目前，西門子數控系統(tǒng)在我國機床行業(yè)中使用得非常廣泛，但主要限于簡單地使用西門子標準數控系統(tǒng)和淺層次的應用。全數控凸輪軸磨床是用于凸輪軸凸輪片磨削加丁的專用機床，標準數控系統(tǒng)的應用不僅不能充分發(fā)揮西門子數控系統(tǒng)的性能，同時也使得全數控凸輪軸磨床的效益得不到充分發(fā)揮。開放式數控系統(tǒng)的二次開發(fā)能適用個性化市場的需要，具有很大的現實意義，本文介紹開發(fā)出的能滿足特殊控制需求的全數控凸輪軸磨床OEM軟件。

1 SINUMERIK 840D系統(tǒng)的結構分析

　　SINUMERIK 840D運動控制系統(tǒng)，建立在綜合的系統(tǒng)平臺上，通過系統(tǒng)設定功能而適用幾乎所有的控制系統(tǒng)，840D與SIMODRIVE611數字驅動系統(tǒng)和SI—MAllCS7可編程序控制器一起，構成了一個全數字控制系統(tǒng)，可用于各種復雜零件的加工。西門子840D數控系統(tǒng)可將整個數控系統(tǒng)分為數控單元NCU，人機交互接口MMC，可編程控制器PLC三個主要區(qū)域，各項任務在三個區(qū)域中獨立完成，通過三者的協調工作來完成整個數控系統(tǒng)的控制功能。

　　SINUMERIK 840D數控系統(tǒng)的CNC控制功能和人機界面(Human Machine Interface，HMI)功能一起都在PC處理器上運行，包含帶接口卡的工業(yè)PC機、Windows NT操作系統(tǒng)、OPC應用接口和NC控制軟件等標準化部件。通過OPC和Sinumerik—COM接口，能實現軟件程序和NC／PLC之間的通訊，從而提供了數控系統(tǒng)的二次開發(fā)的可能。

2 SINUMEⅪK 840D數控系統(tǒng)的軟件框架

　　SINUMERIK 840D數控系統(tǒng)提供了標準的西門子應用框架和原始設備制造商(Original Equipment Manufacturer，OEM)應用框架，其中在MMC2文件夾中的標準用戶界面是不允許修改的，OEM中包含的是進行二次開發(fā)的文件集合，他們與數據管理文件DH、頭文件HD、臨時文件夾ALTMP、用戶修改信息USER和其他信息ADD ON等文件夾一起構成了SINUMERIK 840D系統(tǒng)文件結構。通過編輯OEM文件夾中的文件，把自己的界面及控制管理嵌入到整個系統(tǒng)，即達到系統(tǒng)二次開發(fā)的目的。

3 OEM結構及軟件開發(fā)過程

　　開發(fā)軟件提供了順序控制結構，順序結構提供了標準的西門子應用框架兼容OEM應用程序。圖1為順序控制界面示意圖，由連續(xù)的狀態(tài)數字、狀態(tài)界面、軟鍵文本、返回鍵和標志符等組成。用戶需在順序結構的框架中移植VB環(huán)境中設計好的界面，將其窗體加到狀態(tài)1所在的區(qū)域，軟鍵等其他文本信息從語言動態(tài)鏈接庫中讀取。每一界面對應一個狀態(tài)，通過軟鍵、返回鍵、鼠標點擊、操作模式的改變和狀態(tài)控制矩陣等來控制界面的切換，實現特殊的狀態(tài)功能，從而構成OEM的運行模式，實現順序控制。

　　全數控凸輪軸磨床OEM軟件的開發(fā)分三部分來進行：滿足全數控凸輪軸磨床特殊控制要求的VB多窗體操作界面的設計、語言動態(tài)庫的設計以及界面的嵌入控制。

