DE3234959A1 - Schaltung zum ueberwachen des funktionsablaufes von numerisch gesteuerten (nc) maschinen - Google Patents

Description

• SCHALTUNG ZUM ÜBERWACHEN DES FUNKTIONSABLAUFES VON NUMERISCH
• GESTEUERTEN (NC) MASCHINEN SCHALTUNG ZUM ÜBERWACHEN DES FUNKTIONSABLAUFES VON NUME-RISCH GESTEUERTEN (NC) MASCHINEN Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Überwachen des Funktionsablaufes von numerisch gesteuerten (NC) Maschinen, bei der Daten aus einem zentralen Leitrechner über einen Datenkanal ausgelesen und der NC-Steuerung einer der zu steuernden Maschine zugeführt werden.
• Die numerische Steuerung (NC-Betrieb) von Maschinen erfolgt nach dem Stand der Technik überwiegend über Steuerlochstreifen. Dieser Lochstreifenbetrieb hat zahlreiche Nachteile, so muß beispielsweise für jede Maschine ein Lochstreifen bereitgestellt werden, die Lochstreifenerzeugung ist zeitraubend und wegen Fehlstanzungen unzuverlässig, die Archivierung der Lochstreifen ist platz-und zeitraubend. Die Bereitstellung der Lochstreifen in der Werkstatt, die Überwachung des Lochstreifenverschleißes durch Abrieb, die ständige Sauberhaltung und Wartung der mechanischen Leser ist personal- und zeitaufwendig. Darüber hinaus begrenzt die geringe Lochstreifenlesegeschwindigkeit den Arbeitsvorschub und damit die Maschinenleistung.
• Es ist auch schon eine Schaltung der einleitend genannten Art bekannt geworden, bei dem keine Lochstreifen verwendet werden, vielmehr die Daten aus einem zentralen Leitrechner ausgelesen werden, an den zahlreiche Maschinen einer Fertigungsstraße oder mehrererFertigungsstraßen angeschlossen sind.
• Dieses System weist jedoch den Nachteil auf, daß bei einem Ausfall des Leitrechners alle an ihn angeschlossenen Maschinen still stehen. Es erübrigt sich ein Hinweis darauf, welch großer Schaden beim Stillstand einer größeren Fertigungsstraße entsteht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schaltung der einleitend genannten Art zu schaffen, bei der das Risiko von Produktionsausfällen möglichst vermieden ist, die in einfacher Weise eine Korrektur eines NC-Steuerprogramms ermöglicht, die in einfacher Weise die Erfassung von Betriebsdaten der gesteuerten Maschine gestattet und die einfach und sicher zu bedienen ist.
• Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in den Datenkanal eine CPU mit einem daran angeschlossenen Groß speicher mit Direktzugriff geschaltet ist, so daß die aus dem Leitrechner ausgelesenen Daten in dem Groß speicher zwischengespeichert werden, während der erste ausgelesene Datensatz direkt der NC-Steuerung zugeführt wird.
• Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann das NC-Steuerprogramm in sehr kurzer Zeit aus dem Leitrechner ausgelesen und in dem Groß speicher der Schaltung zwischengespeichert werden. Nach dem Auslesen aus dem Leitrechner ist die Maschine somit von der Funktion des Leitrechners unabhängig. Bei Ausfall des Leitrechners kann sie somit weiter arbeiten bis die Daten aus dem Groß speicher verarbeitet sind. Die Gefahr von Produktionsausfällen infolge eines Ausfalls des Leitrechners ist somit minimal. Darüber hinaus besteht über die CPU die Elöglich- keit, in den BetrieDsablauf - etwa im Sinne einer Prograrnmänderung - steuernd einzugreifen und den Betriebszustand der Maschine zu überwachen und statistisch zu erfassen.
• Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist für die Eingabe von Kennzahlen für die Auswahl der auszuführenden NC-Programme ein Dateneingabeterminal an die CPU angeschlossen.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Anpassung der Daten und Steuerbefehle zwischen der CPU und der NC-Steuerung der Maschine ein Interface geschaltet, durch das die von der CPU gelieferten Daten mit den Eingängen der NC-Steuerung kompatibel gemacht werden.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an die CPU eine mit der NC-Maschine verbundene Schaltung zur Ermittlung der Betriebsdaten (z.B. Stillstandszeiten, Vorschubgeschwindigkeiten und dergleichen) der NC-Maschine angeschlossen. Die Maschinendaten werden dabei pro Maschine erfaßt gesammelt. Für die Datenerfassung können folgende Daten bzw. Zustände vorgesehen sein: 1. Maschinennummer 2. Programmnummer 3. Zeitpunkt Programmabruf/Programm-Ende 4. Zeiten über Maschinenstillstand/Maschinenbewegung 5. Zeiten über Maschinenstörungen 6. Zeiten über Bewegung mit Vorschubvariationen durch Mas chinenführer 7. Zeiten mit Spezifikationen, d.h. mit Angabe des Grundes des Stillstandes.
• Die Zeiten über Programm-Anfang/-Ende werden automatisch aus dem Programmabruf abgeleitet. Die Zeiten über Bewe- gung/Stillstand werden automatisch aus logischen Signalen erfaßt, die aus der NC-Steuerung über das Interface an das Maschinendatenerfassungssystem geliefert werden.
• Die Zeiten über Vorschubvariationen werden automatisch bei Betätigung des Vorschubvariometers erfaßt und im Maschinendatenerfassungsystem ausgewertet. Die Spezifikationen der Stillstandszeiten müssen durch manuelle Eingabe vom Maschinenführer erfolgen. Die Maschinendaten werden pro Maschine gesammelt. Die Datensammlung kann für jedes einzelne Programm erfolgen oder für eine bestimmte Zeitdauer über alle Programme summiert. Dies kann wahlweise je Maschine erfolgen.
• Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die CPU einen Addierer zum Aufaddieren der Betriebsdaten. Die gesammelten Daten werden in der CPU in einer Vorratsdatei gespeichert und von dort über eine Standardauswertung in das Maschinendatenerfassungs-Archiv übertragen.
• Die Auswertung der Maschinendaten kann über verschiedene Parameter gesteuert werden: - Auswahl einer bestimmten Maschine oder einer Maschinengruppe, - Auswahl einer bestimmten Programm-Identifikationsnummer, - Auswahl eines bestimmten Auswerte-Zeitraumes auf Tagesbasis, - Auswahl der Auswertedaten (übersicht, Stillstand, Vorschubvariation), - Auswahl der Summenbildung.
• Anstelle oder zusätzlich zu der Möglichkeit Programmabrufnummern über ein Dateneingabeterminal einzugeben, kann auch nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Barcodeleser zu demselben Zweck an die CPU angeschlossen sein. Der Barcodeleser weist den Vorteil auf, daß die durch ihn eingegebenen Daten -etwa Programmabrufkennzahl, Name des Maschinenführers oder dergleichen - mit Sicherheit fehlerfrei sind.
• Um einen sogenannten Dialog zwischen der Maschine und dem Maschinenführer zu ermöglichen, beispielsweise dem Maschinenführer anzuzeigen, welche Programmschritte durchgeführt werden sowie diesen über die Betriebszustände der Maschine zu unterrichten, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Sichtgerät an die CPU angeschlossen.
• Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der zentrale Leitrechner Magnetplatten zur Speicherung der NC-Steuerdaten enthält, um in der "Bibliothek" des Leitrechners eine möglichst große Speicherkapazität zu schaffen. Dies ist erforderlich, da größenordnungsmäßig etwa 100 Schaltungen der erfindungsgemäßen Art (100 und mehr NC-Maschinen) an einen Leitrechner angeschlossen werden können und von diesem versorgt werden müssen. Demgegenüber wird als Großspeicher mit Direktzugriff vorteilhafterweise ein Magnetblasenspeicher oder ein Refreschspeicher verwendet, der seinen Speicherinhalt solange beibehält, bis die entsprechende Speicherzelle mit einem neuen Datenwert überschrieben wird.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur in einem Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dadurch ist das Terminal zur dezentralen Versorgung geeignet.
