DE3411522C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein numerisches Steuersystem für eine Werkzeugmaschine

• a) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung enthaltend einen Steuerabschnitt mit einer Zentralverarbeitungseinheit, einen Speicher und einen Ausgangsabschnitt,
• b) mit einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung fest verbundenen externen Bedienungseinrichtung,
• c) mit einer der Datenverarbeitungseinrichtung vorgeschalteten Einrichtung zur seriellen Datenübertragung, und
• d) mit einer zur seriellen Übertragung von Programmdaten bedarfsweise an die Einrichtung zur seriellen Datenübertragung anschließbaren Programmiereinrichtung, enthaltend eine Eingabetastatur und eine Anzeigeeinrichtung.

Aus der DE-PS 29 27 254 ist eine Einrichtung zur rechnergeführten Steuerung von Werkzeugmaschinen bekannt. Die Steuerung von Werkzeugen erfolgt mit Hilfe einer Computereinrichtung. Eine numerische Steuerung ist mit einer Eingabe- und Anzeigeeinrichtung eines Bedienungsfeldes und mit einer DNC-Vorrichtung verbunden, die ein Computerterminal beinhaltet. Des weiteren ist die numerische Steuervorrichtung mit einem Lochstreifenleser verbunden.

Eine solche bekannte numerische Steuerung ist ähnlich dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten numerischen Steuersystem, welches im folgenden zum Verständnis beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Anordnung eines konventionellen numerischen Steuersystems (welches im folgenden als NC-System bezeichnet wird). Das NC-System 10 umfaßt gemäß Fig. 1 einen Einstell- und Anzeigeabschnitt 1, einen externen Betätigungsabschnitt 2, einen Steuerabschnitt 3, einen Speicherabschnitt 4, einen arithmetischen Abschnitt 5 und einen Ausgangsabschnitt 6. In dem Einstell- und Anzeigeabschnitt 1 sind ein Tastenfeld und eine Anzeigeeinheit mit einer Kathodenstrahlröhre auf einer angepaßten Bedienungstafel befestigt. Der Abschnitt 1 wird benutzt, wenn die Bedienungsperson ein Programm schreibt oder Wartungsarbeiten durchführt. Der externe Betätigungsabschnitt 2 ist eine Maschinenbedienungstafel, die zum externen Start und Stop des NC-Systems dient. Gemäß Fig. 1 wird eine Werkzeugmaschine 20 durch das NC-System gesteuert. Der Eingangsabschnitt zur Eingabe der Daten von einem NC-Band ist nicht dargestellt.

Der Einstell- und Anzeigeabschnitt 1 und der Steuerabschnitt 3 sind in Fig. 2 im Detail dargestellt. Der Einstell- und Anzeigeabschnitt, der auf der abgestimmten Bedienungstafel, wie zuvor beschrieben, vorgesehen ist, umfaßt die Anzeigeeinheit 1 A, die eine Kathodenstrahlröhre oder eine Flüssigkristallanzeigetafel sein kann, eine Einstelltasteneinheit 1 B mit einem Tastenfeld, welches inbesondere Tasten aufweist, die zum Programmieren verwendet werden. Des weiteren ist eine Steuereinheit 1 C zur Steuerung von Tasteneingangssignalen von der Einstelltasteneinheit 1 B vorgesehen, deren Inhalt auf der Anzeigeeinheit 1 A angezeigt werden soll. Außerdem ist eine Speichereinheit 1 D vorgesehen, in der Anzeigewerte gespeichert wurden. Eine Datenübertragungs- und Empfangseinheit 1 E dient zur Übertragung von Daten zur Steuereinheit 3 sowie zum Empfangen von Daten aus dem Steuerabschnitt 3. Der Steuerabschnitt 3 umfaßt eine Datenübertragungs- und Empfangseinheit 3 A zur Übertragung von Daten zur Einstell- und Anzeigeeinheit 1 sowie zum Empfangen von Daten aus dem Abschnitt 1. Eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) dient zur Steuerung von Instruktions- oder Befehlsdaten, die der Werkzeugmaschine 20 zugeführt werden. Anzuzeigende Anzeigendaten auf der Anzeigeeinheit 1 A, Pilotlampensteuersignale usw. werden von der Datenübertragungs- und Empfangseinheit 3 A des Steuerabschnitts 3 zur Datenübertragungs- und Empfangseinheit 1 A des Einstell- und Anzeigeabschnittes 1 in Abhängigkeit von einem speziellen Format übertragen. Die durch die Einstelltasteneinheit 1 B eingestellten Daten werden auf die Datenübertragungs- und Empfangseinheit 3 A ebenfalls in Abhängigkeit von einem speziellen Format übertragen.

