CN105593771A - 用于机床的控制系统，操作员控制台和移动数据载体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于由用户控制数控机床20的系统，其包括用户可操作的操作员控制台2和移动数据载体3，和涉及在系统中使用的操作员控制台2和移动数据载体3。操作员控制台2具有用于容纳移动数据载体3的容纳槽23和第一通信接口，该第一通信接口用于可通信地连接到移动数据载体3的第二通信接口，其中第二通信接口包括母连接器插座31和第一通信接口包括设置在容纳槽23的内端面部的公连接器插头41，当移动数据载体3容纳于容纳槽23时，公连接器插头41用于插入移动数据载体3的母连接器插座31。
Description
本发明涉及一种用于由用户控制数控机床的系统，其包括由用户可操作的操作员控制台和移动数据载体，和涉及在系统中使用的操作员控制台和移动数据载体。
DE102007041768A1揭示了一种访问控制设备，该控制设备用于通过使用移动数据载体由用户控制访问机床，移动数据载体通过通信接口可通信地连接到数控机床的操作员控制台的控制装置，例如，从而控制装置能够从移动数据载体的存储装置读取识别数据，该识别数据唯一标识特定的用户和能够由控制装置确定用户的访问权限。
但是，这会出现以下问题，每次用户使用机床时，每个用户都使用自己的移动数据载体，并需要将其连接到机床的控制装置。对于操作多台机床和具有多个的用户的工厂，这意味着生产工件的每一天，多个用户的多个移动数据载体被不同的用户反复连接连接到某个的机床的控制装置和从某个的机床的控制装置断开。
鉴于上述问题，希望该控制装置和移动数据载体之间的连接，可以有效地和可靠地物理建立，以及每次有效和可靠地进行数据交换，即使在不同的用户在同一时间进行高数量的连接尝试的情况下，长时间下造成尽可能低的磨损影响。
为解决上述问题，根据本发明，提出了如权利要求1所述的控制系统，和如权利要求14所述的操作员控制台和如权利要求15所述的移动数据载体。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
根据本发明的第一个方面，提出了一种用于由用户控制数控机床的系统。该系统包括用户可操作的操作员控制台和移动数据载体。
根据第一方面，操作员控制台具有用于控制机床的控制装置和用于容纳移动数据载体的容纳槽，该操作员控制台的控制装置具有第一通信接口,第一通信接口用于通信地连接到移动数据载体的第二通信接口。
根据第一方面，第二通信接口包括母连接器插座和第一通信接口包括设置在容纳槽的内端面部的公连接器插头，当移动数据载体容纳于在容纳槽时，公连接器插头用于插入移动数据载体的母连接器插座。
因此，可以有提供移动数据载体和机床的操作员控制台的控制装置之间的有优势的可连接性，其涉及一连接，在连接中移动数据载体作为物理公连接部可以被插入到作为物理母连接部的机床的操作员控制台的控制装置的容纳槽，其中通信连接通过便携式数据载体的母连接器插座和机床的操作员控制台的控制装置的公连接器插头建立。
因此，在一方面，通过嵌入容纳槽或由容纳槽覆盖，优选地不伸出容纳槽，作为公连接器插头的控制装置的连接器可以被可靠地保护免受损坏，在另一方面，通过实现为母连接器插座，母连接器插座优选地不伸出便携式数据载体的保护壳体。同时，可以有效地和可靠地建立通信连接。
在第一方面，移动数据载体具有细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座所在侧在该移动数据载体的第一端形成有插入部，且该容纳槽的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧。
优选地，容纳槽的容纳部的横截面形状至少部分配置成与移动数据载体的壳体的插入部的横截面形状配合，从而移动数据载体的插入部可插入容纳槽的容纳部，使得移动数据载体的外壳的第一外侧朝向容纳槽的第一内侧和移动数据载体的外壳的第二外侧朝向容纳槽的第二内侧。
因此，提供的优点是，移动数据载体的插入部的横截面形状和容纳槽的容纳部的横截面形状相互设置使得数据移动载体只能在正确的方向插入到容纳槽中，以避免使用者错误插入时损坏连接器，该错误插入可以通过配合横截面的形状来避免，从而移动数据载体只能如此插入使得移动数据载体的壳体的第一外侧朝向容纳槽的第一内侧和移动数据载体的壳体的第二外侧朝向容纳槽的第二内侧。
另外，容纳槽的形状和尺寸适合于配合移动数据载体的形状和尺寸有利于防止移动数据载体的任何倾斜运动，从而可以可靠地避免倾斜移动数据载体对连接的连接器造成损伤，以及这进一步防止其他物品插入而不是移动数据载体插入容纳槽，从而也可以可靠地避免其他物品对公连接器插头造成损坏。
根据优选的方面，优选地容纳槽的容纳部的横截面形状至少部分成型以与移动数据载体的插入部的横截面形状配合，从当移动数据载体的插入部容纳于容纳槽的容纳部时，阻碍移动数据载体垂直于容纳槽的插入方向的运动和/或阻碍移动数据载体绕插入方向旋转。提供的优点是，插入的移动数据载体的旋转被容纳槽的壁部阻挡，从而更有利、可靠地防止损坏连接器。它还避免了移动数据载体被插入到容纳槽中时旋转，从而确保公和母连接器在正确的位置和方向，从而在建立连接过程中进一步保护连接器免受任何损害。
根据另一优选的方面，优选地容纳槽的开口的宽度大于移动数据载体的插入部的宽度，容纳槽的前部的宽度从开口部到容纳槽的容纳部减小；和/或容纳槽的开口的高度大于移动数据载体的插入部的高度，容纳槽的前部的高度从开口部到容纳槽的容纳部减小。这具有的优点是使用户更容易将移动数据载体插入到容纳槽的开口中，而由于开口和容纳部之间的部分的锥形形状，可以引导插入到容纳部的正确的位置和方向。
