0 引言

海德汉数控系统加工模式选择循环Cycle332提供四种不同加工模式组，这四种加工模式组分别是：标准加工模式(standard)、精加工模式(exact)、光滑表面加工模式(smooth)、粗加工模式(rough)。OEM厂家可根据机床性能以及最终用户的需求，在不同加工模式下设置合理的系统参数，最终用户根据加工工艺可任意调用以上四种加工模式，既满足了用户加工需求又提高了机床加工效率。但是近期有用户反馈，加工模式调用生效后无法在系统操作界面显示，操作者往往无法确定是否正确、有效地调用目标加工模式组，缺乏该功能使用的宜人性。

为了提高多种加工模式显示的宜人性，利用海德汉PLC设计软件、NC设计软件及固定循环设计软件，在海德汉数控系统PLC窗口界面，通过系统NC、PLC，以及两者之间的数据交换功能，开发设计加工模式选择显示界面。

1 加工模式选择调用方法

在论述加工模式显示界面开发流程之前，首先简要介绍下加工模式组的调用方法。在加工程序的开头或在MDI模式下先选择执行循环Cycle332，系统自动调用内嵌在目标加工模式组中的系统参数。如图1所示，在MDI方式执行循环Cycle332。

图1 调用加工模式方法

加工模式选择循环Cycle 332通过变量Q395可以调用0-3四种加工模式，分别对应的加工模式如下：

0 ; Q395=0 - Standard mode

1 ; Q395=1 - Exact mode

2 ; Q395=2 - Smooth mode

3 ; Q395=3 - Rough mode

调用方法相当简单，但是调用结束后无法显示当前调用的模式组，只有靠机床操人员自己记录或翻看加工程序获知，确认过程相对繁琐且不具备很好的操作性。图2为执行调用光滑表面加工模式(Q395=2 - Smooth mode)后的操作界面，与未调用加模式选择界面无任何区别。

图2 系统显示界面

2    加工模式显示界面设计

2.1  海德汉主显示界面简介

图3 海德汉主显示界面框图

海德汉系统的主显示界面如图3所示，主要分成3个显示功能区块：

区块 ①：轴坐标位置显示区域和加工程序显示区域。

               用于显示轴坐标位置，在程序运行模式下，该界面自动切换成加工程序显示区域。

区块 ②：辅助状态显示区域。

               用于显示除机械坐标之外的位置外，通过翻页按键还可以显示M代码信息、调用的宏程序信息、对刀仪信息等等。

区块 ③：PLC窗口显示区域。

               主要用于显示当前状态，如各轴负载、刀库位置、位置限制状态等。

主显示界面中的区块①和②封装于数控系统底层软件HEROS系统中，OEM厂家无法获取底层代码进行修改;而区块③(PLC窗口显示区域)显示界面可通过PLC子程序SmallPlcWindow(TNC 620/640系统)编程实现，OEM厂家可根据需要编辑和更改。此次多种加工模式显示界面设计就是在海德汉基本PLC程序的基础上进行的二次开发。

2.2 加工模式显示界面显示执行流程

加工模式选择基于固定循环Cycle332，通过执行Cycle332程序，数控系统调用相应的模式组参数，并且利用NC与PLC的数据交换，通过PLC输出执行的调用模式组名称，从而实现模式组调用及界面显示的目的。相应的流程图如图4所示：

图4 加工模式显示界面流程图

通过以上流程图，要实现加工模式选择及界面的同步显示，关键是需要对固定循环Cycle332进行设计优化，以及对实现PLC窗口显示的子程序SmallPlcWindow进行设计开发。

2.3 加工模式界面PLC程序开发

图3 PLC窗口显示区域(即区块③)在右边还剩余部分空白窗口，通过布置行距和列距，在PLC子程序SmallPlcWindow中增加加工模式显示窗口语句，主要的PLC控制程序如下：

