CN102467108B - 用于操作自动化机器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于操作自动化机器的一种方法和一种系统，其中在机器的具有显示屏的操作单元上进行的操作员输入和标记通过数据网络传输给在外部的计算装置上运行的通信服务器软件，其中通信服务器软件根据标记确定属于机器和操作员输入的MMS应用软件，其中通信服务器软件将操作员输入传输给在外部的计算装置或另一个外部的计算装置上运行的被确定的MMS应用软件，其中MMS应用软件根据操作员输入确定可视化数据，其中可视化数据说明了需要在显示屏上显示的图形的输出图像，其中可视化数据通过通信服务器软件和数据网络传输给机器，其中根据可视化数据在显示屏上显示图形的输出图像。本发明能提高自动化机器的操作效率，而并不提高在机器硬件方面的要求。

Description

用于操作自动化机器的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于操作自动化机器的方法。此外本发明还涉及一种与此相关的用于操作自动化机器的系统，以及一种用于自动化机器的控制装置和一种用于操作自动化机器的装置。
背景技术
当今在自动化机器，例如机床、生产性机器和/或机器人中常见的是，用于操作机器的MMS(机器-机器-端口Maschine-Maschine-Schnittstelle)软件通常可以在相同的硬件上、即在其上也运行有机器的控制软件的同一个处理器或相同的处理器上运行。MMS软件也可以在专业方面特别地被称为HMI软件(人-机-界面Human-Machine-Interface)。这在MMS软件进行所需的升级(“Upgrade”)时主要以机器关机为先决条件。因此如果应在机器的控制装置上安装新的MMS软件，则必须通过机器的操作者、特别是通过调试启动者在机器的控制装置上安装新的MMS软件。为此必须在各种情况下总是使机器在上述升级过程的持续时间中停机。在升级过程期间通常无法通过MMS软件对机器进行操作。如果机器是产品链的一部分，那么MMS软件的升级因此就意味着全部生产停止。如果升级不成功，那么必须仍对于MMS软件的再升级花费额外的时间，在该时间中机器保持关机。
此外如果新的MMS软件需要比以前使用的MMS软件更多的资源(例如更多的存储空间、更长的计算时间等等)，那么必须花费额外的时间消耗用于安装能力更强的硬件。上述缺点在许多情况下导致，放弃能通过新的MMS软件实现的对机器的有效操作，这是因为由此形成的优点不能补偿由于生产停止而产生的缺点。
在MMS软件运行期间对机器的操作的效率在很大程度上取决于机器的控制装置的效率。但是由于自动化机器在实践中经过较长的时间间隔被依次获得，因此机器基于控制硬件的发展进步而具有不同的效率。但是机器的操作者经常希望在其机器的所有控制装置上运行相同的MMS软件，以便可以进行统一操作。然而这由于控制装置的硬件的效率减弱而在较老的机器中经常无法实现，并且由此在较老的机器中以硬件的升级为先决条件。
在此需要注意的是，在本申请的范畴中，概念“操作”也理解为“观察”和“管理”。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种可能性，即提高自动化机器的操作效率，而并不提高在机器的硬件方面的要求。
该目的通过一种用于操作自动化机器的方法来实现，其中在机器的具有显示屏的操作单元上进行的操作员输入和标记通过数据网络传输给在外部的计算装置上运行的通信服务器软件，其中通信服务器软件根据标记确定属于机器和操作员输入的MMS应用软件，其中通信服务器软件将操作员输入传输给在该外部的计算装置或另一个外部的计算装置上运行的被确定的MMS应用软件，其中MMS应用软件根据操作员输入确定可视化数据，其中可视化数据说明了需要在显示屏上显示的图形的输出图像，其中可视化数据通过通信服务器软件和数据网络传输给机器，其中根据可视化数据在显示屏上显示图形的输出图像。
此外该目的还通过一种用于操作自动化机器的系统来实现，其中机器具有控制装置，其设计用于将在机器的具有显示屏的操作单元上进行的操作员输入和标记通过数据网络传输给在外部的计算装置上运行的通信服务器软件，其中通信服务器软件设计用于根据标记确定属于机器和操作员输入的MMS应用软件，其中通信服务器软件设计用于将操作员输入传输给在外部的计算装置或另一个外部的计算装置上运行的被确定的附属的MMS应用软件，其中MMS应用软件设计用于根据所述操作员输入确定可视化数据，其中可视化数据说明了需要在显示屏上显示的图形的输出图像，其中该系统设计用于将可视化数据通过通信服务器软件和数据网络传输给该控制装置，其中控制装置设计用于根据可视化数据在显示屏上显示图形的输出图像。
