薛 剛

（上海機(jī)床廠有限公司 上海 200093）

目前，隨著國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)在柔性、可靠性和開(kāi)放性等方面的飛速發(fā)展，許多理論和技術(shù)問(wèn)題得到了較好的解決，數(shù)控機(jī)床可開(kāi)發(fā)成為智能機(jī)床，滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求。為了適應(yīng)個(gè)性化市場(chǎng)的需要，數(shù)控系統(tǒng)向著開(kāi)放式結(jié)構(gòu)發(fā)展。發(fā)那科公司提供的 FANUC Series 0i-TF 數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)磨床的控制界面，但它提供了 C語(yǔ)言執(zhí)行器功能，用戶(hù)可以通過(guò)二次開(kāi)發(fā)把自己的功能模塊集成到系統(tǒng)中去，滿(mǎn)足定制化的需求。

發(fā)那科的 C語(yǔ)言執(zhí)行器可以將機(jī)床制造商的獨(dú)有畫(huà)面編入發(fā)那科系統(tǒng)，自定義 CNC系統(tǒng)軟件的顯示和操作系統(tǒng)功能?？梢杂脩?yīng)用程序編寫(xiě)的畫(huà)面置換 CNC的任意畫(huà)面。和編寫(xiě)普通計(jì)算機(jī)程序相同，可以用一般的C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)顯示和操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序，并將執(zhí)行文件編入CNC。將在計(jì)算機(jī)上編譯的程序通過(guò)存儲(chǔ)卡保存到CNC裝置的Flash ROM，在啟動(dòng)CNC時(shí)，被讀入內(nèi)存并在C語(yǔ)言執(zhí)行器上執(zhí)行，流程開(kāi)發(fā)流程如圖1所示。

圖1 軟件開(kāi)發(fā)流程

1 實(shí)施

功能： Macro executor + C Language Executor

Custom software size

C Language Executor additional SRAM

參數(shù)： 8661 變量區(qū)容量(一般設(shè)置為:59)

8662 SRAM磁盤(pán)容量(一般設(shè)置為:4)

8781 C執(zhí)行器使用的DRAM容量(一般設(shè)置為:96)

在發(fā)那科C語(yǔ)言執(zhí)行器功能包里已經(jīng)搭好了應(yīng)用程序的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)用程序主要由5個(gè)獨(dú)立任務(wù)構(gòu)成，如圖2所示。

圖2 任務(wù)框架

(A)主任務(wù)（tsk1main.c）

主任務(wù)進(jìn)行畫(huà)面顯示、鍵輸入、CNC數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)等幾乎所有的處理?？梢允褂盟谐绦驇?kù)的功能。

(B)通訊任務(wù)（tsk2main.c）

通訊任務(wù)通常在和主任務(wù)獨(dú)立進(jìn)行，監(jiān)視周期啟動(dòng)的各種狀態(tài)，閱讀機(jī)/穿孔機(jī)的相關(guān)處理。

(C)報(bào)警任務(wù)（tsk3main.c）

通常周期性啟動(dòng)報(bào)警任務(wù)，進(jìn)行各種狀態(tài)的監(jiān)視等。

(D)窗口任務(wù)（tsk4main.c）

在任意畫(huà)面上進(jìn)行窗口顯示。

(E)高級(jí)任務(wù)（tsk5main.c）

獨(dú)立的按一定周期執(zhí)行任務(wù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行高優(yōu)先級(jí)的處理和快速數(shù)據(jù)監(jiān)視處理等。

主任務(wù)只在用戶(hù)畫(huà)面顯示過(guò)程中執(zhí)行。報(bào)警任務(wù)和通信任務(wù)都與顯示畫(huà)面無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)可以在后臺(tái)執(zhí)行。另外，應(yīng)用程序可以只有一個(gè)任務(wù)構(gòu)成，即主任務(wù)。

任務(wù)之間的數(shù)據(jù)存取

在進(jìn)行其他任務(wù)和數(shù)據(jù)之間的通信時(shí)，使用任務(wù)之間的公共變量（dramver.c和sramver.c）中定義，作為任務(wù)之間的公共變量配置在任務(wù)之間的公共內(nèi)存里，如圖3所示。

圖3 變量

1.1 主任務(wù)(task1main.c)

task1miain.c是整個(gè)C語(yǔ)言執(zhí)行器的主程序，程序會(huì)從task1main開(kāi)始運(yùn)行。task1main.c中的程序當(dāng)進(jìn)入用戶(hù)畫(huà)面中才開(kāi)始運(yùn)行，程序流程見(jiàn)圖4。

