DE2927254A1 - NUMERICAL COMPUTER CONTROL FOR MACHINE TOOLS - Google Patents
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 3 1 O 5 BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 79 P 3 1 O 5 BRD
Numerische Rechnersteuerung für WerkzeugmaschinenNumerical computer control for machine tools
Die Erfindung bezieht sich auf eine numerische Rechnersteuerung (CNC-Steuerung) für Werkzeugmaschinen, bei der der Rechnersteuerung ein Anpaßteil mit frei programmierbarer Steuerung für von und zu der Maschine übertragende Daten zugeordnet ist und eine Bedientafel mit Eingabe- und Anzeigeelementen zur Eingabe von Daten in die Steuerung und zur Anzeige von Daten aus der Steuerung vorgesehen ist. The invention relates to a computer numerical control (CNC control) for machine tools, in which the computer control has an adapter with freely programmable Control is assigned for data transmitted to and from the machine and an operator panel with input and display elements are provided for entering data into the controller and for displaying data from the controller.
Numerische Rechnersteuerungen dieser Art, die mit Mikroprozessoren arbeiten, sind bekannt (vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 1977, Heft 8, Seiten 586-592).Numerical computer controls of this type made with microprocessors work are known (see e.g. Siemens-Zeitschrift 1977, issue 8, pages 586-592).
Der Steuerung ist eine an die Steuerung angebaute oder externe Bedientafel zugeordnet, auf der eine Reihe von Eingaben- und Anzeigeelementen vorgesehen sind, mit denen ganz bestimmte Funktionen und Abläufe in der numerischen Steuerung angesprochen bzw. angezeigt werdenThe control is an or is attached to the control assigned external control panel on which a number of Input and display elements are provided with which very specific functions and processes in the numerical Control system addressed or displayed
Ch 2 Sie / 22.06.1979Ch 2 you / 06/22/1979
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können. Bei der bekannten Steuerung läuft dabei der Datenverkehr von der Bedientafel über den zentralen Datenbus des Systems zur Zentraleinheit, dem eigentlichen Kern der numerischen Rechnersteuerung.can. With the known control, the data traffic runs from the operator panel to the central one Data bus from the system to the central unit, the actual core of the numerical computer control.
Es wird nun in zunehmendem Maße,- größere Freiheit in der Gestaltung der Bedientafel verlangt, d.h. mit ganz bestimmten Eingabeelementen sollen ganz bestimmte Funktionen oder ganze Funktionsabläufe angesprochen werden, wobei die Bedürfnisse und Anforderungen je nach Maschine und Typ sehr unterschiedlich sein können.It is now increasingly, - greater freedom in the Design of the operator panel is required, i.e. very specific functions should be used with very specific input elements or entire functional processes are addressed, with the needs and requirements depending on the machine and type can be very different.
Läßt man eine derartige Variation zu, so bedeutet dies, daß in das Programm der Rechnersteuerung entsprechend eingegriffen werden muß. Dies ist relativ aufwendig und kann u.U. zu Störungen im Gesamtbetriebssystem der Steue rung führen. Eine andere Möglichkeit wäre die, zwischen der eigentlichen Rechnersteuerung und der Bedientafel eine Datenaufbereitung mit einem Mikroprozessor oder dergleichen vorzunehmen. Auch diese Lösung bereitet hinsichtlich der Programmierung Schwierigkeiten, außerdem ist man hinsichtlich Sonderfunktionen relativ beschränkt .If such a variation is allowed, this means that the program of the computer control must be carried out accordingly action must be taken. This is relatively time-consuming and can, under certain circumstances, lead to malfunctions in the overall operating system of the control system lead. Another possibility would be between the actual computer control and the operator panel to prepare data with a microprocessor or the like. This solution also prepares Difficulties in programming, and you are relatively limited in terms of special functions .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anordnung der eingangs genannten Art auf relativ einfache Weise so zu gestalten, daß man im Aufbau der Bedientafel weitgehend flexibel sein kann, ohne in die eigentliche Rechnersteuerung einzugreifen.The object of the present invention is to provide the arrangement of the type mentioned in a relatively easy to design so that you can be largely flexible in the structure of the control panel without going into the actual computer control to intervene.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Datenverkehr zwischen Bedientafel und Rechnersteuerung über die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil abgewickelt ist und durch diese Steuerung Jeweils der funktioneile Zusammenhang zwischen Eingabe- und An-According to the invention, this object is achieved in that the data traffic between the operator panel and the computer control is handled by the freely programmable control in the adapter and by this control in each case the functional relationship between input and input
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Zeigeelementen an der Bedientafel und zu realisierenden Funktionen in der Rechnersteuerung festgelegt ist.Indicating elements on the operator panel and the functions to be implemented in the computer control are defined.
