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Ikone und Schrittikonendarstellung
zur graphischen Visualisierung von aufgabenorientierten Schritten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Ikone zur graphischen Visualisierung von aufgabenorientierten Schritten
bei industriellen Steuerungsverfahren sowie auf eine Schrittikonendarstellung
zur graphischen Visualisierung von aufgabenorientierten Schritten
von Teileprogrammen bei Werkzeug- oder Produktionsmaschinen.
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Bei Werkzeug- oder Produktionsmaschinen, wobei
unter Produktionsmaschinen auch Roboter zu verstehen sind, werden
innerhalb eines Produktionsprozesses zur Bearbeitung eines Werkstückes, z.B. Achsen
und/oder Spindeln bewegt. Die Achsen und/oder Spindeln, die hierbei
eine Relativbewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück beschreiben,
werden als sogenannte Bearbeitungseinheiten bezeichnet. Die Achsen
und/oder Spindeln werden für
Bearbeitungen einem sogenannten Kanal zugeordnet. Die Bewegungsaufträge an die
Bearbeitungseinheit werden in dem Kanal in Form eines Teileprogramms
vorgegeben und beschrieben. Das Teileprogramm wird innerhalb einer
numerischen Steuerung der Maschine einem Interpreter übergeben, der
das Teileprogramm in einen entsprechenden Maschinencode umsetzt.
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Zur Erhöhung der Produktivität verfügen Werkzeug-
oder Produktionsmaschinen oft über mehrere
Bearbeitungseinheiten, die simultan bewegt werden können. Solche
Maschinen werden als mehrkanalige Maschinen bezeichnet. Bei diesen
werden zur simultanen Bearbeitung mehrere Relativbewegungen zwischen
Werkstück/en
und Werkzeug/en in eigenständigen
Teileprogrammen definiert, die simultan von mehreren Kanälen interpretiert
und abgefahren werden. Jedem Kanal ist dabei ein eigenes Teileprogramm
zugeordnet.
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Ein Teileprogramm besteht dabei in
der Regel aus einem Standard ASCII-Source-Code gemäß DIN 66025/ISO,
sowie gegebenenfalls zusätzliche hersteller-
bzw. maschinenspezifischer Erweiterungen. Die Teileprogramme werden üblicherweise
in ASCII-Darstellung mit einem Editor insbesondere einem Texteditor
angezeigt und bearbeitet. Daneben gibt es Programmiersysteme zur
Programmierung der Maschine bzw. Erstellung von Teileprogrammen mit
deren Hilfe diese aufgabenorientiert, innerhalb einer sogenannten
aufgabenorientierten Schrittdarstellung, erstellt und dem Bediener
visualisiert werden. Eine Schrittdarstellung erlaubt durch die strukturierte Ansicht
und Bearbeitungsmöglichkeit
der einzelnen Teileprogramme eine leichtere Programmierung und Bedienung
der Maschine.
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Bei mehrkanaligen Maschinen ist in
der Regel eine Koordinierung, insbesondere eine zeitliche Koordinierung,
der einzelnen Teileprogramme notwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit
Hilfe einer Ikone und einer Schrittikonendarstellung, dem Bediener
eine übersichtliche,
strukturierte graphische Visualisierung von Abläufen und Abhängigkeiten,
insbesondere zeitlichen Abläufen
und Abhängigkeiten,
von Teileprogrammen bzw. aufgabenorientierten Schritten bei industriellen
Steuerverfahren anzugeben.
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Diese Aufgabe wird für die erfindungsgemäße Ikone
dadurch gelöst,
dass die Ikone aus mindestens einem graphischen Symbol und mindestens
einem Platzhalter besteht, wobei die Größe des Platzhalters an die
zeitliche Dauer des Schrittes anpassbar ist.
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Weiterhin wird diese Aufgabe für die erfindungsgemäße Schrittikonendarstellung
dadurch gelöst,
dass die einzelnen Schritte von Teileprogrammen der Maschine durch
eine Ikone graphisch visualisierbar sind, wobei die Ikonen für jedes
Teileprogramm, vertikal in Form von teileprogrammbezogenen Spalten
oder horizontal in Form von teileprogrammbezogenen Reihen hintereinander
anordenbar sind.
