CN103801829A - 加工机床、尤其激光加工机床的分散控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工机床（24）、尤其激光加工机床的分散控制方法，其中所述加工机床包括加工舱室（31），所述加工舱室由保护壳体（22）包围并具有至少一个被监控的进出区域（27、28）；以及由主控制面板（21）控制、至少开始所述加工机床（24）的控制器，其特征在于，所述加工机床（24）利用一个或多个多功能按钮（16）被控制，其中至少一个多功能按钮（16）与所述至少一个进出区域（27、28）相连，并且所述多功能按钮（16）的对应操作涉及一控制循环内的一个工作步骤被启动，其中所述工作步骤是所述控制循环中的连续工作步骤的重复序列中的下一个。

Description

加工机床、尤其激光加工机床的分散控制方法

本发明专利申请是2007年5月3日递交的发明专利申请No.200780031679.0（PCT/EP2007/003900）的分案申请。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的加工机床、尤其激光加工机床的分散控制方法。

背景技术

由申请人的加工机床Lasercell1005可知这种类型的加工机床、尤其激光加工机床。这种类型的加工机床包括加工舱室，所述加工舱室由一保护壳体包围。该保护壳体包含至少一个用于加工舱室的进出区域，所述进出区域被监控。在保护壳体的外侧上布置一主控制面板，所述主控制面板允许控制所述加工机床。该主控制面板包括操作面板（Teachpanel），其可被用于输入基本函数与辅助函数这两者。为了打开和关闭保护门，以相对于主控制面板分散的方式设置各个控制元件，所述控制元件包括各个控制键，所述控制键与指派的区域相对应。例如，用于进出区域的自动保护门设有用于打开所述门的控制键；用于关闭所述门的控制键；用于操作保护壳体中的光源的控制键；用于紧急关闭功能的控制键；以及用于确认保护壳体外侧机器舱室内装载工件运输设备的控制键。

这种加工机床借助于工件运输设备装载和卸载工件，所述工件从加工舱室通过加工机床外侧的装载舱室之外的单独的进出区域进入保护壳体内侧的加工舱室。该进出区域反过来具有与其相连的附加的控制元件，所述附加的控制元件与前述控制元件相比包括其它控制键。

这些已知的控制元件允许实现用于控制加工机床的所有功能。然而，机床操作者需要选择控制键并且操作用于在将被实现的工作步骤的部位处每个所需工作步骤的对应的控制元件。控制元件的这种结构需要基于加工机床状态的每个控制元件的特定的指令。此外，机床操作者需要在对应的完成部位初始化各个控制步骤。

发明内容

因此，本发明的目的旨在提供一种分散控制加工机床的方法，其中启动被简化，并且用于分散控制的控制元件被调整。

本发明借助于一种具有权利要求1的特征的加工机床的分散控制方法而实现该目的。在其它权利要求中指出了本发明的其它有利改进和改型。

根据本发明的方法具有这样的优点，对于加工机床的分散控制而言，在加工机床的进出区域上设置标准多功能按钮，从而简化通过多功能按钮启动的连续的工作步骤。在这种情况中，多功能按钮的对应的操作涉及启动加工机床的控制循环中的一工作步骤，所述工作步骤是控制循环的连续的工作步骤的重复性序列中的下一个。这实现了连续工作步骤的链条。此外，多功能按钮的标准结构还允许启动一进出区域，其中所述进出区域远程设置但是处于机床操作者的视线范围内。这可基于快速控制而减小过程时间。

优选地，多功能键依次启动控制循环的各连续的工作步骤，其中所述控制循环被规定用于加工机床的每个操作模式。这意味着，典型的或规则重复的工作步骤控制对于每个操作模式的特定的控制循环。加工机床借助于多功能按钮优选在“加工工件”和“设定加工机床”操作模式中被控制。

