DE2927254A1 - Numerische rechnersteuerung fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Numerische rechnersteuerung fuer werkzeugmaschinen

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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 3 1 O 5 BRD
Numerische Rechnersteuerung für Werkzeugmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Rechnersteuerung (CNC-Steuerung) für Werkzeugmaschinen, bei der der Rechnersteuerung ein Anpaßteil mit frei programmierbarer Steuerung für von und zu der Maschine übertragende Daten zugeordnet ist und eine Bedientafel mit Eingabe- und Anzeigeelementen zur Eingabe von Daten in die Steuerung und zur Anzeige von Daten aus der Steuerung vorgesehen ist.
Numerische Rechnersteuerungen dieser Art, die mit Mikroprozessoren arbeiten, sind bekannt (vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 1977, Heft 8, Seiten 586-592).
Der Steuerung ist eine an die Steuerung angebaute oder externe Bedientafel zugeordnet, auf der eine Reihe von Eingaben- und Anzeigeelementen vorgesehen sind, mit denen ganz bestimmte Funktionen und Abläufe in der numerischen Steuerung angesprochen bzw. angezeigt werden
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können. Bei der bekannten Steuerung läuft dabei der Datenverkehr von der Bedientafel über den zentralen Datenbus des Systems zur Zentraleinheit, dem eigentlichen Kern der numerischen Rechnersteuerung.
Es wird nun in zunehmendem Maße,- größere Freiheit in der Gestaltung der Bedientafel verlangt, d.h. mit ganz bestimmten Eingabeelementen sollen ganz bestimmte Funktionen oder ganze Funktionsabläufe angesprochen werden, wobei die Bedürfnisse und Anforderungen je nach Maschine und Typ sehr unterschiedlich sein können.
Läßt man eine derartige Variation zu, so bedeutet dies, daß in das Programm der Rechnersteuerung entsprechend eingegriffen werden muß. Dies ist relativ aufwendig und kann u.U. zu Störungen im Gesamtbetriebssystem der Steue rung führen. Eine andere Möglichkeit wäre die, zwischen der eigentlichen Rechnersteuerung und der Bedientafel eine Datenaufbereitung mit einem Mikroprozessor oder dergleichen vorzunehmen. Auch diese Lösung bereitet hinsichtlich der Programmierung Schwierigkeiten, außerdem ist man hinsichtlich Sonderfunktionen relativ beschränkt .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anordnung der eingangs genannten Art auf relativ einfache Weise so zu gestalten, daß man im Aufbau der Bedientafel weitgehend flexibel sein kann, ohne in die eigentliche Rechnersteuerung einzugreifen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Datenverkehr zwischen Bedientafel und Rechnersteuerung über die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil abgewickelt ist und durch diese Steuerung Jeweils der funktioneile Zusammenhang zwischen Eingabe- und An-
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Zeigeelementen an der Bedientafel und zu realisierenden Funktionen in der Rechnersteuerung festgelegt ist.
Auf diese Weise kann jeder beliebige Zusammenhang ohne Eingriff in die eigentliche Rechnersteuerung vorgenommen werden, ein steuerungsseitiger Mehraufwand ist damit nicht verbunden, da die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil an sich schon vorhanden ist. Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 den Datenfluß bei einer bekannten numerischen-Steuerung,
Figur 2 das Prinzip des Datenflusses bei der erfindungsgemäßen Lösung,
Figur 3 die Anordnung nach Figur 2 mit einigen zusätzlichen Details,
Figur 4 einen beispielsweisen Zusammenhang zwischen Eingabe- und Anzeigeelementen an der Bedientafel und zu realisierenden F\mktionen in der Steuerung und
Figuren 5 und 6 Einzelheiten des Datenflusses zwischen Bedientafel und Steuerung.
