基（jī）於SYNTEC的螺旋錐齒輪加工機床數控係統開發（fā）（下（xià））
2017-1-3 來源：沈陽工業大學 作者：張西棟
第 4 章 新代數控係統（tǒng）人機界（jiè）麵的設計開發
數控係統應該具有清晰的用戶（hù）界麵，有效的用戶提示信息，豐（fēng）富的圖形化任務模型，能夠實現自我診斷以及相應信息的記錄功能（néng）、自我功能巡檢以及自我功能優化（huà）。根（gēn）據用戶的實際要求對操作界麵（miàn）進行設（shè）計，利用客製化的參數輸入界麵取代繁瑣的程序的編製過程。機床操作人員隻需在相（xiàng）應的客製界麵中輸入主要的幾個加工（gōng）參數，後台（tái）即可生成相應的加工代碼，簡化齒輪加工，提高加工（gōng）任務的可管控性。
4.1 界麵係統的整體設計（jì）
設計開發的機床（chuáng）是弧齒錐齒輪加工（gōng）的專用機床（chuáng），根據項（xiàng）目開發要求，對弧齒（chǐ）錐齒輪（lún）加工機床（chuáng）中（zhōng）安裝的數控係統人機界麵進行客製開發。圖4.1 是弧齒（chǐ）錐齒（chǐ）輪加（jiā）工機床人機界麵工作流（liú）程。
首先是齒製的選擇，選擇弧齒齒製，進入弧齒錐齒輪（lún）的參數輸入界麵（miàn）；然後通過點選底部相應的客製好的功能（néng）鍵，進入齒輪參數輸入界麵、工藝參數輸（shū）入界麵以及刀具參數輸（shū）入界麵，通過（guò）子頁麵下對應的各個子功能鍵，進入各自的參數輸入界麵，完成相應數據參數的輸入。
數（shù）據參數輸入完成之後，通過參數檢查模塊進行參數自檢，如果有錯誤參數，返回參數輸入界麵進行參數的修改；如果無誤，則進入仿真加工模塊（kuài）。在仿真過程中如果出現刀具與工件的幹涉等（děng）錯誤（wù），則（zé）返回參數輸入界麵進（jìn）行參數的（de）修改，直（zhí）至錯誤消除（chú），進入數控加工（gōng）過程，最後退出程序（xù），完成加（jiā）工（gōng）。
4.2 e HMI 客製工具
新代數控係統（tǒng）的客製過程包括專案的建立、畫麵檔與功能鍵的設計、畫（huà）麵檔與相應功（gōng）能鍵的鏈接以（yǐ）及安（ān）裝文件的封裝等（děng）過（guò）程。 人機界麵的客製工作主要由 e HMI 開發軟件完成，當按照安裝要求將相關（guān）模擬仿真軟件安裝完畢之後，安（ān）裝目錄下就會生成 SYNTEC 數控係統標（biāo）準的仿真係統（tǒng）文件，如圖（tú） 4.2 所示，Disk C 之下有三（sān）個人機相關的文件夾，一是標準文件夾 Std MMIRes，這是新代的標準人機（jī），不（bú）允許修改；二是準係統文件夾 Prd MMIRes，這是新（xīn）代的準係（xì）統文件夾，同樣也是不建議修改（gǎi）的；三是客製文件夾 OCRes，這是操作者客製的（de）專區，相關客製文件均（jun1）保存在（zài）該文件夾下。
圖 4.1 弧齒錐齒輪加工（gōng）機床人機界麵工作流程
圖 4.2 仿真係統文件夾
圖 4.3 是（shì）新代數控係統 SYNTEC-10B 開（kāi）機運行的標（biāo）準人機界麵，為了保證原係統的完整性以及客製後係統維護的便利性，相關人機界麵的客製工作需要在標（biāo）準（zhǔn）人機界麵的基礎上完成[54]。相（xiàng）關界（jiè）麵的客製是在（zài） e HMI 中完成的，它由工具欄、工作區、畫麵檔總管/功能（néng）鍵總管、屬性框、狀態列（liè）組成[42]，如圖 4.4 所（suǒ）示。
圖 4.3 新（xīn）代 SYNTEC—10B 標準人機界麵（miàn）
圖 4.4 e HMI 客製化工作界麵
4.3 人機界（jiè）麵的客製
4.3.1 專案的建立
人（rén）機界麵由多個功能鍵（Fenubar）、畫麵檔（Browser）、圖片檔等組成，而且 e HMI會自動幫助編輯者管理這些檔案。界麵客製過程表明（míng），通過新增專案的方式，添加畫麵檔和功能鍵來實現界麵的客（kè）製，更易於一般編輯人員接受[55]。