Fig. 3 zeigt Beispiele der Anzeigeeinheit 1 A und der Einstelltasteneinheit 1 B des Einstell- und Anzeigeabschnittes 1 auf der angepaßten Bedienungstafel.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des externen Betätigungsabschnittes 2.

Die Bedienung des konventionellen NC-Systems der zuvor beschriebenen Bauweise wird nun kurz beschrieben. Wenn ein Programm eingegeben werden soll, wird das Tastenfeld 1 B des Einstell- und Anzeigeabschnittes auf dem Bedienungsfeld zur Eingabe des Programmes in einer geeigneten Sprache betätigt, welches dann im Speicherabschnitt 4 unter der Steuerung des Steuerabschnittes 3 eingespeichert wird. Danach werden Instruktionen der Reihe nach über den Ausgangsabschnitt 6 zur Werkzeugmaschine 20 übertragen, um diese in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm zu steuern. Die Werkzeugmaschine kann in Übereinstimmung mit den eingegebenen Daten durch den Eingangsabschnitt in der gleichen Weise gesteuert werden.

Wie zuvor beschrieben, weist das konventionelle NC-System 10 die entsprechend zugeschnittene Bedienungstafel auf, auf der der Einstell- und Anzeigeabschnitt 1 vorgesehen ist. Daher ist das NC-System 10 groß in seinen Abmessungen, so daß ein großer Raum für die Installation erforderlich ist. Daher ist das konventionelle NC-System nachteilig, da seine Installierungsmöglichkeiten begrenzt und die Herstellungskosten hoch sind.

Aus der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden Literaturstelle "Computergestützte numerische Steuerung", Serie 7100, Alan Bradley, August 1979, ist eine computergestützte numerische Steuerung mit einem Mikroprozessor in kompakter Modulbauweise bekannt. Mit Hilfe einer Steuerschaltung werden verschiedene Bearbeitungsmaschinen versorgt und gesteuert. Die einzelnen Maschinenfunktionen werden durch getrennt erstellte Programme ausgeführt. Die Steuerung kann jedoch auch durch Tastaturbetätigung direkt erfolgen. Durch die Modulbauweise ist eine beliebige Zusammenstellung einzelner Systemteile möglich. Ein Bedienungsfeld und angeschlossene Schaltungsgruppen bilden eine Funktionseinheit. Die Schaltungseinheiten wirken während des Betriebes des numerischen Steuerungssystemes sowohl zur Überwachung als auch zur Steuerung zusammen. Das bekannte numerische Steuersystem weist eine der Datenverarbeitungs­ einrichtung vorgeschaltete Einrichtung zur seriellen Datenübertragung auf, an welche im Bedarfsfall eine Programmiereinrichtung angeschlossen werden kann. Maßnahmen, durch welche Fehler bei der Übertragung der Programm­ daten erkannt werden, sind dort nicht getroffen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweisenden numerischen Steuersystem Fehler bei der Übertragung der Programmdaten in die Datenverarbeitungseinrichtung zu erkennen.

