孔德紅 黃桂英 楊錦斌 法 亮

(青海一機數(shù)控機床有限責任公司，青海 西寧810018)

人機界面(human machine interface，HMI)是用戶與機床互相傳遞信息的媒介，用來實現(xiàn)信息的輸入與輸出。當代的數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、智能化、多功能、高可靠性的方向發(fā)展，良好的人機界面具有操作簡單、快捷、功能引導等優(yōu)點，使用戶增強興趣、感覺愉快，從而提高使用效率，這些優(yōu)勢越來越受到廣大機床操作者的喜愛。FANUC 公司針對此問題，開發(fā)出了制作HMI 功能的FANUC PICTURE 軟件。本文就以某數(shù)控機床(0i-TD，顯示器8.4 英寸)為例介紹如何用FANUC PICTURE 軟件進行“人機界面”二次開發(fā)，并在實際項目中的實踐應用。

1 界面開發(fā)及運行環(huán)境

在通用PC 機上即可進行開發(fā)，操作系統(tǒng)為Windows 2000/XP。將FANUC PICTURE 裝在運行Win XP的PC 機上，開發(fā)所需的HMI 界面，編譯后將執(zhí)行文件傳入CNC 的Flash ROM 中存儲，CNC 開機后即顯示用戶自己開發(fā)的界面。在普通的FANUC CNC(包含16i/18i/21i 和30i/31i/32i 系列數(shù)控系統(tǒng))系統(tǒng)上就可以運行。

2 數(shù)控機床FANUC PICTURE 軟件設計流程

在PC 機上裝載FANUC PICTURE 軟件后，出現(xiàn)圖標“FANUC PICTURE”，單擊進入到如圖1 所示界面，就可以在PC 機上進行HMI 界面的開發(fā)。

FANUC PICTURE 適用于多種FANUC 系統(tǒng)，其開發(fā)環(huán)境為Visual Basic，自身集成編譯和鏈接功能，具有較強的圖形顯示和貼圖功能，并且提供腳本編輯功能與簡單的計算功能，可搭配宏編譯器執(zhí)行器或者C語言執(zhí)行器無縫連接，共同作用。如不需要復雜計算，F(xiàn)ANUC PICTURE 軟件是進行FANUC 人機界面開發(fā)的理想軟件，可選擇搭配C 語言執(zhí)行器，滿足復雜計算要求。

具體開發(fā)流程如下:

(1)首先創(chuàng)建一個新工程:單擊File，創(chuàng)建一個新的Project，輸入文件名(qh)，選擇保存路徑后，彈出Setting of project 界面，在屬性項Setting of CNC system中選擇FS0i MODEL D，Soft key 中選擇5 +2，在屬性項Setting of Multi - language 下The Multi - language display function char.code 中選擇SIMPLIFIED，其它的選擇默認選項即可。

(2)添加界面:FANUC PICTURE 中界面有主界面、子界面，彈出界面，具體可按如下流程制作。單擊左上角圖標(New)打開一個新界面(FPicture1)，點擊圖標(Structure)在新界面左上角畫一矩形框(此矩形框在頁面中不顯示，通常放在左上角)，雙擊此矩形框彈出PScrn 界面，在屬性項Base screen 下Screen Name中填入界面的名稱(如main)，Sub screen 下Sub-ScreenName1 中填入關聯(lián)的子界面的名稱。點擊圖標(Button)在此主界面中畫一矩形框，雙擊此矩形框，彈出Button 界面，在屬性項Action 下Action Type 中選擇Change Screen(Detail 中填入切換的界面名稱)，勾選Shortcut Key 中選擇INPUT(即按MDI 面板上的INPUT 鍵進行界面的切換)。

保存上述界面，并根據(jù)需要在界面上添加控件以實現(xiàn)需要功能(具體如圖2 所示)，控件的使用參見FANUC PICTURE operation manual 手冊。

(3)編譯工程，把生成的FPF0FPDT.MEM 文件拷入CNC，如果是第一次導入HMI 界面還需拷入DY61.mem文件。在NC 參數(shù)中查看診斷參數(shù)1180#4是否為1(1 為有開機畫面軟件)，然后將系統(tǒng)參數(shù)8661 設置59，8662 設置4，8781 設置64。斷電重啟，按CUSTOMER 即進入二次開發(fā)界面。

