DE1909453A1

DE1909453A1 - UEberwachungseinrichtung fuer ein simultan arbeitendes numerisches Steuerungssystem

Info

Publication number: DE1909453A1
Application number: DE19691909453
Authority: DE
Inventors: Thomas Proctor
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1968-02-29
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1969-09-18
Also published as: GB1247548A; FR2002956A1

Description

Überwachungseinrichtung für ein simultan arbeitendes numerisches Steuerungssystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf numerische Steuerungssysteme und insbesondere auf eine Überwachungseinrichtung für numerische, simultan von einem zentralen Rechner aus betriebene Steuerungssysteme.

Es gibt zur Zeit mindestens zwei Betriebsarten für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, bei denen eine simultane Steuerung von einer zentralen Rechenanlage aus vorteilhaft durchgeführt werden könnte. Eine dieser Betriebsarten kann als "Maschinen— werkstatt—Betriebsart" bezeichnet werden,-wobei mehrere Maschinenwerkstätten über ein bestimmtes Gebiet in einer Stadt verstreut

so 9 a as

Patentanwälte DipWng. Martin Licrtf, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Qipl.-Phys. Sebastian Herrmann

& MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 - Telefon; 281202 · Telegramm-Adresse; Lipatli/München Bayer. VereinsbonkMüncheji, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kfö.-Nr. 882495 · Postichedt-Kontps München Nr. Ji33 97

sind. Jede dieser Maschinenwerkstätten besitzt das gleiche Steuergerät oder Bandgerät und die gleichen zugehörigen Steuer,-, einrichtungen zur numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine. Eine andere Betriebsart findet in großen Fabrikanlagen Anwendungr wo die über die gesamte Fabrikanlage verteilten verschiedenen Maschinenwerkstätten für ihre numerisch gesteuerten Werkzeugma- ■ schinen jeweils ein eigenes Steuergerät vorsehen. Die hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten der heutigen Rechenanlagen erlauben es, daß an die Stelle eines eigenen Steuergerätes für jede Werkzeugmaschine eine simultane Steuerung von einer zentralen Datenverarbeitungsanlage aus tritt. ■

In der deutschen Patentanmeldung P 15 88 083.8 ist eine Vor— ψ richtung beschrieben, bei der ein zentral angeordneter .Rechner oder eine zentrale Datetiverarbeitungsanlage mehrere numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, die entweder in einer bestimmten Fabrikanlage stehen oder über einen bestimmten geographischen Bereich verstreut sind, bedienen kann. Da der zentrale Rechner eine große Menge Daten speichern kann, füttert man ihn mit den Daten für alle numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen und überträgt in bestimmten Steuerintervallen zu jeder der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, je nach Bedarf, die entsprechenden Daten.

Die richtige Wartung einer Werkzeugmaschine setzt nicht nur . eine rechtzeitige Schmierung voraus sondern verlangt auch den rechtzeitigen Ersatz des spanabhebenden Werkzeugs, bevor es so weit verschlissen ist, daß der Zeripanungsvorgang unzureichend und/oder dadurch ein auf die Spindel rückwirkender Druck ausgeübt wird, was beispielsweise die Konzentrizität der Spindel ' ι beeinträchtigen könnte. Der rechtzeitige Ersatz des spanabhebenden Werkzeugs soll also Schwierigkeiten hinsichtlich der Masehinenspindel und dem maschinell zu bearbeitenden Werkstück vermeiden helfen. Bisher hat man sieh auf die visuelle iteobaehtung durch den die Werkzeugmaschine bedienenden Menschen verlas—

sen, wenn es um die Entscheidung ging, ob ein Werkzeug, dessen Nutzungsdauer abgelaufen war, ersetzt werden sollte oder nicht. Es ist einzusehen, daß dann, wenn man sich hinsichtlich des Ersatzes eines spanabhebenden Werkzeugs , dessen Nutzungsdauer abgelaufen ist, auf die Beobachtungen verschiedener Individuen verläßt, das spanabhebende Werkzeug beispielsweise von zu vorsichtigen Operateuren viel zu früh und von weniger vorsichtigen, phlegmatischen oder wenig sorgfältigen Menschen zu spät ersetzt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein simultan arbeitendes, numerisches Steuerungssystem zu schaffen, das Wartungsdaten für vorbeugende Instandhaltungsarbeiten sammeln kann.

