DE10360529A1

DE10360529A1 - System zur Generierung eines Steuerungsprogramms

Info

Publication number: DE10360529A1
Application number: DE10360529A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Kuhnert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-21
Also published as: US20050137726A1; US7092787B2

Abstract

Ein System (1) zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine umfasst ein optisches Bilderfassungsgerät (2), insbesondere einen Scanner, sowie ein an dieses angeschlossenes Maschinensteuerungssystem (3). Letztgenanntes umfasst ein Bildverarbeitungsmodul (4), welches zur Zuordnung mittels des Bilderfassungsgerätes (2) eingelesener Bilddaten zu Konturdaten einerseits und sonstigen Bilddaten andererseits vorgesehen ist, einen zur automatischen, auf den Konturdaten basierenden Erstellung des Steuerungsprogramms vorgesehenen Code-Generator (9) sowie einen zur Speicherung des Steuerungsprogramms vorgesehenen Speicher (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine, insbesondere einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine.

Maschinen, insbesondere Werkzeug- oder Produktionsmaschinen, verfügen häufig über numerische Steuerungen. Die numerische Steuerung kann mit einem computer-gestützten System zur Erstellung von Zeichnungen verknüpft sein. Eine derartige Verknüpfung erleichtert die Erstellung von Daten, insbesondere nach der Norm DIN 66025 oder der entsprechenden internationalen Norm ISO 6983, die von der Steuerung der Maschine verarbeitbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsprogramm einer Maschine, ausgehend von einer vorhandenen Zeichnung, auf besonders komfortable Weise und mit besonders geringer Fehlerwahrscheinlichkeit zu erstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Die im Folgenden im Zusammenhang mit der Vorrichtung genannten Vorteile und Weiterbildungen gelten sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt. Ein System zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine, insbesondere Werkzeugmaschine, weist ein optisches Bilderfassungsgerät, insbesondere einen Scanner, und ein daran angeschlossenes Maschinensteuerungssystem auf. Das Maschinensteuerungssystem umfasst ein Bildverarbeitungsmodul, einen Code-Generator und einen Speicher. Mithilfe des Bildverarbeitungsmoduls werden die mittels des Bilderfassungsgerätes eingelesenen Bilddaten Konturdaten einerseits und sonstigen Bilddaten andererseits zugeordnet, wobei letztgenannte Daten insbesondere Hilfslinien beschreiben und/oder Textdaten sind. Aus den Konturdaten, welche aus den Bilddaten automatisch extrahiert wurden, erstellt der Code-Generator automatisch ein Steuerungsprogramm, welches durch die Maschine verwendbar ist. Im Speicher können eine Vielzahl von Steuerungsprogrammen, auch als Teileprogramme bezeichnet, gespeichert werden.

Der Code-Generator weist vorzugsweise einen Konturrechner auf, welcher beispielsweise die automatische Korrektur doppelt gezeichneter Linien und die Interpolation von Konturübergängen ermöglicht. Damit können insbesondere in Fällen, in denen der Schnittpunkt zwischen zwei Elementen unbekannt ist, die kartesischen Koordinaten des Schnittpunktes errechnet werden. Auch können Konturen, sofern dies aufgrund der Art der Maschine möglich und zweckmäßig ist, automatisch nach Innen- und Außenkonturen sortiert werden. Ferner ist der Code-Generator geeignet, Festlegungen zu treffen, durch welche Bearbeitungstechnologien, beispielsweise Einstich oder Gewindeschneiden, die jeweilige Kontur des durch die Maschine zu fertigenden Werkstücks erzeugbar ist.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung wirkt mit dem Code-Generator sowie mit dem Bildverarbeitungsmodul ein interaktiv bedienbares Korrekturmodul zusammen. Dies ermöglicht es dem Benutzer, fehlende Konturabschnitte zu ergänzen und/oder im Fall von Mehrdeutigkeiten eine bestimmte definierte Kontur oder einen Konturübergang aus mehreren automatisch generierten Vorschlägen auszuwählen. Ebenso bietet das Korrekturmodul die Möglichkeit, ergänzende Daten zur Bearbeitung, etwa Daten betreffend die verwendeten Werkzeuge, in das Maschinensteuerungssystem einzugeben.

