一、概述

　　NUM數(shù)控系統(tǒng)以其功能的強(qiáng)大性，開放性、靈活性、高速和高精度而著稱，尤其是開放性的人機(jī)界面功能深受用戶的歡迎。利用系統(tǒng)提供的MMITOOL軟件，可以開發(fā)出適合機(jī)床特點(diǎn)的專用中文人機(jī)界面。在齒輪機(jī)床行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，其數(shù)控系統(tǒng)銷售量一直處于領(lǐng)先地位。

　　蝸桿砂輪磨齒機(jī)是一種高效、高精度的齒輪精加工機(jī)床，用于磨削標(biāo)準(zhǔn)或者修形的圓柱漸開線齒輪，適用于大批量小模數(shù)齒輪的加工。由于其數(shù)控系統(tǒng)采用的是法國(guó)NUM1060HG數(shù)控系統(tǒng)，在操作習(xí)慣和用戶界面上和我國(guó)有很大的不同，增加了用戶在安裝、調(diào)試、編程、操作和維護(hù)等方面的難度。在工件的加工過程以及系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)過程中，用戶通過人機(jī)界面與系統(tǒng)存在著大量的交互過程，因此，基于NUM的磨齒機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)對(duì)于簡(jiǎn)化用戶操作，提高生產(chǎn)率具有重要的意義。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

　　數(shù)控磨齒機(jī)采用展成原理，砂輪為蝸桿狀，相當(dāng)于齒條的砂輪與被磨齒輪相嚙合，在連續(xù)展成運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)展成磨削。該磨齒機(jī)共有6個(gè)軸，分別為徑向X軸、切向Y軸、軸向Z軸、修整進(jìn)給U軸、砂輪旋轉(zhuǎn)B軸和工件旋轉(zhuǎn)C軸，可實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)。依據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工的要求，利用NUM數(shù)控系統(tǒng)提供的軟件工具，采用VB語言，開發(fā)了蝸桿砂輪磨齒機(jī)的人機(jī)界面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由參數(shù)設(shè)置模塊、齒向修形模塊、顯示模塊、機(jī)床調(diào)整模塊組成?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1、系統(tǒng)平臺(tái)和開發(fā)工具

　　該系統(tǒng)運(yùn)行于NUM數(shù)控系統(tǒng)上，經(jīng)編譯后通過PLCTOOL加載到數(shù)控。其開發(fā)工具有PLCTOOL，MMITOOL和MicrotecMcc68K編譯器或VisualC＋＋編譯器。PLCTOOL可以方便地編寫PLC梯形圖或進(jìn)行高級(jí)語言C的編程，將用戶定義的參數(shù)傳遞到數(shù)控，它是后臺(tái)處理程序必不可少的工具。MMITOOL主要用于創(chuàng)建NUM數(shù)控的人機(jī)界面，它可以通過內(nèi)部圖形庫(kù)或自定義的圖形庫(kù)進(jìn)行鏈接，編制自己個(gè)性化的中文界面。MMITOOL和MicrotecMcc68K編譯器或者VisualC＋＋編譯器用于編譯程序，使之生成代碼，從而下載到數(shù)控系統(tǒng)中去。

　　2、系統(tǒng)功能

　　依據(jù)總體結(jié)構(gòu)圖，系統(tǒng)各模塊的功能如下：

　?。?）參數(shù)設(shè)置該模塊分為齒輪參數(shù)和砂輪參數(shù)設(shè)置界面，用于設(shè)定待加工零件的尺寸參數(shù)和齒坯類型，如齒數(shù)，模數(shù)，齒寬和砂輪參數(shù)等。參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示。

圖2 參數(shù)設(shè)置界面

　　（2）齒向修形該模塊包括鼓形齒和錐形齒修形，可以補(bǔ)償齒輪的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，改善載荷沿齒向分布的狀況，在砂輪修整時(shí)可根據(jù)需要設(shè)定其數(shù)據(jù)。

　?。?）顯示模塊該模塊包括工作方式和狀態(tài)顯示。工作方式模塊用于選擇不同的工作方式，如自動(dòng)、手動(dòng)和MDI方式，以執(zhí)行該方式下的相應(yīng)命令。狀態(tài)顯示模塊用于顯示正在加工零件的尺寸、加工程序名和當(dāng)前加工的程序行等信息，實(shí)時(shí)反映加工狀態(tài)，方便用戶對(duì)加工過程進(jìn)行監(jiān)控。

　?。?）機(jī)床調(diào)整該模塊主要顯示機(jī)床的相關(guān)信息，如速度、數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警信息等，可以為用戶維護(hù)機(jī)床提供幫助。