3 人機界面二次開發(fā)在數(shù)控機床中的具體應用舉例

前面介紹了數(shù)控機床FANUC PICTURE 軟件設計流程，設計員可依據(jù)此設計流程制作自己的數(shù)控機床界面。鑒于大部分設計員以前沒有接觸過FANUC PICTURE 軟件，制作起來比較困難，下面就以某數(shù)控機床中3 個典型界面為例詳細說明如何制作數(shù)控機床人機界面。典型界面包括數(shù)控機床報警界面和數(shù)控機床潤滑界面、數(shù)控機床橫梁界面，在這3 個典型界面的制作中涵蓋了制作其它數(shù)控機床界面的各種常用功能，以這些典型界面的制作方法，設計員就可以設計自己所需的數(shù)控機床人機界面。

3.1 數(shù)控機床報警界面的制作

制作數(shù)控機床報警界面如圖2 示意圖，在此界面中可顯示5 條報警內(nèi)容，按報警出現(xiàn)時間排序，當出現(xiàn)報警時，按下NC 顯示屏報警詳情對應的軟鍵，即可在界面中看到針對此報警所做的詳細說明及對策，用戶可根據(jù)所顯示報警解除方法來解除機床報警，非常直觀，用戶不用費時費力的去找機床操作手冊查看，縮短了機床故障時間。

下面詳細介紹數(shù)控機床報警界面的制作流程。

(1)參考2(2)節(jié)新建主界面，在屬性項Screen Name 中填入界面的名稱(報警界面)，并保存。

(2)點擊圖標(Label)在界面上方畫一矩形框，并調(diào)節(jié)好矩形框大小，雙擊矩形框彈出Label 界面，屬性項Character 下Caption 中填入詳細、時間、報警內(nèi)容、解除、過去時間等內(nèi)容，屬性項Image 下Style 中選擇1:Rectangle(No 2)，Back color:選擇green(背景色為綠色)，按自己需要分別選擇Border color，點擊確定退出，Label1 制作完畢。點擊圖標(Button)在界面右上方畫一矩形框，雙擊彈出Button 界面，屬性項Character下ON caption 中填入報警1，屬性項Action 下Switch type 中選擇Momentary，Action Type 中選擇History Display，點擊旁邊的Detail，彈出Detail - History Display 界面，History Action Type 中選擇Detail Message Switch Button，Link Number at output button 中填入2，Row number at Detail Message 中填入1，Detail Message File Name 中點擊Edit，新建自己的報警文檔(注意新建文檔時，Number 中填入機床報警號如1000，Bit set中從0 開始按順序填入)，輸入完畢點擊確定保存退出。在Button 界面屬性項Action 下Shortcut key 中選擇F1/F2B(為對應NC 顯示屏軟鍵)，確定退出，Button1 制作完畢。點擊圖標(History)，在Label1 下方畫矩形框，雙擊矩形框彈出History 界面，屬性項Action下 First Time Display 中 選 擇 Summary Display，F(xiàn)ileName 中點擊旁邊Edit 新建文檔(也可以導入已有的文檔)，文檔建好后保存退出。勾選Summary/History Display，History Block Number 中選擇1，屬性項History Format 下Row Display Order 中按詳細、時間、報警內(nèi)容、解除、過去時間等內(nèi)容選擇填入，確定退出，History1 制作完畢。同理在界面下方制作History2，注意History2 顯示的是報警詳細內(nèi)容，在屬性項Action 下First Time Display 中選擇Detail Display，F(xiàn)ileName 中點擊旁邊Edit 新建文檔(文檔內(nèi)容為詳細的報警內(nèi)容)。點擊圖標(Change Screen)分別制作FL，報警1詳情等。到此，報警界面已基本制作完畢，具體細節(jié)參見FANUC PICTURE operation manual 手冊。

3.2 數(shù)控機床潤滑界面的制作

制作數(shù)控機床潤滑界面如圖3 所示，在此界面中有潤滑間隔時間，潤滑供油時間，用戶可以在此界面中設定潤滑時間及間隔，用上下箭頭選中后按INPUT 輸入即可，在傳統(tǒng)NC 中，用戶設定潤滑時間時往往很不容易找到相應的T 參數(shù)，并且相應T 參數(shù)也沒有直觀的文字說明，此界面剛好解決了這一問題，用戶設定潤滑時間時非常直觀，方便。

