CN111868643A - 借助于适配预编译的机器代码来运行机床的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机床和相应的机床系统(20)的方法。在一外部服务器设备(18)中一方面提供了通用的第一数据模型以及工程数据(17)。工程数据(17)包含与机床(10)特别相关的信息。根据与机床(10)的运行相关的用户查询将第一通用数据模型编译和/或修改成第二数据模型。这根据工程数据(17)和用户查询的技术数据通过外部服务器设备(18)进行。将第二数据模型从外部服务器设备(18)传递到机床(10)，机床(10)的控制单元(16)可以根据第二数据模型运行机床(10)。因此机床(10)在机床(10)的运行时间之外相应的适应可以实现。

Description

借助于适配预编译的机器代码来运行机床的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行机床的方法。此外，本发明还涉及一种具有外部服务器设备以及机床的机床系统。

背景技术

机床是具有各种多样性的多种逻辑和物理构件的复杂结合。基础的数据结构的数量、多样性和意义是构件特定和工程特定的。这意味着，根据应用情况和使用需要，基础数据结构可能不同。该数据结构特别通过特定并隐含的数据模型来描述。在工业4.0和IoT(物联网)的范畴内，机床的这种特定并隐含的数据模型“映射”到通用并且兼容的数据模型上。在这种情况下，映射意旨，对通用数据模型进行编译和/或修改，使得其成为特定数据模型。因此可以为多种应用提供统一的接口。

通常在具体应用情况中提出，使用来自云的附加功能来扩展机器功能性。在应用商店中可以提供这些附加功能，而不用知道相应机床的特定构造。也就是说，在应用商店中存储有对机床粗略地描述的通用数据模型，而无需知道特定机床的所有技术细节。因此，机器内部的结构基于与用于与来自云的应用进行通信的数据模型不同的数据模型。在机床运行期间，这些数据模型的编译和/或修改(映射)导致结构性缺点以及可能的功率损耗。原因在于，特定的数据模型与通用的数据模型不兼容并且需要对这些数据模型的相应转换。此外，由此对机器实施的扩展和/或修改则变得必要了。迄今，在机床领域实现了相应的数据模型(例如在OPC服务器内的服务器侧或应用内的客户端侧)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法，利用该方法能够更高效运行机床。

该目的通过权利要求1解决。有利的改进是从属权利要求的主题。

本发明提出一种用于运行机床的方法。对此执行以下方法步骤。在步骤a中，提供一种机床，该机床具有针对外部服务器设备的接口(随后也称为第一接口)。机床尤其是用于使用工具来加工工件的机器。由机床预先给出工具相互之间的移动。机床可以设计为车床、铣床、烧蚀机以及用于锻造的机械压床或机械锤。机床同样可以设计为数控机器。在步骤b中，在外部服务器设备中提供通用的第一数据模型。通用的第一数据模型尤其还是兼容的数据模型。使用这种第一通用数据模型，可以对多个机床进行通用性的描述。通常，通用的第一数据模型不与特定的机床相协调。

在下一步骤c中，将工程数据提供给外部服务器设备，其中，工程数据包含特定地与机床相关的信息。工程数据尤其可以包含在机床运行时必需的关于流程的信息。因此工程数据不仅仅描述纯技术性的信息，例如可能只具有机床尺寸这类的信息。因此工程数据尤其可以包含机床的运行特定的信息。

在方法的进一步的流程中，在步骤d中，向外部服务器设备产生与机床运行相关的用户查询。用户查询例如可以涉及期望工件的生产。因此，用户查询例如可以包含期望，即根据工程图将金属毛坯制成法兰。因此，在许多情况下用户查询涉及生产所期望的工件。例如可以借助于工程图或数据项预先给出工件的种类和形状。这意味着用户查询不是通识问题，例如询问当前的天气。

