DE2800293C2

DE2800293C2 - Numerische Steuerungsanordnung für Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschinen

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Publication number: DE2800293C2
Application number: DE19782800293
Authority: DE
Inventors: Leopold 6831 Reilingen Weinlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-04
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1991-03-28
Also published as: DE2800293A1

Description

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den Maßzahlen bis zum gegenteiligen Steuerbefehl als Kettenmaße oder Lage-Sollwerte zu verarbeiten sind.

Daneben sind auch Steuerungsanordnungen bekanntgeworden, (»Elektronische Werkzeugmaschinensteuerungen«, Georg Haubner, R. Oldenbourg Verlag München Wien 1972, Seite 92), bei denen eine Absolutmaßeingabe, eine Kettenmaßeingabe oder eine Gemischtvermaßung erfolgen kann. Dabei wird dann jede im Programm enthaltene Maßzahl durch eine Zusatzinformation als Kettenmaß oder Lage-Sollwert (Absolutwert) gekennzeichnet

Eine derartige Steuerungsanordnung liegt dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde.

Nachteilig bei rein inkrementaler Programmeingabe ist, daß technische Zeichnungen überwiegend Bezugsmaße enthalten und es vor Eingabe eines Kettenmaßes oft erforderlich ist, dieses aus der Zeichnung zu errechnen. Auf der anderen Seite macht das Vorhandensein von Lage-Sollwerten in einem Programm es notwendig, daß bei räumlichen Verlagerungen des Bewegungsab-Iaufes alle Lage-Sollwerte eine Korrektur erfahren. Solche Verlagerungen sind beispielsweise erforderlich zum Ausgleich unterschiedlicher Lagen eines Werkstücks, zum Ausgleich veränderter Maße von Werkzeugen und zur Durchführung eines sich mehrmais wiederholenden Programms von verschiedenen Anfangspunkten aus.

Bei Steuerungsanordnungen, bei denen die jeweilige Eingabeart durch im Programm enthaltene Steuerbefehle bestimmt wird, muß die Bedienungsperson sich bei der Eingabe von Daten zunächst genau vergewissern, ob die als nächste einzugebende Maßzahl als Kettenmaß oder Lage-Sollwert von der Steuerung verarbeitet wird oder ob erst vorher noch ein neuer Steuerbefehl zur Umschaltung der Verarbeitungsart eingegeben werden muß. Derartige Steuerungsanordnungen erfordem deshalb eine hohe Bedienungsaufmerksamkeit; ihre Programmierung ist regelmäßig nur durch geschultes Personal möglich. Steuerungsanordnungen, bei denen jede MaßzahJ für sich durch eine Zusatzinformation als Kettenmaß oder Lage-Sollwert gekennzeichnet ist, erfordern einen großen Speicher und lange Befehlsworte, was beides nachteilig ist.

Allen bekannten Steuerungsariordnungen ist gemeinsam, daß sie nicht einfach genug zu programmieren sind und in der Praxis die Gefahr besteht, daß Verwechslungen zwischen Ketten- und Bezugsmaßeingabe vorkommen oder zu verhältnismäßig umständlichen Progammierungen Zuflucht genommen werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine digitale Steuerungsanordnung für numerisch gesteuerte Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschinen zu schaffen, die es gestattet, ohne Gefahr der Verwechslung zwischen Ketten- und Bezugsmaßeingabe Kettenmaße und Lage-Sollwerte ohne jede Einschränkung gemischt einzugeben und dabei ein beispielsweise nur aus Kettenmaßen oder Lage-Sollwerten bestehendes Programm in einfacher Weise aufzubauen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte digitale Steuerungsanordnung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, welche zur Anzeige von eingegebenen oder durch das Steuer- und Rechenwerk errechneten Kettenmaßdaten bestimmt ist, daß die die Lage-Sollwert-Daten anzeigende Anzeigeeinrichtung einem Hilfsspeicher zugeordnet ist, in dem der jeweils zuletzt gültige Lage-Sollwert speicherbar ist, daß durch das Steuer- und Rechenwerk bei Eingabe eines neuen Lage-Sollwertes durch Vergleich mit dem in dem Hilfsspeicher gespeicherten, zuletzt gültigen Lage-Sollwert der entsprechende neue Kettenmaßwert und/oder bei Eingabe eines neuen Kettenmaßwertes aus dem in dem Hilfsspeicher gespeicherten, zuletzt gültigen Lage-Sollwert der entsprechende neue Lage-Sollwert errechnet werden und der errechnete oder eingegebene neue Lage-Sollwert anstelle des zuletzt gültigen Lage-Sollwerts in dem Hilfsspeicher gespeichert und in der diesem zugeordneten Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht wird und der errechnete oder eingegebene neue Kettenmaßwert in der dafür bestimmten Anzeigeeinrichtung angezeigt wird und daß die neu eingegebenen oder errechneten Kettenmaßdaten und/oder Lage-Sollwertdaten im Speicher abgespeichert werden.