另一种优选的方面，优选移动数据载体的外壳在母连接器插座的对侧在该移动数据载体的第二端上形成有具有握持部，其中所述移动数据载体的壳体的握持部的横截面形状成型使得所述握持部被容纳槽的容纳部的横截面形状阻碍。优点是移动数据载体不能用错误的一端插入到容纳槽中，从而可以可靠防止移动数据载体错误反向插入到插入槽而损坏公连接器。
根据另一优选的方面，优选容纳槽的容纳部具有至少一个第一止动部以及移动数据载体的壳体的插入部具有至少一个第二止动部，该至少一个第一止动部用于与该至少一个第二止动部接触以当移动数据载体的插入部插入容纳槽的容纳部到达移动数据载体的完全插入位置时，阻止移动数据载体在插入方向运动。这样的好处是，移动数据载体插入容纳槽的运动通过物理止动部有利地阻止，从而插入运动不是由连接器本身阻碍，从而可靠地防止用户插入移动数据载体时施加太大的插入力而损坏连接器。
根据另一种优选的方面，优选容纳槽的容纳部具有至少一个导向突起与移动数据载体的壳体的插入部具有至少有一个导向槽，该至少一个导向槽用于与该至少一个导向突起配合，当移动数据载体的壳体的插入部插入容纳槽的容纳部时，该至少一个导向突起用于与至少一个导向槽啮合。
另外或可选地，优选容纳槽的容纳部具有至少一个导向突槽和移动数据载体的壳体的插入部具有至少有一个导向突起，该至少一个导向突起用于与该至少一个导向槽配合，当移动数据载体的壳体的插入部插入容纳槽的容纳部时，该至少一个导向突起用于与至少一个导向槽啮合。
这提供了优势，通过导向槽和在导向槽中的导向突起，移动数据载体插入容纳槽的运动可以可在正确方向被可靠地引导。此外，可以避免移动数据载体不正确插入容纳槽和其他物品的插入，因为插入需要导向槽被导向突起啮合和否则会被阻碍。
在上述方面，特别优选的方面，至少一个导向槽具有至少一个第一和/或第二止动部，或至少一个导向突起具有至少一个第一和/或第二止动部。
在另一优选方面，移动数据载体的壳体包括金属制成的外框架部。这提供了可以避免移动数据载体的壳体磨损的优点。
根据另一优选方面，移动数据载体的母连接器插座是母USB连接器插座和控制装置的公连接器插头是公USB连接器插头。
因此，经济有效的和可靠的USB连接可在移动数据载体和机床的控制装置之间建立。然而，与其他移动数据载体如USB棒完全不同，移动数据载体具有母USB插座和操作员控制台具有被容纳槽嵌入和覆盖的公USB插头。
这提供了两个优点，即第一个优点是，即使可以插入容纳槽，通用的USB棒不能够不许可地连接，因为USB棒具有与容纳槽内的公USB插头不兼容的公USB插头，以及第二个优点是，与USB棒与计算机连接相比可以更有效地保护USB连接器免受损害，因为移动数据载体没有暴露的脆弱的公USB连接器和移动数据载体不能在错误的方向和错误的方位插入。
总的来说，典型的USB棒插入USB母插座的生命周期小于5000次连接，但是根据这方面的移动数据载体在连接器发生任何损坏之前可以有大于两倍甚至三倍的生命周期。
根据另一优选方面，优选地该控制装置用于根据用户的授权级别和/或访问权限使用户能够控制该机床的多个可用的控制功能。
优选地移动数据载体具有第一存储装置，该第一存储装置存储访问授权数据，该访问授权数据表示用户的授权级别和/或访问权限，并且该控制装置用于通过在第一和第二通信接口之间建立的连接读取存储在第一存储装置中的访问授权数据以确定用户的授权级别和/或访问权限。
在另一种优选方面，优选地移动数据载体具有第一存储装置和第二存储装置，该第一存储装置存储访问授权数据，该访问授权数据表示用户的授权级别和/或访问权限，第二存储装置用于存储配置数据和/或控制数据，并且操作员控制台的控制装置，具有无线和移动数据载体具有无线第四通信接口。
然后，优选地当移动数据载体容纳于操作员控制台的容纳槽时，移动数据载体用于通过在无线第三和第四通信接口之间建立的无线第一连接和通过在第一和第二通信接口之间建立的第二连接通信地连接到操作员控制台的控制装置。
进一步优选地，控制装置通过建立的无线第一连接读取存储在第一存储装置中的访问授权数据以确定用户的授权级别和/或访问权限，以及进一步用于通过建立的第二连接从第二存储装置读取配置数据以配置控制装置和/或读取控制数据以根据该控制数据来控制该机床的操作。
在进一步优选的方面，优选地控制装置进一步用于通过建立的第二连接将配置数据和/或控制数据写入第二存储装置，和/或第一存储装置是只读存储器，以防止控制装置重写或改变存储在第一存储装置中的数据。优点是在二次存储装置中的数据可以在需要时被用户或控制装置改变，增加，或删除，而存储在第一存储装置的授权数据不能被改变或修改。
在进一步优选的方面，优选地控制装置的无线具有RFID读取器和移动数据载体的无线第四通信接口具有RFID应答器。
在进一步优选的方面，容纳槽的底部包括设置在容纳槽的内端部的灰尘开口，该灰尘开口使被插入的移动数据载体推入容纳槽的灰尘能够从容纳槽中移除。优点是可以可靠地避免灰尘可能随着时间的推移积聚在容纳槽内，因为被插入的移动数据载体推入容纳槽的灰尘可以通过灰尘开口从容纳槽跌出。
根据本发明的第二方面，提出了根据上述第一方面和优选方面的用于由用户控制数控机床的系统的操作员控制台。
根据第二方面，操作员控制台可以包括用于控制该机床的控制装置，以及容纳移动数据载体的容纳槽，移动数据载体具有细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座所在侧在该移动数据载体的第一端形成有插入部。该容纳槽的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧。
