DE10140969A1 - CNC control using a control interface based on an HTML server with a user connecting to the server via a client type interface with an HTML shell and appropriate applets - Google Patents

CNC control using a control interface based on an HTML server with a user connecting to the server via a client type interface with an HTML shell and appropriate applets

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Werner Knierim
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Abstract

CNC control has at least a CNC core, a communications interface to a machine tool and a communications interface for input of object data, whereby the communications interface for input of object data is realized as a platform independent, i.e. generic interface. The CNC core is implemented as a web server, while the operator interface is configured as a client with an HTML shell.

Description

Die Erfindung betrifft eine CNC-Steuerung und basiert im wesentlichen auf einer plattformunabhängigen Architektur und Software-Struktur für eine offene CNC-Steuerung. Ziel der Erfindung ist es, die plattformabhängigen Teile möglichst gering zu halten, um damit eine möglichst hohe Portabilität der CNC-Software zu erhalten. The invention relates to a CNC control and is based on essentially on a platform-independent architecture and software structure for an open CNC control. aim the invention is the platform-dependent parts as possible to be kept low in order to achieve the highest possible portability the CNC software.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, auf proprietäre Techniken (z. B. COM+ unter Windows) zu verzichten. Stattdessen wird konsequent auf aus dem Internet bekannte plattformunabhängige Standards gesetzt. To achieve this goal, it is necessary to proprietary technologies (e.g. COM + under Windows) dispense. Instead, it is consistently on the Internet well-known platform-independent standards.

Diese Techniken ermöglichen eine Realisierung, die weitestgehend plattformunabhängig ist, d. h. der gleiche Source Code kann z. B. für ein WindowsNT-Zielsystem und ein Unix-Zielsystem verwendet werden. These techniques enable a realization that is largely platform independent, d. H. the same source code can e.g. B. for a WindowsNT target system and a Unix target system can be used.

Wesentliche Systemmerkmale sind, daß der weitaus größte Teil der Software plattformunabhängig realisiert ist. Die kleinen Betriebsystem- und Hardware-abhängigen Teile der Software werden in eigenen Treibern gekapselt. Die Software ist konsequent in Client-Server-Technologie realisiert. Der CNC-Kern ist als Webserver ausgeführt, die Bedienoberfäche (MMI) als Clients. Der CNC-Server bildet die einzige Schnittstelle des CNC-Kerns zur Bedienung und Anzeige. Er enthält alle dafür notwendigen Bedien- und Anzeigeobjekte. Er ist in der Lage, mehrere Clienten zu bedienen, z. B. die eigentliche CNC-Bedienstation, ein weiteres Terminal zur Visualisierung sowie einen Leitrechner für den vollautomatischen Betrieb der Maschine. Essential system features are that the largest by far Part of the software is implemented independently of the platform. The small operating system and hardware dependent parts of the Software is encapsulated in its own drivers. The software is consistently implemented in client-server technology. The CNC core is designed as a web server that User interface (MMI) as clients. The CNC server forms the only interface of the CNC core for operation and Display. It contains all necessary operating and Display objects. He is able to serve multiple clients operate, e.g. B. the actual CNC operator station Another visualization terminal and a host computer for fully automatic operation of the machine.

Die Bedienoberfläche selbst wird als HTML-Shell ausgeführt, die eingebettete Anzeige und Bedienobjekte enthält. The user interface itself is executed as an HTML shell, contains the embedded display and operating objects.

Die einzelnen Komponenten der Bedienoberfläche werden als unabhängige Objekte (Applets) realisiert. Diese Anzeigeobjekte verbinden automatisch zum CNC-Server und frischen ihren Zustand auf, wenn neue Information vom Server verfügbar ist. The individual components of the user interface are called independent objects (applets) realized. This Display objects automatically connect to the CNC server and refresh yours State when new information is available from the server is.

Durch den Einsatz gängiger Internetprotokolle und Datenformate können verteilte Systeme realisiert werden, z. B. CNC-Kern auf einer Steuerung im Intranet oder Internet, eine oder mehrere Bedienstationen auf einem beliebigen anderen PC über lokales Netzwerk oder das Internet. Die gleiche Bedienstation kann natürlich auch lokal mit dem CNC-Kern auf derselben Steuerung laufen. By using common internet protocols and Data formats can be implemented in distributed systems, e.g. B. CNC core on a controller on the intranet or Internet, one or more operator stations on any one other PC via local network or the Internet. The The same operator station can of course also be used locally with the CNC core run on the same controller.

In verteilten Systemen können CNC-Kern und Bedienung auf verschiedenen Betriebssystemen laufen. In distributed systems, the CNC core and operation can be based on different operating systems run.

