浅析西门子840D数控系统用户界面在加工中的开发与应用

王建军 刘勇 李保国 徐义言

摘要：西门子840D数控系统具有较好的开放性，本文将通过实例详细介绍西门子840D数控系统用户界面在实际生产中的应用方法，这种开放式数控系统方便了机床操作，提高了工作效率，在实际生产中得到了广泛的应用。

关键词：西门子；开放式数控系统；用户界面；二次开发

引 言

随着公司200km/h动车组、350km/h动车组以及其他城轨车项目的技术引进，众多国外数控设备相继入驻公司。虽然公司整体装备水平不断提高，但这些数控设备所具有的基本和常用的功能并不能满足我们加工时的需求。在加工具体工件时，往往需要个性鲜明、直观的工作和管理界面，以便于操作者更加方便、准确的操作设备和加工工件。如果要求设备供应商开发这些功能，将会花费高额的二次开发费用。而公司引进的大部分数控设备均采用西门子840D数控系统，由于这种数控系统具有较好的开放性，所以在使用过程中，我们可以通过工艺的需要进行自主二次开发，这样不仅可以方便操作者操作设备、降低出错概率，而且还有利于提高劳动生产率和降低成本，并扩大了设备的工艺性能。本文主要介绍了在实际生产中通过技术革新、理论与实践相结合，自主研发的用户界面在实际生产中应用的方法。

1.西门子数控系统开放性的研究

西门子的SINUMERIK 840D系统是一个开放性的数控系统。所谓开放性，即可以额外提供更适合特殊应用的显示界面、更方便的操作方式、更简单的加工参数调整等功能，并使其与标准的数控系统无缝连接，从而将一个通用的数控系统变成专家数控系统。

1.1 SINUMERIK 840D系统的开放性

SINUMERIK 840D系统的开放性主要体现在两个方面，一是NC系统的开放，二是人机界面的开放。前者允许用户在标准NC内核的基础上实现特殊变换或特殊工艺/特殊功能，并以编译循环（Compile Cycle）的形式装入NC系统。后者则是在SINUMERIK 840D标准界面上，加入满足特殊工艺和操作的定制画面。

1.2 开发用户界面的方法

（1）加工程序调用的画面

（2）使用扩展接口编写画面

（3）使用Easy-Tools编写画面

（4）使用Configuring Package配置画面

（5）使用Programming Package创建画面

1.3 使用扩展接口编写画面的功能与特点

这种方法是利用并定义标准界面上的空白软键激活存放在标准循环（或制造商循环，或用户循环）目录下的画面配置文件（COM文件）。画面配置文件是文本格式的，按照一定语法规则编写的文件。使用此种方法，可编写出与系统本身加工循环帮助画面相似的画面。

2 機床用户界面的设计

若想在SINUMERIK 840D数控系统上开发用户界面，硬件要求需要在MMC103，PCU50以上，软件版本需要在SW6以上。下面将通过两个实例详细介绍用户界面的编写方法。本文所采用的编写方法均为西门子数控系统所支持的扩展接口编程语言。

2.1 实例一：可以模态调用的扩孔循环

2.1.1 功能说明

在加工过程中，我们经常会遇到扩孔这样的工序，而西门子840D数控系统所提供的POCKET2或POCKET4这样的标准循环，不仅参数多，并且不能像CYCLE81钻孔循环那样模态调用。对于孔多的工件，必须每加工一个孔就调用一次，使用起来非常麻烦。在编程过程中，如果写错一个参数，那么工件就有报废的可能，甚至给设备的安全运行带来隐患。

介于以上几点原因，我们需要重新编写一个扩孔循环，它将拥有以下几点特殊功能：

简单的加工参数

可以支持模态调用

和标准循环一样直观的用户界面

适应数控系统中英文的切换

2.1.2 编写思路

想要达到以上几个功能，首先我们需要建立一个可以传送参数的子程序，即在“标准循环”程序管理界面中新建子程序，并命名为“POCKET6.SPF”（程序内容略，详情参考《840D高级编程手册》“子程序技术，宏指令技术”章节）。有了这个子程序后，我们需要建立一个用户界面，可以像标准循环一样直观的编辑子程序的各个参数，使其各项参数与POCKET6.SPF子程序的各项参数相符合。这样，我们就可以完成这个工程，并可以在加工中运用了。

2.1.3 用户界面的具体实现方法

当我们新建一个工件程序时，在缺省的程序编辑器操作界面中（如图1），为了让我们能够像进入标准循环帮助界面那样进入自己编写的用户循环界面，我们首先需要定义一个按键，这里采用垂直按键VS6，并定义其标签为“POCKET6”，同时定义当此键按下时打开另一个窗体画面，即用户循环帮助窗体。这些是通过修改配置文件AEDITOR.COM来实现的。

通过以上实例不难发现，像西门子840D一类的数控系统，具有较好的开放性，可以进行多种二次开发。在实际加工中，根据加工工艺的需要，遵循以方便操作者、提高操作效率并确保准确性为原则，对数控系统进行二次开发，才能使数控系统发挥其最大性能。

3结束语

目前，世界轨道交通制造业正在像高速列车一样飞速的发展，日新月异，长客轨道客车股份有限公司迎来了自动化生产发展的黄金时代。为适应数控加工的高效率，发挥数控系统的潜在功能，进行二次开发，对数控系统的灵活运用和提高生产效率具有一定的实际意义。

参考文献

[1]陈峥嵘.西门子840D数控系统管理界面的二次开发.河北 秦皇岛：戴卡轮毂制造有限公司，2006

[2]许云理.数控机床PLC用户报警的设计.山东 淄博：山东理工大学，2005

[3]汪新文.制作用户循环的编程帮助系统.上海：上海西门子工业自动化与驱动有限公司自动化与驱动培训中心，2006

[4]严爱珍.机床数控系统用户界面的探讨.南京：南京机械高等专科学校，1998

[5]SINUMERIK 840D/840Di/810D HMI Installation and Start-Up Guide（IAM）BE1章节

（作者单位：中车长春轨道客车股份有限公司）