DE102006023212A1

DE102006023212A1 - Verfahren zur Parametrierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters

Info

Publication number: DE102006023212A1
Application number: DE200610023212
Authority: DE
Inventors: Andreas Grözinger; Daniel Kofmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-07-05
Also published as: WO2007131845A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parametrierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters mit folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A - Auswahl einer Bedienfunktionalität und DOLLAR A - Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters (Z1, D1, V1), wobei in Anhängigkeit des ausgewählten Parameters (Z1, D1, V1) einem Bediener, eine zu dem ausgewählten Parameter (Z1, D1, V1) zugehörige, eine Funktion des Parameters beschreibende, bewegte graphische Animation (22, 19) einer Bewegung eines Maschinenelements (17) visualisiert wird. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung eine diesbezügliche Einrichtung. Die Erfindung ermöglicht ein einfaches Parametrieren einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Parametrierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters.

In 1 ist der Aufbau einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder einer als Roboter ausgebildeten Maschine in Form eines Blockschaltbildes schematisiert dargestellt. Eine Bedieneinrichtung 11 zur Bedienung der Maschine ist mit einer Steuereinrichtung 12 verbunden. Mit Hilfe der Bedieneinrichtung 11 werden die Komponenten der Maschine und insbesondere die Steuereinrichtung 12 parametriert. Die Steuereinrichtung 12 erzeugt anhand der Parameter eine Sollgröße, insbesondere eine Lagesollgröße x_soll als Regelsollgröße für eine mit der Steuereinrichtung 12 zum Datenaustausch verbundenen Regelung 13. Die Regelung 13 regelt anhand der Lagesollgröße x_soll die Bewegung eines Maschinenelements 17. Die Regelung 13 steuert hierzu einen Umrichter 18 an, der wiederum einen Motor 14 ansteuert und solchermaßen mit elektrischer Energie versorgt. Der Motor 14 treibt ein Getriebe 16 an, dass das Maschinenelement 17 bewegt. Ein Geber 15 misst die Rotorlage des Motors 14 und führt eine Lageistgröße x_ist an die Regelung 13 zurück.

Damit die Steuereinrichtung 12 die Lagesollgröße x_soll erzeugen kann, muss sie mit Hilfe einer Bedieneinrichtung 11 entsprechend parametriert werden. Die Parametrierung kann dabei z.B. Bestandteil einer Erstellung eines Teileprogramms zur Steuerung des Maschinenelements 17 sein, aber auch z.B. im Einrichtbetrieb direkt einen Bewegungsvorgang oder Bewegungsablauf umfassen.

Die Bedeutung der einzelnen zu parametrierenden Parameter ist dabei oft für den Bediener unklar. Bei handelsüblichen maschinen wird mit Hilfe einer unbewegten (statischen) Darstellung die Funktion des Parameters beschrieben. Da die Parameter aber häufig komplexe Bewegungsabläufe des Maschinenelements zur Folge haben, reicht eine solche Dokumentation oft nicht aus um den technischen Sachverhalt treffsicher zu beschreiben. Insbesondere wenn der Bediener unmittelbar an der Maschine an der Bedieneinrichtung 11 eine Parametrierung vornehmen möchte, stehen ihm bei den dortigen Eingabefeldern oft nur ein unzureichender Text oder wie schon oben beschrieben eine statische Darstellung zur Erklärung der Funktionalität der Parameter zur Verfügung, so dass er oft gezwungen ist, auf eine ausführliche Dokumentation zurückzugreifen, die er an der Maschine in der Regel nicht vorfindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Parametrieren einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Parametrierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters mit folgenden Verfahrensschritten:

– Auswahl einer Bedienfunktionalität und
– Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters, wobei in Abhängigkeit des ausgewählten Parameters einem Bediener, eine zu dem ausgewählten Parameter zugehörige, eine Funktion des Parameters beschreibende, bewegte graphische Animation einer Bewegung eines Maschinenelements dem Bediener visualisiert wird.

