基于发那科C语言执行器二次开发应用

薛 刚

（上海机床厂有限公司 上海 200093）

目前，随着国内外数控系统在柔性、可靠性和开放性等方面的飞速发展，许多理论和技术问题得到了较好的解决，数控机床可开发成为智能机床，满足用户的个性化需求。为了适应个性化市场的需要，数控系统向着开放式结构发展。发那科公司提供的 FANUC Series 0i-TF 数控系统没有专门针对磨床的控制界面，但它提供了 C语言执行器功能，用户可以通过二次开发把自己的功能模块集成到系统中去，满足定制化的需求。

发那科的 C语言执行器可以将机床制造商的独有画面编入发那科系统，自定义 CNC系统软件的显示和操作系统功能。可以用应用程序编写的画面置换 CNC的任意画面。和编写普通计算机程序相同，可以用一般的C语言来编写显示和操作系统的应用程序，并将执行文件编入CNC。将在计算机上编译的程序通过存储卡保存到CNC装置的Flash ROM，在启动CNC时，被读入内存并在C语言执行器上执行，流程开发流程如图1所示。

图1 软件开发流程

1 实施

功能： Macro executor + C Language Executor

Custom software size

C Language Executor additional SRAM

参数： 8661 变量区容量(一般设置为:59)

8662 SRAM磁盘容量(一般设置为:4)

8781 C执行器使用的DRAM容量(一般设置为:96)

在发那科C语言执行器功能包里已经搭好了应用程序的框架结构，应用程序主要由5个独立任务构成，如图2所示。

图2 任务框架

(A)主任务（tsk1main.c）

主任务进行画面显示、键输入、CNC数据的读写等几乎所有的处理。可以使用所有程序库的功能。

(B)通讯任务（tsk2main.c）

通讯任务通常在和主任务独立进行，监视周期启动的各种状态，阅读机/穿孔机的相关处理。

(C)报警任务（tsk3main.c）

通常周期性启动报警任务，进行各种状态的监视等。

(D)窗口任务（tsk4main.c）

在任意画面上进行窗口显示。

(E)高级任务（tsk5main.c）

独立的按一定周期执行任务，实时进行高优先级的处理和快速数据监视处理等。

主任务只在用户画面显示过程中执行。报警任务和通信任务都与显示画面无关，也就是说可以在后台执行。另外，应用程序可以只有一个任务构成，即主任务。

任务之间的数据存取

在进行其他任务和数据之间的通信时，使用任务之间的公共变量（dramver.c和sramver.c）中定义，作为任务之间的公共变量配置在任务之间的公共内存里，如图3所示。

图3 变量

1.1 主任务(task1main.c)

task1miain.c是整个C语言执行器的主程序，程序会从task1main开始运行。task1main.c中的程序当进入用户画面中才开始运行，程序流程见图4。

图4 程序流程

1）设定用户画面

登陆用户画面号：设定CRT模式：

设定 CNC画面和用户画面切换方式：设定调色板：

打开显示(CRT_OPEN)：

设定视频模式画面显示

关闭显示(CRT_CLOSE)：

/* 用户画面设定 */

crt_setuserscrn( scrn_tbl_size(crt_table),crt_table);

2）登陆用户画面号函数

在主任务中至少登陆一个用户画面（即使不需要 C语言执行器的用户画面），如果不指定用户画面就不能再次从 CNC画面返回用户画面。可以置换传统的CNC画面，也可以使用 C语言执行器专用画面。

crt_cncscrn(CRT_POS_ALL) ; // 设定用户画面返回方式。

/* 设定屏幕显示方式 */

_setvideomode( _VRES16COLOR ); // 16色，图像640×480，文字80×30

/* 设定用户画面到CNC画面切换方式 */

crt_setswt( CRT_SWT_GREN ) ; // 设定是否可切换、报警时是否切换，是否使用MDI键切换等

3）设定CNC画面和用户画面的切换方式

Bit 0 0:允许从用户画面向CNC画面切换 1；禁止从用户画面向CNC画面切换(CRT_SWT_DIS)

Bit 2 0:在图形显示打开过程中禁止画面切换1:在图形显示打开过程中可以画面切换(CRT_SWT_GREN)；

Bit 3 CNC画面发生报警时，是否自动向报警画面切换0:根据通常CNC的设定（参数3111#7）；1:基于用户画面（参数8650#1）(CRT_SWT_ACNC)