PLC控制程序             ；注释语句

           ......                ；省略部分

     L      BG_tuning_mode          

       >      K+0                     ；判断是否调用加工模式

      IFT                             ；判断调用为真，则执行下面的程序                    

        L      BG_tuning_mode

        ==     K+1

        IFT

        L      S"Exact "

        =      SG_tuning_mode        ；判断调用加工模式1，输出字符串“Exact”

        ENDI                        

        L      BG_tuning_mode

        ==     K+2

        IFT

        L      S"Smooth"

        =      SG_tuning_mode       ；判断调用加工模式2，输出字符串“Smooth”

        ENDI

        L      BG_tuning_mode

        ==     K+3

        IFT

        L      S"Rough "

        =      SG_tuning_mode       ;判断调用加工模式3，输出字符串“Rough”

        ENDI

        L      BG_tuning_mode

        >      K+3

        IFT

        L      S"ERROR "

        =      SG_tuning_mode  ;判断调用加工模式大于3，输出字符串“ERROR”

        ENDI

    ELSE

      L      S"            "

      =      SG_tuning_mode    ;判断未调用加工模式，输出字符串“”（空白）

    ENDI

            ......

    PS     KL_line_1            ;定义输出行位置

    PS     K+25                ;定义输出列位置      

    PS     KL_color_red         ;定义输出显示颜色（红色）

    PS     K &SG_tuning_mode

    CM     9082

    M_Display_module_error

 ......

PLC语句通过PLC设计软件上传至数控系统中。

2.4 加工模式界面固定循环程序设计

通过海德汉固定循环开发软件，以及特殊的PLC功能指令，在模式选择循环Cycle 332中植入调用的模式指令，使系统既能识别当前是否调用加工模式选择，又能识别当前调用的哪种模式组。由于固定循环程序较长，本文只截取部分程序予以说明。 

固定循环NC程序                 ；注释语句      

  ......                               

* - Activate PLC:\MP\MPFragment\Standard.a   ；调用标准参数模式组Standard.a

LBL 100                                      ；定义子程序

FN 17: SYSWRITE ID 1020 NR3 = "%OEM%/config/332_Tuning/332_standard.cfg"

                                         ；调用标准参数组参数文件

FN 20: WAIT FOR  SYNC                    ；等待NC和PLC同步指令       

WRITE TO PLC KEY "BG_tuning_mode" =+0    ；将PLC指令BG_tuning_mode赋值为0

FN 20: WAIT FOR  SYNC                    ；等待NC和PLC同步指令

FN 9: IF +0 EQU +0 GOTO LBL 200          ；比较语句，程序跳转

* - Activate PLC:\MP\MPFragment\Exact.a  ；调用精加工参数模式组Exact.a                                 

LBL 110                                  ；定义子程序

FN 17: SYSWRITE ID 1020 NR3 = "%OEM%/config/332_Tuning/332_exact.cfg"

FN 20: WAIT FOR  SYNC                    ；调用精加工参数组参数文件

WRITE TO PLC KEY "BG_tuning_mode" =+1    ；将PLC指令BG_tuning_mode赋值为1

FN 20: WAIT FOR  SYNC                    ；等待NC和PLC同步指令

FN 9: IF +0 EQU +0 GOTO LBL 200          ；比较语句，程序跳转

......

通过以上节选的部分NC程序段，可以实现NC和PLC数据读取和写入，为NC指令和PLC窗口界面的通讯建立了通道。

3   加工模式显示界面调用实例

在MDI模式下，重新执行Cycle 332循环，调用光滑表面加工模式(Q395=2 - Smooth )，加工模式调用结束后，在系统显示界面随即同步显示“Smooth”，选择其他加工模式组，界面随即同步切换。见图5。

图5 调用“Smooth”模式后界面显示效果图

4   结束语

加工模式显示界面充分利用海德汉数控系统提供的多种开发工具，在原先加工模式选择循环Cycle332的基础上进一步提高了该循环功能的完整性，给用户带来更加宜人、便捷的操作体验，提升了产品的竞争力。