Vorzugsweise wird durch das Maschinensteuerungssystem ausgehend von der ausgedruckten technischen Zeichnung ein Steuerungsprogramm generiert, welches Konturen beschreibt, die sich ausschließlich aus Kreissegmenten und geraden Abschnitten zusammensetzen. Prinzipiell ist das Maschinensteuerungs system jedoch auch geeignet, beliebige dreidimensionale Formen, sofern die Maschine entsprechende Bearbeitungen vorsieht, zu beschreiben.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass der Bediener einer Maschine die Möglichkeit hat, unmittelbar an der Maschine eine in ausgedruckter Form vorliegende Zeichnung ohne zwischengeschaltetes Computersystem in die Maschinensteuerung einzulesen, welche aus den erfassten, digitalisierten Daten automatisch ein Teilesteuerungsprogramm generiert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
1 ein System zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine, und
2 ein mit der Vorrichtung nach 1 durchführbares Verfahren.
Ein in 1 dargestelltes System 1 zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine weist ein Bilderfassungsgerät 2 sowie ein mehrere Komponenten umfassendes Maschinensteuerungssystem 3 auf. In der das mit dem System 1 durchführbare Verfahren veranschaulichenden
2 ist das Maschinensteuerungssystem 3 insgesamt als ein Funktionsmodul dargestellt. Die weiteren Ausführungen beziehen sich, soweit nicht anders vermerkt, auf beide Figuren.
Das Maschinensteuerungssystem 3, welches unter anderem die Merkmale herkömmlicher Maschinensteuerungen umfasst, befindet sich an oder in unmittelbarer Nähe der nicht dargestellten Werkzeugmaschine, für welche auf Basis einer vorhandenen, ausgedruckten Zeichnung ein Steuerungsprogramm zu erstellen ist. Die technische Zeichnung wird mit Hilfe des Bilderfassungsgerätes 2, vorzugsweise eines handelsüblichen Scanners, alternativ beispielsweise einer Digitalkamera oder eines son stigen optischen Erfassungsgerätes, welches in unmittelbarer Nähe des Maschinensteuerungssystems 3, d.h. im Arbeitsbereich des Bedieners der anzusteuernden Maschine angeordnet ist, in ein Bildverarbeitungsmodul 4, welches Teil des Maschinensteuerungssystems 3 ist, eingelesen.
Das Bildverarbeitungsmodul 4 umfasst ein Bildzerlegungsmodul 5 sowie einen Hilfslinienspeicher 6, einen Konturspeicher 7 und einen Textspeicher 8. Das Bildzerlegungsmodul 5 ordnet die erfassten Bilddaten der technischen Zeichnung zum einen Konturdaten und zum anderen sonstigen Daten andererseits zu, für welche jeweils die entsprechenden Speicher 6, 7, 8 vorgesehen sind. Die in der Zeichnung enthaltenen Textinformationen können insbesondere Bemaßungen sowie Technologieinformationen, d.h. Informationen zu den Bearbeitungsarten, umfassen. Nicht für die Herstellung des Werkstücks benötigte Zeichnungsinformationen werden durch das Bildverarbeitungsmodul 4 automatisch eliminiert. Die Konturen des herzustellenden Werkstücks gemäß der eingescannten Zeichnung sind in zunächst nicht weiter bearbeiteter Form im Konturspeicher 7 gespeichert.
An das Bildverarbeitungsmodul 4 ist ein Code-Generator 9 angeschlossen, welcher ein weiteres Teil des Maschinensteuerungssystems 3 ist und einen Konturrechner 10 umfasst. Der Konturrechner 10 setzt die im Bildverarbeitungsmodul 4 aus den Zeichnungsdaten extrahierten Konturdaten in definierte geometrische Formen, nämlich ausschließlich in Geraden- und Kreisabschnitte um. Hierbei ist der Konturrechner 10 in der Lage, beispielsweise doppelt gezeichnete Linien als solche zu erkennen und durch eine eindeutige Kontur zu ersetzen. Weiterhin können mittels des Konturrechners 10 beispielsweise unsauber gezeichnete Konturübergänge automatisch berichtigt werden. Die automatisch bereinigten Konturen werden schließlich vom Code-Generator 9 in ein von der Werkzeugmaschine verwertbares Steuerungsprogramm umgesetzt, welches in einem Speicher 11, auch als Teileprogrammspeicher bezeichnet, der einen weiteren Teil des Maschinensteuerungssystems 3 bildet, gespeichert wird. Der Speicher 11 bietet die Möglichkeit, eine Vielzahl verschiedener, jeweils auf Basis einer mittels des Bilderfassungsgerätes 2 eingelesenen Zeichnung erstellter Steuerungsprogramme vorzuhalten. Im Speicher 11 sind auch Informationen, die die Bearbeitungsart betreffen und ebenfalls automatisch aus den eingescannten Zeichnungen gewonnen wurden, den jeweiligen Werkstücken zugeordnet.
Das System 1 umfasst weiter ein interaktiv bedienbares Korrekturmodul 12, welches mit dem Bildverarbeitungsmodul 4 sowie mit dem Code-Generetor 9 kommuniziert. Die einzelnen Komponenten 2 bis 12 des Systems 1 können tatsächlich zu beliebigen Einheiten zusammengefasst sein. Die in 1 dargestellten Unterteilungen in einzelne Komponenten sind als beispielhaft, insbesondere zur Veranschaulichung der Funktionsprinzipien des Systems 1, zu verstehen. Das Korrekturmodul 12, welches eine Eingabevorrichtung, insbesondere eine Tastatur, sowie eine Ausgabevorrichtung wie einen Bildschirm umfasst oder zumindest Anschlüsse für derartige Ein- und Ausgabevorrichtungen aufweist, ermöglicht dem Benutzer, d.h. dem Bediener der Werkzeug- oder Produktionsmaschine, einen Eingriff in das Maschinensteuerungssystem 3. Damit ist es insbesondere möglich, Konturübergänge, die auf Grundlage der eingelesenen Zeichnung nicht eindeutig durch automatische Verfahren bestimmbar sind, festzulegen. Darüber hinaus ermöglicht das Korrekturmodul 12 die Vornahme beliebiger Änderungen oder Ergänzungen an dem automatisch generierten Steuerungsprogramm.