　　3.1 操作界面的設計

　　操作界面的設計完全在VB下進行，其過程實際上是編寫一個VB多窗體程序。每一個窗口作為單獨的子功能，以子窗口的形式分別被調用，多個窗體一起組成整個界面功能。根據全數控凸輪軸磨床的功能要求，同時考慮到軟件良好的人機交互功能，將軟件的功能分為狀態(tài)顯示、凸輪參數的設置、磨削加工參數的設置、升程表的編輯和加工程序的生成等功能模塊，通過合理的設計和規(guī)劃，來完成每個子窗口的設計，進而完成整個界面的整體設計。

　　順序控制提供了很多標準的模塊和窗體，只有使用完整的順序控制，HMI軟件包才支持程序，否則不能進行程序的運行。標準模塊和窗體是不能修改的，除標準模塊和窗體外，程序還有可自己定義的模塊。在VB環(huán)境中，把全數控凸輪軸磨床數控控制程序的窗體和模塊，嵌入到西門子提供的標準順序控制中，編輯其中可自已定義的模塊實現某些特殊的應用和功能，最后編譯生成可執(zhí)行文件tulun．exe，然后再應用于HMI環(huán)境中。

　　3.2 語言動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建

　　為了保持全數控凸輪軸磨床數控界面語言的獨立性，及其便于修改和變換，除了對各種顯示文本有最小位數的規(guī)定的要求，還需能夠修改和轉換這些獨立的代碼；為滿足這些要求，采用從動態(tài)鏈接庫(DLL)中調用這些獨立文本的方法非常合適。DLL是共享函數庫的可執(zhí)行文件，通過對其中的信息進行檢索來使用，從而實現語言的切換。

　　創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫之前，先建立一個RC源文件，RC文件中的文本與軟鍵等控件有一一對應的關系。利用VC++，根據RC文件，創(chuàng)建語言DLL。然后為每個語言DLL創(chuàng)建相同名字的初始化文件languagename．ini。languagename，ini包含了軟鍵文本，要使HSK6的顯示文本為tulun，可進行如下設置：　　[HSofikeyTexts]　　[HSK6=”tulun”]

　　3.3 界面的嵌入及順序控制過程

　　OEM軟件順序控制主要有以下六個文件：regie．ini，mmc．ini，progname．ZUS，progname．ini，progname．mdi和language．dll。下面通過全數控凸輪軸磨床控制界面的嵌入實現過程，來說明整個順序控制的結構和各文件之間的功能和關系。

　　1)建立程序管理文件regie．ini，將其移至?／OEM／下。regie．ini是一個對基本模塊、應用程序、動態(tài)鏈接庫和VBX文件的柔性管理的控制文件，可用文本進行編輯。各應用是由regie開始管理啟動，其信息一起置于regie．ini中，構成程序管理文件。

　　在MMC2中，regie．ini已經進行了標準化的設置，在全數控凸輪軸磨床的OEM軟件設計中，大部分可沿用標準界面框架控制，只需修改少許特殊設置。由于HSK0-HSK5為數控系統(tǒng)標準控制界面按鍵，一般從HSK6進入全數控凸輪軸磨床的OEM軟件控制，響應極限時間為60s。在...／OEM／下的regie．ini中，進行如下設置：

　　[TaskConfiguration]　　Task6=tuhn=wp，Timeout：=60000

　　mmc．ini文件包含所有的用戶特定設定，能在此設定顏色和語言(依賴于硬件的具體情況和相關配置)，如果NCU沒有被連接，能在這里找到各種規(guī)格。在此凸輪軸的OEM軟件開發(fā)中，沿用標準用戶界面MMC2中的ininc．ini，不再另進行設置。

　　2)在...／OEM／下建立新的文件夾tulun，創(chuàng)建子窗口列表文件tulun．mdi及控制文件tulun．ZUS，并將其復制到此文件夾中。

　　tulun．mdi用寫字板編輯，包含了各子窗口的名字、子窗口的類型、預處理措施和注釋等信息。本磨床的磨削控制軟件中，主要包含主界面、狀態(tài)顯示、凸輪參數的設置、加工參數的設置、升程表的編輯和加工程序的生成等功能模塊子窗口，可進行如下設置：

