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电子信息工程论文 专 业： 电子信息工程 目录摘要3abstract:4第一章 绪论51.1、数控系统的基本概念51.2、国内外数控系统的研究现状61.2.1、国外开放式数控系统的研究现状61.2.2、国外开放式数控系统的研究现状81.3、凸轮轴磨削技术发展概述101.4、本课题研究的主要内容11第二章 mtx数控系统简述132.1、mtx系统使用的主要特点132.2、mtx数控系统的组成和工作原理152.3、mtx数控系统的仿真17第三章 mtx系统编程原则193.1、简介193.2、标准和 cpl 编程的概述203.3、变量的编程223.3.1、变量名223.3.2、可定义永久变量组243.3.3、cpl 指令：if-then-else-endif273.3.4、cpl 跳转 (goto) 跳转至任何程序块293.4、轴耦合 axcouple、axc29第四章 程序源代码开发334.1、机床运行主程序开发344.2、磨削子程序374.3、轴耦合的实现394.3.1、功能394.3.2、程序流程图444.4、耦合表451、耦合表具有以下结构：45第五章 软件安装及程序仿真调试应该注意的问题475.1、软件安装中遇到的问题47（1）、安装问题47（2）、系统参数配置问题475.2、程序仿真调试49（1）、将自定义变量导入系统49（2）、程序中自动循环49（3）、关于nc程序与cpl程序之间的相互嵌套50结论51附录53参考文献63致谢64力士乐系统的凸轮轴磨床的数控加工程序摘要：根据tkm120全数控凸轮轴磨床的实际情况在力士乐mtx数控系统下开发了凸轮轴磨削的g代码程序。根据凸轮磨削原理以及mtx变成手册开发出系统所需程序。并利用indraworks 组件中的operation控制软件进行了仿真调试。本文介绍了如何以力士乐mtx数控系统为平台，利用力士乐公司提供的软件开发包，开发适应于全数控凸轮磨床磨削过程的源代码。关键字：凸轮轴磨削;编程手册;mtx;g代码;abstract:cnc cam grinding machine according to tkm120 the actual situation in rexroth mtx cnc system developed under the camshaft grinding g-code program. according to the principle and mtx into the cam grinding manual procedures required to develop the system. using indraworks component operation control software simulation debug. this article describes how to rexroth mtx cnc system platform, using rexroth provides software development kits, development of adaptation in the process of cnc cam grinding machine source code.keywords: camshaft grinding；programming manual；mtx；g code 第一章 绪论数控系统是数控技术的核心，其功能强弱、性能优劣直接影响着数控设备的加工质量和效能发挥，对整个制造系统的集成控制、高效运行、更新发展都具有至关重要的作用。因此，数控系统的研究开发作为基础性战略技术，越来越得到世界各国的高度重视和大力发展，特别是近些年来随着计算机技术的飞速发展，数控系统正朝着标准化开放式的体系结构方向发展，各种不同层次的开放式数控系统应运而生，bosch一rexroth公司就于2005年适时地推出了基于pc的新一代开放式indramotion mtx数控系统1.1、数控系统的基本概念数控是数字控制（numerical control，nc)的简称。从广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也就是利用数字控制技术实现的自动控制系统，被控制的对象可以是各种生产过程。而从狭义上理解，也就是利用数字化信息对机床轨迹和状态进行控制，例如数控车床，数控铣床，数控冲床，数控加工中心等。数控系统与被控机床本体的结合称为数控机床。