• In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Leitrechner bezeichnet, an den etwa 100 Maschinen oder mehr angeschlossen sind, die von diesem Programme für ihre NC-Steuerung erhalten. Der Leitrechner 1 ist über ein Interface 2 mit einer CPU (zentrale Rechnereinheit) verbunden. An die CPU 4 ist ein Eingabeterminal 6 angeschlossen. Über das Eingabeterminal 6 kann beispielsweise eine Programmidentifikationsnummer eingegeben werden, worauf die CPU aus dem Leitrechner 1 das entsprechende Programm abruft. Die abgerufenenProgrammdaten werden in dem Interface 2 mit der CPU 4 kompatibel gemacht, bevor sie an die CPU gelangen. Desweiteren ist an die CPU ein Großspeicher 5 angeschlossen. Wenn der erste Datensatz aus dem Leitrechner 1 über das Interface 2 ausgelesen wird, wird dieser über die CPU 4 sowie ein weiteres Interface 7 direkt, d.h unter Echtzeit, der NC-Steuerung zugeführt. Der zweite Datensatz des Programmes wird, gesteuert durch die CPU 4, in den Groß speicher 5 eingelesen. Ebenso die weiteren folgenden Datensätze des NC-Steuerprogramms. Auf diese Weise ist gesichert, daß einerseits sofort nach Abruf des NC-Steuerprogramms die Maschine den Arbeitsprozeß beginnen kann und daß andererseits nach der relativ kurzen Zeit des Auslesens die NC-Maschine unabhängig vom zentralen Leitrechner 1 wird, d.h. die Gefahr von durch den Leitrechner bedingte Betriebsstörungen vermieden ist. Für die Eingabe von Daten in die CPU, beispielsweise für die Eingabe einer Programmkennziffer ist ein Terminal 6 an die CPU angeschlossen. Die Dateneingabe kann auch über einen an die CPU angeschlossenen Barcodeeser 9 erfolgen. Über ein an die CPU angeschlossenes Sichtgerät 10 kann der Maschinenführer auf Abruf sämtliche wichtigen Daten der Maschine erfahren, wie beispielsweise den momentan durchgeführten Programmabschnitt oder Maschineneinstellungen.
• über eine Schaltung zur Erfassung von Betriebsdaten der Maschine, die mit der NC-Maschine in Verbindung steht, werden an die CPU 4 alle erforderlichen Betriebsdaten gemeldet, wie beispielsweise Stillstand der Maschine oder dergleichen. Die Werte werden in der CPU in Addierern aufsummiert, um eine Statistik zu erhalten.

Claims (9)

1. Patentansprüche Schaltung zum überwachen des Funktionsablaufes von numerisch gesteuerten (NC) Maschinen, bei der Daten aus einem zentralen Leitrechner (1) über einen Datenkanal ausgelesen und der NC-Steuerung (3) einer der zu steuernden Maschinen zugeführt werden, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß in den Datenkanal eine CPU (4) (zentrale Rechnereinheit) mit einem daran angeschlossenen Großspeicher (5) mit Direktzugriff geschaltet ist, so daß die aus dem Leitrechner (1) ausgelesenen Daten in den Großspeicher (5) zwischengespeichert werden, während der erste ausgelesene Datensatz direkt der NC-Steuerung (3) zugeführt wird.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die CPU (4) ein Dateneingabeterminal (6) angeschlossen ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die CPU (4) und die NC-Steuerung (3) ein Interface (7) geschaltet ist.
4. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die CPU (4) eine Schaltung (8) zur Ermittlung der Betriebsdaten (z.B. Stillstandszeiten} der NC-Mtlschìne angeschlossen ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die CPU (4) Addierer zum Aufaddieren der Betriebsdaten enthält.
6. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die CPU (4) ein Barcodeleser (9) angeschlossen ist.
7. 7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die CPU (4) ein Sichtgerät (10) angeschlossen ist.
8. 8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Leitrechner (1) Magnetplatten zur Speicherung der NC-Steuerdaten enthält.
9. 9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch tekennzeichnet, daß der Großspeicher (5) ein Magnetblasenspeicher oder ein Refreschspeicher ist.