CN109313438A - 与数控机床联用的数据存储装置 - Google Patents

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CN109313438A CN201780015058.5A CN201780015058A CN109313438A CN 109313438 A CN109313438 A CN 109313438A CN 201780015058 A CN201780015058 A CN 201780015058A CN 109313438 A CN109313438 A CN 109313438A
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Abstract

本发明涉及一种与数控机床100联用的数据存储装置300，数控机床100包括用于控制机床的多个致动器110的控制装置200和用于将指示机床100的机器状态的传感器信号发送给控制装置200的多个传感器120。数据存储装置300包括：第一接口单元310；用于存储指示一机床传感器组的配置数据361和用于机床的传感器组的传感器信号的读出和处理规则的第一存储介质360；读出单元320，用于根据在配置数据中指定的读出规则，通过第一接口单元读出在配置数据中指定的机床的传感器组发送的传感器信号的传感器信号数值；数据处理单元330，用于根据在配置数据中指定的处理规则，将通过读出单元读出的传感器信号数值处理成合计传感器系统数据；用于存储传感器系统数据381的第二存储介质370；以及第二接口单元340，用于将数据传输给外部数据处理装置220、400和/或500。

Description

与数控机床联用的数据存储装置
技术领域
本发明涉及一种与数控机床联用的数据存储装置，其包括用于控制机床的多个致动器的控制装置以及用于将指示机床机器状态的传感器信号发送给控制装置的多个传感器。
背景技术
现有技术公开的数控机床包括用于控制机床的多个致动器的控制装置和用于将指示机床机器状态的传感器信号发送给控制装置的多个传感器。
为了在操作期间或在机床上工件加工期间评估、显示或监控机床的机器状态，已知的是将处理器控制的存储单元(所谓的数据记录器)提供至机床的控制装置中或连接到机床的控制装置，所述存储单元以相同的采样频率或读出频率将机床的传感器的所有可用的传感器信号利用独立通道存储在存储介质中，然而，其中采样频率或读出频率取决于机床的控制装置(NC控制和/或PLC)的类型相关的可能性。
因此，来自所有可用传感器的未滤波和未修改的大量的纯传感器数值数据利用现有技术中已知的用于各种机床的数据记录器来存储，每个数据取决于机床以及控制系统。
一方面，这导致了所收集的数据量庞大且混乱，另一方面，这使得以独立于机床和/或控制系统的方式评估和/或显示所收集的数据尤其困难。
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种与数控机床联用的数据存储装置，其能够避免上述问题。
特别地，本发明的一个目的是提供一种更简单、更清楚的数控机床的传感器系统数据的存储，该数据更易于进一步利用，这也优选地减少了读出传感器数值时机床控制器的数据处理的利用，并且还优选地能够在保持高信息价值的同时减少要存储的数据数量，并且不管机床类型和/或控制器类型如何，其也优选地普遍适用。
发明内容
为了获得上述目的，本发明根据权利要求1提出了一种与数控机床联用的数据存储装置。附属权利要求、系统权利要求或可选的独立权利要求涉及本发明的优选实施例。
根据本发明的一方面，提出了一种与数控机床联用的数据存储装置，其中机床可以包括用于控制机床的多个致动器的控制装置和用于将指示机床机器状态的传感器信号发送给控制装置的多个传感器。
数据存储装置可以包括：第一接口单元，用于传输数据或将数据链接提供给机床的数字控制装置；第一存储介质，用于存储配置数据，配置数据优选地指定一组机床传感器和用于该组机床传感器的传感器信号的读出和/或处理规则；读出单元，用于通过第一接口单元读出在配置数据中指定的一组机床传感器的传感器信号的传感器信号数值，优选地根据配置数据中指定的读出规则；数据处理单元，用于将由读出单元读出的传感器信号数值处理成合计传感器系统数据，优选地根据在配置数据中指定的处理规则；第二存储介质，用于存储由数据处理单元处理的合计传感器系统数据；和/或第二接口单元，用于传输数据和/或用于将数据连接提供给外部数据处理装置，外部数据处理装置通过第二接口单元被允许访问存储在第二存储介质中的传感器系统数据。