Bit 4 CNC软件对MDI面板的功能键 0:进行通常读取1:不能进行读取（CNC软键侧不能进行画面切换）(CRT_SWT_MFKY)。

在发那科基础框架下，还需要自己编写扩展一些辅助功能框架。运用这些功能来进行画面的处理。

1.2 界面显示模块（win.c）

win.c中的程序主要负责显示界面，一些非动态的图像以及文字的显示。

如上图所示，添加了一个win_test函数的定义，在其中定义了win_test这个函数中包含的内容。

Voidwin_test(void)

{ curWIN->WinFunc=win_test;//设定当前画面的函数为win_test。

curWIN->RefreshFunc=vawin_test;//设定当前画面的变量画面为vawin_test。

curWIN->InputFunc=0;//设定当前输入函数为0,0既是不调用输入函数。

curWIN->SpecialCurs=0;//判断是否使用特殊光标。

curWIN->LL_index=0x01;//函数画面所在的软按键层次。

curWIN->WinKey=SOFT_F1;//函数调用使用的软按键。

element_background();//插入背景

dlg_cncstate();//插入NC非动态状态显示

1.3 动态界面模块（vawin.c）

vawin.c中主要是负责显示界面中的一些动态的变量，如宏变量显示等。

通过上述两步，画面已经可以显示出一个画面的框架，现在需要将他们添加入软件中，便可以通过软件调用出我们所制作的画面。

1.4 系统变量模块（vadailog.c）

vadailog.c文件中主要包括了一些宏变量等变量的显示，应为宏变量不同文字显示，需要根据宏变量的变化适时刷新。

void vagrinding_GRHMI(short cys,short cxs)//设置画面变量显示

1.5 按键模块（softkey.c）

softkey.c 中主要是包括了软按键的排序，画面按钮的功能

打开softkey.c文件， 出现如下显示：

void ll_init0(void)；

void ll_init1(void);

void ll_init2(void);

void ll_init3(void);

……

void ll_init12(void)；

如上显示的函数中使画面的软件函数 void ll_init1(void)- void ll_init12(void);为不同的软件按钮层次所对应的函数，每一个函数对应一个软件层。这个函数可以添加，也可以直接在函数中编辑。如下图中所示的，在 void ll_init1(void)函数中添加一个画面。一个画面存在10个软按键，我们选择一个空着的软按键作为该画面选择的按键。

把win_test画面插入在SOFT_F6按键，对应的画面上的第6个软按键。

temp=(LLLnode*)malloc(sizeof(LLLnode));//这里为一个temp零时的结构体声明空间。

temp->ll_next=0;//

temp->ll_WinKey=SOFT_F6;//画面的按键编号为F6。

temp->ExeFunc=win_test;//选择该画面的运行函数，在这里是我们的画面函数，win_test。

temp->IndexFunc=0;//页面跳转选择，这里为0，可以填写一个。

temp->ll_index=0x01;//当前页面软件所属的层次。

temq->ll_next=temp;

temq=temp;

通过上述的过程，win_test就可以被第一层次的第6个软按键所调用。然后，可以编辑软按键所显示的字符或者图形。

1.6 输入区模块（input.c）

主要是画面中的输入设定，在 input中设定输入参数的宏变量值，输入方式等。

打开input.c文件，编辑输入函数，如下所示：

void input_grinding(void)

{struct odbst status;// 声明一个状态结构体

double MacroValue=0;// 声明一个双字型变量unsigned short nMacroNum=0;// 声明一个无符号短型变量

cnc_statinfo(&status);//读取系统状态到status中

if(status.aut==0 || status.emergency==0 )//判断当前状态

2 编译软件

WinRiver Compiler

作用：

源文件到最终文件生成的过程由 WinRiver Compiler直接编译完成。

MakeFile:

编译所需要的相关内容定义都在批处理文件Makefile中，执行时只需输入nmake.exe命令即可。

目标文件：最终文件为存储卡文件格式（.mem）

实际使用：在 NCguide中，复制 DLL文件到NCguide文件夹；在实际CNC系统时，用CF卡复制MEM文件到系统F-ROM，显示界面效果如图5所示。

图5 界面样式

3 结语

利用 C语言执行器提供的顺序控制把用C语言设计的人机界面嵌入到C语言执行器系统中， 最终把特有的磨床功能模块集成到C语言执行器系统中，形成了适合于磨床的操作系统。操作人员可以很方便地选择加工程序，并进行参数的编辑，而无须修改工件加工程序，还可以随时得到加工过程中的各种状态信息，实现数控机床的监控和操作。这样，不仅扩展了数控系统的使用范围，简化了操作，提高了劳动生产率， 而且还可`以为机床的维护提供大量的有价值的参考信息。