Die Aufgabe wird, ausgehend von dem numerischen Steuersystem der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst,

• e) daß die Programmdaten aus der Programmiereinrichtung im Steuerabschnitt nach einer in einem Code-Entscheidungsprogramm-Speicher festgelegten Programmfolge mit in einem Code-Datenspeicher abgelegten Codedaten auf Übereinstimmung verglichen werden und eine Übereinstimmung durch Setzen einer Entscheidungs-Beendigungs-Kennung signalisiert wird.

In vorteilhafter Weise kann daher bei einer mehrfach eingesetzten Programmiereinrichtung die Sicherheit bei der Übertragung der Programmdaten erhöht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Von den zuvor erwähnten Fig. 1 bis 4 zeigen im einzelnen

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines konventionellen numerischen Steuersystems,

Fig. 2 ein Blockdiagramm mit einem Einstell- und Anzeigeabschnitt und einem Steuerabschnitt für das NC-System gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Frontansicht einer Anzeigeeinheit und einer Eingabetastatur in der Einstell- und Anzeigeeinheit des NC-Systems nach Fig. 1, und

Fig. 4 eine Außenansicht eines Bedienungsfeldes eines externen Bedienungsabschnittes im NC-System gemäß Fig. 1.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbei­ spieles der Erfindung für ein NC-System,

Fig. 6 ein Blockdiagramm mit einem Steuerabschnitt gemäß Fig. 5,

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Beschreibung einer Verarbei­ tungsoperation mit einem Code für das erfindungsgemäße NC-System,

Fig. 8 eine Außenansicht eines Vielzwecktastenfeldes ge­ mäß der Erfindung und

Fig. 9 ein Blockdiagramm für das NC-System im Betrieb.

In Fig. 5, in dem ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines numerischen Steuersystems der Er­ findung dargestellt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 7 einen seriellen Datenübertragungs- und Empfangsabschnitt, der in einem NC-System 10 angeordnet ist und 30 als Programmierein­ richtung eine Mehrzweck-Bedienungstafel, auf der ein Mehrzweck- Tastenfeld 31 sowie eine Anzeigeeinheit 32 einschließlich einer Kathodenstrahlröhre oder einer Flüssigkristallan­ zeigetafel vorgesehen sind. Die Mehrzweck-Bedienungstafel 30 kann wahlweise mit dem seriellen Datenübertragungs- und Empfangs­ abschnitt 7 verbunden oder von diesem getrennt werden. Das Mehrzweck-Tastenfeld 31 und die Anzeigeeinheit 32 arbeiten un­ ter Verwendung von standardisierten Übertragungs-Codedaten mit z. B. einem ASCII-Code, in Übereinstimmung mit einem standardisierten Datenübertragungssystem, wie z. B. einem RS-232 C-System (Schnittstellenstandard). Daher umfaßt ein Steuerabschnitt 40 in dem NC-System 10 eine Code-Verarbeitungseinheit.

Der Steuerabschnitt 40 ist im Detail in Fig. 6 darge­ stellt. Dieser Steuerabschnitt 40 umfaßt eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU 41, einen Code- Datenspeicher 42, einen Code-Entscheidungs­ programm-Speicher 43 und einen Adressendatensteuerbus 44. Diese Elemente bilden gemeinsam die Code-Ver­ arbeitungseinheit. In dem Falle, in dem das RS-232 C-Sy­ stem als Datenübertragungssystem verwendet wird, kann der serielle Datenübertragungs- und Empfangsabschitt 7 durch eine LSI-Vorrichtung, wie z. B. die Vorrichtung i-8251, ergänzt werden, die eine serielle I/O-Steuerein­ richtung ist.