基于机器和/或控制器的类型，可用在机床上的传感器和控制器上传感器数值的可用性在很大程度上可以变化很大。
为了该目的，本发明将以可修改的方式用示例的方式确定用于读出和处理传感器数据的配置数据，哪些传感器可用或应该在机床上读出以及如何读出相应的传感器数值(例如，通过定义预定的单独读出速率)和/或应如何处理和存储读出传感器数值(处理规则)。
在可单独配置的配置数据的基础上，根据本发明的数据存储单元可以以各种方式使用，并且可以在具有大量传感器组件的机器上使用，该传感器组件具有大量的可选的传感器，但是数据存储单元也可以被改进至现有机器。根据可用传感器的类型和数量以及与控制相关的读出选项，配置数据允许数据存储单元的读出功能和进一步处理功能以这样的方式配置，使得它可以单独地适应于相应的机器及其控制系统或适应于需求，而传感器系统数据仍然可以通过独立于机器和控制器的通用接口(例如OPC接口，或特别是OPC UA接口，或者甚至MQTT接口)传输到其他数据处理装置。
配置数据能够，例如以利用标记语言(例如，作为XML文件)的通用数据格式存储在配置文件中。
为了认证目的，配置数据还可以指定必须提供用于认证的传感器信号通道，即哪些传感器信号和/或哪些项目需要存储在与哪些传感器信号相关的认证数据中。
根据一优选的方面，第二接口单元可以配置为通过局域或全域网将存储在第二存储接种中的传感器系统数据传输给服务器。优点在于传感器系统信号和/或认证信号可以在较大数据量的情况下以及更长的时间段内集中存储在局域或全域服务器(例如在云应用程序中)上。
此外，这提供了以下优点，来自多个机床的传感器系统数据和/或认证数据可以通过局域或全域网以简单且通用的方式集中存储在服务器上，甚至可以从非常不同的位置，例如，还允许远程维护诊断或对用在不同条件下和不同位置处的不同机床的传感器数据和/或认证数据进行有利比较分析。
根据一优选的方面，数据处理单元可以配置为压缩和/或加密存储在第二存储介质中的传感器系统数据，用于将数据传输给服务器。这具有的优点在于，确保传输期间的数据安全性并阻止未授权访问，以及确保用于服务器上的长期存储的压缩数据的有效数据存储。
根据一优选的方面，第二接口单元可以配置为以规则的间隔重复地传输传感器系统数据，传感器系统数据存储在第二存储介质中且经由局域或全域网在预定的时间段内收集到服务器。同时，数据可以以缓冲方式存储在数据存储装置(同样出于安全原因，以避免在网络问题的情况下数据丢失)中，而且如果必要，这也允许数据包中的数据的简单和受控的自动传输，例如如果必要，在预定的时间中以预定的时间间隔或数据量。
根据一优选的方面，传输给服务器的传感器系统数据还可以指定机床的机器类型、机床的机器配置和/或机器认证数据，特别地，传感器系统数据包括机床的机器号。这具有的优点在于更容易比较和认证机床和/或机床的工作状态或机器类型，尤其在以分析的方式比较不同机器的数据时。
根据一优选的方面，第二接口单元可以包括网页接口和/或玩野服务应用程序，外部数据处理装置可以通过第二接口单元经由网页浏览器和/或网页应用程序优选地访问存储在第二存储介质中的合计传感器系统数据。优点在于数据可以通过网页接口和网页浏览器许可容易且有效地显示和分析，甚至使得大量的外部数据处理装置(例如计算机、笔记本、平板电脑、智能手机)可以通过网页浏览器利用网页应用程序和/或链接容易且通用得访问、显示和/或分析数据。
根据一优选的方面，配置数据还可以指定数据格式，并且数据处理单元可以优选地以配置数据中指定的数据格式将合计传感器系统数据存储在第二存储介质中。这具有的优点在于，即使在不同的机器和控制配置或传感器可用性的情况下，也可以实现通用且通用可配置的数据格式，使得传感器系统数据可以以通用数据格式提供，以便独立于机器和控制器，通过大量不同的外部数据处理装置通用访问。
根据一优选的方面，第二接口单元可以连接至机床的控制装置的人机接口，优选地，用于将存储在第二存储介质中的传感器系统数据传输给人机接口，优选地用于显示在机床的控制装置的人机接口的图像用户接口上。这具有的优点在于，传感器系统数据也可以在控制器的人机接口处显示、读出、分析或查看，使得操作员可以直接在机床上显示和/或分析传感器数据和/或认证数据。
根据一优选的方面，第二存储介质可以包括环形缓冲区，而且传感器系统数据可以优选地存储在环形缓冲区。这具有的优点在于，在预定的数据量尤其是数据已传输给外部数据处理装置之后，数据存储可用于新收集的数据。在环形缓冲区中要可用的数据存储量优选地例如通过配置数据配置。
根据一优选的方面，数据处理单元还可以配置为将传感器系统数据连同相应的时间标识一起存储在第二存储介质中。优点在于，可以实现分析以及可以记录数据历史。