在 e HMI 中依（yī）次選擇“檔案”→“新增”→“專案”，如圖 4.5 所示然後在彈出的對話框中指定要使用的專案名稱“kezhi7-6”與存儲位置，點擊“確定”。此（cǐ）時彈（dàn）出新建專案的（de）提示對話框，如圖 4.6 所示。我們點選要加載標準人（rén）機的 OCRes 文件的位置，進入新的專案，e HMI 將自動加載（zǎi） C:\OCRes\Common 下的 Cnc Fenu.xml（默認功能鍵名稱）與 Syntec Param.xml（默（mò）認參數檔（dàng）名稱），以及\OCRes\Common\App Data 下所有畫麵檔，而且在專案文件夾下自動生成“kezhi7-6.beproj”的專案文件以及（jí）一（yī）個名為“kezhi7-6”的文件夾，該文件夾裏（lǐ）麵包括“Std MMIRes”、“OCRes”以及“Prd MMIRes”三個與人機客製相關的文（wén）件夾。該操作的目的是保證原係統的完整性（xìng），便於後續畫麵檔和（hé）功能鍵的客製文件管理。“OCRes”文件夾下的“Common”文件夾用來保存與功能鍵客（kè）製相關的（de）文件資料，而（ér）“Common”之下的“App Data”文件夾用來存儲與客製畫麵檔相關的文件資料，這樣可以保證客製文件與原操作係統的兼容性。
圖 4.5 專案建立
圖 4.6 新（xīn）建專案提示框
4.3.2 畫麵檔（dàng）的客製
人機界麵大（dà）致分為兩（liǎng）部分，一個是基礎底層畫麵，一個（gè）是實際在切換的區塊上（shàng）的畫麵，其中基礎底層畫麵是由\OCRes Dir\Common\App Data\Backgnd.xml 的檔案所定義的[42]。對數控係（xì）統的界麵客製是對切換的區塊上的畫麵進行客製。
一個畫麵檔（Browser）通（tōng）常由許多（duō）元件組合而成，如元件盤、標記、顯示元件（jiàn）、圖像、輸入欄、下拉式選單、按鍵、坐標顯示元件、多圖像、多文字等，如圖 4.7 所示。在畫（huà）麵檔總管區的畫麵檔右鍵點選“App Data”→“加入新畫麵檔（N）”，在（zài）彈（dàn）出的對話框（kuàng）上填寫畫麵檔的尺寸大小值，“名稱（chēng）”一（yī）欄不識別中文字符，需要輸入（rù）英文字符（區（qū）分大小寫）以及數字字符，如（rú）圖 4.8 所示。然（rán）後在這個（gè）空畫麵（miàn）檔上麵添加自己所需要的組件。首先為空畫麵檔（dàng）添加一個基底麵板，基底麵板的作用是通過顏色的對比（bǐ），襯托出頂層元件的功能和名稱。具體操作時點選“元件”→“元件盤（pán）（Panel）”，設置該元（yuán）件盤的（de）寬度（width）為 800，高度（height）為 470，使其能（néng）夠布（bù）滿整個畫麵檔工作區。設置背景顏色、邊框顏色為灰色或者黑色，設置該元件盤的層次（cì）為最底層。
圖 4.7 畫麵（miàn）檔組成元件
圖 4.8 新建畫麵檔對話框
以“齒製（zhì）選擇”顯（xiǎn）示組件為例，介紹普通顯（xiǎn）示元件的（de）詳細客製過（guò）程（chéng）。在元件盤上添加“標記”顯示組件，依（yī）次點選 e HMI 工具欄裏的“元件”→“標記”，在工作區的基底麵板上按住左鍵拉出一個矩形（xíng）區塊的“標記”組件；然後雙擊該組件，通（tōng）過圖 4.9所示的組件設定（dìng）對話（huà）框（kuàng）對其尺寸大小、名稱標題、字體顏色、背景顏色（sè）以及字體大小等屬（shǔ）性進行（háng）設置。當該元件設置完畢後，可以通過點選 e HMI 工具欄裏的“測試”→“測試畫麵檔”選項，對新添加“標記”元件的畫（huà）麵檔的客製效果進行仿真測試檢驗。 其他“顯示元件”、“輸入欄”、“圖像”等元件的添加過程與（yǔ）“標記”元件的添加過程類似，不再贅述。圖 4.10 至圖 4.16 是根據項目要求客製的部分人機交互界麵的（de）畫麵檔。
圖 4.9 “標記”元件（jiàn）設定對話框
