一、概述

　　NUM數控系統(tǒng)以其功能的強大性，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)出適合機床特點的專用中文人機界面。在齒輪機床行業(yè)得到了廣泛的應用，其數控系統(tǒng)銷售量一直處于領先地位。

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

二、系統(tǒng)結構與功能

　　數控磨齒機采用展成原理，砂輪為蝸桿狀，相當于齒條的砂輪與被磨齒輪相嚙合，在連續(xù)展成運動中實現展成磨削。該磨齒機共有6個軸，分別為徑向X軸、切向Y軸、軸向Z軸、修整進給U軸、砂輪旋轉B軸和工件旋轉C軸，可實現多軸聯(lián)動。依據機床結構和加工的要求，利用NUM數控系統(tǒng)提供的軟件工具，采用VB語言，開發(fā)了蝸桿砂輪磨齒機的人機界面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由參數設置模塊、齒向修形模塊、顯示模塊、機床調整模塊組成。總體結構如圖1所示。

　　1、系統(tǒng)平臺和開發(fā)工具

　　該系統(tǒng)運行于NUM數控系統(tǒng)上，經編譯后通過PLCTOOL加載到數控。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梯形圖或進行高級語言C的編程，將用戶定義的參數傳遞到數控，它是后臺處理程序必不可少的工具。MMITOOL主要用于創(chuàng)建NUM數控的人機界面，它可以通過內部圖形庫或自定義的圖形庫進行鏈接，編制自己個性化的中文界面。MMITOOL和MicrotecMcc68K編譯器或者VisualC＋＋編譯器用于編譯程序，使之生成代碼，從而下載到數控系統(tǒng)中去。

　　2、系統(tǒng)功能

　　依據總體結構圖，系統(tǒng)各模塊的功能如下：

　　（1）參數設置該模塊分為齒輪參數和砂輪參數設置界面，用于設定待加工零件的尺寸參數和齒坯類型，如齒數，模數，齒寬和砂輪參數等。參數設置界面如圖2所示。

圖2 參數設置界面

　?。?）齒向修形該模塊包括鼓形齒和錐形齒修形，可以補償齒輪的彎曲和扭轉變形，改善載荷沿齒向分布的狀況，在砂輪修整時可根據需要設定其數據。

　　（3）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、手動和MDI方式，以執(zhí)行該方式下的相應命令。狀態(tài)顯示模塊用于顯示正在加工零件的尺寸、加工程序名和當前加工的程序行等信息，實時反映加工狀態(tài)，方便用戶對加工過程進行監(jiān)控。

　?。?）機床調整該模塊主要顯示機床的相關信息，如速度、數控系統(tǒng)報警信息等，可以為用戶維護機床提供幫助。

　?。?）MMIDBNUM數據庫MMIDBNUM中包含了預定義的需求和變量，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)建自己的數據庫，對其進行編輯修改、添加和刪除等數據庫操作，并可利用數據庫管理工具對其進行維護，方便地通過變量與數控系統(tǒng)建立聯(lián)系，使得數據的交換以及加工程序的修改更為直接和簡單。

三、數據通訊

　　輸入界面中的參數，如齒輪和砂輪參數設置中的數據，必須經過后臺處理，與數控系統(tǒng)建立相關的聯(lián)系，方能對變量進行訪問，對零件加工程序進行修改。否則，數控系統(tǒng)無法識別所輸入的數值，也就無法完成用戶的加工請求。后臺處理必須在關系層中設定，并編寫PLC程序，將其傳遞給數控中的變量，通過這種交換就可以將用戶輸入到人機界面變量的數值直接傳至PLC程序的變量中，再用PLC程序將該變量值拷貝到零件加工程序相應的E參數中。使得在屏幕上輸入的數值能自動地修改加工程序的變量。

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

　　因此，通過數據交換系統(tǒng)，可以很方便的進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加工程序，只需在相應的界面中輸入齒數、模數、齒寬、進刀量和進刀次數等相關參數，就可以進行齒輪的自動磨削，大大提高了生產效率。

四、系統(tǒng)運行與工作過程

　　數控磨齒機各顯示模塊和控制模塊設計后，還需經測試、編譯和調試，才能在數控系統(tǒng)上運行。利用NUM提供的調試工具，對其進行測試，如果沒有錯誤，可將編譯好的文件下載到系統(tǒng)進行現場調試，否則，重新修改程序，再進行編譯?，F場調試，對于整個系統(tǒng)是至關重要的，不僅要檢查數據是否能正常顯示，還要對設置的參數能否修改加工程序進行檢驗。只有通過反復的現場調試，發(fā)現問題，及時解決問題，才能保證在實際加工過程中實現預期的目標。

　　利用NUM1060HG數控系統(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磨削工藝的友好人機對話界面，使得機床用戶更加容易操作。可以完成對數控各種變量的訪問，對加工所需的參數進行設置，選擇自動、手動等不同的工作方式，并能動態(tài)顯示六個軸的位置，實時反映加工信息，監(jiān)控加工過程的運行狀態(tài)。系統(tǒng)工作流程圖如圖3所示。

五、結束語

　　以蝸桿砂輪磨齒機為對象，結合機床加工的使用要求，利用NUM數控系統(tǒng)提供的軟件工具MMITOOL，開發(fā)了數控磨齒機人機界面系統(tǒng)。通過圖形界面、控制界面、后臺處理程序、用戶數據庫的設計和開發(fā)，實現了界面參數設置和數控加工程序之間的有效集成。利用該系統(tǒng)，可以實時顯示加工狀態(tài)信息，動態(tài)監(jiān)控加工過程，修改加工程序以及對系統(tǒng)進行調試和維護。經聯(lián)機測試和實際加工運行，此系統(tǒng)操作簡捷，運行可靠，界面友好，具有很高的應用價值。