本發(fā)明是數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床生產(chǎn)和維護(hù)中的應(yīng)用，一種應(yīng)用于機(jī)床控制系統(tǒng)的生產(chǎn)、調(diào)試以及機(jī)床的維護(hù)維修的人機(jī)交流界面。

背景技術(shù)：

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面開發(fā)對生產(chǎn)、服務(wù)、調(diào)試、設(shè)計(jì)等工作的開展有多方面的幫助，然而目前對人機(jī)界面的開發(fā)與應(yīng)用存在很多不足?，F(xiàn)有機(jī)床控制系統(tǒng)的維護(hù)并沒有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，以西門子機(jī)床系統(tǒng)為例，西門子系統(tǒng)機(jī)床的延時(shí)時(shí)間通常是在下載plc程序時(shí)設(shè)定好的，不能供給維護(hù)及機(jī)床使用人員根據(jù)機(jī)床特性的變化更改，只有plc編程人員才有權(quán)限修改。目前的延時(shí)時(shí)間設(shè)置只有在step7-300編程語言環(huán)境下，給定時(shí)器設(shè)定一個(gè)時(shí)間，而不能根據(jù)機(jī)床的特性自定義更改延時(shí)時(shí)間。如果要更改延時(shí)時(shí)間需要編程人員用個(gè)人計(jì)算機(jī)親赴現(xiàn)場才能完成，如果機(jī)床已經(jīng)到達(dá)用戶廠家，編程人員和維護(hù)人員只能到用戶廠家才能修改，這樣大大降低工作效率，提高了機(jī)床的維護(hù)成本。

目前數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)用的診斷功能只包括系統(tǒng)本身的診斷檢測和編輯plc時(shí)定義的用戶報(bào)警檢測，這些報(bào)警檢測功能只能檢測系統(tǒng)內(nèi)部的故障及簡單的故障診斷，但是機(jī)床的關(guān)鍵功能不能實(shí)現(xiàn)，通常是由于多個(gè)原因造成的，查找這樣的故障原因，就變得無從下手了。故障診斷主要靠機(jī)床維護(hù)服務(wù)人員的經(jīng)驗(yàn)以及機(jī)床的技術(shù)圖紙，機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)診斷起來比較困難，會大大影響工作進(jìn)度耽誤工時(shí)、影響生產(chǎn)。

目前機(jī)床關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置包括機(jī)床的換刀點(diǎn)、換臺點(diǎn)、工作臺中心點(diǎn)等。vmc0875mu主要應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)為換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)主要設(shè)置在西門子系統(tǒng)的通用機(jī)床數(shù)據(jù)14514中或軸機(jī)床數(shù)據(jù)30600中。通常的換刀點(diǎn)設(shè)置在通用參數(shù)14514中，并在設(shè)定參數(shù)41500，41501中設(shè)置換刀點(diǎn)的偏差值，而且調(diào)整換刀點(diǎn)的人員需要記住這些參數(shù)，并且記住14514，41500，41501中x軸的坐標(biāo)值設(shè)置在哪個(gè)位上，y軸的坐標(biāo)值設(shè)在哪個(gè)位上，很容易出錯(cuò)；還有在通用參數(shù)14514上設(shè)置完坐標(biāo)值后，換刀點(diǎn)不能立即生效，需要重新啟動(dòng)系統(tǒng)新設(shè)置的換刀點(diǎn)才生效，這種生效方式很麻煩，大大降低了生產(chǎn)和維護(hù)的效率。綜上所述，原設(shè)計(jì)把關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置在西門子系統(tǒng)參數(shù)中不但容易出錯(cuò)，操作起來很麻煩，而且不易掌握。目前機(jī)床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化了，而維護(hù)卻仍是人力在追根朔源，根本無法滿足自動(dòng)化生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)床控制系統(tǒng)的生產(chǎn)和維護(hù)人機(jī)界面，通過easyscreen編程實(shí)現(xiàn)在線診斷、延時(shí)時(shí)間設(shè)置和機(jī)床關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置為一體的人機(jī)界面。