Auf diese Weise kann jeder beliebige Zusammenhang ohne Eingriff in die eigentliche Rechnersteuerung vorgenommen werden, ein steuerungsseitiger Mehraufwand ist damit nicht verbunden, da die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil an sich schon vorhanden ist. Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:In this way, any connection can be made without interfering with the actual computer control This does not involve any additional effort on the control side, as the freely programmable control is already present in the adapting part. The invention will be explained in more detail with the aid of a drawing; show it:
Figur 1 den Datenfluß bei einer bekannten numerischen-Steuerung, Figure 1 shows the data flow in a known numerical control,
Figur 2 das Prinzip des Datenflusses bei der erfindungsgemäßen Lösung,Figure 2 shows the principle of the data flow in the inventive Solution,
Figur 3 die Anordnung nach Figur 2 mit einigen zusätzlichen Details,FIG. 3 shows the arrangement according to FIG. 2 with some additional ones Details,
Figur 4 einen beispielsweisen Zusammenhang zwischen Eingabe- und Anzeigeelementen an der Bedientafel und zu realisierenden F\mktionen in der Steuerung undFIG. 4 shows an exemplary relationship between input and display elements on the control panel and the functions to be implemented in the control system and
Figuren 5 und 6 Einzelheiten des Datenflusses zwischen Bedientafel und Steuerung.Figures 5 and 6 details the flow of data between Control panel and control.
Figur 1 zeigt schematisch den Datenfluß bei einer bekannten numerischen Rechnersteuerung. Von der Eingabe in Form einer Bedientafel 5, eines Rechneranschlusses (DNC) 6 oder eines Lochstreifenlesers 7 gelangen die Daten in eine numerische Steuerung 1, die mit einem Mikroprozessor aufgebaut ist. (Vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 1977, S. 586-592). Die Daten werden in der numerischen Steuerung 1 aufbereitet. Durch Ausgabe entsprechender Sollwerte an die Vorschubantriebe der Maschine 3 und Verarbeitung der zugehörigen Istwerte werden Weg- und Drehzahl geregelt. Die übrigen Daten, wie z.B. Störungsmeidungen oder Maschinenfunktionen F^, Fp - die maschi-Figure 1 shows schematically the data flow in a known one numerical computer control. From typing in The data arrive in the form of a control panel 5, a computer connection (DNC) 6 or a punched tape reader 7 in a numerical control 1 that works with a microprocessor is constructed. (See e.g. Siemens-Zeitschrift 1977, pp. 586-592). The data is in the numeric Control 1 processed. By outputting corresponding setpoints to the feed drives of the machine 3 and Processing of the associated actual values, the path and speed are controlled. The other data, such as fault avoidance or machine functions F ^, Fp - the machine
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nenspezifisch ganz unterschiedlich sein können - gehen über ein sogenanntes Anpaßteil 2 an die Maschine 3 bzw. werden von dort zurückgemeldet. Ist das Anpaßteil als freiprogrammierbare Steuerung aufgebaut (vgl. z.B. Siemens-Zeitschrift 48, 1974, Beiheft "Integrierte Bausteinsysteme SIMATIC" S. 43-46 oder Siemens-Zeitschrift 1973, Beiheft "Steuerungen und Antriebe zur Automatisierung der Werkzeugmaschine" S. 56-61 oder Siemens-Zeitschrift 1975, S. 354-363), so ist mit einer derartigen Anordnung eine Vielzahl von Steuerungsabläufen Je nach den Eingangsbedingungen - realisierbar.can be very different depending on the individual - go Via a so-called adapter 2 to the machine 3 or are reported back from there. Is the adapter as a Freely programmable control set up (see e.g. Siemens-Zeitschrift 48, 1974, supplement "Integrated building block systems SIMATIC "p. 43-46 or Siemens-Zeitschrift 1973, supplement" controls and drives for automation of the machine tool "p. 56-61 or Siemens-Zeitschrift 1975, p. 354-363), it is with such a Arrangement of a large number of control sequences Depending on the input conditions - realizable.