在所述方法的一个优选实施例中，在“加工工件”操作模式中，加工程序通过操作所述多功能按钮而被中断。不必在工作加工的中断过程中识别加工机床的当前工作状态，并且因此操作者启动或操作合适的控制元件以返回至工作加工过程并继续它。

为了使得机床操作者清楚控制循环中加工机床的当前状态，多功能按钮优选将加工机床的当前操作状态作为输出状态信号的基础，所述状态信号例如就绪指示光、闪光、或者不同频率的多个闪光、或者就绪指示光的熄灭。这允许机床操作者识别控制循环中的当前的工作步骤或者加工机床的当前操作状态。优选地，所述一个或多个多功能按钮借助于第一状态信号表明了在“加工工件”操作模式中工件的加工，其中所述第一状态信号优选为就绪指示光的形式。

根据本发明的方法的一个有利的改型，在“加工工件”操作模式中加工工件的过程中操作多功能按钮中断了加工程序并且优选通过减慢直线轮轴而停止加工单元，关闭激光束并且启动进给抑制装置（feedinhibit）。

优选地，在多功能按钮上通过第一状态信号的改变而表明加工程序的中断。这允许机床操作者识别控制循环中的当前的工作步骤或者加工机床的当前的操作状态。

因为加工机床的加工舱室出于安全的原因正常情况下被保护，所以优选地设置成多功能按钮的操作涉及加工舱室被使得除了加工程序中断以外进出。在手动保护门的情况中，保护门上的锁定在保护壳体上被解锁，或者在自动门的情况中，保护门在保护壳体上被打开，或者在监控进出区域的情况中，例如通过光栅，监控被停止。这些工作步骤依次被完成，并且体现了一控制循环，以使得加工机床的加工舱室可进出并且检查所出现的中断的原因。

在方法的一个有利改型中，加工机床的进出区域通过自动门被保护或者通过光栅或光幕被监控。优选通过多功能按钮上的第一状态信号、优选就绪指示光的熄灭向机床操作者表明加工程序的中断和加工舱室的进出性。这向机床操作者通知，中断加工程序的连续工作步骤已经被执行，并且加工舱室可以无危险地进出。

在加工程序的中断原因已经被查明并清除之后，多功能按钮的操作优选设置成初始化一工作步骤，从而返回至所述中断的加工程序，其中自动保护门的自动关闭或者手动保护门的锁定或者进出区域监控的启动被触发。

该成功执行的工作步骤有利地由多功能按钮上的第二状态信号表明，其中所述第二状态信号优选为闪光的形式。这同时确保了对于完全执行的工作步骤的检查。

在所述方法的一个有利改型中，加工机床的进出区域通过手动保护门被保护。加工程序的中断以及手动保护门的解锁优选由来自多功能按钮的第二状态信号、尤其闪光表明。在至少一个手动保护门被打开时，来自多功能按钮的第二状态信号被熄灭，从而机床操作者清楚加工舱室可进出。

为了继续加工程序，所述至少一个打开的手动保护门被关闭，并且然后手动保护门通过操作所述多功能按钮被锁定。

多功能按钮借助于第二状态信号、尤其闪光表明手动保护门的锁定。这允许机床操作者识别控制循环中的当前工作步骤或者加工机床的当前操作状态。

在多功能按钮上表明闪光之后，加工机床有利地通过再次操作多功能按钮而被启动，以继续加工程序。加工程序在其中断开始的点继续其进一步加工。

从加工程序的继续向前开始的时间，多功能按钮上的闪光优选被转化成就绪指示光。这表明了加工程序正在常规地被执行。

在位于加工舱室内的一个或多个工件已经被完全加工之后，需要更换工件。工件的更换是“加工工件”操作模式中加工程序内的加工步骤，或者可以通过机床操作者手动地被完成。

根据所述方法的一个优选改型，加工舱室内的工件的更换在多功能按钮上通过第一状态信号的改变、优选就绪指示光的熄灭被表明。这再次向机床操作者表明了当前状态。

各工件优选借助于工件运输设备被装载和卸载。工件借助于加工机床的至少一个进出区域被更换，从而工件运输设备从装载舱室被移动到加工舱室中。例如，如果设置两个装载舱室，则工件运输设备从加工舱室移动到第一装载舱室中并且工件运输设备从第二装载舱室移动到加工舱室中。在工件运输设备已经被移动之后，进出区域被启动。随后，可以再次加工仍未被加工的工件。