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters, wobei die Einrichtung aufweist:

– Mittel zur Auswahl einer Bedienfunktionalität und
– Mittel zur Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters, wobei in Abhängigkeit des ausgewählten Parameters einem Bediener, eine zu dem ausgewählten Parameter zugehörige, die Funktion des Parameters beschreibende, bewegte graphische Animation einer Bewegung eines Maschinenelements dem Bediener visualisiert wird

Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich analog zur vorteilhaften Ausbildungen der Einrichtung und umgekehrt.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt eine Eingabe des Parameters erfolgt. Hierdurch kann z.B. bei einem schon im Vorfeld parametrierten Parameter eine Neuparametrierung vorgenommen werden.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn in einem weiteren Verfahrensschritt eine Erzeugung einer Sollgröße anhand des Parameters zur Regelung einer Bewegung des Maschinenelements erfolgt. Durch diese Maßnahme kann die Bewegung des Maschinenelements besonders einfach gesteuert werden.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn nach Auswahl des Parameters, zunächst eine unbewegte, den Parameter beschreibende graphische Darstellung visualisiert wird und erst falls der Parameter über einen vorgebbaren Zeitraum hinaus ausgewählt bleibt die bewegte graphische Animation visualisiert wird und nach erfolgter graphischer Animation wieder die unbewegte graphische Darstellung visualisiert wird. Hierdurch wird erreicht, dass bei einer nur lediglich kurzzeitigen Auswahl des Parameters, die z.B. im Rahmen eines Durchknickens der Parameter auftreten kann, dem Bediener keine bewegte graphische Animation visualisiert wird.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Animation im GIF-Format, MPEG-Format oder im AVI-Format vorliegt. Das GIF-Format, MPEG-Format und das AVI-Format stellen übliche Datenformate bei bewegten graphischen Animationen dar.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrichtung Mittel zur Eingabe eines Parameters aufweist.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Einrichtung Mittel zur Erzeugung einer Sollgröße anhand des Parameters zur Regelung einer Bewegung des Maschinenelements aufweist. Hierdurch wird die Bewegung des Maschinenelements gesteuert.

Es ist insbesondere vorteilhaft, eine Werkzeugmaschine, eine Produktionsmaschine und/oder ein Roboter mit der Einrichtung auszubilden, da bei diesen Arten von Maschinen oftmals komplexe Parametriervorgänge notwendig sind.

