基于HEIDENHAIN的螺旋锥齿轮专用机床软件设计.pdf

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1、第５期（总第１９８期）机械工程与自动化Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０５-０１００-０２基于ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ的螺旋锥齿轮专用机床软件设计衣晨，杨林，万长龙（沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳１１０８７０）摘要：利用Ｐｙｈｔｏｎ语言与海德汉数控系统提供的Ｍ功能与ＴＮＣｏｐｔ、ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ系统软件，通过建立Ｍ功能以及专家界面的方法对螺旋锥齿轮数控加工软件进行了开发设计。齿轮加工所需要的各种机床参数经ＴＮＣｏｐｔ软

2、件优化后通过Ｍ功能得以实现。使用Ｐｙｈｔｏｎ语言与第三方软件实现了界面的修改及制作。关键词：螺旋锥齿轮；海德汉数控系统；参数优化中图分类号：ＴＧ６５９文献标识码：Ａ0引言２．２Ｍ功能创建［１］螺旋锥齿轮是机械设备的基础件，在机械行业螺旋锥齿轮数控加工需要添加一些特定的Ｍ功中占有重要的地位，它具有承载能力高、传动平稳以及能，主要包括：①Ｍ２８铣削加工中B轴选定为自由轴；传动效率高等优点。因此，螺旋锥齿轮及其数控加工②Ｍ２７车削加工中C轴选定为自由轴；③Ｍ３７、Ｍ３８、［２］技术得到了研究人员广泛的重视。螺旋锥齿轮数控Ｍ３９不

3、同工况加工过程中各轴方向及各轴电机参数加工程序编制复杂且某些特定功能需要用户根据实际设定。下面以Ｍ３７为例说明Ｍ功能创建过程。需求开发。本文根据本人参与的ＧＣＭＴ２５００螺旋锥齿打开数控系统ＰＬＣ编辑软件ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ，选择相轮专用机床项目开发了专用的配套软件。软件主要包应的ＰＬＣ版本Ｂａｓｉｃ５６进行如下操作：①进入ＧＬＢ_括数控系统参数优化与实现和人机界面设计两大部分。ＴＣＭＢ．ＤＥＦ定义Ｍ功能；②进入Ｍ_ＦＵＮＣ．ＳＲＣ全1开发专用机床软件应用的相关软件局定义；③进入ｍｆｕｎｃｔ，ｔａｂ设定宏有效；④进入ＰＬＣ：

4、＼开发ＧＣＭＴ２５００螺旋锥齿轮专用机床软件所使ＭＦｕｎｃｔ编写Ｍ３７程序Ｍ３７．ｈ，将优化所得参数写用的相关软件有：①系统参数优化软件ＴＮＣｏｐｔ；②入程序；⑤在①中定义的Ｍ功能下建ＭＡＣＭＧ-Ｍ３７-ＰＬＣ设计软件ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ；③对应版本的数控系统仿ａｃｔｉｖｅ，以激活Ｍ３７功能；⑥进入ＯＥＭ．ＦＵＮＣ．ＳＲＣ编真软件等。相关软件安装完之后即可在通用ＰＣ上运写ＰＬＣ程序；⑦传送ＰＬＣ文件并在机床上完成编译。行，操作环境为Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００／ＸＰ／９７。ＰｙｔｈｏｎＯＥＭ程序选装的是机床制造商提供的面向对象的控

5、制系统高级编程语言。由Ｐｙｔｈｏｎ语言开发的程序可以通过熟悉的ＰＬＣｄｅｓｉｇｎ窗口导入到ＰＬＣ中，也可以显示在单独可用的窗口中或扩展为全屏显示。Ｐｙｔｈｏｎ语法清晰、模块丰富，支持跨平台运行，可以提高数控系统二次开发效率。2设备参数优化与M功能管理２．１设备参数优化ＴＮＣｏｐｔ是一款用于海德汉数控系统调试、优化、诊断的系统软件［３］。图１为海德汉数控系统运动控制图１海德汉系统运动控制原理图原理图。通常设备参数优化顺序依次为电流环、速度3人机界面设计环和位置环。电流环的优化步骤为：①正确连接ＰＣ人机界面部分关键的技术为画面

6、编程设计。画面软件；②按要求对机床和软件进行设置；③选择轴并开编程设计主要包含人因工程学、画面设计原则、画面设计评价３个方面。始电流优化（或可选择自动优化模式），逐渐增加（１）人因工程学。设计画面的理论基础为人因工ＭＰ２４２０（P系数）直到响应曲线所示位置，如图２所程学，通过研究人的特性，实现最好的人机分工。一般示。采用最大最小原则，即让机器承担工作量最大而人承担同理可进行其他相关参数的优化。收稿日期：２０１５-１２-１６；修订日期：２０１６-０７-１８作者简介：衣晨（１９８９-），男，黑龙江七台河人，在读硕士研究生，研究

7、方向为机械设计与理论。２０１６年第５期衣晨，等：基于ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ的螺旋锥齿轮专用机床软件设计・１０１・的工作量最小，并发挥人的积极主导和决策作用。能键进入刀具参数输入界面、工艺参数输入界面输入并保存相关参数；确定各项参数无误后点击程序生成按键生成加工程序。最后，将生成程序导入设备并完成锥齿轮加工工作。4软件运行实例图３为海德汉ｉＴＮＣ-５３０数控系统的标准人机界面。为了保证原系统的完整性以及系统维护的便利［４］性，需要在标准人机界面的基础上进行相关的设计。主要包括工具列、工作区、画面档总管／功能键总管、属性框、状态

8、列等。相关设计完成后的专用配套软件各界面如图４所示。图２电流P系数优化曲线（２）画面设计原则。画面设计原则遵守最佳组合、画面分析与规范、图标与表格优化、错误处理等原则。（３）画面设计评价。设计评价需要在系统初期进行，可以及早发现设计缺陷。评价的基本要求为：适应性、有效性、易学习性、用户熟悉性、用户的满意