Dadurch, daß bei dieser Steuerungsanordnung zwei räumlich getrennte Anzeigen für die Kettenmaße und die Lage-Sollwerte vorhanden sind, ist jegliche Verwirrung der Bedienungsperson ausgeschlossen. Die Kettenmaße und die Lage-Sollwerte können in beliebiger Reihenfolge eingegeben werden, tvVae daß dadurch Verwechslungen hervorgerufen werden können, weil die Daten auf den Anzeigeeinrichtungen dauernd leicht überwachbar sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die Steuerungsanordnung mehrere einzelnen Koordinatenachsen zugeordnete Hilfsspeicher aufweist, von denen jedem eine eigene Anzeigeeinrichtung zugeordnet ist, so daß den einzelnen Koordinatenachsen entsprechende Lage-Sollwerte verarbeitet und getrennt angezeigt werden können. Entsprechend kann die Steuerungsanordnung auch mehrere, den einzelnen Koordinatenachsen zugeordnete Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige von Kettenmaßwerten aufweisen. Zweckmäßig ist es, wenn die Steuerungsanordnung eine Umschalteinrichtung aufweist, durch die das Steuer- und Rechenwerk auf die Anzeige von Lage-Istwerten oder anderen Werten mittels eines der beiden Anzeigeeinrichtungen umschaltbar ist Schließlich kann die Anordnung auch derart getioffen sein, daß in dem Programmspeicher lediglich Kettenmaßdaten oder lediglich Lage-Sollwertdaten speicherbar sind.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispie! des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Steuerungsanordnung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 die Bedienungs- und Anzeigetafel der Steuerungsanordnung nach F i g. 1 im Ausschnitt und in der Draufsicht.

Die in F i g. 1 veranschaulichte digitale Steuerungsanordnung zur numerischen Steuerung von Werkzeug und/oder Bearbeitungsmsschinen weist ein Steuer- und Rechenwerk 1 auf, das aus Bauelementen der Computertechnik, vorzugsweise der Mikroprozessortechpjk, aufgebaut ist und das außer den hier im einzelnen besprochenen Funktionen noch andere Aufgaben wahrnehmen kann. In das Steuer- und Rechenwerk 1 können Programmdaten, d K insbesondere Maßzahlen für Längen und Winkel, Programminformationen etc., durch eine Handeingabevorrichtung 2 eingegeben werden, die, wie aus F i g. 2 ersichtlich, u. a. ein Tastenwerk 20, einen Istwert-Sollwert-Umschalter 21 und einen Wahlschalter 22, sowie gegebenenfalls noch andere Eingabeelemente enthält. Mit dem Steu?r- und Rechenwerk 1 arbeitet ein Programmspeicher 3 zusammen, der auch als Teil des Schreib- und Lesespeichers des Steuer- und Rechenwerkes 1 ausgebildet sein kann, wenn die auf diese Weise bereitstellbare Speicherkapazität ausreicht. Der Pro-

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grammspeicher 3 nimmt die Folge aller Programmbefehle und insbesondere auch die Kettenmaßdaten auf.