根据一优选的方面，在配置数据中指定的用于一组机床传感器的一个、几个或所有传感器信号的配置数据的读出规则可以指定单独读出频率。优选地，读出单元然后配置为以配置数据中指定的相应的单独读出频率读出相应传感器信号的传感器信号数值。优点在于，可以根据需要配置各个传感器信号的读出速率。
根据一优选的方面，在配置数据中指定的至少一个单独读出频率可以低于可编程逻辑控制器的传感器数值内存频率和/或低于控制装置的NC控制器的传感器数值内存频率。这允许通用读出特性以有利的方式更加独立控制。
根据一优选的方面，配置数据的处理规则可以指定用于在配置数据中指定的一组机床传感器的一个、几个或所有传感器信号的单独处理规则。优选地，数据处理单元然后配置为通过在配置数据中指定的相应的单独处理规则从在单独处理规则中指定的时间段内读出的多个传感器信号数值来计算相应传感器信号的单个传感器系统数值，并将其存储在第二存储介质中。这具有的优点在于：可以根据需要配置处理规则，而且也可以减少要存储的数据量，例如，通过将传感器的多个信号数值合计到一个要存储的信号数值。
根据一优选的方面，单独处理规则可以指定传感器系统数值将被计算为在单独处理规则中指定的一段时间内读出的多个传感器信号数值的平均值，和/或单独处理规则可以指定传感器系统数值将被计算为在单独处理规则中指定的时间段内读出的多个传感器信号数值的最大值或最小值。
根据一优选的方面，配置数据的处理规则可以指定用于在配置数据中指定的一组机床传感器的至少两种传感器信号的组合规则。然后，数据处理单元可以配置为根据组合规则计算至少两个传感器信号的传感器数值的组合传感器系统数值，并将其存储在第二存储介质中。优点在于，处理规则可以根据需要进行配置，而且也可以减少要存储的数据量，例如，通过将若干传感器的多个信号数值组合成一个要存储的信号数值(例如，关于涉及相同机器组件的若干传感器信号)。
根据一优选的方面，配置数据可以包括用于在配置数据中指定的一组机床传感器的一个、几个或所有传感器信号的认证规则。数据处理单元还可以配置为基于配置数据中指定的认证规则且基于相应的读出传感器信号生成认证数据，并将生成的认证数据存储在第二存储介质中。优选地，可以经由外部数据处理装置的第二接口单元授予对存储在第二存储介质中的认证数据的访问权限。优点在于，传感器系统数据存储可以以简单且有效的方式与处理的可能必要的认证相结合。因此，不必随后根据存储的传感器系统数据执行认证。
根据一优选的方面，认证数据可以指定在机床的控制装置上执行的NC程序的何时和/或何处位置，在认证规则中指定的一个或多个传感器信号已经超过相应的极限值。或者或另外，例如，如果没有超过极限值，则可以表明在认证规则中指定的传感器信号中没有一个在预定的时间段内或在NC程序的执行期间超过相应的极限值。
根据一优选的方面，第二接口单元可以配置为允许外部数据处理装置访问存储在第一存储介质中的配置数据，特别优选地修改配置数据。优点在于，可以根据需要配置配置数据，例如，如果要设置其他或额外的读出或处理规则，或者如果机器改进装有传感器或控制器被扩展。
根据一优选的方面，在配置数据中指定的用于一组机床传感器的一个、几个或所有传感器信号的配置数据可以指定一个或多个单独极限值。数据处理单元可以配置为将在配置数据中指定的相关的极限值存储在第二存储介质中，用于所计算的传感器系统数值。这便于随后的数据分析，因为还存储了相应的限制值。
根据一优选的方面，读出单元还可以配置为通过第一接口单元从机床控制装置的可编程逻辑控制器的寄存器读出计数器读取的数值。
根据一优选的方面，数据处理单元还可以配置为将读出计数器读取的数值存储在第二存储介质中，特别优选地连同时间标识一起。
根据一优选的方面，读出单元可以包括数据记录器。
根据第二方面，本发明还可以提供一种系统，其具有根据上述方面中的一个或多个的数据存储装置，并且其具有外部数据处理装置，该外部数据处理装置优选地通过局域或全域网连接到第二接口单元。外部数据处理装置(例如，服务器)可以优选地配置为通过第二接口单元访问存储在第二存储介质中的传感器系统数据和/或存储在第一存储介质中的配置数据。
在以下对附图的描述和解释中描述了本发明的其他方面及其优点以及上述方面和特征的优点和更具体的实现选项，然而，附图决不是限制性的。
附图说明
图1示出了具有根据本发明的一实施例的数据存储装置的一系统的示例性的示意图，
图2示出了根据本发明的另一实施例的一系统的示例性的示意图，
