DE19511452A1

DE19511452A1 - Steuerungssystem für Fertigungsanlagen

Info

Publication number: DE19511452A1
Application number: DE19511452A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwamoto; Masato Ueyama; Tatsurou Morimoto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 1995-10-05
Also published as: KR100346144B1; US5787002A; KR960035185A

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für eine Fertigungsanlage zur Durchführung aufeinanderfolgender vorbestimmter Bearbeitungen an einem Werkstück an einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen, welche entlang einer Werkstück-Förderlinie angeordnet sind.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei der Bemühung um Steigerung der Automation einer Ferti gungsanlage hat es sich als notwendig erwiesen, das Sammeln von Information bei Losen von Werkstücken soweit wie möglich zu automatisieren und zu vereinfachen, um den tatsächlichen Zustand bzw. die Größe des laufenden Lagerbe standes zu erfassen. Beispielsweise wurde in der un geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3-246704 vorgeschlagen, durch Informationsübertragungseinheiten In formationen an den Werkstücken zwischen Arbeitsspeichern oder Zwischenlagern und verschiedenen Bearbeitungsstationen auszutauschen, um eine notwendige Bearbeitung an den Werkstücken in einer automatischen Fertigungslinie durch zuführen. Das in der obengenannten Veröffentlichung beschriebene Steuerungssystem für eine automatische Ferti gung ist derart konfiguriert, daß eine Steuerungseinheit Informationen über ein Los von Werkstücken an jeder Bear beitungsstation zentralisiert bzw. zentral verarbeitet und steuert und ein Befehlssignal für ein Bearbeitungsgerät er zeugt, so daß das Bearbeitungsgerät an einem Werkstück eine vorgesehene Bearbeitung durchführt. Diese Lehre läuft je doch auf eine Gesamtkonstruktion der Fertigungslinie mit Steuerungssystemen hinaus. Dies führt jedoch zu ver schiedenen Zwängen bezüglich der Auslegung von Schaltkrei sen und der Sequenz von Ablaufplänen für verschiedene Steuereinrichtungen, welche stets nicht wünschenswert sind. Zum Beispiel benötigt das Ausbilden von Details bei be stimmten Steuerungseinrichtungen nach dem Abschluß der ge samten Konstruktion der Fertigungslinie eine lange Zeit und ist mit Problemen verbunden. In einem derartigen Fall muß ein gesamter Schaltkreis des Steuerungssystems geändert werden, selbst wenn das Steuerungssystem in einer Herstel lungsauslegung lokal geändert wird.

Es ist weiterhin seit langem bekannt, ein Werkzeug immer nach einer bestimmten Anzahl von Einsätzen gegen ein neues auszutauschen, um einerseits ein Maximum an fertiggestell ten Werkstücken und andererseits eine gleichbleibende Qua lität zu erreichen. Große Aufmerksamkeit wurden den Werk zeugaustauschverfahren zuteil, welche die Zuteilung von In formationen über die Anzahl der Einsätze eines z.Zt. ein gesetzten Werkzeuges und eines Wechsels der Werkzeuge umfassen. Verschiedene Anstrengungen wurden unternommen, die Anzahl der Einsätze zu zählen.

Eine dieser Bemühungen ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-106459 beschrieben. Dieser An satz, welcher in einer Fertigungsanlage, beispielsweise einer Transfermaschine, eingesetzt wird, besteht darin, die Anzahl der Einsätze eines z.Zt. in einer Bearbeitungssta tion verwendeten Werkzeuges mittels eines Zählers zu zählen, welcher jeweils in einer Sequenzsteuereinheit jeder Arbeitsstation vorgesehen ist und die gezählte Anzahl an zeigt. Bei diesem Werkzeugwechsel zeigt die Sequenzsteuer einrichtung lediglich die Anzahl von Einsätzen von Werkzeu gen ihrer zugeordneten Arbeitsstation an. Um eine Liste von Werkzeugen zu erstellen, die an verschiedenen Bearbeitungs stationen ersetzt werden müssen, ist es demgemäß notwendig, einen Gang zum Zählerablesen zu den Zählern der Bearbei tungsstationen zu unternehmen, was Zeit kostet und störend ist. Des weiteren ist es häufig notwendig, Werkzeuge bei Bearbeitungsstationen auszutauschen, so daß die Fertigungs anlage bei jedem Werkzeugwechsel unterbrochen oder stillge legt werden muß, was zu einer der Gründe für eine abnehmen de Produktivität führt. Mit anderen Worten ist es bei die sem Lösungsansatz unmöglich, Information über den Werkzeug wechsel zu vereinheitlichen, und die insgesamt zu verarbei tende Information steigt, was die Information verschlech tert, um diese einer effektiven Verwendung zuzuführen.

Ein weiterer Ansatz besteht darin, die Anzahl der Einsätze eines z.Zt. verwendeten Werkzeuges in einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen durch einen Zähler zu zählen, welcher in einer Reihensequenz-Steuereinheit vorgesehen ist und das Ende der Einsätze jedes Werkzeuges anzeigt. Dieses System ermöglicht, auf eine Werkzeugwarnung hin nach nicht geeig neten Werkzeugen der Bearbeitungsstationen zu suchen und alle diese auf einmal auszuwechseln. Während dieses System einen Vorteil in der einheitlichen Datensteuerung gegenüber dem zuvor genannten Stand der Technik besitzen mag, ist es dennoch nicht möglich, notwendige Information an jeder Se quenzsteuereinheit anzuzeigen, was bezüglich einer effek tiven Verwendung der Information ungünstig ist.

So wie es durch die oben beschriebenen Systeme aufgezeigt wird, ist es des weiteren kaum vorstellbar, eine Liste von allen in einer Fertigungslinie zu ersetzenden Werkzeuge zu erstellen. Des weiteren ist in der Fertigungslinie kein System vorgesehen, um Informationen über einen Fehler der entsprechenden Bearbeitungsstation zu der Steuereinheit zu übertragen, was verschiedene lästige Arbeiten den Bedienern überläßt, die Fertigungssteuerinformation und die Beschaf fung von Ersatzteilen zu handhaben.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem für eine Fertigungsanlage zu schaffen, welche es in einfacher Weise ermöglicht, Komponentensteuereinheiten zu entwerfen und die Konstruktion dieser Komponentensteuereinheiten gemäß Modifikationen der Systemauslegungen zu verändern.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Steuer system für eine Fertigungsanlage zu schaffen, welche Infor mationen über den Betrieb einer Vielzahl von Bearbeitungs geräten vereinheitlicht und verarbeitet, wobei die zu ver arbeitende Datenmenge an dem Steuersystem reduziert wird, und die Information einer effektiven praktischen Verwendung zu führt.

Die obengenannte Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Schaffung eines Steuersystems zur Steuerung einer Fertigungsanlage, welche eine Vielzahl von Bearbeitungs stationen aufweist, welche entlang einer Werkstück-Förder linie angeordnet sind, wobei jede Bearbeitungsstation mit einem Bearbeitungsgerät mit einer Vielzahl von automatisch steuerbaren Vorrichtungskomponenten versehen ist. Die Steuereinrichtung für das Bearbeitungsgerät, welche ihr zugeordnetes Bearbeitungsgerät steuert, um eine bestimmte Bearbeitung an Werkstücken durchzuführen, weist eine An schlußsteuereinrichtung auf, welche als eine auswechselbare Einheit für jede Vorrichtungskomponente ausgebildet ist, um jede Vorrichtungskomponente zu steuern, um einen bestimmten Betrieb jeder Vorrichtungskomponente durchzuführen. Des weiteren weist die Steuereinrichtung für das Bearbeitungs gerät eine Datenkommunikations-Steuereinrichtung zum Steuern des Austauschens der Daten über den Betrieb der entsprechenden Bearbeitungsgeräte zwischen den Bearbei tungsstationen und eine Betriebssteuereinrichtung auf, um alle Anschlußsteuereinrichtungen und die Datenkommunika tions-Steuereinrichtungen zu leiten und zu verwalten und die Daten über den Betrieb der jeweiligen Bearbeitungsgeräte zu vereinheitlichen, so daß die von anderen Bearbeitungs stationen zu einer Bearbeitungsstation übertragenen Daten bei dem Betrieb des Bearbeitungsgerätes in der einen Be arbeitungsstation reflektiert wird. Die Bearbeitungsgerät- Steuereinrichtung weist weiterhin eine Datenkommunikations leitung zur Verbindung oder Herstellung eines Interfaces für die Abschlußsteuereinrichtungen, die Datenkommunika tions-Steuereinrichtungen und die Betriebssteuereinrich tung untereinander auf. Eine Steuereinrichtung für die Werkstück-Förderlinie erzeugt ein Antriebsbefehlssignal, welches auf den Daten über die Betriebszustände jedes Be arbeitungsgerätes basiert, welche durch die Datenkommuni kations-Steuereinrichtungen übertragen werden, aufgrund dessen die Werkstück-Förderlinie Arbeitsstücke trans portiert.