本發(fā)明的這種機(jī)床控制系統(tǒng)的生產(chǎn)和維護(hù)人機(jī)界面，基于西門子系統(tǒng)的easyscreen編程環(huán)境語言和step7-300編程語言，其特征在于在完成easyscreen編程后，再對plc程序和nc子程序進(jìn)行具體實(shí)施easyscreen編程中任務(wù)的對接編輯，以達(dá)到plc數(shù)據(jù)與nc數(shù)據(jù)能在easyscreen環(huán)境下相互傳遞，即需要定義一個(gè)變量表能寫入step7-300和換刀子程序中，也能編輯在easyscreen語言中，并且該變量必須能夠存儲實(shí)數(shù)；總結(jié)機(jī)床運(yùn)行所需的延時(shí)時(shí)間并把這些延時(shí)時(shí)間排列到界面上、總結(jié)機(jī)床刀庫部分經(jīng)常出現(xiàn)故障的檢測方案，并把這些檢測點(diǎn)排列到界面上、把需要的換刀點(diǎn)涉及的各個(gè)軸的位置值列在機(jī)床關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)置界面，界面中都加中文標(biāo)注，通過點(diǎn)擊“更改”按鈕，修改編程實(shí)現(xiàn)在線故障診斷、延時(shí)時(shí)間設(shè)置和機(jī)床關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置自動(dòng)化的目的。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該人機(jī)界面集成了機(jī)床關(guān)鍵功能診斷、機(jī)床正常運(yùn)行所需的延時(shí)時(shí)間更改及關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置三個(gè)功能。針對以上問題，本發(fā)明提出新的關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置方式，不需要重啟系統(tǒng)就能生效，也不需要記住這個(gè)參數(shù)。

2、本發(fā)明專門為自動(dòng)控制機(jī)床在線診斷提供了一個(gè)頁面，機(jī)床操作維護(hù)人員可以通過觀察屏幕數(shù)據(jù)及報(bào)警提示來實(shí)施對機(jī)床故障的診斷。可以為機(jī)床的維護(hù)省去專門程序技術(shù)人員，降低了勞動(dòng)力成本并節(jié)省大量物力。

3、本發(fā)明開放了一個(gè)可以更改plc延時(shí)數(shù)據(jù)的頁面，機(jī)床操作維護(hù)人員可以通過該頁面直接更改plc中設(shè)定的延時(shí)時(shí)間，無需專門技術(shù)研發(fā)人員到場，降低了勞動(dòng)力成本。

4、本發(fā)明將easyscreen編程語言與西門子系統(tǒng)中的nc數(shù)據(jù)進(jìn)行了對接，機(jī)床操作維護(hù)人員可以在人機(jī)界面上更改nc數(shù)據(jù)的數(shù)值。有效節(jié)省了機(jī)床調(diào)試生產(chǎn)、維護(hù)的時(shí)間，提高工作效率。

5、由于本發(fā)明提供的技術(shù)，還可以用于為特制的專機(jī)量身定制專門化人機(jī)界面，用來簡化機(jī)床操作，提高機(jī)床性能及生產(chǎn)效率，增強(qiáng)機(jī)床的市場競爭力，節(jié)約成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)床控制系統(tǒng)的人機(jī)界面屏幕概念圖；

圖2為本發(fā)明編輯延時(shí)設(shè)置界面step7-300和easyscreen程序的流程框圖；

圖3為本發(fā)明人機(jī)界面中延時(shí)設(shè)置示意圖；

圖4為本發(fā)明人機(jī)界面中刀庫功能診斷示意圖；

圖5為本發(fā)明編輯關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置界面step7-300和easyscreen程序的流程框圖；

圖6為本發(fā)明人機(jī)界面中關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置示意圖

圖7為定義plc變量中存儲和傳遞數(shù)據(jù)的db114變量表設(shè)置圖；

圖8為定義db115變量表部分plc變量表；

圖9為定義db116變量表部分plc變量表。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的機(jī)床控制系統(tǒng)的人機(jī)界面屏幕概念如圖1所示，人機(jī)界面屏幕上的修改延時(shí)時(shí)間就是修改plc中計(jì)時(shí)器的時(shí)間。延時(shí)設(shè)置界面中根據(jù)調(diào)試機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)，匯總機(jī)床運(yùn)行所需的所有延時(shí)時(shí)間，如主軸松刀到位延時(shí)、潤滑時(shí)間設(shè)置、a軸相關(guān)延時(shí)設(shè)置、c軸相關(guān)延時(shí)設(shè)置等供選擇，并定義plc程序中的定時(shí)器，篩選出機(jī)床正常運(yùn)行所需延時(shí)時(shí)間。