Fig. 1 zeigt eine Übersicht über die CNC-Software-Struktur. Die MMI (Mensch Maschine Interface) besteht aus folgenden Komponenten: Der MMI-Shell als Rahmen für eingebettete Applikationen. Es ist ein HTML4.0- oder ein XML-Dokument. Die Shell ist nur der Rahmen oder der Behälter für die MMI-spezifischen Objekte. Die MMI wird über den Internet- Browser gestartet (z. B. Windows Internet Explorer, Netscape Navigator, oder andere). Der wesentliche Vorteil der Shell ist: als einfaches HTML- oder XML-Dokument ist sie sehr einfach anpassbar (auch für Kunden). Auch eine eigene aktive Shell als Skript ist einfach möglich. FIG. 1 shows an overview of the CNC software structure. The MMI (Human Machine Interface) consists of the following components: The MMI shell as a framework for embedded applications. It is an HTML4.0 or an XML document. The shell is just the frame or container for the MMI-specific objects. The MMI is started via the Internet browser (e.g. Windows Internet Explorer, Netscape Navigator, or others). The main advantage of the shell is: as a simple HTML or XML document, it is very easy to adapt (also for customers). A separate active shell as a script is also easily possible.

Der wichtigste Teil der Software sind die MMI-Objekte. In ihnen wird der größte Teil der Mensch/Maschine-Schnittstelle realisiert. Auf der anderen Seite verbergen diese Objekte die Komplexität der Kommunikation mit dem CNC-Server vor dem Anwender. Die MMI-Shell benutzt die MMI-Objekte als Bausteine. Es gibt zwei verschiedene Arten von Objekten: Anzeige-Objekte, die Informationen zur Anzeige bringen, z. B. die aktuelle Achsposition numerisch oder grafisch. Bedienobjekte zur Navigation durch die Shell und die CNC, z. B. Auswahl von CNC-Programmen zur Abarbeitung. Jedes Objekt baut automatisch eine Kommunikation mit dem CNC- Server auf. The most important part of the software are the MMI objects. Most of them are in them Human / machine interface implemented. On the other hand, hide them Objects the complexity of communication with the CNC server in front of the user. The MMI shell uses the MMI objects as building blocks. There are two different types of objects: Display objects that display information, z. B. the current axis position numerically or graphically. Control objects for navigation through the shell and the CNC, z. B. Selection of CNC programs for processing. each Object automatically establishes communication with the CNC Server on.

Der CNC-Server ist eine zusätzliche Schicht zwischen dem CNC-Echtzeit-Kern und den verschiedenen Clients, wie z. B. der MMI. Der CNC-Server übernimmt die aufwendige Aufgabe der Kommunikation für den CNC-Echtzeit-Kern und hilft damit, den CNC-Echtzeit-Kern von überflüssigen Aufgaben zu entlasten. Der CNC-Server stellt eine Reihe von Kommunikationsobjekten bereit, die alle von und zu verschieden Clients kommuniziert werden können. Über diese Kommunikationsobjekte wird die vollständige Bedienung und Anzeige der CNC-Steuerung realisiert. Auch Fernbedienung und Leitrechner können parallel zu mehreren Bedienstationen gleichzeitig über den CNC-Server mit dem CNC-Kern kommunizieren. Die Kommunikation ist sowohl lokal auf demselben PC als auch über Inter- oder Intranet möglich. Die Kommunikation setzt auf den Standard TCP/IP-Protokollen des Internet auf. The CNC server is an additional layer between that CNC real-time core and the various clients, such as B. the MMI. The CNC server takes on the complex task of communication for the CNC real-time core and thus helps the CNC real-time core of superfluous tasks relieve. The CNC server provides a number of Communication objects ready, all from and to different clients can be communicated. About these communication objects the complete operation and display of the CNC control realized. Remote control and master computer can also parallel to several operator stations simultaneously the CNC server communicate with the CNC core. The Communication is both local on the same PC as well possible via internet or intranet. Communication sets on the standard TCP / IP protocols of the Internet.

Fig. 2 zeigt die Struktur des CNC-Servers. Der CNC-Server ist das zentrale Bindeglied der Browser basierenden CNC. Er kommuniziert mit dem CNC-Echtzeit-Kern auf der einen Seite und mit verschiedenen MMI-Objekten (Clienten) auf der anderen. Fig. 2 shows the structure of the CNC server. The CNC server is the central link of the browser-based CNC. It communicates with the CNC real-time core on one side and with various MMI objects (clients) on the other.