圖4 程序流程

1）設(shè)定用戶(hù)畫(huà)面

登陸用戶(hù)畫(huà)面號(hào)：設(shè)定CRT模式：

設(shè)定 CNC畫(huà)面和用戶(hù)畫(huà)面切換方式：設(shè)定調(diào)色板：

打開(kāi)顯示(CRT_OPEN)：

設(shè)定視頻模式畫(huà)面顯示

關(guān)閉顯示(CRT_CLOSE)：

/* 用戶(hù)畫(huà)面設(shè)定 */

crt_setuserscrn( scrn_tbl_size(crt_table),crt_table);

2）登陸用戶(hù)畫(huà)面號(hào)函數(shù)

在主任務(wù)中至少登陸一個(gè)用戶(hù)畫(huà)面（即使不需要 C語(yǔ)言執(zhí)行器的用戶(hù)畫(huà)面），如果不指定用戶(hù)畫(huà)面就不能再次從 CNC畫(huà)面返回用戶(hù)畫(huà)面。可以置換傳統(tǒng)的CNC畫(huà)面，也可以使用 C語(yǔ)言執(zhí)行器專(zhuān)用畫(huà)面。

crt_cncscrn(CRT_POS_ALL) ; // 設(shè)定用戶(hù)畫(huà)面返回方式。

/* 設(shè)定屏幕顯示方式 */

_setvideomode( _VRES16COLOR ); // 16色，圖像640×480，文字80×30

/* 設(shè)定用戶(hù)畫(huà)面到CNC畫(huà)面切換方式 */

crt_setswt( CRT_SWT_GREN ) ; // 設(shè)定是否可切換、報(bào)警時(shí)是否切換，是否使用MDI鍵切換等

3）設(shè)定CNC畫(huà)面和用戶(hù)畫(huà)面的切換方式

Bit 0 0:允許從用戶(hù)畫(huà)面向CNC畫(huà)面切換 1；禁止從用戶(hù)畫(huà)面向CNC畫(huà)面切換(CRT_SWT_DIS)

Bit 2 0:在圖形顯示打開(kāi)過(guò)程中禁止畫(huà)面切換1:在圖形顯示打開(kāi)過(guò)程中可以畫(huà)面切換(CRT_SWT_GREN)；

Bit 3 CNC畫(huà)面發(fā)生報(bào)警時(shí)，是否自動(dòng)向報(bào)警畫(huà)面切換0:根據(jù)通常CNC的設(shè)定（參數(shù)3111#7）；1:基于用戶(hù)畫(huà)面（參數(shù)8650#1）(CRT_SWT_ACNC)

Bit 4 CNC軟件對(duì)MDI面板的功能鍵 0:進(jìn)行通常讀取1:不能進(jìn)行讀?。–NC軟鍵側(cè)不能進(jìn)行畫(huà)面切換）(CRT_SWT_MFKY)。

在發(fā)那科基礎(chǔ)框架下，還需要自己編寫(xiě)擴(kuò)展一些輔助功能框架。運(yùn)用這些功能來(lái)進(jìn)行畫(huà)面的處理。

1.2 界面顯示模塊（win.c）

win.c中的程序主要負(fù)責(zé)顯示界面，一些非動(dòng)態(tài)的圖像以及文字的顯示。

如上圖所示，添加了一個(gè)win_test函數(shù)的定義，在其中定義了win_test這個(gè)函數(shù)中包含的內(nèi)容。

Voidwin_test(void)

{ curWIN->WinFunc=win_test;//設(shè)定當(dāng)前畫(huà)面的函數(shù)為win_test。

curWIN->RefreshFunc=vawin_test;//設(shè)定當(dāng)前畫(huà)面的變量畫(huà)面為vawin_test。

curWIN->InputFunc=0;//設(shè)定當(dāng)前輸入函數(shù)為0,0既是不調(diào)用輸入函數(shù)。

curWIN->SpecialCurs=0;//判斷是否使用特殊光標(biāo)。

curWIN->LL_index=0x01;//函數(shù)畫(huà)面所在的軟按鍵層次。

curWIN->WinKey=SOFT_F1;//函數(shù)調(diào)用使用的軟按鍵。

element_background();//插入背景

dlg_cncstate();//插入NC非動(dòng)態(tài)狀態(tài)顯示

1.3 動(dòng)態(tài)界面模塊（vawin.c）

vawin.c中主要是負(fù)責(zé)顯示界面中的一些動(dòng)態(tài)的變量，如宏變量顯示等。

通過(guò)上述兩步，畫(huà)面已經(jīng)可以顯示出一個(gè)畫(huà)面的框架，現(xiàn)在需要將他們添加入軟件中，便可以通過(guò)軟件調(diào)用出我們所制作的畫(huà)面。

