CN100492230C - 用于避免对机床误控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防误控制保护的机床(2，2a)，具有：控制和/或调节装置，用于对机床的功能，优选对机床的轴进行控制，和用于写入数据载体或电子载体信号(3)上的所述控制和/或调节装置的机床控制参数的机构，所述机床具有防误控制保险模块，优选防控制保险软件模块，所述软件模块用于对所述机床特定的和利用非对称加密方法采用一个分配给机床(2，2a)的用于加密的密钥加密的机床控制参数利用同样分配给机床(2，2a)的与密钥不同的和用于解密的解密密钥进行重新解密，和只有在成功的进行解密的情况下防误控制保险模块才对机床控制参数进行释放，对机床(2，2a)进行控制，本发明还涉及一种采用机床控制参数避免对机床进行误控制的方法，以及数据载体或载体信号和生成数据载体或载体信号的方法、系统和程序。

Description

用于避免对机床误控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种防误控制保护的机床和一种相应的采用机床控制参数避免对机床误控制的方法。

背景技术

目前制造机床时，面临越来越多的相互交织的生产过程，所述生产过程的标准化在工业界是首先加以考虑的问题，同时还要将用于控制机床必要的计算机系统一并在该生产过程加以考虑。其中的一个目的在于实现技术上可行的统一的机床控制系统，所述机床控制系统可以使使用者在对具体的机床类型进行更换时或甚至在更新数据库和存储数据时为根据工件程序加工产品提供尽可能高的机床控制参数的一致性。

很久以来针对不同的机床类型一直在探索所述的措施。

在此，对于锥齿轮切齿机目前的解决方案是，整个机床系列的机床控制参数被汇集在一个具有所有的在机床系列中有关的有待控制的轴的统一的数据模型中，所述数据模型然后根据相应的实际的机床的具体情况一在可行的情况下，即用机床控制参数控制的轴实际存在的情况下—生成。

但这种系统的问题在于，通过所述系统形成的用于机床控制参数的统一数据模型本身必须承担很大的相应的被控制的机床的工作安全性的风险。而在一个非统一的数据模型中不存在用机床控制参数对不适合所述参数的机床类型进行控制的风险，这是因为这种机床类型对相应的格式根本不能读取或至少不能处理，但在在上述统一情况的情况下是不能避免此点的。确切地说，所有机床类型都可以读取机床控制参数的统一的格式和也可以为实现控制进行处理；而且在此并不能保证该处理会导致在机床上有意义的工作结果。更为严重的是：有可能会将为机床类型1生成的机床控制参数错误地发送给机床类型2，所述机床类型2然后对机床控制参数进行处理和对轴进行控制，从而造成对机床本身不可恢复的损伤或甚至由于采用此方式的误控制的刀具对电源线的切断而造成对人员的伤害。

可以采用如下方式避免出现这种误控制，对机床控制参数添加一机床地址，所述机床地址表明利用机床控制参数控制哪个机床，和机床的设置应使其首先利用添加的机床地址检查是否机床控制参数对其实际适用。这种处理方式的前提条件是，如此保险的机床控制参数来自其生成的源并且实际上也未加变化地传递给机床。但并不是总是能够保证此点的实现。确切地说，这类参数一旦生成，很容易出现变化。因此会出现为特定的工件和特定的机床生成机床控制参数，而所述的机床在计划的生产时刻正好不能供使用。如果替代所述的机床提供另一机床，后者的机床基本上可以对机床控制参数的与机床无关的格式进行处理，而且所述格式对其它的极限值和在不同于其原计划使用的机床的安全边界条件也适用，则力求将所述机床控制参数简单地用于所述机床，尽管所述机床对此尚未被释放，其中利用一编辑器替代不能提供使用的机床原来的机床地址对虽然针对该控制参数提供使用的但尚未被释放的其它的机床的地址加以登记。