它是具有高附加值的技术密集型产品，实现了高度的机、电、液、光、气一体化。它集机械制造、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种技术为一体，使传统的机械加工工艺发生了质的变化。这个变化的本质就在于用数控系统实现了加工过程的自动化控制。1.2、国内外数控系统的研究现状1.2.1、国外开放式数控系统的研究现状(1)omac计划美国90年代提出ngc下一代控制器计划，并拨款1亿美元进行研究，其核心即是开放体系结构的研究。其首要目标是开发开放式系统体系结构标准规范sosac (specification for an open system architecture standard)用来管理工作站和机床控制器的设计和结构组织。sosac定义了ngc系统、子系统和模块的功能以及相互间的关系，它提出了分级式控制结构，指出了功能性的分解; 定义了虚拟机实现系统模块间的信息相互交换和相互操作;定义了nml(neural manufacturing language)语言进行制造系统中的信息传递。该计划己于1994年完成了ngc原型研究，并己转入工业开发应用。例如美国ford, gm和cresler等公司在ngc计划的指导下，联合提出了omac(open modular architecture controller)开发计划，提出了系统基础框架、信息库管理、任务调度、 人机接口、运动控制、传感器接口等构造了控制系统功能体系结构。该计划的目的是使系统制造厂、机床厂和最终用户分别从缩短开发周期、降低开发费用、便于系统集成和二次开发、简化系统使用和维护等方面受益。又如cincinnati milacron从1995年开始在其所生产的加工中心、铣床、车床及激光加工等设备中采用开放式体系结构的a2100系统(应用双处理器组成，带windows nt操作系统的多任务、多功能的开放式系统)。还有delta tau公司利用ngc和omac等协议，采用pc机+pmac控制卡构成的pmac开放式cnc系统，获得了良好的应用效果。(2) osaca计划欧洲德、法、意、西等国于1990年也联合进行了“自动化系统中开放式体系结构osaca(open system architecture for control within automation systems)”的研究。该计划于1992年5月正式为欧盟官方所接受。截止目前，osaca计划的三个阶段的工作全部完成。己公布的文件包括“osaca i&ii final report，和“osaca handbook”及其他一些文件。osaca提出了一个“分层的系统平台+结构功能单元”的结构。系统平台由系统硬件和系统软件组成，系统软件包含有系统的核心部分，如操作系统、通讯系统和可选的应用程序如数据库、图形系统之类。系统平台通过api (application programming interface)对外提供服务(service) o osaca的三个主要组成部分为通讯系统(communicationsystem)，参考体系结构(reference architecture)，配置系统(configurationsystem)。(3) osec计划osec计划是日本的几个公司共同提出的。osec讨论的重点集中在nc(数字控制)本身和分布式控制系统上。osec的开放cnc系统体系结构包括了3个功能层和七个处理层。osec提出了fadl(工厂自动化描述语言)和osel(open system environment language)加工语言，实现加工信息的标准化和制造控制系统与cad/cam 系统之间的直接互连。韩国等其他国家也都各自进行了开放式数控系统的研究。1.2.2、国外开放式数控系统的研究现状我国经过“六五”、“七五”引进消化，“八五”自主开发，“九五”产业化、工程化，基本掌握了数控技术，基本形成了一支研究、开发、生产的队伍，基本具备了数控系统产品的配套能力。并根据国内外相关技术的发展情况，调整到基于pc的数控系统发展方向上来，形成了两种平台，开发出了四个基本系统，其中，华中i型和中华i型是将数控专用模板嵌入通用pc机构成的单机数控系统，而航天i型和兰天i型是将pc嵌入到数控之中构成的多机数控系统，形成pc+nc的前后台型结构。目前国内比较有代表性的新型开放式数控系统研究主要有以下几种:1)基于软件芯片的开放式数控系统华中科技大学(原华中理工大学)提出了一种基于软件芯片(software integrated chip，简称sic)的开放式数控系统的实现模式。