CN101128306A - 控制和操作生产单元的方法以及控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制和操作用于制造塑料压铸零件的生产单元的方法和装置,其中生产流程通过用户预先给出和参数化。该新解决方案的中心是面向部件的控制。部件例如可以是模具锁、机组、芯拉出器、处理设备等,它们在该控制中虚拟地映射出来。该新发明建议,借助领域语言基于一起形成领域模型的性能完整的部件来产生、管理和执行机床流程。由此通过简单可学习和连贯的方式实现压铸机床的操作和运行。该新解决方案使得该部件显示在显示屏或操作者界面上,并由使用者用作对任意流程建模的基础。此外还建议为每个问题空间在控制时采用一种领域语言,以描述解决方案并从中自动生成程序代码。

Description

控制和操作生产单元的方法以及控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制和操作用于制造塑料压铸零件的生产单元(Produktionszelle)、包括分配给该生产单元的外围设备的至少一个零件的方法,其中生产流程通过用户预先给定和参数化。本发明还涉及一种控制和操作采用压铸机床生产塑料压铸零件的生产单元的装置,该装置包括计算机和存储装置,其中该生产流程可以在操作装置上由用户预先给定。
背景技术
与传统的工具机床不同,在塑料压铸时不存在要加工的工件。工件必须循环地由液态的熔液在压铸模具内产生。压铸机床具有大量的轴作为第二区别特征。压铸模具位于中心,其在最简单的情况下由两个半模具组成并且在浇铸时闭合,在取出零件时打开。在实践中,也称为浇注工具或工具的压铸模具具有非常复杂的“内部结构”,该内部结构必须由机床控制装置来控制。
根据压铸机床的特殊构造,该压铸机床例如具有自动工作的取样把手。属于压铸机床的还有加热和冷却装置以及原材料引入装置。根据自动化程度,原材料准备装置、远程传递机器人、传输装置和对成品压铸零件的包装装置可以是生产单元的一部分。工具或模具锁(Formschluss)可以具有辅助装置,如用于快速更换工具。由于其它可能部件或辅助装置的数量巨大,人们称之为生产单元。属于生产单元的通常还有两个或更多的压铸机床,它们可以通过控制装置协调地运行。在这种含义下,将生产单元理解为至少一个或多个具有全部所属辅助元件的压铸机床。
按照常见的对压铸机床的控制概念,所有部件由中央机床控制装置协调,并相对于彼此地闭锁,使得不会出现重大的故障。该中央控制装置具有所有必需的计算机和存储器空间,此外还具有用于在操作者终端上显示过程的知识基础以及基本架构,并用总线连接实施以进行通信、控制命令向所有给出的过程部件的传递以及与上级控制计算机的联网,例如为了加工而与其它压铸机床连接。
在专业领域中,就压铸机床来说越来越多地认识到整个机床控制的复杂性上升的第一问题。该复杂性首先在于,在面向任务来生产压铸件时不仅存在多种运行参数和过程流程,而且每个轴或组件都具有多个自己的流程。例如仅用于退出已完成的浇铸件的退料器就具有5到10个可选择的流程。基于这些流程可以选择退料器的速度和路径,此外还可以选择一次或多次振动退料器。
将操作主要建立在参数或过程函数的基础上的概念既在技术上又在概念上被证明是有问题的,不仅对于机床控制的进一步研究而且对于机床的可操作性来说都是如此。虽然参数在技术上就其数量来说提供了实际上任意的可伸缩性,但是不是很适合建立为了配置生产流程而需要的动态结构。该生产流程目前在很多情况下必须通过设置参数和闭锁来配置。除了标准情况之外这一点也不简单而且大多不怎么灵活。因此,从顾客的观点来看,控制缺乏灵活性将导致通常必须产生特定于顾客的解决方案。对于控制装置的操作者来说,在现有技术的解决方案中参数化也是出现问题最多的,因为由于参数的数量很大而且一部分不能明显识别的相关性而失去了概貌。对于操作者来说是中心的机床流程淹没在一大堆现有参数中。该参数概念将来只能很有限地适用作有序概念的一个主要原因是,与此关联的参数的分组不是足够连贯地面向机床的实际结构化或太强烈地面向给定的软件技术结构。这意味着,机床控制装置的每个附加功能就所要求的匹配来说是后果严重的,因为复杂性由于很多相关性而过比例地增长。即除了新功能的有效复杂性之外,还增加了不期望的复杂性。
第二个问题是调整时间。一方面这涉及工作费用,另一方面还涉及调整期间的生产停止时间。为了能在短时间内最佳和快速地准备好一项新压铸任务的有效生产,数据输入的花费不允许太大。此外随着压铸工具越来越复杂,并行和同步的流程控制的原则问题也越来越突出。
EP573912提出了一种用于压铸机床、尤其是用于配置流程的方法。其中以引导用户的格式通过输入单元向数据处理单元输入压铸循环的流程所需要的运行参数并存储起来。接着按照所存储的运行参数执行一个或多个压铸循环。作为解决方案建议:
·在基本上在压铸开始之前进行的流程输入和压铸循环的配置中,考虑实际上可行、而且机器方面和工具方面都建设性有条件可行的生产流程,
·获取和考虑在相应机器上现有的或者分配给该机器的装置,
·作为结果向用户提供对该流程的、从机器和工具方面可兼容补充到已存在的部分中的其它部分的输入可能性的选择。
EP573912的中心思想在于,优先根据下面的基本规则进行:
1.生产流程和压铸循环由调整人员来配置。
2.在首次输入时就已经由控制装置向调整人员建议对有意义的步骤的选择。
3.可能引起干扰的每次输入,如无效额定值(例如压力、速度、温度等等)的输入事先由控制装置拒绝。
4.对各种情况都由控制装置建议有意义的输入。
5.作为结果向调整人员建议对可接受输入的选择,该选择有助于减轻和加快调整人员的工作。
EP0573912的控制装置置于一个安全概念之下,该安全概念限制了控制方法的灵活性。提供对流程的输入手段的已选定选择虽然提高了对错误配置的防护;为此所付出的代价却是限制灵活性或限制对可自由顺序化的完全利用。EP0573912没有解决开头所描述的控制复杂度提高的问题。
美国专利2003/0090018描述了用于根据面向对象的原理来参数化和控制/调节压铸机床的解决方案。其从20年前就公知的方法(OO编程方法)出发,根据例如专业文献“Object-oriented approach toPLC software design for a manufacture machinery using IEC61131-3 norm languages”,Advanced intelligent mechatronics,2001.Proceedings.2001 IEEE/ASME Internationalconference,2001年7月8-12日,Piscataway,JN,USA,IEEE,Bd.2,2001年7月8日,787-792页,XP010553352;ISBN:0-7803-6736-7。特别是参照已执行的文献例如B.Abou-Haider,E.Fernandez和T.Horton的文献“An object-oriented methodologyn for thedesign of control software for flexible manufacturingsystems”。
面向对象的编程(OOP)根据“Wikipedia”是一种用于结构化计算机程序的方法,其中将相关数据和基于该数据工作的程序逻辑组合成单元,该单元就称为对象。至少在概念上程序不再是顺序执行一个算法的各个功能块(像在百分比编程时那样)。一定数量的数据改变,其中程序逻辑在组成该程序的对象的通信和内部状态变化中展开。面向对象编程的优点在于更好地模块化代码,并由此导致对单个模块的更好维护和再使用,并导致程序总体上的灵活性提高,尤其是在引导用户方面。使用者对机床的操作由此只是间接地稍稍简化。
本发明要解决的技术问题是找到允许完全利用灵活性并且提供对机器、尤其是机床流程的配置和参数化的需要简单学习的操作的解决方案,并且能够避免不期望复杂性的问题。
发明内容
本发明方法的特征在于,借助领域语言基于一起形成领域模型的性能完全的部件来产生、管理和执行机床流程,以通过简单可学习和一贯的方式实现压铸机床的操作和运行。
