DE3402706A1

DE3402706A1 - Device for controlling machine tools

Info

Publication number: DE3402706A1
Application number: DE19843402706
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Koller (FH), 8501 Eckental; Josef Dipl.-Ing. Röhrle (FH), 8521 Heßdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1985-08-01

Abstract

In a device for controlling machine tools (W), several numeric controllers (NC1, NC2, RC) are provided in addition to an interface controller (PC). The interaction of all controllers (NC1, NC2, RC, PC) with a common random-access memory (S2) is directed via a coordinating controller, a coordinator (K). Using a control circuit (B), bus conflicts of the controllers (NC1, NC2, RC, PC, K) during the access to the memory (S2) are prevented via switching stages (SCH1, SCH2, SCH3, SCH4, SCH5). <IMAGE>

Description

Einrichtung zur Steuerung von WerkzeugmaschinenDevice for controlling machine tools

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung von Werkzeugmaschinen und Robotern, wobei die Einrichtung mindestens eine numerische Steuerung und gegebenenfalls eine Anpaßsteuerung aufweist und wobei für alle Steuerungen ein gemeinsamer Schreib-Lese-Speicher vorgesehen ist.The invention relates to a device for controlling Machine tools and robots, with the facility at least one numerical Has control and possibly an adaptation control and wherein for all controls a common read-write memory is provided.

Zur Steuerung von Werkzeugmaschinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, für jeden Anwendungsfall stets wiederkehrende Funktionen einer numerischen Steuerung zuzuordnen und anwendungsspezifische Funktionen einer Anpaßsteuerung zuzuweisen. Zum Zusammenwirken der Steuerungen ist es vorteilhaft, einen gemeinsamen Schreib-Lese-Speicher zu verwenden (DE-Anmeldung P 33 26 042.7).For the control of machine tools it has proven to be useful always recurring functions of a numerical control for every application to assign and to assign application-specific functions to an adaptation control. To enable the controls to work together, it is advantageous to have a shared read / write memory to be used (DE registration P 33 26 042.7).

Wenn dabei jedoch eine größere Anzahl von Steuerungen im Datenaustausch mit dem gemeinsamen Schreib-Lese-Speicher steht, bedeutet dies, da jeweils nur eine Steuerung aktiv sein kann, daß während deren Aktivitätsphase alle anderen Steuerungen inaktiv sein müssen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Gesamteinrichtung herabgesetzt wird.If, however, there is a larger number of controllers in the data exchange with the shared read / write memory, this means that there is only one Control can be active that all other controls during their activity phase must be inactive, which reduces the efficiency of the overall facility will.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein möglichst reibungsloser Datenverkehr innerhalb der aus Standardsteuerungen bestehenden Gesamteinrichtung gewährleistet ist.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning Art to be trained in such a way that the smoothest possible data traffic within the Standard controls existing overall facility is guaranteed.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Koordinierung der Steuerungen als Leitsteuerung ein Koordinator vorgesehen ist und daß zwischen jeder Steuerung und dem gemeinsamen Schreib-Lese-Speicher jeweils eine Schaltstufe angeordnet ist, von denen stets jeweils nur eine über eine Steuerschaltung mit dem Schreib-Lese-Speicher verbindbar ist.According to the invention, this object is achieved in that for coordination the controls as a master control is provided a coordinator and that between each controller and the shared read / write memory has a switching stage is arranged, of which only one via a control circuit with the Read / write memory is connectable.

Die Schaltstufen, die zur Vermeidung von möglichen Buskonflikten dienen, können dabei auch eine Anpassung des Datenflusses von unterschiedlich aufgebauten Steuerungen vornehmen.The switching stages, which are used to avoid possible bus conflicts, can also adapt the data flow of differently structured Make controls.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dab die Steuerschaltung baulich dem Koordinator zugeordnet ist. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß stets ein Koordinator vorgesehen ist, jedoch die Anzahl der übrigen numerischen Steuerungen je nach Anwendungsfall verschieden sein kann.A first advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the control circuit is structurally assigned to the coordinator. The Assumed knowledge that a coordinator is always provided, but the number the other numerical controls can be different depending on the application.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindung mit dem Schreib-Lese-Speicher jeweils auf Anforderung einer Steuerung veranlaßbar ist. Ein solches Anforderungsprinzip, das auch eine Quittungsmeldung beinhalten kann, ist hinsichtlich der Verarbeitungsgeschwindigkeit einem prinzipiell möglichen zyklischen Prinzip überlegen.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that that each connection with the read-write memory is at the request of one Control can be initiated. Such a requirement principle, which is also an acknowledgment message can contain is a principle with regard to the processing speed superior to possible cyclical principle.