Ferner soll ein simultan arbeitendes, numerisches Steuerungssystem geschaffen werden, welches von jeder zu steuernden Werkzeugmaschine im zentralen Rechner Daten sammelt und sie für die Betriebsleitung zur Verfügung stellt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Aufstellungsort der Werkzeugmaschine Signale erzeugt und zu einer zentralen Datenverarbeitungsanlage übertragen werden. Diese Signale werden identifiziert und zur Einleitung logischer Operationen benutzt. Mit Hilfe dieser logischen operationen werden früher gewonnene Informationen auf den neuesten Stand gebracht. Die daraus resultierenden Informationen werden mit gespeicherten Überwachungsinformationen verglichen, um zu entscheiden, ob vorbeugende Wartungsmaßnahmen ergriffen werden sollen oder nicht. Ist dies der Fall, dann wird eine Anzeigeeinrichtung aktiviert.

Die Erfhdung läßt sich wie folgt zusammenfassen: In einem numerischen Steuerungssystem liefert ein zentraler Rechner simultan zu mehreren räumlich entfernten, numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen Steuerbefehle und sammelt Daten, die von den verschiedenen Werkzeugmaschinen stammen und zum Zweck einer

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vorbeugenden Wartung benötigt werden.

Die Zeichnungen und die folgende Beschreibung dienen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 ein Blockschaltbild eines zentral angeordneten

Datenverarbeitungssystems für die Steuerung räumlich entfernter Werkzeugmaschinen; .

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden Überwachungs- und Steuerungseinrichtung; und

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung.

Fig. i zeigt ein Blockschaltbild eines simultan arbeitenden, automatischen Steuerungssystems für Werkzeugmaschinen, das zu dem in der deutschen Patentanmeldung P 15 88 083.8 gezeigten System bis auf die Überwachungsänzeigeschaltungen und Überwa— chungssteuerschaltungen identisch ist. Das Steuerungssystem soll hier beschrieben werden, um die danach folgende Erläuterung der eine Verbesserung für dieses Steuerungssystem darstellenden Überwachungseinrichtung verständlicher zu machen. Die zentrale Datenverarbeitungsanlage 10 enthält eine Speichereinrichtung mit den f üblichen Dateneingabe— und Datenausgabegeräten. Im Speicher der Rechenanlage sind mehrere Programme für Werkzeugmaschinen gespeichert. Jedes Programm ist zweckmäßigerweise im digitaler! Format gespeichert, das beispielsweise entweder dem EIA-Ständard-Format (BCD) oder einem festen, sequentiellen Binär-Format entspricht. Jedes Programm wird in einzelne Programmsegemente unterteilt. Jedes Segment besteht aus digitalen Wörtern, welche Anweisungen für die X-, Y- und Z-Achse der Werkzeugmaschine, d.h. Befehlswörter und KetmzeichnungswÖrter bezüglich Länge und^; Richtung einer Bewegung längs dieser drei Achsen, und ein Vor- ^:

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Schubgeschwindigkeitswort für die Geschwindigkeit dieser Bewegung darstellen. Jedes Programmsegment entspricht einer Bewegung, wie sie für einen Vorschub längs einer Linie ohne Richtungsänderung oder längs einer Kurve benötigt wird. Das letzte Programmsegment enthält ein "Programmende"-Wort.

Jedes Programm belegt einen bestimmten Bereich im Speicher der zentralen Rechenanlage, wobei die Programmsegmente sequentiell gespeichert sind. Die zu fertigenden Teile können durch eine Teilenummer und eine zugeordnete Adresse, welche den Speicherplatz, wo die Anweisungen für die Bearbeitung dieses Teiles zu finden sind, angibt, identifiziert werden. Jede Anschlußeinheit 14, l6, 18 in den Maschinenwerkstätten besitzt eine Liste dieser Teilenummern und Adressen im Speicher für den Programmbeginn oder das erste Programmeegment jedes der in diesem Speicher gespeicherten Programme. Von jeder Anschlußeinheit aus kann der Speicher des zentralen Rechners mit einer Teilenummer und der Adresse eines gewünschten Programmes angesprochen werden. Ist die Programmadresse auf Lochkarten gespeichert, wird die gewünschte Programmadressenkarte in einen Lochkartenleser, etwa 14A, I6A, 18A, eingelegt und die Adresse über die entsprechenden Verbindungsleitungen IhB, I6B, 18B in die zentrale Datenverarbeitungsanlage übertragen. Zur Übertragung der Teilenummer und der Adresseninformation kann auch ein Tastenfeld benutzt werden.

Die zentrale Datenverarbeitungsanlage kann diese Adressen speichern und ihren Speicher sequentiell adressieren, so daß der Anfang des gespeicherten Programms sequentiell ausgegeben wird. Der zentrale Rechner unterteilt die BewegungsbefehlWörter in kürzere Befehlswörter, welche eine Bewegung während eines bestimmten Zeitintervalles, beispielsweise von 15 Millisekunden, bewirken. Diese kürzeren Befehlswörter werden zusammen mit den Anweisungen und den Kennzeichnungen zu den Anschlußeinheiten in den Maschinenwerkstätten zurückgesandt und dort ausgeführt.

