目前，西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)在我國(guó)機(jī)床行業(yè)中使用得非常廣泛，但主要限于簡(jiǎn)單地使用西門(mén)子標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控系統(tǒng)和淺層次的應(yīng)用。全數(shù)控凸輪軸磨床是用于凸輪軸凸輪片磨削加丁的專(zhuān)用機(jī)床，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用不僅不能充分發(fā)揮西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的性能，同時(shí)也使得全數(shù)控凸輪軸磨床的效益得不到充分發(fā)揮。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)能適用個(gè)性化市場(chǎng)的需要，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，本文介紹開(kāi)發(fā)出的能滿(mǎn)足特殊控制需求的全數(shù)控凸輪軸磨床OEM軟件。

1 SINUMERIK 840D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

　　SINUMERIK 840D運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，建立在綜合的系統(tǒng)平臺(tái)上，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定功能而適用幾乎所有的控制系統(tǒng)，840D與SIMODRIVE611數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和SI—MAllCS7可編程序控制器一起，構(gòu)成了一個(gè)全數(shù)字控制系統(tǒng)，可用于各種復(fù)雜零件的加工。西門(mén)子840D數(shù)控系統(tǒng)可將整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)分為數(shù)控單元NCU，人機(jī)交互接口MMC，可編程控制器PLC三個(gè)主要區(qū)域，各項(xiàng)任務(wù)在三個(gè)區(qū)域中獨(dú)立完成，通過(guò)三者的協(xié)調(diào)工作來(lái)完成整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的控制功能。

　　SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)的CNC控制功能和人機(jī)界面(Human Machine Interface，HMI)功能一起都在PC處理器上運(yùn)行，包含帶接口卡的工業(yè)PC機(jī)、Windows NT操作系統(tǒng)、OPC應(yīng)用接口和NC控制軟件等標(biāo)準(zhǔn)化部件。通過(guò)OPC和Sinumerik—COM接口，能實(shí)現(xiàn)軟件程序和NC／PLC之間的通訊，從而提供了數(shù)控系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)的可能。

2 SINUMEⅪK 840D數(shù)控系統(tǒng)的軟件框架

　　SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的西門(mén)子應(yīng)用框架和原始設(shè)備制造商(Original Equipment Manufacturer，OEM)應(yīng)用框架，其中在MMC2文件夾中的標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)界面是不允許修改的，OEM中包含的是進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的文件集合，他們與數(shù)據(jù)管理文件DH、頭文件HD、臨時(shí)文件夾ALTMP、用戶(hù)修改信息USER和其他信息ADD ON等文件夾一起構(gòu)成了SINUMERIK 840D系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)。通過(guò)編輯OEM文件夾中的文件，把自己的界面及控制管理嵌入到整個(gè)系統(tǒng)，即達(dá)到系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的目的。

3 OEM結(jié)構(gòu)及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程

　　開(kāi)發(fā)軟件提供了順序控制結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)提供了標(biāo)準(zhǔn)的西門(mén)子應(yīng)用框架兼容OEM應(yīng)用程序。圖1為順序控制界面示意圖，由連續(xù)的狀態(tài)數(shù)字、狀態(tài)界面、軟鍵文本、返回鍵和標(biāo)志符等組成。用戶(hù)需在順序結(jié)構(gòu)的框架中移植VB環(huán)境中設(shè)計(jì)好的界面，將其窗體加到狀態(tài)1所在的區(qū)域，軟鍵等其他文本信息從語(yǔ)言動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中讀取。每一界面對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)，通過(guò)軟鍵、返回鍵、鼠標(biāo)點(diǎn)擊、操作模式的改變和狀態(tài)控制矩陣等來(lái)控制界面的切換，實(shí)現(xiàn)特殊的狀態(tài)功能，從而構(gòu)成OEM的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)順序控制。

　　全數(shù)控凸輪軸磨床OEM軟件的開(kāi)發(fā)分三部分來(lái)進(jìn)行：滿(mǎn)足全數(shù)控凸輪軸磨床特殊控制要求的VB多窗體操作界面的設(shè)計(jì)、語(yǔ)言動(dòng)態(tài)庫(kù)的設(shè)計(jì)以及界面的嵌入控制。

　　3.1 操作界面的設(shè)計(jì)

　　操作界面的設(shè)計(jì)完全在VB下進(jìn)行，其過(guò)程實(shí)際上是編寫(xiě)一個(gè)VB多窗體程序。每一個(gè)窗口作為單獨(dú)的子功能，以子窗口的形式分別被調(diào)用，多個(gè)窗體一起組成整個(gè)界面功能。根據(jù)全數(shù)控凸輪軸磨床的功能要求，同時(shí)考慮到軟件良好的人機(jī)交互功能，將軟件的功能分為狀態(tài)顯示、凸輪參數(shù)的設(shè)置、磨削加工參數(shù)的設(shè)置、升程表的編輯和加工程序的生成等功能模塊，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，來(lái)完成每個(gè)子窗口的設(shè)計(jì)，進(jìn)而完成整個(gè)界面的整體設(shè)計(jì)。

