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1、 1CNC机床个性（特征）操作画面的制作软件 北京 FANUC 王玉琪 经常有人论述 CNC 系统的开放性，机床厂和机械加工厂也对 CNC 的开放性提出了一些要求，其中最迫切的就是 HMI即操作者的“人机界面” 。 对于此项要求，各 CNC 系统生产厂都有各自独特的实现方法，概括起来不外乎两类： .使用通用微机（包括工业机）的 CNC 系统，机床厂家直接在系统上用 VC、 VB 或其他图形软件结合系统厂提供 CNC 的信息库编制自己的画面； .专用机 CNC 系统，除了上述方法外，系统厂家用 VC、 VB 为用户开发了图形库和 CNC信息库，机床厂家购买了这种软件后在微机上运行，开发自己的画面
2、，然后将其编译后，传入CNC 的 Flash-ROM（早期是有内装电池的 Flash-RAM） 。实践证明，专用机 CNC 系统要比通用机 CNC 系统的可靠性要高得多。 众所周知， FANUC 的 CNC 是专用机，有人以为既然是专用机，其开放性必定不好。其实在二十多年以前 FANUC 就开始了对其系统向外界开放的研究，并有产品用在了其 0 系统和16/18/21， 15 等系统上，如： Custom MACRO， MACRO Executor， C Language Executor， PMC 的window（窗口）功能。我们可从 Makino（牧野） ， Mori Seiki（森精机）等
3、厂家找到其应用的实例。 HMI 使用最多的是汽车件的加工厂（特别是欧、美）和模具加工厂。 FANUC 和 GE-FANUC根据通用汽车（ GM）厂提出的要求，在十多年前开发了相关的 HMI 产品，如硬件： Panel i；软件： BOP1， CSD， FOCAS1/2， HMI-PC（或称 HMI-CNC） 。这些产品目前已广泛用于国内外 GM的发动机厂、变速箱厂和配件厂。 本文就当前 FANUC CNC 的 HMI 开发软件介绍如下。 FANUC/GE-FANUC 现有三种 HMI 的开发产品： HMI-PC； Faunc Picture 和 HMI-NC。 GE-FANUC HMI-PC
4、1.1 运行环境 HMI-PC 运行的硬件环境是 Panel i，它是一台 FANUC 开发的专用微机，连于分离型的 CNC 系统，做为前端机使用。当然，此时 CNC 就无需再用 LCD 或 CRT 显示器。此种接法就是所谓的 FANUC 开放式 CNC 系统 (Open CNC)，如： 150； 150i； 160/180/210； 160i/180i/210i 或300i/310i/320i。 下图是 FANUC 的 Panel i，如图所示，有两种型式，右面的称为 Automotive Panel i，两者的不同点在于右面的有两排竖向键，专门用于汽车行业，其实是为了适应 GM 各加工厂的
5、机床操作标准，而专为 GM 开发的，当然，现在已经用于其它厂。 2Automotive Panel i Panel i 图 1 Panel i Panel i 与 CNC 的连接见下图（经 HSSB 连接） 。如此连接后，系统即成为 Open CNC。在Panel i 上装入 Windows XP 或 Windows 2000，对外界就具有充分的开放性。 在此环境下装入FANUC Auto HMI-PC（ Proficy-ME HMI） ，用户即可开发自己的 HMI 画面。 当然这些画面就运行于此 Panel i 上。 图 2 开放式 CNC 1.2 软件结构 该软件 Proficy-ME H
6、MI 是 GE-FANUC 开发的。它的结构如下图所示，包括： HMI-Driver；BOP 和 FOCAS。提供的主要功能有：操作者界面的开发； CNC 数据的采集；机床运行的监控； 3信息与数据的纪录； I/O 设备和其它自动化设备的集成等。 图 3 软件的结构 1.3 HMI Driver 上图中， HMI Driver 是以模板形式提供给用户的开发平台，如下图 4。用鼠标点击其中的某一功能按钮即可出现相应的模板。例如点击 Axis Position （伺服轴位置） ，即显示轴位置的开发画面（图 5 左） 。点击位置菜单中的某一按钮，即可显示其相应的子菜单画面，如相对位置画面（图 5 右
7、） 。 图 4 HMI 菜单 Fanuc CNC BOP Driver HMI Driver Focas1 CIMPLICITY Screenswith BOP ActiveX and HMI Points 4位置画面菜单 相对位置编辑模板 图 5 位置模板 在显示出的子画面（模板）中即可进行编辑，如选择轴数，轴名称，位置值等。 下图 6 的例子是加工程序的编辑模板。 图 6 加工程序菜单 点击图中的 Part Program 按钮，即出现下面的程序编辑模板，见下图 7。 5图 7 加工程序画面编辑模板 该模板提供的功能有： CNC 与 PC 机之间上 /下传输程序；检查 /修改（编辑）程序；