Außerdem sind dem Steuer- und Rechenwerk 1, beispielsweise für die drei Koordinatenachsen X, Y, Z, drei Hilfsspeicher 4, 5, 6 zugeordnet, welche zur Speicherung für die den einzelnen Koordinatenachsen zugeordneten, jeweils zuletzt gültigen Lage-Sollwertdaten dienen. Die Hilfsspeicher 4, 5, 6 können eigene getrennte Speicher sein, doch ist es auch möglich, daß sie durch entsprechende Speicherplätze eines anderen Speichers, beispielsweise auch des Programmspeichers 3, gebildet sind.

Mit dem Steuer- und Rechenwerk 1 und dem Programmspeicher 3 arbeitet ein erstes Anzeigegerät 7 zusammen, das den Inhalt des zur Speicherung oder zum Lesen bereitgestellten Abschnitts des Programmspeichers 3 oder eines Teiles des Abschnittes mit den KeticnPisSdStcn snzcigt Dabei i

snzcigt. Dabei ist es auch denkbar, austeile des einen Anzeigegerätes 7 drei derartige Anzeigegeräte vorzusehen, die dann beispielsweise die Kettenmaßwerte für die drei Koordinatenachsen X, Y, Z getrennt anzeigen.

In ähnlicher Weise sind die Hilfsspeicher 4, 5, 6 mit eigenen, getrennten Anzeigegeräten 8,9,10 verbunden, die dazu dienen, den jeweiligen Hilfsspeicherinhalt, nämlich den jeweils zuletzt eingegebenen oder errechneten Lage-Sollwert für jede der Koordinatenachsen X, Y. Zanzuzeigen.

Das Steuer- und Rechenwerk 1 ist über eine Ausgabeeinrichtung mit der nicht weiter dargestellten Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine verbunden, die durch ein Steuerungsteil 13 veranschaulicht ist, das die Gesamtheit aller Steuerungs- und Meldeeinrichtungen umfaßt, die die von dem Programmspeicher 3 ausgegebenen Programmbefehle zur Steuerung der Werkzeugoder Bearbeitungsmaschine verarbeiten, sonstige Steuerungs-, Melde-, Stell-, Befehls- und Verknüpfungsaufgaben an der Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine und deren Zubehöreinrichtungen erledigen und notwendige Informationen an das Steuer- und Rechenwerk 1 abgeben. Diese Informationen können beispielsweise den Fortschritt aus einem zum Lesen bereitgestellten Abschnitt in den nächstfolgenden Abschnitt im Zuge des Bearbeitungsfortganges betreffen oder auch Lage-Istwerte, die, was im einzelnen noch erörtert werden wird, in den Anzeigegeräten 8 bis 10 zur Anzeige gebracht werden können. Die Aufteilung der einzelnen Steuerungsaufgaben zwischen dem Steuer- und Rechenwerk 1 und dem Steuerungsteil 13 hängt von den Gegebenheiten dei Einzelfalles ab und kann zweckentsprechend gewählt werden. Dies gilt auch entsprechend für die über die Leitungen 14,15 zwischen dem Steuer- und Rechenwerk 1 und dem Steuerungsteil 13 ausgetauschten Informationen und Steuerbefehle.

über Leitungen 14 können Programmdaten und andere D2ten von äußeren Einrichtungen in das Steuer- und Rechenwerk 1 eingegeben werden oder umgekehrt. So kann hier z. B. eine Einrichtung zum Lesen und Lochen von Lochbändern oder zum Ausdrucken des Programmtextes angeschlossen werden.

Über die Eingabevorrichtung 2 eingegebene Daten gelangen über Leitungen 17 in das Rechen- und Steuerwerk 1. das über Leitungen 18 mit dem Programmspeicher 3 verbunden ist Über die Leitungen 18 we-rden die Programmdaten in dem Programmspeicher eingeschrieben, aus diesem ausgelesen, wird die Adresse des jeweils bereitzustellenden Speicherabschnitts übertragen und werden außerdem Schreib- und Lesebefehle übermittelt.