Die Komunikation mit dem CNC-Echtzeit-Kern ist sehr einfach aber dabei sehr schnell. Der Server muß mehrere Clienten bedienen können und trotzdem minimale Reaktionszeiten bei maximaler Updategeschwindigkeit erreichen. Der CNC-Server ist deshalb als multithreaded Applikation ausgelegt. Communication with the CNC real-time core is very easy but very quickly. The server must have multiple clients can operate and still minimal response times achieve maximum update speed. The CNC server is therefore designed as a multithreaded application.

Vorteile der Browser basierenden CNC:
Durch diese Architektur ist es möglich, mit dem gleichen Source Code eine plattformunabhängige CNC-Steuerung zu implementieren, z. B. auf Windows- und auf UNIX-Systemen. Mit derselben Software ist es darüberhinaus möglich, entweder lokal vor Ort zu arbeiten oder die Maschine über das lokale Netz oder das Internet fernzubedienen. Daneben können auch mehrere Bedienstationen gleichzeitig betrieben werden oder von einer Bedienstation gleichzeitig mehrere CNC-Steuerungen bedient werden. Durch die offene Architektur mit Internetstandards sind kundenspezifische Anpassungen und Erweiterungen sehr leicht integrierbar. Advantages of the browser based CNC:
This architecture makes it possible to implement a platform-independent CNC control with the same source code, e.g. B. on Windows and UNIX systems. With the same software, it is also possible to either work locally on site or to operate the machine remotely via the local network or the Internet. In addition, several operator stations can be operated simultaneously or several CNC controls can be operated from one operator station at the same time. Due to the open architecture with Internet standards, customer-specific adaptations and extensions can be easily integrated.

Das erfolgreiche Konzept der Erfindung besteht darin, sich auf die Kernkompetenz, nämlich die CNC, zu konzentrieren. Außerhalb dieses Bereiches verwendet die Erfindung so weit wie möglich bewährte Standardprodukte. Das gilt für Hardware wie Prozessoren, Mainboards oder Festplatten von renommierten Firmen, wie Intel, Gigabyte oder Seagate, ebenso wie im Softwarebereich. Dadurch profitiert auch der Kunde immer von den neuesten technischen Entwicklungen des Informatikbereiches. All diese Komponenten werden industriell hergestellt und entsprechen den geforderten Normen. Mit dem eigenen Industrie-PC werden die EMV-Werte für die CE-Zertifizierung weit übertroffen. The successful concept of the invention is itself to focus on the core competence, namely the CNC. Outside of this range, the invention is used so far proven standard products as possible. This applies to hardware such as processors, mainboards or hard drives from renowned Companies like Intel, Gigabyte or Seagate, as well as in Software area. The customer always benefits from this of the latest technical developments of the Computer science area. All of these components are manufactured industrially and meet the required standards. With your own Industrial PCs are the EMC values for CE certification far exceeded.

Die CNC ist offen. Mit der Offenheit dieser Soft-CNC erhält der Maschinenhersteller ein Tool, in das er seine Philosophie integrieren kann, ohne sein Know How offenlegen zu müssen. Dank der überwiegenden Verwendung von Standardkomponenten können die klassischen analogen oder digitalen Sercos- Antriebs-Schnittstellen ebenso verwendet werden wie Ethernet-Interface, InterBus-S und Profi-Bus-DP-Feldbussysteme. The CNC is open. With the openness of this soft CNC receives the machine tool builder into which he put his philosophy can integrate without having to disclose his know-how. Thanks to the predominant use of standard components can the classic analog or digital Sercos Drive interfaces can be used as well Ethernet interface, InterBus-S and Profi-Bus-DP fieldbus systems.

Im Gegensatz zu herkömmlichen CNCs ist bei der CNC nach der Erfindung eine einheitliche Bedienung aller CNCFunktionen einschließlich Netzwerk- und Internet-Verbindung dank eines Standard-Browers gewährleistet. Alle CNC-Prozesse werden von dem Echtzeit-Kern synchronisiert. Da das PCI-Bussystem des PC genormt ist, hat die CPU Zugriff auf alle Systemkomponenten. Die integrierte Soft-SPS ist extrem schnell und leistungsfähig, damit ist die CNC für HSC-Anwendungen hervorragend geeignet. In contrast to conventional CNCs, the CNC is after the invention a uniform operation of all CNC functions including network and internet connection thanks to a Standard browers guaranteed. All CNC processes are synchronized by the real-time core. Because the PCI bus system of the PC is standardized, the CPU has access to all System components. The integrated soft PLC is extremely fast and The CNC is powerful for HSC applications excellently suited.