Der Betrieb der vorerwähnten Code-Verarbeitungs­ einheit wird nun kurz beschrieben. Als erstes wird der eingetastete ASCII-Codedatenwert durch den seriellen Datenübertragungs- und Empfangsabschnitt 7 empfangen. Die so empfangenen Codedaten werden dann über den Adressen­ datensteuerbus 44 auf die CPU 41 übertragen. Sodann wird das im Code-Entscheidungsprogramm-Speicher 43 ge­ speicherte Programm unter der Steuerung der CPU 41 aus­ geführt.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm für dieses Programm. Als erstes werden die von dem seriellen Datenübertragungs- und Empfangsabschnitt empfangen Daten gelesen und in einem Register A′ gespeichert (Schritt A von Fig. 7). Sodann wird ein Datenwert aus dem Code-Daten­ speicher 42 ausgelesen und in einem Register B′ gespei­ chert (Schritt B von Fig. 7). Danach wird entschieden, ob der Inhalt des Registers A′ mit dem des Registers B′ übereinstimmt oder nicht (Schritt C von Fig. 7). Die zuvor beschriebenen Operationen (Schritte B und C von Fig. 7) werden wiederholt ausgeführt, und zwar solange, bis der Inhalt des Registers A′ mit dem des Registers B′ übereinstimmt. Wenn diese Registerinhalte miteinander übereinstimmen, wird eine Code-Entscheidungs-Beendigungs- Kennung eingestellt (Schritt D von Fig. 7). Die Verar­ beitung der Entscheidungscodes wird in dieser Weise ausgeführt.

Der Code kann ein an sich wohlbekannter Datencode, wie z. B. ein ASCII-Code oder ein ISO- Code sein.

In dem System gemäß Fig. 5 kann der externe Operations­ abschnitt 2 der gleiche sein wie der in Fig. 4. Die in Fig. 8 dargestellte Mehrzweckoperationstafel umfaßt eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 32, eine Modusauswahlein­ heit 33 und ein Volltastenfeld 31.

Die Arbeitsweise des in Fig. 5 gezeigten Systems wird nun beschrieben.

In einer Programmieroperation wird die Mehrzweckbedie­ nungstafel 30 mit dem NC-System von Fig. 5 verbunden, so daß die Anzeigeeinheit 32 und das Volltastenfeld 31 mit dem seriellen Datenübertragungs- und Empfangsab­ schnitt 7 verbunden sind. Mit Bezug auf die Anzeige­ einheit 32 wird das Volltastenfeld 31 betätigt, um ein benötigtes Programm in das NC-System 10 zu laden. Nach Ausführung der Programmieroperation wird die Mehrzweck­ bedienungstafel 30 von dem NC-System 10, wie in Fig. 9 dargestellt, getrennt. Unter dieser Bedingung wird die externe Bedienungseinrichtung 2 betätigt, um das NC-System 10 bei gleichzeitiger Ausführung der notwendigen Steuerung zu starten und zu stoppen.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung wird nun im De­ tail beschrieben. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Mehr­ zweckbedienungstafel 30, die eine Anzeigeeinheit 32 so­ wie ein Volltastenfeld 31 wie zuvor beschrieben aufweist. Die Anzeigeeinheit 32 wird dazu verwendet, um vorhandene Daten eines Werkzeuges des NC-Systemes 10, dem Inhalt eines gerade laufenden Programmes, oder zur Selbstdiagno­ se des NC-Systems 10 notwendigen Daten anzuzeigen. Das Volltastenfeld 31 wird zum Schreiben von Programmen oder verschiedener Datenwerte verwendet.

Beim Schreiben eines automatischen Operationsprogrammes mit Hilfe der Mehrzweckoperationstafel 30 wird das Voll­ tastenfeld 31 betätigt, um in der Anzeigeeinheit 32 ein Bild des eingeschriebenen Programmes anzuzeigen. Während das Bild angezeigt wird, wird das Tastenfeld 31 betätigt, um das automatische Arbeitsablaufprogramm einzugeben. Diese Operation wird zum Schreiben eines Programmes aus­ geführt. Nachdem ein Programm eingegeben worden ist, wird die Mehrzweckoperationstafel 30 nicht mehr benötigt.