此外该目的还通过一种用于自动化机器的控制装置来实现，其中控制装置具有操作单元和计算单元，其中操作单元具有显示屏和输入器，其中计算单元设计用于产生用来控制机器的驱动器的控制参数，其中计算单元设计用于将在操作单元上进行的操作员输入和标记传输给数据网络，其中计算单元设计用于从数据网络接收根据操作员输入由MMS应用软件确定的可视化数据，其中可视化数据说明了需要在显示屏上显示的图形的输出图像，其中计算单元设计用于根据可视化数据确定输出图像，其中控制装置设计用于根据可视化数据在显示屏上显示输出图像。
此外该目的还通过一种用于操作自动化机器的装置来实现，其中在该装置上运行通信服务器软件和MMS应用软件，其中通信服务器软件设计用于从数据网络接收在机器的操作单元上进行的操作员输入和标记，其中通信服务器软件设计用于根据标记确定属于机器和操作员输入的MMS应用软件，其中通信服务器软件设计用于将操作员输入传输给被确定的附属的MMS应用软件，其中MMS应用软件设计用于根据操作员输入确定可视化数据，其中可视化数据说明了需要在操作单元的显示屏上显示的图形的输出图像，其中装置设计用于将可视化数据通过通信服务器软件和数据网络传输给机器。
类似于系统的、控制装置的、装置的有利的设计方案，得出了该方法的有利的设计方案，并且反之亦然。
本发明的有利的设计方案由从属权利要求中得出。
证明为有利的是，操作员输入和标记借助于在机器上运行的客户端软件通过数据网络传输给在外部的计算装置或另一个外部的计算装置上运行的通信服务器软件。通过应用客户端软件可以实现自动化机器和数据网络的特别简单的连接。
此外证明有利的是，可视化数据通过通信服务器软件和数据网络传输给机器，其中在机器上运行的客户端软件根据可视化数据确定图形的输出图像，其中在显示屏上显示图形的输出图像。由此能特别简单地确定输出图像。
此外证明有利的是，MMS应用软件用于模拟机器的生产过程，或者MMS应用软件用于改变子程序，或者MMS应用软件用于对机器进行诊断，或者MMS应用软件用于对机器进行监测。MMS应用软件的上述设计方案是MMS应用软件的通常的设计方案。
自动化机器例如可以设计为机床、生产性机器和/或机器人。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并且以下对此进行详细说明。图中示出：
附图是用于操作自动化机器的根据本发明的一种方法和一种系统。
具体实施方式
在附图中以示意框形的图示示出了用于操作自动化机器12的一种根据本发明的方法和一种根据本发明的系统。在实施例的范畴中，机器12设计为机床。机器12具有控制装置7，其在实施例的范畴中设计为CNC控制器(Computer Numerical Control计算机数字控制)的形式。控制装置7具有操作单元1，操作者通过该操作单元可以立即在机器处对机器12进行操作。操作单元1具有用于操作机器的输入器20以及显示屏21，该输入器在实施例的范畴中设计为所示出的按键的形式。此外控制装置7还具有计算单元2，其通过用于传输数据的连接器4和控制单元1连接。计算单元2具有一个单独的或多个处理器，在这个/这些处理器上运行客户端软件3、MMS基础软件5和控制软件6。此外，处理器可以布置在一个单独的电组件上或多个电组件上。在此应注意的是，在计算单元2上运行的软件自然可以比在附图中给出的更多，然而其中出于简明的原因在附图中仅仅示出了对于理解本发明重要的软件。
控制软件6用于确定例如控制参数、例如用于控制机器的驱动器11的目标参数，借助于这些参数使机器12的机器元件、例如刀具主轴和/或机身运动。控制装置7和特别是计算单元2为了控制驱动器11而通过连接器19和驱动器11连接。
和常规的控制装置不同的是，不是全部的MMS(人-机-端口Mensch-Maschine-Schnittstelle)软件而仅仅是MMS基础软件5在计算单元2上运行，全部的MMS软件能够奢侈并且有效地操作机器12，MMS-基础软件优选地仅仅允许不完整的操作、即对机器进行基础操作。因此在实施例的范畴中，机器12的机器主轴利用MMS基础软件来运动，并且例如为了生产而开启用于生产工件的子程序。MMS基础软件例如可以由MMS软件的第一版本构成，其在初次启动机器12时安装在计算单元2上。
本发明的基本理念在于，以MMS应用软件的形式提供例如希望的扩展的和/或改进的操作功能性，并且其可以在外部的计算装置上运行，因此机器12的操作功能性可以任意扩展，而并不增大例如在计算时间上和/或在存储空间上的要求，计算单元2需要这些计算时间和/或存储空间以用于执行机器的操作功能性。
控制装置7和特别是计算单元2，以及外部的计算装置13和另一个外部的计算装置16为了传输数据而与数据网络9连接，这通过双箭头8，10和15示出。数据网络9例如可以以例如工厂网络的LAN(局域网LocalArea Network)的形式和/或以例如因特网的WAN(广域网Wide AreaNetwork)的形式存在。在本发明的范畴中，外部的计算装置在此理解为并不是机器12的组成部分并且优选地地点远离机器12布置的计算装置。