Die Anschlußsteuereinrichtung ist so ausgelegt, um Konfor mität mit den Startbedingungen ihrer zugeordneten Vorrich tungskomponente zu ermitteln, ein Startbefehlsignal zu der Vorrichtungskomponente zu erzeugen, so daß ein Betrieb der Vorrichtungskomponente bewirkt wird, und Fehler im Be trieb der Vorrichtungskomponente zu ermitteln. Die Be arbeitungsgerät-Steuereinrichtung teilt eine Identifika tionsnummer den Daten zu, welche von jeder Anschlußsteuer einrichtung zu der Datenkommunikationsleitung übertragen werden. Andererseits teilt die Datenkommunikations-Steuer einrichtung eine Identifikationsnummer den Daten zu, wel che von einer Bearbeitungsstation zu der hiervon zurückge bliebenen Bearbeitungsstation übermittelt werden.

Das Fertigungsanlagen-Steuersystem kann weiterhin umfassen: Eine intermittierende Steuereinrichtung, welche mit der Be arbeitungsgerät-Steuereinrichtung mittels eines Datenkom munikations-Netzwerkes verknüpft ist, um Daten über den Betrieb der Bearbeitungsgeräte untereinander auszutauschen, so daß die Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung für das je weilige Bearbeitungsgerät kontrolliert und Daten über den Betrieb der jeweiligen Bearbeitungsgeräte, welche von der jeweiligen Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung übertragen sind, vereinheitlicht wird, um vorbestimmte Datenattribute vorzubringen, und eine umfassende Steuereinrichtung, welche beispielsweise einen Mostcomputer umfaßt, welcher mit den jeweiligen intermittierenden Steuereinrichtungen mittels eines Datenkommunikations-Netzwerkes verknüpft ist, um Daten miteinander auszutauschen, um die intermittierenden Steuereinrichtungen für die jeweiligen Bearbeitungsstatio nen zu leiten und die Daten zu vereinheitlichen, welche von den jeweiligen intermittierenden Steuereinrichtungen über tragen werden. Die intermittierende Steuereinrichtung überträgt einerseits Daten unter den vorgegebenen Eigenda tenattributen des Bearbeitungsgerätes zu ihrer zugeordneten Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung und andererseits Daten von den vorgegebenen Datenattributen zu der umfassenden Steuereinrichtung.

Die Betriebsdaten umfassen die Anzahl von Bearbeitungen, wie oft ein Werkzeug jedes Bearbeitungsgerätes eingesetzt werden kann, und Fehler jedes Bearbeitungsgerätes. Die vorgegebenen Datenattribute enthalten die Anzahl der durchgeführten Bearbeitungen und eine vorgegebene Maximal anzahl von Bearbeitungen, die ein Werkzeug des Be arbeitungsgerätes voraussichtlich eingesetzt wird. Die Be arbeitungsgerät-Steuereinrichtung zeigt Daten über die An zahl der Bearbeitungen jedes Werkzeuges des Bearbeitungs gerätes an, welche in den vorgegebenen Datenattributen ent halten sind, welche von der intermittierenden Steuerein richtung übertragen werden. Andererseits listet die Ge samtsteuereinrichtung die Daten über den Wechsel der Werkzeuge des jeweiligen Bearbeitungsgerätes auf und zeigt diese an, welche in den vorgegebenen Datenattributen bein haltet sind, welche dorthin von den intermittierenden Steuer einrichtungen übermittelt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Fertigungsanlagen-Steuerungs system beurteilt jede Betriebssteuereinrichtung in Koope ration mit Daten oder Informationen über die Zustände der Bearbeitungsgeräte der anderen Bearbeitungsstationen, wo bei die Daten von den anderen Bearbeitungsstationen über tragen werden, die Startbedingungen der Bearbeitungsgeräte ihrer zugeordneten Bearbeitungsstation, um hierdurch einen autonomen Betrieb der Bearbeitungsgeräte der Bearbeitungs station zu ermöglichen. Zusätzlich beurteilt jede Anschluß steuereinrichtung jedes Bearbeitungsgerätes in Kooperation mit den Daten oder Informationen von den verbliebenen Anschlußsteuereinrichtungen des Arbeitsgerätes, ob ihre zu geordnete Vorrichtungskomponente startbereit ist, um hier durch einen autonomen Betrieb der Bearbeitungseinheit des Bearbeitungsgerätes zu ermöglichen.

Da die Hauptbetriebs-Steuereinrichtung Informationen über die Anzahl der Einsätze von Bearbeitungswerkzeugen empfängt und vereinheitlicht, welche von den jeweiligen intermittie renden Steuereinrichtungen übertragen werden, ist die Hauptbetriebs-Steuereinrichtung zusammengenommen mit we sentlich weniger Verarbeitungsmenge belastet, welche den Wechsel von Bearbeitungswerkzeugen betrifft. Da die Haupt betriebs-Steuereinrichtung Informationen über den Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge zu den entsprechenden intermit tierenden Steuereinrichtungen überträgt, wird die verein heitlichte Informationssteuerung des weiteren nicht von irgendwelchen negativen Effekten begleitet. Zusätzlich empfängt die umfassende Steuereinrichtung Informationen über die Anzahl der praktischen oder tatsächlichen Bear beitungseinsätze und der noch möglichen Bearbeitungsein sätze und erzeugt eine Liste von auszuwechselnden Bear beitungswerkzeugen basierend auf der Information, wobei die Information über die Anzahl der Einsätze effektiv verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform noch weiter erläu tert, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gesehen werden, in welchen gleiche Bezugs zeichen verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile oder Elemente in den Zeichnungen zu kennzeichnen, wobei

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch ein Fertigungsanlagen-Steuerungssystem in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dastellt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch eine Anschlußsteuereinheit darstellt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch eine Hauptbetriebs-Steuereinheit darstellt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch eine Datenkommunikations-Steuereinheit darstellt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch eine Hilfsausrüstungs-Steuereinheit darstellt;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Ablauf routine einer Vorrichtungskomponenten-Betriebs steuerung darstellt;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Werkzeug wechsel-Ablaufroutine darstellt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch ein Fertigungsanlagen-Steuersystem in Bezug auf eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 9 ein Blockdiagramm ist, welches schematisch eine intermittierende Ablaufsteuereinheit darstellt;

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Ablaufrou tine einer Einsatzanzahl-Informationsverarbeitung darstellt;

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Zählungs steuerroutine für eine Einsatzanzahl darstellt;

Fig. 12 eine Abbildung ist, welche einen Speicher der Hauptbetriebs-Steuereinheit zeigt;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Werkzeug auflistungs-Ablaufroutine darstellt;

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm ist, welches eine Ablaufrou tine für eine Fehlerinformationsverarbeitung darstellt; und

Fig. 15 eine Darstellung einer Tabelle von Fehlercodes ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungs formen