根据第二方面，该操作员控制台的控制装置具有第一通信接口，第一通信接口用于通信地连接到移动数据载体的第二通信接口，以及第一通信接口包括设置在容纳槽的内端部的公连接器插头，公连接器插头用于当移动数据载体容纳于容纳槽时插入移动数据载体中的母连接器插座。
另外，在第二方面，容纳槽的容纳部的横截面形状至少部分配置成与移动数据载体的壳体的插入部的横截面形状配合，从而移动数据载体的插入部可插入容纳槽的容纳部，从而移动数据载体的外壳的第一外侧朝向容纳槽的第一内侧和移动数据载体的外壳的第二外侧朝向容纳槽的第二内侧。
根据本发明的第三方面，提出了根据上述第一方面和优选方面的用于由用户控制数控机床的系统的操作员控制台移动数据载体。
根据第三方面，移动数据载体可以包括包括母连接器插座的第二通信接口；以及细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座所在侧在该移动数据载体的第一端形成有插入部。
根据第三方面，移动数据载体用于插入操作员控制台的容纳槽，操作员控制台能够被用户操作和具有控制机床的控制装置，容纳槽的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧，和移动数据载体的第二通信接口用于通信地连接到控制装置的第一通信接口，其中移动数据载体的母连接器插座用于用于当移动数据载体容纳于容纳槽时连接到设置在容纳槽的内端部的公连接器插头。
同时，在第三个方面，容纳槽的容纳部的横截面形状至少部分配置成与移动数据载体的壳体的插入部的横截面形状配合，从而移动数据载体的插入部可插入容纳槽的容纳部，从而移动数据载体的外壳的第一外侧朝向容纳槽的第一内侧和移动数据载体的外壳的第二外侧朝向容纳槽的第二内侧。
根据第一至三方面的优选方面，控制装置优选用于根据存储在移动数据载体的第一存储器的访问权限数据确定用户是否被授权从移动数据载体的第二存储器上传数据，并且只要确定用户被授权从移动数据载体的第二存储器上传数据，用于通过建立的第二连接启用通信。
在另一个优选方面，配置数据可以包括下面数据中的至少一个：设置配置数据，用于根据用户的偏好和/或访问权限自动配置设置控制装置的操作系统；应用程序安装数据，用于安装和/或更新在控制装置的应用程序以增强和/或添加控制装置可用的控制和操作功能；应用程序配置数据，用于根据用户的偏好和/或访问权限自动配置与机床的操作，控制和监控功能相关的控制装置的一个或多个应用程序；表示设置在机床的刀具的刀具属性的刀具配置数据，或表示在操作过程中哪个刀具应当被机床使用以加工工件和这些刀具位于机床的刀具库的哪个位置的信息的刀具配置数据；以及操作功能配置数据，作为输入数据由机床的操作功能使用。
优选地，控制数据包括下面数据中的至少一个：数控程序代码数据，用于自动控制机床上的刀具和工件之间的相对运动；校准控制数据，用于自动控制机床的一个或多个校准操作；以及工件模型数据，表示在机床上加工的工件的模型。
优选地，操作员控制台的控制装置用于通过所建立的通信连接来将输出数据存储于移动数据载体的存储装置，该输出数据包括以下数据中的至少一个：在执行机床的操作功能过程中产生的操作功能输出数据；与在机床上加工的一个或多个工件的加工历史相关的加工历史数据，以及在过去被用户选择/控制的机床的操作功能的历史相关的操作历史数据。
在下面的描述中，本发明将参考附图通过实例进行说明，其中：
图1显示了具有操作员控制台的数控机床的示范性立体图，
图2显示了本发明的实施例的控制系统的操作员控制台的示范性立体图，
图3A显示了本发明的实施例的控制系统的移动数据载体的示范性立体图，
图3B显示了本发明的实施例的控制系统的移动数据载体的另一个示范性立体图，
图3C显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的示范性俯视图，
图3D显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的示范性仰视图，
图3E显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的示范性侧视图，
图3F显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的示范性后视图，
图3G显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的示范性主视图，
图4A显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的示范性立体图，
图4B显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的另一示范性立体图，
图4C显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的示范性仰视图，
图4D显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的示范性主视图，
图4E显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的示范性水平截面图，
图4F显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件的示范性垂直截面图，
图5A显示了本发明实施例的容纳槽部件和所容纳的移动数据载体的示范性立体图，
图5B显示了本发明实施例的容纳槽部件和所容纳的移动数据载体的另一示范性立体图，
图5C显示了本发明实施例的容纳槽部件和所容纳的移动数据载体的示范性主视图，
图5D显示了本发明实施例的容纳槽部件和所容纳的移动数据载体的示范性垂直截面图，
