力士樂(lè)MTX micro數(shù)控系統(tǒng)OPC通訊技術(shù)應(yīng)用

文/裴忠 沈浩鋒 張峰 吳建強(qiáng) 蘇曉良

1 數(shù)控系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)工具介紹

1.1 MTX micro數(shù)控系統(tǒng)介紹

MTX micro是博世力士樂(lè)公司2009年推出的一款緊湊型CNC系統(tǒng)解決方案，其簡(jiǎn)潔的操作面板蘊(yùn)含著非常強(qiáng)大的功能。功能強(qiáng)大的工程工具IndraWorks，共同為用戶提供一個(gè)成功的整體自動(dòng)化解決方案。開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)開(kāi)放的系統(tǒng)，比如現(xiàn)場(chǎng)總線、SERCOS、以太網(wǎng)、OPC和XML，能更方便地集成于諸如SAP的上位ERP系統(tǒng)中。

1.2 力士樂(lè)Winstudio組態(tài)軟件

組態(tài)軟件是上位機(jī)軟件的一種,又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。Rexroth WinStudio是力士樂(lè)的組態(tài)軟件，是一個(gè)功能強(qiáng)大，集成度高的軟件程序，使開(kāi)發(fā)人員便于設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)“HMI（人機(jī)界面）”或“監(jiān)控上位軟件”。

1.3 VB6.0開(kāi)發(fā)軟件及Activex組件

Visual Basic是微軟公司開(kāi)發(fā)的編程設(shè)計(jì)軟件，它也是基于Windows操作系統(tǒng)可視化編程環(huán)境。Visual Basic 6.0因操作簡(jiǎn)單實(shí)用，所以從其問(wèn)世以來(lái)很受專業(yè)程序員和編程愛(ài)好者的追捧。

ActiveX控件是可重用的軟件組件。使用它可以很快地在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、桌面應(yīng)用程序、以及開(kāi)發(fā)工具中加入特殊的功能。ActiveX控件的使用者可以無(wú)需知道這些組件是如何開(kāi)發(fā)的，便可以完成網(wǎng)頁(yè)或應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。

圖1：VB6.0新建Activex界面

2 周邊磨床介紹

周邊磨床屬于四軸聯(lián)動(dòng)的磨削中心，適用于硬質(zhì)合金、陶瓷和CBN等材質(zhì)可轉(zhuǎn)位刀片的周邊磨削和倒棱磨削。采用先進(jìn)的MTX micro數(shù)控系統(tǒng)，并選用了六軸機(jī)器人上下料，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)角度旋轉(zhuǎn)，減少了刀片翻轉(zhuǎn)工序，進(jìn)一步提高效率，縮短磨削時(shí)間。周邊磨床包含有S軸，X軸，Y軸，B軸，C軸，在線修整軸。其中X軸，Y軸和在線修整軸是線性軸，B軸，C軸是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。S軸是砂輪主軸。此四軸聯(lián)動(dòng)可以磨削任意形狀的可轉(zhuǎn)位刀片。

3 MTX micro系統(tǒng)OPC通訊設(shè)計(jì)

OPC全稱是Object Linking and Embedding（OLE） for Process Control，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制應(yīng)用建立了橋梁。OPC定義了一個(gè)開(kāi)放的接口，在這個(gè)接口上，基于PC的軟件組件能交換數(shù)據(jù)。OPC為自動(dòng)化層的典型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接工業(yè)應(yīng)用程序和辦公室程序提供了一個(gè)理想的方法。力士樂(lè)MTX micro數(shù)控系統(tǒng)也提供了OPC通訊方式，使上位軟件開(kāi)發(fā)提供了方便的通訊接口，下面主要介紹一下基于MTX micro系統(tǒng)OPC通訊的接口編程方法。

（1）我們此次項(xiàng)目使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境是Visual Basic 6.0。雖然VB6.0已經(jīng)是一款很老的產(chǎn)品目前也沒(méi)有更新，但對(duì)于常規(guī)的Activex控件的應(yīng)用完全能夠勝任。如圖1所示界面方式新建Activex控件設(shè)計(jì)。

（2）本文以MTX micro數(shù)控系統(tǒng)零點(diǎn)設(shè)置為例制作一個(gè)零點(diǎn)偏置的Activex控件。通過(guò)OPC通訊方式和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊。新建一個(gè)名稱為“OPC_OFFSET”的VB工程項(xiàng)目。工程界面如圖2所示。

本文所用的工程使用OPC自動(dòng)化接口OPCDAAuto.dll來(lái)完成。和MTX micro通訊的連接方法主要方法如下程序例子所示。

Private Sub 連接OPC()