Mit Bezug auf die Zeichnungen im einzelnen und mit Bezug auf Fig. 1 im besonderen ist ein Fertigungsanlagen-Steue rungssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er findung gezeigt. Eine Fertigungsanlage weist eine Werk stück-Förderlinie 1 auf, entlang welcher eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen angeordnet sind. Jede Bearbeitungs station weist eine Vielzahl von Bearbeitungsgeräten W1, W2, . . ., beispielsweise Transfermaschinen, auf. Die Werkstück- Förderlinie 1 ist im Betrieb durch ein Transportsignal ge steuert, welches durch eine Liniensteuereinheit 1a erzeugt wird. Jede der Bearbeitungsgeräte W1, W2, . . . weist eine Bearbeitungseinheit M1, M2, . . . und eine sequentielle Steuervorrichtung 5 auf, welche im wesentlichen einen Mikro-Computer als eine Bearbeitungsgerät-Steuereinrich tung oder -einheit zur sequentiellen Steuerung des Be triebs des Bearbeitungsgerätes W1, W2, . . . umfaßt. Das Be arbeitungsgerät W1, welches in dem Blockdiagramm in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt ist, weist eine Viel zahl von automatisch steuerbaren Vorrichtungskomponen ten auf. In diesem Beispiel umfassen die automatisch steuerbaren Vorrichtungskomponenten eine Wellenantriebs vorrichtung 6 zum Drehen einer Welle (nicht dargestellt), an der ein Bearbeitungswerkzeug befestigt ist, eine Kopf antriebsvorrichtung 7 zum Antreiben eines Werkzeugkopfes, um ein an der Welle befestigtes Werkzeug gegen ein neues Werkzeug auszutauschen, eine Werkzeugantriebsvorrichtung 8 zum Wechseln des Werkzeugs in einer Position und eine Be arbeitungspositionierungsvorrichtung 9 zum Positionieren eines Werkstücks. Insgesamt ist das Bearbeitungsgerät 4 mit einer Ausrüstungsantriebsvorrichtung 10 zum Antreiben ver schiedener Zusatzausrüstungen verbunden, welche eine hydrau lische Druckversorgungsausrüstung, eine Kühlmittelversor gungsausrüstung und eine Druckluftversorgungsausrüstung umfassen, welche notwendig sind, um den Betrieb dieser Vor richtungskomponenten zu vervollständigen.

Die sequentielle Steuervorrichtung 5 umfaßt verschiedene Anschlußsteuereinrichtungen zum unabhängigen Steuern des Betriebs der jeweiligen Vorrichtungskomponenten 6 bis 10, welche eine Wellenantriebs-Steuereinheit 11, eine Kopfan triebs-Steuerheit 12, eine Werkzeugantriebs-Steuereinheit 13, eine Arbeitspositions-Steuereinheit 14 und eine Aus rüstungsantriebs-Steuereinheit 15 umfassen. Diese Anschluß steuereinheitseinrichtungen 11 bis 15 sind als auswechsel bare Einheiten ausgebildet. Zusätzlich umfaßt die sequen tielle Steuervorrichtung 5 eine Hauptbetriebs-Steuerein richtung 16, eine Befehlseingabesteuerung 17 zum Gewähren einer Eingabe von Betriebsfehlern in die Hauptbetriebs steuerung 16, eine Datenkommunikations-Steuereinheit 19 zum Steuern des Datenaustausches sowohl mit einer sequentiellen Steuervorrichtung 5 eines anderen Bearbeitungsgerätes W2 als auch mit der Liniensteuereinheit 1a mittels eines In line-Netzwerkes 18. Die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 steuert diese individuellen Anschlußsteuereinheitseinrich tungen 11 bis 15 und die Datenkommunikations-Steuerein heit 19. Die sequentielle Steuervorrichtung 5 umfaßt wei terhin eine Hilfsausrüstungs-Steuereinheit 20 zum Steuern verschiedener Hilfsausrüstungen, welche eine Anzeigevor richtung (nicht dargestellt), eine Subroutine-Steuereinheit 21 zum Durchführen einer Fehlertransaktions-Subroutine bei einem Auftreten eines Fehlers an den jeweiligen Anschluß steuereinheiten 11 bis 15, und eine Hilfssteuereinheit 22 aufweist. Die Hilfssteuereinheit 22 hat als eine Funktion die Zuteilung spezifizierender oder identifizierender Num mern zu Daten, welche zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 von den entsprechenden Anschlußsteuereinheiten 11 bis 15 übermittelt werden. Durch einen gemeinsamen Datenbus 23 wird eine Datenkommunikation unter den entsprechenden Steu ereinheiten 16 bis 22 hergestellt.

Gemäß Fig. 2 umfaßt jedes der Anschlußsteuereinheiten 11 bis 16 drei Abschnitte, nämlich einen Startbedingungs-Be urteilungsabschnitt 24, einen Startsignal-Ausgabeabschnitt 25 und einen Fehlerermittlungsabschnitt 26. Der Startbedin gungs-Beurteilungsabschnitt 24 beurteilt auf der Basis der Signale, welche von der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 und der Vorrichtungskomponenten 6 bis 10 übermittelt werden, ob die entsprechenden Vorrichtungskomponenten 6 bis 10 start bereit sind. Der Startsignal-Ausgabeabschnitt 25 erzeugt für die entsprechenden Vorrichtungskomponenten 6 bis 10 zu einem geeigneten Zeitablauf Startsignale nach Erfüllung der Startbedingungen. Der Fehlerermittlungsabschnitt 26 erzeugt für die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 ein Fehlersignal, welches ein Auftreten eines Fehlers an irgendeiner Vorrich tungskomponente 6 bis 10 anzeigt.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 vier Abschnitte, nämlich einen Vorbereitungssignal-Ausgabe abschnitt 27, einen Datenausleseabschnitt 28, einen Daten speicherabschnitt 29 und einen Datenschreibabschnitt 30.

Der Vorbereitungssignal-Ausgabeabschnitt 27 erzeugt für die Zusatzausrüstungs-Steuereinheit 15 ein Betriebsbefehlssig nal, mit dem die Zusatzausrüstungs-Antriebsvorrichtung 10 veranlaßt wird, die Zusatzausrüstungen in Betrieb zu nehmen, um das Bearbeitungsgerät W1 betriebsbereit zu machen gemäß den Signalen der Betriebsbefehle, welche in diese durch die Befehlseingabe-Steuereinheit 17 eingegeben werden. Der Da tenausleseabschnitt 28 liest Daten über den Zustand anderer Bearbeitungsgeräte W2, . . . basierend auf den Daten ein, auf welchen es eine Beurteilung trifft, ob das Bearbeitungs gerät W1 von seiner zugeordneten Bearbeitungsstation be triebsbereit ist. Der Datenspeicherabschnitt 29 teilt eine spezifische Nummer des gemeinsamen Datenbusses 23 einem er weiterten Logiksignal zu und speichert zeitweise die Daten mit der Nummer. Der Datenschreibabschnitt 30 schreibt darin Daten ein, welche einen Betriebszustand jeder Fertigungs komponente 6 bis 10 anzeigen, welche von der Hilfssteuer einheit 22 übertragen werden.

Die Befehlseingabe-Steuereinheit 17, welche beispielsweise ein Mensch-Maschine-Interface, etc. umfaßt, ermöglicht einem Bediener hierdurch, Befehle für einen automatischen Betrieb oder einen manuellen Betrieb des Bearbeitungsge rätes W1 einzugeben.

Gemäß Fig. 4 umfaßt die Datenkommunikations-Steuereinheit 19, welche beispielsweise ein Stationsbus-Interface auf weist, drei Abschnitte, nämlich einen Datenempfangsab schnitt 31, einen Datenübertragungsabschnitt 32 und einen Identifikationsnummern-Zuteilungsabschnitt 33. Der Daten empfangsabschnitt 31 empfängt Daten über den Status der anderen Bearbeitungsgeräte W2, . . . mittels des In-line- Netzwerkes 18 und überträgt diese zu der Hauptbetriebs- Steuereinheit 16. Der Datenübertragungsabschnitt 32 empfängt Daten über den Status des ihm zugeordneten Be arbeitungsgerätes W1 und überträgt diese zu den anderen Be arbeitungsgeräten W2, . . . mittels des In-line-Netzwerkes 18. Der Identifikationsnummern-Zuteilungsabschnitt 33 teilt eine Identifikationsnummer den Statusdaten zu, welche von dem Datenübertragungsabschnitt 32 übertragen werden.