Dabei erweist es sich als vorteilhaft, daß bei gleichzeitiger Anforderung mindestens zweier Steuerungen nach einer vorgegebenen Reihenfolge die Steuerungen mit dem Schreib-Lese-Speicher verbindbar sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß wichtige, einer der Steuerungen zugeordnete Funktionen bevorrechtigt bedient werden.It proves to be advantageous that with simultaneous request at least two controls according to a predetermined sequence the controls can be connected to the read / write memory. This ensures that that important functions assigned to one of the controls are given priority will.

Jeder anfordernden Steuerung, die nicht sofort mit dem Schreib-Lese-Speicher verbunden wird, kann zunächst ein Wartesignal zugeführt werden, wodurch diese Steuerung über den vorliegenden Konfliktfall informiert ist.Any requesting controller that does not immediately use the read / write memory is connected, a waiting signal can first be supplied, whereby this control is informed about the present conflict.

Jeder Steuerung kann ein spezifischer Speicher-Bereich des Schreib-Lese-Speichers zugeordnet sein und allen Steuerungen kann ferner mindestens ein gemeinsamer Speicher-Bereich des Schreib-Lese-Speichers zugeordnet sein. Beide Maßnahmen führen zu einer übersichtlichen Datenstruktur des Schreib-Lese-Speichers. Dadurch, daß dem Koordinator Zugriff zum gesamten Speicherbereich des Schreib-Lese-Speichers gegeben ist, kann von diesem ein beliebiger Datentransfer zwischen allen Steuerungen ermöglicht werden.Each controller can have a specific memory area of the read / write memory be assigned and all controls can also have at least one common memory area of the read / write memory. Both measures lead to a clear Data structure of the read / write memory. By giving the coordinator access to the entire memory area of the read-write memory is given, can from this Any data transfer between all controllers can be made possible.

In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn auf die einzelnen Steuerungen zu verteilende Daten von Bediengeräten dem Koordinator zuführbar sind, bzw.In this context, it proves to be advantageous if on the Data to be distributed to individual controls from operating devices can be fed to the coordinator are, or

wenn über Anzeigegeräte auszugebende Daten der einzelnen Steuerungen den Anzeigegeräten über den Koordinator zuführbar sind. Damit kann die Gesamteinrichtung schnell und einfach mit zentralen Anzeige- und Bediengeräten betrieben werden. An die Stelle der Bediengeräte können gegebenenfalls auch übergeordnete Leitsysteme treten.if data of the individual controls are to be output via display devices can be fed to the display devices via the coordinator. This means that the entire facility can be operated quickly and easily with central display and operating devices. At If necessary, higher-level control systems can also take the place of the operating devices step.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Die Darstellung zeigt schematisiert als Werkzeugmaschine W eine doppelschlittige Drehmaschine. Dabei sind nur das Spannfutter SF, eine Hilfsachse H sowie die beiden Schlitten SN1 und SN2 angedeutet. Die Bewegungsrichtungen dieser Elemente sind jeweils durch Doppelpfeile symbolisiert. Zum Beladen der Werkzeugmaschine W ist ein Roboter R vorgesehen. Die Steuerung der Werkzeugmaschine W und des Roboters R erfolgt über zwei numerische Steuerungen NC1 und NC2, eine Robotersteuerung RC, eine Anpaßsteuerung PC und einen als Leitsteuerung vorgesehenen Koordinator K. Dem Koordinator K sind als Dateneingabe DE eine Bedientafel und als Datenausgabe DA ein Sichtgerät samt Drucker zugeordnet.The representation shows schematically as a machine tool W a double slide Lathe. Only the chuck SF, an auxiliary axis H and the two are included Carriages SN1 and SN2 indicated. The directions of movement of these elements are respectively symbolized by double arrows. A robot is used to load the machine tool W R provided. The control of the machine tool W and the robot R takes place via two numerical controls NC1 and NC2, a robot control RC, an adaptation control PC and a coordinator provided as a master control K. Dem Coordinator K is an operator panel as data input DE and data output DA a display device and printer assigned.