Figur 1 zeigt schematisch den Datenfluß bei einer bekannten numerischen Rechnersteuerung. Von der Eingabe in Form einer Bedientafel 5, eines Rechneranschlusses (DNC) 6 oder eines Lochstreifenlesers 7 gelangen die Daten in eine numerische Steuerung 1, die mit einem Mikroprozessor aufgebaut ist. (Vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 1977, S. 586-592). Die Daten werden in der numerischen Steuerung 1 aufbereitet. Durch Ausgabe entsprechender Sollwerte an die Vorschubantriebe der Maschine 3 und Verarbeitung der zugehörigen Istwerte werden Weg- und Drehzahl geregelt. Die übrigen Daten, wie z.B. Störungsmeidungen oder Maschinenfunktionen F^, Fp - die maschi-
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nenspezifisch ganz unterschiedlich sein können - gehen über ein sogenanntes Anpaßteil 2 an die Maschine 3 bzw. werden von dort zurückgemeldet. Ist das Anpaßteil als freiprogrammierbare Steuerung aufgebaut (vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 48, 1974, Beiheft "Integrierte Bausteinsysteme SIMATIC" S. 43-46 oder Siemens-Zeitschrift 1973, Beiheft "Steuerungen und Antriebe zur Automatisierung der Werkzeugmaschine" S. 56-61 oder Siemens-Zeitschrift 1975, S. 354-363), so ist mit einer derartigen Anordnung eine Vielzahl von Steuerungsabläufen Je nach den Eingangsbedingungen - realisierbar.
An der Bedienungstafel 5 sind Eingabe- und Anzeigeelemente, wie Schalter, Tasten, Lampen usw., die mit S1, S2 usw. bezeichnet sind, schematisch angedeutet. Diesen Elementen sind in der Steuerung ganz bestimmte Abläufe bzw. Funktionen F1, F2 usw. zugeordnet, z.B. bestimmt die Stellung von S1 die Funktion von F1 - Vorschubhalt, S2 die Funktion F2, z.B. ein Unterprogramm, S3 ist eine Anzeige für den ordnungsgemäßen Zustand der Steuerung, d.h. eine Anzeige für den Zustand bzw. die Funktion F3 der Steuerung usw.
Es ist nun vorteilhaft, wenn die Verknüpfung zwischen den Elementen S1, S2, S3 usw. und den zugehörigen Funktionen oder Abläufen F1, FZ, F3 usw. in der Steuerung je nach den maschinenbedingten Erfordernissen oder Wünschen des Kunden leicht zu ändern ist.
Hierzu wird das Konzept nach Figur 1 so abgeändert, daß der Datenverkehr zwischen Bedientafel 5 und numerischer Rechnersteuerung 1 über die freiprogrammierbare Steuerung des Anpassungsteils 2 läuft. Hier werden die Daten so aufbereitet und umgeschlüsselt, daß von der numerischen Steuerung 1 aus gesehen sich nichts ändert,
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wenn an der Bedientafel andere Belegungen vorgenommen werden. War z.B. in der Standardsteuerung ST (vgl.Fig.4) durch das Element S1 die Funktion F1 und mit S2 die Funktion F2 einstellbar und soll z.B. in einer Version V1 dies umgedreht werden, d.h. S2 bestimmt F1 und S1 bestimmt F2, so wird dies dadurch erreicht, daß die freiprogrammierbare Steuerung 2 diese Daten für die numerische Rechnersteuerung umtauscht. Mit anderen Worten, die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil 3 bestimmt die Verknüpfung zwischen den Eingabe- und Anzeigeelementen S und der realisierten Funktion F in der Steuerung. Es kann gleichzeitig auch eine ganze Reihe von Funktionen F bei Betätigung eines Elementes angestoßen werden (vgl. z.B. Version V2 in Figur 4). Ferner ist es möglich, Programmabläufe F„ zu realisieren, die in den Standardsteuerungen nicht serienmäßig vorgesehen sind.
Figur 3 zeigt weitere Einzelheiten des Datenverkehrs zwischen Bedienungstafel 5 und dem Rest der Steuerung.