客户端软件3实现了一个界面，通过该界面可以将数据从操作单元1和计算单元2传输给数据网络9并且在那里继续传输给外部的计算装置13。因此例如借助于客户端软件3将借助于输入器20和操作单元1由机器12的操作者输入的操作员输入和标记传输给数据网络9并且由那里传输给在外部的计算装置13上运行的通信服务器软件14。此外借助于客户端软件3可以将数据网络9的数据由外部的计算装置1传输给计算单元2和操作单元1。
在实施例的范畴中，根据本发明的系统具有另一个外部的计算装置16，应用服务器软件17和MMS应用软件18a、MMS应用软件18b和MMS应用软件18c在该计算装置上运行。应用服务器软件17控制MMS应用软件18a，18b和18c的运行。MMS应用软件18a例如可以是用于模拟机器的生产过程的模拟软件，MMS应用软件18b例如是用于对机器进行诊断的软件，并且MMS应用软件18c例如是用于改变子程序的软件。当然可以有比示出的三个MMS应用软件实例更多的应用软件在外部的计算装置16上运行。MMS应用软件用于对MMS基础软件5进行扩展和改进和/或提高效率。根据不同的MMS应用软件的数量能总的来说范围广泛地并且舒适地操作机器。
MMS应用软件(例如用于模拟生产过程的模拟软件)在存在多个自动化机器时可以多次在另一个外部的计算装置16上存在并且在一定程度上和外部的计算装置并行执行。相应的MMS应用软件然后分别对应于一个预定的机器。除了机器12以外还可能存在的其他机器在图中以虚线示出，并且具有参考标号23。
机器12的操作者借助于输入器20进行的操作员输入以及标记和计算单元2的可能的其他数据通过数据网络9传输给在外部的计算装置13上运行的通信服务器软件14。通信服务器软件14根据标记确定属于计算单元2并且进而属于机器12和操作员输入的MMS应用软件，为此确定了操作员输入和数据。通信服务器软件14在实施例的范畴中根据表格对此进行确定，在该表格中对于存在的标记存储了属于相应的标记的MMS应用软件的标号。标记例如可以由控制装置7的在世界范围独一无二地分配的生产号码以及编码构成，该编码说明了操作员输入和数据被确定用于哪个MMS应用软件。
通信服务器软件14通过数据网络9将操作员输入和数据传输给在另一个外部的计算装置16上运行的由通信服务器软件14确定的属于机器12的MMS应用软件。MMS应用软件根据操作员输入确定可视化数据，该可视化数据说明了需要在显示屏21上显示的图形的输出图像。可视化数据因此不仅由例如需要在显示屏21上显示的数值组成，而且也应包括关于图形的输出图像怎样在显示屏21上显现给操作员的信息。可视化数据因此说明了需要在显示屏21上显示的图形的输出图像。如果MMS应用软件涉及例如用于模拟机器的生产过程的软件，则不仅确定MMS应用软件的这种数据，其例如说明机器12的需要显示的机身的实际位置恰好是怎样的，而且也确定了这种数据，其说明图形的图像看起来应是怎样的，该图形的图像在显示屏21上显示，即关于机身怎样在显示屏21上显示的数据，即其具有怎样的形状和外观。
在此需要注意的是，如果操作单元1的输入器包括例如计算机鼠标，可视化数据优选地也包括用于借助于计算机鼠标能运动的鼠标箭头按规定地在显示屏21上显示的数据。
因此MMS应用软件的可视化数据通过通信服务器软件14和数据网9传输给机器12，其中客户端软件3根据可视化数据确定图形的输出图像，并且在操作单元1的显示屏21上输出，因此在显示屏21上显示图形的输出图像。
外部的计算装置和/或另一个外部的计算装置例如可以在自动化机器的制造商处或在控制装置7的制造商处被设置。外部的计算装置13和另一个外部的计算装置16在此例如可以以一个单独的计算机或多个彼此连接的计算机的形式存在。
以下应根据具体实施例再次说明根据本发明的方法。
机器12的操作者不再满足于MMS基础软件5为其提供的操作功能性，而是希望对其扩展一个用于模拟机器的生产过程的模拟软件，因此例如在控制刀具运动的子程序运行之前模拟运动过程并且可以为操作者在显示屏21上显示。根据本发明现在并不像在现有技术中那样在计算单元2上加载扩展了一个模拟软件的新的MMS软件，而是例如在另一个外部的计算装置16上加载可以对机器的生产过程进行所期望的模拟的MMS应用软件18a，其中在对于应用服务器软件17进行控制的情况下在另一个外部的计算装置16上运行该应用软件。MMS基础软件5和也可能是客户端软件3因此例如通过改变的参数略微调整，因此这些软件清楚存在一个用于模拟生产过程的MMS应用软件。
