摘 要：以西門子840D數(shù)控系統(tǒng)為開發(fā)平臺(tái)，利用OEM軟件為錐齒輪數(shù)控研齒機(jī)開發(fā)出符合設(shè)計(jì)要求的控制界面，利用VC 創(chuàng)建和西門子數(shù)控系統(tǒng)相聯(lián)系的語言動(dòng)態(tài)鏈接庫，并利用西門子數(shù)控系統(tǒng)提供的開發(fā)環(huán)境和VB、VC 接口，將用戶的特殊界面及加工方法嵌入西門子系統(tǒng)中。介紹了OEM環(huán)境下界面的編制。

關(guān)鍵詞：人機(jī)界面；西門子840D；語言動(dòng)態(tài)鏈接庫

錐齒輪因傳動(dòng)平穩(wěn)可靠、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于車輛、機(jī)械等行業(yè)．作為一種局部接觸的不完全共軛齒輪副，其嚙合質(zhì)量至關(guān)重要．研齒是為了降低齒面粗糙度、改善齒面接觸質(zhì)量，使齒輪副在傳動(dòng)時(shí)達(dá)到高平穩(wěn)和低噪聲．

為了適應(yīng)個(gè)性化市場的需要，錐齒輪的精加工需要使用先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，而西門子公司提供的SINUMERIK 840D數(shù)控系統(tǒng)沒有專門針對(duì)錐齒輪研齒機(jī)的控制界面，它只提供了開發(fā)軟件OEM，用戶可以通過二次開發(fā)把自己的功能模塊集成到系統(tǒng)中．

1 OEM嵌入過程

本研究選用SINUMERIK 840D系統(tǒng)為開發(fā)平臺(tái)，以錐齒輪數(shù)控研齒機(jī)為研究對(duì)象，在西門子標(biāo)準(zhǔn)界面下，用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)編程語言編寫用于加工中的程序，并把程序存儲(chǔ)在840D數(shù)控系統(tǒng)中．將開發(fā)軟件OEM安裝在PC機(jī)上，在OEM環(huán)境下，利用VB進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，利用VC＋＋創(chuàng)建語言動(dòng)態(tài)鏈接庫，按照OEM的說明把所設(shè)計(jì)的界面嵌入840D系統(tǒng)中．語言動(dòng)態(tài)鏈接庫的作用是實(shí)現(xiàn)軟件文本的調(diào)用．軟件內(nèi)容可以從語言動(dòng)態(tài)鏈接庫中讀取，最后按照OEM的說明，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與數(shù)控系統(tǒng)的通訊．將PC機(jī)與西門子系統(tǒng)相連，系統(tǒng)再與研齒機(jī)相連，進(jìn)行調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)研齒機(jī)的控制．利用所設(shè)計(jì)的界面不僅能改變各種參數(shù)，而且可以將機(jī)床的運(yùn)行情況顯示在界面上，以監(jiān)視機(jī)床的運(yùn)行．

開發(fā)軟件OEM提供了順序控制結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)可以為SINUMERIK的標(biāo)準(zhǔn)程序提供一個(gè)框架和兼容的OEM程序．順序控制包括：管理程序（順序）控制（菜單樹由狀態(tài)組成），查詢軟件（垂直和水平），查詢NC專用鍵，顯示軟鍵文本，管理交互式提示行，提供語言支持．用戶需要在順序結(jié)構(gòu)的框架中植入在VB環(huán)境中已經(jīng)設(shè)計(jì)好的界面．描述順序控制最核心的元素是狀態(tài)，每一個(gè)狀態(tài)有單獨(dú)狀態(tài)號(hào)碼，可以通過VB把設(shè)計(jì)好的窗體加到所在區(qū)域，軟件文本安裝到語言動(dòng)態(tài)鏈接庫里，水平和垂直軟件的內(nèi)容從語言動(dòng)態(tài)鏈接庫里讀取．所開發(fā)的操作系統(tǒng)每一個(gè)界面對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)．

應(yīng)用程序OEMBSP20的順序控制包括6個(gè)文件，分別是REGIE．INI，MMC．OEMBSP20.INI，OEMBSP20.MDI，OEMBSP20.ZUS，LANGUAGE.DLL.