根据经验，这样一种弥补安全功能的方式在当前处于生产率压力很大的加工企业中是非异乎寻常的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种防误控制保护的机床和一种采用机床控制参数避免对机床误控制的方法，所述机床或参数应尽可能在很大程度上保证一旦为特定的机床生成控制参数也仅对该机床进行控制。

所述目的根据本发明通过一种防误控制保护的机床得以实现，所述机床具有一控制和/或调节装置，用于控制机床功能，优选控制机床轴，和用于写入一数据载体或者电子载体信号中的所述控制和/或调节装置的机床控制参数的机构，其特征在于，所述机床具有一防误控制保险模块，优选一防误差控制保险软件模块，所述软件模块用于将所述机床特定的和利用非对称加密方法采用一个分配给机床的用于加密的密钥加密的机床控制参数利用同样分配给机床的与密钥不同的和用于解密的解密密钥进行重新解密和只有在成功的进行解密的情况下防误控制保险模块才对机床控制参数进行释放，对机床进行控制。

通过一种本发明的数据载体或电子载体信号实现所述目的，所述数据载体或电子载体信号具有机床控制参数，所述机床控制参数用于写入机床内，其中在所述数据载体或所述电子载体信号上存在有所述机床的机床控制参数，所述机床控制参数利用非对称加密方法采用一个分配给机床的用于加密的密钥被加密，从而使机床利用同样分配给机床的与密钥不同的和用于解密的解密密钥对机床控制参数重新解密和数据载体或电子控制信号在写入时或写入后在机床控制参数被解密后利用机床控制参数对机床进行控制。

同样通过一种本发明的采用机床的机床控制参数避免对机床误控制的方法实现所述目的，其中对机床特定的机床控制参数利用非对称加密方法和采用一个分配给机床的和用于加密的密钥进行加密，从而使机床利用同样分配给机床的与密钥不同的和用于解密的解密密钥对机床控制参数进行重新解密。

采用上述本发明的机床，本发明的具有用于写入机床内的机床控制参数的数据载体或者载体信号，以及本发明的采用机床控制参数避免对机床误控制的方法实现了仅与机床控制参数生成所针对的机床相同的机床才被控制，其中仅该机床可以对对其特定的分配给其的加密密钥加密的数据可以进行解密和随之进行处理。为此对根据现有技术(例如弗里德利希·L·鲍尔，破译的秘密-密码学的方法和准则，柏林海德堡1995，153-168页或W·迪菲和M·E·赫尔曼，密码学的新动向，IEEE信息理论会议录，IT-22，6(1976)，644-654页或还还参见US4,405,829全文及引述文件也属于公开内容)的公开的方法，即所谓的非对称加密方法在此以非同寻常的方式被采用，其中利用加密密钥(在所述文献中也称作公钥)对接收者的信息进行加密，然后该信息利用一不同于公钥的解密密钥(在文献中也被称作私钥)被重新解密。根据本发明采用此方法的方式如下，加密密钥不用于加密，即不用于使信息不可读取，而是用于对正确的接收者的可靠的寻址。即加密密钥在此作为安全机构，避免未允许的对用加密密钥加密的机床控制参数的处理，而且还固有地通过所采用的非对称加密方法作为配合的机床的地址。与根据现有技术采用非对称加密方法的目的不同，本发明的目的不在于以任何一种方式实现对机床控制参数的保密，而仅仅旨在保证可以确保作业安全的实施控制指令，实现通过参数对机床的控制。此点是通过采用加密和解密密钥实现的。在本发明中仅有被授权的生成机床控制参数的系统了解该密钥；如果不了解加密密钥，则利用生成的机床控制参数是不能对机床进行控制的。反之，根据现有技术被称作私钥的解密密钥根据本发明不必非得是保密的。确切地说，此解密密钥可用于显示生成机床控制参数的计算机系统与相应的机床之间的联通，而不会因此造成对本发明力求实现的工作安全的机床控制的目的造成损害。