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Dann sendet die Anschlußeinheit einen Aufruf nach weiteren. Daten aus, der verarbeitet wird. Die in der zentralen Datenverarbeitungsanlage gespeicherte Adresse wird, wie gewünscht, auf den neuesten Stand gebracht, so daß die aufeinanderfolgenden Segmente eines vollständigen Programms in der von der Werkzeugmaschine verlangten und für die Ausführung des Programms notwendigen Weise ausgegeben werden.

Ein Beispiel für das Format des Programmcodes, das im Speicher der Datenverarbeitungsanlage gespeichert werden kann, ist teilweise im USA-Patent Nr. 3 079 522 beschrieben. Es kann angenommen werden, daß, wie oben angedeutet, viele Programme im ψ Speicher des zentralen Rechners gespeichert sind. Über jede der Anschlußeinheiten in den Masehinenwerkstätten wird ein Aufruf nach einem Programm über die entsprechenden Leitungen 14B, IbB und 18B zur zentralen Datenverarbeitungsanlage geschickt. Der Aufruf entspricht der codierten Adresse dieses Programms.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist in der zentralen Datenverarbeitungsanlage 10 für jede Maschinenwerkstatt-Anschlußeinheit eine entsprechende Überwaehungssteuerschaltung und Überwachungsanzeigeschaltung 20, 22 und vorgesehen. Diese Schaltungen erhalten Signale von den entsprechenden Maschinenwerkstatt—Anschlußeinheiten. Die Signale werden decodiert, um aus dem Speicher des zentralen Rechners ) Daten herauszuholen, die früher der auszuführenden Überwachungsoperation bereits zugeordnet worden sind. Dann wird der weitere Bearbeitungsprozeß überwacht, um die ais dem Speicher geholten Daten auf den neuesten Stand zu bringen. Währenddessen wird ein Vergleich zwischen den insgesamt erhaltenen Daten und den Standard—Daten durchgeführt.. Für den Fall, daß die Überwachungsoperation auf die Notwendigkeit eines vorbeugenden Wartungseingriffs in der Maschinenwerkstatt hinweist, wird dort eine Anzeige gesetzt, so daß die Wartungsarbeiten vorgenommen werden können.

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Bei der folgenden Beschreibung dieser Erfindung wird die für die vorbeugende Wartung dienende Überwachungssteuerung in Verbindung mit einem spanabhebenden Werkzeug erläutert, dessen Nutzungsdauer oder Brauchbarkeit überwacht werden soll. Wenn das spanabhebende Werkzeug gewechselt werden muß, wird ein Warnsignal gegeben. Es sei darauf hingewiesen, daß die Beschreibung dieser Erfindung am Beispiel der Überwachung eines spanabhebenden Werkzeugs nur dem besseren Verständnis wegen vorgenommen wird. Es soll damit keinerlei Begrenzung dieser Erfindung angedeutet werden, da genau so gut andere Einrichtungen der Werkzeugmaschine überwacht werden könnten_t ohne daß der Bereich dieser Erfindung verlassen werden müßte. So könnte beispielsweise der Lagerverschleiß, die Temperatur in verschiedenen Teilen der Haschine und dergl. überwacht werden.

Es sei also angenommen, daß die Nutzungsdauer jedes benutzten Werkzeugs überwacht und das Ende der Lebensdauer oder Brauchbarkeit angezeigt werden soll. Bei Werkzeugmaschinen, wo die Werkzeuge manuell gewechselt werden, ist ein Kartenleser oder eine andere Einrichtung zum Erzeugen von Signalen in Abhängigkeit von einer Tochkarte, die für jedes Werkzeug vorbereitet ist, vorgesehen. Durch diese Lochkarte werden, wenn sie vom Kartenleser gelesen worden ist, zwei binär codierte Wörter übertragen. Das erste dieser beiden Wörter wird als ¹¹ t^H—Wort bezeichnet. Danach folgt ein Wort, welches das dieser Karte in dieser Maschinenwerkstatt zugeordnete Werkzeug identifiziert und außerdem die Adresse der Information enthält, die im Speicher des zentralen Rechners gesammelt.worden ist. Diese Information gibt die bisherige Nutzungsdauer und die maximale Kutzun'isdauer des Werkzeugs an. Nach Ablauf der maximalen Nutzungsdauer sollte das Werkzeug, gewechselt werden. Das "t"-Wort und tlas Werkzeug—Identifizierungswort sind binär codiert, wobei jedes Bit des Binär-Codes von einem Taktimpuls begleitet wird, der über eine getrennte Leitung fließt. Ein "t"—Wort kann

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beispielsweise aus vier Bits mit der Ziffernfolge 1001 bestehen. Das Werkzeug-Identifizierungswort kann ein N—Bit-Wort sein, wobei die Anzahl der Bits durch die Anzahl gesonderter Wörter bestimmt wird, die zur Kennzeichnung der speziellen Werkzeugadressen im Speicher notwendig sind.