图3示出了根据本发明的又一实施例的一系统的示例性的示意图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细地描述了本发明的示例或实施例。附图中相同或相似的元件可以用相同的附图标记表示，但有时也可以用不同的附图标记表示。
然而，应当指出的是，本发明决不局限于或限制于下面所描述的实施例及其设计特征，而是继续包括对实施例的修改，特别是涵盖那些在独立权利要求的保护范围内，由所描述的示例的特征或通过所描述的示例的一个或多个特征组合在一起所作的修改。
根据本发明，在实施例中提出了一种数据存储装置，其用在数控机床上且可选地连接到外部数据处理装置(例如服务器、计算机、PC、笔记本、平板电脑和/或智能手机)或可选地连接到外部数据网络(LAN、WAN、局域网和/或互联网)，其中机床包括用于控制机床的多个致动器的控制装置(例如NC和/或PLC)和用于将指示机床机器状态的传感器信号发送给控制装置的多个传感器。
这允许改进的状态监控，例如，从相应的机床传感器永久和/或定期获取机器过程数据(例如温度、负载、振动)以确定机器状态(例如当前机器状态、平均机器状态、先前时间点或在前一个时期内的机器状态、或者在限定范围内最高加工次数内的机器状态)。
通过对该所确定的数据的后续计算和分析，可以得出整个机器或各个组件的变化，以动态调整，例如，服务间隔(“预见性维护”)。此外，所确定的过程数据为使用机床的操作员、用户或公司提供了通过更高的透明度来优化机床上的工件加工的可能性。
如果根据数据评估(例如通过评估服务器上的远程诊断)确定需要在一特定机床上维护或备件安装或替换，则在这种情况下也可以直接和自动地触发命令和/或分配过程。此外，当确定在特定机床上需要维护或备件安装或更换时或之后，指令数据可以传输到机床的人机接口，指示或指导所需的维护或备件安装或替换可以如何在机床上进行。该指令数据可以包括指示、显示或指导所需维护、更换备件的安装或更换的一个或多个步骤的文本、图像、音频和/或视频数据。这种指令数据可以例如通过机床的控制或操作面板的监控器输出或显示。
一方面，上述方面使得以有利的方式显示或指示机器状态成为可能，并且另一方面，可以在机床上显示、绘制或评估作为时间函数(时间曲线)的传感器信号或传感器系统数据的历史。这允许有优势效率地检测问题区域。此外，所收集的传感器系统数据和关于机器状态随时间的进一步信息可以有利地用于预测。例如，可以显示各个组件的磨损程度，并基本上显示预期的剩余使用寿命。这可以在例如用于基于填充高度的纯耗材(例如润滑剂罐)中考虑。此外，可以提供附加的传感器组件(例如质量传感器或用于状态监控的专用传感器)以用附加的传感器数据升级机床的现有传感器数据。
根据本发明，在实施例中提出了一种用在数控机床上的数据存储装置，在其上显示以下状态：基于所收集的传感器系统数据、用于显示一个或多个传感器信号的时间进程的绘图器函数、一基于在预定的时间段内所收集的传感器系统数据的过程分析(例如，搜索项目，例如一个或多个传感器信号的超极限数值的上升)、基于历史的程序分析和/或维护或备件替换需求的预测，例如基于填充高度的组件和零件的基于指示器和/或基于计数器的剩余寿命预测以及根据所收集的传感器系统数据自动分析机床的所需的耗材(例如过滤器更换、冷却润滑剂更换或必要的耗材重新填充)。此外，NC程序认证或加工过程认证也可以与传感器系统数据的存储一起有效地执行，例如在航空航天或汽车领域中，或根据操作说明书的要求。
图1示出了具有根据本发明的一实施例的数据存储装置的一系统的示例性的示意图。
该系统包括数据存储装置300、机床100、机床100的控制装置200和可选的外部数据处理装置400。
机床100，例如，包括机床100的多个致动器110(其可通过控制装置200控制)和用于将指示机床100的机器状态的传感器信号发送给控制装置200的多个传感器120。
致动器110可包括例如可控的线性和转动轴(旋转轴和/或转动轴)的驱动器用于工具和工件之间的受控相对运动，以及带工具的工作主轴(例如，在铣床上)或带工件的工作主轴(例如在车床上)的驱动器。此外，致动器110可以是电子、液压和/或气动控制的阀，泵或来自内部或外部冷却剂供应或压缩空气供应系统的其他供应系统。输送装置、托盘交换装置、工件交换装置、工具库和其他机床附件也可以通过驱动器或电路或相应的致动器进行控制。
传感器120，例如可以是能够被分配给机床的相应组件或部件(例如，轴、驱动器、轴承、主轴、主轴轴承、工具库，工具交换装置，托盘或工件交换装置、内部或外部冷却剂供应装置、碎屑输送装置和/或液压和/或气动控制系统)的传感器。例如，可以提供用于各个模块的各种不同的传感器，例如位置测量传感器、电流和/或电压测量传感器、温度传感器、力传感器、加速度传感器、振动传感器、轴承诊断传感器、位移传感器、填充水平显示传感器、液体传感器(例如用于测量冷却润滑剂液体中的pH值，用于油、冷却剂等的水含量测量传感器)、气动系统中的水含量传感器和/或滤波器状态传感器。