8、程序改名；程序的删除等。 GE-FANUC 根据用户要求提供的 HMI 画面的模板，主要有： 。加工线上机床的布局，各机床的状态 。机床开机；机床运行方式的选择 。手动操作 。机床运行监控 。生产信息 。刀具管理与刀具寿命监控 。报警显示与纪录 。故障诊断 。系统与机床维护 下图是一开发出的实例 -机床操作主画面。 6图 8 机床操作主画面 1.4 BOP（ Basic OperationPackage -CNC 的基本操作包） 这是一个独立的软件包。用来在 Panel i 上实现 CNC 系统各画面的显示和对系统和机床 的操作（包括维修） 。其基本画面如下图。 图 9 BOP的基本画面 7B
9、OP 的标准画面有：位置；程序；自动运行时程序检查；模态信息； Setting；刀具补偿数据；刀具寿命；坐标系； Macro 变量；螺距补偿；参数； I/O； PMC参数； PMC梯形图；报警；诊断等画面。 还能显示自动运行时间 /切削时间； 累计与显示加工件数等信息。 就是说涵盖了 CNC上的全部画面。 除了显示画面外，还有软操作面板功能。可对机床实施简单的操作。 因此，若使用 BOP，可以免去用上述 HMI driver 编辑画面的大部分工作。 1.5 FOCAS（ FANUC OPEN CNC Application Software） 实际上这是 PC 机获取 CNC 信息与数据并对
10、CNC 发出命令的程序指令库。早期是用 MS-DOS，现在使用 C 语言。下面列出了部分指令。 与进给轴有关的： - Function name Brief description - ( 1) cnc_actf Read actual axis feedrate(F) ( 2) cnc_absolute Read absolute axis position ( 3) cnc_machine Read machine axis position ( 4) cnc_relative Read relative axis position ( 5) cnc_distance Read dista
11、nce to go ( 6) cnc_skip Read skip position ( 7) cnc_srvdelay Read servo delay value ( 8) cnc_accdecdly Read acceleration/deceleration delay value ( 9) cnc_rddynamic Read all dynamic data (10) cnc_wrrelpos Set origin / preset relative axis position - 与程序有关的： - Function name Brief description - ( 1) c
12、nc_dwnstart Start downloading NC program ( 2) cnc_download Download NC program ( 3) cnc_dwnend End of downloading NC program ( 4) cnc_upstart Start uploading NC program ( 5) cnc_upload Upload NC program ( 6) cnc_upend End of uploading NC program ( 7) cnc_search Search specified program ( 8) cnc_dela
13、ll Delete all programs ( 9) cnc_delete Delete specified program (10) cnc_rdprogdir Read program directory (11) cnc_rdproginfo Read program information (12) cnc_rdprgnum Read program number under execution 8(13) cnc_rdseqnum Read sequence number under execution (14) cnc_rdexecprog Read program under execution (15) cnc_wrmdiprog Write program for MDI operation (16) cnc_rdmdipntr Read execution pointer for MDI operation (17) cnc_wrmdipntr Write execution pointer for MDI operation