Gemäß Fig. 5 umfaßt die Hilfsausrüstung-Steuereinheit 20 zwei Abschnitte, nämlich einen Energieversorgungs-Steuer abschnitt 35 zum Versorgen elektrischer Energie zu ver schiedenen elektrisch betriebenen Vorrichtungen in Ab hängigkeit von einem Betriebsbefehlssignal, welches von der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 übertragen wird, und einen Anzeigesteuerabschnitt 36 zum Erzeugen eines Anzeigebe fehlssignals für die Anzeigevorrichtung, wobei aufgrund des Anzeigebefehlssignales die Anzeigevorrichtung ein Zeichen anzeigt, welches angibt, daß die Vorrichtungs komponenten 6 bis 10 in Betrieb sind, oder ein Zeichen anzeigt, welches angibt, daß eine der Vorrichtungskom ponenten außer Betrieb ist.

Die Subroutine-Steuereinheit 21 speichert zeitweise Feh lerdaten abhängig von dem Auftreten eines Fehlers an irgendeiner der Vorrichtungskomponenten 6 bis 10 und über trägt diese in einem geeigneten Zeitablauf sowohl zu den Bearbeitungsgeräten W2, . . . als auch zu der Liniensteuer einheit 1a mittels des Kommunikationssteuereinheits- Abschnittes 19.

Der Betrieb der sequentiellen Steuervorrichtung 5, welche in Fig. 1 dargestellt ist, wird bei Betrachtung der Fig. 6 und 7 noch verständlicher, welche Ablaufdiagramme sind, die sequentielle Steuerroutinen für den Mikro-Compu ter darstellen. Die Programmierung eines Computers ist ein hinlänglich bekanntes Wissen. Die folgende Beschreibung ist verfaßt, um einem Programmierer mit normalen Kenntnis sen auf dem Fachgebiet zu ermöglichen, ein geeignetes Pro gramm für einen Mikro-Computer zu erstellen. Die einzelnen Details eines derartigen Programms hängen selbstverständ lich von der Architektur des jeweiligen ausgewählten Compu ters ab.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches die Ablaufroutine ei ner Vorrichtungskomponentensteuerung zeigt. Die Sequenz be ginnt und die Steuerung geht direkt zu einem Funktionsblock bei Schritt S1 über, bei dem, wenn ein Betriebsbefehlssi gnal in die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 mittels der Be fehlseingabe-Steuereinheit 17 eingegeben wird, die Hauptbe triebs-Steuereinheit 16 ein Energie-an-Signal an den Ener gieversorgungs-Kontrollabschnitt 35 der Hilfsausrüstungs- Steuereinheit 20 übermittelt, um elektrische Energie zu den notwendigen Teilen der Fertigungsanlage zu liefern. Gleich zeitig überträgt die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 ein Be triebsbefehlssignal zu der Hilfsausrüstungs-Steuereinheit 15, um die Zusatzausrüstungs-Antriebsvorrichtung 10 zu ver anlassen, die Zusatzausrüstung in Betrieb zu setzen, wobei das Bearbeitungsgerät W1 betriebsbereit wird. Im Falle eines Notstops oder einer anderen unvorhergesehenen Unter brechung wird eine Rücksetzung der Vorrichtungskomponenten zu ihren Normalstellungen oder -zuständen ebenfalls bei Schritt S1 vorgenommen. Darauffolgend liest bei Schritt S2 die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 bei dem Datenauslese abschnitt 28 Daten über den Status des anderen Bearbei tungsgerätes W2 von der Kommunikationssteuereinheit 19 und Daten über den Status der Hilfsausrüstungs-Antriebsvorrich tung 10 von der Hilfsausrüstungs-Steuereinheit 15 aus und erweitert diese Statusdaten, um ein Logiksignal zu schaf fen, auf dessen Basis eine Beurteilung getroffen wird, ob das Bearbeitungsgerät W1 betriebsbereit ist. An schließend teilt bei Schritt S3 die Hauptbetriebs-Steuer einheit 16 bei dem Speicherdatenabschnitt 29 eine spezifi sche Nummer des gemeinsamen Datenbusses 23 dem erweiterten Logiksignal zu und speichert zeitweise dieses mit der spezifischen Nummer ab, bis ein Zyklus der Steuersequenz vollends abgeschlossen ist.

Bei Schritt S4 teilt die Hilfssteuereinheit 22 Identifika tionsnummern entsprechend den-spezifischen Nummern des ge meinsamen Datenbusses 23 den Signalen zu, welche von den entsprechenden Anschlußsteuereinheiten 11 bis 15 der Haupt betriebs-Steuereinheit 16 übertragen werden. Gleichzeitig oder unmittelbar anschließend übergibt die Hauptbetriebs- Steuereinheit 16 bei Schritt S5 den Anschlußsteuereinhei ten 11 bis 15 jeweils Betriebsbefehlssignale. Diese Be triebsbefehlssignale veranlassen die Anschlußsteuerein heiten 11 bis 15, jeweils die Vorrichtungskomponenten 6 bis 10 anzutreiben, so daß diese bei Schritt S6 automatisch an einem Werkstück eine spezifische Bearbeitung durchführen, beispielsweise Bohren oder Zerspanen. Abschließend teilt bei Schritt S7 die Kommunikationssteuereinheit 19 bei dem Identifikationsnummern-Zuteilungsabschnitt 33 dem Betriebs statussignal eine Geräteidentifikationsnummer bezüglich je der Vorrichtungskomponente 6 bis 10 zu, wobei das Signal von der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 übertragen wird, und anschließend die Kommunikationssteuereinheit 19 für das an dere Bearbeitungsgerät W2 bei einem geeigneten Zeitablauf ein Statussignal erzeugt, welches die Vollendung der Bear beitung oder anderenfalls einen Fehler einer der Vorrich tungskomponenten 6 bis 10 anzeigt.

Mit Bezug auf Fig. 7, welche ein Ablaufdiagramm zeigt, welches eine Werkzeugaustausch-Sequenzroutine darstellt, beginnt die Werkzeugaustauschsequenz abhängig von einem Startsignal, welches durch die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 erzeugt wird, in einer solchen Weise, daß die Kopfan triebs-Steuereinheit 12 betätigt wird, um den Betrieb der Werkzeugauswechsel-Kopfantriebsvorrichtung 7 zu veranlas sen. Unmittelbar nach dem Beginn der Sequenzroutine beur teilt die Kopfantriebs-Steuereinheit 12 bei dem Startbe dingungs-Beurteilungsabschnitt 24 die Zustände der wesent lichen Betriebselemente (nicht dargestellt), beispiels weise eines Servomotors, eines Spannelementes, eines Grei fers etc., der Werkzeugauswechsel-Kopfantriebsvorrichtung 7. Wenn beispielsweise beurteilt wird, daß der Servomotor zum Start bei Schritt S101 bereit ist, erzeugt die Kopf antriebs-Steuereinheit 12 für den Servomotor ein Startsi gnal bei dem Startsignal-Ausgabeabschnitt 25 bei Schritt S102. Nach dem Start des Servomotors bei einem geeigneten Zeitpunkt bei Schritt S103 ermittelt die Kopfantriebs- Steuereinheit 12 bei dem Fehlerermittlungsabschnitt 26 einen Betriebsstatus des Servomotors bei Schritt S104. Darauffolgend überträgt die Kopfantriebs-Steuereinheit 12 bei Schritt S105 ein Signal, welches den Betriebsstatus oder einen Fehlerstatus des Servomotors der Hilfssteuer einheit 22 anzeigt, bei der eine Identifikationsnummer dem Signal zugeteilt wird. Weiter überträgt die Hilfssteuer einheit 22 bei Schritt S105 das Signal mit der Identifika tionsnummer sowohl zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 und der Subroutine-Steuereinheit 21 mittels des gemeinsa men Datenbusses 23.

