主要針對臥式加工中心，基于西門子828D系統(tǒng)中EasyScreen編程環(huán)境，開發(fā)了集成刀庫、交換站控制與狀態(tài)顯示，機床關鍵點設置，通用延時設置和幫助提示為一體的個性化人機界面。01

序言目前臥式加工中心市場年需求量大，機床標配雙交換工作臺，適合鉆、銑、鏜等多面多工序復合加工，工作效率和自動化程度高。臥式加工中心的刀庫修調和交換站修調動作與邏輯互鎖眾多，操作人員只能通過按鍵控制，如果動作未執(zhí)行，原因只能從計算機里的“Programming

TOOLPLC828”或SINUMERIK828D操作界面中內置的PLC查看器中查找，對于不了解西門子系統(tǒng)操作的人員來說，很難找到問題所在。臥式加工中心的關鍵點設置包括刀庫的換刀點和交換站的換臺點。目前機床關鍵點主要設置在西門子系統(tǒng)的通用機床數據14514中，或者直接編輯在換刀、換臺程序中。把關鍵點設置在參數中，要求機床的調試人員需要熟練記住機床參數的不同意義及這些參數的存儲位置，明確換刀點中X軸、Y軸、Z軸和SP軸的位置值以及換臺點中Z軸、B軸的位置值分別設置在參數14514的哪一位上。把關鍵點編輯到換刀、換臺程序中，需要操作人員熟悉機床編程。綜上所述，把關鍵點設置在西門子系統(tǒng)參數中容易出錯，而且這些參數設置完成后不能立即生效，只有在系統(tǒng)復位后才能生效；把關鍵點編輯到程序中，需有編程知識，對操作人員要求較高。臥式加工中心的延時時間設置需要在基于SINUMERIK828D集成的PLC中編輯一個定時器，或者通過機床數據14510設置。如果想要更改延時時間需要編程人員使用SINUMERIK828D操作界面中內置的PLC查看器進行編輯，或使用個人計算機里的“ProgrammingTOOLPLC828”進行PLC程序的編輯，才能更改延時時間，修改后需要重新加載PLC。而把時間設置在機床數據14510中，設置完成后不能立即生效，只有在系統(tǒng)復位后才能生效。西門子系統(tǒng)的“HELP”功能只針對西門子系統(tǒng)自身參數、功能等進行幫助。對于制造商的程序、人機界面等，點擊“HELP”無法給出幫助信息。對于初次接觸臥式加工中心的人來說，即便是人機畫面提供了很多便利，也難以熟練操作。02

EasyScreen介紹當標準的西門子界面不能滿足機床廠商或最終用戶的需求時，在SINUMERIK828D上可以通過“EasyScreen”的編輯器設計制造商專用或者最終用戶專用的擴展操作界面，也可以用于改善標準的西門子界面[1-3]。EasyScreen采用ASCII文件配置的方式進行編寫。EasyScreen支持在操作系統(tǒng)的菜單樹中設計5幅畫面，可實現添加軟鍵、變量、文本和圖片等元素，可實現畫面結構調整，可執(zhí)行畫面切換、變量輸入和軟鍵點擊等操作，可訪問NC、PLC和用戶變量等，可執(zhí)行預定義函數、PI服務等功能，可限定用戶訪問級別。03

技術方案本項目主要目的是為臥式加工中心提供一種直觀簡潔的操作界面，解決刀庫、交換站調試復雜，關鍵點、延時時間設置參數多，自定義界面沒有幫助提示等問題。該界面是基于西門子828D系統(tǒng)的EasyScreen編程環(huán)境進行編程，其整體框架如圖1所示。圖1界面整體框架3.1

刀庫與交換站的控制“刀庫修調”“交換站修調”界面的開發(fā)流程如圖2所示。圖2“刀庫修調”“交換站修調”界面開發(fā)流程刀庫控制：通過“刀庫修調”界面可以進行刀庫控制，在滿足刀庫修調條件后，可實現換刀門開關、刀鏈正反轉、刀套翻轉、主軸松拉刀以及刀具交換等操作。“刀庫修調”界面如圖3所示，當滿足手動狀態(tài)、換刀點位置到位、刀庫準備好和刀庫修調方式生效條件時，右側顯示燈為綠色，通過按屏幕右側縱置軟鍵和橫置“動作確認”鍵實現刀庫動作控制，并且通過閥輸出顯示燈和到位顯示燈可觀察刀庫動作的執(zhí)行狀態(tài)。圖4為“刀庫修調”界面EasyScreen程序部分內容。圖3“刀庫修調”界面圖4“刀庫修調”界面EasyScreen程序部分內容交換站控制：通過“交換站修調”界面可以進行交換站控制，在滿足換臺修調條件后，可實現臺板松開夾緊、托盤上升下降和托盤旋轉等功能。“交換站修調”界面如圖5所示，當滿足手動狀態(tài)、換臺點位置到位、交換站準備好、修調方式生效和原點信號到位條件時，右側顯示燈為綠色，此時通過按屏幕右側縱置軟鍵和橫置“動作確認”鍵，可實現交換站動作控制，并且通過閥輸出顯示燈和到位顯示燈可觀察交換站動作的執(zhí)行狀態(tài)。圖6為“交換站修調”界面EasyScreen程序部分內容。

