《制造技术与机床》杂志创刊于1951年，是我国机械工业科技期刊中创刊早、发行量大、影响面广的刊物之一，拥有广泛、专业的读者群体。本刊属中文核心期刊，中国科技论文统计用刊和《中国学术期刊文摘》摘录用期刊。
基于FANUC PICTURE软件的人机界面二次开发及应用
人机界面(human machine interface，HMI)是用户与机床互相传递信息的媒介，用来实现信息的输入与输出。当代的数控机床正朝着高速度、高精度、智能化、多功能、高可靠性的方向发展，良好的人机界面具有操作简单、快捷、功能引导等优点，使用户增强兴趣、感觉愉快，从而提高使用效率，这些优势越来越受到广大机床操作者的喜爱。FANUC公司针对此问题，开发出了制作HMI功能的FANUC PICTURE软件。本文就以某数控机床(0i-TD，显示器8.4英寸)为例介绍如何用FANUC PICTURE软件进行“人机界面”二次开发，并在实际项目中的实践应用。
1 界面开发及运行环境
在通用PC机上即可进行开发，操作系统为Windows 2000/XP。将FANUC PICTURE装在运行Win XP的PC机上，开发所需的HMI界面，编译后将执行文件传入CNC的Flash ROM中存储，CNC开机后即显示用户自己开发的界面。在普通的FANUC CNC(包含16i/18i/21i和30i/31i/32i系列数控系统)系统上就可以运行。
2 数控机床FANUC PICTURE软件设计流程
在PC机上装载FANUC PICTURE软件后，出现图标“FANUC PICTURE”，单击进入到如图1所示界面，就可以在PC机上进行HMI界面的开发。
FANUC PICTURE适用于多种FANUC系统，其开发环境为Visual Basic，自身集成编译和链接功能，具有较强的图形显示和贴图功能，并且提供脚本编辑功能与简单的计算功能，可搭配宏编译器执行器或者C语言执行器无缝连接，共同作用。如不需要复杂计算，FANUC PICTURE软件是进行FANUC人机界面开发的理想软件，可选择搭配C语言执行器，满足复杂计算要求。
具体开发流程如下：
(1)首先创建一个新工程：单击File，创建一个新的Project，输入文件名(qh)，选择保存路径后，弹出Setting of project界面，在属性项Setting of CNC system中选择FS0i MODEL D，Soft key中选择5+2，在属性项Setting of Multi-language下The Multi-language display function char.code中选择SIMPLIFIED，其它的选择默认选项即可。
(2)添加界面：FANUC PICTURE中界面有主界面、子界面，弹出界面，具体可按如下流程制作。单击左上角图标(New)打开一个新界面(FPicture1)，点击图标(Structure)在新界面左上角画一矩形框(此矩形框在页面中不显示，通常放在左上角)，双击此矩形框弹出PScrn界面，在属性项Base screen下Screen Name中填入界面的名称(如main)，Sub screen下SubScreenName1中填入关联的子界面的名称。点击图标(Button)在此主界面中画一矩形框，双击此矩形框，弹出Button界面，在属性项Action下Action Type中选择Change Screen(Detail中填入切换的界面名称)，勾选Shortcut Key中选择INPUT(即按MDI面板上的INPUT键进行界面的切换)。
保存上述界面，并根据需要在界面上添加控件以实现需要功能(具体如图2所示)，控件的使用参见FANUC PICTURE operation manual手册。
(3)编译工程，把生成的FPF0FPDT.MEM文件拷入CNC，如果是第一次导入HMI界面还需拷入DY61.mem文件。在NC参数中查看诊断参数1180#4是否为1(1为有开机画面软件)，然后将系统参数8661设置59，8662设置4,8781设置64。断电重启，按CUSTOMER即进入二次开发界面。
3 人机界面二次开发在数控机床中的具体应用举例
前面介绍了数控机床FANUC PICTURE软件设计流程，设计员可依据此设计流程制作自己的数控机床界面。鉴于大部分设计员以前没有接触过FANUC PICTURE软件，制作起来比较困难，下面就以某数控机床中3个典型界面为例详细说明如何制作数控机床人机界面。典型界面包括数控机床报警界面和数控机床润滑界面、数控机床横梁界面，在这3个典型界面的制作中涵盖了制作其它数控机床界面的各种常用功能，以这些典型界面的制作方法，设计员就可以设计自己所需的数控机床人机界面。
3.1 数控机床报警界面的制作
制作数控机床报警界面如图2示意图，在此界面中可显示5条报警内容，按报警出现时间排序，当出现报警时，按下NC显示屏报警详情对应的软键，即可在界面中看到针对此报警所做的详细说明及对策，用户可根据所显示报警解除方法来解除机床报警，非常直观，用户不用费时费力的去找机床操作手册查看，缩短了机床故障时间。
下面详细介绍数控机床报警界面的制作流程。
(1)参考2(2)节新建主界面，在属性项Screen Name中填入界面的名称(报警界面)，并保存。