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Eine erste vorteilhafte Ausführung der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Platzhalter ein Rahmen
oder ein Strich oder ein Pfeil verwendet wird. Ein Rahmen gewährleistet
eine übersichtliche
Darstellung sowie eine exakte Abgrenzung gegenüber benachbarten Ikonen. Ein
Strich oder ein Pfeil stellen besonders einfache Platzhalter dar.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Zustand
eines Schrittes in Form einer farblichen Veränderung und/oder veränderten
Strichstärke und/oder
veränderten
Linienart und/oder Veränderung
der Größe des graphischen
Symbols und/oder des Platzhalters anzeigbar ist. Hierdurch ist eine
sehr übersichtliche
Darstellung des aktuellen Zustandes eines Schrittes sichergestellt.
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Die erfindungsgemäße Ikone eignet sich besonders
zur graphischen Visualisierung von aufgabenorientierten Schritten
von Teileprogrammen bei Werkzeug- oder Produktionsmaschinen, da
in diesen Anwendungsgebieten eine strukturierte und übersichtliche
graphische Visualisierung der zeitlichen Abläufe von Schritten sowie eventuell
vorhandener gegenseitiger Abhängigkeiten
von Teileprogrammen besonders von Vorteil ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ikone aus mindestens
einem graphischen Symbol und mindestens einem Platzhalter besteht,
wobei die Größe des Platzhalters
an die zeitliche Dauer des Schrittes anpassbar ist. Für den Bediener
ist somit ein unmittelbarer graphischer Bezug zwischen der Größe des Platzhalters
und der zeitlichen Dauer des Schrittes gegeben.
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Eine weiterhin vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Platzhalter ein Rahmen
oder ein Strich oder ein Pfeil verwendet wird. Ein Rahmen gewährleistet
eine übersichtliche
Darstellung sowie eine exakte Abgrenzung gegenüber benachbarten Ikonen. Ein
Strich oder ein Pfeil stellen besonders einfache Platzhalter dar.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Anwählen einer Ikone durch einen
Bediener, das entsprechende zur Reihe oder zur Spalte gehörende Teileprogramm
als ASCII-Code oder in Schrittdarstellung anzeigbar ist. Dies erlaubt
dem Bediener eine besonders schnelle und einfaches Aufrufen und
anschließendes
Editieren des entsprechenden Teileprogramms.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ikonen der einzelnen
Reihen oder Spalten zeitbezogen durch einen Bezug auf eine gemeinsame
Zeitachse darstellbar sind. Hierdurch ist eine besonders übersichtliche
graphische Visualisierung des Zeitbezugs sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittikonendarstellung
in normierter und/oder synchronisierter Form darstellbar ist. Eine
Darstellung der Schritte in normierte und/oder synchronisierter Form
erlaubt eine besonders übersichtliche
Darstellung der einzelnen Schritte bzw. des Herstellungsprozesses.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch. gekennzeichnet, dass gegenseitige Abhängigkeiten
von Teileprogrammen über
Synchronisationslinien darstellbar sind. Hierdurch ist eine besonders übersichtliche
graphische Visualisierung von gegenseitigen Abhängigkeiten von Teileprogrammen
sichergestellt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass neben der zeitlichen
Darstellung mittels Ikonen, die zeitliche Dauer der Schritte und/oder
von Anweisungen in Form von Zahlenwerten anzeigbar ist.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 eine
Ikone,
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2 eine
weitere Ikone und
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3 schematisierte
Bildschirmansicht inklusive der erfindungsgemäßen Schrittikonendarstellung
und
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4 eine
weitere schematisierte Bildschirmansicht inklusive der erfindungsgemäßen Schrittikonendarstellung.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Ikone
dargestellt. Die Ikone besteht dabei aus einem den darzustellenden
aufgabenorientierten Schritt repräsentierenden Symbol 1 sowie
einem Platzhalter, der in dem Ausführungsbeispiel als ein das
Symbol 1 umschließender
Rahmen 2 ausgebildet ist. Mit Hilfe des an die zeitliche
Dauer des entsprechenden Schrittes in der Größe anpassbaren Platzhalters
bzw. Rahmens 2 wird der visuelle Bezug zur zeitlichen Dauer
des entsprechenden Schrittes hergestellt. Entsprechend der zeitlichen Dauer
des Schrittes wird der Rahmen 2 angepasst. In dem Ausführungsbeispiel
repräsentiert
die Länge des
Rahmens die zeitliche Dauer des Schrittes. Ein kurzer Rahmen bedeutet
eine kurze zeitliche Dauer des Schrittes, während ein längerer Rahmen eine entsprechend
längere
zeitliche Dauer des Schrittes bedeutet.