圖 4.10 齒製選擇畫麵（miàn）檔
圖 4.11 弧齒錐齒輪參數輸入畫（huà）麵檔
圖 4.12 弧齒齒輪（lún）參數輸入畫麵檔
圖 4.13 弧齒工藝參（cān）數輸入選擇畫麵檔
圖 4.14 弧齒工藝參數輸入-大齒（chǐ）輪畫麵（miàn）檔（dàng）
圖 4.15 弧齒工藝參數輸入-小（xiǎo）齒輪畫麵檔（dàng）
圖 4.16 弧齒錐齒輪刀具參數輸入畫麵檔
4.3.3 功能鍵（jiàn）的客製
一（yī）個功能鍵由一個以上的按鍵列（Fenubar）組合而成。圖 4.17 為標準人機主功能鍵按（àn）鍵列。功能鍵的客製思路是在主功（gōng）能鍵的（de）基礎（chǔ）上，通過啟用某一個閑置功能鍵按鈕，將該按鈕的動作鏈接至之前客製好的畫麵檔，以進入客製化的界麵。以“齒製選（xuǎn）擇”界麵的客製功（gōng）能鍵與相應畫麵檔的鏈接為例，介紹具體的客製過程。
圖 4.17 標準人機主功能鍵按鍵列
在功能鍵總管區域右鍵單擊點選“Cnc Fenu5.xml”，選擇“新增按鍵列（F）”，如圖 4.18 所示。在彈出的（de）對（duì）話框（kuàng）中（zhōng）鍵入新增按鍵列的名稱“chizhixuanze”後點擊確（què）認，然後（hòu）生成一（yī）個按鍵列，雙擊“F1”按鈕，彈出（chū）如圖（tú） 4.19 所（suǒ）示（shì）的 F1 快（kuài）捷鍵設置對話框，對該快捷鍵的標題設置為“弧齒”，將“連接”處打勾，通（tōng）過選擇後方的下拉列表裏麵的之前已經客製好的功能（néng）鍵名（míng）稱“huchicanshushuru”，引導至已經客製好（hǎo）的次級功（gōng）能鍵“huchicanshushuru”。 點（diǎn）擊“不受（shòu）密碼保（bǎo）護的動作”選項卡，彈出如圖 4.20 所示的動作設置對話框（kuàng），將“功能選項總（zǒng）表”中的（de）“切換至客製界麵”功能添加（jiā）到“Action List”裏麵，然（rán）後在右下 角 輸 入 已 經 客 製（zhì） 好 弧 齒 錐 齒（chǐ） 輪 參 數 輸 入 界 麵 的 畫（huà） 麵 檔 名 稱“HCZCLcanshushurujiemian”，點擊“add”，將其添加到“Action List”裏麵，完成該功能鍵的“F1”按（àn）鍵列的動作鏈（liàn）接客製。其他功能鍵的客製以及功（gōng）能鍵與畫麵檔（dàng）之（zhī）間的鏈接過程與“齒製選擇”的客製過程相似。
圖 4.18 新增按鍵列
圖 4.19 F1 快捷鍵設置對（duì）話框
圖（tú） 4.20 動作設置對話框
4.4 界麵係（xì）統的測試
各級畫麵檔的客製與（yǔ）相應的功能鍵的客製完成了數控係統人機界（jiè）麵客製的大部分工作，畫麵檔與功能鍵的鏈接完成後還需要通過 e HMI 的（de）測試功能（néng）進行（háng）相關人機界麵的測試仿真工（gōng）作，以驗證相關的客製功能能（néng）否達到客（kè）製的要求。 e HMI 開發包具有測試仿真的功能，測試分為測試專案、測試（shì）畫麵檔、測試功能鍵、人機（jī）實測。本文是通過建立專案的形式對界麵進行客製的，所以選擇 e HMI 的工具欄裏的“測試”，然後點（diǎn）選“人機（jī）實測”→“利用本專案 OCRes 測試”，如圖 4.21 所示。測試係統就會根據客製好的畫麵檔與功（gōng）能（néng）鍵進行模擬仿（fǎng）真。圖 4.22 至圖 4.28 是相關界麵的仿真效果圖。
圖 4.21 啟動測試係統
圖 4.22 齒製選擇界麵
圖 4.23 參數輸入總界麵
圖（tú） 4.24 齒輪（lún）參數輸入
圖 4.25 工藝參數輸入
圖 4.26 小齒輪工藝參數輸入
圖 4.27 大（dà）齒輪工藝參數輸入
圖（tú） 4.28 刀具參數輸（shū）入
4.5 界麵層級關係