图5E显示了本发明实施例的容纳槽部件和所容纳的移动数据载体的另一示范性垂直截面图，以及
图6显示了本发明的优选实施例的控制系统的示例性示意图。
在数字中，类似或相同的区域，部件或元件是由相同的标号表示。
图1示意性地示出了连接到操作员控制台2的控制数控机床100以由用户/操作员控制机床的立体图。通过操作操作员控制台2，用户可以控制机床100的多个操作功能的一个或多个，该多个操作功能与在机床加工工件，控制机床的直线和旋转轴的运动，和机床100的其他致动器相关。此外，如果在机床可用，用户能够控制多个操作功能的一个或多个，该多个操作功能与机床的自动换刀装置，托盘交换装置，芯片输送机和冷却单元相关。
此外，该机床100可操作于多个可选的操作模式，例如，操作模式，如自动模式，在自动模式中机床的所有功能都是可用的，设置模式，设置模式用于设置机床和配置机床及其部件，以及用于维护的安全模式，在安全模式中只有有限机床的功能是可用的以及可移动致动器的运动速度，如线性和旋转轴是有限的，而机床的门可保持打开用于人工干预和观察。根据所选择的操作模式，只有机床的一组有限的操作功能可适于被用户控制和/或特殊的功能仍然可以使用，但功能是有限的。
图2示例性的示出了图1的操作员控制台2的立体图。在本实施例中，操作员控制台2包括显示器21(显示单元)和输入面板22(输入单元)。输入面板22可以作为输入单元让用户输入控制命令，控制命令包括选择多个操作模式的一个或多个的命令。此外，机床的不同的致动器(如主轴、直线轴、旋转轴等)的状态和其操作，可以在显示器21上显示，允许用户监控机床100的操作。显示器21可以是触敏屏幕，用于除了输入面板22之外进一步接收用户的输入。作为例子，在该实施例中，操作员控制台2在外部提供，但可选地它也可以集成到机床的柜子中。
输入面板22可包含多个输入装置，如键盘22a，按钮222d，开关22b，旋钮22c、轨迹球、触摸板或用于接受来自于用户的使用户能够输入控制操作以控制机床的手动操作输入的类似物。操作员控制台2还包括容纳槽，作为容纳部容纳用于用户授权的移动数据载体3，以根据在移动数据载体3上存储的数据，根据用户的授权级别和/或访问权限确定哪个操作模式应当是用户可选择的和/或哪个操作功能应当是用户可控制的和到何种程度。
因此，当操作员控制台2可以由多个用户使用时，每个用户应将他或她的个人移动数据载体3插入容纳槽23，以便在机床上登录，并使用户能够仅根据他或她的个人授权级别和/或访问权限控制该机床，个人授权级别和/或访问权限根据从插入到容纳插槽23的移动数据载体3获得的授权数据确定。
此外，用户可以将配置数据和/或控制数据从操作员控制台2中的控制装置(未示出)下载到移动数据载体3/将配置数据和/或控制数据从移动数据载体3上传到操作员控制台2。
配置数据可包括以下数据中的一个：设置配置数据，用于根据用户的偏好和/或访问权限自动配置设置控制装置的操作系统；应用程序安装数据，用于安装和/或更新在控制装置的应用程序以增强和/或添加控制装置可用的控制和操作功能；应用程序配置数据，用于根据用户的偏好和/或访问权限自动配置与机床的操作，控制和监控功能相关的控制装置的一个或多个应用程序；表示设置在机床的刀具的刀具属性的刀具配置数据，或表示在操作过程中哪个刀具应当被机床使用以加工工件和这些刀具位于机床的刀具库的哪个位置的信息的刀具配置数据；以及操作功能配置数据，作为输入数据由机床的操作功能使用。
控制数据包括下面数据中的至少一个：数控程序代码数据，用于自动控制机床上的刀具和工件之间的相对运动；校准控制数据，用于自动控制机床的一个或多个校准操作；以及工件模型数据，表示在机床上加工的工件的模型。
此外，操作员控制台的控制装置用于通过所建立的通信连接来将输出数据存储于移动数据载体的存储装置，该输出数据包括以下数据中的至少一个：在执行机床的操作功能过程中产生的操作功能输出数据；与在机床上加工的一个或多个工件的加工历史相关的加工历史数据，以及在过去被用户选择/控制的机床的操作功能的历史相关的操作历史数据。
图3A显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体3示例性立体图。移动数据载体3的壳体具有从背部延伸到前部的细长的形状，背部具有握持部34，握带可以被连接到该握持部，前部具有移动数据载体3的USB接口(第二通信接口)的嵌入的母USB连接器插座31。移动数据载体3用于用具有嵌入的母USB连接器插座31的前部插入操作面板2的容纳槽23。
在移动数据载体3的顶侧，有示范性的四个LED开口35。发光二极管的开口35可以配备LED，LED指示移动数据载体是否与操作员控制台2的控制装置相连。此外，通过点亮一个或多个LED，它可以给用户指示他/她登录到操作员控制台2的控制装置的访问级别是哪个。
图3B显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的另一示例性立体图。再次可以看出，移动数据载体3的背部具有USB接口的嵌入式母USB插座31。在移动数据载体3的下侧面，壳体上设有细长的导向槽32a，导向槽从移动数据载体的背部延伸到止动部33a。
图3C显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的俯视图，和图3D显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的仰视图。在图3D，示出了移动数据载体的两个下侧面各具有细长的导向槽32a，32b，导向槽从移动数据载体的背部延伸到各个止动部33a，33b。