如果出于其它考虑仍打算对机床的解密密钥保密的话，则推荐一种本发明的实施方式，其中具有读取器，优选芯片卡读取器，所述芯片卡读取器用于接纳解密模块，优选用于接纳芯片卡，所述解密模块具有解密密钥，防误控制保险模块利用所述解密密钥将加密的机床控制参数解密，和其中解密模块的设置应使仅防误控制保险模块可以从模块中读取解密密钥，此点采用如下方式是可以很容易实现的，在模块中的数据，其中也包括解密密钥本身重新被加密，其中防误控制保险模块具有用于对模块数据进行解密的密钥。

优选采用如下方式确定解密是否成功，在解密后通过对分配给机床的的机床标识的查询加以确定，其中本发明的通过机床的机床控制参数避免对机床误控制的方法的设计应对机床控制参数在加密前添加分配给机床的机床标识，从而所述机床当其利用分配给其的私解密密钥对机床控制参数重新解密时，可以根据所述机床控制参数含有分配的机床标识这一事实确定所述机床控制参数是对机床进行控制的机床控制数据。具有用于写入机床内的机床控制参数的相应数据载体或者相应的电子载体信号的设计应使在数据载体或电子载体信号上具有至少一个一并被加密的分配给机床的机床标识，从而当机床利用分配的私解密密钥重新对机床控制参数解密时，根据机床控制参数具有分配给机床的机床标识可以确定所述的机床控制参数是对其进行控制的机床控制数据。

在一个特别优选的实施方式中，本发明的防误控制保护的机床的特征在于，防误控制保险模块根据由多个分配给机床的解密密钥构成的加密密钥对机床的不同的功能进行释放，用机床控制参数进行控制。

目前经常在市场上具有从其实体构件看是同一种机床，但在价格以及功能上具有不同的变型。其中分别根据客户打算支付哪种价位的选型，各个变型通常的区别在于各种控制模块，优选软件模块或甚至仅在于制造厂家对机床内已有的不同的(软件)模块的不同的释放。在上述实施方式中本发明适合于以非常理想的方式在很大程度上控制安全地实现所述的功能，其中在机床内存储有具有不同的功能范围的模块，优选软件模块，和对所述模块分别分配有不同的加密和解密密钥。对购买一特定的机床变型的客户加密密钥是公开的，但如果客户需要加密编码(如上所述例如在一芯片卡上)，则将一并提供作为固有的机床地址的其模块，所述模块的功能范围是客户选定的。仅有该模块可以对利用加密密钥加密的机床控制参数解密和继续处理。而所有其它的模块是截获不到任何参数的。实际上可以采用如下方式实现此点，对所有的模块顺序地尝试对机床控制参数进行解密，直至最后有一个(或没有任何一个)成功地实现解密，其中还可以采用如下方式对此过程最佳化，在所有的旨在解密的进一步尝试中总是从最后成功地实现解密的模块开始，因而节省了处理时间，和仅在更换时，例如在所谓的升级时，才探寻作为一虚拟的机床的加密密钥的模块。就此点需要强调的是，本发明特别适合于这类升级，其中在此情况下简单地向为其机床打算获得新的选项的的客户提供新的加密或解密模块，优选提供芯片卡，此方法是一种明显控制安全和经济的解决方案。

另外一优选的本发明的防误控制保护的机床的实施方式的特征在于，防误控制保险模块在解密后还利用查询授权对机床进行控制的单位的标记确定解密是否成功。

本发明的通过机床的机床控制参数避免对机床误控制的方法的特征在于，首先利用一分配给机床控制参数发送者的私解密密钥对针对机床确定的机床控制参数进行加密和具有发送者的发送识别和发送者加以标记，仅利用分配给机床的用于加密的已知的加密密钥进行加密。