圖5

“交換站修調”界面圖6“交換站修調”界面EasyScreen程序部分內容3.2

機床關鍵點的設置“刀庫設置”“交換站設置”界面的開發(fā)流程如圖7所示。圖7“刀庫設置”“交換站設置”界面的開發(fā)流程換刀點，首先編輯PLC程序，新建一個數據塊DB9020，編輯換刀點變量，如圖8所示。換刀程序L6.SPF中，將換刀點編輯成$A_DBR[N]，如圖9所示。再在PLC程序中將DB9020傳遞成變量$A_DBR[N]的格式。EasyScreen程序部分內容如圖10所示。開發(fā)完成后，打開“刀庫設置”界面（見圖11），點擊“更改”按鈕，在換刀點處輸入坐標值，然后點擊“取消更改”即生效。圖8換刀點變量圖9換刀程序中的換刀點編輯圖10“刀庫設置”界面EasyScreen程序部分內容圖11“刀庫設置”界面工作臺交換點，首先編輯PLC程序，新建一個數據塊DB9016，編輯工作臺交換點變量，如圖12所示。工作臺交換程序TAB.SPF中，將工作臺交換點編輯成$A_DBR[N]，如圖13所示。再在PLC程序中將DB9016傳遞成變量$A_DBR[N]的格式。EasyScreen程序部分內容如圖14所示。開發(fā)完成后，打開“交換站設置”界面（見圖15），點擊“更改”按鈕，在工作臺交換點處輸入坐標值，然后點擊“取消更改”即生效。圖12工作臺交換點變量圖13工作臺交換程序中的交換點編輯圖14“交換站設置”界面EasyScreen程序部分內容圖15“交換站設置”界面3.3

通用延時的設置“通用延時”界面的開發(fā)流程如圖16所示。圖16“通用延時”界面的開發(fā)流程首先編輯PLC程序，新建一個數據塊DB9020，編輯各延時變量，如圖17所示。然后在PLC中編輯傳送時間給計時器的程序。EasyScreen程序部分內容如圖18所示。最終界面顯示如圖19所示，打開“通用延時”界面，點擊“更改”按鈕，在各延時處輸入時間，然后點擊“取消更改”即生效。圖17各延時變量圖18“通用延時”界面EasyScreen程序部分內容圖19“通用延時”界面3.4

幫助提示的實現首先編輯EasyScreen程序，如圖20所示，將幫助目標與幫助文本編號對應。然后編輯幫助文本es_help_easyscreen_utf8.html，編輯幫助提示內容。最后在西門子系統(tǒng)的/oem/sinumerik/hmi/hlp/目錄下新建一個名為chs的文件夾，將es_help_easyscreen_utf8.html裝入文件夾中。最終界面顯示如圖21所示，打開相應界面，將光標移到輸入數值的位置，點擊“HELP”，即可顯示幫助內容。圖20“HELP”提示功能EasyScreen程序部分內容圖21“HELP”內容顯示界面3.5

實施方式將編輯好的EasyScreen程序文件嵌入到西門子系統(tǒng)的/oem/sinumerik/hmi/proj/目錄下，將編輯好的幫助文本es_help_easyscreen_utf8.html嵌入到西門子系統(tǒng)的/oem/sinumerik/hmi/hlp/chs目錄下。打開西門子828D系統(tǒng)后，點擊“CUSTOM”進入人機界面（見圖1），點擊軟鍵“交換站修調”“刀庫修調”可分別進入交換站控制和刀庫控制界面，點擊右側動作控制軟鍵，如“臺板松開”，然后點擊“動作確認”進行動作控制；每個信號右側都有一個小圓燈，若小圓燈是紅色或白色，代表該信號失效或無信號；小圓燈為綠色時，表示信號點正常。點擊“退出”，回到上一級界面。在人機界面點擊軟鍵“通用延時”可進入延時時間更改界面，點擊右側軟鍵“更改”，就可以對光標區(qū)域的時間進行修改；點擊“取消更改”，完成對延時時間的修改；點擊“退出”，回到上一級界面。在人機界面點擊軟鍵“刀庫設置”“交換站設置”進入關鍵點設置畫面，點擊右側軟鍵“更改”，就可以對光標區(qū)域的關鍵點坐標值和時間進行修改；點擊“取消更改”，完成對關鍵點和時間的修改；點擊“退出”，回到上一級界面。在“通用延時”“刀庫設置”或“交換站設置”界面，對光標區(qū)域點擊“HELP”，可以獲得幫助提示信息。04

結束語本文介紹的人機界面集成刀庫、交換站控制及狀態(tài)顯示，機床關鍵點設置，通用延時設置和幫助提示功能。針對刀庫修調和交換站修調，將機床關鍵部分即刀庫和交換站的控制和狀態(tài)集成到同一界面中，操作人