客製（zhì）的（de）整個界麵是一個（gè）畫麵係統，為了便於（yú）分析各級界麵之間的（de）從屬（shǔ）關係以及（jí）更直觀的了解畫麵檔內容，繪製層級關係框圖[56]，如圖 4.29 所示。在標準（zhǔn）人機界麵下添加“齒製選擇”界麵，然後下分為“弧齒錐齒輪”以及“其他（tā）齒製”界麵。“弧齒（chǐ）錐齒（chǐ）輪”界麵連接到“弧齒錐齒輪參（cān）數輸入”界（jiè）麵。“弧齒錐齒輪參數輸（shū）入（rù）”界麵下分為“齒（chǐ）輪參數”界麵、“工藝參數”界麵、“刀具參數”界麵。“工藝參數”界麵和“刀具參數”界麵下（xià）各自分為大、小齒輪相關參數界麵，以此組成整（zhěng）個的界麵層級（jí）係統。
4.6 多軸群顯示設計
用於螺旋錐齒輪加工的是多軸（zhóu）係統機床，在多軸係統中通常需要將$1(第一軸群)、$2(第二軸群)設（shè）置為（wéi）按照（zhào）軸群（qún）設定來顯（xiǎn）示坐標內容，例如（rú）$1 的 XYZC 顯示（shì）在$1 的坐標（biāo）組件中，$2 的 AB 顯（xiǎn）示在$2 的坐標組件中。這樣顯示比（bǐ）較符合用戶的（de）使（shǐ）用習慣（guàn），也容易辨認軸與軸群的關係。圖 4.30 為主界麵（miàn）軸群分布圖。
圖 4.29 界麵層級（jí）關係框圖
圖 4.30 主（zhǔ）界麵軸群分布圖（tú）
首先提取相應的配置文件：OCRes\Common\App Data\Pos Coord.xml，然後對該文件進行配置，編程語言（yán）如（rú）下：
<xml version="1.0" encoding="UTF-8"> <Screen Type="Dot Net Extension"> <Machine coordinate layout > 機械坐（zuò）標。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁顯示的軸數（shù）目，默認為 5。
<Axis Group Source>1</Axis Group Source> 設定要顯示的軸群，默認為 0。
</Coord Box> <Relative coordinate layout > 相（xiàng）對坐標。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁（yè）顯示的軸數目，默認為 5。
<Axis Group Source>2</Axis Group Source> 設定要顯（xiǎn）示的軸群，默認為 0。
</Coord Box> <Absolute coordinate layout > 絕對坐標（biāo）。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一頁顯示的軸數目，默認為 5。<Axis Group Source>0</Axis Group Source> 設定要顯示的軸群，默（mò）認（rèn）為 0。
</Coord Box> <Distance to Go coordinate layout> 剩餘距離。
<Coord Box> <Page Size>5</Page Size> 一（yī）頁顯示（shì）的軸數目（mù），默認為 5。
<Axis Group Source>0</Axis Group Source> 設（shè）定要顯示的軸群（qún），默認為 0。
</Coord Box> </Screen> 程序中的“Axis Group Source（0-15）”表示設定所顯示的軸群（qún），“0”是默認值，表（biǎo）示顯示所（suǒ）有軸群；“1”表示僅顯示第（dì）一軸群，“2”表示僅顯示第二軸群，“4”表（biǎo）示僅顯示第三（sān）軸群，“8”表示僅顯示第四軸群，“3”顯示第一及第二（èr）軸群（1+2=3），若要顯示不同軸群的組合，依此類推。例如：1+4=5：表示顯示第一軸群和第（dì）三軸群。 “Page Size”（預設為 5，大於 5 畫麵會超出（chū）。）表示設定一頁顯示的軸群數量。