實(shí)施例

由于vmc0875mu型機(jī)床采用西門子840dsl系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的編程語言環(huán)境為step7-300，所以在編輯機(jī)床控制程序時(shí)需要在step7-300的編程語言環(huán)境下更改。延時(shí)設(shè)置界面的實(shí)現(xiàn)過程如圖2所示，首先要在step7-300語言環(huán)境下編輯定義可存儲和傳遞數(shù)值的plc變量，如db114變量表,根據(jù)匯總的機(jī)床運(yùn)行所需的所有延時(shí)時(shí)間確定db114變量表中變量的數(shù)量，定義db114變量表中的各個(gè)變量數(shù)據(jù)類型為s5time,初始值為s5t#0ms，這樣定義就可以使db114變量表中的各個(gè)變量存儲數(shù)據(jù)了。圖7中列舉了部分db114變量表中的定義說明；接下來編輯plc程序和nc子程序，使可傳輸存儲數(shù)值的變量傳送到計(jì)時(shí)器中去。

本發(fā)明編輯plc如下所示：

ldb114.dbw30

sdt15

at15

其特征是應(yīng)用了一個(gè)可以存儲數(shù)值的db114變量表,且數(shù)據(jù)類型為s5time,并將db114變量表中存儲的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)時(shí)器t15。接下來在db115變量表中定義變量的數(shù)據(jù)類型為dint，初始值為0，這樣就可以把整數(shù)類型的數(shù)據(jù)存儲在db115變量表的各個(gè)變量中；然后如圖2編輯程序流程框圖所示編輯plc程序使整數(shù)格式的db115變量表中的數(shù)據(jù)可以傳遞給db114變量表，具體step7-300的程序編輯如下所示：

按此編輯后的程序，就可以在外部通過給db115變量表輸入一個(gè)數(shù)值后，該數(shù)值就會傳遞給db114變量表，再由db114變量表傳遞給計(jì)時(shí)器。

下面接著闡述如何在延時(shí)設(shè)置界面上給db115變量表中變量賦值，如圖2所示的easyscreen程序流程框圖，首先確定界面顯示的位置，如下所示：

這樣編輯easyscreen程序，延時(shí)設(shè)置界面就會顯示在屏幕上如圖1所示處。

其次編輯easyscreen程序使其與plc程序相對接，即在界面上給db115變量表中的各個(gè)變量賦值，并編輯各個(gè)延時(shí)的中文名稱及顯示位置等，仍以潤滑時(shí)間為例如下所示：

defvar1＝(i///,"潤滑時(shí)間",,"ms"/wr3//"db115.dbd60"/20,35,200/180,35,110)

defvar2＝(i///,"潤滑間隔",,"ms"/wr3//"db115.dbd64"/20,55,200/180,55,110)

經(jīng)上述編程就可以實(shí)現(xiàn)使在界面的坐標(biāo)區(qū)域20,35,200/180,35,110輸入的數(shù)值直接傳入目標(biāo)db115變量表中并實(shí)現(xiàn)了與plc程序的對接，且該區(qū)域的中文提示信息為潤滑時(shí)間，單位為ms。

最后編輯界面上各個(gè)按鈕的意義，如下所示：

這樣編輯程序能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)擊“更改”按鈕后，便對光標(biāo)區(qū)域的時(shí)間進(jìn)行修改，如圖3所示；點(diǎn)擊“更改完成按鈕”后，各個(gè)延時(shí)便不可更改，并且已經(jīng)設(shè)置的延時(shí)時(shí)間即刻生效；點(diǎn)擊“退出”按鈕，返回到上一級界面如圖1所示。

診斷功能界面：以刀庫診斷功能為例，如附圖4所示，刀庫功能診斷界面中根據(jù)調(diào)試機(jī)床的經(jīng)驗(yàn)及功能的運(yùn)行條件，將經(jīng)常出現(xiàn)故障的功能列舉出來。首先通過查看plc程序列舉出功能動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的條件；接著編輯easyscreen程序，把條件反應(yīng)在界面上，實(shí)現(xiàn)plc程序和easyscreen程序的對接。以手動(dòng)刀庫旋轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)為例說明：

查看plc程序，明確plc程序中刀庫手動(dòng)旋轉(zhuǎn)所需要滿足的條件；其次編輯easyscreen程序，如下以刀庫手動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)為例：