Die beschriebene Steuerungsanordnung arbeitet folgendermaßen:

In Fig.2 ist als Beispiel ein Ausschnitt aus der Bedienungs- und Anzeigetafel der Steuerungsanordnung mit Adressenprogrammierung nach DIN 66 025 dargestellt. Wie bereits vermerkt, bilden das Tastenwerk 20 und der Wahlschalter 22 gemeinsam mit dem Umschalter 21 die Eingabevorrichtung 2, während die Anzeigegeräte 7 bis 10 jeweils mit bestimmten, dem im folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel entsprechenden Ziffernanzeigen veranschaulicht sind.

Der Wahlschalter 22 ist auf das Anzeigegerät 8 eingestellt, das den jeweiligen Lage-Sollwert in der X-Achse anzeigt.

Es sei angenommen, daß das Anzeigegerät 8 zuletzt die Anzeige für X»—1000,00« angezeigt habe und nunmehr ein neuer Lage-Soiiwert »—i387,96« eingegeben werden soll, während die Lage-Sollwert-Anzeigen der Anzeigegeräte 9,10 in der Y- und der Z-Achse unverändert bleiben.

Mit dem Tastenwerk 20 wird der neue Lage-Sollwert »—1387,96« eingetastet. Beim ersten Betätigen einer Taste des Tastenwerks 20 erlischt die bisher gültige Anzeige »1000,00« des Anzeigegerätes 8. Die entsprechende Zeichenfolge erscheint — wie dargestellt — auf dem Anzeigegerät 8 als neuer Lage-Sollwert für X. Außerdem errechnet das Steuer- und Rechenwerk 1 durch einen Vergleich zwischen dem vorher gültigen Lage-Sollwert in der X-Achse » — 1000,00« und dem neu eingegebenen Lage-Sollwert »—1387,96« die Differenz »—038736«, die dem zugehörigen Kettenmaß entspricht. Dieser Kettenmaßwert wird in den bereitgestellten Abschnitt des Programmspeichers 3 eingeschrieben und über das erste Anzeigegerät 7 in Gestalt des Programmbefehls »X=- 0387,96« zur Anzeige gebracht.

Damit kann die Bedienungsperson auf einen Blick auf getrennten Anzeigegeräten sowohl die nunmehr gültigen neuen Lage-Sollwerte für alle Koordinatenachsen (die Lage-Sollwerte für Y und Z sind unverändert geblieben) und das entsprechende Kettenmaß ablesen.

Ist umgekehrt bei gleicher Ausgangssituation das Kettenmaß »0387,96« bekannt, während der entsprechende, neue Lage-Sollwert in der X-Achse unbekannt ist, so wird der Wahlschalter 22 auf die Adresse »X«· gestellt Mit dem Tastenwerk 20 wird nun die Zahlenfolge »—38736« eingegeben. Damit erscheint auf dem Anzeigegerät 7 die Programmanzeige »X—038736«- Nach so vollständiger Eingabe der Zahlenfolge ermittelt das Steuer- und Rechenwerk 1 aus dem alten Lage-Sollwert für X »—1000,00« und dem neu eingegebenen Kettenmaß »—38736« den neuen Lage-Sollwert »—138736«, der auf dem Anzeigegerät 8 erscheint, so daß die Anzeige wiederum komplett ist

Der Umschalter 21 gestattet es, auf den Anzeigegeräten 8 bis 10 anstelle der Lage-Sollwerte Lage-Istwerte zur Anzeige zu bringen, die dem Steuer- und Rechenwerk 1 in der bereits beschriebenen Weise von der Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine zugeführt werden. In dem Programmspeicher werden im vorliegenden Falle lediglich Kettenmaßdaten gespeichert Grundsätzlich sind aber auch Fälle denkbar, bei denen das Programm derart aufgebaut ist, daß in dem Programmspeieher lediglich Lage-Sollwertdaten zur Abspeicherung kommen. Dies ergibt die einfachsten Anordnungen. Es ist aber auch vorstellbar, daß in dem Programmspeicher 3 in Einzelfällen programmgemäß Kettenmaß- und La-

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ge-Sollwertdaten gespeichert werden.