Wie ersichtlich, ist die Bedienungstafel 5 modular aufgebaut, d.h. an eine Bedienungstafel - Zentralstation 51 mit der Anzeige 55 - sind drei oder mehr Stationen 53 über einen interren Datenbus 52 anschließbar. Die Bedientafelzentralstation 51 verkehrt ihrerseits über einen Sender/Empfänger 54 und einem Sender/Empfängerbus 4 mit einem Sender/Empfänger 11 in der Rechnersteuerung 1. Wie angedeutet, können dabei eine Reihe von Bedientafeln 5 an den gleichen Bus 4 angeschlossen werden. Vom Sender/ Empfänger 11 gelangen die Daten Über eine Anpaßschnittstelle A2 in die freiprogrammierbare Steuerung des Anpaßteils 2, werden hier aufbereitet und gehen über eine Schnittstelle A4 an die Rechnersteuerung 1. Von hier aus gelangen die Daten nach Bearbeitung entweder an die Maschine 3 oder über eine Schnittstelle A 5 zurück an den Anpaßteil 2.
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Auch der Datenverkehr von der numerischen Rechnersteuerung 1 zur Bedientafel 5 wird über den Anpaßteil 2 und die Schnittstelle A3 geführt und dort aufbereitet.
Figur 5 zeigt den Anschluß der Bedientafel 5 an die Steuerung. Die von der Steuerung 1 über den Anpaßteil 2 auf den internen Datenbus 74 gelieferten Worte wurden im Speicher 72 zwischengespeichert und bei Freigabe über den Sender 112 des Senders/Empfängers 11 und den bidirektionalen Bus 4 zum Empfänger des Senders/Empfängers in der Bedientafel 5 geführt. Zur Steuerung dieser Vorgänge ist steuerungsseitig eine Steuerlogik 73 vorgesehen, die von den an den Adreßbus 75 angeschlossenen Adreßdecoder 71 wirksam gemacht wird. Vom Empfänger des Senders/Empfängers 54 in der Bedientafel gelangen die Worte entweder über den Speicher 63 auf den internen Adreßbus 61, zur internen Datenbusausgabe 64 oder zur Anzeige 55. Zur Steuerung der Abläufe und des Sender/ Empfängers 54 ist-eine Steuerlogik 6 vorgesehen. Die in der Bedientafel 5 erzeugten Daten laufen von der Datenbuseingabe 62, dem Sender im Sender/Empfänger 54, dem Bus 4 und dem Empfänger 111 zum internen Datenbus 74 der numerischen Rechnersteuerung 1.
Figur 6 zeigt die Paritätsprüfung in der Bedientafel Im Sender/Empfänger 54 ist ein 9Bit Paritätsdecoder vorgesehen, der die übertragenen Worte auf z.B. geradzahlige Parität überprüft. Stellt diese Einrichtung einen Paritätsfehler fest, so wird ein Paritätskurzzeitspeicher 65 bis zur nächsten Übertragung zur Steuerung gesetzt. Das Ausgangssignal dieses Speichers 65 wird dem Encoder 544 zugeführt. Der Encoder 544 arbeitet im Normalfall so, daß die bei der Abfrage der Bedientafel gelieferten Werte jeweils so ergänzt werden, daß sich die erforderliche Parität ergibt. Durch
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das Ausgangssignal des Speichers 65 wird nun die Parität gestört, z.B» dadurch, daß auf eine andere Parität, z.B. von gerade auf ungerade umgeschaltet wird. Der Empfänger 111 in der Steuerung, in der ebenfalls eine Paritätsprüfung vorgenommen wird, erkennt den Paritätsfehler und gibt eine Störmeldung aus. Um erkennen zu können, ob der Fehler auf dem Weg von der Steuerung zu Bedientafel oder auf dem Rückweg geschehen ist, ist ferner in der Bedientafel noch ein weiterer Speicher
1G 66 vorgesehen, der ebenfalls bei einem Paritätsfehler gesetzt wird. Dieser Speicher 66 kann dann von der Steuerung her abgefragt werden; ist er gesetzt, so muß der Fehler bei der Übertragung von der Steuerung zur Bedientafel geschehen sein.
