目前，西门子数控系统在我国机床行业中使用得非常广泛，但主要限于简单地使用西门子标准数控系统和浅层次的应用。全数控凸轮轴磨床是用于凸轮轴凸轮片磨削加丁的专用机床，标准数控系统的应用不仅不能充分发挥西门子数控系统的性能，同时也使得全数控凸轮轴磨床的效益得不到充分发挥。开放式数控系统的二次开发能适用个性化市场的需要，具有很大的现实意义，本文介绍开发出的能满足特殊控制需求的全数控凸轮轴磨床OEM软件。
1 SINUMERIK 840D系统的结构分析
SINUMERIK 840D运动控制系统，建立在综合的系统平台上，通过系统设定功能而适用几乎所有的控制系统，840D与SIMODRIVE611数字驱动系统和SI—MAllCS7可编程序控制器一起，构成了一个全数字控制系统，可用于各种复杂零件的加工。西门子840D数控系统可将整个数控系统分为数控单元NCU，人机交互接口MMC，可编程控制器PLC三个主要区域，各项任务在三个区域中独立完成，通过三者的协调工作来完成整个数控系统的控制功能。
SINUMERIK 840D数控系统的CNC控制功能和人机界面(Human Machine Interface，HMI)功能一起都在PC处理器上运行，包含带接口卡的工业PC机、Windows NT操作系统、OPC应用接口和NC控制软件等标准化部件。通过OPC和Sinumerik—COM接口，能实现软件程序和NC／PLC之间的通讯，从而提供了数控系统的二次开发的可能。
2 SINUMEⅪK 840D数控系统的软件框架
SINUMERIK 840D数控系统提供了标准的西门子应用框架和原始设备制造商(Original Equipment Manufacturer，OEM)应用框架，其中在MMC2文件夹中的标准用户界面是不允许修改的，OEM中包含的是进行二次开发的文件集合，他们与数据管理文件DH、头文件HD、临时文件夹ALTMP、用户修改信息USER和其他信息ADD ON等文件夹一起构成了SINUMERIK 840D系统文件结构。通过编辑OEM文件夹中的文件，把自己的界面及控制管理嵌入到整个系统，即达到系统二次开发的目的。
3 OEM结构及软件开发过程
开发软件提供了顺序控制结构，顺序结构提供了标准的西门子应用框架兼容OEM应用程序。图1为顺序控制界面示意图，由连续的状态数字、状态界面、软键文本、返回键和标志符等组成。用户需在顺序结构的框架中移植VB环境中设计好的界面，将其窗体加到状态1所在的区域，软键等其他文本信息从语言动态链接库中读取。每一界面对应一个状态，通过软键、返回键、鼠标点击、操作模式的改变和状态控制矩阵等来控制界面的切换，实现特殊的状态功能，从而构成OEM的运行模式，实现顺序控制。
全数控凸轮轴磨床OEM软件的开发分三部分来进行：满足全数控凸轮轴磨床特殊控制要求的VB多窗体操作界面的设计、语言动态库的设计以及界面的嵌入控制。
3.1 操作界面的设计
操作界面的设计完全在VB下进行，其过程实际上是编写一个VB多窗体程序。每一个窗口作为单独的子功能，以子窗口的形式分别被调用，多个窗体一起组成整个界面功能。根据全数控凸轮轴磨床的功能要求，同时考虑到软件良好的人机交互功能，将软件的功能分为状态显示、凸轮参数的设置、磨削加工参数的设置、升程表的编辑和加工程序的生成等功能模块，通过合理的设计和规划，来完成每个子窗口的设计，进而完成整个界面的整体设计。
顺序控制提供了很多标准的模块和窗体，只有使用完整的顺序控制，HMI软件包才支持程序，否则不能进行程序的运行。标准模块和窗体是不能修改的，除标准模块和窗体外，程序还有可自己定义的模块。在VB环境中，把全数控凸轮轴磨床数控控制程序的窗体和模块，嵌入到西门子提供的标准顺序控制中，编辑其中可自已定义的模块实现某些特殊的应用和功能，最后编译生成可执行文件tulun．exe，然后再应用于HMI环境中。
3.2 语言动态链接库的创建
为了保持全数控凸轮轴磨床数控界面语言的独立性，及其便于修改和变换，除了对各种显示文本有最小位数的规定的要求，还需能够修改和转换这些独立的代码；为满足这些要求，采用从动态链接库(DLL)中调用这些独立文本的方法非常合适。DLL是共享函数库的可执行文件，通过对其中的信息进行检索来使用，从而实现语言的切换。
创建动态链接库之前，先建立一个RC源文件，RC文件中的文本与软键等控件有一一对应的关系。利用VC++，根据RC文件，创建语言DLL。然后为每个语言DLL创建相同名字的初始化文件languagename．ini。languagename，ini包含了软键文本，要使HSK6的显示文本为tulun，可进行如下设置： [HSofikeyTexts] [HSK6=”tulun”]
3.3 界面的嵌入及顺序控制过程