(2)点击图标(Label)在界面上方画一矩形框，并调节好矩形框大小，双击矩形框弹出Label界面，属性项Character下Caption中填入详细、时间、报警内容、解除、过去时间等内容，属性项Image下Style中选择1:Rectangle(No 2)，Back color:选择green(背景色为绿色)，按自己需要分别选择Border color，点击确定退出，Label1制作完毕。点击图标(Button)在界面右上方画一矩形框，双击弹出Button界面，属性项Character下ON caption中填入报警1，属性项Action下Switch type中选择Momentary,Action Type中选择History Display，点击旁边的Detail，弹出Detail-History Display界面，History Action Type中选择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中点击Edit，新建自己的报警文档(注意新建文档时，Number中填入机床报警号如1000，Bit set中从0开始按顺序填入)，输入完毕点击确定保存退出。在Button界面属性项Action下Shortcut key中选择F1/F2B(为对应NC显示屏软键)，确定退出，Button1制作完毕。点击图标(History)，在Label1下方画矩形框，双击矩形框弹出History界面，属性项Action下First Time Display中选择Summary Display，FileName中点击旁边Edit新建文档(也可以导入已有的文档)，文档建好后保存退出。勾选Summary/History Display,History Block Number中选择1，属性项History Format下Row Display Order中按详细、时间、报警内容、解除、过去时间等内容选择填入，确定退出，History1制作完毕。同理在界面下方制作History2，注意History2显示的是报警详细内容，在属性项Action下First Time Display中选择Detail Display，FileName中点击旁边Edit新建文档(文档内容为详细的报警内容)。点击图标(Change Screen)分别制作FL，报警1详情等。到此，报警界面已基本制作完毕，具体细节参见FANUC PICTURE operation manual手册。
3.2 数控机床润滑界面的制作
制作数控机床润滑界面如图3所示，在此界面中有润滑间隔时间，润滑供油时间，用户可以在此界面中设定润滑时间及间隔，用上下箭头选中后按INPUT输入即可，在传统NC中，用户设定润滑时间时往往很不容易找到相应的T参数，并且相应T参数也没有直观的文字说明，此界面刚好解决了这一问题，用户设定润滑时间时非常直观，方便。
下面具体介绍数控机床润滑界面的制作流程。
(1)参考2(2)节新建主界面，在属性项Screen Name中填入界面的名称(润滑界面)，并保存。
(2)点击图标(Image)，在界面左方画一矩形框，双击弹出Image界面，属性项General下Image File Name中选择做好的界面(.bmp文件)，确定保存。点击图标(Value)在润滑供油时间旁边画矩形框，双击矩形框弹出Input界面，属性项Action下In/Out中选择1:Function，ReadFunction:rdpmc[6_1_2]，WriteFunction: wrpmc[6_1_2_0]，Data Type中选择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)。同理设定润滑间隔时间的属性。
3.3 数控机床横梁界面的制作
图4、图5为制作的数控机床横梁界面，接通界面中对应的所有地址，即PMC中所有的相应的地址都接通。如图5所示，在此界面中可以显示横梁实际的位置及目标位置，右上方显示的是数控机床X轴的实际坐标，界面中可显示横梁移动过程中的每一步具体动作步骤，如横梁等待松开等。如需查看横梁移动限制条件可以按Input(如界面左上角Label所示)，此时会弹出一界面(界面内容为详细的限制条件)。
下面具体介绍数控机床横梁界面的制作流程。
(1)参考2(2)节新建主界面，在属性项Screen Name中填入界面的名称(横梁界面)，并保存。
(2)点击图标(Lamp)，在界面左上角画一矩形框，双击弹出Lamp界面，在属性项Action下Watch PMC Area中填入0：R，Watch Address:32，Watch Bit:0，即灯的地址为R32.0，也即当机床PMC中R32.0接通时此灯点亮。在属性项Image下Style中选择15:Ellipse(圆形指示灯)，On color:green(对应地址接通时灯亮且颜色为绿色)， Off color:blue(对应地址未接通时灯灭且颜色为蓝色)，确定退出，Lamp1制作完毕。点击图标(Numeral/string)，在X轴坐标(当前实际位置)旁画一矩形框，双击弹出NDsip界面，在属性项Action下Action Type中选择 1:Function，Data Type: 选择 4:4 Byte(Signed)， Format:选择0:Decimal，(即需要显示的实际坐标的数据类型)，Function Name: 选择 absolute[1](即显示的是第一轴的绝对坐标，这里的1对应NC参数1020中设定的值，在此机床中表示X轴)。双击步骤一：旁边的灰色指示框(Lamp)在属性项Character下ON Caption中填入横梁等待松开。Image下Style中填入0: Rectangle()，On color:green(对应地址接通时灯亮且颜色为绿色)，Off color:gray(对应地址未接通时灯灭且颜色为灰色)，依次填完所有步骤。
4 结语
以FANUC PICTURE为开发软件，开发应用的数控机床人机界面比起传统NC显示界面更加直观，明了。二次开发的人机界面中可以设置一些常用参数，并且可以直接修改，用户操作起来更加方便和灵活，提高了用户工作效率。人机界面包含的报警信息更加全面，并且详细说明了故障解除办法，用户可以很快的排除机床故障，缩短了机床故障时间。
目前用户对数控机床人机界面的需求越来越强烈，已开发出的二次画面得到了广大用户的好评。
作者：孔德红
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