本发明装置的特征在于,计算机/存储器装置实施为容纳分散组织的知识基础,其中在操作装置上按照部件的形式产生相应生产单元中现有的或者分配给该生产单元的装置的至少一个零件的映射并且可相应地操作该映射,从而能通过简单和一贯的方式学习生产单元的运行。
方法的特别优选的实施方式的特征在于,控制、编程和配置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言,从该机床作为有序的部件集合的表示出发来进行,其中对该生产流程进行配置或编程。
装置的特别优选的实施方式的特征在于,控制、编程和配置通过操作装置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言,从该机床作为有序的部件集合的表示出发进行,计算机/存储器装置实施为容纳针对这些部件的分散组织的知识基础。
发明人认识到几个特性并且考虑用于本发明:在对用于制造塑料压铸零件的生产单元的控制领域中的第一基础特性在于,
a)流程面向生产装置的特殊要求。该流程对不同的工具是不同的,并且例如根据生产的不同自动化程度而变化。
b)运行参数对不同的压铸任务是不同的,例如由于另一种工具、另一种外设或另一种塑料。
第二基础特性在于,
a)如何按照硬件和软件来概念化控制哲学(例如集中或分散),
b)如何在操作者终端上输入可在控制装置上自由选择的流程和参数的方式。
第三基础特性在于采用实施为部件模型的领域模型。在此部件实施为性能完全的。领域模型描述关于问题空间中的一个特定应用领域的知识,即将理解该问题所需要的所有专业相关特性都组合到一个模型中。对该领域的元素和元素的关系的显示(例如按照根据UML的类别图的形式)形成领域模型的核心。与此相反,面向对象的编程是一个主要向压铸机床的制造商提供优点的编程概念,其本身对操作没有什么直接影响。
基于用户界面的概念化模型描述了一个由相互连接的对象组成的系统。这些对象形成其使用者的智力模型的基础。每个对象在此描述一个可操纵的单元,为了直接使用而在用户界面中提供这些单元。每个对象在此就利用该对象可以做到的事情来说是完整的。就是说,应用者可以理解和使用该对象。用户界面在此没有扩大对象的语义,而是只是表示具有可能性的对象并允许操纵该对象。在实践中性能完全首先涉及操作。性能完全的部件是可以直接用于操作的对象,并且提供用于显示和操作该对象的所有功能。
性能完全性是可轻松学习的用户界面的基础,该用户界面就待解决的任务来说在短暂的熟悉时间之后退居幕后。性能完全性是基于可直接操纵的对象转换交互风格的必要先决条件。该条件涉及文本灵敏的条件的因果连续;文本无例外地打开了基于待操纵对象所提供的动作。交互风格“选择和操纵对象”可以简单理解和应用;其只需要非常少的学习开销,此外按照理想方式支持上面所述的要求,由此用户界面应当退居幕后。
本发明的核心是部件模型。该部件模型在多种含义下都用于应用,一方面在方法中,另一方面在装置中,其中在控制装置中虚拟地反映每个实际存在和获取的部件。
本发明的主要优点在于,
·操作者面向部件和命令地进行其输入,
·使用者以最大可能的自由度产生生产流程的配置,并且参数化得到了明显简化,此外
·随后对生产单元的控制是面向对象地进行。
使用者对本发明的使用在至少最重要的部件首先面向对象地被作为直接影响压铸流程的部件来对待时就已经给出。什么样的附加装置被作为部件来对待强烈取决于所涉及功能在整个流程中的含义及其自动化程度。
在现有技术中,不管是生产流程的参数化还是生产流程的配置都处于优先地位。在两种情况下,就真正自由的编程来说使用者既不能解决控制复杂度的问题,也无法解决生产流程的无限优化的问题。必须区分开年复一年用于制造相同压铸件的压铸机床和根据任务频繁更换工具的压铸机床。在这两种情况下本发明面向部件的控制的概念都带来很多优点,不管是对压铸机床的制造商还是该机床的使用者。对于申请人来说,从目前的控制概念转换为部件控制意味着数量级为20到30个人年的巨大工作开销。
针对可自由编程的流程控制的部件模型的概念基于容易记住和容易理解的系统模型。机床由借助流程来控制的部件组成。这个概念代替了目前常用的参数概念,并且提出了用于借助可自由编程的流程控制转换苛求的控制流程的基础。通过面向部件的系统代替目前基于参数的机床控制带来了操作中的急剧简化,该面向部件的系统允许使用者基于机床流程控制和监视该机床。部件模型在此为实现使得用户能够针对目的和有效地满足所提出的任务的系统而提供了理想的前提条件,这与基本规则“简单的事情就应当简单,难的事情也可行”相符。
按照权利要求1和30的新的解决方案主要涉及对用户来说的控制体系结构和控制流程。在此一个重要的观点是部件的可替换性和控制装置可以增加其它部件,不管是在虚拟部件的层面还是在机床结构部件的层面上。其例子是液压驱动到电驱动的转换,不管是对单个轴还是对所有轴。该新解决方案的起决定作用的优点在于,利用该部件模型可以明显简化整个控制的任意结构扩展或结构转换,因为部件相互之间只是松散地耦合,由此可以简单地更换或另外添加。这意味着,整个控制对于制造商和使用者来说在目前和未来都能提供巨大的优点和轻松感。在生产单元领域的每次进一步开发都可以在机床结构上、方法技术上以及控制技术上面向部件地执行,而控制的复杂度不会由此过比例地增长。换句话说:“系统伸缩”。
一个部件尤其是描写了压铸机床的一个机械组件。该机床从而可以作为部件集合来考察。这种结构化形式可以在控制软件中继续下去,其中每个硬件部件都存在一个作为软件部件的映射。包括或封装了例如方法技术的知识的逻辑部件,或者定时器部件也可以这样简单地实现。该部件概念对调整者或使用者来说很容易理解。
部件应当理解为具体的组件或模块,例如:
·浇铸轴和/或
·塑化轴和/或
·浇铸机组和/或
·模具锁轴(Formschlussachse)和/或
·模具轴和/或
·模具转盘加料器和/或
·芯拉出器和/或
·滑动器和/或
·退料器轴和/或
·取件机器人和/或
·柱式调节轴和/或
·加热和冷却单元和/或
·液压机组(如果存在)和/或
·电子元件和组件以及传感器装置和/或
·材料输入和/或压铸件处理和/或
·压铸件
但是部件还可以体现生产单元在逻辑和物理层面上的任何元素,包括可能分配给该生产单元的外围设备。
按照另一种优选的实施方式,可以为每个问题空间在控制时基于合理的领域模型并借助特定于专业的领域语言,在专业层面上描述该解决方案,并且从中自动产生用于技术转换的程序代码。
按照权利要求2和36的新解决方案主要涉及用于产生、测试、优化和监视在制造压铸件时的机床流程的所谓可自由编程的流程控制(FPA),其通过领域语言来支持。本发明的流程控制应当有助于显著减少对顾客需要的响应时间,同时尤其是尽可能消除目前还必需的费事的、特定于顾客的特殊程序。
对于使用者给出3种状况:
1.在用现有工具进行新压铸任务的情况下,在调整该工具时重新将存储的数据组加载到控制装置中。在此数据组是存储在外部数据载体如磁盘、记忆棒或控制计算机还是存储在该控制装置中是无关紧要的。在此在调整工具时不需要编程。该控制是基于部件模型来进行的。
2.在用新工具给出新任务的情况下,必须在调整时重新产生生产流程和重新编程。该产生在此是面向部件来进行的。
3.在例如用现有工具纯粹进行修改的情况下给出1和2之间的解决方案。
有利的实施方式参见权利要求3至29以及31至35、37至39。
按照该新解决方案特别有利的实施方式,向所述部件分配部件知识。这使得可以最大自由地编程,因为部件本身提供主要的组织概念。该控制至少针对在相应生产单元中现有的或分配给该生产单元的装置的一部分面向部件地进行。优选的,所采集的每个部件都包含或封装了相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以与其它部件一道按照命令的形式有序地提供流程中需要的各个功能。此外,所采集的每个部件都包含或封装了相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件代表的机床零件。
在生产流程中需要的运行参数借助存储该运行参数的数据处理单元由使用者来调整,其中由控制装置考虑实际的以及机床方面和工具方面建设性产生的可能性。在首次实施之前检验该流程的似真性。在对该流程参数化时只假设有效的值。