基于机器和/或控制器的类型，在机床上的可用传感器和控制器上的传感器数值的可用性在很大程度上可以变化很大。
为了该目的，本发明将用示例的方式以可修改的方式确定用于读出和处理传感器数据的配置数据，哪些传感器可用或应该在机床上读出以及如何读出相应的传感器数值(例如，通过定义预定的单独读出速率)和/或应如何处理和存储读出的传感器数值(处理规则)。
根据可单独配置的配置数据，根据本发明的数据存储单元可以以各种方式使用，并且可以在具有大量传感器组件的机器上使用，该传感器组件具有大量的可选的传感器，但是数据存储单元也可以被重装至现有机器，因为根据可用传感器的类型和数量以及与控制相关的读出选项，配置数据允许数据存储单元的读出功能和进一步处理功能以这样的方式配置，使得它可以单独地适应于相应的机器及其控制系统或适应于需求，而传感器系统数据仍然可以通过独立于机器和控制器的通用接口(例如OPC接口，或特别是OPC UA接口)传输到其他数据处理装置。
配置数据能够，例如以标记语言(例如，作为XML文件)的通用数据格式存储在配置文件中。
控制装置200包括例如具有NC控制211和可编程逻辑控制212(也称为“可编程逻辑控制”的PLC)的控制器210。
控制单元200还包括例如人机接口220(也称为“人机接口”HMI)，其允许机床100的操作员控制、监控和/或操作机床100。人机接口220包括例如可以在监控器或触摸屏上显示的图形用户接口221(也称为GUI)。
数据存储装置300包括例如第一接口单元310(控制接口)、读出单元320、示例性处理器控制数据处理单元330、第二接口单元340(通用接口)以及具有第一存储介质360和第二存储介质370的数据存储器350。
第一存储介质360(例如存储器、RAM、硬盘或闪存)存储例如配置数据361，其指定机床100的一组传感器120以及读出和处理用于机床100的传感器组120的传感器信号的规则，且第二存储介质370(例如，一个或多个硬盘和/或闪存)包括例如用于存储传感器系统数据381和认证数据382的数据库380。
读出单元320配置为例如读取由第一接口单元310在来自控制装置210(例如来自PLC212的寄存器)的配置数据中指定的机床110的传感器组120的传感器信号数值，特别地，例如根据在配置数据中指定的读出规则。
数据处理单元330配置为例如将通过读出单元读出的传感器信号处理成合计传感器系统数据，例如根据在配置数据中指定的处理规则，且将处理后的合计传感器系统数据361存储在数据库380的第二存储介质370中。
第二接口单元340配置为例如与外部数据处理装置进行数据传输，外部数据传输装置能够通过第二接口单元访问存储在第二存储介质370中的传感器系统数据380。
作为这类外部数据处理装置的一示例，图1以示例的方式示出了第二接口单元340以这样的方式连接至控制单元200的人机接口220使得例如可以通过人机接口220的应用程序222和图形用户界面221的方式将传感器系统数据381显示给操作员，或者操作员可以访问传感器系统数据381和/或可以在需要时通过图形用户接口221查看或更改配置数据361，例如修改或查看读出和/或处理规则。要读出的传感器组120也可以被查看或修改。
作为这类外部数据处理装置的另一示例，图1示出了例如第二接口单元340连接至包括应用程序502和网页浏览器501的计算机装置500(例如外部PC、笔记本、智能手机或平板电脑)，操作员可以例如利用应用程序502(例如网页应用程序)和/或网页浏览器501来显示传感器系统数据381，或可以访问传感器系统数据381和/或查看或更改(如果必要)配置数据361，例如修改或查看读出和/或处理规则。要读出的传感器组120也可以被查看或修改。第一接口单元包括例如对应于应用程序502(其作为服务应用程序或服务器应用程序能够允许访问网页应用程序，例如应用程序222和/或502)的网页服务应用程序341。
作为这类外部数据处理装置的又一示例，图1示出了例如第二接口单元340通过局域或全域网600连接至包括网页服务应用程序401(例如类似于网页服务应用程序341)的服务器400。服务器400可以通过接口单元340接收或传输传感器系统数据381以及认证数据382，并将它们本地存储在服务器400上的存储介质402(例如硬盘、闪存存储器、云存储器、外部存储阵列等等)中(例如，以较大数据量，如果存储介质370包括用于存储传感器系统数据381和/或用于存储多个机床100的传感器系统数据381的环形缓冲区，所述多个机床100的控制器210各自连接到相应的数据存储设备300)。