在此后的步骤e中，由外部服务器设备根据工程数据将通用的第一数据模型编译和/或修改成第二数据模型，其中，用户查询触发步骤e。这尤其意味着，通用的第一数据模型的编译和/或修改是与用户查询无关的。在用户查询存在时才进行编译和/或修改的方法步骤。在此不强制必要的是，用户查询必须由人工手动进行。用户查询例如可以预先存储在控制程序中。可以提出，在预先给定的时间段或在预先给定的时间点触发用户查询。

在步骤f中，将第二数据模型从外部服务器设备传递到机床。同时尤其可以提出，将第二数据模型安装在机床上并为了运行而设置。优选地，经由网络连接来进行第二数据模型从外部服务器设备到机床的传递。也就是说，机床可以经由计算机网络(尤其是因特网)与外部服务器设备连接。这意味着，外部服务器设备可以被设置为基于云的服务器。

在最后的步骤g中，按照第二数据模型来运行机床。机床的运行优选地由机床的控制单元来执行。在特殊情况下还可以提出，外部服务器设备的计算单元在远处控制机床。这种情况为远程控制。但是，在传递第二数据模型之后通常也可以独立于外部服务器设备地运行机床。

尤其地，工程数据包含机床的隐含知识。由于这些工程数据被提供给外部服务器设备，那么就可以将第一通用数据模型编译和/或修改的计算耗费从机床运行时间里移除。也就是说，以这种方法可以在机床外将第一通用数据模型转编为第二数据模型。转编意旨编译和/或修改的过程。该过程经常被称作“关联”、“映射”或适配。这意味着，外部服务器设备可以具有不同的应用并且这些应用可以由外部服务器设备被适配为，使得这些应用理解机床的特定的数据结构。换句话说，一开始通用并且具有通常格式的应用可以由机器按特定的方式编译，使得这些应用可以应用在机床上。编译、编程、转译和/或修改的过程优选在机床之外进行。这里的概念编译尤其指将程序代码转换为可运行代码。也就是说，借助于编译过程可以将第一通用数据模型转换成可运行的第二数据模型。步骤e尤其还可以具有编译，从而机床可以运行第二数据模型。因此，可以借助于第二数据模型使机床开始运行，并根据考虑用户查询的第二数据模型的预设来运行机床。通过将编译的计算耗费从在机床运行时间中去掉，能够获得在机床性能方面的显著优点。因此，将可以在机床之外，创建适配于机床的具体运行的第二数据模型。

本发明的另一变体方案提出，针对第一通用数据模型的编译和/或修改，考虑用户查询的技术数据。用户查询的技术数据例如可以具有关于材料、待生产的工件的尺寸和其他构造特性及其生产步骤的信息。由此，用户查询例如作为信息可以包含，法兰中的孔应被实施为通孔还是被实施为螺纹孔。在本发明的该变体方案中，在创建第二数据模型时考虑这些信息。因此，可以有针对性地根据期望的预设来影响对第一通用数据模型的编译和/或修改。由此能够灵活地设计机床的运行。

本发明的另一变体方案提出，第一数据模型从第一编程语言被编译成第二编译语言并且以第二编程语言被修改为第二数据模型。只要第一数据模型和第二数据模型的编程语言相同，则编译成另一种编程语言不是必要的。但是若第一数据模型与第二数据模型的编程语言不同，则在该变体方案中将第一数据模型由第一编程语言编译为第二编译语言。因此在例如具有其他软件架构的机床中也可以使用第一数据模型的适配。例如可以将SQL数据模型编译为OPCA数据模型，反之亦然。由此，实现了本发明原理在具有不同软件架构的其他机床中的跨平台使用。

本发明的另一个变体方案提出，外部服务器设备的计算单元将第二数据模型安装在机床上以用于运行。在这种情况下，外部服务器设备不仅负责将第一数据模型编译和/或修改为第二数据模型，而且同样也负责将第二数据模型安装到机床上。也就是说，外部服务器设备的计算单元可以将第二数据模型传递到机床并可在那里运行地设立第二数据模型。因此，同样可以将安装过程从机床交换。机床也可以在与第二数据模型有关的安装过程中额外地减轻负荷。这可以继续提高机床的性能。