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In 2 ist
eine entsprechende Ikone mit einem in die Länge gezogenen Rahmen dargestellt. Das
in 1 und 2 dargestellte Symbol 1 könnte z.B.
einen Schritt mit der Bezeichnung „Oberflächen glätten" symbolisieren, wobei der in 2 dargestellte Schritt länger dauert,
als der in 1 dargestellte Schritt.
Selbstverständlich
ist es auch denkbar, an dere Ausführungsformen
des Platzhalters zu verwenden. Anstelle des in 1 und 2 dargestellten Rahmens
als Platzhalter könnte
z.B, als Platzhalter auch nur z.B. ein unter das Symbol 1 angeordneter Strich
oder Pfeil als Platzhalter dienen, wobei die Länge des Striches bzw. Pfeils
an die zeitliche Dauer des Schrittes angepasst ist. Weiterhin müsste der Rahmen
nicht unbedingt das Symbol umschließen, sondern der Rahmen oder
nur eine zugehörige
Linie könnte
auch z.B. unterhalb des Symbols angebracht sein. In dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 wurde das Symbol in der Größe bzw.
Form nicht an die zeitliche Dauer des Schrittes adaptiert, bzw.
das Symbol wurde gleich gelassen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar,
zusätzlich
zum Rahmen auch das Symbol an die zeitliche Dauer des Schrittes
zu adaptieren. So wäre
es z.B. denkbar, für einen
bestimmten zeitlichen Wert unterscheidende Schritte, ein in der
Größe reduziertes
Symbol zu verwenden. Entsprechend könnte bei besonders langen Schritten
das Symbol etwas vergrößert dargestellt werden.
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Weiterhin lässt sich der aktuelle Zustand
eines Schrittes in Form einer farblichen Veränderung und/oder veränderten
Strichstärke
und/oder veränderten
Linienart und/oder Veränderung
der Größe des graphischen
Symbols und/oder des Platzhalters anzeigen bzw. für den Bediener
visualisieren. So kann z.B. der Schritt, der gerade von der Maschine ausgeführt wird
bzw. vom Bediener oder Programmierer editiert wird, als aktueller
Zustand in Form einer farblichen Veränderung des graphischen Symbols
und/oder durch z.B. eine veränderte
Breite des Platzhalters angezeigt werden.
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Die erfindungsgemäße Ikone lässt sich aber nicht nur zur
graphischen Visualisierung von aufgabenorientierten Schritten von
Teileprogrammen bei Werkzeug- oder Produktionsmaschinen einsetzen, sondern
kann auch ganz generell innerhalb industrieller Steuerungsverfahren
Anwendung finden, bei dem einem Bediener die zeitliche Dauer eines
Aufgaben-, Verfahrens-, oder Arbeitsschrittes auf einfache übersichtliche
Weise graphisch visualisiert werden soll.
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In einer schematisierten Darstellung
gemäß 3 ist beispielhaft eine
mögliche
Bildschirmansicht 3, welche eine erfindungsgemäße Schrittikonendarstellung 8 beinhaltet,
dargestellt. In der Schrittikonendarstellung 8 gemäß 3 sind die einzelnen Schritte
von den vier unterschiedlichen Teileprogrammen A, B, C und D einer
vierkanaligen Maschine durch die Ikonen 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f und 9g graphisch
visualisiert, wobei die Ikonen 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f und 9g für jedes
Teileprogramm A, B, C und D vertikal in Form von teileprogrammbezogenen
Spalten hintereinander angeordnet sind. Da ein Teileprogramm sehr
viele Schritte beinhaltet, ist in der beispielhaften Bildschirmansicht 3 nur
ein kleiner Ausschnitt des jeweiligen Teileprogramms gezeigt. Vom Teileprogramm
A sind in der dazugehörigen
vertikal angeordneten Spalte die Ikonen 9a und 9b,
welche die Schritte „Messen" und „Bohren" symbolisieren, dargestellt.
Entsprechend ist für
das Teileprogramm B die Ikonen 9c und 9d, für das Teileprogramm
C die Ikonen 9e und 9f und für das Teileprogramm D die Ikone 9g dargestellt.
