828D数控系统二次开发在内外圆磨床中的应用

刘开娣



828D数控系统二次开发在内外圆磨床中的应用

刘开娣

（上海机床厂有限公司 上海200093）

随着数控内外圆磨床专用程度的提高，零件的加工工艺也得到了升级。数控机床使用效率要求、操作免培训要求、安全性能要求、维修和自检要求等都得到了很大提高，数控系统自带的通用界面已经不能很好的满足用户需求，需要对用户的操作界面进行二次开发，开发通用界面的方法有很多,常用的ASCII字符编写用户界面文件，特点是简单、直观；XML（Extensible Markup Language ）可扩展标记语言是其中较为方便快捷的方法，是一种元标记语言，用户可以定义自己需要的标记。XML语言的结构化使开发更加有序、简单、直观。基于西门子828D数控系统通用界面二次开发为实例，详细阐述了二次开发的过程，并且将开发的用户界面应用到实际。

西门子828D数控系统 ASCII字符 XML语言 界面开发

西门子828D数控系统在机床行业中应用日益广泛，这个系统是一种紧凑型数控系统，集CNC、PLC操作界面以及轴控制功能于一体，通过Drive-CLIQ总线与全数字驱动S120实现高速通信，PLC I/O模块通过PROFINET连接，可自动识别，不需额外配置，Operate集成操作界面只能够实现一般操作的需求。

1 828D数控系统二次开发界面

1.1 Easy screen 开发用户界面

Easy screen是用ASCII字符编写用户界面文件，控制器自动解释执行ASCII文件，828D控制器包含Paint Shop Pro和Paint ，支持用户界面文件图像显示和绘画功能，Easy screen能够实现的基本功能如下：

（1）对话和标签显示：软键功能、变量（表格）功能、文本和帮助文本功能、图像和帮助显示功能；

（2）激活对话方式：软键、PLC地址激活；

（3）动态再编辑功能：改变和再删除软键、定义和设计变量区域、显示、更改和删除显示文本；

（4）初始化：显示对话框、变量输入值、软键状态、关闭对话。

（5）对话框之间交换数据；

（6）变量：读变量（NC、PLC、用户数据）、写变量（NC、PLC、用户数据）、数学计算、比较、或逻辑操作；

（7）执行功能：子程序、文件、PI services ；

（8）分级保护功能。

用户界面配置文件为“easyscreen.ini”，在“System CF card oem sinumerik hmi cfg”路径下新建用户界面配置文件名“easyscreen.ini”，编辑配置文件产生需要的用户界面。

1.2 用户界面的开发过程

打开控制器，在文件“System CF card oem sinumerik hmi cfg”路径下新建配置文件名“easyscreen.ini”。在电脑上编辑文件，在parameter的第七软键显示“New screen”。

主要文件编辑及部分指令解释如下：

//S(START) 打开电话框软键菜单

HS7=("New %nScreen") 第七键键名"NewScreen"

PRESS(HS7) 按第七键动作

LM("mask1") 激活"mask1"子菜单

END_PRESS

//END

//M(Mask1/"Workpiece Dimensions")

（定义"mask1"对话框）

Def Var1=(R2///"Length of component","R10 X Length"///"$R[10]")

（定义浮点变量名"R10 X Length"精确到小数点后2位）

Def Var2=(R2///"Width of component","R11 Y Width"///"$R[11]")

（定义浮点变量名" R11 Y Width "精确到小数点后2位）

Def Var3=(R3///"Height of component","R12 Z Height"///"$R[12]")

（定义浮点变量名" R12 Z Height "精确到小数点后3位）

Def Var4=(I///"Main spindle speed","R13 Spindle speed"///"$R[13]")

（定义浮点变量名" R13 Spindle speed "精确到小数点后0位）

VS8=("EXIT") （定义第六键键名" EXIT "）

PRESS(VS6)

EXIT

END_PRESS

//END

文件编辑完成后保存，用CF卡，或U盘，或RCS软键传入控制器目录“System CF card oem sinumerik hmi cfg”下，重启控制器，欲查看界面效果，按键MENU SELECT按键PARAMETER 按软键第七键”New Screen”显示用户界面效果。

2 Easy Extend开发用户界面

828D控制器二次开发界面支持Easy Extend，用XML语言开发，xmldial.xml是主要的程序和用户界面的入口，数据块DB9905为激活和去活选项功能的数据块，并用DB9905数据块用作PLC和HMI数据交换。

下面用外圆磨床二次开发的例子说明用户界面的开发过程，其中外圆磨床的界面流程框图1所示：

程序编制过程及主要的程序如下：

（1）程序编写过程是，打开控制器按键MENU SELECT，按键START-UP，按键SYSTEM DATA 在文件“System CF card oem sinumerik hmi appl”路径下新建入口文件“xmldial.xml”,编辑文件。