本发明的另一个变体方案提出一种具有外部服务器设备的机床系统，外部服务器设备具有计算单元。同样属于该机床系统的，还有具有与外部服务器设备通信的第一接口的机床。另外，机床具有控制单元，其中，控制单元设计为，将第一通用数据模型经由第一接口传输至外部服务器设备，和经由第一接口接收第二数据模型，以及根据第二数据模型运行机床。

同时，外部服务器设备的计算单元设计为将第一通用数据模型编译和/或修改成第二数据模型。这尤其意味着，由外部服务器设备的计算单元将第一通用数据模型转换成第二数据模型(特别用于相关的机床)。机床的控制单元可以不再承担从编译和/或修改的任务。优选地，机床的控制单元被用于根据特定的第二数据模型来运行机床。特定的第二数据模型优选由外部服务器设备的计算单元创建并尤其地被安置到相关的机床上。在方法步骤和相关变体方案中所提到的优点在相同意义上也适用于机床系统。

机床系统的另一个变体方案提出，机床设计为经由第一接口接收多个第二数据模型和/或控制单元设计为根据多个第二数据模型来运行机床。这尤其意味着，机床的控制单元不只使用唯一的第二数据模型来运行机床。例如可以提出，控制单元应兑现(Umsetzen，或实现)多个用户查询。用户查询可以在其技术兑现方式的方面不同地进行设计。例如第一用户查询可能提出，应创建具有螺纹孔的法兰，并且例如第二用户查询提出，应创建具有孔的立方体。此外可以提出，在这两个用户查询中相应的工件应不同。在这种情况下，外部服务器设备的计算单元可以提供两个不同的数据模型。这两个不同的数据模型可以被传递至机床并在那安装。

现在，机床的控制单元可以经由相应的数据总线系统访问这两个不同的数据模型。因此在这种情况下，机床的控制单元可以如下地控制机床，即首先实现第一用户查询，并随后实现第二用户查询。因此，复杂的生产步骤可以划分到多个第二数据模型中。相应的第二数据模型可以集成到相应的应用(应用)中。因此，可以更有条理地设计第二数据模型。机床可以实现多种用户查询，这能够进一步提高机床的灵活性。

本发明的另一变体方案提出一种机床系统，其中，机床与控制单元连接和/或用户查询借助于控制单元可以经由第二接口传递。机床例如可以具有触摸屏(触敏的显示屏)，经由该触摸屏可以输入用户查询。在方法的后续流程中，可以将用户查询传输到外部服务器设备。代替触摸屏，计算机也可以与机床连接。在这种情况下，用户查询经由计算机传输到机床，接着经由第二接口传输到外部服务器设备。但是，控制单元可以与外部服务器设备直接通信连接并且经由该直接通信连接来传输用户查询。所以用户查询可以从控制单元传递到外部服务器设备。在这种特殊情况下，第二接口不再设置在机床中，而是设置在控制单元上。因此可以创建用户查询，而无需使用机床。如此，可以使用控制单元提前创建用户查询，该用户查询接下来也可以在启动机床之前转换成第二数据模型。由此，可以提前离线地设置机床。如果启动机床，则其可以经由第一接口从外部服务器设备接收相应适配的第二数据模型并根据它来运行。在本发明的这个变体方案中，用户查询的建立不必在周围环境中或在机床中完成。这也可以在没有机床的其他地点处完成。

本发明的另一变体方案提出一种机床系统，其中，机床具有用于传输和/或输入与机床运行相关的用户查询的第二接口和/或输入装置。在这种情况下，可以直接在机床上创建用户查询并将用户查询传输给外部服务器设备。在这种情况下，可以省去其他额外设备。