标记方法是用于就发送者而言的信息认证。如果对信息用加密密钥加密，则信息既可以用加密密钥解密，在信息用解密密钥加密时，信息也可以用加密密钥解密，(对此请参见属于公开内容的引述的文件，例如弗里德利希·L·鲍尔，破译的秘密-密码学的方法和准则，柏林海德堡1995，153-168页特别是155页的下半部分—156页的上半部分或还参见US4,405,829)，非对称加密方法也可以作为标记方法加以应用。在采用这种具有发送者加密和解密密钥的标记方法时可以添加便于检测的标记，其中发送者首先用解密密钥对信息进行加密，然后对该信息添加发送者标识和对采用此方式产生的总信息用属于目的机床的密钥加密。在解密后首先对发送者标识进行读取和利用该发送者标识根据表，例如根据表格或数据库加以确定分配给发送者标识的是哪个加密密钥。如果这时根据本段开始时描述的该非对称加密系统特殊的附加性能该查询到的加密密钥适用于对信息的解密，则机床了解到，所述信息实际来自与在整个信息内采用的标识相符的发送者。

这种根据现有技术公知的标记方法还可以用于不仅在机床上检查是否机床控制参数实际上为所述机床生成的，而且还可以用于确定生成数据的系统，即上述采用的技术根据相应的表格也实际适合和适用。如果不是此情况，则根据该实施方式机床不对相应的机床控制参数进行处理。这种实施方式因此可以对用于生成机床控制参数的系统进行认证和对其进行释放，对机床进行控制。采用此方式可以避免对用轴对机床进行复杂的控制的不具有充分安全保证的系统被排除在机床控制之外。

一种本发明的用于写入机床的具有机床控制参数的数据载体或本发明的电子载体信号也用于本发明的机床的工作，其中在数据载体或者电子载体信号上存在有用于机床的机床控制参数，首先用分配给机床控制参数的私加密密钥对机床控制参数进行加密和所述机床控制参数具有发送者的发送识别和被加有标记，从而仅利用分配给机床的用于加密已知的加密密钥加密。

一种用于生成机床的机床控制参数的方法也用于实施本发明，其特征在于，所述方法用于生成如上所述的具有机床空参数的数据载体或电子载体信号。当然这种方法是在具有至少一个数据处理单元和至少一个存储器的计算机系统上实现的，通常作为计算机程序，其中具有相应的指令，所述指令用于实施所述方法。这种计算机程序可以是任何形式的，特别是可以是在一个计算机可读取的媒介，例如软盘、CD或DVD上的计算机程序产品，其中具有计算机程序—编码—工具，其中在分别安装计算机程序后程序促使计算机实施生成本发明的数据载体或电子载体信号的方法。但也可以作为在电子载体信号上具有计算机程序的计算机程序产品，其中在分别安装计算机程序后程序促使计算机实施生成本发明的数据载体或电子载体信号的方法。

同样如上所述，本发明的方法采用机床的机床控制参数用于避免对机床进行误控制的方法在所有的实施方式在一相应控制的计算机系统上工作。作为在数据载体或电子载体信号上的计算机程序用于下载。这样设置的用于生成用于本发明的机床的机床控制参数的计算机系统其中也可以具有读取器，优选具有一芯片卡读取器，所述读取器用于接纳密码模块，优选用于接纳芯片卡，所述密码模块具有加密密钥，利用加密密钥计算机系统对机床控制参数加密，另外还设置一个加密模块，优选一加密软件模块，用于对机床控制参数进行加密，其中密码模块的设置应使仅加密模块可以从模块中读取出加密密钥。另外在此要说明一点的是，当然所有其它的对于本发明必要的数据也可以防未授权读取保护地完全或部分地存储在可读取的模块内，即解密模块或密码模块内。所有这些采用这类模块，优选采用芯片卡的实施方式的优点在于，利用外部的系统可以非常灵活地实现配置，而不必改变在相应的机床内的或相应的用于生成控制参数的计算机系统内的软件。