Die Anzeigegeräte 8,9,10 brauchen nicht notwendigerweise körperlich getrennte Geräte zu sein, was auch
für das Anzeigegerät 7 gilt. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen lediglich räumlich getrennte
und bedienungsgünstig angeordnete Anzeigen etwa auf
einem gemeinsamen Schirm oder Schaubild erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

28 OO 293 1 2 Beim Einsatz für Werkzeug- oder Bearbeitungsma- Patentansprüche: schinen dienen numerische Steuerungen insbesondere dazu, Verschiebe- oder Drehbewegungen in Abhängig-

1. Numerische Sieuerungsanordnung für Werk- keit von Maßzahlen zu steuern, welche in die numerizeug- oder Bearbeitungsmaschinen, mit einer Hand- 5 sehe Steuerung eingegeben werden und die gewünscheingabevorrichtung für Daten, insbesondere in Ge- ten Bewegungen eindeutig kennzeichnen. Die Folge der stalt von Maßzahlen für Längen, wobei eine Abso- Maßzahlen, die in Verbindung mit den zugehörigen sonlutmaßeingabe, eine Kettenmaßeingabe und eine stigen Informationen die nacheinander auszuführenden Gemischtvermaßung erfolgen kann, einem mit der Bewegungen beschreibt, ist das Programm; die Maß-Handeingabevorrichtung zusammenwirkenden io zahlen und sonstigen Informationen werden auch als Steuer- und Rechenwerk, einem Speicher, sowie mit Programmdaten bezeichnet

wenigstens einer Anzeigeeinrichtung für die auszu- Neben numerischen Steuerungsanordnungen, denen gebenden Lage-Sollwert-Daten, dadurch ge- Programmdaten in der Reihenfolge der auszuführenden kennzeichnet, daß eine weitere Anzeigeein- Bewegungen bei jedem Programmablauf neu über berichtung (8) vorgesehen ist, welche zur Anzeige von is sondere Datenträger, beispielsweise Lochstreifen, eineingegebenen oder durch das Steuer- und Rechen- gegeben werden müssen, sind auch Steuerungsanordwerk (1) errechneten Kettenmaßdaten bestimmt ist, nungen in der Praxis bekannt, die einen Programmspeidaß die die Lage-Sollwert-Daten anzeigende Anzei- eher aufweisen, in dem das ganze Programm, d. h. alle geeinrichtung (8) einem Hilfsspeicher (4) zugeordnet Programmdaten gespeichert sind Bei diesen Steueist, in dem|*ir jeweils zuletzt gültige Lage-Sollwert 20 rungsanordnungen ist es nur noch erforderlich, vor Arspeicherbar ist, daß durch das Steuer- und Rechen- beitsbeginn oder im Zuge des ersten Programmdurchwerk (1) bei Eingabe eines neuen Lage-Sollwertes laufes das ganze Programm in den Speicher einzubrindurch Vergleich mit dem in dem Hilfsspeicher (4) gen. Bei den nachfolgenden Programmdurchläufen wergespeicherten, zuletzt gültigen Lage-Sollwert der den die Programmdaten, gesteuert durch das Steuerentsprechende neue Kettenmaßwert und/oder bei 25 und Rechenwerk, selbsttätig aus dem Speicher abge-Eingabe eines neuen KettentKaßwertes aus dem in fragt Eine Änderung des Programmes ist in der Regel dem Hilfsspeicher (4) gespeicherten, zuletzt gültigen durch eine zugeordnete Handeingabeeinrichtung mög-Lage-Sollwert errechnet werden und der errechnete lieh.

oder eingegebene neue Lage-Sollwert anstelle des Die einen Teil der Programmdaten bildenden Maß-

zuletzt gültigen Lage-Sollwerts in dem Hilfsspeicher 30 zahlen können entweder Weglängen (oder Winkelver-

(4) gespeichelt und in der diesem zugeordneten An- drehungen) angeben oder Positionen auf einer gedach-

|| Zeigeeinrichtung (8) zut Anzeige gebracht wird und ten oder meßtechnisch verkörperten Skala.