Der Speicher 66 hat weiterhin die Aufgabe, bei Sendungen zur Bedientafel eine blockweise Paritätskontrolle zu ermöglichen, indem jeweils nur einmal nach einer frei wählbaren Anzahl von Worten der Speicher 66 abgefragt wird. Dadurch wird die Paritätsüberwachung wesentlich vereinfacht, ohne daß Paritätsfehler unerkannt bleiben.
Der Speicher 66 kann ebenfalls zur Funktionsüberwachung der Bedientafel verwendet werden. Hierbei wird der Speicher 66 durch absichtliches Senden einer falschen Parität gesetzt und auf diesen Zustand abgefragt. Dadurch werden ca. 8096 der Bedientafelfehlfunktionen geprüft.
Bei ausgeschalteter Bedientafel oder defektem Bedientafelsender oder offener Kabelverbindung wird die Steuerung ebenfalls durch Paritätsfehler alarmiert. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, daß ein in der Steuerung verwendeter Differenzempfänger bei offener oder nicht angesteuerten Leitungen n\r L-Signale (in diesem Falle acht L-Signale) ausgibt. Das entspricht einer geraden Parität, während bei ungestörtem Betrieb
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eine ungerade Parität erwartet wird.
Zusätzlich wird beim Einschalten und Wiedereinschalten der Bedientafel der Paritätskurzzeitspeicher 65 und der Langzeitspeicher 66 zwangsweise in Fehlerstellung gebracht. Hierdurch erhält die Steuerung zusätzliche Informationen.
5 Patentansprüche
6 Figuren
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Claims (5)

  1. - JT- VPA 79 P 3 1 O 5 BRD
    Patentansprüche
    [ 1.) Rechnersteuerung für Werkzeugmaschinen, bei der der Ttechnersteuerung ein Anpaßteil mit freiprogrammierbarer Steuerung für von und zu der Maschine übertragende Daten zugeordnet ist und eine Bedienungstafel mit Eingabe- und Anzeigeelementen zur Eingabe von Daten in die Steuerung und zur Anzeige von Daten aus der Steuerung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenverkehr zwischen Bedientafel (5) und Rechnersteuerung (1) über die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil (2) abgewickelt ist und durch diese Steuerung Jeweils der funktioneile Zusammenhang zwischen Eingabe- und Anzeigeelementen (S) an der Bedientafel (5) und zu realisierenden Funktionen (F) oder Ablaufen durch die Rechnersteuerung (1) festgelegt ist.
  2. 2. Numerische Rechnersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sine Reihe von Bedientafeln (5) über einen gemeinsamen Sender/Empfängerbus (4) an die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil (2) angeschlossen sind.
  3. 3. Rechnersteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von beliebig bestückten Bedienungstafelmodulen (53) über einen internen Datenbus (52) an eine mit der Rechnersteuerung verbundene Bedientafelzentralstation (51) einer Bedientafel (5) angeschlossen sind.
    30
  4. 4. Rechnersteuerung nach Anspruch 1, bei der steuerungsseitige Sender/Empfänger (11) und Sender/Empfänger (54) in der Bedientafel (5) mit einer Paritätsüberwachung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Empfängerbetrieb der Bedientafel erkanntes Signal mit
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    QRlGHNAL-tNSPECTED
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    Paritätsfehler einen gezielten Paritätsfehler eines Signals im Sendebetrieb der Bedientafel hervorruft.
  5. 5. Rechnersteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten aines Paritätsfehlers oder eines anderen Fehlers ein Speicher (66) in der Bedientafel gesetzt wird und dieser Speicher von der Rechnersteuerung auf Paritätsfehler abfragbar ist.
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