An der Bedienungstafel 5 sind Eingabe- und Anzeigeelemente, wie Schalter, Tasten, Lampen usw., die mit S1, S2 usw. bezeichnet sind, schematisch angedeutet. Diesen Elementen sind in der Steuerung ganz bestimmte Abläufe bzw. Funktionen F1, F2 usw. zugeordnet, z.B. bestimmt die Stellung von S1 die Funktion von F1 - Vorschubhalt, S2 die Funktion F2, z.B. ein Unterprogramm, S3 ist eine Anzeige für den ordnungsgemäßen Zustand der Steuerung, d.h. eine Anzeige für den Zustand bzw. die Funktion F3 der Steuerung usw.On the control panel 5 are input and display elements, such as switches, buttons, lamps, etc., which are marked with S1, S2 etc. are indicated, indicated schematically. These elements are very specific processes in the control or functions F1, F2 etc., e.g. the position of S1 determines the function of F1 - feed stop, S2 the function F2, e.g. a subroutine, S3 is a display for the correct status of the control, i.e. a display for the status or function F3 of the controller, etc.
Es ist nun vorteilhaft, wenn die Verknüpfung zwischen den Elementen S1, S2, S3 usw. und den zugehörigen Funktionen oder Abläufen F1, FZ, F3 usw. in der Steuerung je nach den maschinenbedingten Erfordernissen oder Wünschen des Kunden leicht zu ändern ist.It is now advantageous if the link between the elements S1, S2, S3 etc. and the associated functions or processes F1, FZ, F3 etc. in the control can be easily changed depending on the machine-related requirements or wishes of the customer.
Hierzu wird das Konzept nach Figur 1 so abgeändert, daß der Datenverkehr zwischen Bedientafel 5 und numerischer Rechnersteuerung 1 über die freiprogrammierbare Steuerung des Anpassungsteils 2 läuft. Hier werden die Daten so aufbereitet und umgeschlüsselt, daß von der numerischen Steuerung 1 aus gesehen sich nichts ändert,For this purpose, the concept of Figure 1 is modified so that the data traffic between control panel 5 and numeric Computer control 1 runs via the freely programmable control of the adaptation part 2. Here is the data processed and recoded in such a way that nothing changes when viewed from the numerical control 1,
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wenn an der Bedientafel andere Belegungen vorgenommen werden. War z.B. in der Standardsteuerung ST (vgl.Fig.4) durch das Element S1 die Funktion F1 und mit S2 die Funktion F2 einstellbar und soll z.B. in einer Version V1 dies umgedreht werden, d.h. S2 bestimmt F1 und S1 bestimmt F2, so wird dies dadurch erreicht, daß die freiprogrammierbare Steuerung 2 diese Daten für die numerische Rechnersteuerung umtauscht. Mit anderen Worten, die freiprogrammierbare Steuerung im Anpaßteil 3 bestimmt die Verknüpfung zwischen den Eingabe- und Anzeigeelementen S und der realisierten Funktion F in der Steuerung. Es kann gleichzeitig auch eine ganze Reihe von Funktionen F bei Betätigung eines Elementes angestoßen werden (vgl. z.B. Version V2 in Figur 4). Ferner ist es möglich, Programmabläufe F„ zu realisieren, die in den Standardsteuerungen nicht serienmäßig vorgesehen sind.if other assignments have been made on the control panel will. Was e.g. in the standard control ST (see Fig. 4) Function F1 can be set with element S1 and function F2 can be set with S2 and should e.g. in a version V1 this can be reversed, i.e. S2 determines F1 and S1 determines F2, this is achieved in that the programmable controller 2 these data for the numerical computer control exchanged. In other words, the freely programmable control in the adapter 3 determines the link between the input and display elements S and the implemented function F in the Steering. A whole series of functions F can be triggered at the same time when an element is actuated (see e.g. Version V2 in Figure 4). Further it is possible to implement program sequences F "which are not provided as standard in the standard controls are.
Figur 3 zeigt weitere Einzelheiten des Datenverkehrs zwischen Bedienungstafel 5 und dem Rest der Steuerung.Figure 3 shows further details of the data traffic between control panel 5 and the rest of the controller.