在该模式中，通过对数控软件的标准化与规范化研究，运用面向对象的机制，把数控系统的功能进行抽象并进行封装，将数控软件设计成具有稳定通用的接口、可以重用的sic,每个sic完成数控系统的一个独立模块的功能，如插补功能由插补芯片完成、位置控制功能就由位置芯片完成。并且通过建立一个数控系统软件芯片集成开发环境对sic进行管理，用户可以对sic进行检索、浏览和维护，还可以添加新的sicos用户在组装数控系统或进行二次开发时，可以将芯片库中检索出的sicos按照用户所要求的功能进行集成，并可以加入用户新开发的sicos一起组装，这样开发出的数控系统比以前节省较多时间，总体质量也有大幅提高。其局限性在于，数控软件芯片的规范化和标准化设计很大程度上由芯片的划分决定，它需要严格定义，使它们具有更强的逻辑性和更好的封装性。另外，更重要的一点是，这种软件芯片的使用只是简单的程序源代码的重用，这种移植只能是同一种编程语言下的移植，是一种极为有限条件下的移植。2)基于现场总线技术的开放式数控系统现场总线技术可以将大量的并行信号转化为串行信号，利用双线电缆或光缆可以在上百台设备之间实时传递上千路的信号。当前现场总线接口和数据交换大多遵循sercog (serial real-time communication specification)协议，是目前用于数字伺服而后传动数据通信的唯一国际标准。sercos构成一个封闭的环路，根据伺服系统和plc的不同地址，利用插在计算机中的softsercans卡实现计算机与数字伺服系统之间的实时数据通信，形成一种基于现场总线的开放式结构数控系统。但由于sercos有三万多个参数，在sercos参数设置方面现在的系统大多都是使用默认值，这对于开发高速、高精度的开放式数控系统还有很大差距。并且sercos总线技术较为昂贵，对于其普及应用也产生一定的不利影响。1.3、凸轮轴磨削技术发展概述凸轮轴磨削技术发展经历了传统的靠模仿型磨削法到无靠模全数控磨削法两个阶段。传统的凸轮轴磨削是采用靠模仿型磨削法，当科研人员设计好一个凸轮，确定好升程表以后，车间技术人员设法制作出母凸轮，再根据凸轮用反靠法制作放大了好几倍的靠模，最后利用靠模进行大批量生产。采用靠模成型法的凸轮轴磨床的发展又经历了两个阶段。第一代凸轮轴磨床是用一个靠模加工的机械机床，工件恒角速旋转。虽然结构简单，但存在以下主要质量问题和缺陷：1.产品改进或换型时，需要重新设计和制造母凸轮和靠模。生产准备周期长，柔性较差，且母凸轮和靠模精度直接影响工件的磨削精度。2.工件恒角速旋转，凸轮轮廓表面各点的磨削线速度变化很大，造成较大的磨削升程误差、波纹和烧伤等表面缺陷。3.当砂轮磨损后，凸轮的升程值随砂轮的半径变化而变化，产生误差。4.砂轮线速度低，修整工具和工艺落后，造成机床磨削效率低，影响生产率提高。第二代凸轮磨床采用了多种提高加工质量和生产率的措施，如采用双靠模、双循环、双滚轮、变速磨削等，但由于靠模本身的精度及模型成型原理等因素，凸轮型面曲线误差精度较大，精度低；同时表面易形成波纹和烧伤，影响凸轮的表面质量。由于以上缺点加之凸轮型面要求不断更新、变换，传统的靠模法已无法满足新产品发展的要求。于是，无靠模全数控凸轮轴磨床应运而生。采用数控技术进行加工，只需把凸轮几何尺寸的数据存储在数控装置中，即可进行磨削加工。这样可使凸轮轴的生产厂家方便地磨削各种复杂形状的凸轮，免除了靠模的制造，大大缩短了新产品开发周期，对于改进产品质量、减轻劳动强度、提高经济效益都会获得显著的效果。在数控凸轮轴磨削技术中，凸轮外形轮廓曲线生成的运动方式有三种：第一种方式是把工件主轴装在摆动工作台上，由工件的摆动及工件主轴的旋转两轴联动。第二种方式是利用砂轮架水平移动、垂直移动及工件主轴转动三坐标联动切点跟踪法磨削凸轮。第三种方式是凸轮的整个轮廓依靠砂轮架移动（x轴）和工件主轴转动（c轴）这两个运动的同步来形成。在凸轮轴转动的同时，砂轮架的移动产生进给动作，并通过数控装置进行插补运算，控制各坐标轴按照凸轮外形轮廓运动。1.4、本课题研究的主要内容本课题目的是在全面了解bosch一rexroth indramotion mtx数控系统的前提下，了解凸轮轴磨床的加工流程、过程控制做了详细的探究。应用系统提供的cpl语言以及nc编程语言，开发出数控凸轮轴磨床的加工程序。具体的研究工作主要从如下几个方面着手进行:(l)、掌握凸轮轴磨削的工作原理以及mtx数控系统工程组件的搭建，能在实验室脱机状态下模拟运行。 (2)、建立凸轮加工运动的几何模型，对其数学建模将其转换为相应的算法。