　　順序控制提供了很多標(biāo)準(zhǔn)的模塊和窗體，只有使用完整的順序控制，HMI軟件包才支持程序，否則不能進(jìn)行程序的運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)模塊和窗體是不能修改的，除標(biāo)準(zhǔn)模塊和窗體外，程序還有可自己定義的模塊。在VB環(huán)境中，把全數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控控制程序的窗體和模塊，嵌入到西門(mén)子提供的標(biāo)準(zhǔn)順序控制中，編輯其中可自已定義的模塊實(shí)現(xiàn)某些特殊的應(yīng)用和功能，最后編譯生成可執(zhí)行文件tulun．exe，然后再應(yīng)用于HMI環(huán)境中。

　　3.2 語(yǔ)言動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的創(chuàng)建

　　為了保持全數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控界面語(yǔ)言的獨(dú)立性，及其便于修改和變換，除了對(duì)各種顯示文本有最小位數(shù)的規(guī)定的要求，還需能夠修改和轉(zhuǎn)換這些獨(dú)立的代碼；為滿(mǎn)足這些要求，采用從動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)中調(diào)用這些獨(dú)立文本的方法非常合適。DLL是共享函數(shù)庫(kù)的可執(zhí)行文件，通過(guò)對(duì)其中的信息進(jìn)行檢索來(lái)使用，從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的切換。

　　創(chuàng)建動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)之前，先建立一個(gè)RC源文件，RC文件中的文本與軟鍵等控件有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。利用VC++，根據(jù)RC文件，創(chuàng)建語(yǔ)言DLL。然后為每個(gè)語(yǔ)言DLL創(chuàng)建相同名字的初始化文件languagename．ini。languagename，ini包含了軟鍵文本，要使HSK6的顯示文本為tulun，可進(jìn)行如下設(shè)置：　　[HSofikeyTexts]　　[HSK6=”tulun”]

　　3.3 界面的嵌入及順序控制過(guò)程

　　OEM軟件順序控制主要有以下六個(gè)文件：regie．ini，mmc．ini，progname．ZUS，progname．ini，progname．mdi和language．dll。下面通過(guò)全數(shù)控凸輪軸磨床控制界面的嵌入實(shí)現(xiàn)過(guò)程，來(lái)說(shuō)明整個(gè)順序控制的結(jié)構(gòu)和各文件之間的功能和關(guān)系。

　　1)建立程序管理文件regie．ini，將其移至?／OEM／下。regie．ini是一個(gè)對(duì)基本模塊、應(yīng)用程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和VBX文件的柔性管理的控制文件，可用文本進(jìn)行編輯。各應(yīng)用是由regie開(kāi)始管理啟動(dòng)，其信息一起置于regie．ini中，構(gòu)成程序管理文件。

　　在MMC2中，regie．ini已經(jīng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)置，在全數(shù)控凸輪軸磨床的OEM軟件設(shè)計(jì)中，大部分可沿用標(biāo)準(zhǔn)界面框架控制，只需修改少許特殊設(shè)置。由于HSK0-HSK5為數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)控制界面按鍵，一般從HSK6進(jìn)入全數(shù)控凸輪軸磨床的OEM軟件控制，響應(yīng)極限時(shí)間為60s。在...／OEM／下的regie．ini中，進(jìn)行如下設(shè)置：

　　[TaskConfiguration]　　Task6=tuhn=wp，Timeout：=60000

　　mmc．ini文件包含所有的用戶(hù)特定設(shè)定，能在此設(shè)定顏色和語(yǔ)言(依賴(lài)于硬件的具體情況和相關(guān)配置)，如果NCU沒(méi)有被連接，能在這里找到各種規(guī)格。在此凸輪軸的OEM軟件開(kāi)發(fā)中，沿用標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)界面MMC2中的ininc．ini，不再另進(jìn)行設(shè)置。

　　2)在...／OEM／下建立新的文件夾tulun，創(chuàng)建子窗口列表文件tulun．mdi及控制文件tulun．ZUS，并將其復(fù)制到此文件夾中。

　　tulun．mdi用寫(xiě)字板編輯，包含了各子窗口的名字、子窗口的類(lèi)型、預(yù)處理措施和注釋等信息。本磨床的磨削控制軟件中，主要包含主界面、狀態(tài)顯示、凸輪參數(shù)的設(shè)置、加工參數(shù)的設(shè)置、升程表的編輯和加工程序的生成等功能模塊子窗口，可進(jìn)行如下設(shè)置：

