一种开放式数控系统人机界面可定制的组态设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于开放式数控系统的人机界面设计领域，涉及界面、流程可定制的组态设计方法，具体涉及一种开放式数控系统人机界面可定制的组态设计方法。
【背景技术】
[0002]体系结构开放是数控系统发展的总趋势，其体现之一就是友好、灵活、可靠的人机界面。传统的数控系统软件开发没有考虑用户界面的特殊性，将用户界面与数控系统的开发混合在一起，这样不仅难度大，而且设计出来的用户界面结构复杂，难于理解，同时也很难满足用户对人机交互界面的要求。
[0003]经文献检索发现，中国专利申请号为:CN 201210584554，发明名称为:一种界面可自定义的数控系统及实现方法，该专利申请提出了一种利用MFC、Mini⑶I和SQLITE数据库技术实现的人机界面可定制系统，该技术只处理显示控件信息，对定制控件的事件响应控制流程方面存在设计不足；采用SQLITE保存控件信息使得数据结构呆板，对控件树形管理的层级有限制。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种开放式数控系统人机界面可定制的组态设计方法，采用“所见即所得”的先进理念，使用户能设计出友好的、针对性强、流程可控制的人机界面，且提高开发效率、减少开发成本，对于用户和数控系统制造商都具有现实意义。其技术方案如下:
[0005]一种开放式数控系统人机界面可定制的组态设计方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1:在图形用户接口⑶I系统中，采用wxWidget作为底层的图形后端接口，采用面向对象的编程方法，实现数控系统所需各种控件的自绘接口和事件响应接口，并导出为LUA语言接口。
[0007]步骤2:在数控系统中，将控制器的内部变量和流程操作接口导出为LUA语言接口，GUI系统通过LUA脚本调用可进行数控系统内部变量的显示编辑、流程控制的动态操作。
[0008]步骤3:在PC计算机上进行界面自定义设计，将数控系统上所需的各种控件添加到界面设计中，按照个性化要求修改控件的布局和属性，采用组合模式将控件树形结构进行组织管理，设计完成时采用XML文件格式保存。
[0009]步骤4:进行界面自定义设计的同时，创建控件事件响应处理流程的LUA函数，利用步骤I和步骤2中导出的函数接口进行个性化处理流程编辑，并保存到对应的LUA脚本文件中。
[0010]步骤5:数控系统运行时，加载XML文件并解析出控件树形结构中的各种信息，按照设计布局和控件属性进行自定义界面的显示。
[0011]步骤6:交互界面接收用户的鼠标键盘操作，转换为对应控件的事件响应处理，调用步骤4)中设计LUA脚本文件中对应的处理函数，进行个性化的流程响应控制。
[0012]步骤7:在图形用户接口 GUI系统中，采用观察者模式将数控系统中机床坐标、进给速度等实时变化数据进行动态刷新。
[0013]优选地，步骤I中描述的数控系统控件包括标题栏、坐标显示、程序文本编辑栏、负载进度条、PLC编辑控件、刀具表格等等，所有控件采用自绘方式实现，同时实现该控件的各种消息事件响应接口。控件自绘时周期性检测该控件关联的变量是否发生变化，无变化则不自刷新，减少CPU利用率，提高刷新效率。
[0014]优选地，步骤2中描述的数控系统内部变量包括宏变量、PLC寄存器、坐标位置、工作方式、运行状态、当前程序、模态信息、系统参数、坐标系、刀具偏置等等。流程控制包括系统复位、循环启动、进给保持、调整倍率、工作方式切换、参数修改、偏置编辑、1控制等等。
[0015]优选地，步骤5中控件属性包括控件索引号、显示位置、字体大小、颜色、关联变量、页面切换、数据输入、动画效果等。在进行页面设计时所有控件采用组合模式实现树形结构的管理，并最终用XML文件格式进行保存。
[0016]优选地，步骤5中自定义界面的显示时采用双缓冲的图形刷新机制，提高刷新效率和增强显示效果。
[0017]优选地，步骤7中观察者模式中发布者为系统内部变量数据，订阅者为显示界面中的各种自绘控件。发布者通告消息到达时，如果自绘控件处于非显示状态，则不进行显示刷新，有效节约系统资源。
[0018]本发明的有益效果为:
[0019]1.为数控系统提供界面可定制功能，使界面软件与数控系统控制软件可以独立编写和调试，可移植性强，降低了开发成本。
[0020]2.引入了 LUA语言，利用其可以动态运行的特性，配合自定义界面控件的XML文件和数控系统的内部操作函数接口，实现了数控系统的界面与控制流程的动态设计；
[0021]3.本发明在进行控件管理时采用了组合模式和XML格式作为自定义界面的控件属性文件，对于控件的树形管理层级没有限制；
【附图说明】
[0022]图1为数控系统人机界面可定制组态设计方法的结构流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
[0024]参照图1，一种开放式数控系统人机界面可定制的组态设计方法，包括以下步骤:
[0025]1.在图形用户接口⑶I系统中，采用wxWidget作为底层的图形后端接口，采用面向对象的编程方法设计显示控件，实现数控系统所需各种控件的自绘接口和事件响应接口 ；利用LUA脚本语言的导出函数规则，将自绘控件的操作函数导出为接口，使LUA脚本文件能够直接调用该接口，用于显示和编辑数控系统的内部数据，并能动态调整控件的属性。
[0026]2.在数控系统控制器中，利用LUA脚本语言的导出函数规则，将数控系统中的内部变量和操作接口导出，使LUA脚本文件能够直接调用该接口，内部变量用于界面模块的实时显示和编辑，可以是数控系统中的任何数据，包括坐标位置、工作方式、运行状态，当前程序、模态信息，系统参数、宏变量、PLC数据等。操作函数接口能够让LUA脚本直接调用控制数控系统的执行控制动作，如系统复位、模式切换、1控制等；
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