Wenn gleichzeitig das Spannelement als bereit zum Spannen bei Schritt S101 beurteilt wird, erzeugt die Kopfantriebs- Steuereinheit 12 für das Spannelement ein Spannsignal bei dem Startsignal-Ausgabeabschnitt 25 bei Schritt S106. Nach dem Start des Spannelementes bei einem geeigneten Zeit punkt bei Schritt S107 ermittelt die Kopfantriebs-Steuer einheit 12 bei dem Fehlerermittlungsabschnitt 26 einen Be triebsstatus des Spannelementes bei Schritt S108. Darauf folgend übermittelt bei Schritt S105 die Kopfantriebs-Steu ereinheit 12 ein Signal, welches einen Betriebszustand oder einen Fehlerstatus des Spannelementes anzeigt, zu der Hilfssteuereinheit 22, bei der dem Signal eine Identifika tionsnummer zugeteilt wird und die Hilfssteuereinrichtung 22 das Signal mit der Identifikationsnummer sowohl zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 und der Subroutine-Steuer einheit 21 mittels des gemeinsamen Datenbusses 23 über trägt.

Vergleichbare Operationen finden bei den Schritten S101, S109 bis S111 und S105 für den Greifer statt.

Wenn die Kopfantriebsvorrichtung 7 einen Werkzeugwechsel vollendet, werden Daten über den Werkzeugwechsel oder anderenfalls Daten über einen Fehler der Kopfantriebsvor richtung 7 zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 bei dem Datenschreibabschnitt 30 gesendet und dort gespeichert. Diese Daten werden hergeholt und zu den Anschlußsteuer einheiten 11 bis 15 und/oder dem anderen Bearbeitungs gerät W2 soweit nötig übersandt. Wenn es basierend auf den Statusdaten der Bearbeitungseinheiten M1, etc., welche von den Bearbeitungsgeräten W1 und W2 zu der Liniensteuerein heit 1a ausgegeben werden, festgestellt ist, daß die Be arbeitung jeweils an den Werkstücken durchgeführt wurde, erzeugt die Liniensteuereinheit 1a für die Werkstück-För derlinie 1 ein Linienantriebs-Befehlssignal, um die Werk stücke jeweils zu den nachfolgenden Bearbeitungsstatio nen zu befördern.

Da die Hauptbetriebs-Steuereinheit 16 die Anschlußsteuer einheiten 11 bis 15 für die entsprechenden Vorrichtungs komponenten 6 bis 10 der Bearbeitungseinheit M1 des Be arbeitungsgerätes W1 an jeder Bearbeitungsstation und die Kommunikationssteuereinheit 19 zur Datenkommunikation zwischen anderen Bearbeitungsstationen regelt und steuert, ist der Betrieb jedes Bearbeitungsgerätes autonom. Dies führt zu Unabhängigkeit der Auslegung der Bearbeitung an jeder Bearbeitungsstation von dem Gesamtsystem und dies reduziert nicht nur eine Zeit, welche zum Auslegen des Steuersystems jeder Bearbeitungsstation notwendig ist, sondern ermöglicht auch Konstruktionsänderungen gemäß lo kalen Änderungen in der Auslegung der Bearbeitungsstation in einfacher Weise durchzuführen. Zusätzlich ist ein Pro belauf der Bearbeitungsstation unabhängig von dem Gesamt system durchführbar.

Fig. 8 zeigt ein Steuerungssystem für die Durchführung ei ner einheitlichen Steuerung einer automatischen Fertigungs anlage gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungs form, bei welcher eine Verbesserung bei der Werkzeugsteue rung und der Fehlerkontrolle erreicht wird. Eine automati sche Fertigungsanlage 50 umfaßt eine Vielzahl von Bearbei tungsstationen ST1, ST2, . . . Jede der Bearbeitungsstationen bildet beispielsweise eine spezifische Bearbeitungslinie, z. B. eine Schneidelinie, eine Bohrlinie, etc. Mit n Bear beitungsgeräten W1, W2, . . . und Wn, beispielsweise Trans fermaschinen, welche jeweils Komponentenbearbeitungsmaschi nen M1, M2, . . . und Mn sowie jeweils Anschlußsteuereinhei ten C1, C2, . . . und Cn aufweisen. Diese Komponentenbearbei tungseinheiten M1, M2, . . . und Mn werden jeweils durch An schlußsteuereinheiten C1, C2, . . . und Cn unabhängig gesteu ert, um an den Werkstücken automatisch unterschiedliche Be arbeitungsarten auszuführen. Auf Paletten plazierte Werk stücke werden durch die entsprechenden Bearbeitungs geräte W1, W2, . . . und Wn nacheinander der ersten Bearbei tungsstation ST1 und darauffolgend durch die Bearbeitungs geräte W21, W22, . . . an der zweiten Bearbeitungsstation ST2 und anschließend der Reihe nach bei nachfolgenden Bearbei tungsstationen bearbeitet.

Für die Bearbeitungseinheiten M1, M2, . . . und Mn werden Da tenkommunikationen zwischen den Anschlußsteuereinheiten Cl, C2, . . . und Cn und intermittierenden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn jeweils hergestellt. Wie in Fig. 9 ge zeigt, weist jede dieser intermittierenden Sequenzsteuer einheiten S1, S2, . . . und Sn einen Sequenzcontroller 52, welcher beispielsweise im wesentlichen einen programmierba ren Logikcontroller (PLC) aufweist, eine Dateneingabetasta tur 53 und eine Anzeigevorrichtung 54 auf. Die intermittie renden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn sind durch ein Datenkommunikationsnetzwerk 56 mit einer Hauptbetriebs- Steuereinheit 57 verknüpft, welche beispielsweise im we sentlichen einen programmierbaren Logikcontroller (PLC) um faßt. Die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57, welche mit einer Dateneingabetastatur 58, einer Anzeigevorrichtung 59, bei spielsweise einer CRT-Anzeigevorrichtung und einem Drucker 60 versehen ist, regelt und steuert die intermittierenden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn. Diese Hauptbe triebs-Steuereinheiten 57 und die intermittierenden Se quenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn bilden einen sepa raten Typ eines Steuerungssystems. Ein Datenkommunikations netzwerk 61 verknüpft jede Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 mit einer umfassenden Steuereinheit, beispielsweise einem Host-Computer 62 zum Regeln des Fertigungsmanagements. Die ser Host-Computer 62, welcher mit einer Dateneingabetasta tur 63, einer Anzeigevorrichtung 64, beispielsweise einer CRT-Anzeigevorrichtung, und einem Drucker 64 versehen ist, regelt und steuert die Hauptbetriebs-Steuereinrichtung 57.

Wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird, ist jede der intermittierenden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn mit einem Programm zum Einsatzanzahl-Informations management und zum Fehlerinformationsmanagement geladen. Die Einsatzanzahl-Informationsbehandlung bzw. -verarbei tung, welche stattfindet und in sehr kurzen Perioden wäh rend des Betriebes der Bearbeitungsgeräte W1, W2, . . . und Wn wiederholt wird, ist eine Steuerung, um die Infor mation zu handhaben, welche zum Zählen der Anzahl der Ein sätze eines Bearbeitungswerkzeuges notwendig ist, welche zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 zu übertragen ist.