另一服务器400和/或另一计算机装置500可以通过另一局域或全域网700(例如LAN、WAN、局域网或互联网)连接至服务器400。
图2示出了根据本发明的另一实施例的一系统的示例性的示意图。
图2示出了具有相应控制装置200的多个机床100的示例，控制装置200也类似于图1连接到数据存储装置300。例如，类似于图1，相应的外部数据处理装置500(例如，控制PC、小型-PC、PC、笔记本、平板电脑、智能手机)连接到数据存储装置300。
此外，例如所有数据存储装置300通过网络600(例如LAN、WAN、WLAN或局域网)连接至服务器400，以便传输传感器系统数据381(和/或认证数据382)，传感器系统数据381(和/或认证数据382)在相应机床100的控制器200处的相应数据存储装置300中反复、定期或应服务器400的要求被读出、处理以及存储或缓冲。因此服务器400可以将从若干机床100收集的传感器系统数据381集中存储在一个服务器400上。通过另一网络700(例如LAN、WAN、WLAN、局域网或互联网，或可选地通过相同的网络600)，附加数据处理装置500可以访问被收集且存储在服务器400上的数据或传感器系统数据381和/或认证数据382以显示、分析或生成任意维护或备件需求预测。来自不同机床100的数据也可以在此比较来用于分析。
图3示出了根据本发明的又一实施例的一系统的示例性的示意图。
图3示出了一示例，包括第一组具有相应控制装置200(其也类似于图1连接到数据存储装置300)的多个机床100，以及第二组具有相应控制装置200(其也类似于图1连接到数据存储装置300)的多个机床100。
例如，外部数据处理装置500(例如控制PC、小型-PC、PC、笔记本、平板电脑、智能手机)以与图1所示相同的方式连接到数据存储装置300。
此外，例如，第一组的所有数据存储装置300通过第一网络600(例如LAN、WAN、WLAN或局域网)连接到第一服务器400(第一局域服务器)，以便传输传感器系统数据381(和/或认证数据382)，传感器系统数据381(和/或认证数据382)在相应机床100的控制器200处的相应数据存储装置300中被反复、定期或应第一服务器400的要求读出、处理以及存储或缓冲。
因此第一服务器400可以将从第一组的若干机床100收集的传感器系统数据381本地且集中存储。通过另一网络700(例如LAN、WAN、WLAN、局域网或互联网，或可选地通过相同的网络600)，数据还可以传输给第二服务器400(中央服务器)，在第二服务器400中以全局集中的方式存储数据。
此外，例如，第二组的所有数据存储装置300通过第二网络600(例如LAN、WAN、WLAN或局域网)连接到第三服务器400(第二局域服务器)，以便传输传感器系统数据381(和/或认证数据382)，传感器系统数据381(和/或认证数据382)在相应机床100的控制器200处的相应数据存储装置300中反复、定期或应第三服务器400(中央服务器)的要求被读出、处理以及存储或缓冲。
因此第三服务器400可以从第二组的若干机床100收集的传感器系统数据381本地且集中存储。通过所述另一网络700(例如LAN、WAN、WLAN、局域网或互联网，或可选地通过相同的网络600)，数据还可以传输给第二服务器400(中央服务器)，在第二服务器400中以全局集中的方式存储数据。
因此，第二服务器400可以存储第一组和第二组的所有机床的所有传感器系统数据和认证数据，且使得它们能够显示、分析或比较。第一组和第二组可以为例如设置在不同车间或不同位置或不同公司的机床组。
通过网络700，附加数据处理装置500可以访问被收集且存储在服务器400上的数据或传感器系统数据381和/或认证数据382以查看、分析或生成任意维护或备件需求预测。来自不同机床100的数据也可以在此比较来用于分析。
如果在服务器400(优选在中央服务器400)和/或数据处理装置500上的所收集的数据用于确定或预测到必须在机床100上执行维护、必须安装备件或必须更换组件或处理装备，那么可以在一些实施例中触发自动命令过程或自动触发对应的分配过程，使得所需的维护项目和/或备件分配至机床100的相应位置。
如果从在服务器400或数据处理装置500上的所收集的数据确定或预测到必须在机床100上执行维护、必须安装备件或必须更换组件或处理装置，那么指令数据在实施例中可以通过相应的网络传输到机床100或机床100的人机接口220，指令数据可以通过图形用户接口221显示并指示可以在机床100上执行何种所需的维护和/或所需的备件安装或所需的备件更换。