這樣就可以使各個(gè)條件依次排列在界面上并顯示條件的中文名稱及條件，滿足時(shí)綠燈亮，條件不滿足時(shí)紅燈亮。

編輯完成后，界面顯示如圖4所示，點(diǎn)擊軟鍵“刀庫功能診斷”進(jìn)入診斷功能界面，每個(gè)條件說明右側(cè)都有一個(gè)小圓燈，當(dāng)小圓燈是紅色，代表該信號錯(cuò)誤，信號錯(cuò)誤時(shí)可以通過界面上的中文信息得知錯(cuò)誤的具體位置；小圓燈為綠色時(shí)，表示信號點(diǎn)正常。這樣就實(shí)現(xiàn)了通過觀察屏幕指示燈的顏色來診斷出機(jī)床故障。點(diǎn)擊“退出”，回到上一級界面如圖1所示。診斷功能界面中的按鈕只需有“退出”按鈕，且與延時(shí)設(shè)置中的按鈕意義定義方式相同。

診斷應(yīng)用舉例：以刀庫手動(dòng)旋轉(zhuǎn)為例，打開此刀庫功能診斷界面，檢查刀庫手動(dòng)旋轉(zhuǎn)下面的6個(gè)條件右側(cè)的顯示燈，如果有一個(gè)條件的顯示燈是紅色，刀庫就不能手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，如果“手動(dòng)方式”右側(cè)的顯示燈是紅色的，就在mcp面板上將“jog”方式激活即可。

關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置界面：

關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置界面包括了多個(gè)常用關(guān)鍵點(diǎn)頁面，首先根據(jù)機(jī)床的特性，選擇要關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)，例如vmc0875mu上所備的常用關(guān)鍵點(diǎn)只有換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的設(shè)置界面不但需要在step7-300及easyscreen中編輯程序，還需要編輯nc子程序中的換刀子程序tool.spf。

如圖5編輯程序的流程框圖所示，在step7-300中編輯程序，首先定義能夠傳遞存儲換刀點(diǎn)實(shí)數(shù)的變量，db116變量表包括一組變量，如圖9所示，再編輯plc變量與nc變量的數(shù)據(jù)相互傳遞程序，如下所示：

callfc21

in0:＝true

in1:＝b#16#3

in2:＝p#db116.dbx0.0dword4

in3:＝0

in4:＝0

out0:＝m5.0

out1:＝mw6

這樣定義好就可以使plc變量db116.dbdn與nc變量$a_dbr[n]相互傳遞數(shù)據(jù)(n＝0，4，8，12)了。

其次應(yīng)用定義好的db116變量表，編輯nc程序中的換刀子程序tool.spf，使plc程序與nc程序?qū)?，如下所示?/p>

spos＝$a_dbr[12]

stopre

supag1g90x＝$a_dbr[0]y＝$a_dbr[4]z＝$a_dbr[8]f20000

這樣編輯nc子程序tool.spf的目的是使機(jī)床運(yùn)行換刀點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)讀取的是$a_dbr[n](n＝0，4，8，12)中存儲的數(shù)值。

再次編輯easyscreen程序，使在界面上輸入的數(shù)值傳送到nc變量$a_dbr[n](n＝0，4，8，12)中，并使easyscreen程序與nc程序?qū)?如下所示：

defvar1＝(i///,"刀庫換刀點(diǎn)："/wr1///160,30,120/0,0,0,0//)

defvar2＝(r3///,"x軸",,"mm"/wr3//"$a_dbr[0]"/160,60,90/200,60,130)

defvar3＝(r3///,"y軸",,"mm"/wr3//"$a_dbr[4]"/160,90,90/200,90,130)

defvar4＝(r3///,"z軸",,"mm"/wr3//"$a_dbr[8]"/160,120,90/200,120,130)

defvar5＝(r3///,"主軸",,"度"/wr3//"$a_dbr[12]"/160,150,90/200,150,130)

最后編輯界面顯示位置，編輯關(guān)鍵點(diǎn)包含的各個(gè)軸的顯示位置，中方提示信息以及與nc的對接以及完善換刀點(diǎn)設(shè)置界面各個(gè)按鈕的意義，有按鈕意義的定義與延時(shí)設(shè)置界面中的按鈕設(shè)置相同。關(guān)鍵點(diǎn)程序與nc換刀子程序tool.spf對接。上述完成了關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置界面的程序編輯。在界面坐標(biāo)區(qū)域160,60,90/200,60,130中輸入的數(shù)值會直接傳送到nc變量$a_dbr[0]中，以下依次類推，顯示如圖6所示。

界面操作：點(diǎn)擊軟鍵“關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置”進(jìn)入關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置畫面，點(diǎn)擊右側(cè)軟鍵“更改”，就可以對光標(biāo)區(qū)域的數(shù)值進(jìn)行修改；點(diǎn)擊“更改完成”，完成對關(guān)鍵點(diǎn)的修改。點(diǎn)擊“退出”，回到上一級界面，如圖1所示。