(3)、掌握mtx编程语言，包括din66025标准nc编程语言和cpl(customer programming language)语言的应用。根据实际加工需要结合具体的算法应用cpl语言以及nc编程语言，开发出部分数控凸轮轴磨床的加工程序。(4)、最后基于mtx系统软件中idraworks engineering软件以及idraworks operation 软件进行仿真调试。第二章 mtx数控系统简述2.1、mtx系统使用的主要特点(l)使用方便:功能齐全的工程构架，友好的操作软件和集成的网络功能，大大简化了编程、操作和诊断。(2)通用的平台:创新的cnc内核，大量可供使用的库和功能包，可灵活运用于标准单机设备和全自动化的大规模生产系统中。(3)高精度的加工:高性能的中央处理器，结合力士乐前新的智能化indradrive系列驱动系统，可以使各种运用达到相当高的精度，甚至可以达到纳米级别。集成了各种特种机床模块为高端技术的完整解决方案，既能保证设备符合国际标准，又能满足客户对设备的特殊要求。(4)开放的体系结构:开放的系统平台完全符合国际工业标准，比如现场总线、sercos、以太网、opc和xml，能更方便的集成于诸如sap的上位erp系统中。(5)杰出的性能:最短的cnc循环周期和plc处理时间，加上速度优化的程序块过度和预处理功能，使得运用可以达到最高的加工速度和动态响应，减少停工期，提高生产效率。功能齐全的软件包为从项目设计，生产准备、启动调试，到零件编程提供一条便捷之路。indramotion mtx是一个可以针对当今数控应用要求而量身定做的cnc方案的系统平台。无论是将其使用在一台单机上，还是复杂度极高的自动化生产线上。indramotion mtx在功能上和在性能上都具备高度的可配置性和可升级性，具有适合多种不同应用的硬件和软件。以下的版本可以满足所有的要求:(l)软件版indramotion mtx:一种经济的软件控制方案，操作和编程以及控制和数字驱动的连接，全部使用标准pc。计算机的处理器运行速度决定了系统的性能。根据计算机的硬件、操作设备和应用要求，选配相应的软件包。(2)紧凑型indramotion mtx:硬件安装在标准机架导轨上，系统提供标准接口，8个高速沁标准机床功能，提供所有简单的cnc工作站所需的功能，最大可控制8根数字轴，2个通道、sercos最小循环周期为3ms。系统还配置了一个profibusdp接口，用于连接分布式拍设备及小型hmi设备。(3)标准型indramotion mtx:一套基于pc的cnc系统标准的机床控制系统。cnc和plc集成承载一块用于工业计算机的控制卡上。最多可控制8个轴，其中两个轴可用于主轴，包括两个独立的cnc通道。(4)高级型indramotion mtx:满足所有要求的cnc控制系统。被封装在高端工业计算机中的indramotion mtx高级型，是满足严格工业环境中的机床加工设备的最优系统解决方案。控制器可以提供极佳的性能以及独特的技术功能以满足各种特殊的要求。最多支持64个轴，其中32个可以作为主轴。12个独立的cnc通道可以完成所有的运用。全系列的功能模块可以优化复杂的插补、轴的动态化、特殊的运动、高速输入输出等等。indramotion mtx高级型可升级，如可以增加额外接口或者现场总线接口。2.2、mtx数控系统的组成和工作原理(1)mtx数控系统的硬件组成indramotion mtx将模块化的系统设计开放的控制器结构以及国际标准的接口集成一体，以最高的动态响应和最高的精度来完成cnc技术领域的加工任务。用于柔性自动化的可配置的系统组件为:高性能工业级工业计算机、人体力学工业键盘、机床控制面板、小型显示和控制设备、完整的cnc和plc控制卡、标准的机架安装式cnc、灵活的输入输出系统、ip67防范等级的输入输出系统、数字式伺服驱动器和伺服电机。客户可以根据工程的需求，配置高端和标准中的不同类型数控系统和伺服系统，从而构造符合生产要求的数控机床。用于本文研究运用与实验的数控系统配置如图 图2.1mtx数控系统中的一种硬件配置方案(2)mtx数控系统软件的组成与功能系统软件indraworks是mtx数控系统软件总成，主要由indraworks engineering软件、indralogic软件、winstudio软件和operation软件组成1)indraworks engineering软件是其它软件的平台，在该软件中配置mtx数控系统工程，设置参数和优化力士乐驱动器参数。根据所用系统的需要分配和储存驱动器数据。