Ist eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung versehen, dann wird der Befehl, aus dem hervorgeht, welches Werkzeug zu verwenden ist, zusammen mit den anderen Anweisungen und Befehlen für die Werkzeugmaschine auf Band oder einen Streifen gespeichert. Auf dem Band oder Streifen befindet sich daher das "t"-Wort zusammen mit dem das Werkzeug identifizierenden Code. Dieser Code wird im zentralen Rechner als Teil des Fernsteuerungsprogramms einer Werkzeugmaschine gespeichert. Das "t^w-Wort und das Werkzeug-Ideutifizierungswort werden deshalb für diese Anordnung aus dem Speicher gegeben.

Am Aufstellungsort der Werkzeugmaschine wird noch eine andere Einrichtung vorausgesetzt. Es handelt sich dabei um einen schnell wirkenden Torsionskraft-Meßwertumformer 26, der in Fig. 2 gezeigt ist. Dieser Meßwertumformer besteht aus einer ati der Spindel der Werkzeugmaschine angebrachten Einrichtung, die über einen Transformator oder Schleifringe mit einer Verstärkerschaltung gekoppelt ist. Die der Torsionskraft entspre— eilende Wechselstroinkomponente, welche durch das auf das Werkstück während des Spanabhebens treffende spanabhebende Werkzeug hervorgerufen wird, wird abgefühlt, verstärkt und zur Erzeugung eines Gleichstromsignals benutzt, das ebenfalls zum zentralen Rechner übertragen "wird. Torsionskraf t-Meßwertuinformer sind in der Technik bekannte Geräte und im Handel erhältlich. Ein derartiges Gerät wird "Torsiouskraftmesser" (torque meter) genannt und von "S. Ilimmelstein and Company¹¹, Illinois, Elk Grove Village, Estes Avenue 2500, vertrieben.

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Es benutzt Dehnungsmeßstreifen, die in Form einer Wheatstonschen ISriiclcenschaltung angeordnet und mit dem Spindelschaf fc der Werkzeugmaschine gekoppelt sind, wobei sie die Verwindung des Schaftes messen.

Angenommen, der Benutzer einer Werkzeugmaschine in einer Maschinenwerkstatt wählt ein bestimmtes spanabhebendes Werkzeug zur Ausführung einer bestimmten Arbeit an einem Werkstück aus. Gleichzeitig mit dem Auswählen des spanabhebenden Werkzeugs legt er die zugehörige Lochkarte in den Kartenleser ein. In diesem Augenblick werden das "t"—Wort und das Werkzeug—Identi— f izierungswort zum zentraleu Rechner übertragen. Sind das ^!lt"-Wort und das Werkzeug-Identifizierungswort im Rechner gespeichert, dann werden sie zu Beginn des Programms ausgegeben und zu den Überwaehungsanzeigeschaitungen und zu den zentraLen Schaltungen, welche diese bestimmte Werkzeugmaschine überwachen, übertragen.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Überwachungsanzeigeschaltung und Überwachungssteuerschaltung, die sich bei der zentralen Datenverarbeitungsanlage zusammen mit dem zentralen Speicher für die Datenverarbeitungsanlage befindet. Das "t"—Wort wird mit Hilfe von Daten—Taktimpulsen in ein Schieberegister 30 gebracht. Ein UND-Gatter 32 stellt die beiden "l"-en in dem im Schieberegister gespeicherten "t"—Wort fest, und ein NOR-Gatter 34 stellt die beiden ⁿö"-en, die im Schieberegister gespeichert sind, fest. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters stellt eines der drei notwendigen Eingangssignale für das UND-Gatter dar. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters ist vorhanden (was durch hohes Potential angezeigt wird), wenn die beiden Eingangssignale des NOR-Gatters einer binären ¹¹O" entsprechen. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 32 wird zum Zurücksetzen des Schieberegisters und auch zum Übertragen eines Impulses zu einem ersten Verzögerungsmultivibrator 36 benutzt. Das Ausgangs—

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signal des UND-Gatters 32 aktiviert außerdem zwei Gatfcergruppen 38 und 40, wodurch die Inhalte eines Registers 42 und eines voreinstellbaren Zählers 44 in entsprechender V/eise in den Speicher übertragen werden. Die Einzelheiten, der Arbeitsweise der Gatter, des Registers und des voreiustellbaren Zählers werden unten beschrieben.