Claims

System zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine, mit • einem optischen Bilderfassungsgerät (2), • einem an diesem angeschlossenen Maschinensteuerungssystem (3), umfassend – ein Bildverarbeitungsmodul (4), welches zur Zuordnung mittels des Bilderfassungsgerätes (2) eingelesener Bilddaten zu Konturdaten einerseits und sonstigen Bilddaten andererseits vorgesehen ist, – einen zur automatischen, auf den Konturdaten basierenden Erstellung des Steuerungsprogramms vorgesehenen Code-Generator (9), – einen zur Speicherung des Steuerungsprogramms vorgesehenen Speicher (11).
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bilderfassungsgerät (2) ein Scanner vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Code-Generator (9) einen automatische Korrekturen ermöglichenden Konturrechner (10) umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Bilderfassungsgerätes (2) eingelesenen sonstigen Bilddaten Hilfslinien umfassen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Bilderfassungsgerätes (2) eingelesenen sonstigen Bilddaten Textdaten umfassen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein mit dem Bildverarbeitungsmodul (4) sowie mit dem Code-Generator (9) zusammenwirkendes, interaktiv bedienbares Korrekturmodul (12).
Verfahren zur Generierung eines Steuerungsprogramms einer Maschine, mit folgenden Schritten: • Eine technische Zeichnung wird mittels eines optischen Bilderfassungsgerätes (2) in ein Teil eines Maschinensteuerungssystems (3) bildendes Bilderfassungsmodul (4) eingelesen, • die mittels des Bilderfassungsmoduls (4) erfassten Bilddaten werden Konturdaten einerseits und sonstigen Daten andererseits zugeordnet, • aus den Konturdaten wird automatisch ein zur Steuerung der Maschine geeignetes Steuerungsprogramm generiert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Konturdaten ausschließlich Kreissegmente und Geradenabschnitte generiert werden.