1.4 系統(tǒng)變量模塊（vadailog.c）

vadailog.c文件中主要包括了一些宏變量等變量的顯示，應(yīng)為宏變量不同文字顯示，需要根據(jù)宏變量的變化適時(shí)刷新。

void vagrinding_GRHMI(short cys,short cxs)//設(shè)置畫(huà)面變量顯示

1.5 按鍵模塊（softkey.c）

softkey.c 中主要是包括了軟按鍵的排序，畫(huà)面按鈕的功能

打開(kāi)softkey.c文件， 出現(xiàn)如下顯示：

void ll_init0(void)；

void ll_init1(void);

void ll_init2(void);

void ll_init3(void);

……

void ll_init12(void)；

如上顯示的函數(shù)中使畫(huà)面的軟件函數(shù) void ll_init1(void)- void ll_init12(void);為不同的軟件按鈕層次所對(duì)應(yīng)的函數(shù)，每一個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)軟件層。這個(gè)函數(shù)可以添加，也可以直接在函數(shù)中編輯。如下圖中所示的，在 void ll_init1(void)函數(shù)中添加一個(gè)畫(huà)面。一個(gè)畫(huà)面存在10個(gè)軟按鍵，我們選擇一個(gè)空著的軟按鍵作為該畫(huà)面選擇的按鍵。

把win_test畫(huà)面插入在SOFT_F6按鍵，對(duì)應(yīng)的畫(huà)面上的第6個(gè)軟按鍵。

temp=(LLLnode*)malloc(sizeof(LLLnode));//這里為一個(gè)temp零時(shí)的結(jié)構(gòu)體聲明空間。

temp->ll_next=0;//

temp->ll_WinKey=SOFT_F6;//畫(huà)面的按鍵編號(hào)為F6。

temp->ExeFunc=win_test;//選擇該畫(huà)面的運(yùn)行函數(shù)，在這里是我們的畫(huà)面函數(shù)，win_test。

temp->IndexFunc=0;//頁(yè)面跳轉(zhuǎn)選擇，這里為0，可以填寫(xiě)一個(gè)。

temp->ll_index=0x01;//當(dāng)前頁(yè)面軟件所屬的層次。

temq->ll_next=temp;

temq=temp;

通過(guò)上述的過(guò)程，win_test就可以被第一層次的第6個(gè)軟按鍵所調(diào)用。然后，可以編輯軟按鍵所顯示的字符或者圖形。

1.6 輸入?yún)^(qū)模塊（input.c）

主要是畫(huà)面中的輸入設(shè)定，在 input中設(shè)定輸入?yún)?shù)的宏變量值，輸入方式等。

打開(kāi)input.c文件，編輯輸入函數(shù)，如下所示：

void input_grinding(void)

{struct odbst status;// 聲明一個(gè)狀態(tài)結(jié)構(gòu)體

double MacroValue=0;// 聲明一個(gè)雙字型變量unsigned short nMacroNum=0;// 聲明一個(gè)無(wú)符號(hào)短型變量

cnc_statinfo(&status);//讀取系統(tǒng)狀態(tài)到status中

if(status.aut==0 || status.emergency==0 )//判斷當(dāng)前狀態(tài)

2 編譯軟件

WinRiver Compiler

作用：

源文件到最終文件生成的過(guò)程由 WinRiver Compiler直接編譯完成。

MakeFile:

編譯所需要的相關(guān)內(nèi)容定義都在批處理文件Makefile中，執(zhí)行時(shí)只需輸入nmake.exe命令即可。

目標(biāo)文件：最終文件為存儲(chǔ)卡文件格式（.mem）

實(shí)際使用：在 NCguide中，復(fù)制 DLL文件到NCguide文件夾；在實(shí)際CNC系統(tǒng)時(shí)，用CF卡復(fù)制MEM文件到系統(tǒng)F-ROM，顯示界面效果如圖5所示。

圖5 界面樣式

3 結(jié)語(yǔ)

利用 C語(yǔ)言執(zhí)行器提供的順序控制把用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)的人機(jī)界面嵌入到C語(yǔ)言執(zhí)行器系統(tǒng)中， 最終把特有的磨床功能模塊集成到C語(yǔ)言執(zhí)行器系統(tǒng)中，形成了適合于磨床的操作系統(tǒng)。操作人員可以很方便地選擇加工程序，并進(jìn)行參數(shù)的編輯，而無(wú)須修改工件加工程序，還可以隨時(shí)得到加工過(guò)程中的各種狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的監(jiān)控和操作。這樣，不僅擴(kuò)展了數(shù)控系統(tǒng)的使用范圍，簡(jiǎn)化了操作，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率， 而且還可`以為機(jī)床的維護(hù)提供大量的有價(jià)值的參考信息。