每个部件都按照命令接口的形式提供控制命令,并具有事件接口,其中通过命令接口操纵部件,以便在必要时在其它与该部件协作的部件上触发一个或其它命令。这些部件中的状态改变可以按照事件的形式通过事件接口预定,并作为直接在部件之间的同步基础以及作为同步源用于影响生产流程。部件在其事件接口中提供事件源和事件接收。事件源在此是可以由其它部件预定的事件;例如模具锁就提供事件“打开模具”或“闭锁模具”。为了能对系统中与机床流程异步出现的事件-如停止键的按压-进行反应,事件接收是必须的。通过这种方式可以基于该部件模型在生产单元的范围内产生任意流程并由控制装置实施。从该生产单元作为部件的有序集合的表示出发,可以自由地编程和实施循环和/或非循环的流程。
按照另一个实施方式,压铸件在面向对象的含义中被作为虚拟部件来对待。在此可以将压铸件的制造过程的特征值、制造度或任意其它状态存储在该压铸件中并用于影响压铸流程,例如用于控制废品选择器。
该解决方案的特别优选的实施方式在于,对每个问题空间都在控制时采用一种领域语言,以描述解决方案并由此自动生成程序代码。
按照本方法的另一优选实施方式,从生产单元作为部件的有序集合的表示出发,在操作者界面上基于部件及其命令自由地编程所述流程并给予实施。该新的解决方案基于部件模型来产生和执行所述生产单元的范围内的任意循环和/或非循环流程。
生产流程、尤其是压铸循环基于物理存在的部件的命令,并且是交互产生的,其中这在编程阶段包括以下步骤:
a)控制装置提供所有物理存在的部件以供选择;
b)使用者在预先选择的含义下选择流程所需要的部件;
c)使用者选择一个部件的命令或事件源,并将该命令或事件源添加到所述流程中;
d)将该输入项存储在数据处理单元中;
e)重复步骤c)至d),直至该流程完整为止;
其中所述命令、事件源和部件的参数化包括以下步骤:
f)选择该流程中的一条命令或事件源或所采用的部件,
g)显示所属的参数,
h)输入该参数,
i)将该输入存储在数据处理单元中,
j)重复步骤f)至i),直到对该流程中的所有命令和事件源或所有采用的部件都参数化了为止,
其中步骤f)至i)可以在产生该流程之后或期间执行,直到所有在该流程中使用的命令、事件源和部件都参数化了为止。
调整者首先在输入屏上交互地配置压铸循环,并面向命令和部件地调整运行参数。优选的,在输入屏上进行和/或提供从部件的有序集合中对具体流程所需要的部件的预先选择。所有功能很重要的、存在于相应生产单元中或分配给该生产单元的装置如外围设备和工具都被面向对象地交互配置,并集成到生产流程中。在开始生产之前通过输入屏交互地图形配置机床流程,并且面向命令和部件地调整运行参数。
按照另一优选的实施方式,所述控制装置具有输入屏,该输入屏包括流程列表、流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区,其中操作者在流程显示区产生流程并在参数化区对该流程中使用的部件和命令进行参数化。该新解决方案的一个决定性优点在于可以完全自由地对该流程编程。基于部件知识,在将命令添加到流程显示区中时自动为必须进行的后续步骤将其它命令作为空格添加到流程中。使用者通过所涉及部件的具体的匹配命令来填写这些空格。
应用者可以自由选择每个流程步骤。与开头描述的EP0573912不同,按照新的解决方案向调整者提供的不是有限的选择,而是调整者可以获得关于可能性的整个结构箱来自由选择。如果他一次确定一条命令,则控制装置要求调整者按照部件知识同样确定后续步骤,即通过来自输入屏的部件列表中所涉及部件的具体命令填写已自动补充进来的空格。
只需要对流程中采用的部件和命令进行参数化。从而以简单和概览的方式将控制装置中的多样性减少到最主要的。对于必须进行的输入以由此可以启动生产流程的询问就不再需要。为了对部件及其命令进行参数化,只假定位于容许范围内的值。显示在流程中使用的部件和命令的参数化状态,其中例如彩色地标记出所有未完全参数化的命令和部件。按照相同的方式在现有流程的列表中彩色地标记出不完整的流程(即该流程还包含空格)或者包含未完全参数化的部件和命令的流程。此外还存在采用已有的流程作为宏用在其它流程中的可能。为此可以将已有的流程如一条命令作为宏添加到另一个流程中。该宏可以扩展,以例如与该参数化匹配。为所有成功产生并执行的生产流程存储已确定的最佳数据组。该数据组可以在用于相同或类似的生产流程时由使用者重新加载。
一个特别优选的实施方式在于,并行的流程彼此同步。
另一个重要的方面在于,为了调整每个新部件、尤其是新压铸工具而在操作者终端上面向部件地输入所需要的数据。非常有利的是,为了调整新部件、尤其是新工具而在操作者终端上基于数据页输入或以电子形式加载特殊的过程数据。为了调整利用新工具的全新的工作任务,向使用者提供更多的可能性,由此可以以最佳形式在操作者终端上输入生产流程。例如可以提供典型生产流程的样本并由使用者补充或修改。
新的解决方案使得既为流程配置又为参数化而向调整者提供专家系统(例如作为助手)。
另一个优选的发明思想在于,基于部件思想实现一种好用的领域语言-“过程应用语言”,利用该语言以简单和易学的方式对压铸机床或生产单元的实际任意复杂流程建模。领域语言是一种格式化但强烈简化的语言,用于描述问题空间中的一个事件。领域语言包括少量的字并且可以文字或图形地显示出来。
所述控制装置按照该新的解决方案是由事件驱动的反应的系统。也就是说,该系统只对事件进行反应。例如没有状态查询(轮询)。如果部件A对部件B的状态感兴趣,则部件A预定部件B的在状态改变时被触发的相应事件。利用该原理将该控制装置中的通信限制为最少。
压铸机床的各个轴具有循环的流程并一起形成压铸循环。这些轴虽然彼此同步,由此没有哪个轴“偏离运行”,但是它们没有共同的同步点,如共同的起动/结束点。
对压铸机床的显示和操作以性能完整的对象为基础。当所有功能都实现为对象上的性能或方法时对象或者说部件是性能完整的。这些对象可以直接和自动地显示出来(完整的一般性显示)。
在制造流程中压铸件贯穿各个制造阶段。压铸件贯穿这些制造阶段的流程称为零件循环。零件循环可以集成到生产流程中,其中生产流程驱动该零件循环。零件循环和机床循环在此不一定相同。虚拟的压铸件贯穿各个制造阶段并且可以同时收集信息,这些信息又会对生产流程产生影响。例如虚拟的压铸件收集质量数据并因此随时都知道这是否是个好零件。由此利用该信息可以例如控制废品选择器。
按照另一优选实施方式,提议单个部件代表压铸机床或分配给该压铸机床的装置和外围设备的任意元件,如模具锁、机组、芯拉出器、处理设备。纯逻辑部件也可以作为单个部件来对待。每个所考虑的部件都具有事件接口以及命令接口,并分别具有自己的部件知识。
优选的,所述控制装置基于虚拟的、代表生产单元的组件的部件的有序集合,这些部件分别带有所属的知识基础,其中可以面向对象地控制生产单元并借助命令相应于所配置的流程来驱动该生产流程。每个部件都包含相关方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件表示的机床零件。
优选的,操作者界面具有输入屏,该输入屏包含流程列表和流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区。
工具流程及其参数化例如可以基于数据页来输入或者以电子形式加载,其中这些数据通常由工具制造商预先给定。新的解决方案使得在新的工作部门中执行工具的调整。
该流程的建模和命令的输入以及参数化可以作为工作预处理的一部分在与制造分开的房间内执行,并且可传送给机床控制装置。该机床的调整者可以将注意力集中于机械调整以及流程功能和可能的优化。
该新的解决方案主要涉及用于产生、测试、监视和控制压铸机床的生产流程的所谓可自由编程的流程控制(FPA)。可自由编程的流程控制应当有助于显著减少对顾客需要的响应时间,同时尤其是尽可能消除目前还必需的费事的、特定于顾客的特殊程序。
为了更好地理解定义以下概念。
流程连线(Ablaufstrang):流程连线理解为连续执行的命令序列。同时还可以并行(时间上平行的)执行多个流程连线。并行的流程连线可以彼此同步。
基本库(BB):基本库向流程控制提供普遍的基本功能、对驱动系统和硬件的访问。该基本库由此去掉了流程控制与硬件和驱动系统之间的耦合。