Wie ersichtlich, ist die Bedienungstafel 5 modular aufgebaut, d.h. an eine Bedienungstafel - Zentralstation 51 mit der Anzeige 55 - sind drei oder mehr Stationen 53 über einen interren Datenbus 52 anschließbar. Die Bedientafelzentralstation 51 verkehrt ihrerseits über einen Sender/Empfänger 54 und einem Sender/Empfängerbus 4 mit einem Sender/Empfänger 11 in der Rechnersteuerung 1. Wie angedeutet, können dabei eine Reihe von Bedientafeln 5 an den gleichen Bus 4 angeschlossen werden. Vom Sender/ Empfänger 11 gelangen die Daten Über eine Anpaßschnittstelle A2 in die freiprogrammierbare Steuerung des Anpaßteils 2, werden hier aufbereitet und gehen über eine Schnittstelle A4 an die Rechnersteuerung 1. Von hier aus gelangen die Daten nach Bearbeitung entweder an die Maschine 3 oder über eine Schnittstelle A 5 zurück an den Anpaßteil 2.As can be seen, the control panel 5 has a modular structure, i.e. on an operator panel - central station 51 with display 55 - are three or more stations 53 Can be connected via an internal data bus 52. The control panel central station 51 in turn communicates with it via a transmitter / receiver 54 and a transmitter / receiver bus 4 a transmitter / receiver 11 in the computer control 1. As indicated, a number of control panels 5 can be connected to the same bus 4. From the sender / Receiver 11 receives the data via an adapter interface A2 in the freely programmable control of the adapter 2, are processed here and are sent to computer control 1 via an A4 interface. From here after processing, the data are sent back either to machine 3 or via an interface A 5 the adaptation part 2.
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Auch der Datenverkehr von der numerischen Rechnersteuerung 1 zur Bedientafel 5 wird über den Anpaßteil 2 und die Schnittstelle A3 geführt und dort aufbereitet.The data traffic from the numerical computer control 1 to the control panel 5 is via the adapter 2 and the interface A3 led and processed there.
Figur 5 zeigt den Anschluß der Bedientafel 5 an die Steuerung. Die von der Steuerung 1 über den Anpaßteil 2 auf den internen Datenbus 74 gelieferten Worte wurden im Speicher 72 zwischengespeichert und bei Freigabe über den Sender 112 des Senders/Empfängers 11 und den bidirektionalen Bus 4 zum Empfänger des Senders/Empfängers in der Bedientafel 5 geführt. Zur Steuerung dieser Vorgänge ist steuerungsseitig eine Steuerlogik 73 vorgesehen, die von den an den Adreßbus 75 angeschlossenen Adreßdecoder 71 wirksam gemacht wird. Vom Empfänger des Senders/Empfängers 54 in der Bedientafel gelangen die Worte entweder über den Speicher 63 auf den internen Adreßbus 61, zur internen Datenbusausgabe 64 oder zur Anzeige 55. Zur Steuerung der Abläufe und des Sender/ Empfängers 54 ist-eine Steuerlogik 6 vorgesehen. Die in der Bedientafel 5 erzeugten Daten laufen von der Datenbuseingabe 62, dem Sender im Sender/Empfänger 54, dem Bus 4 und dem Empfänger 111 zum internen Datenbus 74 der numerischen Rechnersteuerung 1.Figure 5 shows the connection of the control panel 5 to the controller. The from the controller 1 via the adapter 2 Words delivered to the internal data bus 74 were temporarily stored in the memory 72 and, when enabled, via the transmitter 112 of the transceiver 11 and the bidirectional Bus 4 led to the receiver of the sender / receiver in control panel 5. To control these processes a control logic 73 is provided on the control side, which is connected to the address bus 75 by the Address decoder 71 is made effective. From the receiver of the transmitter / receiver 54 in the control panel, the Words either via the memory 63 to the internal address bus 61, to the internal data bus output 64 or to the Display 55. A control logic 6 is provided to control the processes and the transmitter / receiver 54. the Data generated in the control panel 5 run from the data bus input 62, the transmitter in the transmitter / receiver 54, the bus 4 and the receiver 111 to the internal data bus 74 of the numerical computer control 1.