本发明的另一变体方案提出一种机床系统，其中，外部服务器设备的计算单元经由机床的第一接口连接并且设计为根据第二数据模型使机床开始运行。在该变体方案中外部服务器设备的计算单元经由第一接口与机床连接。优选地，如果第二数据模型应该从外部服务器设备传递到机床，那么就要建立这种数据连接。除了单纯地传递第二数据模型外，计算单元尤其可以在机床上建立第二数据模型，使得机床可以根据第二数据模型开始运行。因此，可以通过外部服务器设备的计算单元来使机床投入运行。但是机床随后的运行优选由机床的控制单元实施。外部服务器设备与机床之间连接的建立可以由机床的控制单元和外部服务器设备的计算单元完成。如果使用控制单元，则其还可以建立数据连接。因此，外部服务器设备可以使机床开始运行并且同时特定地根据用户查询来适配机床的运行。在此，尤其经由第二数据模型兑现用户查询。

本发明的另一变体方案提出一种机床系统，其中，外部服务器设备设计为基于云的服务器并且经由尤其设计为因特网的计算机网络至少暂时连接到机床。基于云的服务器的特征尤其在于其可以安置在与机床所处的地点不同的地点。基于云的服务器例如可以布置在与机床所安置的大洲(Kontinent，或大陆)不同的大洲。基于云的服务器也可以设计为适合于公司的内联网。通过该计算机网络可以暂时地建立机床与基于云的服务器的数据连接。通过该数据连接可以将第二数据连接从基于云的服务器传递到机床。

在此优选地，由基于云的服务器的计算单元执行通用的第一数据模型到特定的第二数据模型的转换。基于云的服务器的计算单元可以建立到机床的数据连接以传递第二数据模型，并且在将第二数据模型成功传递或设立到机床上之后再次断开该数据连接。优选通过因特网建立数据连接。这尤其意味着，借助于机床的第一接口可以建立与计算机网络(因特网、内联网、其他网络)的连接。机床因此可以经由网络与基于云的服务器连接。对机床的根据用户查询的特定设置由基于云的服务器侧或其计算单元来实现。因此，可以经由安置在远处的基于云的服务器来适配多个不同的机床并且根据用户查询进行修改。特定的第二数据模型优选映射到第一通用数据模型上。基于云的服务器一般拥有足够的计算能力，使得也能够适应或管理有多个机床的整个机器群。可以经由基于云的服务器根据相应的用户查询特定地适应机器群的每个单独的机床。如前述示例，这通过将第一通用数据模型编译和/或修改成特定的第二数据模型来发生。特定的第二数据模型尤其考虑相应机床的特定技术特征和相应用户查询。

本发明的另一变体方案提出，外部服务器设备具有准备有用于运行机床的预先生成的第二数据模型的应用商店。预先生成的第二数据模型可以通过根据本发明的机床系统和/或根据本发明的方法来提供。

在很多情况下都期望机床一再地或更频繁地执行特定的动作。这可能涉及例如具体的法兰的生产。在这种情况下，预先生成的已经准备好机床信息的第二数据模型可以寄存在应用商店里，从而机床可以生产法兰。预先生成的第二数据模型优选包含经常提出的用户查询。例如如果经常询问立方体的生产，则应用商店可以具有包含针对机床用于生产立方体的信息的相应第二数据模型。

在此，预先生成的第二数据模型尤其可以在应用商店中购买。这意味着应用商店同样可以具有支付功能。在一新的用户查询中另一预先生成的为用户查询设置的第二数据模型可以已经寄存在应用商店中。在这种情况下相应的第二数据模型不必另外创建，因为其已存在于应用商店中。只需要在外部服务器设备侧进行解锁。这例如可以在支付程中完成。在成功解锁之后，相应的第二数据模型可以从外部服务器设备或基于云的服务器传递到机床。机床的控制单元随后可以控制机床，使得用户查询可以被执行。因此，可以为机床配备在用户侧所要求或期望的第二数据模型。也就是说机床可针对个体地配备有不同的第二数据模型。由此可以特别灵活地设计多个并不同的机床的厂区(Park)。