　　其中，OEMO、OEMl等表示子窗體名稱表示子窗體當點擊其他軟件被覆蓋時將被刪除，PreloadTrue表示將對OEM2進行預下載處理，“／／”后面為注釋文字。

　　tulun．Zus也是用寫字板編輯的，存放著所有的狀態(tài)矩陣，狀態(tài)矩陣描述著狀態(tài)中的軟件如何分配任務。

　　tulun．ZUS中的狀態(tài)表記錄著應用程序的所有狀態(tài)和行為，通過狀態(tài)量的設置來對其進行控制。每一個狀態(tài)的結構一般是一個17×8的矩陣表，每行對應著一個狀態(tài)序號，由狀態(tài)／動作、人口等級、水平鍵文本、垂直鍵文本、子窗口、返回值、標識符和注釋組成。由于篇幅的關系，在此僅列出OEM主界面的狀態(tài)矩陣。

　　第一行中的[0]表示狀態(tài)的號碼，0 0分別表示水平軟鍵和垂直軟鍵的起始地址，"OEMO"表示顯示OEM0窗口對應的主界面，"0"表示返回值，最后一個0表示標志符(FLAG)，標志符表示各狀態(tài)控制子界面的序號。入口等級在此省略，表示為默認等級，無注釋?！　〉诙兄惺孜坏?表示第一個水平軟鍵，向下0～7表示水平方向的8個軟鍵，8～15表示垂直方向的8個軟鍵，16表示返回鍵，返回值下面的數字表示按下鍵時將要返回的狀態(tài)。其他幾行的參數同第一行對應。

　　3)編輯本工程的引導文件tulun．ini，將其移至...／OEM／下。tulun．ini是OEM界面控制的向導文件，它控制著子窗口和控制文件的管理，文件名字由程序模塊PRIVATE．BAS中作為一個常量來定義。tulun．ini可用文本進行編輯，其內容分為CONTROL與DEBUG兩大部分，分設如下：

　　[CONTROL] ／／定義控制文件、幫助文件及用戶圖片的路徑　　MDIList=tuhn．mdi　　ControlFile：tuhn．ZUS　　SKPlCTO=．．／skpicto／1 1．jpg　　[DEBUG]／／設置系統(tǒng)的DEBUG支持

　　4)嵌入前兩步生成的VB多窗體執(zhí)行文件tulun．exe及語言DLL與ini文件。將tulun．exe移至...／OEM／下，并在...／OEM／下建立新的文件夾language，將多種語言的language．dll、language．ini復制到此文件夾中。至此，完成了整個OEM的設計過程，其OEM文件框架結構可總結。

4 OEM軟件的運行

　　完成了OEM的設計后，運行MMC2中系統(tǒng)模擬數控通訊服務器NCDDE．EXE，可模擬啟動NCDDEServer，進行OEM軟件模擬調試。啟動HMI&mdash，進入HMI標準界面。點擊tulun軟鍵，即可進入OEM軟件主界面，進行滿足特殊需求的軟件控制。系統(tǒng)本身的技術復雜性，OEM的設計難度較大，效率較低。本文系統(tǒng)地總結了OEM軟件的設計方法，把全數控凸輪軸磨床磨削的專用控制界面集成到西門子系統(tǒng)中，形成應用于全數控凸輪軸磨床磨削的數控系統(tǒng)軟件。這樣，在自己的專用界面下，操作人員可以很方便地對西門子數控系統(tǒng)特有的算術參數R參數進行保存和管理，進行加工程序的編制和保存，簡化了操作，節(jié)省加工時間，提高生產率，滿足了自身的特殊需要，取得良好的效果。