Das Ausgangssignai des ersten Verzügerungsmultivibrato-'-s 'jo wird zum Hücksetzen des voreinstellbaren Zählers 44 benutzt. Das Ausgangssignal wird ferner zu einem zweiten Verzögeruugsmulti— vibrator J8 übertragen. Dem "t"—Wort, so wie oben beschrieben, folgt ein Wort, das sowohl.das benutzte \verkzeug identifiziert als auch die Speicheradresse für die das V.ericzeug betreffenden " Daten angibt. Dieses Wort wird auf die gleiche Weise in das Schieberegister 30 übertragen wie das "t"-V."ort, das vorher dorthin gebracht worden ist. Es kann angenommen werden, daü das Schieberegister vor der Übertragung des "Werkzeug^tl-Wortes rechtzeitig klar gemacht wird.

Das Ausgangssigual des zweiten Verzögerungsiaultivibrators 3b wird sowohl zur Erregung eines dritten Verzögerungsmultivibra— tors 4b als auch zur Aktivierung mehrerer Gatter 48 benutzt, wobei der Inhalt des Schieberegisters 30 in das für einen Speieher 52 vorgesehene Adressenregister 50 gebracht wird.

Der Speicher kann etwa ein Magnetkernspeicher oder ein Magnetplattenspeicher sein, Das sind bekannte Speicherbauformen, so daß Einzelheiten ihrer Arbeitsweise hier nicht erläutert werden müssen.

Das Ausgangssignal des Verzögerungsmultivibrators 4b ist ein Leseimpuls, der zum Speicher 52 übertragen wird, um einen Lesevorgang einzuleiten, bei dem zwei Datenwörter aus dem Speicher ausgegeben werden, Eines dieser Datenwörter entspricht der angenommenen maximalen Nutzungsdauer des Werkzeugs, das

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andere Dateuwort gibt die bisherige Nutzungsdauer des tferkzeugs au. Das die Werkzeug!ebeusdauer oder maximale Nutzungsdauer angebeude Wort wird in das iiegister k2 gebracht und das die bisherige Hutzungezeit wiedergebende Wort wird in den vor— einstellbaren Zähler h'i übertragen. An der Werkzeugmaschine wird das neue Werkzeug in die Spindel eingespannt. Die Spindel trägt einen Torsionskraft-Meßwandler, der ein Ausgaugssignal liefert, sobald das spanabhebende Werkzeug das Werkstück zur Ausführung einer Spauabhebuugsoperation erfaßt. Das Ausgangssisual des Torsionskraft—Me0wandlers wird zur zentralen Datenverarbeitungsanlage übertragen und dort von einem UND-Gatter aufgenommen, üas audere Eingangssignal des UND-Gatters ^k ist das Ausgangesigual eines Taktoszillators 5^, der Taktimpulse, beispielsweise einen Impuls pro Minute, liefert.

-..eiiu das Werkzeug mit der Spanabhebung am Werkstück beginnt, wird dr-s i-ießwandl er—Aus gangs signal zur zentralen xiecheuanlage iibertx-agen, wodurch das UND-Gatter 'j-'t aktiviert wird und Takt— irapulse vow Oszillator 5<-j zum voreinstellbaren Zähler hindurch— f · leiten läßt. Der Lähler schaltet daiiei* den bestehendeu Zählerstand, der aus dem Speicher eingegeben worden ist, weiter, und zwar uiH einen Wert, welcher der tatsächlichen Nutzungsdauer des spanabhebenden Werkzeugs für diesen Spanabhebungsvorgang entspricht. Das Ausgangesigual des voreinstelluareu Wählers kk, das auch zu den Gattern hü übertragen wird, wird zu einer Vergleichsschaltung 5B geschickt. Das andere Eingangssignal der Vergleichsschaltung *jH ist das im iiegister Ί2, gespeicherte Dateuwort, weiches einer Zahl entspricht, die die Lebensdauer des Werkzeugs angibt. Ist die Zahl im voreinstellbaren Zähler kk iiiit der im Register k2 identisch, was gegebenenfalls durch die /er«! i eiclis schaltung 5b angezeigt wird, dann wird eine Flip—Flop— Schal i-ung (jO durch das Ausganges igual der Vergleichsschaltung aktiviert. Die Flip—Flop—Schaltung wird gesetzt und ihr Aus— gangssignal zum Anschalten einer Leuchtanzeige 02 am zentralen