领域语言是一种格式化但是强烈简化的语言,用于描述问题空间中的一个事件。领域语言与通用的编程语言相比具有如下优点:领域语言更接近应当被解决的问题,因此程序(源代码)更短并更有说服力。前后一致地使用领域语言有助于控制复杂度。这是本解决方案的特别有利的实施方式。领域语言包括精心定义的、数量与专业问题匹配的字,如“循环”、“范围”、“任务”、“序列”、“等待”、“命令”。
为了能形成可自由编程的流程,基于部件思想实现一种好用的领域语言-“过程应用语言”,利用该语言以简单和易学的方式对压铸机床的实际任意复杂流程建模。该过程应用语言满足双重目标:其一方面用于即使在新系统中也能从一开始就不限制地提供当今可用的基本流程。同时该语言还是用于描述可自由编程的机床流程和可自由编程的流程控制的基础。过程应用语言形成部件模型的逻辑继续,并负责使新的操作概念-在该新操作概念的基础上转换可自由编程的流程控制-保持简单并因此允许操作者利用压铸机床进行连贯的、有效的和安全的工作。面向部件的领域语言(过程应用语言)用于按照命令的形式对循环和/或非循环的机床流程、包括根据需要所要求的全部流程步骤进行建模,以引发用于生产预处理和/或生产结束的部件命令,还为此提供对基于事件的同步和循环重叠的命令的支持。过程应用语言除了完全支持流程序列的并行执行之外还提供命令用于
·引发部件的命令,包括为此所需要的命令理由,
·告知状态,
·等待状态的告知,
·设置用于执行特定的流程分支的条件,
·将流程序列分组到一个循环
·形成名称空间。
此外该语言还提供以下可能:采用关于将要借助已建模的机床流程制造的工件的信息作为同步源和判决源来影响该流程,并在此过程中从所有可用的状态信息中根据需要-如果需要还可以循环重叠的-存储相关信息。在控制软件中必须解决特定于专业领域以及技术的问题。好的软件体系结构要将专业领域的利益与软件技术的要求清楚地划分开来。该划分非常重要!如果缺少该划分,则存在根据技术要求来设计和转换软件从而导致实际上是专业的问题退居幕后的危险。没有说服力强和容易理解的领域模型,软件就迅速变成一个大多数情况下迟早无法满足要求的技术解决方案。因为逐渐地该解决方案的寻找被与原始的专业问题无关的技术疑问和问题所占据。完全相反的是,软件的建立和转换是基于以专业领域为考察中心并且在概念上和在语言上都清楚地面向该专业领域的应用模型来进行。这种可以被应用者和开发者同等理解的领域模型,可以形成用于专业代表和软件开发者之间丰富和导致使用的通信的基础。
与所谓的通用语言(GPL)不同,领域语言只用于一个特殊目的。
也就是说这种语言无折衷地面向相应的问题,并直接借助基于一种语法的相应的语言架构来实现相应应用领域的概念,所述语法是出于简单性和表达强度来设计的;领域语言(DL)或者领域特定语言(DSL)是领域驱动的设计的基础,其中为了待解决的专业问题,很重要但是领域不熟悉的技术细节完全退居幕后。由此可以为模型驱动的应用开发的形式实现前提条件,在该应用开发中解决方案的实际方面很清楚而且无误解地形成,并且也可以随时由专业人员实现和理解。
从技术观点来看,领域语言是一种价值很高的抽象,因为它完全不涉及GPL的技术细节。例如在领域语言中可以这样总结循环处理或并行操作,使得一个解决方案的技术意义完全隐藏在特定的GPL中。通过有意忽略在专业问题的上下文中并不重要的技术意义,也就是选择性地忽略,可以通过与领域有关的具体化来简化在应用层上的解决方案查找和描述。由此领域语言的使用构成在通往高价值抽象的道路上的下个逻辑步骤,其使得可以越来越多地忽略关于信息技术作用方式的通常难懂的技术细节。借助GPL在技术层面上对借助领域语言涉及专业地使用的东西进行转换。
事件源:每个部件都在其接口中提供可以由其它部件预定的事件;例如模具锁提供事件“打开模具”或“闭锁模具”。
事件接收:每个部件都在其接口中指定其需要用于对系统中与生产流程异步出现的事件进行反应的事件;如停止键的按下。
封装:封装是指在面向对象中隐藏实施细节(以及结构和数据)。对内部数据结构的直接访问是有限制的,要通过限定的接口进行。
命令:每个部件都在其接口中提供一系列命令,通过这些命令可以在该部件上触发动作;如模具锁提供命令“关闭”或“打开”。
命令解释:每条命令可以具有任意多的命令解释。这些解释是执行该命令所需要的数据,如速度、时间、压力、路径等等。
部件:部件描述压铸机床的机械组件,如模具锁、机组等等。从而该机床可以作为部件集合来考察。这种结构化形式可以在控制软件中继续,在软件中每个硬件部件都能找到作为软件部件的映射。包括例如方法技术的知识的逻辑部件或定时器部件也能这样简单实现。部件概念对操作者来说也容易理解。
每个部件都在其接口中提供命令以及事件源和事件接收。
部件在逻辑层上代表实际要控制的机床元件,包括可能的外围设备。对流程的编程基于所需要的各个部件来进行。这些部件按照可参数化命令的形式提供其功能。此外这些部件还具有一个事件接口,通过该接口按照可预定的形式提供一个部件的所有相关状态。
编程:生产流程的产生和在流程中采用的部件以及命令的参数化。
处理引擎:基本结构部件,其包含执行用过程应用语言建模的生产流程所需要的逻辑。执行意思是该处理引擎在这些部件上按照生产流程来调用命令。
反应系统:该系统是由事件驱动的,也就是说该系统对事件进行反应。不存在状态查询(轮询)。如果部件A对部件B的状态感兴趣,则部件A预定部件B的通知状态改变的事件。利用该原理将通信限制为最少。
压铸循环:压铸机床的各个轴具有循环的流程并一起形成压铸循环。这些轴虽然彼此同步,由此没有哪个轴“偏离运行”,但是它们没有共同的同步点,如共同的起动/结束点(如在EP573912中)。
在制造流程中压铸件贯穿各个制造阶段。压铸件贯穿这些制造阶段的流程称为零件循环。零件循环可以集成到生产流程中,其中生产流程驱动该零件循环。零件循环和机床循环在此不一定相同。虚拟的压铸件贯穿各个制造阶段并且可以同时收集信息,这些信息又会对生产流程产生影响;例如虚拟的压铸件收集Q数据并因此随时都知道这是否是个好零件。由此利用该信息可以例如控制废品选择器。
性能完整的:当所有功能都实现为对象上的性能或方法时部件或者一般的说对象是性能完整的。这些对象可以直接和自动地显示出来(完整的一般显示)。
本身公知的面向对象的编程的概念可以如下所述。在程序工作期间组成一个面向对象的程序的各个组件如上所述称为对象。这些对象的概念在此通常基于以下范例:
抽象:系统中的每个对象都可以作为活跃物件(Akteur)的抽象模型来考察,该抽象模型解决任务、报告和改变其状态,并且能够与系统中的其它对象通信而不必公开这些功能是如何实现的。
封装:对象可以通过非等待的方式读取或更改其它对象的内部状态。一个对象具有一个确定可以通过何种方式与该对象交互的接口。这防止绕开程序的不变量。
多形体:不同的对象可以对相同的消息进行不同的反应。如果直到运行时才触发一条消息的分配以便对该消息进行反应,则这也称为后绑定(或动态绑定)。
遗传:新类型的对象可以基于已经存在的对象定义来确定。可以增加新的组件或者与已有的组件叠加。如果不允许遗传,则为了区分开来也称为基于对象的编程。
类:为了更好地管理相同类型的对象而使用类概念的大多数编程语言。类是在运行时从中产生对象的建议。由此在程序中不是定义单个对象,而是定义一类相同类型的对象。人们可以想象从一个类中产生对象,就像从一个特定的汽车类型的建立计划中制造出汽车。类是对象的建立计划。类大致对应于程式化编程环境的一个复杂的数据类型,还包括:类不仅确定数据类型一借助该类产生的对象就由这些数据类型组成,而且还定义对这些数据进行运算的算法。因此在程序运行时各个对象相互作用,而这种交互的基本模式通过各个类的定义来确定。在某些编程语言中除了每个类之外还存在一个特定的对象,即所谓的类对象,其用于代表运行时的类本身。由此该类对象还用于产生类的对象和调用匹配的算法。类通常以类库的形式组合起来,类库通常是理论上有组织的。从而面向对象的编程语言的应用者可以继承例如可以访问数据库的类库。
方法:分配给一个对象类的算法也称为方法。通常方法的概念与功能或程序步骤(Prozedur)同义,虽然功能或程序步骤更多地是作为方法的实施来考察的。在实际的语言应用中也称为“对象A调用对象B的方法m”。方法对封装尤其重要,尤其是也称为访问功能。用于产生或“破坏”对象的特殊方法称为构造器和破坏器。