Die numerische Steuerung NC1 beinhaltet ein Steuerwerk CPU1, dem u.a. ein Speicher S1 sowie Umsetzer U1 und U2 zugeordnet sind. Die Umsetzer U1 und U2 sind dabei die Koppelglieder zwischen der numerischen Steuerung NC1 und dem Schlitten SN1. Die Verbindung zwischen dem Schlitten SN1 und den Umsetzern U1 und U2 erfolgt über Leitungen L1 und L2. Der numerischen Steuerung NC1 ist ferner eine Treiberstufe T zugeordnet, die zum Anschluß eines externen Bussystems B1 mit dem internen Bussystem der numerischen Steuerung NC1 vorgesehen ist.The numerical control NC1 includes a control unit CPU1, which, among other things, a memory S1 and converters U1 and U2 are assigned. The converters U1 and U2 are the coupling links between the numerical control NC1 and the slide SN1. The connection between the slide SN1 and the converters U1 and U2 takes place via lines L1 and L2. The numerical controller NC1 is also a driver stage T assigned to the connection of an external bus system B1 with the internal bus system the numerical controller NC1 is provided.

Das Bussystem B1 führt an eine Schaltstufe SCH1 des Koordinators K, der prinzipiell wie die numerische Steuerung NCl ausgestaltet ist und daher ebenfalls ein Steuerwerk CPU2 aufweist, das mit einem Speicher S3 und verschiedenen Umsetzern U3 und U4 zusammenwirkt. Die Umsetzer U3 und U4 realisieren dabei die Schnittstellenfunktion zur Dateneingabe DE und zur Datenausgabe DA der gesamten Einrichtung. Das dem Steuerwerk CPU2 zugeordnete interne Bussystem ist wie das Bussystem B1 jedoch über eine Schaltstufe SCH5 mit einem für alle Steuerungen gemeinsamen Schreib-Lese-Speicher S2, einem sogenannten Multiport-RAM verbunden.The bus system B1 leads to a switching stage SCH1 of the coordinator K, which is designed in principle like the numerical control NCI and therefore also a control unit CPU2 having a memory S3 and various converters U3 and U4 cooperate. The converters U3 and U4 implement the interface function for data input DE and data output DA for the entire facility. That to the control unit The internal bus system assigned to CPU2 is like bus system B1 but has a switching stage SCH5 with a read / write memory S2 common to all controls, one so-called multiport RAM connected.

Auf die Steuerung der Schaltstufe SCH5 und von mit dem Schreib-Lese-Speicher S2 verbundenen Schaltstufen SCH1, SCH2, SCH3 und SCH4, die Eingänge für das Bussystem B1 der numerischen Steuerung NC1, eines Bussystems B2 der numerischen Steuerung NC2, eines Bussystems B3 der Robotersteuerung RC und eines Bussystems B4 der Anpaßsteuerung PC darstellen, durch eine Steuerungsschaltung B, einen sogenannten Busarbiter, wird im folgenden noch eingegangen.On the control of the switching stage SCH5 and from with the read / write memory S2 connected switching stages SCH1, SCH2, SCH3 and SCH4, the inputs for the bus system B1 of the numerical control NC1, a bus system B2 of the numerical Control NC2, a bus system B3 of the robot control RC and a bus system B4 represent the adaptation control PC, through a control circuit B, a so-called Busarbiter, will be discussed below.

Die numerische Steuerung NC2 entspricht in ihrem Aufbau völlig der numerischen Steuerung NC1. Die numerische Steuerung NC2 kann beispielsweise zum Steuern der Funktion des Schlittens SN2 der Werkzeugmaschine W dienen, wie dies durch die Führung der Leitungen L3 und L4 an den Schlitten SN2 angedeutet ist. Die Robotersteuerung RC entspricht in ihrem Aufbau ebenfalls dem Aufbau der numerischen Steuerung NC1, steuert jedoch die Funktion des Roboters R. Der Ubersichtlichkeit halber ist nur eine Leitung L5 zwischen der Robotersteuerung RC und dem Roboter R angedeutet. Die Anpaßsteuerung PC entspricht ebenfalls in ihrem Aufbau der numerischen Steuerung NC1, jedoch dient die Anpaßsteuerung u.a. für den über eine Leitung L6 erfolgenden Steuerdatenaustausch mit der Werkzeugmaschine W und dem Roboter R.The structure of the numerical control NC2 corresponds completely to the numerical control NC1. The numerical control NC2 can, for example, for Control the function of the slide SN2 of the machine tool W serve as this is indicated by the routing of the lines L3 and L4 on the slide SN2. the The structure of the RC robot controller also corresponds to the structure of the numerical one Control NC1, but controls the function of the robot R. The clarity For the sake of this, there is only one line L5 between the robot controller RC and the robot R indicated. The adaption control PC also corresponds in its structure to the numerical one Control NC1, however, the adaptation control is used, among other things, for the via a line L6 control data exchange with the machine tool W and the robot R.