Das Symbol von Ikone 9d symbolisiert z.B. einen Schritt
mit der Bezeichnung „Messen", während z.B.
das Symbol der Ikone 9g einen Schritt mit der Bezeichnung „Oberflächen glätten" symbolisiert.
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Wie schon in 1 und 2 beschrieben, ist
die Größe des Rahmens
im Ausführungsbeispiel an
die zeitliche Dauer des jeweiligen Schrittes angepasst. So benötigt z.B.
der Schritt 9a von Teileprogramm A 100 Sekunden, während der
Schritt 9g von Teileprogramm D 300 Sekunden benötigt. Entsprechend
sind in der Schrittikonendarstellung 8 die zeitliche Dauer
der anderen Schritte durch entsprechende Ikonen 9c, 9b, 9d 9f und 9e dargestellt.
Durch die gemeinsame Zeitachse 4 wird dem Bediener ein
zeitlicher Bezug zwischen den Ikonen bzw. den dahinter stehenden
Schritten der einzelnen Teileprogramme angegeben. So kann der Bediener
einerseits anhand der Größe bzw.
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vertikalen Länge des Rahmens die zeitliche Dauer
des Schrittes direkt ablesen und andererseits auch direkt ablesen,
wann der jeweilige Schritt beginnt und endet. Der Rahmen der Ikone 9f zum
Beispiel zeigt an, dass der entsprechende Schritt – in diesem
Fall wäre
dies „Gewinde
schneiden" – 200 Sekunden
dauert. Der entsprechende Schritt fängt dabei zum Zeitpunkt 200 Sekunden
an und endet zum Zeitpunkt 400 Sekunden. Durch die erfindungsgemäße Schrittikonendarstellung 8 kann
der Bediener somit z.B. sofort in einfacher Weise erkennen, dass
im Teileprogramm A der Schritt mit der Bezeichnung „Bohren", der durch die Ikone 9b symbolisiert wird,
von der 200. Sekunde bis zur 300. Sekunde, zu dem vorgenannten Schritt
des Teileprogramms C mit der Bezeichnung „Gewinde schneiden", der durch die Ikone 9f symbolisiert
wird, parallel abläuft.
Ruf diese Art und Weise wird dem Bediener, durch die erfindungsgemäße Schrittikonendarstellung,
eine sehr übersichtliche
Darstellung über
die zeitlichen Abläufe,
Abhängigkeiten
und zeitlichen Zusammenhänge der
Teileprogramme gegeben.
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Durch Anwählen einer Ikone, z.B. der
Ikone 9b, mit Hilfe von Cursor-Tasten oder einer Maus wird das
entsprechende zur Spalte gehörende
Teileprogramm A, je nach Wahl des Bedieners, als ASCII-Code oder
in Schrittdarstellung in einem Fenster 5 angezeigt. Im
Ausführungsbeispiel
wurde die Ikone 9b des Teileprogramms A angewählt und
somit eine Schrittdarstellung des Teileprogramms A im Fenster 5 visualisiert.
Der Schritt 6c mit dem Symbol 7c wurde dabei im
Ausführungsbeispiel
durch die Ikone 9b symbolisiert. Entsprechend wurde der
Schritt 6b mit dem Symbol 7b durch die Ikone 9a symbolisiert.
Infolge der begrenzten Bildschirmgröße werden die Schritte 6a und 6d in
der Schrittikonendarstellung 8 im Ausführungsbeispiel nicht mehr dargestellt.
Durch entsprechendes Scrollen im Fenster 5 innerhalb der Schrittikonendarstellung
können
diese jedoch sofort dem Bediener sichtbar gemacht werden. Die im Fenster 5 angezeigten
Schritte und die in der Schrittikonendarstellung visualisierten
Ikonen sind dabei miteinander synchronisiert, insbesondere wird
z.B. nach dem Anwählen
der Ikone 9b, der zugehörige Schritt 6c ungefähr in einer
Zeile mit der Ikone 9b dargestellt. Auf diese Art und Weise
ermöglicht
die erfindungsgemäße Schrittikonendarstellung 8 einen sehr
leichten und einfachen Zugriff auf die entsprechenden Schritte innerhalb
der einzelnen Teileprogramme.
