西門子EasyScreen在伸線釜數(shù)控磨床上的應(yīng)用

基于西門子SINUMERIK828D數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)，利用EasyScreen開發(fā)出適合在伸線釜數(shù)控磨床上應(yīng)用的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀、修改加工參數(shù)以及調(diào)用加工程序等功能，簡化了操作，提高了加工效率。1

序言伸線釜是拉絲機(jī)上常用的一個(gè)零件，屬于消耗品，其外圓磨損后需要重新噴涂碳化鎢或其他耐磨材料，重新磨削加工。

目前市場上用于磨削伸線釜的機(jī)床主要是用戶自行將普通臥式車床上的四方刀臺(tái)拆除后增加磨頭。此種加工方式主要有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：①磨頭剛性差，磨削時(shí)變形大，磨削完成后工件錐面?zhèn)饶妇€直線性差。②普通機(jī)床各個(gè)進(jìn)給軸的進(jìn)給都需要人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)人員的操作技能要求高。③為避免因工人操作失誤引起的缺陷，需要將涂層加厚，費(fèi)工費(fèi)料。

我公司生產(chǎn)的MK61125伸線釜數(shù)控磨床，采用西門子SINUMERIK828D數(shù)控系統(tǒng)，可對(duì)各種形狀的工件外圓、錐面及端面進(jìn)行磨削，同時(shí)我們還針對(duì)加工工藝，開發(fā)出專用的用戶界面，機(jī)床在性能和工作效率上都得到了用戶的肯定。2

典型工件及加工工藝分析拉絲機(jī)上用的伸線釜外形有很多種，圖1是一種常見的外形，在放大圖樣中可以看到外輪廓有3個(gè)角度值和1個(gè)R角，即0.25°、1°、120°和R角，且要求磨削表面粗糙度值Ra≤0.4μm。從圖1可以看出，每一個(gè)角度都是一條直線段，采用數(shù)控系統(tǒng)兩軸插補(bǔ)即可達(dá)到目的?？紤]到砂輪本身有一定寬度，角度多，因此磨刀架需要有回轉(zhuǎn)角度功能。由于工件外層噴涂耐磨材料，因此需要采用金剛石砂輪磨削，但如果直接用高粒度砂輪磨削，會(huì)導(dǎo)致砂輪磨損嚴(yán)重，所以需要先采用低粒度砂輪進(jìn)行粗磨留量后再進(jìn)行精磨，因而需要設(shè)置兩套刀架，一套用于精磨，一套用于粗磨，避免采用一套刀架經(jīng)常更換砂輪的情況發(fā)生，節(jié)約輔助時(shí)間，提高加工效率。

a）二維圖樣b）三維示意圖1伸線釜常見外形3

機(jī)床結(jié)構(gòu)配置本文所述數(shù)控磨床總體布局如圖2所示，采用臥式車床整體四導(dǎo)軌形式布局，由床身、輔助床身、床頭箱、卡盤、尾座、精磨磨削刀架、粗磨磨削刀架、主電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)底座、操作按鈕站、液壓系統(tǒng)、砂輪冷卻過濾系統(tǒng)等部分組成。圖2機(jī)床總體布局示意1—電動(dòng)機(jī)底座2—主電動(dòng)機(jī)3—床頭箱4—卡盤5—工件6—芯軸7—尾座8—操作按鈕站9—精磨磨削刀架10—粗磨磨削刀架11—拖板12—輔助床身13—床身該機(jī)床采用西門子SINUMERIK828D數(shù)控系統(tǒng)，集CNC、PLC、操作界面以及軸控制功能于一體，通過Drive-CLiQ總線與全數(shù)字驅(qū)動(dòng)SINAMICSS120實(shí)現(xiàn)高速可靠通信，PLCI/O模塊通過PROFINET連接，可自動(dòng)識(shí)別，無需額外配置。大量高檔的數(shù)控功能和豐富、靈活的工件編程方法使其可以自如應(yīng)用于各種加工場合。4