附图说明
下面借助具有其它细节的几个例子来解释本发明。
图1纯示意性地在上半部示出按照任务的整个问题圈,在下半部右边示出借助领域特定语言(DSL)的解决方案;
图2在具体的实施方式中示出具有多目标数据存储器的多DSL环境;
图3示出作为部件的有序集合的控制装置作为检查系统的概念;
图4示出新解决方案的层体系结构(层模型);
图5示出流程编辑器的示意图;
图6示出过程应用语言(PAL)的图形显示的例子;
图7示出过程应用语言(PAL)的文本显示的例子;
图8示出工具制造商用针对工具流程的指示做出的典型的预先给定。
具体实施方式
下面参照图1。目前的实践指出,在例如压铸机床的控制软件中专业和软件技术的问题总是一个接一个地出现。这不可避免地导致软件复杂性的提高。对于专业和技术要求的转换,新的解决方案建议借助领域语言(Domain Specific Language,DSL)进行前后一致的分离(图1,右下方)。图1的左下方示出没有DSL的领域驱动的设计。粗线条代表没有DSL的两个问题区域的完全相互覆盖。结果是不仅提高了复杂性,而且尤其是在稍后进行的每次程序改动中要做更多的工作。基于特定于领域的语言的领域驱动的设计提供了很大的优点,即技术方面可以与专业要求分开对待和解决。这使得专业编程
-接近专业问题并由此更为具体,
-进一步与技术问题分开并由此更为抽象地执行。
图2已经有些具体地示出针对领域驱动的设计的具有多DSL环境的新解决方案。由于以下优点可以最佳地解决任务:
-解决方案的容易理解性
-更改友好性
-适宜的存档
-在专业和技术层面上接近问题。
具有激活的多目标数据存储器的用于领域驱动的设计的多DSL环境构成产生所需要的DSL的基础。最初产生该基础结构所需要的较高的开发费用通过效益和效率的提高而平衡。尤其是在多DSL环境中的DSL实现了真正受领域驱动的设计(DGE)。领域驱动的设计(DGE)将专业问题置于中心并且没有做出技术上的预先给定。DSL使我们接近专业问题;其减少了不希望并且非必要的复杂性。通过DSL实现的专业意义和技术意义的分离带来了效益和效率的提高。对于技术转换和以往一样还需要全目标语言如C++。通过减小不希望的复杂性,可以更好并由此更快地分析、理解和解决专业问题。
按照图3和图4的基于所述控制装置的系统模型考察的是作为协作部件的集合的机床。部件4、7在此既在逻辑层又在物理层上体现压铸机床的任意元件,包括可能分配给该压铸机床的外部设备。基于该机床上现有的部件,使用者在操作单元2或操作者终端1上产生机床流程1。为了执行该机床流程,从控制装置中将该机床流程加载到处理引擎中。处理引擎3驱动该流程,也就是说处理引擎根据加载的机床流程在所涉及的部件4上调用命令5。如果一个部件已经执行了一条命令,则向该命令的调用者告知这一点6。处理引擎是包含可以执行用过程应用语言建模的生产流程所需要的逻辑的基础结构部件。执行意思是处理引擎在该部件上根据生产流程调用命令。处理引擎例如在部件“模具”4a上调用命令“关闭”。该模具部件接着又在电动线性轴“模具锁”7a上调用命令“移动”。通过基本库8在调节器(Regler)11(图2)上施加移动任务,该调节器根据预定的移动曲线调节轴的运动。如果轴达到其目标,则调节器告知线性轴部件7a,该线性轴部件接着又告知模具部件4a移动命令的结束,最后告知处理引擎3的模具部件关闭命令的结束。
由于这是受事件驱动的反应的系统,因此命令调用不会受到阻碍并且可以在不同部件上几乎同时地执行多个命令,例如与模具的“打开”和“关闭”并行地执行“送料”。协作和同步在此由处理引擎3执行。
在该控制装置中,在逻辑层上的部件4、12以及在技术层上的部件7、13是不同的。逻辑部件4代表压铸机床或生产单元的功能单元,如模具锁单元(简称为模具)4a、送料和压铸单元(简写为蜗杆)4b等等。逻辑部件可以由多个轴组成,例如送料和压铸单元4b由线性轴7b和旋转轴7c组成。技术部件7代表一个轴。其负责通过封装驱动技术而使驱动技术能够被简单地更换。由此驱动技术的更换不会对逻辑部件或已配置的机床流程产生影响。
真实存在的部件在图3的下半部示意地用压铸机床30的图形示出。大量单个部件“X”中只表示出:驱动装置或轴、模具移动装置31、退料器32、可移动的模具或工具33、蜗杆34、蜗杆的线性驱动装置(线性轴)35和蜗杆的旋转驱动装置(旋转轴)36、机组37、保护盖38。
图5示出流程编辑器。如果该机床流程对操作者来说清楚可见,可以清楚识别出与此有关的信息并且可以根据需要修改这些信息,则对机床的操作明显更为简单。所显示的基于公知部件如模具锁、机组、退料器等等的机床流程在此也可以作为有序元件用于对各个命令进行参数化,最后借助于这些命令来控制机床。各个命令如“关闭模具”、“送料”或“喷射”可以直接显示出来并用于加工。借助图3的流程编辑器可以对任意流程如生产流程进行建模,并对所采用的部件和命令进行参数化。流程编辑器或流程处于压铸机床的编程的中心位置。压铸机床、包括分配给压铸机床的外围设备的整个参数化可以通过流程编辑器查看和更改。由此不需要象目前常用的的那样将参数分配到多个输入屏(显示窗口)上。按照图3的流程编辑器包括4个区域:
·所有现有流程的列表,即流程列表;14,
·所有实际存在的部件的列表,部件列表;15,
·流程的图形显示,流程显示区;16,
·用于参数化部件和命令的输入屏,参数化区;17。
如果选择18已存在的流程,则该流程在流程显示区16中图形显示出来。使用者现在可以更改、重新命名、复制或删除所选择的流程。为了产生新的流程,使用者可以在流程列表14中调用功能“新的”。还可以从实际存在的部件列表中在预选择的含义下选择该新流程所需要的部件。为了产生最终的流程,使用者选择部件19的命令20,并将该命令添加到流程16中。他一直重复这个操作,直到该流程完成为止。如果使用者在流程中选择了一条命令,则在参数化区17中显示所属的命令参数,并且也可以在此输入所属的命令参数。命令可以在一个流程中多次使用。每次使用(该命令的实例)在此都要进行自己的参数化。在流程显示区16中在命令之间加入同步22并且必要时对其参数化。此外还可以移动或删除在流程中添加的命令和同步,或者更改所属的参数。在一个循环的流程中很多命令是对称的,也就是说,如果一个轴(如退料器)向前移动,则其必须在某个时候重新返回。借助该部件知识,控制装置自动将空格插入该流程中,使用者必须用具体的命令来填充该空格。
只有在流程中使用的部件和命令才需要参数化。从而可以通过简单和概览的方式将控制装置中安装的多样性降至最主要的。对于必须进行的输入以由此可以启动生产流程的询问就不再需要。当所有空格都填充完毕而且所使用的所有部件和命令都完全地参数化之后,一个流程就是完整的。从现有流程14的列表中一眼就可以看出哪个流程是完整的,为此标记出不完整的流程。在流程显示区16和部件列表15中同样标记出不完整参数化的命令或部件。在参数化区17中标记出不是输入的参数。
此外还存在采用已有的流程作为宏用在其它流程中的可能。为此可以将已有的流程如一条命令作为宏添加到另一个流程中。该宏可以扩展,以例如与该参数化匹配。基于现有部件及其命令来产生流程不受任何限制!但是使用者在似真性检验的框架内指出流程中潜在的错误,例如当退料器在工具闭合时应当向前移动,从而必须通过使用者来进行操作。
过程应用语言(PAL)是一种面向部件的领域语言,并且用于对循环和非循环的机床流程建模。该语言除了对流程序列23的并行执行提供完全的支持之外还提供命令用于
·引发部件的命令25,包括为此所需要的命令理由,
·告知状态26,
·等待状态的告知24,
·设置用于执行特定的流程分支的条件,
·将流程序列分组到一个循环27+28,
·形成名称空间29。
PAL既可以图形地表示为图6又可以文字地表示为图7。两个表示形式具有相同的信息内容。图形表示优选针对操作界面,因为图形表示可以更为简单地理解,而且可以一眼就获取该流程。领域语言的字在图5中用粗体标记出。