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Rechner und zum Anschalten einer Leuchtanzeige 64 in der Maschinenwerkstatt benutzt. Die Flip-Flop-Schaltung 60 kann nur durch Schließen des Schalters 66 rückgesetzt werden. Der Schalter 66 kann in der Maschinenwerkstatt angebracht werden. Seine Betätigung zeigt an, daß der die Werkzeugmaschine bedienende Operateur die Leuehtanzeige wahrgenommen und entsprechende Maßnahmen zur Entfernung des verschlissenen Werkzeugs ergriffen hat. Ansonsten kann, falls dies gewünscht wird, zusätzlich zum Setzen der Leuehtanzeige 64 die Werkzeugmaschine angehalten werden, oder es kann ein lautes Klingelsignal gegeben werden, und dergl.

Ergibt der Vergleich in der Vergleichsschaltung 58, daß P die der Lebensdauer des Werkzeugs entsprechende Zahl größer ist als die bisherige Nutzungsdauer, dann müssen die Daten im Register 42 und im voreinstellbaren Zähler 44 an diejenige Speichersteile im Speicher zurückgebracht werden, deren Adresse immer noch im Adressenregister 50 steht. Dies wird dann vorgenommen, wenn das "t^M-Wort für das nächste benutzte Werkzeug ankommt. Dieses "f-Wort wird zur Schreibleitung des Speichers 52 übertragen, worauf der Inhalt des Registers 42 und des voreinstellbaren Zählers 44 über die Gatter 38 und 40, die durch den gleicheu ⁿt"-Wort-Impuls aktiviert werden, in den Speicher gebracht wird.

Falls es gewünscht wird, kann eine Anzeigeeinrichtung 68 mit dem Adressenregister verbunden werden, um eine visuelle Anzeige des benutzten Werkzeuges zu geben und/oder um das Werkzeug zu registrieren. Dies kann mit den die Lebensdauer wiedergebenden Daten, die sich im Speieher befinden, gekoppelt werden. Sollte aus irgendeinem Grund das Werkzeug nicht die angenommene Lebensdauer erreichen, dann gibt die im Speicher unter der Adresse für dieses Werkzeug befindliche Information die tatsächliche Lebensdauer an. Diese Information kann in der üblichen Weise ausgegeben und gespeichert werden, um der Betriebsleitung

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anzuzeigen, ob die spaiuxbhebenden Werkzeuge die.erwarteten Lebensdauern haben. Ist dies nicht der Fall, dann können geeignete Maßnahmen von Seiten der Betriebsleitung getroffen werden.

Hinsichtlieh des in Verbindung mit der in Fig. 2 gezeigten Schaltung benutzten Codes gibt es eine Einschränkung. Sie besteht darin, dall der Code, der für die auf das "t"-Wort folgenden Daten benutzt wird, nicht das Format des ^wt^M-Wort-Codes enthalten darf. Die Schaltung würde nämlich sonst auf das Datenwort in der gleichen ¥_eise ansprechen wie auf das "t'Mvort, was falsch wäre. Diese an sich geringfügige Einschränkung kann durch eine Abwandlung der in Fig. 2 gezeigten Schaltung behoben werden. Die abgewandelte Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Nur die vier letzten Bits des Datencodes dürfen nicht den "tⁿ—Wort-Code enthalten.

Die in Fig. 3 gezeigte abgewandelte Schaltung von Fig. 2 enthält nur so viele Elemente der in Fig. 2 dargestellten Schaltung, wie dies zur Erläuterung der Abwandlung notwendig ist. Das UND-Gatter 32 besitzt jetzt vier Eingänge. Sein Ausgangssignal übt die gleiche Funktion aus wie vorher, es setzt lediglich das Schieberegister 30 nicht zurück. Die dem ^Ut"-Wort folgenden Daten schieben das "t"-Wort aus dem Register 3^ heraus. Das Aus gangs signal, des Verzögerungsmultivibrators 3b wird zu einem Inverter 7ö übertragen und außerdem zum Rücksetzen des Zählers kk und zum Triggern des Verzögerungsmultivibrators 3' verwendet. Das Ausgangssignal des Inverters wird dazu benutzt, das UiiD-Gatter 32 im deaktivierten Zustand zu halten, solange das Inverter-Ausgangssignal anhält. Dies ist solange der Fall, daß alle ankommenden Dateu ins Schieberegister 3t) gelangen kouneii. Es tritt jedoch keine Reaktion auf, falls das Format des "t"~Wort—Codes in den Daten, die ins Schieberegister gebracht werden, auftreten sollte. Lediglich die letzten vier Bits des

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Datenwortes dürfen nicht das Format des "t"—Wortes (iOOl) besitzen.