REGIE.INI是程序管理器文件，MMC.INI是全局初始化文件．OEMBSP20.INI是本工程的初始化文件，是用記事本編輯的，內(nèi)容為：

MDIList是子窗口的列表，所有的子窗口列表都在文件OEMBSP20.MDI中，ControFile表示控制的文件，如狀態(tài)和動(dòng)作都位于文件OEMBSP20.ZUS中．

OEMBSP20.MDI是子窗口列表所在文件，它是用寫字板編輯的，它的主要內(nèi)容為：

所開發(fā)的操作系統(tǒng)的1個(gè)界面只包含1個(gè)窗體，由于窗體較多，這里只列出了其中一部分，OEM1是第1個(gè)窗體，后面的序號(hào)1表示一種窗體類型．當(dāng)點(diǎn)擊其他軟件時(shí)，這種類型的窗體，可以被刪除，其上的數(shù)據(jù)被刪除，當(dāng)再次啟動(dòng)后，上次的數(shù)據(jù)無效．這種窗體的load事件在每次啟動(dòng)時(shí)被重新調(diào)用．

OEMBSP20.ZUS文件中存放著所有的狀態(tài)矩陣，它也是用寫字板編輯的，狀態(tài)矩陣主要描述狀態(tài)中的軟件如何分配任務(wù)，下面以其中1個(gè)狀態(tài)為例加以解釋說明．
此狀態(tài)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)矩陣為：

這是第2個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)矩陣，第1行中的[2]表示狀態(tài)的號(hào)碼，16表示水平軟鍵的起始地址，如要給每個(gè)界面上的軟鍵寫入文本，就要知道給哪個(gè)鍵寫入文本，這就要求給每個(gè)軟鍵編一個(gè)號(hào)；17表示垂直軟鍵的起始地址；“OEM2”表示狀態(tài)，顯示的哪個(gè)界面；“0”表示返回值；0表示標(biāo)志符．第2行中的0表示第1個(gè)水平軟鍵，0～7表示水平方向的8個(gè)軟鍵，8～15表示垂直的8個(gè)軟鍵；最后1列的參數(shù)0表示按下第1個(gè)水平軟鍵時(shí)將會(huì)顯示第0個(gè)狀態(tài)．下列幾行的參數(shù)同第1行。

LANGUAGE.DLL是語言動(dòng)態(tài)鏈接庫文件，它是用VC＋＋編輯的，語言動(dòng)態(tài)鏈接庫文件主要用來存儲(chǔ)軟件文本．順序控制提供了很多標(biāo)準(zhǔn)的模塊和窗體．用戶只能把實(shí)現(xiàn)自己程序的窗體和模塊嵌入到西門子提供的標(biāo)準(zhǔn)順序控制中，從而實(shí)現(xiàn)特殊功能．

2 錐齒輪數(shù)控研齒機(jī)的界面設(shè)計(jì)

圖1為基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的研齒機(jī)主界面，從主界面的各種按鍵分別進(jìn)入到研齒機(jī)需要的專用加工界面．

圖2為錐齒輪研齒加工的參數(shù)輸入界面，可以看到其中包括小輪的旋向，小輪、大輪的齒數(shù)，小輪、大輪的直徑，并且基于更加人性化和可操作性的理念，對(duì)單位也可以做出選擇，操作者可以選擇使用英制（英寸）和美制（毫米）單位．

從主界面可以清楚的看到水平軟鍵和豎直軟鍵的自定義按鈕（由于目前設(shè)計(jì)的界面數(shù)還不錯(cuò)暫時(shí)沒有定義豎直軟件的內(nèi)容），按下第3個(gè)水平軟鍵“研磨界面”就能進(jìn)入錐齒輪研磨設(shè)定界面，如圖3所示．

目前的研磨方式有２種模式選擇，一種為從錐齒輪齒頂?shù)烬X根的單軌跡研磨方式（圖３a）,這種方式為最簡單的研磨方式，對(duì)于數(shù)控程序的設(shè)計(jì)和編寫都比較容易，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單；一種為齒面的橢圓軌跡研磨方式（圖3b），這種方式綜合了從齒根到齒頂，錐齒輪大端到小端的V/H調(diào)整方面．對(duì)于這２種研磨方式都可以通過手動(dòng)輸人數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)操作，可以對(duì)具體的齒面位置研磨時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，針對(duì)齒面接觸區(qū)不良的位置進(jìn)行專門研磨，達(dá)到更佳研磨效果．

３結(jié)束語

利用OEM軟件提供的順序控制，用VB把設(shè)計(jì)的人機(jī)界面嵌人到西門子系統(tǒng)，并且利用VC＋＋環(huán)境中建立的語言動(dòng)態(tài)鏈接庫實(shí)現(xiàn)軟件文本內(nèi)容的讀取，最終把特有的功能模塊集成到西門子系統(tǒng)中，形成了適合于錐齒輪研齒機(jī)的操作系統(tǒng)．操作人員可以很方便地選擇加工程序，并進(jìn)行參數(shù)的編輯，無須修改工件加工程序，還可以隨時(shí)得到加工過程中的各種狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控和操作．這樣，不僅擴(kuò)展了數(shù)控系統(tǒng)的使用范圍，簡化了操作，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且還可以為機(jī)床的維護(hù)提供大量有價(jià)值的