CN109074065B - 用于将数控装置匹配于待控制的机器的设备和方法以及数控装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将数控装置(2)数据相关地匹配于机器(4)的设备，包括数据检测逻辑装置(20)，其经由数据连接(18)与机器(4)连接，以检测机器参数的值，该机器参数反映出机器状态的特征。根据本发明，数据检测逻辑装置(20)包括接口模块(22)。接口模块(22)包括规则，由此将机器参数的值的机器数据结构变换成可由数控装置(2)读取的控制数据结构。此外，接口模块(22)包括解释器(24)，其具有用于规则的插件机构(26，26.1，26.2，26.3)，以解释和准备机器参数的值。在根据本发明的用于将数控装置(2)数据相关的匹配于机器(4)的方法中，将待控制的机器(4)置于到至少一个第一机器状态下(30)。将在至少一个第一机器状态下出现的机器参数的值传输给数据检测逻辑装置(20)并且存储在那里(32)。至少一个机器状态与所存储的机器参数的值相关联作为用于解释机器参数的值的至少一个规则(34)。

Description

用于将数控装置匹配于待控制的机器的设备和方法以及数控 装置

技术领域

本发明涉及一种用于将数控装置数据相关地匹配于机器的设备，包括数据检测逻辑装置，其经由数据连接与机器连接以检测机器参数的值，该机器参数反映出机器状态的特征，其中，数据检测逻辑装置包括接口模块。

本发明此外涉及一种用于将数控装置数据相关地匹配于机器的方法，其中，数控装置包括数据检测逻辑装置，其用于检测机器参数的值，该机器参数的值反映出机器状态的特征，该数据检测逻辑装置经由数据连接与机器连接。

本发明还涉及一种具有用于将数控装置数据相关地匹配于机器的设备的数控装置。

背景技术

用于控制机器的、从数据载体中读取控制命令且将其转换成机器的工作流程和/或移动流程的设备称作为数据装置(NC，英文Numerical Control)。如今，数控装置通常配备有计算机，该计算机处理用于机器的相应的工作流程和/或移动流程的以计算机程序的形式存在的控制命令。对于能够给出用于一系列机器的不同移动流程的控制程序而言，存在标准化的编程语言，其中，确定待传输的数控信息的语句格式和地址格式。因此，能够在不同的数控装置上处理根据标准建立的程序。将控制程序的通用的预设的控制命令匹配于具体的机器经由专用的数据逻辑装置进行。

对于数控装置，能够划分三种主要的功能组：COM部分、NC核心和匹配控制装置。

COM部分用于与所连接的***设备、即例如输入和输出组件、传感器、限位开关等的通信任务。此外，COM部分履行与人机接口中的操作员和对于编程环境中的编程员的通信任务，该编程环境包括至少一个程序编辑器，但是通常也包括仿真和测试装置。

NC核心包含数控装置的主功能，即例如对于机床包括路径控制和技术进而产生移动理论值。对该移动的跟踪通常通过位置调节装置进行。

匹配控制装置用于将数控装置匹配于具体的机器类型。在此，基于布尔变量和基础函数来实现机器相关的连接。匹配控制装置与机器中的执行器和传感器连接。经由匹配控制装置操控机器中的执行器并且检测机器中的传感器的信号或状态，并且必要时也进行处理。在如今的数控装置中，匹配控制装置通常借助PLC(可编程逻辑控制器)实现，该PLC根据可编程逻辑控制装置的方式工作。

数控机器的结构和功能同样是多样的，如在不同的制造技术中存在的。因此，在现代制造中例如使用数控钻孔机、铣削机、切削机和磨削机。此外，根据工件种类的特种机器、即例如铣齿机、曲轴加工机和工件打磨机是现代制造中不可或缺的。全部这些机器类型都需要单独地匹配于数控装置。数控装置经由相应的匹配控制装置适配于可数控机器。

不同机器中的结构和功能的差异也反应在数控装置和机器之间的通信中。与数控装置的数据检测逻辑装置通信经由待控制的机器的二进制输入和输出端进行。由于不同机器类型和机器种类中的工作流程不同，通常，相应地用于通信的数据结构是不同。但是也存在通用的机器状态，该机器状态在多种机器类型和机器种类中是相同的。属于此的例如是如“机器生产”、“故障”、“主动维护”等的状态。这些机器状态在机器运行时被检测，并且在其出现时或在其未出现时由控制程序产生相应设置的动作和/或通知。因此，在数控装置和被控机器之间存在信息内容，其在多种机器中尽管数据结构不同但具有类似的意义或类似的语义。