它具体包括:产生、恢复和保存工程、设置配置参数、设置驱动器的参数、编写plc工程和编辑hmi工程。2)indralogic软件是可编程逻辑控制plc的完整开发环境，编程语言支持指令表、功能块图、结构化文本、顺序功能图、梯形图或cfc。多程序和多任务技术提供一种表达工艺控制过程的新方法。3)winstudio。软件是集成的人机界面设计工具，可以设计用户专用界面，通过这种方式，系统情况和额外的操作界面可以简单的集成到标准用户界面中。4)operation软件提供了适用于所有操作的标准化界面。窗口顶部区域显示了机床的状态和生产过程。基于图标式的对话和自动信息显示确保信息的正确性。对话框区域提供了但前激活的信息，并且可以直接获取信息记录簿，发生故障和解决故障的详细说明与对话信息同步显示。软件主要包括的功能模块如下:完整的操作和编程界面、集成的刀具管理界面和nc数据可视化界面、集成的客户专用画面、集成的nc编辑器、故障诊断界面。mtx数控系统的标准界面如图2.2;界面按键的定义可以由winstudio软件设置，根据客户的要求该系统还可以添加设置新的辅助界面。2.3、mtx数控系统的仿真为了方便应用和推广mtx数控系统，博士一力士乐公司推出了该数控系统的仿真版，此软件只需安装在普通计算机的windowsxp或nt系统下，在无硬件配置的情况下，应用此仿真版软件完全能够模拟的mtx数控系统的实际运行。操作步骤是:首先打开mtx数控系统的仿真器如图2.3所示。然后在engineer软件中进行project的创建，plc、nc、hmi和控制面版的设计与编辑，最后应用mtx数控系统的仿真操作面版如图2.4所示，整个系统的当前状态能够在operation软件的hmi界面中显示出来。图2.2mtx数控系统中operation软件界面图2.3mtx数控系统仿真器图2.4mtx数抓系统操们面版第三章 mtx系统编程原则3.1、简介 数控控制器通过数控程序（零件程序）接收在机床上加工工件所需的所有信息。由于数控程序的结构是可变的，因而可采用各种工艺 （铣削、车削、磨削等） 对几乎任何类型的工件进行加工。零件程序不仅含有描述刀具路径相对于工件运动的信息，还含有工艺方面的信息。运动信息被细分为各种基本轮廓元素（直线型、圆周型、螺旋型、样条型、nurbs 型等）。 如果按照正确的顺序并用所有必要的边界条件，在数控程序中对所有的加工步 骤均加以规定 ，那么，控制器就可在一个加工步骤内执行上述这些简单几何轮 廓元素的每一种元素的运动。此外，必要的边界条件包括工艺函数 （速率、速度等）以及各种辅助加工函数（例如，冷却剂和轴夹紧用的函数）。 indramotion mtx 通过控制器中的文件系统来管理数控程序，也可以与外部驱动相连并通过外部驱动直接运行程序。每个数控程序都有一个数控程序名，而且必须符合文件命名的通用规定。 每个数控程序名最多容许使用 28 个字符，包括文件扩展名。所有字母、数字以及特殊字符.和_都是容许的。 对于 mtx 的数控程序，标准的文件扩展名是.npg。 从内部来说，文件名和文件扩展名没有差别。 字母区分小写和大写。 标识符.和.不允许用作文件名。 同一个目录中的文件名不得重复。但是，在不同的目录中允许有。 在特殊情况下，文件名最多容许 30 个字符（前提是相关程序不得被链接）。 3.2、标准和 cpl 编程的概述 控制器提供以下两种编程方式： 标准或者 din 编程 cpl 编程（cpl：客户编程语言）。 标准或 din 编程 可用于描述运动顺序及其边界条件（几何学、运动学、动力 学、修正等）。标准编程是一种对机床运动进行控制并激活专用机床函数的纯命令语言。 indramotion mtx 的语法包括 din 66025（g 和 m 代码）中规定的命令，以及有关 g 代码的重要补充和附加的常规类语言语法元素。 标准编程的基本元素也被称为数控函数；每个数控函数都有相应的编程语法。 可使用分配给数控函数的补充参数来设定函数的参数。 示例： 数控函数：g2 顺时针圆周插补 参数：i、j、k、r 中心坐标，半径 cpl 编程 （客户编程语言）不但与标准 basic 通用语言相似，而且还含有类 pascal 结构元素。这样就非常便于学习。cpl 是一种有效的编程语言，由此它提供了另外一种编程方式。包括一些机床主要范围之外的程序元素；特殊系统函数允许对控制器的系统数据进行访问。 cpl 编程提供以下选项： 带有变量的符号编程 字符串处理 文件处理 数学运算符： +, -, *, /, 以及三角函数等 关系运算符： =, , . 