图3E显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的侧视图，图3F显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的后视图，和图3G显示了本发明实施例的控制系统的移动数据载体的主视图。
图4A显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件4(从前上视点)的示范性立体图。容纳槽部件4构成上述操作面板2的一部分，并且具有容纳槽23，移动数据载体3可以插入该容纳槽。
容纳槽部件4具有开口46，用户可将移动数据载体3插入该开口。开口46的横向宽度大于移动数据载体3的横向宽度，以使移动数据载体3能更容易地插入。邻近开口46，容纳槽部件4具有容纳槽23的锥形部44，锥形部的宽度从开口46向容纳槽23的内侧减小和合并成容纳槽23的容纳部43。容纳部43的横向宽度调整成移动数据载体的宽度3。
在容纳槽23的内端面侧，设置有容纳槽构件4的USB接口的公USB插头41(第一通信接口)。当将移动数据载体3的上侧朝上将其前部插入为容纳槽23时，容纳槽部件4的公USB连接器插头41插入移动数据载体3的母USB连接器插座31。
容纳槽23的容纳部43的左、右下侧各自具有细长的突起42a，42b，突起用于与移动数据载体3的导向槽32a、32b啮合。这提供了优势，当用户试图将移动数据载体3具有握持部34的背面插入和当用户试图将移动数据载体3的正面但将下侧面朝上插入时，移动数据载体3将被导向突起42a，42b阻碍。同时，导向突起42a和42b可以阻止移动数据载体3以外的其他物体。
此外，该导向突起42a和42b的横截面形状和导向槽32a、32b的横截面形状互相配合，且将移动数据载体3插入时，移动数据载体3在正确的位置被引导到USB连接器插头41以正确连接USB连接插头41和USB连接器插座31。
图4B显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件4(从下角度)的另一示范性立体图，和图4C显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件4的示范性仰视图。
如图4B和4C中可以看到，容纳槽部件4具有开口45，开口设置在容纳槽23的容纳部43的下端部，开口使可能出现在容纳槽23的灰尘和烟尘在容纳部43的下端部附近跌出容纳槽23。具体而言，特别是如果在工厂工作室中由操作者多次插入移动数据载体3，则可能会出现来自工厂工作室的工作相关的灰尘和烟尘进入容纳槽43，并当插入移动数据载体3时被推向容纳槽23的容纳部43。为了避免这样的灰尘和烟尘可能在容纳槽23的容纳部43的端部区域积累，从而有可能污染公连接器插头41或阻碍移动数据载体3完全插入，这样的灰尘可以跌出容纳槽23和不能在容纳槽23的容纳部43的端部区域积累。
图4D显示了本发明实施例的控制系统的容纳槽部件4的示范性主视图。在图4D可以看到，除了下面的导向突起42a，42b，容纳槽23的容纳部43可以额外设有导向突起42c和42d，可以进一步提高准确引导移动数据载体3在插入容纳槽23过程中的机制，从而在连接器41和31之间的精确连接可以更准确地实现。
图4E显示了控制系统的容纳槽部件4沿图4D的B-B部的示范性水平截面图，图4F显示了控制系统的容纳槽部件4沿图4D的A-A部的示范性垂直截面图。
容纳槽23的容纳部43的导向突起42a和42b具有细长的形状和在容纳槽23的纵向方向(移动数据载体3的插入方向)彼此平行延伸，以及朝向开口46方向的端部形成止动部47a和47b，当导向突起42a和42b与移动数据载体3的导向槽32a、32b啮合时，和当移动数据载体3插入容纳槽23到达连接器31和41正确连接的完全插入位置时，止动部47a和47b分别与止动部分33a和33b或移动数据载体3接触。
因此，在完全插入位置，移动数据载体3在插入方向的进一步运动被分别与止动部47a、47b接触的止动部33a和33b阻碍。因此，可以防止用户损坏连接器31和41，即使插入移动数据载体3时用户施加太大的力也是如此。
图5A显示了本发明实施例的容纳槽部件4和所容纳的移动数据载体3的示范性立体图，其中移动数据载体3插入容纳槽23到完全插入位置。图图5B显示了本发明实施例的容纳槽部件4和所容纳的移动数据载体3的另一示范性立体图，其中移动数据载体3插入容纳槽23到达完全插入位置。
图5C显示了本发明实施例的容纳槽部件4和所容纳的移动数据载体3的示范性主视图，其中移动数据载体3插入容纳槽23到达完全插入位置。图5D显示了本发明实施例的容纳槽部件4和所容纳的移动数据载体3在图5C的A-A部的示范性垂直截面图。容纳槽部件4的公连接器插头41连接到移动数据载体3的母连接器插座31。
在图5C可以看到，容纳槽23的内容纳部的高度基本上等于(仅略大，为了小容差)移动数据载体3的高度和移动数据载体3容纳在容纳槽，从而其大部分被容纳。这具有优势，即使垂直于插入方向的力施加到在完全插入位置的移动数据载体3的伸出容纳槽23的部分，基本上没有横向力施加到连接器31和41，从而可以防止损坏连接器。如果连接器是USB连接器，容纳在容纳槽23的移动数据载体3的长度部分(在插入方向)，最好是公USB连接器长度三倍左右，(最好大于3厘米，和如果是A类公USB连接器，优选大于5厘米)。为提高移动数据载体3的刚度，移动数据载体3的壳体可以由金属或至少包括金属制成的框架。
5E显示了本发明实施例的容纳槽部件4和所容纳的移动数据载体3在图5D的C-C部的示范性垂直截面图。在图5E可以看到，移动数据载体3的壳体的截面形状与容纳槽23的容纳部43的横截面形状配合，和容纳槽23的导向突起42a，42b的横截面形状与移动数据载体的导向槽32a，32b的横截面形状配合。