本发明的其他特征由权利要求、附图和附图描述得出。描述中所提到的特征和特征组合以及随后在附图描述中所提到的和/或在唯一附图所示特征和/或特征组合不仅可以以分别给出的组合应用，还可以以其他组合应用，而不脱离本发明的范围。本发明的在附图中未明确示出或解释，但通过分开的特征组合从解释的实施方式中得出的实施方式可以视作被包括或被公开。不具有原先独立权利要求的全部特征的实施方式和特征组合也可以视作已公开。此外通过参考权利要求得出的特征组合得出或与之偏离的尤其通过上述实施方式得出的实施方式和特征组合视作已公开。

附图说明

结合所附唯一附图详细阐述了本发明。随后所述示例提出本发明的优选实施方式。但这些实施方式并不受限地实施。

具体实施方式

唯一的视图示出机床系统20，该机床系统具有机床10和外部服务器设备18。机床10可以具有内部控制单元16和数据总线12。机床10的控制单元16可以经由数据总线12使用不同的应用。外部服务器设备18将相应的应用传递到机床10的机器特定的IoT扩展11。此外，外部服务器设备18具有应用商店13。另外，计算单元15设定在外部服务器设备18的区域内。

接下来示出如何借助机床系统20来生产期望的工件(例如柜门)的可行实例。当然，也可以生产其他更复杂的工件。在该实例中，柜门应该仅仅是带有多个设计为穿孔的钻孔的木板。如果应当生产单独的柜门，那么该柜门可以通过相应的个别的用户查询给出。在这种情况下，柜门的规划方案由外部服务器设备18传输。这可以例如通过控制单元14实现。也就是说，关于柜门具有待制造的通孔的相应坐标的精确规划方案可以通过控制单元14传输至外部服务器设备18。在此，控制单元14可以作为触摸屏直接布置在机床10上。但控制单元14也可以与机床10连接(以虚线示出)。

替代给定的关于柜门的规划方案，可以使用柜门的预先生成的模型。应用商店13例如可以具有分类的多个柜门的模型。在这种情况下，用户通过控制单元14只需在应用商店13中选择柜门的模型。因此，存在有多种将用户查询传输给计算单元15的可行方案。

但现在为了将第一通用数据模型转换为特定第二数据模型，计算单元15还需要其他信息。这主要是特定的工程数据17。工程数据17尤其包括用于运行相应机床的信息。一般由机床的生产者提供工程数据17。在该示例中工程数据17可以包括位于机床10上或内部的钻头的数量和类型的信息。工程数据17也可以包括可动轴数量以及其空间范围的信息。因此工程数据17一般是对于相应机床10特定的。现在，外部服务器设备18的计算单元15将工程数据17与由控制单元14传输的用户查询组合。用户查询也可以通过选择应用商店13中的第二数据模型实现。基于用户查询以及工程数据17的信息，计算单元15将第一通用数据模型编译和/或修改成第二特定数据模型。也就是说，计算单元15将通常保持的第一数据模型转换为特定的第二数据模型，因此机床10可以生产具体的用户查询(期望的柜壁)。代替术语“转换”，可以使用其他术语，例如转编、编译和/或修改、适配。由计算单元15对特定的第二数据模型进行修改或适配，使得机床10可以读取和加工第二数据模型。这尤其意味着，外部服务器设备18的计算单元15根据机床10的数据结构来适配第二数据模型。特别地，计算单元15产生可以由机床执行的程序代码。第二数据模型优选为适配于操作系统和相应机床10的编程语言。因此，机床10或机床10的控制单元16可以直接处理第二数据模型。

在这种情况下，计算单元15现在生成专门为机床10定制的第二数据模型，从而可以生产期望的柜壁。对此，第一通用数据模型针对机床10借助于工程数据17得以适配。此外，在该示例中，木板上的通孔的相应坐标储存或存储在第二数据模型中。特定的第二数据模型在该示例中包含应该在何处设置通孔的具体坐标。所有其他预设，例如钻孔的方式、钻孔的尺寸等等也都存储在第二数据模型中。因此，特定的第二数据模型包含用于生产期望的柜门的可以由机床10同时读取和处理的具体规划方案。