逻辑运算： not、and、or 控制程序运行的控制结构：repeat、while、for、if、case、goto 用于确定内部系统状态的系统函数： 位置、活动函数、刀具数据、接口信号等 过程服务：程序选择、控制器复位、程序启动、操作模式指定 上述选项可以通过变量符号创建和存储各种加工程序。根据现有的正式输入规定，cpl 指令一般应当采用大写字母书写。使用 cpl 可实现： 减少数控程序中的重复步骤和类似的程序段 由于访问控制系统数据而获得状态相关程序类型。 标准编程和 cpl 编程之间的最大差异是：读取对应的程序行时 ，所有的 cpl 部分早已在块准备时间内完成启动。由此，在进一步的块准备以及数控程序块插补时，cpl 部分是不存在的。 3.3、变量的编程 3.3.1、变量名 变量编程包含在 cpl 语言的范围之内！ cpl 中的变量编程用于设计程序，以便在其中进行参数设置，从而使程序执行与当前条件相适应。 变量指满足以下条件的、几个特殊边界条件的符号任意名称： 变量名称必须是唯一的。 变量名称不得与保留的 cpl 命令字相同。虽然标准 nc 和 cpl 编程在形式上是分开的 ，但在理论上，变量名称可以与数控函数或者数控函数参数同名 ；例如，虽然系统中存在名称为 x 的轴，但变量 x 也可以定义。 变量名称可由任意顺序的大写字母和数字组成；但首字符必须是大写字母。包含字母 n 且后面只有数字的变量名称不是有效的变量名称。字符串与数控块的标识相对应。 由于变量名中，只有最前面的 8 个字符被用于名称识别，所以，只有这 8 个字符才是有效的（除了可定义的永久变量）。 指定变量有效范围的变量组总计有 3 个。可通过在变量名称的开头添加标识符来指定变量组。该字符始终被视为变量名称中的有效字符之一！ 以下是变量组及其对应的标识符： 局部变量：无特殊的标识 全局变量： # 永久变量： 始终通过在变量名称的结尾添加标识符来指定变量的类型。如果变量名称超过有效字符数量，这也同样适用。 以下是变量类型及其对应的标识符： 整数型： % 双精度型： ! 布尔型： ? 字符型： $ 实数型：无特殊标识 示例： 局部、全局和永久变量： 10 number1% = 1 局部整数型变量 20 #number2% = 2 全局整数型变量30 36% = 3 永久整数型变量 40 abcd% = 4 已定义永久整数型变量3.3.2、可定义永久变量组 可定义永久变量不通过系统软件的某个组件自动声明，而必须通过用户进入名为 wmhperm.dat（用于机床制造商提供的专有数据）和名为anwperm.dat（用于特定最终用户的专有数据）的文件中进行手动声明。声明语法将在 wmhperm.dat 和 anwperm.dat 的文件结构部分予以讨论。在系统启动过程中，控制器先在根目录中搜索文件，然后在用户 feprom 中搜索，最后在 feprom 中进行搜索。控制器按文件第一次出现的各自的文件名对文件进行解释，并使用在其内发现的条目来创建可定义永久变量，但前提是这些变量之前不存在。上述名称的文件中未被声明的现有可定义永久变量将被删除。 可定义的永久变量的可能最大数量受限于可用的内存空间。如果无法再为生成的变量提供内存空间，则控制器将显示相应的错误消息。 可定义永久变量的名称始终以 字符和字符串开始。该字符串由一个大写字母开头，后面是大写字母或者数字的任意组合。 对于可定义永久变量，变量名称的前 16 个字符是有效的。如果两个变量名称仅在第 17 个字符或之后的字符具有差异 ，则 cpl 将会把它们解释为同一变量！ 已定义的永久变量可以是 整数、实数、双精度、布尔或字符 型。可通过在变量名称的末尾添加标识符来指定变量类型。必须在零件程序中输入该说明。 abcd%整数型已定义永久变量 efgh实数型已定义永久变量（无 %、！、$ 或者 ？） ijkl! 双精度型已定义永久变量 mnop? 布尔型已定义永久变量 qrst$ 字符型已定义永久变量 可以使用一维和两维的域。 整数、实数、双精度 或布尔型域变量的最大域指数为 65535。字符型域变量的最大域指数为 1024。 示例： wznr%(1)=4 整数型的一维域 wznr 的第一个变量（指数为1）被赋值为 4。 wzkor(2,2)=0.2 实数型两维域 wzkor 中的变量（指数为 2、2） 被赋值为 0.2。 估算新可定义永久变量的可用数量 ： 永久变量的总内存空间：100 千字节（102400 字节） 图：所有永久变量的内存空间 以下为每个可定义永久变量占用的内存空间：图：“可定义永久变量”的数量wmhperm.dat 和 anwperm.dat的文件结构：这些文件可以只包含可定义永久变量的声明。