机床控制器、人机界面增加效率
机器内部:人机界面和控制器的进步通过结合高度先进的图形和CNC的开放架构来渲染动画图形和直观的操作员和编程界面，从而提高了机床的生产率。请参阅照片库中的示例。
最近对机床图形用户界面和人机界面(HMI)的一些重大改进正在迅速提高机器生产率和操作员效率。其中最主要的是将HMI操作器和编程接口结合起来，为机床(车削、铣刀或铣刀/车削类型)创建一致的用户界面。用户界面包含动画元素，旨在方便直观的操作和编程。由于新的功能，即使是最复杂的工件也可以轻松地安装并在一次夹紧操作中生产。[以下是一些例子的照片。]
所有CNC过程测量周期也可用于自动化工件和工具测量过程，具有熟悉的先进HMI外观和感觉。对于这些高效的循环和其他新的功能特性，输入掩模提供了使用内置到CNC的高级语言编程指南的动画元素，并且具有先进的轧机和车削技术仿真软件，它们还包括全周期仿真功能。测量值可以自动更新并用于工具校正和零偏移。
伴随着HMI的这一进步，控制器的升级主要集中在减少操作员对g代码语言的熟悉程度，因此程序可以通过使用简单的提示和屏幕上的简单语言命令“在飞行中”进行更改。与这一改进相对应的是，控制器架构的技术进步使得人机界面的按钮或触摸屏配置更加统一，这使得操作员能够进行重要的交叉培训，例如，他们必须在上午操作铣床，下午操作车床。
动画元素的相当大的用户便利性，旨在为机床操作员提供预测性的类似电影的操作和编程步骤动画，将迅速建立这种机器控制新浪潮的普及。同样，编程功能还提供图形化支持，例如在位置模式中显示旋转轴，具有适合指示的袖珍计算器功能，以及在位置模式中隐藏选定位置的能力。气缸表面变换和多工件夹紧也包括在这些最新的包，所以程序员和操作员都可以在更短的时间内执行各种家庭零件设置。所有这些功能都被整合到一个微软windows风格的屏幕表示中，以供操作人员接受。
在这种新兴的HMI/控制器界面范例中，工具管理也同样得到了进一步的扩展，不仅包括新的磨削工具类型，还包括新的测量探头类型和使用图形和详细图片视图的工具的新描述模式。因此，所有车削、铣削和磨削工具都以同样熟悉的外观和感觉显示。还引入了新的快捷键，例如Ctrl-F函数，允许在大多数操作区域(例如文件、工具或编辑器)简化搜索操作，从而大大提高了可用性。操作人员和维护人员始终可以访问工具的类型、尺寸和状态，也可以通过网络总线远程访问质量和过程评估监控设备，无论是在屏幕上还是远程。
通过允许将PDF文件或.jpg、.png和.bmp格式的图片文档保存在本地驱动器的目录中以实现无纸化生产，程序管理变得更加高效。例如，程序员稍加修改就可以访问屏幕上的当前数据，并且，当离线进行更改时，现代CNC可以接受USB或其他便携式设备信息管理。
程序设置后，程序的备份通常在弹出窗口中实现，从而实现更快的启动和预览窗口，并显示多个夹紧数据。无论是车削还是铣削，显示器向程序员或操作员显示动画运行周期或其中的一部分，具有完整的更改选项和随后的动画序列。屏幕上显示了简单的语言命令和相应的代码，以减少更改程序或实际切割条件所需的时间。此功能在作业车间或原型加工实验室中非常有用，其中更多的一次性和短期生产是常态。
为了便于培训和操作，人机界面提供了帮助屏幕，完全动画和点对点(折线)图形显示，每个屏幕都可以通过一次屏幕更改访问。
当输入的值与程序不一致或将导致加工周期中的另一个异常时，通常会显示一个错误屏幕，突出显示异常情况或闪烁，以快速提醒程序员或机器操作员。这种诊断工具以前需要对整个零件程序进行部分或完整的运行，以确定错误。