Mit Bezug auf Fig. 10, welche ein Ablaufdiagramm der Sequenzroutine der Einsatzanzahl-Informationsbehandlung darstellt, welche in den entsprechenden intermittieren den Sequenzsteuereinheiten Si (i ist eine gerade Zahl zwischen 1 und n) durchgeführt wird, beginnt die Sequenz logik und die Steuerung geht direkt zu einem Funktions block S201 über, bei dem verschiedene Signale von der An schlußsteuereinheit Ci geholt und zu dem Sequenz controller 52 von dessen zugeordneter intermittierenden Sequenzsteuereinheit Si übertragen wird. Darauffolgend wird eine Entscheidung für jedes Bearbeitungsgerät Wi bei Schritt S202 getroffen, ob dort ein Wechsel der Werkzeuge durch beispielsweise eine Kopfantriebsvorrichtung 7, wie es im Zusammenhang mit der vorausgegangenen in Fig. 1 gezeig ten Ausführungsform beschrieben ist, mittels einer Werk zeugwechselsteuerung durch die intermittierende Sequenz steuereinheit Si verwirklicht wurde. Wenn die Antwort "JA" ist, dann wird die Sequenz erneut mit dem Einlesen von Si gnalen bei Schritt S201 wiederholt, nachdem die Information über den Werkzeugwechsel, welche wenigstens eine Kopfnummer und eine Werkzeugnummer umfaßt, in den Sequenzcontroller 52 der intermittierenden Sequenzsteuereinheit Si bei Schritt S203 gespeichert ist.

Falls jedoch die Antwort "NEIN" ist, dann wird eine andere Entscheidung basierend auf der Steuerinformation getroffen, welche von der Anschlußsteuereinheit Ci bei Schritt S204 getroffen wird, ob eine Bearbeitung zu einer einzelnen Zeit für ein Werkstück stattgefunden hat. Wenn die Bearbeitung noch nicht stattgefunden hat, d. h., die Antwort ist "NEIN", dann wird die Sequenz mit dem Einlesen von Signalen bei Schritt S201 erneut wiederholt. Andererseits, wenn die Ant wort bei der in Schritt S204 getroffenen Entscheidung "JA" ist, dann überträgt die intermittierende Sequenzsteuerein heit Si Informationen über die Anzahl der Einsätze des Be arbeitungswerkzeuges zu dem Sequenzcontroller 52 der inter mittierenden Sequenzsteuereinheit Si bei Schritt S205, wo bei die Information wenigstens eine Kopfnummer, eine Werk zeugnummer und einen Zählbefehl umfaßt. Danach beginnt ein weiterer Zyklus der Sequenzroutine zur Einsatzanzahl-Infor mationsbehandlung mit dem Einlesen von Signalen bei Schritt S201. Wie zuvor beschrieben, zählt die Hauptbetriebs-Steu ereinheit 57 die Einsatzanzahl von Bearbeitungen für jedes Werkzeug von jedem Werkzeugkopf des Bearbeitungsgerätes W1, W2, . . ., Wn, da die Sequenzroutine der Einsatzanzahl-Infor mationsbehandlung regulär durch den Sequenzcontroller 52 der intermittierenden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn jeweils für die Bearbeitungsgeräte W1, W2, . . . und Wn durchgeführt wird. Um die Einsatzanzahl von Bearbeitun gen zu zählen, hat die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 die gleiche Anzahl von Zählern wie Werkzeuge, die an jedem Werkzeugkopf jedes Bearbeitungsgerätes W1, W2, . . . Wn ange bracht sind, um die Anzahl von Einsätzen der entsprechenden Werkzeuge zu zählen.

Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm der Einsatzanzahl-Zähl steuerroutine, welche während des Betriebes von wenigstens einer der Bearbeitungsgeräte W1, W2, . . . und Wn in einer sehr kurzen Periode wiederholt wird. Die Sequenzlogik be ginnt und eine Steuerung geht direkt über einen Funktions block S301, bei dem verschiedene Signale von den intermit tierenden Sequenzsteuereinheiten Si übertragen und in die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 eingelesen werden. Darauf folgend wird eine Entscheidung für jedes Bearbeitungswerk zeug von jedem Bearbeitungsgerät Wi bei Schritt S302 ge troffen, ob dort Informationen über eine Zählung von Ein sätzen des Bearbeitungswerkzeuges eingelesen sind. Falls die Antwort "NEIN" ist, dann wird die Sequenz mit dem Ein lesen von Signalen bei Schritt S301 erneut wiederholt. Falls andererseits die Antwort auf die Entscheidung "JA" ist, dann ändert der Zähler, welcher dem Bearbeitungswerk zeug zugeordnet ist, seine Zählung um eins (1) bei Schritt S303 und ein anderer Zyklus der Einsatzzahl-Zählsteuerrou tine beginnt mit dem Einlesen von Signalen bei Schritt S301. Maximalzahlen von Einsätzen werden vorausgehend für die Werkzeuge der entsprechenden Werkzeugköpfe für jedes Bearbeitungsgerät W1, W2, . . . Wn festgesetzt, wie in Fig. 12 gezeigt.

Gemäß Fig. 12 weist ein Speicher der Hauptbetriebs-Steuer einheit 57 Bänder auf, welche jeweils einer Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen Nr. 1, Nr. 2 . . . zugeteilt sind. Jedes Band speichert Daten über die gezählte Anzahl von Einsätzen ihres zugeordneten Bearbeitungswerkzeuges und die vorgegebene Maximalanzahl von Einsätzen bezogen auf das Bearbeitungswerkzeug. Jede Maximalanzahl von Ein sätzen ist veränderbar und wird durch die Tastatur 58 ein gegeben. Zusätzlich zu der Durchführung der Einsatzanzahl- Zählungssteuerroutine erzeugt die Hauptbetriebs-Steuerein heit 57 für die intermittierende Sequenzsteuereinheit Si ein Warnsignal, welches anzeigt, daß ein verwendetes Be arbeitungswerkzeug gegen ein neues ausgetauscht werden muß, wenn die vorgegebene Maximalanzahl von Einsätzen des Bearbeitungswerkzeuges erreicht ist. Gleichzeitig überträgt die Hauptbetriebs-Kontrolleinheit 57 Informationen über die Kopfnummer, die Werkzeugnummer, die gezählte Anzahl von Einsätzen und die vorgegebene Maximalanzahl von Einsätzen bezüglich des Werkzeuges zu der intermittierenden Sequenz steuereinheit Si, um die Information auf ihrer Anzeigevor richtung 54 für einen Bedienerhinweis darzustellen. Des weiteren ist die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 geeignet, Informationen beispielsweise über eine Kopfnummer, eine Werkzeugnummer, eine gezählte Einsatzanzahl von Schnitten oder Bearbeitungen und die vorgegebene Maximaleinsatzan zahl bezüglich jedes Werkzeuges zu der ihr zugeordneten intermittierenden Sequenzsteuereinheit Si auf Anforderung der intermittierenden Sequenzsteuereinheit Si zu übertra gen, um die Information auf ihrer Anzeigevorrichtung 54 als einen Hinweis für den Bediener zu präsentieren. Wenn das Werkzeug gegen ein neues ausgetauscht wird, kann die gezählte Anzahl von Einsätzen und/oder die vorgegebene Maximalanzahl von Einsätzen mittels der Tastatur 53 zu rückgesetzt oder geändert werden und die neue Information wird zu der Hauptbetriebs-Steuereinrichtung 57 übertragen und über die vorherige Information in das Band geschrie ben, welches den Bearbeitungswerkzeugen zugeordnet ist.

Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm einer Werkzeugauflistungs- Sequenzroutine, welche durch den Host-Computer 62 durchge führt wird, um die auszuwechselnden Bearbeitungswerkzeuge aufzulisten. Der Host-Computer 62 speichert Informationen über tägliche, wöchentliche und monatliche Fertigungs pläne und Bearbeitungsinformationen, welche Arten von Be arbeitungswerkzeugen, Anzahlen zur Einsatzhäufigkeit die ser Bearbeitungswerkzeuge etc. für jede einer Vielzahl von Bearbeitungsarten umfassen.