图7是工具制造商的典型的指令页。对用于相应的生产任务的新工具33的调整可以如下进行。调整者大多从工具制造商那里获得工具符号、工具流程的描述和有时关于工具模式化的报告。借助参数给定(工具大小、发射体积、关闭力等等)调整者确定或检验压铸机床的参数和装备。调整者夹紧工具33,将端子连接,然后在手动或调整运行时检查工具33的各个轴的功能。现在调整者可以通过该机床的操作界面输入工具流程。各个轴运动大多首先在手动或调整运行时测试,随后才集成到流程中。在这个阶段有意放弃并行的轴运动,因为调整者首先必须获得与工具和该流程互动时的安全性。如果工具流程启动,则首先将压铸单元的轴(机组轴、送料轴和喷射轴)集成到该流程中。现在可以第一次浇铸一个零件。该浇铸过程要精细到产生出量化的良好零件。现在调整者接着优化生产,其目标是在尽可能短的时间内生产出量化的良好零件。还可以通过并行进行这些流程并通过更为快速地移动来减少循环时间。在最后一个步骤中将外围设备如取出系统或浇铸捡出器集成到流程中。
图8示出对于过程序列的指令的例子,这是由压铸机床的制造商预先提出的。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种控制和操作用于制造塑料压铸零件的生产单元、包括对应于该生产单元的外围设备的至少一个零件的方法,其中生产流程通过用户预先给出和参数化,其特征在于,借助领域语言基于作为一个领域模型的一部分的性能完全的部件来产生、管理和执行机床流程,以通过简单可学习和连贯的方式实现压铸机床的操作和运行。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制、编程和配置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言地,从该机床作为有序的部件集合的表示出发进行,其中由使用者配置或建立该生产流程。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,一个部件体现所述生产单元在逻辑和物理层面上的任何元素,包括可能分配给该生产单元的外围设备。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,为每个问题空间在控制时基于合理的领域模型并借助特定于专业的领域语言,在专业层面上描述该解决方案,并且从中自动产生用于技术转换的程序代码。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,为了描述所述生产单元中的任意流程而确定一种领域语言,其中该领域语言图形和/或文字地显示在操作者终端或输入屏上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述生产单元中现有的或分配给该生产单元的装置上的至少一个零件在控制时作为部件加以采集和考虑,而且该部件显示在显示屏或操作界面上,并可以由使用者用作对任意流程建模的基础。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,部件是具体的组件或模块,例如浇铸轴和/或塑化轴和/或浇铸机组和/或模具锁轴和/或模具轴和/或模具转盘加料器和/或芯拉出器和/或滑动器和/或退料器轴和/或取件机器人和/或柱式调节轴和/或加热和冷却单元和/或液压机组(如果存在)和/或电子元件和组件以及传感器装置和/或材料输入和/或压铸件处理和/或压铸件。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所采集的每个性能完整的部件都包含相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以与其它部件一道按照命令的形式有序地提供流程中需要的各个功能。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,所采集的每个性能完整的部件都包含相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件代表的机床零件及其安全应用。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,在生产流程中需要的运行参数借助存储该运行参数的数据处理单元由使用者来调整,其中由控制装置考虑实际的以及机床方面和工具方面建设性产生的可能性。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,每个部件都按照命令接口的形式提供控制命令,并具有事件接口。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,通过所述命令接口操纵部件,以便在必要时在其它与该部件协作的部件上触发一个或其它命令。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述部件中的状态改变可以按照可预定事件的形式通过事件接口输出,并作为直接在部件之间的同步基础以及作为同步源用于影响生产流程。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述压铸件在面向对象的含义中被作为虚拟部件来对待,其中将制造过程的特征值分配给该压铸件,存储该压铸件的状态并用于影响压铸流程,例如用于控制废品选择器。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法,其特征在于,基于部件模型产生和执行在所述生产单元范围内的任意循环和/或非循环流程。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法,其特征在于,从所述生产单元或其零件、尤其是压铸机床的零件作为部件的有序集合的表示出发,在操作者界面的输入屏上自由地对所述流程编程。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,其特征在于,所述生产流程、尤其是压铸流程是基于物理存在的部件的命令交互产生的,并包括以下步骤:
a)控制装置提供所有物理存在的部件以供选择;
b)使用者在预先选择的含义下选择流程所需要的部件;
c)使用者选择一个部件的命令或事件源,并将该命令或事件源添加到所述流程中;
d)将该输入项存储在数据处理单元中;
e)重复步骤c)至d),直至该流程完整为止;
其中所述命令、事件源和部件的参数化包括以下步骤:
f)选择该流程中的一条命令或事件源或所采用的部件,
g)显示所属的参数,
h)输入该参数,
i)将该输入存储在数据处理单元中,
j)重复步骤f)至i),直到对该流程中的所有命令和事件源或所有采用的部件都参数化了为止,
其中步骤f)至i)可以在产生该流程之后或期间执行,直到所有在该流程中使用的命令、事件源和部件都参数化了为止。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其特征在于,在所述输入屏上进行和/或提供从部件的有序集合中对所述流程所需要的部件的预先选择。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法,其特征在于,所有存在于所述生产单元中的零件或分配给该生产单元的装置,如外围设备和工具都被作为部件来对待。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法,其特征在于,在开始生产之前在输入屏上交互地图形配置所述机床流程,并且面向命令和部件地输入运行参数,其中在存在相应的已经产生的数据组时优选加载该数据组。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法,其特征在于,自由地对一个流程进行配置,其中基于部件知识在于输入屏上添加命令时自动为必须进行的后续步骤将其它命令作为空格添加到流程中,其中使用者通过来自输入屏的部件列表的所涉及部件的具体的匹配命令来填写这些空格。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制装置具有输入屏,该输入屏包括流程列表、流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区,其中操作者在操作界面上对该流程进行配置和参数化。