特别是由于容纳部43的上横截面形状不同于(非对称)容纳部43的下截面形状，因为容纳部43的上横截面形状具有导向突起42a和42b，移动数据载体3只能上侧朝上(即面对容纳部43的上侧)和下侧朝下(即面向容纳部43的下侧)插入。因此，当用户试图将移动数据载体颠倒插入，插入运动将至少被导向突起42a和42b阻止，因为他们不能与导向槽32a，32b啮合。同样，当用户试图将移动数据载体用错误端插入(插入部分34)，插入运动将被导向突起42a和42b阻碍，因为他们不能在部分34的一侧与导向槽32a，32b啮合(参见例如图3D)。因此，任何不正确的插入可以被物理阻止和可以防止由于用户错误插入造成连接器损坏。
图6显示了本发明的优选实施例的控制系统的示例性示意图。该系统包括一个移动数据载体3和操作员控制台2的控制装置，该控制装置具有单元52，51和53。控制装置具有处理单元52如CPU等，存储单元51和用于接收用户输入的输入/输出单元53，以及第一和第三通信接口54A和54B。第一通信接口54A和第三通信接口54B分别连接到处理单元52。处理单元52连接到存储单元51和输入/输出单元53。
移动数据载体3包括第一和第二存储装置61和62，和第二通信接口63A和第四通信接口63B，第二通信接口63A连接到第一存储装置61和第四通信接口63B连接到第二存储装置62。
该控制装置的第一通信接口54A用于通信连接到移动数据载体3的第二通信接口63A，和控制装置的第三通讯接口54B用于通信连接到移动数据载体3的第四通信接口63B。
根据本发明的一个方面，第一和第二通信接口54A和63A之间的连接可以通过可拆卸的有线连接实现，如以上实施例所述，第二通信接口63A可包括上述母连接器插座31和第一通信接口54A可包括上述公连接器插头41。
根据本发明的另一方面，第三和第四通信接口54B和63B之间的连接可以通过无线连接实现，如通过蓝牙，RFID，WLAN等。当移动数据载体3及其通信接口63A直接通过有线连接连接到通信接口54A时，第三和第四通信接口54B和63B可以使得无线连接可以建立。例如，当蓝牙或节能的接口技术，如RFID使用时，可能受传输距离的限制，但至少当移动数据载体3及其通信接口63A直接通过有线连接连接到通信接口54A时，例如如上述实施例中所述，至少在容纳槽23的完全插入位置，在操作面板2和移动数据载体至少3之间的相对位置至少可以建立无线连接。然后，容纳槽部件可已连接到(或平行设置)与容纳槽23相邻的无线接收器(未示出)，例如，如RFID接收器。然后，移动数据载体3可以有额外的无线发射器(未示出)，如RFID发射器。
在示例实施例中的控制装置可以使用户能够控制机床的多个可用的操作功能。为了控制操作的功能，用户可以使用输入单元53手动输入他/她的命令。输入单元53可以包括几个键、触摸屏、操纵杆、轨迹球、鼠标等。
为了能够输入他的命令，用户可能需要将移动数据载体3耦合到控制装置(例如如上所述将其插入容纳槽23)，接口54A和63A互相通信，和接口54B和63B互相通信。
在这种情况下，存储在移动数据载体3的存储单元62的授权数据可以通过接口54B和63B从存储装置62读出。所传送的授权数据可由处理单元52分析，并可临时存储在存储单元51中。控制装置52的处理单元2根据所接收的授权数据确定用户是否可以操作输入单元53，并且如果是，确定他可以使用输入单元53控制哪个可用的操作功能。如果例如处理单元52确定该用户可以使用该机床的所有操作功能，那么所有从输入单元53发送到处理单元52的信号可转换成发送到机床的相应的操作功能指令。否则，从输入单元53发送到处理单元52的一些(或全部)输入信号可以被忽略，即没有被转换成相应的操作功能指令。如果用户授权数据存储在存储装置62，存储装置62优选是只读存储器，以防止授权数据不被允许的修改。
移动数据载体3还通过接口54A和63A被耦合到控制装置2以从存储装置61读取数据。在这种情况下，其它数据可通过这些接口54A和63A在移动数据载体3和控制装置2之间交换。例如，存储在存储器单元61的操作功能的程序代码可能被传送到处理单元52和存储在存储单元中51作为可选择的操作功能，可选择的操作功能可以由用户通过输入单元53选择/控制控制。此外，所交换的数据可以包括在执行机床的操作功能过程中所产生的输出数据，该输出数据从控制装置2传送到移动数据载体3并存储在存储单元61中。
同样可以适用于与由机床加工的工件的加工历史相关的数据。此外，这可能也适用于与已在过去被用户选定/控制的机床的操作功能的历史相关的数据。另一方面，例如，如果用户输入一个命令到输入单元53，触发需要输入的操作功能，处理单元52可以搜索对应的操作功能输入数据是否存储在移动数据载体3的存储器单元61，如果是，将此数据传输到处理单元52，以便与所选的操作功能结合使用。这样的操作功能输入数据可以是例如在操作功能过程中指定应当使用哪个刀具的信息，以加工工件，以及这些刀具的位置的信息。
用户已在控制装置上完成工作后，处理单元52可以用于将与执行的操作功能相关的在控制装置2中产生的所有数据传送到移动数据载体3的存储装置61。响应这样的请求，处理单元52可通过接口54A和63A发送相应的数据到移动数据载体3，只要接口互相通信，移动数据载体3和控制装置2之间的数据传输可自动触发。另外，用户可被输入单元53要求给出同意，同意数据在控制装置2和移动数据载体3之间进行交换。
接口54A和63A之间的通信，以及接口54B和63B之间的通信可以同时成立。另外，在第一耦合动作，只有接口54B和63B之间建立通信(为了读取权限数据)，和引发额外的耦合动作后，通信可以在接口54A和63A之间建立。