对上述本发明的各个不同部分构成的总体可以视为一种用于采用机床的机床控制参数避免对机床进行误控制的计算机控制系统，具有

—用于生成用于本发明的机床的机床控制参数的计算机系统或

—计算机程序或计算机程序产品，和

—至少一个本发明的机床。

下面将对照实施例对本发明系统的细节加以说明。

附图说明

下面将对照附图对本发明的实施例加以说明，对所述实施例不应理解为对本发明范围的限制。图中示出：

图1示出采用机床的机床控制参数用于避免对机床误控制的本发明计算机控制系统。

具体实施方式

图1示出采用机床的机床控制参数用于避免对机床误控制的本发明计算机控制系统，具有本发明的计算机系统1，用于生成本发明的机床2，2a的机床控制参数，所述计算机系统具有至少一数据处理单元和至少一个存储器，其中数据处理单元的程序设计应使其根据本发明在数据网上生成具有机床控制参数的电子载体信号3，和具有两种本发明的机床2，2a。

第一种机床2(除其它轴外)具有一机械摆动轴σ₁，所述机械摆动轴利用砂轮轴的旋转或砂轮轴在水平平面A上的平行投影实现工件和砂轮的相对摆动。第二种机床2a同样具有一摆动轴σ₂，但是由于在摆动范围内存在其它机械的部件，因而尽管第二机床2a由于具有相同的基本结构设计仍可以基本对摆动轴在整个角度范围内进行控制，但所述轴不能覆盖摆动轴σ₁的整个摆动角度，此点势必导致从一个特定的位置开始的中断。本发明提出一种可以有效的避免这种工作中断的方案。具有较大摆动角度的机床2具有一个防误控制保险软件模块_M2，加密密钥_M2和解密密钥_M2归属于所述防误控制保险软件模块_M2。是有较小的摆动角度的第二种机床2a包含一个自己的防误控制保险软件模块_M2a，所述防误控制保险软件模块_M2具有加密密钥_M2a和解密密钥_M2a。用于生成机床控制参数的计算机系统1了解为了控制对机械摆动轴σ₁，σ₂相应机床2，2a哪个最大角度可供使用。为了用于第一种机床2的机床控制参数不会被错误地用在另一种机床2a上，这些机床控制参数通过密码模块C，优选通过一软件模块利用相应的加密密钥，即加密密钥_M2或加密密钥_M2a作为配合的机床的相应固有的地址加密，其中该密钥由一芯片卡4通过一个相应的读取器被写入。采用此方式可以保证实际上仅通过该密钥编址的机床2，2a被机床控制参数被控制，由于相应的机床2，2a利用相应的误控制保险软件模块和由一固有的芯片卡4a，4b通过读取器读入的解密密钥仅读取对其编址的控制参数，所以并不会出现工作中断的现象。

为了使相应的机床2，2a也可以保证控制参数实际上来自一个源，所述源可以保证对机床2，2a可靠的控制，另外也可以利用标记方法通过发送识别对机床控制参数加以标记，即利用密钥，加密密钥从_Compl和解密密钥_Compl加以标记，其中作为发送者首先用解密密钥_Compl对控制参数加密，接着对机床控制参数添加发送者识别码对这样产生的具有属于目的机床2，2a的总信息用加密密钥_M2或加密密钥_M2a加密。在解密后相应的机床2，2a首先可以读取发送者识别，即发送者识别_Compl并且利用在此根据在芯片卡4a，4b上的表确定分配给该发送者标识的是哪个加密密钥，即哪个加密密钥_Compl。当这时根据本说明书的综述部分此处所要求的和所使用的这个非对称加密系统的特殊的附加特性(例如已知的RSA方法，同时参见US 4,405,829)该查询的加密密钥适用于对信息解密，这时因为所述信息利用解密密钥加密的缘故，则机床2，2a了解到信息实际上来自作为发送者的计算机系统1，所述发送者与在总信息中采用的识别标识—发送者识别标识相符。由于所述标识记录在芯片卡4a，4b上，所以机床可以确信适合于用于控制的发送者。