如果欲（yù）顯（xiǎn）示的軸群數目（mù）大於“Page Size”，則可（kě）使用“Page Down”及“Page Up”切換（huàn）頁麵，由於一次按下“Page Down”鍵將觸發所有坐（zuò）標組件進（jìn）行換頁動作，可以預見（jiàn）若不同的坐標組件（jiàn）設置不同數量的軸群（qún）顯示，且按（àn）下“Page Down”鍵顯示其他軸群坐標信（xìn）息，將不會很快地切回第一次顯示的畫麵。令 m=“Axis Group Source”數目/“Page Size”，所以必須再按下所有坐標組件 m 的最小公倍數–1 次數，才會回到（dào）原（yuán）來的畫麵。 “Page Down”按下（xià）時，軸群內（nèi）容會出現“Axis Group Source”所設定的軸群內容，無關 R21（多軸（zhóu）群 CNC 主係統執行（háng）模式）所設定的值。完成相關文件（jiàn）的修改之後將對（duì）應（yīng）檔案放（fàng）置於對應路徑下，以保證客製的軸群顯示能夠在數控係統重新啟動之後的正常顯示。
4.7 專案的封裝
在專案模式下客製完成的畫麵檔與功能（néng）鍵需要經過（guò）打包封裝的過（guò）程，生成安裝包（bāo），複製到相應（yīng）數控係統文件夾下，通過更新（xīn）係統的方式，將客製部（bù）分（fèn）內（nèi）嵌到原裝新代數控係統中，方可正常運行[42]。 首先點選（xuǎn） e HMI 工（gōng）具欄中的“工具”→“檢查記憶（yì）體是否重複”→“檢查檔（dàng）案\專案”，對專案的建立位置與專案參數進行（háng）檢查，在確保無誤的情況下，點選“工具”→“建立安裝檔”→“打包專（zhuān）案”，將（jiāng）該專案下（xià）的所有檔案資料（liào）壓縮成一個 Zip 類型的安裝檔，將此安裝檔複（fù）製到標準人機磁盤中，然（rán）後在標準人機（CNCMon）中升級即可。
4.8 本章小結
本（běn）章節首先對客製化界麵係統的整體框架（jià）進行了相（xiàng）關的設計（jì）構造，然後對人機界麵（miàn）的客製軟件 e HMI 進（jìn）行了簡單性介紹，論述了客製工作的文件設置問題。在此基礎上，通過建立專案（àn）的形式，對人機界麵各級的畫麵檔、功能鍵進行了設計客製。通過測試仿真模塊，對各級（jí）畫（huà）麵檔與功能鍵的相關客製工作進行了仿真檢測，在確認各種參數無誤的情況下，建立了人機界麵的各層級的關係（xì）圖，使界麵之間的層級關係一目了然。按照操作習慣對數控係統的軸群顯示界麵進行了編程設置。最後將客製的專案進行（háng）了軟件（jiàn）封裝。
第 5 章 新（xīn）代 PLC 係統
新代數控係統（tǒng）具有內（nèi）嵌的 PLC 係統，對畫麵檔和功（gōng）能（néng）鍵的客製工作（zuò）需要相應地對（duì）新代 PLC 係統的參數進行（háng）相關設置，保證人機界麵的參數（shù）與後台 PLC 係統參數傳輸的穩定性。 5.1 PLC 分類（lèi） 可編程控製器按其（qí） I/O 接點（diǎn）數（shù）的（de）多少、存儲器（qì）容量的大小、指令多少與其功能的強弱，大致可分為小（xiǎo）、中、大三大類[57]，如表 5.1 所示。按數控機（jī）床 CNC 係（xì）統中所用PLC 結構的不同，又分為內裝型和獨立型兩類。
表5.1 PLC 的分類
5.2 新（xīn）代內裝型 PLC 係統架構
SYNTEC-10B 數控（kòng）係統采用（yòng）是內裝型的 PLC，該（gāi）型 PLC 是（shì）新代（dài）科技有限公司為實（shí）現 SYNTEC-10B 係（xì）統順序控製而專門設計製造的，它是內嵌在數控係統中的，可以（yǐ）在CNC 裝置內部（bù）實現與 NC 之間的信號交流（liú）。新代的 PLC 係統包（bāo）括梯形圖的輸入編輯部分、指令表的輸入編輯部分、梯形（xíng）圖語言與指令表語言的轉換部分以及指令表語言的（de）編譯部分。 梯形圖編輯器可以實現插入和刪除程序指（zhǐ）令、文件的（de）開啟和存檔（dàng）、相關程序界麵的設計、圖形元素的繪製等任務。