例如，假设控制装置2包括槽23，如上面示例所述，假设移动数据载体3可插入槽23，在第一插入位置，只有接口54B和63B之间建立通信，其中，通过进一步将移动数据载体3推入槽23，到达第二耦合位置，接口54A和63A之间的物理连接也可以建立(例如当连接器插头41连接到连接器插座31)。不过，尽管接口54A和63A之间物理连接已经建立了，优选地，通过接口54B和63B在控制装置接收的授权数据首先被检查，以确定用户是否被授权进行数据交换或哪种类型的数据他/她有权在移动数据载体3和控制装置之间交换，然后是否通过接口54A和63A激活/启用通信。
具体而言，根据用户的授权级别和/或访问权限，该控制装置可用于使该用户能够控制该机床100的多个可用的控制功能。移动数据载体3的存储装置62可存储访问授权数据，访问授权数据表示该用户的授权级别和/或访问权限，和控制装置然后通过通信接口54B和63B之间建立的连接读取存储在存储装置62的访问授权数据以确定用户授权和/或访问权限，和/或存储装置62存储访问授权数据，该访问授权数据表示用户的授权级别和/或访问权限，和其他存储装置61存储配置数据和/或控制数据。
例如，如上面示例讨论所述，当移动数据载体3容纳在在操作员控制台2的容纳槽23时，移动数据载体3可以通过无线接口54B和63B建立的无线第一连接和通过通信接口54A和63B之间建立的第二连接连接到操作员控制台2的控制装置。
另一方面，该控制装置可用于通过所建立的无线第一连接读取存储在存储装置62中的访问授权数据以确定用户的授权级别和/或访问权限，和进一步用于通过所建立的第二连接从存储装置61读取配置数据以配置控制装置和/或读取控制数据以根据控制数据控制机床100的操作。
控制装置可以进一步用于通过建立的第二连接(接口63A和54A)将配置数据和/或控制数据写入存储装置61，但其他存储装置62是只读存储器，以预防控制装置覆盖或改变存储在存储装置62的数据。
上述描述的实施例的结构的特征、元件和具体细节可以被交换或组合以形成进一步优化的实施例。为了简明描述，只要那些修改对本领域的技术人员来说是显而易见的，他们应当隐含披露于上述描述，而不需要明确指定每种可能的组合。
Claims (15)
1.用于由用户控制数控机床的系统，包括：
用户可操作的操作员控制台(2)；以及
移动数据载体(3)；
其中操作员控制台(2)具有用于控制机床(100)的控制装置和用于容纳移动数据载体(3)的容纳槽(23)，该操作员控制台(2)的控制装置具有第一通信接口(54A),第一通信接口(54A)用于通信地连接到移动数据载体(3)的第二通信接口(63A)；
其中第二通信接口(63A)包括母连接器插座(31)和第一通信接口(54A)包括设置在容纳槽(23)的内端面部的公连接器插头(41)，当移动数据载体(3)容纳于容纳槽(23)时，公连接器插头(41)用于插入移动数据载体(3)的母连接器插座(31)；
其中移动数据载体(3)具有细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座(31)所在侧在该移动数据载体(3)的第一端形成有插入部，且该容纳槽(23)的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的容纳部(43)的横截面形状至少部分配置成与移动数据载体(3)的壳体的插入部的横截面形状配合，从而移动数据载体(3)的插入部可插入容纳槽(23)的容纳部(43)，使得移动数据载体(3)的外壳的第一外侧朝向容纳槽(23)的第一内侧和移动数据载体(3)的外壳的第二外侧朝向容纳槽(23)的第二内侧。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的容纳部(43)的横截面形状至少部分成型以与移动数据载体(3)的插入部的横截面形状配合，从当移动数据载体(3)的插入部容纳于容纳槽(23)的容纳部(43)时，阻碍移动数据载体(3)的垂直于容纳槽(23)的插入方向的运动和/或阻碍移动数据载体(3)绕插入方向旋转。
4.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的开口(46)的宽度大于移动数据载体(3)的插入部的宽度，容纳槽(23)的前部(44)的宽度从开口部(46)到容纳槽(23)的容纳部减小；和/或
容纳槽(23)的开口(46)的高度大于移动数据载体(3)的插入部的高度，容纳槽(23)的前部(44)的高度从开口部(46)到容纳槽(23)的容纳部减小。
5.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
移动数据载体(3)的外壳在母连接器插座(31)的对侧在该移动数据载体(3)的第二端上形成有具有握持部(34)，
其中所述移动数据载体(3)的壳体的握持部(34)的横截面形状成型使得所述握持部(34)被容纳槽(23)的容纳部(43)的横截面形状阻碍。
6.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的容纳部(43)具有至少一个第一止动部(47a；47b)以及移动数据载体(3)的壳体的插入部具有至少一个第二止动部(33a；33b)，该至少一个第一止动部(47a；47b)用于与该至少一个第二止动部(33a；33b)接触，以当移动数据载体(3)的插入部插入容纳槽(23)的容纳部(43)到达移动数据载体(3)的完全插入位置时，阻止移动数据载体(3)在插入方向运动。