Im Unterschied zu anderen CNC-Systemen laufen alle Prozesse in derselben CPU ab und sind daher extrem schnell und effizient. Compile-Zyklen ermöglichen die Änderung von Funktionen des CNC-Echtzeit-Kerns. In contrast to other CNC systems, all processes run in the same CPU and are therefore extremely fast and efficient. Compile cycles enable functions to be changed of the CNC real-time core.

Mit einem Modem (z. B. einem 57,6 k-Modem) ist die Steuerung direkt mit dem Internet verbunden. Damit können Maschinenhersteller und Anwender alle Möglichkeiten, die das Internet bietet, nutzen. Ohne zusätzliche Programme werden Ferndiagnose, Wartung, Störungssuche oder Software-Updates über das Internet abgewickelt. Die Fernbedienungsfunktion ermöglicht eine Überprüfung und Korrektur aller Daten und Programme ohne die Gefahr von Übertragungsfehlern. Störungen der Maschine können per e-mail oder als SMS automatisch gemeldet werden. So werden Stillstandszeiten entscheidend reduziert und ein qualifizierter Support ist jederzeit möglich. The control is with a modem (e.g. a 57.6 k modem) directly connected to the internet. So that can Machine manufacturers and users all the possibilities that the Internet offers, use. Without additional programs Remote diagnosis, maintenance, troubleshooting or software updates via the Internet handled. The remote control function enables a review and correction of all data and programs without the risk of transmission errors. Disorders of the Machine can be automatically reported via email or SMS become. This significantly reduces downtimes and qualified support is possible at any time.

Der Kreativität des Maschinenherstellers und der Möglichkeit, eigene Philosophien in die Maschine zu integrieren, sind kaum Grenzen gesetzt. So lassen sich Alleinstellungsmerkmale und Wettbewerbsvorteile herausarbeiten und deutliche Produktivitätsgewinne erzielen. Die Erfindung bietet dem Anwender ein Tool, mit dem die Maschine optimiert werden kann. The creativity of the machine manufacturer and the possibility integrate your own philosophies into the machine hardly any limits. This is how unique selling points can be and competitive advantages work out and clear Achieve productivity gains. The invention offers that User a tool with which the machine can be optimized can.

Beispielexample

Ein Maschinenhersteller bietet seinen Kunden eine voll ausgestattete Maschine an, die über Internet nur die Optionen freischaltet, die der Kunde nutzt. Alle benutzten Funktionen werden erfasst und - natürlich über Internet - berechnet. Ein Konzept für die Zukunft. A machine manufacturer offers its customers a full machine on the internet only unlocks the options that the customer uses. All functions used are recorded and - of course via Internet - charged. A concept for the future.

Einfacher, aber trotzdem sehr effektiv, ist die Nutzung der Internetmöglichkeiten eines Anwenders. Der Brennschneider erhält von seinem Kunden die Zeichnungen per Email und kann so die Daten ohne mögliche Übertragungsfehler in der Steuerung exakt und ohne zusätzlichen Aufwand abarbeiten. The use is simpler, but still very effective the internet possibilities of a user. The flame cutter receives the drawings from his customer via email and can so the data without possible transmission errors in the Process control precisely and without additional effort.

Claims (5)

1. CNC-Steuerung mit mindestens einem CNC-Kern, einer Kommunikationsschnittstelle für eine Werkzeugmaschine und einer Kommunikationsschnittstelle für die Eingabe von Objektdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsschnittstelle für die Eingabe von Objektdaten als Plattform unabhängige Schnittstelle realisiert ist. 1. CNC control with at least one CNC core, a communication interface for a machine tool and a communication interface for the input of object data, characterized in that the communication interface for the input of object data is implemented as a platform-independent interface. 2. CNC-Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CNC-Kern als Webserver ausgeführt ist und die Bedienoberfläche als Client. 2. CNC control according to claim 1, characterized in that the CNC core is designed as a web server and the user interface as a client. 3. CNC-Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Webserver gleichzeitig die einzige Schnittstelle des CNC-Kerns zur Bedienung und Anzeige ist. 3. CNC control according to claim 1 or 2, characterized in that the web server is the only one Interface of the CNC core for operation and display. 4. CNC-Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienoberfläche als HTML-Shell ausgeführt ist. 4. CNC control according to claim 3, characterized in that the user interface is executed as an HTML shell is. 5. CNC-Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Komponenten der Bedienoberfläche als unabhängige Objekte (applets) realisiert sind. 5. CNC control according to claim 4, characterized in that the individual components of the user interface are realized as independent objects (applets).
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