下面具體介紹數(shù)控機床潤滑界面的制作流程。

(1)參考2(2)節(jié)新建主界面，在屬性項Screen Name 中填入界面的名稱(潤滑界面)，并保存。

(2)點擊圖標(Image)，在界面左方畫一矩形框，雙擊彈出Image 界面，屬性項General 下Image File Name 中選擇做好的界面(.bmp 文件)，確定保存。點擊圖標(Value)在潤滑供油時間旁邊畫矩形框，雙擊矩形框彈出Input 界面，屬性項Action 下In/Out 中選擇1:Function，ReadFunction:rdpmc［6_1_2］，WriteFunction:wrpmc［6_1_2_0］，Data Type 中選擇5:4 Byte，In/Out Format:0:Decimal。其中rdpmc［6_1_2］:Reads 4-byte data from T［1］，wrpmc［6_1_2_0］:Writes(4 -byte data)in T［1］(0 is specified at the ten keys input)。同理設定潤滑間隔時間的屬性。

3.3 數(shù)控機床橫梁界面的制作

圖4、圖5 為制作的數(shù)控機床橫梁界面，接通界面中對應的所有地址，即PMC 中所有的相應的地址都接通。如圖5 所示，在此界面中可以顯示橫梁實際的位置及目標位置，右上方顯示的是數(shù)控機床X 軸的實際坐標，界面中可顯示橫梁移動過程中的每一步具體動作步驟，如橫梁等待松開等。如需查看橫梁移動限制條件可以按Input(如界面左上角Label 所示)，此時會彈出一界面(界面內(nèi)容為詳細的限制條件)。

下面具體介紹數(shù)控機床橫梁界面的制作流程。

(1)參考2(2)節(jié)新建主界面，在屬性項Screen Name 中填入界面的名稱(橫梁界面)，并保存。

(2)點擊圖標(Lamp)，在界面左上角畫一矩形框，雙擊彈出Lamp 界面，在屬性項Action 下Watch PMC Area 中填入0:R，Watch Address:32，Watch Bit:0，即燈的地址為R32.0，也即當機床PMC 中R32.0 接通時此燈點亮。在屬性項Image 下Style 中選擇15:Ellipse(圓形指示燈)，On color:green(對應地址接通時燈亮且顏色為綠色)，Off color:blue(對應地址未接通時燈滅且顏色為藍色)，確定退出，Lamp1 制作完畢。點擊圖標(Numeral/string)，在X軸坐標(當前實際位置)旁畫一矩形框，雙擊彈出NDsip 界面，在屬性項Action 下Action Type 中選擇1:Function，Data Type:選擇4:4 Byte(Signed)，F(xiàn)ormat:選擇0:Decimal，(即需要顯示的實際坐標的數(shù)據(jù)類型)，F(xiàn)unction Name:選擇absolute［1］(即顯示的是第一軸的絕對坐標，這里的1 對應NC 參數(shù)1020 中設定的值，在此機床中表示X軸)。雙擊步驟一:旁邊的灰色指示框(Lamp)在屬性項Character 下ON Caption 中填入橫梁等待松開。Image 下Style 中填入0:Rectangle()，On color:green(對應地址接通時燈亮且顏色為綠色)，Off color:gray(對應地址未接通時燈滅且顏色為灰色)，依次填完所有步驟。

4 結語

以FANUC PICTURE 為開發(fā)軟件，開發(fā)應用的數(shù)控機床人機界面比起傳統(tǒng)NC 顯示界面更加直觀，明了。二次開發(fā)的人機界面中可以設置一些常用參數(shù)，并且可以直接修改，用戶操作起來更加方便和靈活，提高了用戶工作效率。人機界面包含的報警信息更加全面，并且詳細說明了故障解除辦法，用戶可以很快的排除機床故障，縮短了機床故障時間。

目前用戶對數(shù)控機床人機界面的需求越來越強烈，已開發(fā)出的二次畫面得到了廣大用戶的好評。