Die Werkzeugauflistungs-Ablaufroutine beginnt und eine Steuerung geht direkt über zu einem Funktionsblock bei Schritt S401, bei dem Information über einen täglichen Fer tigungsplan für weitere acht Stunden (dies ist der folgende Tag) geholt wird. Basierend auf dem täglichen Fertigungs plan werden Berechnungen bei Schritt S402 angestellt, um die Anzahl von Einsätzen ΔN für acht Stunden für die Be arbeitungswerkzeuge bei einem Werkzeugkopf und einem Bear beitungsgerät abzuschätzen. Darauffolgend wird eine Infor mation über die Anzahl der praktischen oder tatsächlichen Einsätze N für jedes Bearbeitungswerkzeug bei Schritt S403 geholt und die geschätzte Gesamtanzahl von Einsätzen NE für das Bearbeitungswerkzeug als die Summe der praktischen und geschätzten Einsatzanzahlen N und ΔN bei Schritt S404. Bei Schritt S405 listet der Host-Computer 62 jeweils für ei nen Werkzeugkopf und für ein Bearbeitungsgerät die Bearbei tungswerkzeuge auf, bei welchen deren geschätzte Gesamtein satzanzahl NE nicht geringer ist als ihre vorgegebene Maxi malanzahl von Einsätzen NL. Abschließend wird durch einen Drucker 65 bei Schritt S406 eine Liste von Bearbeitungs werkzeugarten ausgedruckt, deren geschätzte Gesamtanzahl von Einsätzen NE nicht geringer ist als ihre vorgegebene Maximalanzahl von Einsätzen NL. Durch einen Blick auf die Liste von Bearbeitungswerkzeugarten kann der Bediener die notwendigen Arten und die Mengen von Bearbeitungswerkzeugen zu jeder Bearbeitungsstation ST1, ST2, . . . beschaffen und liefern.

Fig. 14 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Fehlerinfor mationsbehandlungs-Sequenzroutine darstellt, welche in einer sehr kurzen Periode in jeder der intermittierenden Sequenz steuereinheiten S1, S2, . . . und Sn während eines Betrie bes des Bearbeitungsgerätes W1, W2, . . . oder Wn wieder holend durchgeführt wird. Die Ablaufroutine beginnt und eine Steuerung geht zu einem Funktionsblock bei Schritt S501 über, bei dem verschiedene Informationen von der An schlußsteuereinheit Ci zu ihrer zugeordneten intermittie renden Sequenzsteuereinheit Si übertragen werden. Darauf wird bei Schritt S502 basierend auf diesen Informationen eine Entscheidung getroffen, ob ein mechanischer Fehler in dem Bearbeitungsgerät Wi aufgetreten ist. Falls die Antwort "NEIN" ist, dann wird die Sequenz mit dem Einlesen von In formation bei Schritt S501 erneut wiederholt. Wenn anderen falls die Antwort der Entscheidung "JA" ist, dies bedeutet, es sind Fehler aufgetreten, dann wird eine Dateneingabe bei Schritt S503 durch die Tastatur 53 getätigt. Zur Datenein gabe spezifiziert der Bediener zuerst Teile oder Komponen ten und Arten von mechanischen Fehlern und gibt mit Bezug auf eine Fehlercodetabelle, welche in Fig. 15 gezeigt ist, zwei Fehlercodearten ein, nämlich Fehlerkomponentencodes und Fehlerartencodes. Die Fehlercodetafel listet darauf verschiedene Fehlercodes auf, welche fehlerhafte Komponen ten oder Teile (Namen und Nummern der Teile) und Fehlerar ten oder Kategorien auf, beispielsweise behebbar, Ersetzen, etc.

Darauffolgend wird bei Schritt S504 eine andere Entschei dung getroffen, ob irgendein Fehlercode eingegeben wurde. Diese Entscheidung wird bis zu einer Fehlereingabe wieder holt. Nachdem Fehlercodes eingegeben sind, werden bei Schritt S506 in der intermittierenden Sequenzsteuereinheit Si gespeicherte Daten aufgefrischt oder erneuert, nachdem die Daten über die Fehlercodes zu der Hauptbetriebs-Steuer einheit 57 bei Schritt S505 übermittelt sind. Abschließend wird basierend auf den erneuerten Daten bei Schritt S507 eine Entscheidung getroffen, ob der Fehler beseitigt oder behoben wurde. Falls die Antwort "NEIN" ist, dann werden die Datenerneuerung und eine Entscheidung bei den Schrit ten S506 und S507 bis zu einer Beseitigung oder Behebung des Fehlers immer wieder wiederholt. Wenn anderenfalls die Antwort auf die Entscheidung "JA" ist, springt die Fehler informationsbehandlungs-Sequenzroutine zurück und wird wiederholt.

In einer oben beschriebenen Weise werden Fehlerinformatio nen über das entsprechende Bearbeitungsgerät W1, W2, . . . und Wn zu dem Zweck zu der Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 übertragen, um eine Tabelle des Teilelagers zu suchen, welche bei jedem Teileaustausch oder -ersatz erneuert wird und um über die Tabelle irgendwelche Ersatzteile zu finden, mit denen die fehlerhaften Teile ersetzt werden. Daten über die Zulieferteile einschließlich Namen und Nummern der Ersatzteile werden einerseits zu dem Sequenzcontroller 52 der entsprechenden Sequenzsteuereinheiten S1, S2, . . . und Sn und andererseits zu dem Host-Computer 62 übertragen. Demgemäß erzeugt der Host-Computer 62 schnell und einfach eine Liste von Teilen, die gelagert oder beschafft werden müssen.

Bei dem Fertigungslinien-Steuersystem mit den Einsatzan zahlzählern wird das System mit einer weit geringeren Ver arbeitungsmenge an Werkzeugauswechselinformationen bela stet, da die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 Informationen über die Anzahl von Einsätzen der Bearbeitungswerkzeuge empfängt und vereinheitlicht, welche von den Sequenzcon trollern 52 der entsprechenden intermittierenden Sequenz steuereinheiten S1, S2, . . . und Sn bei einem Werkzeugkopf und/oder einem Bearbeitungsgerät übertragen werden. Da des weiteren die Hauptbetriebs-Steuereinheit 57 Informationen über den Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge zu den Sequenz controllern 52 der jeweiligen intermittierenden Sequenz steuereinheiten S1, S2, . . . Sn überträgt, ist die einheit liche Informationssteuerung nicht von irgendeinem negativen und gegenteiligen Effekt begleitet.

Zusätzlich wird die Information über die Anzahl von Einsätzen effektiv verwendet, da der Host-Computer 62 In formationen über die Anzahl der tatsächlichen oder prakti schen Werkzeugeinsätze und der noch möglichen Werkzeug einsätze empfängt, welche von der Hauptbetriebs-Steuerein heit 57 übertragen werden, und der Host-Computer 62 eine Liste der auszuwechselnden Bearbeitungswerkzeuge basierend auf der Information erstellt. Bei jeder Werkzeugauswechs lung kann die Anzahl der Bearbeitungseinsätze durch die intermittierenden Sequenzsteuereinheiten und die Haupt betriebs-Steuereinheiten zurückgesetzt oder erneuert wer den. Die einheitliche Steuerung der Fehlerinformation über das jeweilige Bearbeitungsgerät, welche in der Hauptbe triebs-Steuereinheit stattfindet, ist mit einer relativ geringen Fehlerinformations-Verarbeitungsmenge belastet.

Da die Information über Fehlerbehebungen sowohl zu den intermittierenden Sequenzsteuereinheiten und zu der um fassenden Steuereinrichtung übertragen wird, ist die Lieferung und Beschaffung von Ersatzteilen einfach.

Obwohl die Erfindung mit bezug auf bestimmte Ausführungs formen beschrieben ist, geht auch hervor, daß eine War nung zum Werkzeugwechsel gegeben werden kann, wenn ein z.Zt. eingesetztes Bearbeitungswerkzeug eine Bearbeitungs einsatzanzahl von beispielsweise ca. 95% der maximalen Bearbeitungseinsatzanzahl eingesetzt ist.