EasyScreen概述當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的西門子界面不能滿足機(jī)床廠商或者最終用戶的需求時(shí)，可以在SINUMERIK828D上通過“EasyScreen”編譯器設(shè)計(jì)制造商專用或者終端用戶專用的擴(kuò)展操作界面，也可以用于改善標(biāo)準(zhǔn)的西門子界面，例如可以設(shè)計(jì)個(gè)性化的零件編輯畫面、人性化的機(jī)床診斷界面等。EasyScreen采用ASCII文件配置的方式進(jìn)行編寫，可以理解為西門子特有的語法格式。這使得EasyScreen設(shè)計(jì)界面不需要特殊的軟件，只需要Notepad（記事本）、Ultraedit等工具即可。EasyScreen能夠基本實(shí)現(xiàn)的功能包括：可添加元素如軟鍵、變量、文本和圖片等；可自由調(diào)整畫面結(jié)構(gòu)；可執(zhí)行操作如切換畫面、輸入變量值和點(diǎn)擊軟鍵等；可訪問變量如NC、PLC和用戶變量等；可執(zhí)行函數(shù)功能如預(yù)定義函數(shù)、PI服務(wù)；用戶訪問等級(jí)限定。相關(guān)文件如下。1）COM源文件：具體描述用戶界面的所有內(nèi)容以及實(shí)現(xiàn)的具體功能，存放路徑為“/card/oem/SINUMERIK/hmi/proj/”。2）INI配置文件：用來描述用戶界面如何嵌入828D/840Dsl系統(tǒng)中、嵌入方式以及一些相關(guān)的功能定義，路徑為“/card/oem/SINUMERIK/hmi/cfg/”。3）語言文件：用于存放用戶界面在不同語言環(huán)境下所顯示不同國家文字字符串的文件，路徑為“/card/oem/SINUMERIK/hmi/lng/”。4）圖片文件：用于顯示在用戶界面上所使用的圖片，格式必須為png，路徑為“/card/oem/SINUMERIK/hmi/ico/icoxxx”。5

界面設(shè)計(jì)5.1磨削用戶界面結(jié)構(gòu)磨削用戶界面一共需要兩個(gè)：磨1°及30°、磨削0.25°，界面之間通過軟鍵觸發(fā)。根據(jù)界面的圖片指示，操作者手動(dòng)對(duì)刀，并通過軟件“裝載坐標(biāo)”將當(dāng)前工件坐標(biāo)載入到輸入框內(nèi)，并輸入相關(guān)加工參數(shù)，按下“裝載程序”，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)用加工程序，操作者直接啟動(dòng)加工，用戶界面結(jié)構(gòu)如圖3所示。用戶界面的內(nèi)容和具體功能通過編輯文件來實(shí)現(xiàn)。圖3用戶界面結(jié)構(gòu)示意5.2磨削用戶界面設(shè)計(jì)相關(guān)文件（1）COM源文件的編輯磨1°及30°界面、磨削0.25°界面分別如圖4、圖5所示。具體文件如下。******磨1°及30°界面******//M(Huanrao/"磨1°及30°")DEFEdit1=(R3///,"對(duì)刀坐標(biāo)1：X",,/wr2,,,fs1,,//"$R[200]"/280,30,100/400,30,100,//),DEFEdit2=(R3///,"

Z",,/wr2,,,fs1,,//"

$R[201]"/280,60,100/400,60,100,//),DEFEdit3=(R3///,"對(duì)刀坐標(biāo)2：X",,/wr2,,,fs1,,//"$R[202]"/280,90,100/400,90,100,//),DEFEdit4=(R3///,"Z",,/wr2,,,fs1,,//"$R[203]"/280,120,100/400,120,100,//),DEFEdit5=(R3///,"倒圓半徑R：",,/wr2,,,fs1,,//"$R[204]"/280,150,100/400,150,100,//),DEFEdit6=(R3///,"角度α(1°)",,/wr2,,,fs1,,//"$R[205]"/280,180,100/400,180,100,//),DEFEdit7=(R3///,"角度β(30°)",,/wr2,,,fs1,,//"$R[206]"/280,210,100/400,210,100,//),DEFEdit8=(R3///,"