指令表與匯編語言一樣，具有簡潔的語法格式，易於被多數編程人（rén）員接受，是 PLC 常用的編程語言。作為整個 PLC 係統（tǒng）的一個環節，指令表語（yǔ）言要完成輸入和編輯功能，為後續的編譯運行過程做準備。將梯形圖這樣的圖形化語言轉換為指令表這（zhè）樣的文本化的編程語言是編譯工作的主要內容，轉換原理就是將梯形圖的信（xìn）息（xī）數據從鏈表的節點中提取出來，按照相（xiàng）關的程序規範轉化為指令表，並按照相應的要（yào）求，顯示在指定區域中（zhōng）。編譯的（de）過程實質上就是將高級語（yǔ）言編寫的程序翻譯為機器語言的過程，該過程轉化質量（liàng）的（de）高低決定著係統程序準確性和（hé）運行效率。編譯（yì）模塊是 PLC 程序被係統（tǒng）識別的前提和必要步驟。 SYNTEC-10B 係統內裝型的 PLC 與 MT 間的（de）通信是（shì）通過 CNC 輸入/輸出（chū）接口電路實現的，如圖 5.1 所示。
圖 5.1 新代內裝型 PLC-CNC 機床係統框（kuàng）圖
5.3 新代內裝型 PLC 特點
內（nèi）裝型 PLC 是（shì）作為（wéi）一種基本的可供操作人員選擇的功能出現在 CNC 中的（de），數（shù）控係統的性能、規格、應用（yòng）機床的類型等因素決定了（le）內裝型 PLC 的性能（néng）指標。在對 CNC係統進行相關（guān）功能的設計、製造時，兼顧了 PLC 硬件和軟件部分的功能，這樣的設（shè）計方案保證了整個係統結構的緊湊性，而且這種設計思路可以提高 PLC 功能的針對性，更有利於 PLC 相關功（gōng）能的發揮。內裝型 PLC 與 CNC 係統共用（yòng）輸入/輸出電路，有利於（yú）簡化控製係統的結構。內裝（zhuāng）型 PLC 結（jié）構可以使（shǐ） CNC 係統發揮諸如梯形圖編輯和傳（chuán）送、CNC 內部直接處（chù）理大量信（xìn）息等更優越的控製功能。
5.4 客製用新代 PLC 寄存器分配
新代 PLC 主要提供 I、O、A、C、S、R、CT、TI 等八個元件，供程序編輯人（rén）員使其中“I”是實體輸入接（jiē）點（Input）。圖 5.2 是新代數控係統（tǒng）的客製過程中（zhōng）內置 PLC與機床係統的整體架構圖。“O”是實體輸出（chū）接（jiē）點（Output）。“A”是虛擬輔助接點（Auxiliary），從 A0-A511 共有 512 個接點。“C”是 PLC 控製 CNC 指令（PLC CNC Command），從 C0-C511，共 512 個接點。“S”是 PLC 讀取 CNC 狀態（PLC CNC Status），從（cóng） S0-S511，共 512 個接點。
圖 5.2 SYNTEC 客製化中的新代 PLC 架構圖
“R”是 PLC 與 CNC 雙向 32 位元暫存器（PLC CNC Register），從 R0-R65535，共 65536 個接點，實際客（kè）製工作（zuò）中使用的輸入寄存器地址分（fèn）布是 R1023-R4095，該地址段是人機界（jiè）麵客製中既允許操作者進行“讀取”操作（zuò），又可允許（xǔ）操作者進行“寫入”工作的地址段之一，對（duì）應的（de）全局變量@11023-@14095。在人機界麵的客製過程中輸入變量與對應的寄存器地址關係，如表 5.2 至表 5.6 所示。
5.5 M/S/T 碼的信號傳遞
機（jī）床操作（zuò）者在（zài）程序中使用“M”碼，用以驅動周邊設備，如油冷機構、送料機（jī）構等。編入“S”碼（mǎ）是為了設定主軸轉速，“T”碼是執行換刀動作的。編入的 M/S/T 碼，可以將（jiāng）相關電機轉動動（dòng）作與 PLC 的輸入輸出信號做同步控製。其動作（zuò）流（liú）程如圖 5.3 所示。
圖（tú） 5.3 M/S/T 碼動作流程