　　其中，OEMO、OEMl等表示子窗體名稱(chēng)表示子窗體當(dāng)點(diǎn)擊其他軟件被覆蓋時(shí)將被刪除，PreloadTrue表示將對(duì)OEM2進(jìn)行預(yù)下載處理，“／／”后面為注釋文字。

　　tulun．Zus也是用寫(xiě)字板編輯的，存放著所有的狀態(tài)矩陣，狀態(tài)矩陣描述著狀態(tài)中的軟件如何分配任務(wù)。

　　tulun．ZUS中的狀態(tài)表記錄著應(yīng)用程序的所有狀態(tài)和行為，通過(guò)狀態(tài)量的設(shè)置來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制。每一個(gè)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)一般是一個(gè)17×8的矩陣表，每行對(duì)應(yīng)著一個(gè)狀態(tài)序號(hào)，由狀態(tài)／動(dòng)作、人口等級(jí)、水平鍵文本、垂直鍵文本、子窗口、返回值、標(biāo)識(shí)符和注釋組成。由于篇幅的關(guān)系，在此僅列出OEM主界面的狀態(tài)矩陣。

　　第一行中的[0]表示狀態(tài)的號(hào)碼，0 0分別表示水平軟鍵和垂直軟鍵的起始地址，"OEMO"表示顯示OEM0窗口對(duì)應(yīng)的主界面，"0"表示返回值，最后一個(gè)0表示標(biāo)志符(FLAG)，標(biāo)志符表示各狀態(tài)控制子界面的序號(hào)。入口等級(jí)在此省略，表示為默認(rèn)等級(jí)，無(wú)注釋。　　第二行中首位的0表示第一個(gè)水平軟鍵，向下0～7表示水平方向的8個(gè)軟鍵，8～15表示垂直方向的8個(gè)軟鍵，16表示返回鍵，返回值下面的數(shù)字表示按下鍵時(shí)將要返回的狀態(tài)。其他幾行的參數(shù)同第一行對(duì)應(yīng)。

　　3)編輯本工程的引導(dǎo)文件tulun．ini，將其移至...／OEM／下。tulun．ini是OEM界面控制的向?qū)募?，它控制著子窗口和控制文件的管理，文件名字由程序模塊PRIVATE．BAS中作為一個(gè)常量來(lái)定義。tulun．ini可用文本進(jìn)行編輯，其內(nèi)容分為CONTROL與DEBUG兩大部分，分設(shè)如下：

　　[CONTROL] ／／定義控制文件、幫助文件及用戶(hù)圖片的路徑　　MDIList=tuhn．mdi　　ControlFile：tuhn．ZUS　　SKPlCTO=．．／skpicto／1 1．jpg　　[DEBUG]／／設(shè)置系統(tǒng)的DEBUG支持

　　4)嵌入前兩步生成的VB多窗體執(zhí)行文件tulun．exe及語(yǔ)言DLL與ini文件。將tulun．exe移至...／OEM／下，并在...／OEM／下建立新的文件夾language，將多種語(yǔ)言的language．dll、language．ini復(fù)制到此文件夾中。至此，完成了整個(gè)OEM的設(shè)計(jì)過(guò)程，其OEM文件框架結(jié)構(gòu)可總結(jié)。

4 OEM軟件的運(yùn)行

　　完成了OEM的設(shè)計(jì)后，運(yùn)行MMC2中系統(tǒng)模擬數(shù)控通訊服務(wù)器NCDDE．EXE，可模擬啟動(dòng)NCDDEServer，進(jìn)行OEM軟件模擬調(diào)試。啟動(dòng)HMI&mdash，進(jìn)入HMI標(biāo)準(zhǔn)界面。點(diǎn)擊tulun軟鍵，即可進(jìn)入OEM軟件主界面，進(jìn)行滿(mǎn)足特殊需求的軟件控制。系統(tǒng)本身的技術(shù)復(fù)雜性，OEM的設(shè)計(jì)難度較大，效率較低。本文系統(tǒng)地總結(jié)了OEM軟件的設(shè)計(jì)方法，把全數(shù)控凸輪軸磨床磨削的專(zhuān)用控制界面集成到西門(mén)子系統(tǒng)中，形成應(yīng)用于全數(shù)控凸輪軸磨床磨削的數(shù)控系統(tǒng)軟件。這樣，在自己的專(zhuān)用界面下，操作人員可以很方便地對(duì)西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)特有的算術(shù)參數(shù)R參數(shù)進(jìn)行保存和管理，進(jìn)行加工程序的編制和保存，簡(jiǎn)化了操作，節(jié)省加工時(shí)間，提高生產(chǎn)率，滿(mǎn)足了自身的特殊需要，取得良好的效果。