该第二数据模型的产生优选由外部服务器设备18内的计算单元15实施。这样生成的第二数据模型在制造完成后被传输给IoT扩展11。这优选通过因特网连接进行。第二数据模型尤其可以集成在应用中。计算单元15尤其可以将该应用建立或安装在机器特定的IoT扩展11。但该过程可以由机床10的控制单元16执行。这意味着控制单元16不需要准备好用于将第一数据模型编译和/或修改成第二数据模型的资源。

换一个角度考虑，借助于本发明，控制单元16或机床10可以在整体上极大地减少负荷。相对于用于功能扩展的数据映射的建模，这在数据处理和通信的性能方面带来了巨大的好处。计算单元15可以尤其考虑机床10可以仅通过一种其他编程语言运行。这意味着计算单元15可以将第一数据模型用另一种第二编程语言编译并将编译的第一数据模型相应地转换成第二数据模型。因此可以特别灵活地运行机床，而不用为相应的机床提前准备许多不必要的数字资源，例如内存、处理器容量等等。产生第二数据模型的耗费可以借助于本发明完全从机床去除。

Claims (10)

1.一种用于运行机床(10)的方法，通过如下方法步骤执行：

a)提供机床(10)，所述机床具有针对外部服务器设备(18)的接口；

b)在所述外部服务器设备(18)中提供通用的第一数据模型；

c)向所述外部服务器设备(18)提供工程数据(17)，其中，所述工程数据(17)包含特定地与所述机床(10)相关的信息；

d)向所述外部服务器设备(18)产生与所述机床(10)的运行相关的用户查询；

e)根据所述工程数据(17)，由所述用户查询发起并由所述外部服务器设备(18)执行将通用的所述第一数据模型变成第二数据模型的编译和/或修改，其中，针对通用的所述第一数据模型的所述编译和/或修改，考虑所述用户查询的技术数据；

f)将所述第二数据模型从所述外部服务器设备(18)传递至所述机床(10)；

g)根据所述第二数据模型来运行所述机床(10)。

2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一数据模型从第一编程语言编译成另外的第二编程语言并且以所述第二编程语言将所述第一数据模型修改为第二数据模型。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述外部服务器设备(18)的计算单元(15)将所述第二数据模型安装在所述机床(10)上以用于运行。

4.一种机床系统(20)，具有：

-外部服务器设备(18)，所述外部服务器设备具有计算单元(18)，

-机床(10)，所述机床具有与外部通信的第一接口以及控制单元(16)，其中，

-所述控制单元(16)设计用于，将通用的第一数据模型经由所述第一接口传输至所述外部服务器设备(18)，并且经由所述第一接口接收第二数据模型，并且根据所述第二数据模型运行所述机床(10)，其中，

-所述外部服务器设备(18)的计算单元(15)设计用于将通用的所述第一数据模型编译和/或修改为第二数据模型。

5.根据权利要求4所述的机床系统(20)，其中，所述机床(10)具有用于传输和/或输入与所述机床(10)的运行相关的用户查询的第二接口和/或输入装置。

6.根据权利要求4所述的机床系统(20)，其中，所述机床(10)与控制单元(14)连接和/或具有控制单元(14)，并且借助于所述控制单元(14)经由第二接口能够传递与所述机床(14)的运行相关的用户查询。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的机床系统(20)，其中，所述机床(10)设计用于经由所述第一接口接收多个第二数据模型，和/或所述控制单元设计用于根据多个第二数据模型来运行所述机床(10)。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的机床系统(20)，其中，所述外部服务器设备(18)的计算单元(15)经由所述机床(10)的第一接口连接，并且所述计算单元设计用于根据所述第二数据模型运行所述机床(10)。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的机床系统(20)，其中，所述外部服务器设备(18)设计为基于云的服务器，并且经由尤其设计为因特网的计算机网络至少暂时与所述机床(10)连接。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的机床系统(20)，其中，所述外部服务器设备(18)具有应用商店(13)，所述应用商店储备了通过机床系统(20)和/或根据权利要求1至3中任一项所述的方法预先生成的、用于运行所述机床(10)的第二数据模型。

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