优选地，在更换工件的过程中，操作多功能按钮允许停止至少一个工件运输设备，并且操作多功能按钮再次允许重新开始所述工件运输设备。

另外，有利地设置成，将工件承载设备从装载舱室移动到加工舱室或者将其从加工舱室移动到装载舱室中的工作步骤在“设定加工机床”操作模式中通过多功能按钮的操作被控制。

优选地，作为附加的工作步骤，进出区域的打开和关闭设置成通过操作多功能按钮而被控制。这为控制循环提供了连续的工作步骤，其中所述控制循环允许机床操作者为了设定加工机床而具有对于加工舱室的良好的进出性。

为了简化并人体工程学操作这种类型的加工机床，有利地将各个连续的工作步骤设置成彼此相互同步，其中所述各个连续的工作步骤通过一个或多个多功能按钮以分散的方式或在主控制面板上集中地被启动，从而在请求时，同一步骤在每个多功能按钮和主控制面板上被启动。这种同步为机床操作者提供了操作设置用于加工机床的多个多功能按钮中的一个的自由选择。

附图说明

以下利用附图中所示的实施例更加详细地说明和解释本发明和其它有利实施例和改型。根据本发明，说明书和附图中所出现的特征可以本身单独地应用或以多个任何组合的方式应用。在附图中：

图1示出了分散控制元件的示意图；

图2示出了具有保护壳体和手动保护门的加工机床的透视图；

图3示出了具有自动保护门和作为工件运输设备的托盘更换装置的加工机床的透视图；以及

图4示出了具有作为工件运输设备的旋转更换装置的加工机床的透视图。

具体实施方式

图1示出了控制元件12的示意图，其中所述控制元件包括壳体或至少一个安装板14。该安装板14包含多功能按钮16；紧急关闭开关17和确认按钮18。这三个按钮16、17、18优选设置成具有不同的颜色。紧急关闭开关17的形式为具有黄色背景的红色开关，确认开关18的形式为绿色按钮，并且多功能开关16的形式为蓝色发光按钮。

图2示出了具有保护壳体22的加工机床24，其中保护壳体22可通过进出区域27而进出。进出区域27通过相互可移动的保护门29被形成，所述保护门在图2中示出处于关闭状态。控制元件12在加工机床24的保护壳体22上以相对于主控制面板21的分散的方式设置。如果控制元件12设置作为内置部件，则其包括安装板14，其中所述安装板装配成与保护壳体22平齐。可选地，还设置连接至保护壳体22的壳体。

在加工机床24的最简单实施例中，设置成将仅仅一个控制元件12与进出区域27相连。在这种实施例的情况中，保护门29被设置成手动打开和关闭。然而，保护门29自动地解锁和锁定，并且该门被监控。

以下参照图3所示的加工机床更加详细说明加工机床的分散控制的根据本发明的方法。

图3示出了具有自动保护门29并针对工件自动装载和卸载的加工机床24。加工机床24的形式为激光加工机床，并且包括加工舱室31，其中所述加工舱室由保护壳体22包围。进出区域27由两个自动移动的保护门29形成，其中所述保护门在图3中示出处于打开状态。每个自动移动的保护门29包括具有多功能按钮16的相连的控制元件12。控制元件12整合在直立柱30中，其中所述直立柱布置在保护门29之前。