指令数据可以包括文本数据和/或图像数据，指示用于在机床100上的维护和/或备件的安装或备件的更换的一个或多个步骤的指令。指令数据也可以包括描述和/或显示用于在机床100上的维护和/或备件的安装或备件的更换的一个或多个步骤的声频和/或音频数据。
这样具有的优点在于，维护人员可以直接受文本、图像、音频和/或视频数据指示，以在机床或其人机接口上执行机床100上所需的维护和/或所需的备件安装或更换。
以上参考附图详细描述了本发明的示例和实施例及其优点。然而，应再次指出，本发明决不局限于或限制于上述实施例及其设计特征，而是还包括对实施例的修改，特别是涵盖那些在独立权利要求的保护范围内，由所描述的示例的特征或通过所描述的示例的一个或多个特征组合在一起所作的修改。
总之，本发明提供了一种数据存储装置，其用在数控机床或数据存储装置的实施例，允许更简单、更清楚、易于使用的数控机床的传感器系统数据的存储，数据存储装置在读出传感器数值时还能够降低机床控制的数据处理利用率，并且可以在保持高信息价值的同时进一步减少要存储的数据数量，并且不管机床类型和/或控制器类型如何，其也优选地普遍适用。

Claims (15)

1.一种与数控机床(100)联用的数据存储装置，所述数控机床(100)包括用于控制所述机床的多个致动器(110)的控制装置(200)和用于将指示所述机床(100)的机器状态的传感器信号发送给所述控制装置(200)的多个传感器(120)，
其中，所述数据存储装置(300)包括：
第一接口单元(310)，其用于与所述机床(100)的所述数字控制装置(200)传输数据，
第一存储介质(360)，其用于存储指示机床传感器组的配置数据(361)和用于所述机床(100)的所述传感器组的传感器信号的读出和处理规则，
读出单元(320)，其用于根据在所述配置数据(361)中指定的所述读出规则，通过所述第一接口单元(310)读出在所述配置数据(361)中指定的所述机床(100)的所述传感器组的所述传感器信号的传感器信号数值，
数据处理单元(330)，其用于根据在所述配置数据(361)中指定的所述处理规则，将通过所述读出单元(320)读出的所述传感器信号数值处理成合计传感器系统数据(381)，
第二存储介质(370)，其用于存储通过所述数据处理单元(330)处理的所述合计传感器系统数据(381)，以及
第二接口单元(340)，其用于将数据传输给外部数据处理装置(220；400；500)，所述外部数据处理装置(220；400；500)通过所述第二接口单元(340)能够访问存储在所述第二存储介质(370)中的传感器系统数据(381)。
2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其特征在于，所述第二接口单元(340)配置为通过一局域或全域网(600)将存储在所述第二存储介质(370)中的传感器系统数据(381)传输给服务器(400)。
3.根据权利要求2所述的数据存储装置，其特征在于，所述数据处理单元(330)配置为压缩和/或加密存储在所述第二存储介质(370)中的所述传感器系统数据(381)，用于将数据传输给所述服务器(400)。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，所述第二接口单元(340)包括网页接口和/或网页服务应用程序，所述外部处理装置能够通过所述第二接口单元(340)以网页浏览器和/或网页应用程序的方式访问存储在所述第二存储介质(370)中的合计传感器系统数据(381)。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，所述配置数据(361)还指定数据格式，并且所述数据处理单元(330)配置为将所述合计传感器系统数据(381)以在所述配置数据(361)中指定的数据格式存储在所述第二存储介质(370)中。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，所述第二接口单元(340)能够连接至所述机床(100)的所述控制装置(200)的一人机接口(220)，以便将存储在所述第二存储介质(370)中的传感器系统数据(381)传输给所述人机接口(220)，用于在所述机床(100)的所述控制装置(200)的所述人机接口(220)的图形用户界面(221)上显示。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，所述第二存储介质(370)包括环形缓冲区，且所述传感器系统数据(381)存储在所述环形缓冲区中。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