V/enn der Verzögerutigsmultivibrator ha ein Ausgangssignal liefert, so wird dadurch das Sehieberregis ter j>0 zurückgesetzt. Die Vorrichtung ist darin für einen neuen Operationszyklus bereit Die abgewandelte Schaltung dient also dazu, ein Ansprechen * . ^r ein "t^B—Wort—Code—Format in einem Datenwort, welches in das Schieberegister 30 gebracht wird, zu unterdrücken.

Der hier angegebene ^atⁿ-Vort-Code 1001 stellt natürlich nur ein Beispiel dar und soll keine Beschränkung für den zu benutzenden Code darsteilen. Der "t"—Wort—Code kann beispielsweise auch die Ziffernfolge "Hilf besitzen, was bestimmte Vorteile hat, wenn biuär codierte Dezimalziffern benutzt werden, da. dies die Verwendung aller "BCD¹¹—Codes von 0-7 ermöglicht.

Die vorliegende Beschreibung dient zur Erläuterung einer neuartigen und zweckmäßigen Überwachungseinrichtung für ein numerisches Steuerungssystem, das von einem zentralen Rechner kontrolliert wird. Überwacht wird dabei der Betrieb irgendwelcher räumlich entfernter, numerisch gesteuerter Werkzeugmaschinen. Ziel dieser überwachung ist es, festzustellen, ob ein benutztes Teil einer Werkzeugmaschine nicht mehr langer gebraucht werden kann. Gleichzeitig wird ein Warnsignal gegeben, das auf die Notwendigkeit von Wartungsmaßnalimen hinweist. Zusätzlich werden noch andere Überwachungsfunktionen ausgeübt, wobei etwa Daten über die Verschleißfestigkeit von Werkzeug— maschinenteilen geliefert werden. Dabei fallen Daten für die Betriebsleitung an, und es wird eine Überwachung dar räumlich entfernten, numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen durchgeführt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

IJ Überwachungseinrichtung für ein simultan arbeitendes, numerisches Werkzeugmaschinen—Steuerungssystem, gekennzeichnet durch erste Einrichtungen (14A, 16A, 18A) zum Erzeugen erster Signale, welche ein am Aufstellungsort einer Werkzeugmaschine benutztes Werkzeugmascbineuteil identifizieren; zweite Einrichtungen (26) an jedem Werkzeugmaschinen-Aufstellungsort, welche zweite Signale immer dann erzeugen, wenn ein solches Werkzeugmaschinenteil tatsächlich benutzt wird; dritte Einrichtungen (14B, !OB, 18B) zum übertragen der ersten und zweiten Signale zur zentralen Datenverarbeitungsanlage (l0); vierte Einrichtungen (30, 48, 50, 52) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (10) zum Aufnehmen der ersten und zweiten Signale; fünfte Einrichtungen (42, 52) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (lo), welche auf die ersten Signale ansprechen und dritte Signale liefern, welche den Zustand des

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-fng. Axefrranunann, Dipf-Äys. Sebastian Herrmann

8 MDNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Tilefan: 281202 - Telegramm-Adresse: Lipatli/MOnchen Bayer. Vereinsbanlc München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. B8249S - Posfsdiedt-Konto: MOnchen Nr. 1633 97

Oppenauer Büro.- PATENTANWALT DR. REINHOLO SCHMIDT

Ab

Werkzeugmaschinenteils als Ergebnis vorausgegangener Benutzung wiedergeben; sechste Einrichtungen (5k, 56, kk) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (IO) zum Ändern der dritten Signale iu Abhängigkeit von den zweiten Signalen, um die durch die Benutzung, welche durch das Vorhandensein des zweiten Signals angegeben wird, eintretenden Änderungen wiederzugeben; und siebente Einrichtungen (5ü, bO, 62, 64) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (lO), welche feststellen, ob die durch die geänderten dritten Signale wiedergegebene Nutzungsdauer einem Zustand entspricht, der eine Wartungsmaßnahme erfordert, und welche daraufhin ein Warnsignal liefern.

