淺析西門子840D數控系統用戶界面在加工中的開發與應用

王建軍 劉勇 李保國 徐義言

摘要：西門子840D數控系統具有較好的開放性，本文將通過實例詳細介紹西門子840D數控系統用戶界面在實際生產中的應用方法，這種開放式數控系統方便了機床操作，提高了工作效率，在實際生產中得到了廣泛的應用。

關鍵詞：西門子；開放式數控系統；用戶界面；二次開發

引 言

隨著公司200km/h動車組、350km/h動車組以及其他城軌車項目的技術引進，眾多國外數控設備相繼入駐公司。雖然公司整體裝備水平不斷提高，但這些數控設備所具有的基本和常用的功能并不能滿足我們加工時的需求。在加工具體工件時，往往需要個性鮮明、直觀的工作和管理界面，以便于操作者更加方便、準確的操作設備和加工工件。如果要求設備供應商開發這些功能，將會花費高額的二次開發費用。而公司引進的大部分數控設備均采用西門子840D數控系統，由于這種數控系統具有較好的開放性，所以在使用過程中，我們可以通過工藝的需要進行自主二次開發，這樣不僅可以方便操作者操作設備、降低出錯概率，而且還有利于提高勞動生產率和降低成本，并擴大了設備的工藝性能。本文主要介紹了在實際生產中通過技術革新、理論與實踐相結合，自主研發的用戶界面在實際生產中應用的方法。

1.西門子數控系統開放性的研究

西門子的SINUMERIK 840D系統是一個開放性的數控系統。所謂開放性，即可以額外提供更適合特殊應用的顯示界面、更方便的操作方式、更簡單的加工參數調整等功能，并使其與標準的數控系統無縫連接，從而將一個通用的數控系統變成專家數控系統。

1.1 SINUMERIK 840D系統的開放性

SINUMERIK 840D系統的開放性主要體現在兩個方面，一是NC系統的開放，二是人機界面的開放。前者允許用戶在標準NC內核的基礎上實現特殊變換或特殊工藝/特殊功能，并以編譯循環（Compile Cycle）的形式裝入NC系統。后者則是在SINUMERIK 840D標準界面上，加入滿足特殊工藝和操作的定制畫面。

1.2 開發用戶界面的方法

（1）加工程序調用的畫面

（2）使用擴展接口編寫畫面

（3）使用Easy-Tools編寫畫面

（4）使用Configuring Package配置畫面

（5）使用Programming Package創建畫面

1.3 使用擴展接口編寫畫面的功能與特點

這種方法是利用并定義標準界面上的空白軟鍵激活存放在標準循環（或制造商循環，或用戶循環）目錄下的畫面配置文件（COM文件）。畫面配置文件是文本格式的，按照一定語法規則編寫的文件。使用此種方法，可編寫出與系統本身加工循環幫助畫面相似的畫面。

2 機床用戶界面的設計

若想在SINUMERIK 840D數控系統上開發用戶界面，硬件要求需要在MMC103，PCU50以上，軟件版本需要在SW6以上。下面將通過兩個實例詳細介紹用戶界面的編寫方法。本文所采用的編寫方法均為西門子數控系統所支持的擴展接口編程語言。

2.1 實例一：可以模態調用的擴孔循環

2.1.1 功能說明

在加工過程中，我們經常會遇到擴孔這樣的工序，而西門子840D數控系統所提供的POCKET2或POCKET4這樣的標準循環，不僅參數多，并且不能像CYCLE81鉆孔循環那樣模態調用。對于孔多的工件，必須每加工一個孔就調用一次，使用起來非常麻煩。在編程過程中，如果寫錯一個參數，那么工件就有報廢的可能，甚至給設備的安全運行帶來隱患。

介于以上幾點原因，我們需要重新編寫一個擴孔循環，它將擁有以下幾點特殊功能：

簡單的加工參數

可以支持模態調用

和標準循環一樣直觀的用戶界面

適應數控系統中英文的切換

2.1.2 編寫思路

想要達到以上幾個功能，首先我們需要建立一個可以傳送參數的子程序，即在“標準循環”程序管理界面中新建子程序，并命名為“POCKET6.SPF”（程序內容略，詳情參考《840D高級編程手冊》“子程序技術，宏指令技術”章節）。有了這個子程序后，我們需要建立一個用戶界面，可以像標準循環一樣直觀的編輯子程序的各個參數，使其各項參數與POCKET6.SPF子程序的各項參數相符合。這樣，我們就可以完成這個工程，并可以在加工中運用了。

2.1.3 用戶界面的具體實現方法

當我們新建一個工件程序時，在缺省的程序編輯器操作界面中（如圖1），為了讓我們能夠像進入標準循環幫助界面那樣進入自己編寫的用戶循環界面，我們首先需要定義一個按鍵，這里采用垂直按鍵VS6，并定義其標簽為“POCKET6”，同時定義當此鍵按下時打開另一個窗體畫面，即用戶循環幫助窗體。這些是通過修改配置文件AEDITOR.COM來實現的。

通過以上實例不難發現，像西門子840D一類的數控系統，具有較好的開放性，可以進行多種二次開發。在實際加工中，根據加工工藝的需要，遵循以方便操作者、提高操作效率并確保準確性為原則，對數控系統進行二次開發，才能使數控系統發揮其最大性能。

3結束語

目前，世界軌道交通制造業正在像高速列車一樣飛速的發展，日新月異，長客軌道客車股份有限公司迎來了自動化生產發展的黃金時代。為適應數控加工的高效率，發揮數控系統的潛在功能，進行二次開發，對數控系統的靈活運用和提高生產效率具有一定的實際意義。

參考文獻

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[4]嚴愛珍.機床數控系統用戶界面的探討.南京：南京機械高等專科學校，1998

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

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）