加工舱室31包括位于其中的工件运输设备33，所述工件运输设备的形式为用于自动装载和卸载工件的托盘更换装置。工件运输设备33是用于保持工件的工作台，通过接触按钮有助于工作台在保护壳体22外侧的装载和卸载位置与保护壳体22内的加工位置之间移动。加工机床24包括第一装载舱室34，其中所述第一装载舱室设置在保护壳体22的前侧；以及第二装载舱室35，其中所述第二装载舱室设置在保护壳体22的侧部。这种结构允许机床操作者在装载舱室34、35内卸载完成加工的工件并且将未加工的工件装载到工件运输设备33上，同时工件32在加工舱室31内被加工。

取决于加工机床24的尺寸与复杂性，可以设置一个或多个装载舱室34、35。装载舱室34、35通过光栅被保护，其中装载舱室34、35由包含光栅的四个柱37限定。光栅借助于控制元件12上的确认按钮18被启动。可选地，装载舱室34、35可通过光幕被保护。

加工舱室31包含作为加工单元36的激光加工头或激光焊接头，例如，其可借助于工件运输设备33上方的直线底轮轴系统（linear axlesystem）被移动。

加工机床可以以各种不同的操作模式被操作。例如，这些操作模式包括“加工工件”、“设置加工机床”、“维持加工机床”和“诊断”的操作模式。

工件根据“加工工件”操作模式中的加工程序被加工。机床操作者对加工程序进行编程，其在开始时向机床控制器发出指令。在“加工工件”操作模式中，基于所选择的加工程序自动地产生多个指令。多功能按钮16的功能是允许安全地中断加工程序，并且允许借助于多功能按钮16控制这种中断。

在“设定加工机床”操作模式中，机床操作者可设定用于加工的加工机床。这包括诸如对正激光束、调整间隔控制或插入工件支承件的动作。

工件在“加工工件”操作模式中被加工。为了加工位于加工舱室31中的工件32，加工程序利用主控制面板21被开始。多功能按钮16使用就绪指示光表明，加工单元36已经被启动并且加工程序正在被执行。

发光的确认按钮18向机床操作者表明，在位于装载舱室34中的工件运输设备33上需要工件更换。当工件32在加工舱室31正被加工时，机床操作者在装载舱室34内更换工件，完成加工的工件从工件运输设备33被取出，并且新的、未加工的工件被插入工件运输设备33中。通过推压确认按钮18，机床操作者证实装载舱室34中工件的更换。

在工件32已经被加工之后，加工单元36被停止，并且加工程序被终止。加工机床24的控制器被用于改变工件运输设备33。进出区域27、28被打开，工件运输设备33从加工舱室31移动到装载舱室35中，并且工件运输设备33从装载舱室34移动到加工舱室31中。接着，保护门29被关闭，从而进出区域27、28被密封，并且因为加工程序开始，所以加工单元36开始加工下一个工件。

中断加工以更换工件由确认按钮16通过熄灭就绪指示光被表明。只要在工件已经被更换之后加工程序继续，则多功能按钮16再次发出就绪指示光。

如果在工件32正被加工时必须进出加工舱室31，则加工程序可以通过操作多功能按钮16而被中断。多功能按钮16可以被用于启动所需的控制循环中的连续工作步骤，从而完全地中断工件32的加工并随后继续进行加工。

通过操作多功能按钮16，加工单元36通过减慢直线轮轴而被停止，激光束被关闭并且进给抑制装置被启动。另外，与所操作的多功能按钮16相关的保护门29打开。机床操作者可以进入加工舱室31，并且纠正故障。在故障已经被纠正之后，打开的保护门29可以通过操作多功能按钮16而被关闭。多功能按钮16的进一步操作在加工程序之前被中断的点继续加工程序。

多功能按钮16在中断的过程中借助于不同的状态信号表明加工机床24的各种不同的状态。加工程序的中断和保护门29的打开通过熄灭多功能按钮16上的就绪指示光而被表明。在故障被纠正并且保护门29已经被关闭时，多功能按钮16发出闪光，所述闪光向机床操作者发出信号需要进一步动作，从而继续进行加工。再次推压多功能按钮16启动加工单元36，并且继续加工程序，并且多功能按钮16从闪光改变为就绪指示光。