Weiterhin erweist sich ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. eine Diskette, Flashkarte, CD oder DVD, das Codeabschnitte enthält, mit der das Verfahren ausführbar ist, für die Einrichtung als vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein schematisiert dargestelltes Blockschaltbild einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters,
2 ein Auswahlfeld für eine Bedienfunktionalität und
3 eine Parametrierungsmaske zur Parametrierung der ausgewählten Bedienfunktionalität.
In 2 ist die Ansicht eines Bildschirmes 1, der Bestandteil der Bedieneinrichtung 11 gemäß 1 ist, dargestellt. Auf dem Bildschirm 1 wird dem Bediener ein Auswahlfeld 2, indem dem Bediener verschiedene Bedienfunktionalitäten wie z.B. „Bohren", „Schleifen" und „Endgraten" angezeigt werden, dargestellt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels liegen die Bedienfunktionalitäten in Form so genannten CNC-Zyklen, d.h. in Form von Unterprogrammen eines Teileprogramms zur Steuerung der Bewegung des Maschinenelements 17 gemäß 1 vor. Die Bedienfunktionalitäten können aber auch z.B. im Rahmen eines Einrichtbetriebs in Form von Einrichtanweisungen vorliegen. Jede der Bedienfunktionalitäten muss mit einem jeweils ihm zugehörigen Parametersatz parametriert werden. Hierzu wählt der Bediener z.B. durch Anklicken der Bedienfunktionalität „Bohren" im Auswahlfeld 2 die Bedienfunktionalität „Bohren" aus, worauf ihm auf den Bildschirm 1 eine zu der ausgewählten Bedienfunktionalität zugehörige Parametrierungsmaske gezeigt wird.
Die entsprechende Parametrierungsmaske, welche dann auf dem Bildschirm 1 dargestellt wird, ist in 3 dargestellt. In einem Anzeigefeld 3 wird dem Bediener die ausgewählte Bedienfunktionalität angezeigt. Unterhalb des Anzeigefelds 3 sind die Auswahlfelder 4, 5 und 6 zur Auswahl der zur Bedienfunktionalität „Bohren" zugehörigen Parameter visualisiert. Im Ausführungsbeispiel sind dies die Parameter C1, D1 und V1. Der Bediener kann durch z.B. Anklicken (z.B. mit Hilfe einer Maus) des Auswahlfelds 4 den Parameter Z1, der die Bohrtiefe beschreibt, auswählen. Unmittelbar nachdem der Bediener den Parameter Z1 durch Klicken auf das Auswahlfeld 4 ausgewählt hat, erfolgt links vom Auswahlfeld 4 die Anzeige einer statischen unbewegten, graphischen Darstellung, in der die Funktion des ausgewählten Parameters graphisch visualisiert ist. Eine solche statische, graphische Visualisierung ist bei handelsüblichen Maschinen bereits üblich. Diese ist jedoch sehr unübersichtlich, da oftmals die von den einzelnen Parametern erzeugten Bewegungsvorgänge sehr komplex sind. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels wird z.B. bei dem im Ausführungsbeispiel angegebenen Parametern zunächst mittels des Bohrers 20 ein Loch in das Werkstück 21 bis zur Position D1 gebohrt, was durch einen Pfeil 7 symbolisiert ist, anschließend wird zum Entspanen der Bohrer 20 um die parametrierte Länge V1 zurückgefahren, was durch einen Pfeil 8 angedeutet ist, anschließend wird weiter bis zur Position Z1 gebohrt, was durch einen Pfeil 9 angedeutet ist und zum Ende des Bewegungsvorgangs wird der Bohrer aus dem Werkstück 21 gefahren, was durch ei nen Pfeil 10 angedeutet ist. Eine solche statische Darstellung des Bewegungsvorgangs mittels Pfeilen ist bereits, wie schon oben gesagt, handelsüblich. Eine solche Darstellung ist jedoch sehr unübersichtlich und wirft, insbesondere bei komplexen Bedienfunktionalitäten beim Bediener oft Fragen auf.
Erfindungsgemäß wird deshalb, dem Bediener eine zum ausgewählten Parameter zugehörige, die Funktion des Parameters beschreibende, bewegte graphische Animation der Bewegung des Maschinenelements visualisiert. Es sei angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung ein in die Maschine eingespanntes Werkzeug, wie z.B. der Bohrer 20 als Maschinenelement angesehen wird. Das Maschinenelement kann z.B. aber auch in Form einer Spindel oder eine Werkstückeinspannvorrichtung vorliegen.
Vorzugsweise, wenn der Bediener über einen vorgebbaren Zeitraum (z.B. zwei Sekunden) hinaus den Parameter durch Anklicken des entsprechenden Auswahlfeldes ausgewählt hat, wird die Visualisierung der unbewegten graphischen Darstellung 22 beendet und eine bewegte graphische Animation des Bewegungsvorgangs des Maschinenelements dem Bediener visualisiert. Nach erfolgter graphischer Animation wird wieder die unbewegte (statische) graphische Darstellung 22 dem Bediener visualisiert. Die Durchführung der bewegten graphischen Animation ist in 3 durch einen Pfeil 19 symbolisiert. Diese Funktionalität erlaubt es, dem Bediener durch die entsprechenden Auswahlfelder 4, 5 und 6 durchzuklicken, ohne das bei jeder Auswahl eines Parameters sofort die graphisch bewegte Animation gestartet wird. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, unmittelbar bei Auswahl des Parameters die graphische Animation sofort zu starten.
Durch das Visualisieren der bewegten graphischen Animation des Bewegungsvorgangs wird dem Bediener auf eine einfache Art und Weise die Funktion des jeweilig ausgewählten Parameters verständlich gemacht. Dabei kann für jeden ausgewählten Parameter eine spezifisch auf den jeweiligen Parameter zugeschnittene Animation gestartet werden.
Vorzugsweise liegt die Animation in Form einer animierten Vektorgraphik vor. Die Animation kann dabei z.B. im GIF-Format, MPEG-Format oder im AVI-Format als eine in der Bedieneinrichtung 11 oder der Steuereinrichtung 12 hinterlegten Datei vorliegen.
Ein Mittel 23 zur Auswahl der Bedienfunktionalität, ein Mittel 24 zur Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters und ein Mittel 25 zur Eingabe eines Parameters sind in 1 in Form Funktionsblöcken dargestellt. Ein Mittel (12) zur Erzeugung einer Sollgröße (x_soll) liegt im Rahmen des Ausführungsbeispiels in Form der Steuereinrichtung 12 vor.
Mit Hilfe der durchzuführenden Parametrierung kann die Maschine auch entsprechend programmiert und/oder gesteuert werden. Somit sind im Rahmen der Erfindung auch ein Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters und ein Verfahren zur Programmierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters offenbart. Die Erfindung ermöglicht somit auch ein einfaches Programmieren und/oder Steuern einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters.