j| der errechnete oder eingegebene neue Kettenmaß- Entsprechen die Maßzahlen Weglängen (oder Win-

i'l wert in der dafür bestimmten Ar -.eigeeinrichtung (7) kelverdrehungen), so entspricht dies der sog. Kettenbe-

'if, angezeigt wird und daß die neu eingegebenen oder 35 maßung in technischen Zeichnungen. Die Eingabe von

ψ errechneten Kettenmaßdaten und/oder Lage-Soii- Programmen mit solchen Maüzahien wird deshalb Ket-

!;i wertdaten im Speicher abgespeichert werden. tenmaßeingabe oder inkremental Eingabe genannt

ti 2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 da- Aus einer Zeichnung ablesbare Kettenmaße können zu-

£j durch gekennzeichnet, daß sie mehrere, einzelnen mindest grundsätzlich unmittelbar im Programm ver-

'? Koordinatenachsen (X, Y, Z) zugeordnete Hilfsspei- 40 wendet werden.

Vg eher (4 bis 6) aufweist, von denen jedem eine eigene Bedeuten die Maßzahlen aber Positionen auf einer

'!-' Anzeigeeinrichtung (8 bis 10) zugeordnet ist Skala, so entspricht dies der sog. Bezugsbemaßung.

"; 3. Steuerungsanordnung nach einem der vorher- Demgemäß wird eine solche Programmeingabe als Be-

^;:; gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugsmaßeingabe oder absolute Eingabe bezeichnet Die

:4 sie eine Umschakeinrichtung (2!) aufweist, durch die 45 eingegebenen Maßzahlen werden »Lage-SöHwerie« ge-

':■; das Steuer- und Rechenwerk (1) auf die Anzeige von nannt Die zu einer Lage, in der sich eine Achse in einem

U Lage-Istwerten oder anderen Werten mittels eines bestimmten Zeitpunkt befindet, gehörende Maßzahl ist

\\ der beiden Anzeigeeinrichtungen (7 bis 10) um- der »Lage-Istwert«.

schaltbar ist Beziehen sich alle Bezugsmaße einer Achse in einer ;;' 4. Steuerungsanordnung nach einem der vorher- 50 technischen Zeichnung auf nur einen Ursprung und biegehender. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß tet eine numerische Steuerung die Möglichkeit, den Urin dem Programmspeicher (3) lediglich Kettenmaß- sprung der gedachten Skalen beliebig festzulegen, so ; daten oder lediglich Lage-Sollwert-Daten speicher- können alle Bezugsmaße der Zeichnung zumindest ;■ bar sind. grundsätzlich als Lage-Sollwerte ins Programm eingei'..■: 55 setzt werden.

Da sowohl die Kettenmaßeingabe als auch die Be-

':■', zugsmaßeingabe je nach Umständen mehr Vorteile bietet, werden auch digitale Steuerungsanordnungen für

Die Erfindung betrifft eine numerische Steuerungsan- numerisch gesteuerte Werkzeug- und Bearbeitungsma-

ordnung für Werkzeug· oder Bearbeitungsmaschinen, eo schinen gebaut, die für beide Eingabearten geeignet

, _L mit einer Handeingabevorrichtung für Daten, insbeson- sind. Derartige Steuerungsanordnungen können entwe-

^!\ dere in Gestalt von Maßzahlen für Längen, wobei eine der mittels eines Schalters auf die jeweilige Eingabeart

Absoiutmaßeingabe, eine Kettenmaßeingabe und eine umgeschaltet werden, wobei dann je nach Schalterstel-

_t■[ Gemischtvermaßung erfolgen kann, einem mit der lung die eingegebenen Maßzahlen entweder als Ketten-

..:/ Handeingabevorrichtung zusammenwirkenden Steuer- 65 maße oder als Lage-Sollwerte verarbeitet werden oder

i; und Rechenwerk, einem Speicher, sowie mit wenigstens aber die Anordnung ist derart getroffen, daß durch im

einer Anzeigeeinrichtung für die auszugebenden Lage- Programm enthaltene Steuerbefehle die Eingabeart in

Sollwert-Daten. der Weise bestimmt wird, daß alle jeweils nachfolgen-