Sofern entweder die numerische Steuerung NC1, die numerische Steuerung NC2, die Robotersteuerung RC, die Anpaßsteuerung PC oder der Koordinator K auf den Schreib-Lese-Speicher S2 zugreifen will, zeigt sich dies dadurch, daß entsprechende Daten auf dem Bussystem B1, B2, B3, B4 oder einem Bussystem B5 vorliegen. Die Steuerungsschaltung B überwacht mit Hilfe der Ubersichtlichkeit halber nicht angedeuteter Verbindungen zu den Bussystemen B1 bis B5 deren Bussignale und stellt durch Steuersignale auf den Leitungen L7, L8, L9, L10 oder Lll durch dementsprechendes Betätigen der Schaltstufen SCH1, SCH2, SCH3, SCH4 oder SCH5 jede jeweils von einer der Steuerungen NC1, NC2, PC, RC, K angeforderte Verbindung her. Sofern unter ungünstigen Umständen gleichzeitig mehrere Anforderungen vorliegen, werden die Verbindungen in einer vorgegebenen Reihenfolge vorgenommen, wobei die nichtbedienten anfordernden Steuerungen jeweils über der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Steuerleitungen mit einem Wartesignal versorgt werden.Provided either the numerical control NC1, the numerical control NC2, the robot controller RC, the adapting controller PC or the coordinator K to the Wants to access read-write memory S2, this is shown by the fact that appropriate There is data on the bus system B1, B2, B3, B4 or a bus system B5. The control circuit B monitors connections that are not indicated for the sake of clarity to the bus systems B1 to B5 their bus signals and sets up by control signals the lines L7, L8, L9, L10 or Lll by actuating the switching steps accordingly SCH1, SCH2, SCH3, SCH4 or SCH5 each from one of the controls NC1, NC2, PC, RC, K establish the requested connection. Provided that under unfavorable circumstances at the same time multiple requirements are present, the connections are in a predetermined sequence made, with the unattended requesting controls control lines, not shown, for the sake of clarity be supplied with a waiting signal.

Der Schreib-Lese-Speicher S2 ist so organisiert, daß jeder der Steuerungen NC1, NC2, RC, PC jeweils ein spezifischer Speicherbereich zugeordnet ist und für alle diese Steuerungen ferner ein gemeinsamer Speicherbereich vorgesehen ist. Der Koordinator K hat zum gesamten Speicherbereich des Schreib-Lese-Speichers S2 Zugriff.The read-write memory S2 is organized so that each of the controls NC1, NC2, RC, PC are each assigned a specific memory area and for a common memory area is also provided for all of these controls. Of the Coordinator K has access to the entire memory area of the read / write memory S2.

7 Patentansprüche 1 Figur7 claims 1 figure

Claims

Device for controlling machine tools and Robots, the device at least one numerical control and optionally has a matching control and wherein a common read-write memory for all controls it is provided that d a d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that for coordination of the controls (NC1, NC2, RC, PC) a coordinator (K) is provided as the master control and that between each controller (NC1, NC2, RC, PC, K) and the shared read-write memory (S2) each a switching stage (SCH1, SCH2, SCH3, SCH4, SCH5) is arranged from which always only one via a control circuit (B) with the read / write memory (S2) is connectable.

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the control circuit (B) is structurally assigned to the coordinator (K).

3. Device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that each connection with the read / write memory (S2) respectively can be initiated at the request of a controller (NC1, NC2, RC, PC, K).

4. Device according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that if at least two controllers (NC1, NC2, RC, PC, K) the controls (NC1, NC2, RC, PC, K) can be connected to the read / write memory (S2).

5. Device according to claim 4, d a du r c h g e -k e n n z e i c Note that every requesting controller (NC1, NC2, RC, PC, K) does not do so immediately is connected to the read / write memory (S2), initially a waiting signal can be supplied is.

6. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c it should be noted that each control (NC1, NC2, RC, PC, K) has a specific Memory area of the read / write memory (S2) is assigned.

7. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c it is noted that all controls (NC1, NC2, RC, PC, K) at least a common memory area of the read / write memory (S2) is assigned.

8. Device according to claim 6 or 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the coordinator (K) has access to the entire memory area of the Read-write memory (S2) is given.

9. Device according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c n e t that the data to be distributed to the individual controls (NC1, NC2, RC, PC) from operating devices (DE) to the coordinator (K) can be fed.

10. Device according to claim 8 or 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that data of the individual controls to be output via display devices (DA) (NC1, NC2, RC, PC) can be fed to the display devices (DA) via the coordinator (K).