Es ist selbstverständlich, daß sich für einen Fachmann auf diesem Gebiet verschiedene andere Ausführungsformen er geben, welche in den Bereich der Erfindung fallen, wo bei diese Ausführungsformen und Varianten durch die nach folgenden Ansprüche abgedeckt sind.

Claims

1. Steuerungssystem zum Steuern einer Fertigungsanlage mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen, welche ent lang einer Bearbeitungs- und Förderlinie angeordnet sind, wobei jede Bearbeitungsstation jeweils mit mindestens einem Bearbeitungsgerät versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß Steuereinrichtungen zum Steuern jedes Bearbei tungsgerätes vorgesehen sind, so daß eine bestimmte Bearbeitung durchführbar ist, und
daß ein Datenkommunikationsnetzwerk vorgesehen ist, durch welches die Steuereinrichtungen Daten über den Betrieb der Bearbeitungsgeräte miteinander austau schen, wobei die Daten im Betrieb jedes Bearbeitungs gerätes durch die Steuereinrichtung ausgetauscht oder verarbeitet werden.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtungen Anschlußsteuereinrichtun gen aufweisen, welche zum Steuern der entsprechenden automatisch kontrollierbaren Vorrichtungskomponenten jeweils für jede der automatisch steuerbaren Vorrich tungskomponenten vorgesehen sind, um jeweils bestimm te Betriebsabläufe der automatisch steuerbaren Vor richtungskomponenten durchzuführen,
daß die Steuereinrichtungen Datenkommunikations- Steuereinrichtungen zum Steuern des Austausches von Daten über den Betrieb der Bearbeitungsgeräte mittels des Datenkommunikationsnetzwerkes zwischen den Bear beitungsstationen steuern, und
daß die Steuereinrichtung weiterhin eine Betriebs steuereinrichtung zum Leiten aller Anschlußsteuer einrichtungen und der Datenkommunikations-Steuerein richtungen und zum Konsolidieren oder Verdichten von Daten über den Betrieb der Bearbeitungsgeräte der Bearbeitungsstationen aufweist, wobei die von ande ren Bearbeitungsstationen übertragenen Daten beim Be trieb jedes Bearbeitungsgerätes ausgetauscht oder verarbeitet werden.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlußsteuereinrichtung als eine auswech selbare Einheit ausgebildet ist.

4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Anschlußsteuereinrichtungen eine Über einstimmung mit Startbedingungen jeder automatisch steuerbaren Vorrichtungskomponente in Zusammenwirken mit diesem ermittelt,
daß jede Anschlußsteuereinrichtung ein Startbefehls signal an die automatisch steuerbare Vorrichtungs komponente in Zusammenwirken mit dieser erstellt, und
daß jede Anschlußsteuereinrichtung einen Fehler beim Betrieb der automatisch steuerbaren Vorrichtungs komponente im Zusammenwirken mit dieser ermittelt.

5. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung eine Da tenkommunikationsleitung zur Verbindung mit den An schlußsteuereinrichtungen zu den automatisch steuerba ren Vorrichtungskomponenten, den Datenkommunikations- Steuereinrichtungen und den Betriebssteuereinrichtun gen untereinander aufweist.

6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung eine Nummernzuteilungseinrichtung zum Zuteilen einer Identifikationsnummer zu den Daten aufweist, welche von jeder der Anschlußsteuereinrichtungen zu der Da tenkommunikationsleitung übertragen sind.

7. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß Antriebssteuereinrichtungen zum Erstellen eines Antriebsbefehlssignals basierend auf den Daten über Betriebszustände von jedem Bearbeitungsgerät vorge sehen sind, wobei die Daten von den Datenkommunika tions-Steuereinrichtungen übertragen sind, und
daß die Werkstück-Förderlinie aufgrund des Antriebs befehlssignales Werkstücke transportiert.

8. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Antriebssteuereinrichtung zum Erstellen eines Antriebsbefehlssignales basierend auf Daten über Be triebszustände jedes Bearbeitungsgerätes vorgesehen ist, wobei die Daten von den Datenkommunikations- Steuereinrichtungen übertragen werden, und
daß die Werkstück-Förderlinie aufgrund des Antriebs befehlssignales ein Werkstück unabhängig von anderen Bearbeitungsstationen zu einer anderen Bearbeitungs station transportiert.

9. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkommunikations-Steuereinrichtung eine Identifikationsnummer den Daten zuteilt, welche von der übriggebliebenen Bearbeitungsstation übermittelt werden.

10. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtungen Bearbeitungsgerät-Steuer einrichtungen aufweisen, welche zum jeweiligen Steuern der Bearbeitungsgeräte jeweils für das Bearbeitungs gerät vorgesehen sind, um eine bestimmte Bearbeitung unabhängig voneinander durchzuführen,
daß intermittierende Steuereinrichtungen für jeweilige Bearbeitungsstationen vorgesehen sind, um die Bear beitungsgerät-Steuereinrichtungen der jeweiligen Be arbeitungsgeräte jeder Bearbeitungsstation zu leiten und Daten über einen Betrieb der jeweiligen Bearbei tungsgeräte jeder Bearbeitungsstation zu vereinheit lichen, wobei die Daten von den jeweiligen Bearbei tungsgerät-Steuereinrichtungen übertragen sind, um vorgegebene Datenattribute darzustellen,
daß eine umfassende Steuereinrichtung zum Leiten der intermittierenden Steuereinrichtungen für jede der Be arbeitungsstationen und zum Vereinheitlichen der Daten vorgesehen ist, welche von den intermittierenden Steuereinrichtungen für die jeweiligen Bearbeitungs stationen übertragen sind, wobei die intermittierende Steuereinrichtung einerseits Daten unter den vorgege benen Datenattributen, die jedem Bearbeitungsgerät eigen sind, zu ihren zugeordneten Bearbeitungs gerät-Steuereinrichtungen und andererseits Daten der vorgegegebenen Datenattribute zu der umfassenden Steuereinrichtung übermittelt.

11. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Steuereinrichtung mit den Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtungen mittels eines Datenkommunikationsnetzwerkes verbunden ist, so daß Daten über den Betrieb der Bearbeitungsgeräte unter einander austauschbar sind.

12. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die umfassende Steuereinrichtung mit den jewei ligen intermittierenden Steuereinrichtungen mittels eines Datenkommunikationsnetzwerkes verbunden ist, so daß Daten miteinander austauschbar sind.

13. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die umfassende Steuereinrichtung einen Host-Computer aufweist.

14. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über den Betrieb eine Zahl über Bear beitungszeiten oder Bearbeitungseinsätze eines Werk zeuges jedes Bearbeitungsgerätes aufweisen.

15. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bearbeitungsgerät-Steuereinrichtung Daten über eine Zahl von Bearbeitungszeiten oder Bear beitungseinsätze eines Werkzeuges unter den vorgegebenen Attributen von Daten anzeigt, welche von den intermittierenden Steuereinrichtungen übertragen sind.

16. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die umfassende Steuereinrichtung Daten über den Wechsel von Werkzeugen des jeweiligen Bearbeitungs gerätes unter den vorgegebenen Attributen von Daten auflistet und anzeigt, welche von den intermittie renden Steuereinrichtungen übertragen sind.

17. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Daten über den Betrieb eine Anzahl von Be arbeitungen aufweisen, wie oft ein Werkzeug jedes Be arbeitungsgerätes eingesetzt ist, und
daß die vorgegebenen Datenattribute eine Anzahl von Bearbeitungseinsätzen und eine vorgegebene Maximal anzahl von Bearbeitungen aufweisen, welche ein Werk zeug jedes Bearbeitungsgerätes voraussichtlich ein setzbar ist.

18. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Wechseln der vorgegebenen Maximal anzahl von Bearbeitungen aufweist.

19. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über den Betrieb Daten über Fehler jedes Bearbeitungsgerätes umfassen.

20. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Attribute von Daten Daten über die Art der Fehler aufweisen.