k 2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fünften Einrichtungen (ki, 52) Speichereinrichtungen (52) enthalten, welche auf die ersten Signale ansprechen, dritte Signale, die einen gewünschten Endzustand des Werkzeugmaschinenteils angeben, liefern und vierte Signale erzeugen, welche den Zustand, den das Werkzeugmaschinenteil bereits erreicht hat, wiedergeben; die sechsten Einrichtungen (5k, 5t>, kk) die Zustandsdarstellung durch die vierten Signale ändern und auf den neuesten Stand gebrachte vierte Signale in Abhängigkeit von dem Vorhandensein der zweiten Signale liefern; und die siebten Einrichtungen (58, bO, 62, 6k) Einrichtungen (5β) zum Vergleichen der auf den neuesten Stand gebrachten vierten Signale mit den dritten Signalen und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn sie gleich sind, enthalten und Einrichtungen (öO, 62, 6k) besitzen, welche in Abhängigkeit von diesem Ausgaugssignal eine V/aruauzeige liefern.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmaschinenteil ein spanabhebendes Werkzeug ist; der dtirch die dritten Signale angezeigte Endzustand der maximalen Nutzungsdauer des spanabhebenden Werkzeugs entspricht; der vom Werkzeugmaschinenteil erreichte und durch die vierten

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SignaLe wiedergegebene Zustand der gesamten bisher erreichten Nutzungsdauer des spanabhebenden Werkzeugs entspricht;, die zur Änderung der Zustandswiedergabe durch die vierten Signale vorgesehenen Einrichtungen einen Zähler (44), Einrichtungen (42) zum Setzen des Zählers auf einen durch die vierten Signale angegebenen Zählerstand, Einrichtungen (56) zum Erzeugen von Takt— Impulsen, und Gattereinrichtungen (5^li) zum Zuführen der Taktimpuls e zu dem auf die zweiten Signale ansprechenden Zähler (44), um den Zählerstand des Zählers in Abhängigkeit hiervon zu erhöhen, enthalten.

4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen (38, 40), mit deren Hilfe die dritten Signale und die auf den neuesten Stand gebrachten vierten Signale in den Speichereinrichtungen (52) wieder gespeichert werden, wenn das Werkzeugmaschinenteil nicht mehr langer betxutzt wird.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Signale die gewünschte maximale Nutzungsdauer des Werkzeugmaschinenteils und die vierten Signale den Zeitraum angeben, in dem das Werkzeugmaschinenteil bereits benutzt worden ist; die Warneinrichtungen (60, b2, 64) eine Warnanzeige an der zentralen Datenverarbeitungsanlage (lü) und am Aufstellort der Werkzeugmaschine geben; und Einrichtungen (3ö, 40) zum Speichern der dritten Signale und der auf den neuesten Stand gebrachten vierten Signale in den Speichereinrichtungen.(5&)> wenn das Werkzeugmaschinenteil nicht mehr langer beuutzt wird, vorgesehen sind.

6. Überwachungseinrichtung mich Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersteu Signal weitere Signale folgen, welche ein sich während der Benutzung veränderndes Werkzeugmaschinenteil identifizieren; die fünften Einrichtungen Speichereinrichtungen (52) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (lO) enthalten,

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iu denen unter verschiedenen Adressen vierte Signale, welche einen gewünschten Endzustand für ein durch diese Adresse gekennzeichnetes 'V/ericzeuguiaschinenteil angeben, und fünfte Signale gespeichert sind, welche die bisherige, auf summierte i.utzuugsdauer dieses Teils wiedergeben; Adressenregistereinrichtungen (30) für die Sneiohoreiurlchtungen (52) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage (lo) besitzen, erste Verzögerungseinrieb— tungen (36) in der zentralen Datenverarbeitungsanlage aufweisen, welche auf das erste Signal ansprechen und die anderen Signale in das Adressenregister (50) bringen, Speicherregistereinrichtungen (42) beinhalten, voreinsteilbare Zählereinrichtungen (44) besitzen und zweite Yerzögerungseinrichtungen (3B) ent-

t halten, welche auf das Ausgangs Signa l der ersten Verzögerutigseinrichtungen (3^) ansprechen und die Übertragung der vierten und fünften Signale von der Adresse in den Speichereinrichtunge1 (52), die in den Adressenregistereinrichtungen. (5O-) steht, zu den Speicherregistereinrichtungen (42) und zu den voreinstell— baren Zählereinrichtungen (44) bewirken; die sechsten Einrichtungen (54, 5b) enthalte«., weiche auf die dritten Signale ansprechen und periodisch den Zählerstand des voreitiste llbaren Zählers (44) erhöhen; die siebten Einrichtungen Einrichtungen (5β) enthalten, durch welche fortgesetzt der Zählerstand des voreinstellbaren Zählers (44) mit den vierten Signalen im Speicherregister (42) verglichen und ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn Identität festgestellt wird; und außerdem Einrich-

F tungen (3b, 49) vorgesehen sind, welche auf ein nachfolgendes erstes Signal ansprechen und die übertragung der Inhalte des Speicherregisters (42) und des voreinstetlbaren Zählers (44) an die Stelle in den Speiehereinrichtungen bewirken, deren Adresse im Register (50) steht.

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