在可选的手动模式中，程序员可以通过直接访问工具管理屏幕来选择工具更改，该屏幕显示驻留在工具轮传中的特定部件的所有相关工具。主轴转速和方向、m函数、零偏移和加工平面也可以选择。在最先进的控制器上，机器坐标系和实际工件坐标系保存在主动零偏移文件中，供按需使用。
无论使用何种编程语言，与这些发展携手并进的是切割条件的无缝外观。随着在一个大陆制造的更多机床在其他大陆使用，这种控制的灵活性绝对至关重要。无论是简单的工作步骤编程，DIN/ISO或高级语言，多通道编程或经典的g代码兼容性是理想的，最先进的CNC将适应命令序列，以用户的技能水平，在控制和屏幕上实现适当的结果，便于解释。
同样，当需要更改任何位置，速度或进给速率时，可以隔离并显示简单的程序块，因此结果更改对过程中的所有相关步骤都更容易。
允许对机床和网络的驱动器访问，使人机界面成为编程或加工中机器硬件状态的信息点。具有简单名称指示的程序存储，以及子例程和外部程序信息(如PDF、PNG或NI文件)是可能的。
在零件运行后，回顾计划的程序和实际运行条件以及任何变量的出现，使程序员和操作员能够确定可能的航向修正。这是一个额外的维护工具，因为新的控制器能够捕获和优先处理异常情况，以便进行即时诊断以及随后的错误分析。值得注意的是，许多机床制造商已经开始使用先进的CNC的这一特性来进行机器对机器的同行评审，无论是为客户还是他们自己的机器性能内部文档。大多数这样的数据以前是无法获得的，当然也不像今天的控制通信平台那样易于访问。例如，主要的最终用户现在通过直接从人机界面收集远程数据，比较在两个大洲运行的同一部件上的机器性能。这有助于确定进行某些类型工作的最佳设施。
响应当今精通视频的一代程序员和操作员，先进的CNC可以以以前不可能的方式提供工件可视化。随着消费类产品中3D图形的复杂性和像素强度的提高，当今加工中心的HMI可以提供非常逼真的加工工件图像。工业CPU的发展使这成为可能。细节变焦，点放大，和旋转成像从CAD世界现在也在数控上的常规，所以程序员，培训师和操作员都看到什么部分设计师要求，以及如何准确地机器是得到这个结果，实时和完整的动画切割序列。
编程
加工步进编辑器中的每条编程线都与一个功能(如端面、车削、定心等)或所述功能、位置模式或轮廓所需的几何数据相关联。程序员决定是否将程序值写入零偏移量，这避免了对零点的单独备份的需要。数据按顺序输入到程序中，屏幕上的可视化显示可以说明加工顺序中的每个步骤。
同样，工具数据、速度和提要按顺序输入，以简单的累积步骤编辑器顺序输入。
对于更复杂的铣削操作，同样的程序保持不变，而更高级的信息，如圆柱体表面变换，未加工零件的模拟输入，旋转平面，高速设置，甚至是过程中测量周期的概述，可以用相对简单的方式编写，使用简单的语言命令，屏幕上的提示和视觉动画。
所有机床的运动学都支持完整的旋转轴，转盘，机器人关节，零件机械手，所有类型的刀具更换器，辅助工具旋转木马运动和其他外部设备-所有这些都在控制器中，具有一个HMI的完整接口。该软件开发进一步增强了铣刀/车削和车削/铣刀工作的多任务加工中心，以及工业中的工作单元概念。
最后，各种快捷键，不像那些在办公电脑上，提供了先进的数控技术，允许程序员和操作员都进一步节省时间。
这些改进的数控的图形用户界面，以及所需的周期和功能的全范围，也通常可以与数控制造商的培训软件。
- Randy Pearson是西门子工业公司运动控制业务机床业务开发/经销商支持经理;由CFE Media内容经理Mark T. Hoske编辑，控制工程。
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