cnc软件
-
2023年3月19日发(作者：客户关系)1
CNC机床个性（特征）操作画面的制作软件
北京FANUC王玉琪
经常有人论述CNC系统的开放性，机床厂和机械加工厂也对CNC的开放性提出了一些要
求，其中最迫切的就是HMI—即操作者的“人—机界面”。
对于此项要求，各CNC系统生产厂都有各自独特的实现方法，概括起来不外乎两类：
①.使用通用微机（包括工业机）的CNC系统，机床厂家直接在系统上用VC、VB或其他图
形软件结合系统厂提供CNC的信息库编制自己的画面；
②.专用机CNC系统，除了上述方法外，系统厂家用VC、VB为用户开发了图形库和CNC
信息库，机床厂家购买了这种软件后在微机上运行，开发自己的画面，然后将其编译后，传入
CNC的Flash-ROM（早期是有内装电池的Flash-RAM）。实践证明，专用机CNC系统要比通用
机CNC系统的可靠性要高得多。
众所周知，FANUC的CNC是专用机，有人以为既然是专用机，其开放性必定不好。其实
在二十多年以前FANUC就开始了对其系统向外界开放的研究，并有产品用在了其0系统和
16/18/21，15等系统上，如：CustomMACRO，MACROExecutor，CLanguageExecutor，PMC的
window（窗口）功能。我们可从Makino（牧野），MoriSeiki（森精机）等厂家找到其应用的实
例。
HMI使用最多的是汽车件的加工厂（特别是欧、美）和模具加工厂。FANUC和GE-FANUC
根据通用汽车（GM）厂提出的要求，在十多年前开发了相关的HMI产品，如硬件：Paneli；软
件：BOP1，CSD，FOCAS1/2，HMI-PC（或称HMI-CNC）。这些产品目前已广泛用于国内外GM
的发动机厂、变速箱厂和配件厂。
本文就当前FANUCCNC的HMI开发软件介绍如下。
FANUC/GE-FANUC现有三种HMI的开发产品：HMI-PC；FauncPicture和HMI-NC。
⒈GE-FANUCHMI-PC
1.1运行环境
HMI-PC运行的硬件环境是Paneli，它是一台FANUC开发的专用微机，连于分离型的CNC
系统，做为前端机使用。当然，此时CNC就无需再用LCD或CRT显示器。此种接法就是所谓
的FANUC开放式CNC系统(OpenCNC)，如：150；150i；160/180/210；160i/180i/210i或
300i/310i/320i。
下图是FANUC的Paneli，如图所示，有两种型式，右面的称为AutomotivePaneli，两者的
不同点在于右面的有两排竖向键，专门用于汽车行业，其实是为了适应GM各加工厂的机床操
作标准，而专为GM开发的，当然，现在已经用于其它厂。
2
AutomotivePaneli
Paneli
图1Paneli
Paneli与CNC的连接见下图（经HSSB连接）。如此连接后，系统即成为OpenCNC。在
Paneli上装入WindowsXP或Windows2000，对外界就具有充分的开放性。在此环境下装入
FANUCAutoHMI-PC（Proficy-MEHMI），用户即可开发自己的HMI画面。当然这些画面就运
行于此Paneli上。
图2开放式CNC
1.2软件结构
该软件Proficy-MEHMI是GE-FANUC开发的。它的结构如下图所示，包括：HMI-Driver；
BOP和FOCAS。提供的主要功能有：操作者界面的开发；CNC数据的采集；机床运行的监控；
3
信息与数据的纪录；I/O设备和其它自动化设备的集成等。
图3软件的结构
1.3HMIDriver
上图中，HMIDriver是以模板形式提供给用户的开发平台，如下图4。用鼠标点击其中的某
一功能按钮即可出现相应的模板。例如点击AxisPosition（伺服轴位置），即显示轴位置的开发
画面（图5左）。点击位置菜单中的某一按钮，即可显示其相应的子菜单画面，如相对位置画面
（图5右）。
图4HMI菜单
FanucCNC
BOPDriver
HMIDriver
Focas1
CIMPLICITYScreens
withBOPActiveX
andHMIPoints
4
位置画面菜单相对位置编辑模板
图5位置模板
在显示出的子画面（模板）中即可进行编辑，如选择轴数，轴名称，位置值等。
下图6的例子是加工程序的编辑模板。
图6加工程序菜单
点击图中的PartProgram按钮，即出现下面的程序编辑模板，见下图7。
5
图7加工程序画面编辑模板
该模板提供的功能有：CNC与PC机之间上/下传输程序；检查/修改（编辑）程序；程序改
名；程序的删除等。
GE-FANUC根据用户要求提供的HMI画面的模板，主要有：
。加工线上机床的布局，各机床的状态
。机床开机；机床运行方式的选择
。手动操作
。机床运行监控
。生产信息
。刀具管理与刀具寿命监控
。报警显示与纪录
。故障诊断
。系统与机床维护
下图是一开发出的实例------机床操作主画面。
6
图8机床操作主画面
1.4BOP（BasicOperationPackage---CNC的基本操作包）
这是一个独立的软件包。用来在Paneli上实现CNC系统各画面的显示和对系统和机床
的操作（包括维修）。其基本画面如下图。
图9BOP的基本画面
7
BOP的标准画面有：位置；程序；自动运行时程序检查；模态信息；Setting；刀具补偿数
据；刀具寿命；坐标系；Macro变量；螺距补偿；参数；I/O；PMC参数；PMC梯形图；报警；
诊断等画面。还能显示自动运行时间/切削时间；累计与显示加工件数等信息。就是说涵盖了CNC