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Mit Hilfe von speziellen Symbolen,
z.B. einem Uhrzeitsymbol, das einen sogenannten Warteschritt symbolisiert,
können
auch direkte Abhängigkeiten
von Teileprogrammen untereinander in der Schrittikonendarstellung 8 dargestellt
werden. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn angezeigt werden soll, dass
ein Teileprogramm erst fortgesetzt wird, wenn ein anderes Teileprogramm
bis zu einem spezifizierten Schritt abgearbeitet worden ist.
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Eine andere Möglichkeit Abhängigkeiten
von Teileprogrammen untereinander darzustellen sind sogenannte Synchronisationslinien.
Dies sind spezielle für
den Anwender visualisierte graphische Linien, die einzelne Ikonen
teileprogrammübergreifend
miteinander verbinden und so bestehende Abhängigkeiten visualisieren.
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Neben zeitbezogenen Schrittikonendarstellungen,
bei der der Rahmen der Ikonen entsprechend der zeitlichen Dauer
des Schrittes angepasst ist, kann in der Schrittikonendarstellung 8 die
Ikonen auch in einer normierten oder synchronisierten Darstellungsform
dargestellt werden. Bei der normierten oder synchronisierten Darstellungsform
der Ikone bzw. der Schrittikonendarstellung besitzt jede Ikone unabhängig von
der zeitlichen Dauer des Schrittes einen identischen Rahmen. Bei
der normierten Darstellung werden die einzelnen Ikonen eines jeweiligen Teileprogramms
innerhalb der zum Teileprogramm gehörigen Spalte hintereinander
ohne zeitlichen Bezug dargestellt.
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Die Schrittikonendarstellung in der
synchronisierten Darstellungsform entspricht im Prinzip der normierten
Schrittikonen darstellung mit dem Unterschied, dass wenn ein Teileprogramm
innerhalb spezieller Schritte zur Synchronisation und/oder Koordinierung
von Teilprogrammen mehr Schritte bzw. mehr Ikonen als das andere
Teileprogramm besitzt, dann wird in der Schrittikonendarstellung
das Teileprogramm, dass weniger Schritte bzw. Ikonen aufweist, in
der Darstellung mit entsprechenden Leerikonen, d.h. Ikonen, die
nur einen Rahmen aber kein Symbol besitzen, aufgefüllt.
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Weiterhin bietet die Schrittikonendarstellung auch
die Möglichkeit
an, mehrere Ikonen zu einer übergeordneten
Ikone mit einem entsprechenden Symbol zusammenzufassen. Dies erlaubt
den Aufbau von hierarchischen Ikonenstrukturen. Die Ikonen können dann
in Form einer explodierten Darstellung, bei der alle Ikonen angezeigt
werden, oder implodierten Darstellung, bei der nur alle Ikonen einer
z.B. ersten hierarchischen Ebene angezeigt werden, dargestellt werden.
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Es bietet sich dabei an, das Fenster 5 auf
einem Editor ablaufen zu lassen, so dass einzelne Schritte direkt
im Fenster 5 vom Bediener editiert werden können bzw.
durch Anklicken eines Schrittes direkt der dahinter stehende ASCII-Code
editiert werden kann.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform der
Schrittikonendarstellung gemäß 3 dargestellt. Innerhalb
einer alternativen Bildschirmansicht 10 ist dabei eine
alternative Schrittikonendarstellung 11 gezeigt. Die Schrittikonendarstellung 11 von 4 stimmt mit der Schrittikonendarstellung 8 gemäß 3 inhaltlich überein.
Sie weist jedoch den Unterschied auf, dass die Ikonen für jedes
Teileprogramm A, B, C und D jeweils horizontal in Form von teileprogrammbezogenen
Reihen hintereinander angeordnet sind. Weiterhin ist das Fenster 5 gemäß 4 unterhalb der Schrittikonendarstellung 11 angeordnet,
während
es sich in der Bildschirmansicht 3 gemäß 3 neben der Schrittikonendarstellung 8 befindet.
Hierbei handelt es sich um eine alternative Ausführungsform.
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An dieser Stelle sei bemerkt, dass
neben der zeitlichen Darstellung mittels Ikonen, die zeitliche Dauer
der Schritte und/oder der Anweisungen auch in Form von Zahlenwerten
in der Bildschirmansicht dargestellt werden kann. Unter Anweisungen
sind dabei die in ASCII-Source-Code geschriebenen Programmierbefehle
eines Teileprogramms zu verstehen. Ein Schritt stellt dabei in der
Regel eine Zusammenfassung von mehreren Anweisungen dar.