磨削長度

",,/wr2,,,fs1,,//"$R[207]"/280,240,100/400,240,100,//),DEFPicture1=(S///,"\\cad1.png",,/wr1///5,50,330,210/460,200,0,//),DEFTitle1=(S///,"工件坐標(biāo)系",,/wr1///280,270,100/400,270,100,//),DEFVar1=(R3///,"X軸",,/wr1,,,fs1,,//"$AA_IW[AX1]"/280,295,100/400,295,100,//),DEFVar2=(R3///,"Z軸",,/wr1,,,fs1,,//"$AA_IW[AX2]"/280,320,100/400,320,100,//),DEFVar3=(R3///,"U軸",,/wr1,,,fs1,,//"$AA_IW[AX3]"/280,345,100/400,345,100,//),DEFTitle2=(S///,"注意:確認(rèn)磨頭角度位置!!!",,/wr1///30,270,200///),HS7=("磨削0.25°")VS2=("裝載坐標(biāo)1")VS3=("裝載坐標(biāo)2")VS5=("裝載程序")VS6=("EXIT")PRESS(HS7)LM("Zongrao")END_PRESSPRESS(VS2)Edit1=Var3Edit2=Var2END_PRESSPRESS(VS3)Edit3=Var3Edit4=Var2END_PRESSPRESS(VS5)SP("http://NC/MPF.DIR/ES_130C_R5.MPF")END_PRESSPRESS(VS6)EXITEND_PRESS//End圖4界面1示意******磨削0.25°******//M(Zongrao/"磨削0.25°")DEFTitle1=(S///,"說明：",,/wr1///320,30,100///),DEFTitle2=(S///,"手動(dòng)移動(dòng)磨頭刀對(duì)刀點(diǎn)，",,/wr1///320,60,200///),DEFTitle3=(S///,"

啟動(dòng)程序開始磨削。",,/wr1///320,90,200///),DEFEdit1=(R3///,"磨削長度L：",,/wr2,,,fs1,,//"$R[210]"/320,120,100/440,120,100,//),DEFEdit2=(R3///,"關(guān)聯(lián)磨削長度l：",,/wr2,,,fs1,,//"$R[211]"/320,150,100/440,150,100,//),DEFEdit3=(R3///,"關(guān)聯(lián)角度調(diào)整：",,/wr2,,,fs1,,//"$R[212]"/320,180,100/440,180,100,//),DEFPicture1=(S///,"\\cad2.png",,/wr1///2,50,330,210/460,200,0,//),DEFTitle4=(S///,"注意：確認(rèn)磨頭角度位置!!!",,/wr1///30,250,200///),VS5=("裝載程序")HS6=("磨1°及30°")PRESS(VS5)SP("http://NC/MPF.DIR/ES_025J.MPF")END_PRESSPRESS(HS6)LM("Huanrao")END_PRESS//End圖5界面2示意（2）加工程序編輯具體加工程序如下。******ES_130C_R5.MPF******M4S30M13M08AA1:M01G94G1X=R200+40Z=R201-TAN(R206)*20F100ANG=-(90-R206)RND=R204X=R202Z=R203ANG=-R205GOTOAA1M30******ES_025J.MPF******T1D1M04S30M13G94M08R10=$AA_IW[X]R20=$AA_IW[Z]AA1:G1Z0F500G1X=R10+TAN(0.265)*R20*2+1F200G1X=R10+TAN(0.265)*R20*2F10R30=$AA_IW[X]G1X=R30F10M01G1X=R30+TAN(0.265)*R210*2Z=-R210F100G1X=R30+TAN(0.265)*R210*2+TAN(R212)*R211*2Z=-(R210+R211)F20G1X=R10+20F300GOTOAA1M15M30（3）EasyScreen嵌入Custom區(qū)配置文件主要包括以下幾種文件。1）Easyscreen.ini：用來指定用戶畫面所啟動(dòng)的com文件。[STARTFILES]StartFile02=area:=Custom,dialog:=SlEsCustomDialog,startfile:=2）Custom.ini：描述在Custom區(qū)起始畫面中的相關(guān)顯示。[Header]Text=Custom[Picture]Picture=cad1.png3）Slamconfig.ini：配置Custom區(qū)入