华域大陆汽车制动器(重庆)有限公司(CHBSC)作为西部地区重要的汽车卡钳供应商，拥有从机械加工，表面处理到集成装配完整的卡钳生产线，机械加工线生产设备均为配置了预装载高级HMI人机交互界面的西门子PCU50操作面板，从而为HMI功能的二次开发奠定了软硬件基础。卡钳支架机加生产线设备作为国产多通道支架专用CNC加工中心，配置了SINUMERIK 840D SL数控系统，为保证生产过程的正常有序进行，该系统提供了包括显示报警和消息的各种诊断方案。
CNC数控机床的报警和消息主要包括NCK，HMI，SINAMICS（伺服驱动器）和PLC等四大类，其中NCK(NC real-time Kernal)数控实时操作系统报警和消息可分为六类，预留给设备用户的用户循环报警(报警/消息编号为065000-069999)在生产过程中被广泛应用。
本文以刀长判断，热机循环，按数量送检和切削液循环等四类用户循环报警为例，介绍用户循环报警在生产过程中的应用。报警配置过程如图1、图2和图3所示，点击操作面板上“调试”菜单下“HMI”子菜单，即可进行报警配置，因配置的报警为用户循环报警，故选择制造商循环报警文本；同时因报警仅做提示性消息，故文本颜色选择为黑色（比较严重的报警用红色）。
图 1 报警配置（一）
图 2 报警配置（二）
图 3 报警配置（三）
一、刀长判断
卡钳支架数控加工中心作为多主轴多通道加工中心，能够通过主轴联动实现同时加工2件支架，为确保产品质量和加工精度，需要确保刀具参数中的刀长值与双主轴上的两把刀具实际长度差异在公差范围内，故而加工程序在调用刀具之后会立即判断刀长是否满足要求，如图4所示，该刀具的长度要求在139.9mm-140.1mm之间，若不满足要求，系统将报警提示操作人员检查刀具参数是否正确，如图5所示，从而在确保产品质量一致性的同时，能够有效避免撞机等设备故障的发生。
图 4 刀长判断程序
图 5 刀长异常报警提示
二、热机循环
卡钳作为汽车制动系统的重要零部件，对确保车辆安全和人员生命财产安全有着至关重要的作用，因而产品质量要求非常高，为保证产品形位尺寸、加工精度和加工质量，机床精度和稳定性是主要影响因素之一，为保证包括机床主轴和导轨在内的各部件的精度，开机后至产品正常生产前，热机（Warm-up）变得不可或缺。
为保证机床热机的有效进行，并兼顾生产效率和班产量，热机时间严格控制在15分钟，热机完成后机床将提示操作者开始正常生产，如图6所示。
图表 6 机床热机完成提示信息
三、按数量送检
为确保卡钳支架产品质量过程质量和追溯性，生产过程中需按照一定规则抽检产品（包括检具检测和三坐标检测）。按照质量体系要求，华域大陆按照每360件送检一次的频率进行抽检。通过NC程序调用机床计数功能，如图7所示，加工中心将报警提示操作人员送检，如图8所示，这里依然使用了高级编程指令IF...GOTO语句，当工件计数达到360个后，会将程序向前跳转到N150,并激活用户报警66020，并按照规定复位机床后方能继续进行加工生产。
图表 7 计数送检NC程序
图表 8 机床送检提示信息
四、切削液循环
切削液在确保机械加工过程顺利进行和产品质量方面有着非常重要的作用，但切削液作为乳化液存在着一些与生俱来的缺点。机床在长期使用过程中，润滑油和泄漏的液压油将进入切削液，如果长时间静置，溶入切削液中的杂油将析出并漂浮在切削液表面，导致切削液中的厌氧性细菌大量滋生，切削液的PH值将急剧降低（正常PH值在8.5—9.5）的同时会发出恶臭。丧失原有功能的同时会严重危害操作员工的身体健康。
为避免不必要的损失，机床停机一段时间后必须将切削液在水箱和机床之间进行一定时间的循环流动，同时为了保证足够的氧气溶入切削液以抑制厌氧性细菌的滋生，必须同时开启机床冲屑泵和内冷泵；为了兼顾企业可变动成本方面的考虑，华域大陆通过一段时间的摸索验证，切削液循环在1小时左右即能保证切削液的质量，如图9所示，循环结束后，机床将提示操作人员关闭机床，如图10所示。这里机床制造商在开发机床功能时使用了M代码，并编写好了对应的PLC程序，以激活相应电磁阀的动作，从而保证冷却液按照1小时（3600秒）的时间循环。
图表 9 切削液循环控制程序
图表 10 循环结束提示信息
五、小结
西门子SINUMERIK 840D SL系统为用户提供了5000条用户循环报警编号作为二次开发使用，作为设备使用者，只有在充分了解和熟悉机床系统的前提下，才能最大限度的发挥设备的潜能，同时也为生产部门的生产过程管理提供了一种全新的手段和方法。
本文只是利用系统的报警配置功能进行了一些有限的开发利用，若需要进一步改进循环报警功能，可以通过创建“帮助”文件来实现，这将有赖各位西门子用户应用工程师共同努力来实现。