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法,其特征在于,对于在已配置的流程中使用的命令使得在输入屏的流程显示区中可以持续识别所述参数化是否完整。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法,其特征在于,对于在已配置或已建立的流程中使用的部件使得在输入屏的部件列表中可以持续识别所述参数化是否完整。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法,其特征在于,为了对所述部件及其命令进行参数化,只假定位于容许范围内的值。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法,其特征在于,在所述流程列表中可以看出哪些流程不是完整的,也就是这些流程包含空格,或者该流程采用了未完全参数化的部件和命令,其中在参数化区中标记出没有输入的参数,此外在部件列表上可以看出没有完全参数化的部件,在流程显示区中可以看见没有完全参数化的命令。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法,其特征在于,并行的流程可以彼此同步。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法,其特征在于,既为流程配置又为参数化向调整者提供专家系统。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的方法,其特征在于,为所有成功执行的生产流程存储已确定的最佳数据组,并且该数据组可以在用于相同或类似的生产流程时由使用者加载。
30.一种控制和操作用压铸机床制造塑料压铸零件的生产单元的装置,具有计算机/存储装置,其中生产流程可以在操作装置上通过用户预先给出,其特征在于,所述计算机/存储器装置实施为容纳知识基础,其中在操作装置上按照性能完整的部件的形式产生在相应生产单元中现有的或者分配给该生产单元的装置的至少一个零件的映射,并且可借助领域语言产生、管理和执行机床流程,从而能通过简单和连贯的方式操作和运行生产单元。
31.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述控制实施为面向部件的,其中在生产单元中具有的装置的至少一个零件可以作为性能完整的部件加以采集和考虑,并通过其命令控制。
32.根据权利要求30或31所述的装置,其特征在于,单个部件代表压铸机床或分配给该压铸机床的装置和外围设备的任意元件,如模具锁、机组、芯拉出器、处理设备等,其中还可以有纯逻辑部件。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的装置,其特征在于,每个所考虑的部件都具有事件接口以及命令接口,并分别具有自己的部件知识。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置包括具有对应于生产单元的组件的、虚拟部件的有序集合的控制基础结构,这些部件分别带有所属的知识基础,其中可以面向对象地控制生产单元并借助命令相应于所配置的流程来驱动该生产流程。
35.根据权利要求30至34中任一项所述的装置,其特征在于,每个部件都包含相关方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件表示的机床零件。
36.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述控制、编程和配置通过操作装置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言地,从该机床作为有序的部件集合的表示出发进行,而且计算机/存储装置实施为容纳所述部件的分散组织的知识基础。
37.根据权利要求36所述的装置,其特征在于,所述生产单元中现有的或分配给该生产单元的装置上的至少一个零件在控制时作为部件加以采集和考虑,而且该部件显示在显示屏或操作界面上,并可以由使用者用作对任意流程建模的基础。
38.根据权利要求37所述的控制装置,其特征在于,所述操作者界面具有输入屏,该输入屏包含流程列表和流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区。
39.根据权利要求25至38中任一项所述的方法,其特征在于,在操作装置上显示一个流程的执行,其中随时可以看见状态并且在故障情况下可以推断出原因。

Claims (39)

1.一种控制和操作用于制造塑料压铸零件的生产单元、包括分配给该生产单元的外围设备的至少一个零件的方法,其中生产流程通过用户预先给出和参数化,其特征在于,借助领域语言基于一起形成领域模型的性能完整的部件来产生、管理和执行机床流程,以通过简单可学习和连贯的方式实现压铸机床的操作和运行。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,控制、编程和配置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言地,从该机床作为有序的部件集合的表示出发来进行,其中由使用者配置或建立该生产流程。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,一个部件体现所述生产单元在逻辑和物理层面上的任何元素,包括可能分配给该生产单元的外围设备。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,为每个问题空间在控制时基于合理的领域模型并借助特定于专业的领域语言,在专业层面上描述该解决方案,并且从中自动产生用于技术转换的程序代码。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,为了描述所述生产单元中的任意流程确定一种领域语言,其中该领域语言图形和/或文字地显示在操作者终端或输入屏上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述生产单元中现有的或分配给该生产单元的装置上的至少一个零件在控制时作为部件加以采集和考虑,而且该部件显示在显示屏或操作界面上,并可以由使用者用作对任意流程建模的基础。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,部件是具体的组件或模块,例如浇铸轴和/或塑化轴和/或浇铸机组和/或模具锁轴和/或模具轴和/或模具转盘加料器和/或芯拉出器和/或滑动器和/或退料器轴和/或取件机器人和/或柱式调节轴和/或加热和冷却单元和/或液压机组(如果存在)和/或电子元件和组件以及传感器装置和/或材料输入和/或压铸件处理和/或压铸件等。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所采集的每个性能完整的部件都包含相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以与其它部件一道按照命令的形式有序地提供流程中需要的各个功能。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,所采集的每个性能完整的部件都包含相关的方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件代表的机床零件及其安全应用。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,在生产流程中需要的运行参数借助存储该运行参数的数据处理单元由使用者来调整,其中由控制装置考虑实际的以及机床方面和工具方面建设性产生的可能性。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,每个部件都按照命令接口的形式提供控制命令,并具有事件接口。