Claims (11)

1.一种防误控制保护的机床(2，2a)，具有

控制和/或调节装置，用于对机床功能进行控制，和

用于将数据载体或电子载体信号(3)中的控制和/或调节装置的机床控制参数写入的机构，

其特征在于，所述机床具有一防误控制保险模块，对于机床特定的、利用非对称加密方法采用分配给机床(2，2a)的用于加密的密钥加密的机床控制参数，所述防误控制保险模块利用同样分配给机床(2，2a)的与用于加密的密钥不同的、用于解密的解密密钥进行重新解密，并且只有在成功进行解密的情况下防误控制保险模块才对机床控制参数进行释放，对机床(2，2a)进行控制。

2.按照权利要求1所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，所述防误控制保险模块为软件模块。

3.按照权利要求1所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，所述机床具有一个读取模块，所述读取模块用于接纳解密模块，所述解密模块具有解密密钥，利用所述解密密钥所述防误控制保险模块对加密的机床控制参数解密，所述解密模块的设置应使仅防误控制保险模块能从解密模块中读取解密密钥。

4.按照权利要求1或2所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，在解密后防误控制保险模块利用对分配给机床(2，2a)的机床标识的查询确定对机床控制参数的解密是否成功。

5.按照权利要求1或2所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，所述防误控制保险模块根据由多个分配给所述机床(2，2a)的解密密钥构成的加密密钥释放机床(2，2a)的不同功能，通过机床控制参数对机床进行控制。

6.按照权利要求1或2所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，所述防误控制保险模块还利用对一个授权对机床(2，2a)进行控制的单位标记的查询在解密后确定机床控制参数解密是否成功。

7.按照权利要求6所述的防误控制保护的机床(2，2a)，其特征在于，所述防误控制保险模块根据在解密后利用发送者标识查询到的用于加密的密钥，释放机床(2，2a)的不同功能，通过机床控制参数对机床进行控制。

8.一种采用机床(2，2a)的机床控制参数避免对机床误控制的方法，其特征在于，对机床特定的机床控制参数利用非对称加密方法和采用一个分配给机床(2，2a)的用于加密的密钥进行加密，从而使机床利用同样分配给机床(2，2a)的与用于加密的密钥不同的、用于解密的密钥对机床控制参数进行重新解密。

9.按照权利要求8所述的采用机床(2，2a)的机床控制参数避免对机床误控制的方法，其特征在于，在加密前为机床控制参数添加一分配给机床的机床标识，从而当所述机床利用分配给它的用于解密的密钥对机床控制参数重新解密时，所述机床根据机床控制参数包含有分配给机床的机床标识这一事实确定涉及的是对其进行控制的机床控制数据。

10.按照权利要求8或9所述的采用机床(2，2a)的机床控制参数避免对机床误控制的方法，其特征在于，对所述机床特定的机床控制参数首先利用一分配给机床控制参数的发送者的用于解密的密钥加密，所述机床特定的机床控制参数具有发送者的发送者识别并被发送者标记，然后仅利用分配给机床的已知的用于加密的密钥对所述机床控制参数加密。

11.一种用于生成按照权利要求1至6中任一项所述的机床(2，2a)的机床控制参数的计算机系统，具有至少一个数据处理单元和至少一个存储器，其特征在于，数据处理单元的程序设计应使其生成至少一个具有机床控制参数的数据载体或电子控制信号(3)，并且

所述计算机系统(1)具有一个读取器，所述读取器用于接纳密码模块，所述密码模块具有加密密钥，利用所述加密密钥计算机系统将机床控制参数加密，和另外还设置有一加密模块，用于对机床控制参数加密，其中密码模块的设置应使仅加密模块可以从密码模块中读取密钥。

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