每个声明占用一个单独行 ，而且以 enter 键结尾。 声明行始终具有以下结构： def ; （即使后面没有备注，也必须写入分隔符;） wmhperm.dat 和 anwperm.dat 的示例 def int cdef; def int abcd ;单一整数型变量 def real efgh ;单一实数型变量 def double ijkl ;单一双精度型变量 def bool mnop ;单一布尔型变量 def char pstr1(3) ;长度为 3 的字符型变量 def int wznr(9) ;带有 9 个变量的一维整数域 def real wzkor(9,2) ;带有 18 个变量的二维实数域 永久变量应用示例： 10 1 = 1 15 2_counter = 2 20 abcd% = 325 efgh = 4.1 30 ijkl! = 5.12345 35 mnop?= true 40 pstr1$ = “abc 45 wznr%(2) = 6 50 wzkor(3,2) = 7.6 55 pstr2$(3) = “de 3.3.3、cpl 指令：if-then-else-endif描述： 该函数时一个简单的条件分支指令：if 如果满足某个特定条件，then 则执行程序，或者 else 另外执行其他程序。语法： if then else endif请注意以下内容： 在同一行中条件作为 if，并且在同一行里以 then 结尾。 then 和 else 程序都是程序分支，在任何情况下都无需进行处理。 如果 else 组件被忽略，而且条件未得到满足时，在处理 endif 命令之后，程序将继续运行。与循环命令的中止条件相似，if 命令的条件可以包含算术、三角和逻辑运算。这里也允许嵌套。if 命令必须始终以 endif 命令结尾，否则，将无法识别程序的终点，或者可选择程序的终点。由于 endif 命令的位置取决于程序处理逻辑，因此，控制器有时会无法可靠地检测并解释丢失的 endif 命令。这将产生使人费解或误解的错误消息。所以，编程人员要养成审核 if 命令的完整性的良好习惯。示例： .10 x = 120 .start30 if x=100 then40 goto .end50 else x=x+2.7560 goto .start70 endif.90 end3.3.4、cpl 跳转 (goto) 跳转至任何程序块描述： 在跳转目标处无条件地继续程序执行。请注意以下内容： 可将 cpl 块编号、标准数控块编号或标签（跳转标记）指定为跳转目标。 跳转的目标可位于当前程序块程序文件内的任何位置。语法： goto 示例： 10 goto n20 跳转至块 n20n20 x100 30 goto 120 跳转至 cpl 块 120. 120 goto .targ1 跳转至标签 .targ1. 150 .targ1 3.4、轴耦合 axcouple、axc描述： 轴耦合用于创建异步主动轴运动与一个或多个（最多 7 个）异步从动轴间的特定关系。若从动轴在耦合启动时未处于耦合位置，则会以内部生成的线性进给运动方式移动至该位置。活动的路径进给率和倍率电位计在此处有效。若主动轴进行进给，则所有的从动轮将自动根据与主动轴的所定义关系自动移动。主动轴和所有相关从动轴的组合也称为耦合轴。主轴和从动轴之间的可能关系： 主动轴的命令位置通过恒定偏置变换至从动轴的相应命令位置（参见公式1）。此可用于实现从动轴以正向或负向进给方向，相对于主动轴按任何恒定路径偏置。 主动轴的命令位置通过恒定耦合系数变换至从动轴的相应命令位置（参见公式 1）。此可用于相对于主动轴适当地移动从动轴。 主动轴的目标位置使用（耦合）表变换至从动轴的任何相应目标位置。在此将把提供对应主动轴位置的从动轴位置的支点以及主动轴偏置（如果需要保存）保存到表格中（参见公式 2）。控制器可通过三次样条函数来确认各支点间的位置。图：轴耦合的公式可按照需要组合所列出的各种关系。这样可以非常方便地实施平行轴（如平行布局的加工台）和电子齿轮（例如，主动轴旋转 1 次 = 从动轴旋转 10 次）。以下内容适用： 属于一个耦合轴组的所有轴必须位于同一通道。 允许同一通道中存在多个耦合轴组。示例：n100 axc(c0,a(),b() 生成一组耦合轴 c：主动轴 a/b：从动轴两个从动轴均以线性耦合方式运行。默认值耦合距离 0.0 和耦合系数 1.0 有效。n100 axc(c0,a(act),b(act,2) 生成一组耦合轴c：主动轴a/b：从动轴两个从动轴均以线性耦合方式运行。