在WO 2012/074823 A1中公开了一种用于辨识在机器中的异常的方法。在此，对存在于机器的控制器中的数据进行评估。同样地，对安装在机器上的传感器的数据进行评估。对于特定的机器状态，确定传感器数据的特定的值范围，并且检查，在相应的机器状态中，测定的传感器数据是否位于确定的值范围内。

在US 2014/0201571 A1中公开了一种用于状态监控和故障诊断的***，其中，为机器、例如机器人记录数据。对数据进行分析并且从分析结果中推出单个部件的状态。

在DE 39 39 629 A1中公开了一种用于机床或者机器人的数控装置，其中，控制信号和通知信号能够经由匹配接口以及多个信号线在控制装置与待控制的器件之间进行交换。匹配接口与可编程的编码器相关联，其为每个信号功能和访问类型确定所属的相应的信号线。这样的关联是能够在安装阶段期间自由地设定的。分别将运行的号码作为关联的位置号码与这种符号式的名字相关联。编码器的控制器侧为信号的符号式的名字记入运行的号码并且根据排行列表告知编码器。在那里，进行运行的号码到空间条件的关联。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够简单地将数控装置匹配于具体机器的设备。

本发明的目的同样在于提供一种能够简单地匹配于具体机器的数控装置。

同样地，本发明的目的在于提供一种方法，借助该方法能够将数控装置简单地匹配于具体的机器。

首先提到的目的通过根据本发明的设备实现。据此，开始提出的数控装置的数据检测逻辑装置包括接口模块。接口模块包含规则，借助该规则机器参数的值的机器数据结构被变换成能由数控装置读取的控制数据结构。此外，接口模块包含具有用于规则的插件机构的解释器，以解释和准备机器参数的数据。

借此实现：将不同的机器数据结构灵活地转换成普遍适用的控制数据结构。根据软件经由规则来实现灵活性。描述机器状态的参数的控制数据结构能够遵循标准数据格式或者甚至遵循标准化的数据结构。例如，对于不同的机器存在有一般通用的机器状态，这些机器状态因此借助规则被变换并且转发给控制装置。

利用解释器实现该功能具有的优点是：直接由解释器借助其规则集相应地处理当前出现的机器数据。如果存在用于该机器数据的规则，那么在不改变语义的情况下机器数据结构被变换成控制数据结构。借助使用在接口模块中的解释器能够确保：规则的逻辑是与控制代码解耦的并且不改变机器代码。解释器根据机器参数的值借助于规则来确定机器状态。在此，分别将出现的机器数据与计时器的规则集进行比较。如果存在匹配的规则，那么根据该规则在不改变语义的情况下实现控制数据结构的变换。经由相应的插件能够将不同的机器类型和机器种类简单地匹配于数控装置，该插件预设了变换数据结构的机器特定的规则。

在一个特别有利的设计方案中，待控制的机器实施为机床。机床包括用于建立并也通知确定的机器状态的二进制的输入端/输出端。经由输入端将用于机床运行的控制信号输送给机床中的执行器。经由输出端，信号由机床中的传感器被提供给数控装置。不同的机床因此能够独立于其中实施的制造技术简单地匹配于通用数控装置。

第二所述目的通过根据本发明的数控装置实现。据此，数控装置包括根据本发明的设备。另外，数控装置包括匹配控制装置并且数据检测逻辑装置实施为数控装置的匹配控制装置的一部分。

第三所述目的通过根据本发明的方法实现。据此，该方法为了将开始提到的数控装置根据数据匹配于开始提到的机器而包括如下步骤：

-将待控制的机器的置于相应的机器状态下，

-将在相应的机器状态下出现的机器参数的值传输给数据检测逻辑装置，

-将在相应的机器状态下出现的机器参数的值存储在数据检测逻辑装置中，并且

-将相应的机器状态指派给机器参数的相应存储的值作为用于解释机器参数的值的至少一个规则。

该方法允许：通过记录和描述实际数据自动地由数控装置学习用于变换数据结构的规则。机器操作员不必专注于机器参数的哪个值反映出特定的机器状态的特征。机器操作员将机器依次置于相关的状态下并且分别存储在此出现的机器参数的值的组合。语义或含义内容由预设的机器状态来限定。现在，在日常运行中自动地使用学习到的规则，以便识别相应的状态。