上的全部画面。
除了显示画面外，还有软操作面板功能。可对机床实施简单的操作。
因此，若使用BOP，可以免去用上述HMIdriver编辑画面的大部分工作。
1.5FOCAS（FANUCOPENCNCApplicationSoftware）
实际上这是PC机获取CNC信息与数据并对CNC发出命令的程序指令库。早期是用
MS-DOS，现在使用C语言。下面列出了部分指令。
与进给轴有关的：
-------------------------------------------------------------------------------
FunctionnameBriefdescription
-------------------------------------------------------------------------------
(1)cnc_actfReadactualaxisfeedrate(F)
(2)cnc_absoluteReadabsoluteaxisposition
(3)cnc_machineReadmachineaxisposition
(4)cnc_relativeReadrelativeaxisposition
(5)cnc_distanceReaddistancetogo
(6)cnc_skipReadskipposition
(7)cnc_srvdelayReadservodelayvalue
(8)cnc_accdecdlyReadacceleration/decelerationdelayvalue
(9)cnc_rddynamicReadalldynamicdata
(10)cnc_wrrelposSetorigin/presetrelativeaxisposition
-------------------------------------------------------------------------------
与程序有关的：
-------------------------------------------------------------------------------
FunctionnameBriefdescription
-------------------------------------------------------------------------------
(1)cnc_dwnstartStartdownloadingNCprogram
(2)cnc_downloadDownloadNCprogram
(3)cnc_dwnendEndofdownloadingNCprogram
(4)cnc_upstartStartuploadingNCprogram
(5)cnc_uploadUploadNCprogram
(6)cnc_upendEndofuploadingNCprogram
(7)cnc_searchSearchspecifiedprogram
(8)cnc_delallDeleteallprograms
(9)cnc_deleteDeletespecifiedprogram
(10)cnc_rdprogdirReadprogramdirectory
(11)cnc_rdproginfoReadprograminformation
(12)cnc_rdprgnumReadprogramnumberunderexecution
8
(13)cnc_rdseqnumReadsequencenumberunderexecution
(14)cnc_rdexecprogReadprogramunderexecution
(15)cnc_wrmdiprogWriteprogramforMDIoperation
(16)cnc_rdmdipntrReadexecutionpointerforMDIoperation
(17)cnc_wrmdipntrWriteexecutionpointerforMDIoperation
(18)cnc_seqsrchSearchspecifiedsequencenumber
(19)cnc_rewindRewindcursorofNCprogram
-------------------------------------------------------------------------------
与NC数据有关的：
-------------------------------------------------------------------------------
FunctionnameBriefdescription
-------------------------------------------------------------------------------
(1)cnc_rdtofsReadtooloffsetvalue
(2)cnc_wrtofsWritetooloffsetvalue
(3)cnc_rdtofsrReadtooloffsetvalue(areaspecified)
(4)cnc_wrtofsrWritetooloffsetvalue(areaspecified)
(5)cnc_rdtofsinfoReadtooloffsetinformation