圖2：OPC_OFFSET設(shè)計(jì)界面

上面程序的例子只是和MTX micro通訊的連接，實(shí)現(xiàn)讀取和寫入還需要配合OPCDAAuto其他的功能。OPC的讀取方式有同步讀取和異步讀取，用SyncRead（組的同步讀）和AsyncRead（組的異步讀）兩種方法來(lái)讀取數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

本程序?qū)崿F(xiàn)了X軸、Y軸、B軸、C軸的G54、G55、G56坐標(biāo)的讀取和設(shè)置，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)前坐標(biāo)值的讀取顯示。用于優(yōu)化原本系統(tǒng)IndraWorks Operation復(fù)雜的零點(diǎn)設(shè)置的方法。本文設(shè)計(jì)的界面如圖3所示：主要實(shí)現(xiàn)了刀片的零點(diǎn)設(shè)置的兩種方式，直接設(shè)置和增量設(shè)置；并實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削擺動(dòng)零點(diǎn)和修整擺動(dòng)零點(diǎn)的設(shè)置。簡(jiǎn)化操作流程，可以實(shí)現(xiàn)在不切換操作界面的情況下及時(shí)修改偏置。

當(dāng)界面上設(shè)置對(duì)應(yīng)的數(shù)值后可以通過(guò)同步方式（SyncWrite）寫入到數(shù)控系統(tǒng)，同步寫入功能的函數(shù)如下所示。調(diào)用方式

當(dāng)完成Activex控件的編輯后生成控件OFFSet_S.OCX。OCX是對(duì)象類別擴(kuò)充組件（Object Linking and Embedding (OLE) Control Extension）；是可執(zhí)行的文件的一種，但不可直接被執(zhí)行；是ocx控件的擴(kuò)展名，與.exe、.dll 同屬于PE文件。Activex控件可以嵌入到大部分組態(tài)軟件中使用如組態(tài)王KingView、西門子WinCC、InTouch等甚至可以嵌入到網(wǎng)頁(yè)中使用。當(dāng)然也可以嵌入到力士樂(lè)Winstudio中使用。

圖3：零點(diǎn)設(shè)置界面

圖4：新建用戶控件

圖5：新建用戶控件

4 力士樂(lè)WinStudio組態(tài)設(shè)計(jì)

力士樂(lè)的WinStudio提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MicroMTX Vpp界面，里面包含了常規(guī)車床和銑床的基本功能。由于本文介紹的周邊磨床項(xiàng)目屬于專用機(jī)床，因此需要特殊的功能需求開(kāi)發(fā)。這樣自定義開(kāi)發(fā)的OCX控件就有了用武之地，它可以方便的集成自己想要的一些功能。新建用戶控件，打開(kāi)AUTOScreenDefault40界面新建用戶控件添加OPC_OFFSET.ocx控件。如圖4所示添加Activex控制器。

編輯好界面后激活編寫的界面，打開(kāi)IndraWorks Operation軟件如圖5所示用戶可以在主界面設(shè)置和修改偏置。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了基于OPC技術(shù)的PC機(jī)通過(guò)VB6.0制作Activex控件實(shí)現(xiàn)與力士樂(lè)MTX Micro系統(tǒng)進(jìn)行通訊。給出了讀取和設(shè)置X軸、Y軸、B軸、C軸的G54、G55、G56坐標(biāo)的方法，給出了Activex和力士樂(lè)WinStudio組態(tài)軟件的配置方法和流程。改方法已經(jīng)成功用于周邊磨床控制系統(tǒng)界面的開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、實(shí)用性強(qiáng)。

隨著中國(guó)工業(yè)的發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高，特別是工業(yè)4.0的提出，機(jī)床的個(gè)性化應(yīng)用特別的專用機(jī)床的用戶體驗(yàn)越來(lái)越重要，PC技術(shù)和IT技術(shù)在傳統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要的角色。作為一名技術(shù)人員，我們需要了解各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和差異所在，并正確和靈活的運(yùn)作在我們的技術(shù)開(kāi)發(fā)上。

參考文獻(xiàn)

[1]博世力士樂(lè).Rexroth IndraMotion MTX 13VRS OPC Communication[M].Germany,2013.

[2]胡同森,趙劍鋒等.Visual Basic 6.0程序設(shè)計(jì)教程[M].浙江:浙江科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

[3]陸會(huì)明,朱耀春等.控制裝置標(biāo)準(zhǔn)化通信:OPC服務(wù)器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版,2005.

[4]博世力士樂(lè).Rexroth IndraWorks 13VRS WinStudio 7.3[M].Germany,2013.