當加工程序執行到 M/S/T 碼時，核心會發出 S29/S54/S69 的 M/S/T 碼，讀取 M/S/T碼給 PLC，核心控製器會將 M/S/T 碼的內容放在 R1/R2/R3 寄存器（qì）中，例如（rú）當加（jiā）工程序執行（háng）到“M3”時，控製器（qì）會將“3”存入（rù）“R1”寄存器內；當加工程序執行到“T5”時，控製（zhì）器會（huì）將“5”存入（rù）“R3”寄存器。當（dāng） PLC 接到 M/S/T 碼後，就開始執行預先規劃的動作。待 M/S/T 碼執行完畢後，PLC 將觸發 M/S/T 碼完成信號給核心控製（zhì）器，核（hé）心收到（dào） C38 ON 後，確認 M/S/T 碼動作完成，才會繼續向下執行加工程序。
5.6 新代 PLC 的警報視（shì）窗係統
新代數控係統（tǒng）中（zhōng）相關警告信息的（de）顯示，都是由新代內置 PLC 觸（chù）發的。PLC 觸（chù）發的信息會自動記載在控製（zhì）器之中，提供給操作者診斷依（yī）據。當（dāng） PLC 發出警報信號時，控製器（qì）將警報字符（fú）串顯示於控製器的屏幕上，並不會自動中止其他執行中的任何動作，如果需要（yào）終（zhōng）止程序加工或其他執行中的動作，需要在 PLC 程序中另行處理。
5.6.1 新代係統內定警報
當 PLC 輸出 R40-R43 時，控製器屏幕會立即根據表（biǎo） 5.7 的內容（róng），彈出相（xiàng）應的警告（gào）信息。
5.6.2 自定義警報
新代控製器提供 96 個 PLC Alarm，96 個 PLC Warning 以及 319 個 PLC Hint 供使用者自行定義（yì），表 5.8-表 5.10 分別是 Alarm，Warning，Hint 的編號（hào）與 R Bit 對（duì）應關係（xì）表。此外，PLC Alarm/Warning 編號 1 至 64 號為係（xì）統內定警報區，不允許（xǔ）操作者重複（fù）使用。
（1）客製文件存放路徑
1）中文版 Disk C/OCRes/CHT/String/Alarm Msg_CHT.xml。
2）英文版 Disk C/OCRes/Common/String/Alarm Msg_common.xml。
（2）檔案格式
<Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=xxx” Content=”警報內容” />，其中 xxx 為對應PLC Alarm/Warning 的編號，標（biāo）識符母為 MLC。
<Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=xxx”Content=”警報內容（róng）” />，其中 xxx 為對應 PLC Hint 編號，標識符母為 MLCHint。
（3）Alarm Msg_common.xml 客製範（fàn）例
1）中文版 <Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=1” Content=”X 軸超過正向硬件行程極限”/> <Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=10” Content=”第 10 號提示” />
2）英文版 <Message ID=”Alarm Msg::MLC::ID=1” Content=”X+hardware stroked limit exceed”/> <Message ID=”Alarm Msg::MLCHint::ID=10”Content=”10th Hint” />
5.7 本章小結
本章節論述了 PLC 的分類，對新代內裝型的 PLC 進（jìn）行了框圖性的歸納，以此為基礎，對新代內裝型 PLC 的性能（néng）特點進行了總（zǒng）結。按照客製的要求，通過架構圖的形式對客製過程中的新代數控係統內裝型 PLC 進行（háng）了描述，進而（ér）通過（guò）表格的形式分（fèn）析了（le）客製過程中各輸入變量的 R 寄存器地址分配，同時論述了 M/S/T 碼的動作過程，研究（jiū）了新代 PLC 係統的警報視窗係統以及基（jī）本（běn）的 PLC 警（jǐng）報係統的製作過程。