OEM软件顺序控制主要有以下六个文件：regie．ini，mmc．ini，progname．ZUS，progname．ini，progname．mdi和language．dll。下面通过全数控凸轮轴磨床控制界面的嵌入实现过程，来说明整个顺序控制的结构和各文件之间的功能和关系。
1)建立程序管理文件regie．ini，将其移至?／OEM／下。regie．ini是一个对基本模块、应用程序、动态链接库和VBX文件的柔性管理的控制文件，可用文本进行编辑。各应用是由regie开始管理启动，其信息一起置于regie．ini中，构成程序管理文件。
在MMC2中，regie．ini已经进行了标准化的设置，在全数控凸轮轴磨床的OEM软件设计中，大部分可沿用标准界面框架控制，只需修改少许特殊设置。由于HSK0-HSK5为数控系统标准控制界面按键，一般从HSK6进入全数控凸轮轴磨床的OEM软件控制，响应极限时间为60s。在...／OEM／下的regie．ini中，进行如下设置：
[TaskConfiguration] Task6=tuhn=wp，Timeout：=60000
mmc．ini文件包含所有的用户特定设定，能在此设定颜色和语言(依赖于硬件的具体情况和相关配置)，如果NCU没有被连接，能在这里找到各种规格。在此凸轮轴的OEM软件开发中，沿用标准用户界面MMC2中的ininc．ini，不再另进行设置。
2)在...／OEM／下建立新的文件夹tulun，创建子窗口列表文件tulun．mdi及控制文件tulun．ZUS，并将其复制到此文件夹中。
tulun．mdi用写字板编辑，包含了各子窗口的名字、子窗口的类型、预处理措施和注释等信息。本磨床的磨削控制软件中，主要包含主界面、状态显示、凸轮参数的设置、加工参数的设置、升程表的编辑和加工程序的生成等功能模块子窗口，可进行如下设置：
其中，OEMO、OEMl等表示子窗体名称表示子窗体当点击其他软件被覆盖时将被删除，PreloadTrue表示将对OEM2进行预下载处理，“／／”后面为注释文字。
tulun．Zus也是用写字板编辑的，存放着所有的状态矩阵，状态矩阵描述着状态中的软件如何分配任务。
tulun．ZUS中的状态表记录着应用程序的所有状态和行为，通过状态量的设置来对其进行控制。每一个状态的结构一般是一个17×8的矩阵表，每行对应着一个状态序号，由状态／动作、人口等级、水平键文本、垂直键文本、子窗口、返回值、标识符和注释组成。由于篇幅的关系，在此仅列出OEM主界面的状态矩阵。
第一行中的[0]表示状态的号码，0 0分别表示水平软键和垂直软键的起始地址，"OEMO"表示显示OEM0窗口对应的主界面，"0"表示返回值，最后一个0表示标志符(FLAG)，标志符表示各状态控制子界面的序号。入口等级在此省略，表示为默认等级，无注释。 第二行中首位的0表示第一个水平软键，向下0～7表示水平方向的8个软键，8～15表示垂直方向的8个软键，16表示返回键，返回值下面的数字表示按下键时将要返回的状态。其他几行的参数同第一行对应。
3)编辑本工程的引导文件tulun．ini，将其移至...／OEM／下。tulun．ini是OEM界面控制的向导文件，它控制着子窗口和控制文件的管理，文件名字由程序模块PRIVATE．BAS中作为一个常量来定义。tulun．ini可用文本进行编辑，其内容分为CONTROL与DEBUG两大部分，分设如下：
[CONTROL] ／／定义控制文件、帮助文件及用户图片的路径 MDIList=tuhn．mdi ControlFile：tuhn．ZUS SKPlCTO=．．／skpicto／1 1．jpg [DEBUG]／／设置系统的DEBUG支持
4)嵌入前两步生成的VB多窗体执行文件tulun．exe及语言DLL与ini文件。将tulun．exe移至...／OEM／下，并在...／OEM／下建立新的文件夹language，将多种语言的language．dll、language．ini复制到此文件夹中。至此，完成了整个OEM的设计过程，其OEM文件框架结构可总结。
4 OEM软件的运行
完成了OEM的设计后，运行MMC2中系统模拟数控通讯服务器NCDDE．EXE，可模拟启动NCDDEServer，进行OEM软件模拟调试。启动HMI&mdash，进入HMI标准界面。点击tulun软键，即可进入OEM软件主界面，进行满足特殊需求的软件控制。系统本身的技术复杂性，OEM的设计难度较大，效率较低。本文系统地总结了OEM软件的设计方法，把全数控凸轮轴磨床磨削的专用控制界面集成到西门子系统中，形成应用于全数控凸轮轴磨床磨削的数控系统软件。这样，在自己的专用界面下，操作人员可以很方便地对西门子数控系统特有的算术参数R参数进行保存和管理，进行加工程序的编制和保存，简化了操作，节省加工时间，提高生产率，满足了自身的特殊需要，取得良好的效果。
(审核编辑: 智汇胡妮)