Claims

Verfahren zur Parametrierung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters mit folgenden Verfahrensschritten: – Auswahl einer Bedienfunktionalität und – Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters (Z1, D1, V1), wobei in Abhängigkeit des ausgewählten Parameters (Z1, D1, V1) einem Bediener, eine zu dem ausgewählten Parameter (Z1, D1, V1) zugehörige, eine Funktion des Parameters beschreibende, bewegte graphische Animation (22, 19) einer Bewegung eines Maschinenelements (17) dem Bediener visualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden weiterem Verfahrenschritt: – Eingabe des Parameters (Z1, D1, V1)
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden weiterem Verfahrensschritt: – Erzeugung einer Sollgröße (x_soll) anhand des Parameters (Z1,D1,V1) zur Regelung einer Bewegung des Maschinenelements.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Auswahl des Parameters, zunächst eine unbewegte, den Parameter beschreibende graphische Darstellung (22) visualisiert wird und erst falls der Parameter (Z1, D1, V1) über einen vorgebbaren Zeitraum hinaus ausgewählt bleibt die bewegte graphische Animation (19, 22) visualisiert wird und nach erfolgter graphischer Animation (19, 22) wieder die unbewegte graphische Darstellung (22) visualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Animation im GIF-Format, MPEG-Format oder im AVI-Format vorliegt.
Einrichtung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters, wobei die Einrichtung aufweist: – Mittel (23) zur Auswahl einer Bedienfunktionalität und – Mittel (24) zur Auswahl eines zur Bedienfunktionalität zugehörigen Parameters (Z1, D1, V1), wobei in Abhängigkeit des ausgewählten Parameters (Z1, D1, V1) einem Bediener, eine zu dem ausgewählten Parameter (Z1, D1, V1) zugehörige, die Funktion des Parameters (Z1, D1, V1) beschreibende, bewegte graphische Animation (19, 22) einer Bewegung eines Maschinenelements (17) dem Bediener visualisiert wird.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Mittel (25) zur Eingabe eines Parameters (Z1, D1, V1) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Mittel (12) zur Erzeugung einer Sollgröße (x_soll) anhand des Parameters (Z1, D1, V1) zur Regelung einer Bewegung des Maschinenelements (17) aufweist.
Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder Roboter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
Computerprogrammprodukt für eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das Codeabschnitte enthält mit der ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausführbar ist.