第 6 章 結論與展望（wàng）
本課題針對弧齒錐齒輪的加工要求（qiú），對新代數控係（xì）統進行了人機（jī）界麵係統的設計，並對與客製相關的數控係統軟（ruǎn）件工具以及相關的硬件設備進行（háng）了一定的（de）研究，主（zhǔ）要研究成果如下。
首先研究了螺旋錐齒輪加工理論的相關知識。闡述了弧齒錐齒輪的齧合原理以及能夠解決齒麵幾何問題和（hé）運動問題的（de）相對微分法。通過構建齧合方程，得出了運動曲麵持續齧合的前提條件是兩曲（qǔ）麵在法線方向的分速度必須相等。分析了齒輪齧合（hé）的局部共軛原理以及弧齒錐（zhuī）齒輪齒麵建模的過程。弧（hú）齒錐齒輪加工理論為（wéi）人機界麵（miàn）的開發設計提供（gòng）了理論支撐。 其次，對（duì）新代 SYNTEC 數控係統以及二次開發所利用的模擬仿真（zhēn）軟件進（jìn）行（háng）了（le）整體性的（de）研究，對軟件安裝過程中的特殊要求（qiú）進行了特別說明，保證（zhèng）了相關客製軟件的正確（què）安裝，為（wéi）課題研（yán）究的順利進（jìn）行（háng）奠定了軟件基礎。 再次，對新代 10B 控製器的（de）架構（gòu）以及開放式（shì） CNC 進行了歸納總結（jié），研（yán）究了新代開（kāi）放式係統的性能優勢，搭建了 SYNTEC 開放式架構。對直（zhí）接影（yǐng）響數控係統人機交互（hù）性的新代控製麵板（bǎn）進行了相關分析，奠定了客製工作的界麵基礎。 然（rán）後，搭建了客製化界麵係統的整（zhěng）體框（kuàng）架圖以及弧齒（chǐ）錐齒輪加工係統的人機界麵工作流（liú）程圖。基於e HMI 的軟件基礎，建立了人機界麵的客製專（zhuān）用專案（àn），按（àn）照齒（chǐ）輪加工的工藝要求對人機界麵各級的畫麵檔、功（gōng）能鍵進行了設計客製。 通過測（cè）試仿真模塊，對各級畫（huà）麵檔與功能鍵的相關（guān）客（kè）製工（gōng）作進行了仿真檢測，確保了各種參數的正確性。完成（chéng）了加（jiā）工變量的傳送、簡單加工（gōng）程序的（de）自動生成，驗證了客製工作的正確性。
構建（jiàn）了人機界麵的各（gè）層級關係（xì）框圖，使界麵之（zhī）間的層級關係一目了然（rán）；按照操作習（xí）慣對數控係統軸群顯示界麵進（jìn）行了編程設置，最後將客製（zhì）的專案進行了軟件封（fēng）裝。 最後，根據客製的要求，采用架構圖的形式對客製過程中的（de）新代數（shù）控係統內裝（zhuāng）型PLC 進行了研究。通過表（biǎo）格的形式分（fèn）析了客製過程中各輸入（rù）變量的 R 寄存器地（dì）址（zhǐ）分配，同時論述了 M/S/T 碼的（de）動作（zuò）過程。
本課題雖然對新代 SYNTEC-10B 數控係統的人機（jī）界麵進行了客製，達到了基本的加工（gōng）要求，但是由於時間有限，還存在一些不足和需要完善改進的地方。
首（shǒu）先，人機界麵在齒輪形象化方麵有一定的完善（shàn）空間；其次，客製過（guò）程中做了齒輪加工的一些基本（běn）參數的傳送，完成基本的仿（fǎng）真動作和相應代碼生成，還不夠完善和穩定；再次，個別界麵（miàn）的參（cān）數輸入功能也有改進完善的空間（jiān）。
針對人機界麵係統的不（bú）足進行相應的完善和改進，新代 SYNTEC-10B 數控係統在弧齒錐齒輪加工（gōng）中將會表現出更明顯的功（gōng）能（néng）優勢，提高齒輪加（jiā）工效率，豐富螺旋錐（zhuī）齒輪加工技（jì）術，完善相關的技術儲（chǔ）備。
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