如果操作员例如通过调用在操作单元1中的相应菜单通过输入器20选择模拟功能性，因此其操作员输入、即由操作员产生的输入数据和标记一起被传输给通信服务器软件14，该标记包括涉及哪个控制装置并且进而涉及哪个机器以及操作员输入确定用于哪个MMS应用软件的信息。通信服务器软件根据标记确定了对于机器12和特别是控制装置7来说所属的期望的模拟软件，即在实施例中是MMS应用软件18a。操作员输入因此由通信服务器软件14传输给MMS应用软件18a。
此外由机器12和特别是由控制装置7和特别是由计算单元2将为模拟所需的数据、例如通过控制软件6产生的目标参数从机器12通过通信服务器软件14传输给MMS应用软件18a，该目标参数用于控制驱动器11和/或为了夹紧工件而应用的夹紧器等等。MMS应用软件18a因此模拟生产过程，并且通过通信服务器软件14将作为结果的可视化数据传输给控制装置7的客户端软件3，可视化数据说明了需要在显示屏21上显示的图形的输出图像，客户端软件由可视化数据来确定图形的输出图像。因此在显示屏21上显示了图形的输出图像。可视化数据在一定程度上以通过客户端软件3实现在显示屏21上进行显示的图像数据流的形式存在。
在此需要注意的是，并不一定需要存在另一个外部的计算装置16用于实现本发明，而是MMS应用软件18a，18b和18c和应用服务器软件17也可以和通信服务器软件14一起在外部的计算装置13上运行，这在附图中以虚线示出。
如果存在多个自动化机器，则在外部的计算装置13或另一个外部的计算装置16上可以运行相应地对应于机器的MMS应用软件。由于控制装置7能明确地识别标记，因此相应的MMS应用软件能对应于其相应所属的控制装置7。机器在此如同机器12一样地通过数据网络9与外部的计算装置12并且特别是与通信服务器软件14连接。在存在多个机器时，本发明类似于上面对于机器12说明的那样起作用。在附图中，可能存在的其他机器以虚线示出并且具有参考标号23。机器23为了传输数据而与数据网络9连接，这通过虚线示出的双箭头24示出。
由控制装置7并且特别是由控制软件6可以将MMS应用软件所需的、用于实现其功能性的不同的数据从机器12通过通信服务器软件14传输给MMS应用软件。因此例如可以将机器的控制参数或机器的状态(机器生产，机器不生产)传输给MMS应用软件。
通过本发明可以任意地扩展机器12的操作功能性，而不会由此增加机器的硬件的资源消耗。由于机器12还具有在控制装置7上运行的MMS基础软件5，因此即使在和MMS应用软件的连接被干扰时也可以继续进行机器生产，这是因为MMS基础软件5确保了基础操作功能性，而不取决于MMS应用软件的可用性。
外部的计算装置和/或另一个外部的计算装置可以例如是计算机中心的组成部分。这可以是用于大型生产厂或制造厂的计算机中心。但也存在的可能性是，这作为ASP(Application Service Providing)形式的服务器来实现。这是特别有意义的，即将需要操作的自动化机器的生产基础设施在空间上或全局地分散在各处。
外部的计算装置13自身或外部的计算装置13和另一个外部的计算装置16一起是用于操作自动化机器的装置。
此外，如果作为MMS基础软件的组成部分或者除MMS基础软件以外至少一部分MMS应用软件也应在机器12上运行并且特别应在计算单元2上运行，则因此对应该在外部的计算装置13或在另一个外部的计算装置16上运行的MMS应用软件以及应在控制装置7上运行的MMS应用软件这样合理地进行分配，即当错误安装时会导致生产故障的MMS应用软件在外部的计算装置13或在另一个外部的计算装置16上运行，并且就此而言可以说是不危险的MMS应用软件在控制装置7上运行。

Claims (8)

1.一种用于操作自动化机器(12)的方法，其中在所述机器(12)的具有显示屏(21)的操作单元(1)上进行的操作员输入和标记通过数据网络(9)传输给在外部的计算装置(13)上运行的通信服务器软件(14)，其中所述通信服务器软件(14)根据所述标记确定属于所述机器(12)和所述操作员输入的机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)，其中所述通信服务器软件(14)将所述操作员输入传输给在所述外部的计算装置(13)或另一个外部的计算装置(16)上运行的被确定的所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)，其中所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)根据所述操作员输入确定可视化数据，其中所述可视化数据说明了需要在所述显示屏(21)上显示的图形的输出图像，其中所述可视化数据通过所述通信服务器软件(14)和所述数据网络(9)传输给所述机器(12)，其中根据所述可视化数据在所述显示屏(21)上显示所述图形的输出图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作员输入和所述标记借助于在所述机器(12)上运行的客户端软件(3)通过所述数据网络(9)传输给在所述外部的计算装置(13)或另一个外部的计算装置(16)上运行的所述通信服务器软件(14)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可视化数据通过所述通信服务器软件(14)和所述数据网络(9)传输给所述机器(12)，其中在所述机器(12)上运行的客户端软件(3)根据所述可视化数据确定所述图形的输出图像，其中在所述显示屏(21)上显示所述图形的输出图像。