7.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的容纳部(43)具有至少一个导向突起(42a；42b)与移动数据载体(3)的壳体的插入部具有至少有一个导向槽(32a；32b)，该至少一个导向槽(32a；32b)用于与该至少一个导向突起(42a；42b)配合，当移动数据载体(3)的壳体的插入部插入容纳槽(23)的容纳部(43)时，该至少一个导向突起(42a；42b)用于与至少一个导向槽(32a；32b)啮合；和/或
容纳槽(23)的容纳部具有至少一个导向突槽和移动数据载体(3)的壳体的插入部具有至少有一个导向突起，该至少一个导向突起用于与该至少一个导向槽配合，当移动数据载体(3)的壳体的插入部插入容纳槽(23)的容纳部(43时，该至少一个导向突起用于与至少一个导向槽啮合。
8.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
移动数据载体(3)的壳体包括金属制成的外框架部。
9.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
移动数据载体的母连接器插座是母USB连接器插座(31)和控制装置的公连接器插头是公USB连接器插头(41)。
10.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
该控制装置用于根据用户的授权级别和/或访问权限使用户能够控制该机床(100)的多个可用的控制功能；
其中移动数据载体(3)具有第一存储装置，该第一存储装置存储访问授权数据，该访问授权数据表示用户的授权级别和/或访问权限，并且该控制装置用于通过在第一和第二通信接口之间建立的连接读取存储在第一存储装置中的访问授权数据以确定用户的授权级别和/或访问权限；
其中移动数据载体(3)具有第一存储装置(62)和第二存储装置(61)，该第一存储装置存储访问授权数据，该访问授权数据表示用户的授权级别和/或访问权限，第二存储装置(61)用于存储配置数据和/或控制数据，
操作员控制台(2)的控制装置(51，52，53)具有无线第三通信接口(54B)和移动数据载体(3)具有无线第四通信接口(63B)，
当移动数据载体(3)容纳于操作员控制台(2)的容纳槽(23)时，移动数据载体(3)用于通过在无线第三和第四通信接口(54B，63B)之间建立的无线第一连接和通过在第一和第二通信接口(54a，63A)之间建立的第二连接通信地连接到操作员控制台(2)的控制装置(51，52，53)，以及
控制装置(52、51、53)通过建立的无线第一连接读取存储在第一存储装置(62)中的访问授权数据以确定用户的授权级别和/或访问权限，以及进一步用于通过建立的第二连接从第二存储装置(61)读取配置数据以配置控制装置(51、52、53、61)和/或读取控制数据以根据该控制数据来控制该机床(100)的操作。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于：
控制装置(52、51、53)进一步用于通过建立的第二连接将配置数据和/或控制数据写入第二存储装置(61)；以及
第一存储装置(62)是只读存储器，以防止控制装置重写或改变存储在第一存储装置(62)中的数据。
12.如权利要求10或11所述的系统，其特征在于：
控制装置的无线第三通信接口(54B)具有RFID读取器和移动数据载体(3)的无线第四通信接口(63B)具有RFID应答器。
13.如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于：
容纳槽(23)的底部包括设置在容纳槽(23)的内端部的灰尘开口(45)，该灰尘开口使被插入的移动数据载体(3)推入容纳槽(23)的灰尘能够从容纳槽(23)中移除。
14.用于权利要求1-13任一项所述的用于由用户控制数控机床的系统的操作员控制台，包括：
控制装置，用于控制机床(100)；以及
用于容纳移动数据载体(3)的容纳槽(23)，移动数据载体具有细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座所在侧在该移动数据载体的第一端形成有插入部；
该容纳槽(23)的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧；
该操作员控制台(2)的控制装置具有第一通信接口，第一通信接口用于通信地连接到移动数据载体(3)的第二通信接口；
其中第一通信接口包括设置在容纳槽(23)的内端部的公连接器插头，公连接器插头用于当移动数据载体(3)容纳于容纳槽(23)时插入移动数据载体(3)中的母连接器插座(31)。
15.用于权利要求1-13任一项所述的用于由用户控制数控机床的系统的操作员控制台的移动数据载体，包括：
第二通信接口，包括母连接器插座(31)；以及
细长的壳体，该壳体具有上外侧和与上外侧相对的下外侧，且在母连接器插座(31)所在侧在该移动数据载体(3)的第一端形成有插入部；
移动数据载体(3)用于插入操作员控制台(2)的容纳槽(23)，操作员控制台(2)能够被用户操作和具有控制机床(100)的控制装置，容纳槽(23)的形状是细长的，该形状具有上内侧和与上内侧相对的下内侧，和
移动数据载体(3)的第二通信接口用于通信地连接到控制装置的第一通信接口，其中移动数据载体(3)的母连接器插座(31)用于当移动数据载体(3)容纳于容纳槽(23)时连接到设置在容纳槽(23)的内端部的公连接器插头。
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