Die automatische Operation wird durch Betätigung der ex­ ternen Operationseinrichtung 2 gestartet und gestoppt.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel des externen Betätigungsab­ schnittes 2. Wenn ein Modusauswahlschalter in der Mitte des unteren Teiles der Tafel der externen Operations­ einrichtung 2 gemäß Fig. 4 betätigt wird, um einen "SPEICHER"-Modus auszuwählen und ein "ZYKLUS START"- Tastschalter am unteren rechten Eck der Tafel gedrückt wird, wird der automatische Betrieb gestartet. Der automatische Betrieb kann durch Drücken eines "SPEISUNG HALTEN"-Tastschalters gestoppt werden, der gegenüber dem "ZYKLUS START"-Tastschalter angeordnet ist.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß es nicht notwendig ist, die Mehrzweckoperations­ tafel 30 mit dem NC-System verbunden zu halten. Es ist vielmehr wesentlich, die Verbindung von der externen Operationseinrichtung 2 mit dem NC-System aufrechtzuerhal­ ten. Da die Mehrzweckoperationstafel 30 nun so ausgestaltet ist, daß sie von dem NC-System nach der Benutzung oder bei nicht erforderlichen Gebrauch getrennt werden kann, kann das NC-System in seiner Konstruktion verein­ facht werden. Außerdem kann eine Vielzahl von NC-Syste­ men mit Hilfe einer einzigen Tafel ge­ steuert werden.

Wie bereits im Detail beschrieben, ist erfindungsgemäß eine Mehrzweckoperationstafel bestehend aus dem Mehrzweck­ volltastenfeld und der Mehrzweckanzeigeeinheit geschaffen worden der Art, daß sie mit dem seriellen Datenübertra­ gungs- und Empfangsabschnitt des NC-Systems im Bedarfs­ falle verbunden und von diesem getrennt werden kann. Somit wird die Mehrzweckoperationstafel mit dem NC-Sy­ stem nur dann verbunden, wenn eine Programmoperation aus­ geführt wird. Sie kann abgetrennt werden, nachdem die Programmoperation ausgeführt worden ist. Auf diese Weise kann das NC-System in seiner Größe kleiner hergestellt werden sowie preisgünstiger gefertigt werden. Die Verwen­ dung der Mehrzweckoperationstafel ist wirtschaftlich. Sie kann für eine Vielzahl von NC-Systemen verwendet wer­ den.

Claims (5)

1. Numerisches Steuersystem für eine Werkzeugmaschine

• a) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (10) enthaltend einen Steuerabschnitt (40) mit einer Zentralverarbeitungseinheit (41), einen Speicher (4) und einen Ausgangsabschnitt (6),
• b) mit einer mit der Datenverarbeitungseinrichtung fest verbundenen externen Bedienungseinrichtung (2),
• c) mit einer der Datenverarbeitungseinrichtung vorgeschalteten Einrichtung (7) zur seriellen Datenübertragung, und
• d) mit einer zur seriellen Übertragung von Programmdaten bedarfsweise an die Einrichtung zur seriellen Datenübertragung anschließbaren Programmiereinrichtung (30), enthaltend eine Eingabetastatur (31) und eine Anzeigeeinrichtung (32),

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) die Programmdaten aus der Programmiereinrichtung im Steuerabschnitt (40) nach einer in einem Code-Entscheidungsprogramm-Speicher (43) festgelegten Programmfolge mit in einem Code-Datenspeicher (42) abgelegten Codedaten auf Übereinstimmung verglichen werden und eine Übereinstimmung durch Setzen einer Entscheidungs-Beendigungs-Kennung (D) signalisiert wird.

2. Numerisches Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code der Code-Daten im Code-Entscheidungsprogramm-Speicher (43) ein ASCII-Code ist.

3. Numerisches Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code der Code-Daten im Code-Entscheidungsprogramm-Speicher (43) ein ISO-Code ist.

4. Numerisches Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die serielle Datenübertragungseinrichtung (7) eine RS-232 C-Einrichtung ist.