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,通过所述命令接口操纵部件,以便在必要时在其它与该部件协作的部件上触发一个或其它命令。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述部件中的状态改变可以按照可预定事件的形式通过事件接口输出,并作为直接在部件之间的同步基础以及作为同步源用于影响生产流程。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述压铸件在面向对象的含义中被作为虚拟部件来对待,其中将制造过程的特征值分配给该压铸件,存储该压铸件的状态并用于影响压铸流程,例如用于控制废品选择器。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法,其特征在于,基于部件模型产生和执行在所述生产单元范围内的任意循环和/或非循环流程。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法,其特征在于,从所述生产单元或其零件、尤其是压铸机床的零件作为部件的有序集合的表示出发,在操作者界面的输入屏上自由地编程所述流程。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,其特征在于,所述生产流程、尤其是压铸流程是基于物理存在的部件的命令交互产生的,并包括以下步骤:
a)控制装置提供所有物理存在的部件以供选择;
b)使用者在预先选择的含义下选择流程所需要的部件;
c)使用者选择一个部件的命令或事件源,并将该命令或事件源添加到所述流程中;
d)将该输入项存储在数据处理单元中;
e)重复步骤c)至d),直至该流程完整为止;
其中所述命令、事件源和部件的参数化包括以下步骤:
f)选择该流程中的一条命令或事件源或所采用的部件,
g)显示所属的参数,
h)输入该参数,
i)将该输入存储在数据处理单元中,
j)重复步骤f)至i),直到对该流程中的所有命令和事件源或所有采用的部件都参数化了为止,
其中步骤f)至i)可以在产生该流程之后或期间执行,直到所有在该流程中使用的命令、事件源和部件都参数化了为止。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其特征在于,在所述输入屏上进行和/或提供从部件的有序集合中对所述流程所需要的部件的预先选择。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法,其特征在于,所有存在于所述生产单元中的零件或分配给该生产单元的装置,如外围设备和工具都被作为部件来对待。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法,其特征在于,在开始生产之前在输入屏上交互地图形配置所述机床流程,并且面向命令和部件地输入运行参数,其中在存在相应的已经产生的数据组时优选加载该数据组。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法,其特征在于,自由地对一个流程进行配置,其中基于部件知识在于输入屏上添加命令时自动为必须进行的后续步骤将其它命令作为空格添加到流程中,其中使用者通过来自输入屏的部件列表的所涉及部件的具体的匹配命令来填写这些空格。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制装置具有输入屏,该输入屏包括流程列表、流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区,其中操作者在操作界面上对该流程进行配置和参数化。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法,其特征在于,对于在已配置的流程中使用的命令使得在输入屏的流程显示区中可以持续识别所述参数化是否完整。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法,其特征在于,对于在已配置或已建立的流程中使用的部件使得在输入屏的部件列表中可以持续识别所述参数化是否完整。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法,其特征在于,为了对所述部件及其命令进行参数化,只假定位于容许范围内的值。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法,其特征在于,在所述流程列表中可以看出哪些流程不是完整的,也就是这些流程包含空格,或者该流程采用了未完全参数化的部件和命令,其中在参数化区中标记出没有输入的参数,此外在部件列表上可以看出没有完全参数化的部件,在流程显示区中可以看见没有完全参数化的命令。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法,其特征在于,并行的流程可以彼此同步。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法,其特征在于,既为流程配置又为参数化向调整者提供专家系统。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的方法,其特征在于,为所有成功执行的生产流程存储已确定的最佳数据组,并且该数据组可以在用于相同或类似的生产流程时由使用者加载。
30.一种控制和操作用压铸机床制造塑料压铸零件的生产单元的装置,具有计算机和存储装置,其中生产流程可以在操作装置上通过用户预先给出,其特征在于,所述计算机/存储器装置实施为容纳分散组织的知识基础,其中在操作装置上按照部件的形式产生相应生产单元中现有的或者分配给该生产单元的装置的至少一个零件的映射并且可相应地操作该映射,从而能通过简单和连贯的方式学习生产单元的运行。
31.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述控制实施为面向部件的,其中在生产单元中具有的装置的至少一个零件可以作为性能完整的部件加以采集和考虑,并通过其命令控制。
32.根据权利要求30或31所述的装置,其特征在于,单个部件代表压铸机床或分配给该压铸机床的装置和外围设备的任意元件,如模具锁、机组、芯拉出器、处理设备等,其中还可以有纯逻辑部件。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的装置,其特征在于,每个所考虑的部件都具有事件接口以及命令接口,并分别具有自己的部件知识。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置包括具有对应于生产单元的组件的、虚拟部件的有序集合的控制基础结构,这些部件分别带有所属的知识基础,其中可以面向对象地控制生产单元并借助命令相应于所配置的流程来驱动该生产流程。
35.根据权利要求30至34中任一项所述的装置,其特征在于,每个部件都包含相关方法技术的、机械的和其它相关知识,以负责保护通过该部件表示的机床零件。
36.根据权利要求30所述的装置,其特征在于,所述控制、编程和配置通过操作装置基于面向部件的、用于对循环和/或非循环的机床流程建模的领域语言地,从该机床作为有序的部件集合的表示出发来进行,而且计算机/存储装置实施为容纳所述部件的分散组织的知识基础。
37.根据权利要求36所述的装置,其特征在于,所述生产单元中现有的或分配给该生产单元的装置上的至少一个零件在控制时作为部件加以采集和考虑,而且该部件显示在显示屏或操作界面上,并可以由使用者用作对任意流程建模的基础。
38.根据权利要求37所述的控制装置,其特征在于,所述操作者界面具有输入屏,该输入屏包含流程列表和流程显示区、具有可选择命令的部件列表以及参数化区。
39.根据权利要求25至38中任一项所述的方法,其特征在于,显示一个流程的执行,其中随时可以看见状态并且在故障情况下可以推断出原因。
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