数控技术

的情况下，在全数控铣齿机的切齿加工过程中，只要保

证刀具和工件的相对运动关系与传统结构机床一致，

就能保证加工出相同的齿面形状。锥齿轮的铣齿加工过程一般分为粗切和精切两个阶段。粗切一般是为了开出齿槽，通常双面法加工，大轮采用成形法或普通滚切法，小轮采用普通滚切法；精切时大轮仍采用双面法加工，小轮采用单面法加工，除了采用普通滚切法外，还通常采用滚切修正法或刀倾法对齿面进行修正。

图１全数控锥齿轮铣齿机模型图２摇台式锥齿轮铣齿机模型

２软件的总体设计

根据全数控铣齿机的加工特点，按照功能将整个软件系统划分为文件管理、状态监控、辅助功能、报警帮助四大功能模块以及一个运动控制算法库，各个模块之间的联系如图３所示。文件管理模块主要完成机床加工数据文件的导入导出，实现数据文件中各项参数（机床调整参数、加工工艺参数等）的查看、编辑等功能；状态监控模块主要实现机床坐标轴、摇台角及加工齿深监控，以及其他加工信息（循环时间、加工齿数、进给率等）的显示；辅助功能模块实现对工装槽，分齿，精切余量分配等切齿辅助功能；报警及帮助模块用来对软件系统的操作步骤进行提示，以及对数据文件中各项参数的输人数值进行提示，同时对输入数据进行合理性检查。运动算法库包含全数控锥齿轮铣齿机运动控制模型算法程序、ＮＣ程序自动生成程序及加工过程的齿深监控算法程序等软件所需的各种核心算法程序。各个模块之间以锥齿轮切齿加工参数、机床

图３软件功能模块之间的联系

鼍，妻嫠￡浮

万方数据

Ｔｅｃｈｎ０１０９ｙ

ａｎｄ

Ｔｅｓｆ工艺与检测

状态参数以及机床系统变量等数据为纽带，通过动态数据交换实现机床的自动控制。

３软件的开发

本文基于西门子８４０Ｄ系统，采用西门子人机界面开发工具ＨＭＩ

Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ

Ｐａｃｋａｇｅ开发。ＨＭＩ

Ｐｒｏ—

ｇｒａｍｍｉｎｇ

Ｐａｃｋａｇｅ提供两种软件开发方式：第一种是

通过ＨＭＩＡｄｖａｎｃｅｄ标准软件开发基于西门子标准应用程序Ｒｅｇｉｅ及ＳｅｑｕｅｎｃｅＣｏｎｔｒｏｌ的嵌入式应用软件；第二种是开发标准的Ｗｉｎｄｏｗｓ软件。考虑软件开发的简便性及软件与西门子标准人机界面软件的兼容性，我们选择了第一种开发方式。３．１软件的开发步骤

（１）首先准备软件的开发环境。软件的基础部分使用ＶＢ语言设计，为了获得系统顺序控制的相关功能支持，需要在工程中添加相应的标准类模板及窗体，

这些类模板及窗体是不允许更改的。同时，需要添加程序自己的模板（ＡＭＩＡＮ．ＢＡＳ、ＰＲＩＶＡＴＥ．ＢＡＳ、ＳＨＵＴ－ＤＯＷＮ．ＢＡＳ），这些模板需要根据程序的不同情况进行相应设置。

（２）根据规划的软件总体结构构建软件框架。根据软件结构的规划与各个模块的功能区分，设计整个软件的总体框架。图４所示为软件的框架图，图中显示了软件中各窗口的调用关系及界面中各软键与窗口状态的联系。根据软件的框架图对模板ＡＭＩＡＮ．ＢＡＳ进行相应设置，将程序添加的窗体名称赋给数组ｇ—ｆｒｍＦｏｒｍＮａｍｅ。对模板ＰＲＩＶＡＴＥ．ＢＡＳ的全局变量进行设置，指定程序的初始界面为ｍａｉｎｆｒｍ，临时的信息存储文件为ＧＣｕｔｔｅｒ．￥￥￥，整个ＨＭＩ软件的初始化信息文件为ＭＭＣ．ＩＮＩ，本程序的初始化信息文件为ＧＣｕｔｔｅｒ．ＩＮＩ。编辑信息文件ＧＣｕｔｔｅｒ．ＩＮＩ，指定程序的ＭＤＩ窗口列表文件为ＧＣｕｔｔｅｒ．ＭＤＩ及顺序控制矩阵文件为ＧＣｕｔｔｅｒ．ＺＵＳ，再根据软件框架图编辑文件ＧＣｕｔ—

ｔｅｒ．ＭＤＩ及ＧＣｕｎｅｒ．ＺＵＳ。

主界面Ｉ状态监控）

文件硎表囝Ｉ

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图４软件系统框架

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