Figur 6 zeigt die Paritätsprüfung in der Bedientafel Im Sender/Empfänger 54 ist ein 9Bit Paritätsdecoder vorgesehen, der die übertragenen Worte auf z.B. geradzahlige Parität überprüft. Stellt diese Einrichtung einen Paritätsfehler fest, so wird ein Paritätskurzzeitspeicher 65 bis zur nächsten Übertragung zur Steuerung gesetzt. Das Ausgangssignal dieses Speichers 65 wird dem Encoder 544 zugeführt. Der Encoder 544 arbeitet im Normalfall so, daß die bei der Abfrage der Bedientafel gelieferten Werte jeweils so ergänzt werden, daß sich die erforderliche Parität ergibt. DurchFIG. 6 shows the parity check in the control panel. A 9-bit parity decoder is located in the transmitter / receiver 54 which checks the transmitted words for e.g. even-numbered parity. Provides this facility If a parity error is found, a parity short-term memory 65 is used until the next transmission to the controller set. The output of this memory 65 is fed to the encoder 544. The encoder 544 normally works in such a way that when the The values supplied to the operator panel must be supplemented in such a way that the required parity is obtained. By
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das Ausgangssignal des Speichers 65 wird nun die Parität gestört, z.B» dadurch, daß auf eine andere Parität, z.B. von gerade auf ungerade umgeschaltet wird. Der Empfänger 111 in der Steuerung, in der ebenfalls eine Paritätsprüfung vorgenommen wird, erkennt den Paritätsfehler und gibt eine Störmeldung aus. Um erkennen zu können, ob der Fehler auf dem Weg von der Steuerung zu Bedientafel oder auf dem Rückweg geschehen ist, ist ferner in der Bedientafel noch ein weiterer Speicherthe output signal of the memory 65 is now the parity disturbed, e.g. »by switching to a different parity, e.g. switching from even to odd. The receiver 111 in the controller, in the likewise a parity check is carried out, recognizes the parity error and issues an error message. To recognize to be able to determine whether the error occurred on the way from the controller to the operator panel or on the way back, there is also another memory in the control panel
1G 66 vorgesehen, der ebenfalls bei einem Paritätsfehler gesetzt wird. Dieser Speicher 66 kann dann von der Steuerung her abgefragt werden; ist er gesetzt, so muß der Fehler bei der Übertragung von der Steuerung zur Bedientafel geschehen sein.1G 66 is provided, which also occurs in the event of a parity error is set. This memory 66 can then be queried by the controller; if it is set, it must Error in the transfer from the controller to the operator panel may have occurred.
Der Speicher 66 hat weiterhin die Aufgabe, bei Sendungen zur Bedientafel eine blockweise Paritätskontrolle zu ermöglichen, indem jeweils nur einmal nach einer frei wählbaren Anzahl von Worten der Speicher 66 abgefragt wird. Dadurch wird die Paritätsüberwachung wesentlich vereinfacht, ohne daß Paritätsfehler unerkannt bleiben.The memory 66 still has the task of broadcasting to enable a block-wise parity check for the control panel by only one free after each selectable number of words of the memory 66 queried will. This considerably simplifies parity monitoring without parity errors remaining undetected.
Der Speicher 66 kann ebenfalls zur Funktionsüberwachung der Bedientafel verwendet werden. Hierbei wird der Speicher 66 durch absichtliches Senden einer falschen Parität gesetzt und auf diesen Zustand abgefragt. Dadurch werden ca. 8096 der Bedientafelfehlfunktionen geprüft. The memory 66 can also be used to monitor the function of the control panel. Here the Memory 66 set by deliberately sending an incorrect parity and queried for this state. Through this 8096 of the operator panel malfunctions are checked.
Bei ausgeschalteter Bedientafel oder defektem Bedientafelsender oder offener Kabelverbindung wird die Steuerung ebenfalls durch Paritätsfehler alarmiert. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, daß ein in der Steuerung verwendeter Differenzempfänger bei offener oder nicht angesteuerten Leitungen n\r L-Signale (in diesem Falle acht L-Signale) ausgibt. Das entspricht einer geraden Parität, während bei ungestörtem BetriebWhen the control panel is switched off or the control panel transmitter is defective or an open cable connection, the control is also alerted by parity errors. this can be implemented, for example, by using a differential receiver in the control with an open or lines not activated n \ r L signals (in in this case eight L signals). Corresponding an even parity, while with normal operation
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eine ungerade Parität erwartet wird.an odd parity is expected.
Zusätzlich wird beim Einschalten und Wiedereinschalten der Bedientafel der Paritätskurzzeitspeicher 65 und der Langzeitspeicher 66 zwangsweise in Fehlerstellung gebracht. Hierdurch erhält die Steuerung zusätzliche Informationen.In addition, when the control panel is switched on and switched on again, the short-term parity memory 65 and the long-term memory 66 forcibly placed in an error position. This gives the controller additional Information.
5 Patentansprüche5 claims
6 Figuren6 figures
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Claims (5)
303. Computer control according to claim 1 and 2, characterized in that a number of arbitrarily equipped control panel modules (53) are connected via an internal data bus (52) to a control panel central station (51) of an operator panel (5) connected to the computer control.
30th
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| GB2054203A (en) | 1981-02-11 |
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| DE2927254C2 (en) | 1982-07-08 |
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