在所述配置数据(361)中指定的用于所述机床(100)的所述传感器组(120)的一个、多个或所有传感器信号的所述配置数据(361)的所述读出规则指示单独读出频率，以及
所述读出单元(310)配置为以所述配置数据(361)中指定的相应的单独读出频率读出相应的传感器信号的传感器数值，
其中，特别地，在所述配置数据(361)中指定的至少一个单独读出频率低于可编程逻辑控制器(212)的传感器数值内存频率和/或低于所述控制装置(200)的NC控制(211)的传感器数值内存频率。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
所述配置数据(361)的所述处理规则指定用于在所述配置数据(361)中指定的所述机床(100)的所述传感器组(120)的一个、多个或所有传感器信号的单独处理规则，以及
所述数据处理单元(330)配置为从根据在所述配置数据(361)中指定的所述相应的单独处理规则从在所述单独处理规则中指定的时间段内读出的多个传感器信号数值来计算相应的传感器信号的单个传感器系统数值，并将其存储在所述第二存储介质(370)中，
其中，特别地，所述单独处理规则指定所述传感器系统数值将被计算为在所述单独处理规则中指定的一段时间内读出的所述多个传感器信号数值的平均值，或所述单独处理规则指定所述传感器系统数值将被计算为在所述单独处理规则中指定的一段时间内读出的所述多个传感器信号数值的最大值或最小值。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
所述配置数据(361)的所述处理规则指定用于在所述配置数据(361)中指定的所述机床(100)的所述传感器组(120)的至少两种传感器信号的组合规则，以及
所述数据处理单元(330)配置为根据所述组合规则计算所述至少两个传感器信号的传感器数值的组合传感器系统数值，并将其存储在所述第二存储介质(370)中。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
所述配置数据(361)包括用于在所述配置数据中指定的所述机床传感器(120)的一个、多个或所有传感器信号的认证规则，以及
所述数据处理单元(330)还配置为根据在所述配置数据(361)中指定的所述认证规则以及根据所述相应的读出传感器信号生成认证数据(382)，并将所述生成的认证数据(382)存储在所述第二存储介质(370)中，
其中，所述外部数据处理装置(220；400；500)的所述第二接口单元(340)允许访问存储在所述第二存储介质(370)中的认证数据(382)。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，所述第二接口单元(340)配置为允许所述外部数据处理装置访问存储在所述第一存储介质(360)中的配置数据(361)，用于更改所述配置数据(361)。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
在所述配置数据中指定的用于所述机床的所述传感器组(120)的一个、多个或所有传感器信号的所述配置数据(361)指定一个或多个单独极限值，以及
所述数据处理单元(330)配置为将在所述配置数据中指定的相关的极限值存储在所述第二存储介质中，用于计算传感器系统数值。
14.根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置，其特征在于，
所述读出单元(320)还配置为通过所述第一接口单元(310)从所述机床的所述控制装置的可编程逻辑控制器的寄存器读出计数器读取的数值，以及
所述数据处理单元(330)还配置为将读出的计数器读取的数值连同时间标识一起存储在所述第二存储介质(370)中的所述传感器数据(381)。
15.一种系统，包括根据前述权利要求中的任意一项所述的数据存储装置和外部数据处理装置，所述外部数据处理装置通过局域或全域网连接至所述第二接口单元，并且配置为通过所述第二接口单元访问存储在所述第二存储介质中的传感器系统数据和/或存储在所述第一存储介质中的配置数据。
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