在加工机床24包括具有需要手动打开的保护门29的保护壳体22时，在由于多功能按钮16被操作而使得加工程序中断之后，加工单元36的停止以及保护门29的解锁可以通过多功能按钮16上的就绪指示光改变至闪光而被表明。这向机床操作者表明，加工舱室31可以进出。

在“设定加工机床”操作模式中，在多功能按钮16上存储重复性工作步骤的不同的序列。

工件运输设备33可位于装载舱室34、35或者加工舱室31中。

操作多功能按钮16以打开保护门29，进一步操作将工件运输设备33从装载舱室34、35移动到加工舱室31中或者从加工舱室31移动到装载舱室34、35中，并且进一步操作再次关闭保护门29。

因此，明显的是，仅仅多功能按钮16的操作在不正确的操作被防止时初始化连续工作步骤的控制循环，其包括连续工作步骤的典型序列。在这种情况中，从中断工作过程至停止加工机床的工作步骤的类型与数量和用于继续进行中断的工作过程的工作步骤的类型和数量这两者可以被改变、增加，并且与示意性实施例相比彼此不同地被构成。

图4以与图3类似的方式示出了加工机床24，所述加工机床区别之处在于，工件运输设备33由旋转更换装置而非托盘更换装置形成。这种类型的旋转更换装置具有两个或多个工件所位于的站台。如图4所示的工件运输设备33是旋转更换装置，其具有两个站台：装载与卸载站台38和加工站台39。装载与卸载站台38通过保护壁40与加工站台39隔离。加工完成的工件从加工站台39旋转到装载与卸载站台38，并且可以在装载与卸载站台38中被卸载。装载与卸载站台38装载有未加工的工件。接着，在装载与卸载站台38内完成的工件的更换在直立柱41上被证实，并且进出区域27的排出由确认按钮18证实。可选地，对应的证实可被要求用于所完成的工件的更换以及装载与卸载站台38的排出。进出区域27被启动，并且加工程序被开始。

本质上，这种工件运输设备33的启动对应于针对图3所述的控制。并非是将托盘更换装置移进和移出装载舱室34、35，设有旋转更换装置的旋转运动，从而允许将工件从装载与卸载站台38运输至下游加工站台39。

作为如图3所示、由保护门29密封的进出区域27、28的替代，图4中设置一进出区域27，所述进出区域借助于光栅被保护。该光栅或光幕集成在直立柱41内，所述直立柱同样保持控制元件12并且是保护壳体22的一部分。

基于主控制面板21与相对于主控制面板21以分散方式设置的一个或多个控制元件12的同步化，在主控制面板21和控制元件12这两者上可以实现启动。

用于分散启动的控制元件12可以在保护壳体22或单独的柱37、41上设置。另外，这种控制元件12的形式可以是机床操作者所携带的自供电移动无线电（autarkic mobile radio），从而他可以以其与加工机床24相对位置无关地完成启动。

加工机床标准装备有用于分散控制的特别方法，其可被称为在“加工工件”与“设定加工机床”的操作模式中利用多功能按钮16。在用户请求时，多功能按钮16还可编程具有单个序列的工作步骤。

上述所有特征对于本发明而言分别单独都是重要的，并且可以正如所希望那样彼此结合。

Claims (21)

1.一种加工机床（24）、尤其激光加工机床的分散控制方法，其中所述加工机床包括加工舱室（31），所述加工舱室由保护壳体（22）包围并具有至少一个被监控的进出区域（27、28）；以及由主控制面板（21）控制、至少开始所述加工机床（24）的控制器，其特征在于，

所述加工机床（24）在所述主控制面（21）上集中地被控制并且利用一个或多个相对于所述主控制面板（21）分散地设置的控制元件（12）被控制，并且每个控制元件（12）包括单独一个多功能按钮（16），其中至少一个控制元件（12）与所述至少一个进出区域（27、28）相连，并且