附图说明

结合实施例的下述描述，本发明的上文所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法变得更加清楚且显而易见，其中该实施例结合附图详细阐述。在此以示意图示出：

图1示出数控装置与借助其控制的机床的结构的框图，以及

图2示出用于产生规则的方法的主要的方法步骤，该规则用于将机床数据变换成控制数据。

具体实施方式

图1中的框图示出机床数控装置2，该机床数控装置与用于加工工件的机床4共同作用。用户或操作员到机床控制装置2的访问经由输入/输出单元6进行，该输入/输出单元也能够作为NC操作面板。另外还设置有通信接口8，该通信接口实现机床数控装置2到计算机网络中的嵌入，该功能英语称作为Distributed Numerical Control(DNC)分布式数控装置。

机床控制装置2划分成三个主区域。第一主区域、即COM部分10履行与所连接的***设备(即例如输入组件和输出组件、传感器、限位开关等)的通信任务。此外，COM部分10用于与输入/输出单元6通信。该COM部分还提供编程环境，其包括至少一个程序编辑器，但也通常包括仿真装置和测试装置。

机床控制装置4的主功能、即路径控制和改动语句并进而产生用于机床4的移动理论值是在NC核心12中实现的。

最后，匹配控制装置14实现了机床控制装置4的第三主功能，该匹配控制装置用于将来自NC核心12中的通用的涉及工件的移动控制匹配于具体的机床4。

机床控制装置2与机床4的数据或信号技术连接关于用于机床4的轴15的移动理论值借助于第一控制线路16、并且关于机床4中的传感器和执行器借助第二控制线路18经由二进制的输入端/输出端17实现。

在匹配控制装置14中，基于布尔变量和基础函数来实现机器相关的连接。属于此的是执行器的操控、传感器信号的检测、监控功能的实现、安全功能的保障等。在此，借助时间函数和计数函数来实现直至流程控制的简单的逻辑关联。为此，进一步处理用于机床4的在NC核心12中运行的控制程序的控制命令。例如，将G代码中的T和M命令匹配于具体的机床4并且转换成相应的控制信号。

在传统的数控装置中，匹配控制装置14借助于存储器可编程控制装置实现。根据本发明的在此描述的实施例，当前的匹配控制装置14包括数据检测逻辑装置20，经由该数据检测逻辑装置评估为不同机器状态特征化的全部机器参数并且为在NC核心12中的程序运行做准备。该状态信号必要时被转发给输入/输出单元6和通信接口8。

数据检测逻辑装置20包括具有规则的接口模块22，借助这些规则机器参数的值的组合的机器数据结构被变换成由数控装置2可读的控制数据结构。在此，变换的目的是：将不同的且适合于每种机器种类的机器数据结构在维持语义的情况下变换成标准化的控制数据结构。

数据结构在此理解为数据元素和/或另外的数据结构，它们保持逻辑关联，并且组合成在共同的名称下的更大的单元。数据结构描述了在数据传输时和在计算机中处理时的数据组织的类型。

接口模块22包括解释器24。解释器24将机器数据结构借助于实施的规则变换成控制数据结构。用于变换的规则被存储到针对每个机床特征化的插件26、26.1、26.2、26.3中。借此得到如下优点：匹配控制装置14仅通过接纳针对机床4特征化的插件26才能匹配于具体的机器类型。在另一机床类型中，机床控制装置2例如通过相应的插件26.1或26.2或26.3等匹配于具体的机床。插件26.1、26.2、26.3等例如能够存储在程序库中。

图2示出用于产生规则的方法的框图，该规则用于将机床数据变换成控制数据。对此，在第一方法步骤30中，机床4例如经由输入/输出单元6被置于第一运行状态下，如此创建了用于变换的第一规则。机器的操控也能够经由APP形式的远程访问来实现。APP应理解为用于移动设备、如智能电话和平板计算机的应用软件(也称作应用程序，简称应用；英文application software应用软件，简称App)，由此通常提供和支持可用的或期望的、用户附近的功能。该用户附近的功能在此用于对机器的控制。

从第一运行状态中得到的机器参数的值在第二方法步骤32中经由第二控制线路18传输给数据检测逻辑装置20中的解释器24并且存储在那里。解释器24同样获得针对预设的第一运行状态的由机床控制装置2可读的第一控制数据，其与出现的且描述机器状态的机器数据相关联。