　?。?）MMIDBNUM數(shù)據(jù)庫(kù)MMIDBNUM中包含了預(yù)定義的需求和變量，有只讀和可寫變量之分。

　　用戶可以定義新的只讀和可寫變量，以創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其進(jìn)行編輯修改、添加和刪除等數(shù)據(jù)庫(kù)操作，并可利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，方便地通過變量與數(shù)控系統(tǒng)建立聯(lián)系，使得數(shù)據(jù)的交換以及加工程序的修改更為直接和簡(jiǎn)單。

三、數(shù)據(jù)通訊

　　輸入界面中的參數(shù)，如齒輪和砂輪參數(shù)設(shè)置中的數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過后臺(tái)處理，與數(shù)控系統(tǒng)建立相關(guān)的聯(lián)系，方能對(duì)變量進(jìn)行訪問，對(duì)零件加工程序進(jìn)行修改。否則，數(shù)控系統(tǒng)無法識(shí)別所輸入的數(shù)值，也就無法完成用戶的加工請(qǐng)求。后臺(tái)處理必須在關(guān)系層中設(shè)定，并編寫PLC程序，將其傳遞給數(shù)控中的變量，通過這種交換就可以將用戶輸入到人機(jī)界面變量的數(shù)值直接傳至PLC程序的變量中，再用PLC程序?qū)⒃撟兞恐悼截惖搅慵庸こ绦蛳鄳?yīng)的E參數(shù)中。使得在屏幕上輸入的數(shù)值能自動(dòng)地修改加工程序的變量。

　　E參數(shù)中的數(shù)據(jù)必須在零件加工程序中使用才能使人機(jī)界面中輸入的數(shù)據(jù)有效。E參數(shù)可以在零件加工程序中直接使用，也可以將E參數(shù)傳給程序變量L參數(shù)，然后就可以在零件程序中使用L參數(shù)了。而E參數(shù)必須與用戶在MMI界面里定義的變量建立聯(lián)系，即通過PLC將變量的數(shù)值傳遞給E參數(shù)的地址。

　　因此，通過數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，可以很方便的進(jìn)行零件加工程序的修改，用戶無需為不同大小的零件去改動(dòng)加工程序，只需在相應(yīng)的界面中輸入齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、進(jìn)刀量和進(jìn)刀次數(shù)等相關(guān)參數(shù)，就可以進(jìn)行齒輪的自動(dòng)磨削，大大提高了生產(chǎn)效率。

四、系統(tǒng)運(yùn)行與工作過程

　　數(shù)控磨齒機(jī)各顯示模塊和控制模塊設(shè)計(jì)后，還需經(jīng)測(cè)試、編譯和調(diào)試，才能在數(shù)控系統(tǒng)上運(yùn)行。利用NUM提供的調(diào)試工具，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，如果沒有錯(cuò)誤，可將編譯好的文件下載到系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，否則，重新修改程序，再進(jìn)行編譯?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)是至關(guān)重要的，不僅要檢查數(shù)據(jù)是否能正常顯示，還要對(duì)設(shè)置的參數(shù)能否修改加工程序進(jìn)行檢驗(yàn)。只有通過反復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題，才能保證在實(shí)際加工過程中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。

　　利用NUM1060HG數(shù)控系統(tǒng)開放的環(huán)境，使用NUM工具開發(fā)軟件，制作了適合于蝸桿砂輪磨齒機(jī)磨削工藝的友好人機(jī)對(duì)話界面，使得機(jī)床用戶更加容易操作?？梢酝瓿蓪?duì)數(shù)控各種變量的訪問，對(duì)加工所需的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，選擇自動(dòng)、手動(dòng)等不同的工作方式，并能動(dòng)態(tài)顯示六個(gè)軸的位置，實(shí)時(shí)反映加工信息，監(jiān)控加工過程的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)工作流程圖如圖3所示。

五、結(jié)束語

　　以蝸桿砂輪磨齒機(jī)為對(duì)象，結(jié)合機(jī)床加工的使用要求，利用NUM數(shù)控系統(tǒng)提供的軟件工具M(jìn)MITOOL，開發(fā)了數(shù)控磨齒機(jī)人機(jī)界面系統(tǒng)。通過圖形界面、控制界面、后臺(tái)處理程序、用戶數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了界面參數(shù)設(shè)置和數(shù)控加工程序之間的有效集成。利用該系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示加工狀態(tài)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)控加工過程，修改加工程序以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)。經(jīng)聯(lián)機(jī)測(cè)試和實(shí)際加工運(yùn)行，此系統(tǒng)操作簡(jiǎn)捷，運(yùn)行可靠，界面友好，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。