西門子802D sl自定義界面在數控轉塔沖床上的應用

蔡曉敏，劉永寬，王 亮

（江蘇揚力數控機床有限公司，江蘇 揚州 225009）

0 引言

數控轉塔沖床具有沖壓、滾筋、壓印等功能，在金屬鈑金加工行業占有重要地位。西門子率先在中國市場推出全球領先的創新產品SINUMERIK802D sl（solution line），配備了新一代SINAMICS S120驅動系統，具有強大而豐富的適合沖壓應用的功能，如沖壓圖形仿真、夾鉗保護等功能，使其成為沖壓應用的理想選擇。

1 自定義界面開發的意義

數控沖床的轉塔上有多個模具工位，常用的有24個、30個、32個或40個工位，根據模具尺寸分為4 種類型：A（1.6mm～12.7mm）、B（12.7mm～31.8mm）、C（31.8mm～50.8mm）、D（50.8mm～88.9mm）。此前，同一塊板材、不同模具的預壓點位置、下死點位置、下死點停頓時間和伺服沖頭的速度都是一樣的，這就產生一些問題：①由于C、D工位模具高度（209mm）比A、B工位（208mm）高，如果預壓點位置一樣，可能導致C、D工位模具離板料高度過低，出現壓料、脫料等加工問題；若把預壓點位置加高，會影響整體加工速度，降低加工效率。②下死點停頓時間用于壓型等復雜加工，在加工子程序中修改下死點停頓時間很不方便，容易出錯。

圖1 機床預壓狀態

因此，開發模具參數界面，根據不同的模具來選用不同的預壓點位置、下死點位置等參數，使機床操作更加直觀、方便，保證機床可靠性，提高加工效率。

2 自定義界面開發基礎

802D sl系統沒有用于設置預壓點位置、下死點位置等模具參數的界面，但它提供了基于XML的腳本語言用于創建用戶對話框。該腳本語言可以在HMI上的操作區＜CUSTOM＞中顯示機床專用菜單和對話框窗口。已定義的XML指令可以顯示對話框并提供軟鍵、讀取/寫入NC變量、PLC變量、用戶變量等功能。

另外802D sl系統提供了可保持的PLC數據區V14000000～V14000323，可將預壓點位置、下死點位置等模具參數保存在此PLC變量中，也方便PLC程序使用這些參數。

為進行自定義界面設計，需配置“制造商驅動器”目錄內的下列文件，如表1所示。

表1 文件配置目錄

3 操作界面設計

總體設計方案：構建兩級界面，當按下機床操作面板上的＜CUSTOM＞鍵時，登入界面顯示當前沖頭的實際參數，按水平軟鍵2，就進入模具參數設定界面；按水平軟鍵3，進入速度參數設定界面。

“xmldial.xml”文件是二次開發界面的入口，一旦制造商驅動器子目錄中有了用于應用的腳本文件“xmldial.xml”，用戶就可以在操作區＜CUSTOM＞中啟動用戶對話框，名稱“main”用來定義登入界面，softkey定義軟鍵的特性與反應。

＜DialogGui＞

＜menu name="MAIN"＞ ＜!—定義登入菜單--＞

＜OPEN_FORM name="Actval"/＞ ＜!—登入畫面的名稱--＞

＜softkey POSITION="2"＞ ＜!—切換畫面的水平軟鍵2--＞

＜navigation＞Page_1＜/navigation＞ ＜! —切換畫面的名稱 --＞

＜/softkey＞

＜/menu＞

＜?include src="f:applPage_1.xml"?＞ ＜! —切換畫面的配置文件 --＞

＜/DialogGui＞

3.1 沖頭實際參數顯示界面設計

界面實現的功能：實時顯示加工運行過程中正在使用的沖頭實際工藝參數，如模具號、預壓點位置、下死點位置等。

CONTROL（控制）標簽用來創建控制單元，其用法如：

＜control name="edit"xpos="300"ypos="70"width="100"fieldtype="readonly"refvar="plc/VD25002000"/＞

xpos、ypos 定義顯示的位置；fidetype="readonly"定義只讀屬性，只顯示參考變量的值，不可修改；refvar連接參考變量PLC VD25002000的值，此PLC變量存放使用的模具號。要想實時顯示，就要在定時器中不斷刷新，設update_controls type="true"，不斷從參考變量讀取數據并復制到控制單元中。同樣，將換模位置、預壓點位置等參數存放在PLC中，用CONTROL標簽顯示，界面效果如圖2所示。

3.2 模具參數設定和速度參數設定界面設計

圖2 沖頭實際參數界面

模具參數用于設定模具預壓點位置、下死點位置、下死點停頓時間、模具形狀與尺寸并實時保存，速度參數用于根據不同類型的工位設定主軸速度并實時保存。將數據存于PLC變量中，文字存于文本文檔中，仍使用CONTROL標簽用來創建控制單元，但要把 hotlink（熱連接）設為“TRUE（真）”，這樣參考變量修改后會自動更新到PLC變量和文本文檔中。界面效果如圖3、4所示。

設置后，數控加工程序運行過程中，PLC會根據使用的模具號把相應的預壓點位置、下死點位置、下死點停頓時間和速度參數傳給伺服驅動，實現差異化沖壓，加快沖壓速度，減小沖壓噪聲。

3.3 語言文本

圖4 速度參數設定界面

使用和語言相關的文本，軟鍵標記、標題、輔助文本及其他任意文本保存在文本文件aluc.txt中，文本定義格式跟報警文本類似，但地址從85000開始。

85000 0 0 "模具參數"

85001 0 0 "沖頭實際參數"

85002 0 0 "模具號"

所有對話框窗口的構成都與語言無關，系統會從語言數據庫中讀取待顯示的文本。

4 界面應用效果

經過兩個月的反復調試使用，自定義界面已成功應用于我公司數控轉塔沖床，用戶普遍反映機床操作上更方便、快捷，簡化了編程，整體加工效率得到提高。

[1] 西門子公司.車削、銑削、磨削和步沖操作說明.2009-06.

[2] 西門子公司.SINUMERIK 802D solution line簡明調試手冊.2008-02.

[3]高 峰.西門子OEM軟件在數控凸輪軸磨床上的開發與應用[J].制造技術與機床，2006，（10）.

[4] 劉永寬，陳 東，等.C軸同步控制在數控轉塔沖床上的應用[J].鍛壓裝備與制造技術，2011，（5）.