(6)cnc_rdparamReadparameter
(7)cnc_wrparamWriteparameter
(8)cnc_rdpararReadparameter(areaspecified)
(9)cnc_wrparasWriteparameter(areaspecified)
(10)cnc_rdparainfoReadparameterinformation
(11)cnc_rdsetrReadsettingdata(areaspecified)
(12)cnc_wrsetsWritesettingdata(areaspecified)
(13)cnc_rdmacroReadcustommacrovariable
(14)cnc_wrmacroWritecustommacrovariable
(15)cnc_rdmacrorReadcustommacrovariable(areaspecified)
(16)cnc_wrmacrorWritecustommacrovariable(areaspecified)
(17)cnc_rdmacroinfoReadcustommacrovariableinformation
(18)cnc_getmactypeGettypeofcustommacrovariable
(19)cnc_setmactypeSettypeofcustommacrovariable
---------------------------------------------------------------
利用这些指令，不仅仅是在Paneli上编辑HMI画面，还可以在单元控制器的主机（或加工
线主机）上实现对CNC机床运行状态的实时监控与管理。
2．FANUCPicture和HMI-NC
2.1运行环境
实践证明使用PC机做NC控制，现场运行的可靠性不太好。因此，FANUC几年前开发了
FANUCPicture，并在此基础上最近开发了HMI-NC。这两个软件的运行环境不用PC机，就在普
通的CNC（16i/18i/21i；30i/31i/32i）系统上运行。但是，开发环境是在通用PC机上。即，将
FanucPicture或HMI-NC装在运行于WinXP的PC机上，开发所需的HMI画面，编译后将执行
9
文件传入CNC的FlashROM中存储，在CNC上运行，CNC开机后即显示用户自己开发的画面。
CNC所用的显示器就是普通的无PC机功能的LCD（10.4”或15”）。可用触摸屏或非触摸屏，
如下图所示。
10.4”触摸屏LCD
10.4”非触摸屏LCD
图1010.4”LCD
10
2.2FANUCPicture
2.2.1画面图形的开发
FANUCPICTURE是FANUC为OEM开发图形的工具软件，运行于PC机上，与上述的
HMI-PC一样，用户用它开发自己的个性化机床操作及监控画面。
下面列出了该工具包的绘图控件。除了这些控件外，最近还增加了绘制几何图形（直线，方，
园，弧，椭圆等）的控件。
下图是在计算机上用该软件开发触摸屏画面的实例。图中左方是使用的控件菜单。中间是开
发出的画面。右方是相关的文件和信号的显示。
11
图11触摸屏画面的开发
2.2.2图形与CNC信息的接口（功能指令库）
画面的图形编辑完成后，为了与CNC系统交换信息（读取、写入、操作和显示），必须给各
图形元素赋予对应CNC各种信息的功能。为此FanucPicture设计了功能指令库。有两中指令库：
CNC窗口库（CNCwindowlibrary）和PMC窗口库（PMCwindowlibrery）如下表所示。
PMC窗口库
12
CNC窗口库
13
上表仅列出了部分指令。由表中可以看出，这些指令实际就是用Picture软件由各控件绘出
的图形元素与CNC信息或PMC程序的接口。绘图时点击图形元素的属性，在属性项中将相应
的功能（上表中的）赋予该元素（点击功能项）即可完成与CNC系统的链接。如此，所绘画面
即会活化，具有了操作CNC与显示CNC信息的功能。
2.2.3写入CNC的F-ROM
在PC机上开发出的画面是要在CNC上运行的，为此必须将这些画面的数据像CNC的系统
控制软件一样写入CNC的F-ROM中。具体方法见说明书。
2.2.4实例
下面列出了某机床厂开发的使用非触摸屏的几个画面。
机床操作通电
程序选择报警
图12某厂开发的实例图
2.3HMI-NC
FanucautoHMI-NC是一套开发CNC机床操作画面的模板，专门用于汽车生产线上机床的
操作。这些模板画面是用FanucPicture开发的。画面非常便于根据实际要求修改，也非常便于
任意组合。
这些典型的画面模板有：
。开机：工作方式的选择
。手动操作
。自动运行
。刀具管理
14
。报警与诊断
。维护
。生产线的机床的布局：各机床状态的显示
下图示出了开机画面模板。
图13开机画面模板
利用这些模板编辑自己的个性（特征）画面时，OEM需要做的事：
（1）首先选择使用的各个模板
（2）在模板上指定操作机床的按钮、灯…….并设定相应的属性
（3）设定文字文本如位置，速度……
（4）根据实际机床的规格编辑画面，如刀具管理画面中的刀组、刀数及寿命值
（5）为面板上用到的I/O信号编辑梯形图
使用这些模板，大大便利了OEM画面的开发，比用FanucPicture节省了许多时间。开发出
的画面与用FanucPicture一样需要装入CNC的F-ROM。
HMI-NC是专门面向汽车制造行业开发的，但是可供其它用户参考。可用于车床、铣床和加
工中心机床。
2007.8