a 和 b 耦合至 c，无进给运动。使用耦合系数对 b 进行操作。n100 axc(c0,b(,0.5,t_b) 生成一组耦合轴c：主动轴b：从动轴从动轴 b 可以任何耦合方式运行。: n150 axc(c1,a(4.5,2) 扩展一组耦合轴a 添加作为从动轴。从动轴 a 以线性耦合方式运行。从动轴 b 仍然可以任何耦合方式运行。: n200 axc(c-1,a() 从 c 组耦合轴中删除从动轴 a。: n200 axc(c-1) 删除整个 c 组耦合轴。: 其他示例：主动轴 x，从动轴 y2从动轴具有不确定的轴名 y2，该轴名与使用数值 2 对 y 轴的编程相同。axc必须按照以下方式编程：axc(x,y2=(.)特性和限制： 耦合轴组中的所有参与轴必须为同步轴，至少在轴进行耦合时为同步轴。不容许将异步轴或 hirth 轴作为从动轴跟随在一组耦合轴之后。 不允许对从动轴进行进给运动编程，这会导致出现错误消息。 从动轴不可同时在另一组耦合组中作为主动轴使用。 程序在结束时不会自动解散一组耦合的轴。 若主动轴为模轴，则在线性耦合关系下，从动轴也必须为模轴。 若要使轴逐个地进给至参考点，则必须打开耦合轴组。 将从动轴进行耦合可减小允许的主动轴进给范围（例如，从动轴比主动轴更快到达其结束位置，或从动轴的进给范围小于主动轴）。 最弱轴的最大动力性能决定着整组耦合轴的最大动力性能。 在一组耦合轴活动时禁止锁定轴。 必须在测试模式关闭前解除测试模式中耦合轴的耦合状态。第四章 程序源代码开发数控机床按照规定的轨迹、速度等要求对毛坯或半成品进行加工，得到最终工件。因此nc程序的质量直接决定着最终工件质量。从数控的使用角度来说，无论用哪一类的数控机床或数控装置，加工前首先要对零件进行编程，即将图纸上的零件形状尺寸变换成数控装置能接受的形式，数控编程一般有手工和自动两种方式。在本论文中主要应用的是手工编程方式下，加工零件的当前仿真状态。一个数控程序是驱动数控机床完成加工任务所需信息的来源。它是由程序段按照加工顺序与加工要求组成的一个有机整体。在数控程序中一般应包含:刀具运动类型信息、主轴转速信息、切削参数信息、机床状态信息和冷却液开关信息等，这些信息是以功能代码(或称指令代码，即g代码、s代码、f代码、t代码、m代码等)的形式出现机床采用三坐标两轴联动控制成型磨削凸轮轴轮廓：x轴 砂轮进给运动（横向进给）y轴 工作台移动 （纵向进给）c轴 头架转动其中凸轮轴的轮廓磨削有x轴与c轴联动实现，z轴实现跳挡换位功能。当头架的转动与砂轮架的进给按给定的程序联动运动时，就可以准确的磨削出凸轮轮廓。通过全面了解数控凸轮轴磨床的工作原理，利用mtx系统的编程原则，开发出源代码。4.1、机床运行主程序开发在完整的数控凸轮轴磨削过程中，应该包括如下图所示的内容：主程序磨削子程序（进气、排气）砂轮修正子程序粗磨精磨光磨无火花磨首先我们来看看典型的凸轮轴磨床加工流程：对刀加工参数设置升程表输入生成加工程序加工工件启动hmi根据数控凸轮轴磨床的加工流程以及工件磨削的自动循环，我们可以得出程序图如下：调用r参数变量子程序砂轮架x轴回零判断r0的值r0=n(r0为0时磨整根，为n时磨第n片)延时工作台回第一片凸轮位置c轴转至装夹停止位程序结束磨第n片凸轮工作台走到第n片凸轮位置取消偏移凸轮桃尖走到水平位置c轴偏移x轴进刀调用磨削子程序已磨片数加1 r470=r470+1（r470修砂后已加工的片数）判断修正砂轮子程序下一片轮判断r470r301r470p跳转b1跳转k2跳转k3跳转k=3k=k+14.3、轴耦合的实现这部分是整个加工流程最为关键的部分，因为x轴与c轴的联动直接影响着凸轮轴的加工精度，由于两个轴的运动轨迹相互独立，有着不同的曲线，所以选择使用表的选择性坐标叠加耦合，接下来描述一下有关表的选择性坐标叠加耦合的编程。4.3.1、功能此功能扩展了 selcoordcouple/scc 的选项。下列扩展可用： 将两个源坐标耦合到一个目标坐标。 可将工件坐标和机床坐标作为源使用。 可通过一个因子和一个表来调整耦合关系。 目标坐标可结合加权系数使用。使用此功能可对某通道的工件位置 (wcs) 进行叠加校正，方法是将其耦合到另一通道的工件或机床位置。也可以选择耦合一个或多个坐标。在耦合期间，不得执行进给运动。应遵守与耦合相关的一些规则： 某个通道只能耦合到通道号更小的通道的坐标。 建立耦合时，请确保源通道中无任何运动。 最多为 4 个源坐标时，可激活表耦合。 已经是现有坐标耦合的目标坐标的坐标不得成为另一坐标耦合的目标坐标。由此，应首先停用现有的坐标耦合。 已