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)用于模拟所述机器(12)的生产过程，或者所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)用于改变子程序，或者所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)用于对所述机器(12)进行诊断，或者所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)用于对所述机器(12)进行监测。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述自动化机器设计为机床、生产性机器和/或机器人。
6.一种用于操作自动化机器(12)的系统，其中所述机器(12)具有控制装置(7)，所述控制装置设计用于将在所述机器(12)的具有显示屏(21)的操作单元(1)上进行的操作员输入和标记通过数据网络(9)传输给在外部的计算装置(13)上运行的通信服务器软件(14)，其中所述通信服务器软件(14)设计用于根据所述标记确定属于所述机器(12)和所述操作员输入的机器-机器-端口应用软件，其中所述通信服务器软件(14)设计用于将所述操作员输入传输给在所述外部的计算装置(13)或另一个外部的计算装置(16)上运行的被确定的附属的所述机器-机器-端口应用软件，其中所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)设计用于根据所述操作员输入确定可视化数据，其中所述可视化数据说明了需要在所述显示屏(21)上显示的图形的输出图像，其中所述系统设计用于将所述可视化数据通过所述通信服务器软件(13)和所述数据网络(9)传输给所述控制装置(7)，其中所述控制装置(7)设计用于根据所述可视化数据在所述显示屏(21)上显示所述图形的输出图像。
7.一种用于自动化机器(12)的控制装置，其中所述控制装置(7)具有操作单元(1)和计算单元(2)，其中所述操作单元(1)具有显示屏(21)和输入器(20)，其中所述计算单元(2)设计用于产生用来控制所述机器(12)的驱动器(11)的控制参数，其中所述计 算单元(2)设计用于将在所述操作单元(1)上进行的操作员输入和标记传输给数据网络(9)，其中所述计算单元(2)设计用于从所述数据网络(9)接收根据所述操作员输入由机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)确定的可视化数据，其中所述可视化数据说明了需要在所述显示屏(21)上显示的图形的输出图像，其中所述计算单元(2)设计用于根据所述可视化数据确定所述输出图像，其中所述控制装置(7)设计用于根据所述可视化数据在所述显示屏(21)上显示所述输出图像。
8.一种用于操作自动化机器(12)的装置，其中在所述装置(13，16)上运行通信服务器软件(14)和机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)，其中所述通信服务器软件(14)设计用于从数据网络(9)接收在所述机器(12)的操作单元(1)上进行的操作员输入和标记，其中所述通信服务器软件(14)设计用于根据所述标记确定属于所述机器(12)和所述操作员输入的机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)，其中所述通信服务器软件(14)设计用于将所述操作员输入传输给被确定的附属的所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)，其中所述机器-机器-端口应用软件(18a，18b，18c)设计用于根据所述操作员输入确定可视化数据，其中所述可视化数据说明了需要在所述操作单元(1)的显示屏(21)上显示的图形的输出图像，其中所述装置(13，16)设计用于将所述可视化数据通过所述通信服务器软件(13)和所述数据网络(9)传输给所述机器(12)。
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