在操纵者的输入之后，预设的运行状态的由数控装置可读的控制数据结构在第三方法步骤34中与在此在机床4中设定的运行参数的值结合成第一规则。

通过将特定的机器状态指派给当前的实际数据组的方式，第一规则因此被解释器24习得。

随后，在方法步骤36中，机床4被置于第二状态，其中相应地设定了运行参数的值的另一组合。类似于方法步骤32和34针对第二状态建立第二规则。

上面提出的方法步骤以如下频率执行，直至对全部普遍出现的运行状态建立对于数据变换所需的规则。对于相应机床类型适用的这些规则被存储在插接26中。

如上建立的规则也对于相同的机床4又能够直接用于匹配数控装置4。因此可行的是：如上述那样建立插件26、26.1、26.2、26.3等的完整的程序库。随后，为了匹配于具体的机床仅需将这些插件26、26.1、26.2、26.3中之一装载到解释器24中。

如果对于具体的机床而言插件程序库还不包含特征化的插件26、26.1、26.2、26.3，那么在不了解机床参数的具体值的情况下，对机床的调试能够利用根据图2描述的方法将根据图1描述的机床控制装置2至少对于机床4的普遍适用的状态匹配于机床控制装置2。这以简单的方式通过从出现的机床参数的实际值中建立相应的规则来实现。

Claims (7)

1.一种用于将数控装置(2)数据相关地匹配于机器(4)的设备，所述数控装置包括数据检测逻辑装置(20)，所述数据检测逻辑装置经由数据连接(18)与所述机器(4)连接，以检测机器参数的值，所述机器参数反映出机器状态的特征，其中，所述数据检测逻辑装置(20)包括接口模块(22)，

其特征在于，

-所述接口模块(22)包括规则，所述机器参数的值的机器数据结构借助所述规则被转换成能由所述数控装置(2)读取的控制数据结构，

-并且所述接口模块(22)包括解释器(24)，所述解释器具有用于所述规则的插件机构(26、26.1、26.2、26.3)，以解释和准备所述机器参数的值，

其中，所述规则通过如下步骤获得：

-将待控制的所述机器置于相应的机器状态下(30)，

-将在相应的所述机器状态下出现的所述机器参数的值传输给所述数据检测逻辑装置(32)，

-将在相应的所述机器状态下出现的所述机器参数的值存储在所述数据检测逻辑装置中(32)，并且

-将相应的所述机器状态指派给分别存储的所述机器参数的值作为用于解释所述机器参数的值的至少一个规则(34)，

其中，由所述解释器借助规则集相应地处理当前出现的所述机器数据，使得如果存在用于该机器数据的规则，则在不改变语义的情况下将所述机器数据结构变换成所述控制数据结构，其中所述数据结构描述在数据传输时和在计算机中处理时数据的组织的类型。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备用于将所述数控装置(2)数据相关地匹配于机床。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，待控制的所述机器(4)包括执行器和传感器，其中，由所述执行器和所述传感器的状态来确定所述机器参数。

4.一种具有根据权利要求1至3中任一项所述的设备的数控装置，

其特征在于，所述数控装置(2)包括匹配控制装置(14)并且所述数据检测逻辑装置(20)实施为所述数控装置(2)的所述匹配控制装置(14)的一部分。

5.一种用于将数控装置(2)数据相关地匹配于机器(4)的方法，其中，所述数控装置(2)包括数据检测逻辑装置(20)，所述数据检测逻辑装置经由数据连接(18)与所述机器(4)连接，以检测机器参数的值，所述机器参数反映出机器状态的特征，

其特征在于，所述方法包括如下步骤：

-将待控制的所述机器置于相应的机器状态下(30)，

-将在相应的所述机器状态下出现的所述机器参数的值传输给所述数据检测逻辑装置(32)，

-将在相应的所述机器状态下出现的所述机器参数的值存储在所述数据检测逻辑装置中(32)，并且

-将相应的所述机器状态指派给分别存储的所述机器参数的值作为用于解释所述机器参数的值的至少一个规则(34)，

其中，由所述解释器借助规则集相应地处理当前出现的所述机器数据，使得如果存在用于该机器数据的规则，则在不改变语义的情况下将所述机器数据结构变换成所述控制数据结构，其中所述数据结构描述在数据传输时和在计算机中处理时数据的组织的类型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数据检测逻辑装置(20)包括解释器(24)，所述解释器具有用于解释和准备所述机器参数的值的规则，并且所述解释器(24)借助于所述规则根据所述机器参数的值确定所述机器状态。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述数控装置(2)与待控制的所述机器(4)的调试期间实现将所述数控装置(2)匹配于待控制的所述机器(4)。

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