（2）主要编程指令及指令解释：主程序入口有固定的格式，就是必须在以结束的范围内编写主程序体，任何以外的字符都不能被视为主程序有效的字符，主程序是在运行用户界面时首先运行的程序，主要包括了开始的画面定义，开始的菜单定义，及包含的子程序名称等主要部分。

主程序菜单名称规定为”main”，运行主程序后程序自动搜索名为”main”的主菜单，将作为首次菜单运行，主菜单是以结束，在这个范围内的为主菜单程序。

主程序入口主要编程及指令解释如下：

（主程序入口开始）

（定义主菜单名："main"）

傻子毛二一脸惶恐，担着两个大四鼻陶罐下了井台。罐子里的水晃荡着往外淌。毛二的步子在阳光下开始变得瘦小。像一阵风，瞬间，消失在小巷尽头的竹林里。

（打开主菜单"main_form"）

（定义第一软键） （定义软键名称）

（调用子菜单"internal_menu"）

（调用子菜单" cylindrical_menu "）

（主程序入口结束）

图1 外圆磨床的界面流程框图

（3）纵磨加工程序是以子菜单和子程序的结构形式存在的,用户界面开始时不能立即被执行,需要在主程序运行完成后,由主程序根据需要选择调用运行,子程序在激活状态下也可以调用其他子菜单调用其他子程序子菜单总是以结束，调用其他子菜单命令以结束，在这个范围内编写被调用的子菜单名称。

在子程序体编写前常常先定义变量,各种使用到的变量都要遵守先定义后使用的原则,即在使用变量名称前先必须运行定义变量的程序,如果没有定义就使用就会出现错误,控制器就认为是非法的语句而不能执行。

编辑文件名为“travel_menu.xml”纵磨加工子程序:

（字符串变量名" toggle10"）

（整数型变量名" toggle10re"）

（整数型变量名" time"）

（字符串变量名" findworkpiece"）

（字符串变量名" findwpbuffer "）

（字符串变量名" findwp1"）

（字符串变量名" findwp2"）

子菜单定义在该菜单运行时，次级子菜单的调用关系，对应的按键执行相应的命令或调用相应的子菜单，在子菜单里定义按键的位置，按键执行动作等。窗体编写主要的指令如下：

（子菜单"travel_menu"）

（调用子菜单"gauge _menu"）

（调用子菜单" touch _menu"）

（返回主菜单）

子窗体规定以结束，子窗体里包含窗体里需要显示的各种控件，定义各种控件的位置，各种命令的执行，变量运算，条件调用等元素。

（窗体名" travel _form"）

(窗体初始化开始)

(定义控件名"wkpname")

(控件名"wkpname1")

(控件名"pcontrolr50")

(窗体初始化结束)

（显示变量文本）

（显示文本"已加工零件数"）

（显示变量文本）

（显示变量文本）

（显示变量文本）

（显示变量文本）

（显示"mm"文本）

（显示"mm"文本）

（显示变量文本）

（显示变量文本）

（显示"主轴功率(R0) "文本）

（窗体结束）

以同样的方式编写外圆加工子程序、内圆加工子程序、测量子程序、对刀子程序、砂轮修磨子程序、直径补偿子程序、锥度补偿子程序、切入磨加工子程序等。

对应XML文件名“xmldial.xml”、“plunge_menu.xml“、“travel_menu.xml”等,编辑完成后保存，或者用SIEMENS软件RCS802传入控制器“System CF card oem sinumerik hmi appl”，重启控制器，查看用户界面效果，如果编辑的程序有问题可以用控制器自带的调试软件进行调试，然后修改，再试运行，再修改直到程序全部正确。外圆纵磨加工用户界面效果，如图2所示。

图2 外圆纵磨加工用户界面效果

3 结语

界面二次开发方便了用户使用数控机床，帮助用户管理系统，提高了机床的安全性。编程界面使用图形化编程，将操作员需要编写或修改的程序简单化；参数界面将要修改的参数形象化、增加注释，减少了操作员对参数的记忆，减少了出错，减少了操作员的劳动强度，提高了机床的使用效率；维修界面能够帮助显示机床的状态，方便机床的维修，减少机床因维修而停机的时间；操作界面更加友好、更加专业，将复杂的操作简单化，使数控机床更加人性化，对操作员简单培训就能熟练掌握，减少了培训时间。将Easy screen和Easy Extend结合使用，能使开发更加方便、更加简单。

[1] 西门子SINUMERIK 828D TURNING AND MILLING 说明书[M].2010.

[2] 西门子SINUMERIK 828D HARDWARE AND SOFTWARE说明书[M].2011.

[3] 西门子SINUMERIK 828D PARAMETER MANUAL说明书[M].2010.

[4] 西门子EASY EXTEND说明书[M].2011.

[5] 西门子EASY SCREEN说明书[M].2011.