 碼，讀取 M/S/T碼給 PLC，核心控製器會將 M/S/T 碼（mǎ）的內容放在 R1/R2/R3 寄存器中，例如當加工程序執行（háng）到“M3”時，控製器會將“3”存入“R1”寄存（cún）器內；當加工程序（xù）執行到“T5”時，控製器會將“5”存入“R3”寄存器。當 PLC 接（jiē）到 M/S/T 碼（mǎ）後，就開始執行預先規劃的動作。待 M/S/T 碼執（zhí）行完畢後，PLC 將（jiāng）觸發 M/S/T 碼完成信號給核心控（kòng）製器，核心收到 C38 ON 後，確認 M/S/T 碼動作完成，才會繼續向下執行加工程序。
5.6 新代（dài） PLC 的警報視窗係統
新代數控係統中相關警告信息的顯示，都是由（yóu）新（xīn）代內置 PLC 觸發的。PLC 觸（chù）發的信息會自動記載在控製器之中，提供給操作者診斷依據。當 PLC 發出警報信號時，控製器將警報字符串（chuàn）顯示於控製器的屏幕上，並不會自動中止其他執行中的任（rèn）何動作，如果需要終止程（chéng）序加工或其他執行中（zhōng）的動作，需要在 PLC 程序中另行處理。
5.6.1 新代係統內定警報
當 PLC 輸（shū）出 R40-R43 時，控製（zhì）器（qì）屏幕會立即根據表（biǎo） 5.7 的內容，彈出相應的警告信息。
5.6.2 自定義警報
新代控製器提供 96 個 PLC Alarm，96 個 PLC Warning 以及 319 個 PLC Hint 供使用者（zhě）自行定義（yì），表 5.8-表 5.10 分別是 Alarm，Warning，Hint 的編號與（yǔ） R Bit 對應關（guān）係表。此外，PLC Alarm/Warning 編號 1 至 64 號為係統內定警報區，不（bú）允（yǔn）許操作（zuò）者重複使用。
（1）客製文件存放路徑
1）中文（wén）版 Disk C/OCRes/CHT/String/Alarm Msg_CHT.xml。
2）英文版 Disk C/OCRes/Common/String/Alarm Msg_common.xml。
（2）檔案格（gé）式
<Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=xxx” Content=”警報內（nèi）容” />，其中 xxx 為對應PLC Alarm/Warning 的（de）編號（hào），標識符母為 MLC。
<Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=xxx”Content=”警報內容” />，其中 xxx 為對應 PLC Hint 編號，標（biāo）識符母為 MLCHint。
（3）Alarm Msg_common.xml 客製範例
1）中文版 <Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=1” Content=”X 軸（zhóu）超過正向硬件行程極限”/> <Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=10” Content=”第 10 號提（tí）示” />
2）英文版 <Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=1” Content=”X+hardware stroked limit exceed”/> <Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=10”Content=”10th Hint” />
5.7 本（běn）章（zhāng）小結
本章節論述了 PLC 的分類，對新代內裝型的 PLC 進行了框圖性（xìng）的歸納，以此為基礎，對新代內裝型（xíng） PLC 的性能特點進行了（le）總結。按照客製的要求，通過架構圖的（de）形式對客製過程中的新代數控係統內（nèi）裝型 PLC 進行了描（miáo）述，進而通過表格的形式分析了客製過程中各輸入變量的 R 寄存器地址分配，同時論述了 M/S/T 碼的動作過（guò）程，研究了新代 PLC 係統的警報視窗係統以及基本的 PLC 警報係統的製（zhì）作過程。
第（dì） 6 章 結論與展（zhǎn）望
本課題針對弧齒錐齒輪的加工要求，對新代數控係統進行了（le）人（rén）機界麵係統的設計，並對與（yǔ）客製相關的數控係統軟件工具以及相關的硬件設（shè）備（bèi）進行了一定的（de）研究，主要研究成（chéng）果如下。
首先研究了螺旋錐齒輪加工理論（lùn）的相關知識。闡述了弧齒錐（zhuī）齒（chǐ）輪的齧合原理以及能夠解（jiě）決齒麵幾何（hé）問題和運動問題的相對微分法。通過構建齧（niè）合方程，得出（chū）了運動曲麵持續齧（niè）合的前提條件是兩曲麵在法線方向的分速度必須相（xiàng）等。分析了（le）齒輪齧（niè）合的（de）局部共軛原理以及弧齒錐（zhuī）齒輪齒麵建模的過程。弧齒錐齒輪（lún）加工理論為人機界麵的開發設計提供了理（lǐ）論支撐。 其次（cì），對新代 SYNTEC 數控係統以及二次（cì）開發所利用的模擬仿真軟件進（jìn）行了整體性的研究（jiū），對軟件安裝過程中（zhōng）的特殊要求進行了特別（bié）說明，保證了相關客製軟件的正確安裝，為課題研究的順利（lì）進行奠定了軟件基礎。 再次，對（duì）新代 10B 控製器的架構以及開放式 CNC 進行了歸納（nà）總（zǒng）結，研究了新代開放式係統的性能優勢，搭建了 SYNTEC 開放式架構。對（duì）直接影響數控係統人機交互性的新代控製麵板進行了相（xiàng）關分析，奠定了客製工作（zuò）的界麵基礎。 然後，搭（dā）建了（le）客製化界麵係統的整體框架（jià）圖以及弧齒錐齒輪加工係統的人機界麵工作流程圖。基於e HMI 的軟件基礎，建立了人機界麵的客製專用專（zhuān）案，按照齒輪加工的工藝（yì）要求對人機界（jiè）麵各（gè）級的畫麵檔、功能鍵進行了設計客製。 通過測試仿真模塊，對各（gè）級畫麵檔與（yǔ）功能鍵的相關（guān）客製工作進行了仿真檢測，確保了各種參數的正確性。完成了加工（gōng）變量的（de）傳送、簡單加工程序的自動生成，驗證了客製工作的正確性。
構建了人機界麵的各層級（jí）關係框圖，使界麵之間的層級（jí）關係一目了然；按照操作（zuò）習慣對數控係統軸群顯示界麵進行（háng）了編程設置，最（zuì）後將（jiāng）客（kè）製的（de）專案進行了（le）軟件封裝。 最後，根據客製的要求，采用架構圖的形式對客製過程中的（de）新代數控係統（tǒng）內裝型PLC 進行了研究。通過表格（gé）的形式分析了客製過程中各輸入變量的 R 寄存（cún）器地址（zhǐ）分配，同時論述了 M/S/T 碼的（de）動作過程（chéng）。
本課題雖然對新代 SYNTEC-10B 數控係統的人機界麵進行了客製，達到了基本的加工要求，但是由於時間有限，還存在一些不足和需要完善改進的地方。
首先，人機界（jiè）麵在齒輪形象化方麵有一定的完善（shàn）空間；其次，客製過程中做了齒輪加工的一些基本參數的傳送，完（wán）成基本的仿（fǎng）真動作和相應代碼生成，還不夠完善和（hé）穩定；再（zài）次，個別界麵的參數輸入功（gōng）能也有改進完善的空（kōng）間。
針對人機界麵（miàn）係統的不（bú）足進行相應的完善和改進，新代 SYNTEC-10B 數控係統在弧齒錐齒（chǐ）輪（lún）加工中將（jiāng）會表（biǎo）現出更明顯的功能優勢，提高齒輪加工效率，豐富螺旋錐齒輪加工技術（shù），完善相（xiàng）關的技術儲備。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相（xiàng）關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相（xiàng）關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多（duō）本專題新聞
名企推薦
專（zhuān）題點擊前十
| 更多