所述控制元件（12）的多功能按钮（16）的操作是依次启动控制循环的各连续的工作步骤，并且所述控制元件（12）的多功能按钮（16）的对应操作涉及一控制循环内的一工作步骤被启动，其中所述工作步骤是所述控制循环中的连续工作步骤的重复序列中的下一个，

通过所述控制元件（12）的多功能按钮（16）以分散的方式或者在所述主控制面板（21）上集中初始化的各个连续的工作步骤彼此相互是同步的，从而在所述控制循环中同一次序的工作步骤在请求时由相应控制元件（12）的每个多功能按钮（16）和主控制面板（21）被启动，并且

所述加工机床（24）由至少一个操作模式操作，并且对于每个操作模式，连续工作步骤的预定序列被存储用于所述控制循环，所述序列由所述多功能按钮（16）启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工机床（24）由“加工工件”或“设定加工机床”的操作模式操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述“加工工件”操作模式中，在所述多功能按钮（16）被操作时，所述工件的加工被中断。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述“加工工件”操作模式中，所述一个或多个多功能按钮（16）借助于第一状态信号、尤其就绪指示光表明，工件（32）正在被加工。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在“加工工件”操作模式中，通过操作所述多功能按钮（16）中断根据加工程序的工件（32）的加工。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述“加工工件”操作模式中加工的中断由所述多功能按钮（16）的第一状态信号、尤其就绪指示光的变化被表明。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，除了加工的中断以外，利用手动保护门（29），所述保护门（29）上的锁定被解锁，或者利用自动保护门（29），至少一个保护门（29）被打开，或者所述至少一个进出区域（27、28）的监控被关闭。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，加工程序的中断以及自动保护门（29）的打开或者至少一个进出区域（27、28）的关闭由所述多功能按钮（16）的第一状态信号、尤其就绪指示光的熄灭表明。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中断的加工程序通过操作所述多功能按钮（16）被继续，所述多功能按钮关闭所述自动保护门（29）或者启动所述至少一个进出区域（27、28）。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多功能按钮（16）借助于第二状态信号、尤其闪光表明所述自动保护门（29）的关闭或者所述至少一个进出区域（27、28）的启动。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，操作所述多功能按钮（16）再次继续所述中断的加工程序。

12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加工程序的中断以及所述手动保护门（29）的解锁由来自于所述多功能按钮（16）的第二状态信号、尤其闪光表明，并且在至少一个手动保护门（29）打开时，来自所述多功能按钮（16）的第二状态信号熄灭。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述加工程序通过操作所述多功能按钮（16）使得关闭所述至少一个打开的手动保护门（29）并然后锁定所述手动保护门（29）而被继续。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多功能按钮（16）借助于所述第二状态信号、尤其闪光表明所述手动保护门（29）的锁定。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，操作所述多功能按钮（16）再次继续所述中断的加工程序。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述多功能按钮（16）从第二状态信号改变至第一状态信号、尤其从闪光改变至就绪指示光而表明所述加工程序的继续。

17.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，用于更换工件的加工程序的中断在所述多功能按钮（16）上通过第一状态信号、尤其就绪指示光的改变、优选熄灭而表明。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各工件借助于至少一个工件运输设备（33）在装载舱室（34、35）与所述加工舱室（31）之间装载和卸载。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在更换工件的过程中操作所述多功能按钮（16）停止所述至少一个工件运输设备（33），并且操作所述多功能按钮（16）使得所述工件运输设备再次开启。

20.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述“设定加工机床”的操作模式中，操作所述多功能按钮（16）启动将所述工件运输设备（33）从装载舱室（34、35）移动到所述加工舱室（31）中或从所述加工舱室（31）移动到所述装载舱室（34、35）中的工作步骤。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，作为附加的工作步骤，打开或关闭所述进出区域（27、28）通过操作所述多功能按钮（16）而被控制。

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