DE3530596A1 - Verfahren und anordnung zur erzeugung einer graphischen anzeige fuer ein numerisches steuersystem - Google Patents

Description

9632.2-21NU-03402 General Electric Company

Verfahren und Anordnung zur Erzeugung einer graphischen Anzeige für ein numerisches Steuersystem

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf numerische Steuersysteme mit Computer für Werkzeugmaschinen und betrifft insbesondere die graphische Anzeige von Information, die in Beziehung zu dem Betrieb solcher Werkzeugmaschinen und zu dem Prozeß der spanabhebenden Bearbeitung steht.

Numerische Steuersysteme zum Steuern von Werkzeugmaschinen gemäß der Ausführung von gespeicherten Programmen in einem Digitalcomputer sind bekannt. Solche Systeme steuern den Bearbeitungsbetrieb aufgrund von einem oder mehreren Teilprogrammen, die in einem Speicher gespeichert sind, in welchen sie beispielsweise durch einen Lochstreifen geladen worden sind. Auf Verlangen führt das Teilprogramm die Maschine durch eine Reihe von Fertigungsschritten. Wenn beispielsweise die Maschine ein Schneidwerkzeug

aufweist, erfolgt die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Schneidwerkzeug normalerweise längs drei zueinander rechtwinkeliger Achsen gemäß dem Teilprogramm, welches die Schneidwerkzeugbewegung diktiert. Darüber hinaus könnte ein numerisches Steuersystem mit Computer (CNC-System) so ausgelegt werden, daß es andere Funktionen steuert, wie beispielsweise Werkzeugwechsel, Spindeldrehzahl, Kühlmittelzufuhr, Palettenauswahl sowie Graphik- und Nachrichtenerzeugung. Die Anzahl und die Art der Funktionen verändern sich in Abhängigkeit von dem Typ der zu steuernden Werkzeugmaschine beträchtlich. Früher erfolgte die Steuerung durch zweckorientierte, festverdrahtete Schaltungen, die in Abhängigkeit von abgefühlten Zuständen an der Werkzeugmaschine und von Kommandos in dem Teilprogramm arbeiteten.

In jüngerer Zeit ist jedoch die den Werkzeugmaschinensteuersystemen zugeordnete Logik in einem computergestützten System mittels eines Satzes von gespeicherten Programmen implementiert worden, d.h. mit Software, um die gesamte Steuerung vorzunehmen. Die Software wird für einen besonderen Verwendungszweck maßgeschneidert und kann leicht bei Bedarf modifiziert werden, um besondere Erfordernisse zu erfüllen. Das Hinzufügen von programmierbarer Steuerung zu einem numerischen Steuersystem bietet eine Anzahl von Vorteilen, von denen der erste und größte Vorteil darin besteht, daß es lediglich notwendig ist, die Steuerung umzuprogrammieren, um sie an eine besondere Werkzeugmaschine anzupassen. Darüber hinaus ist sie für den Benutzer relativ einfacher zu programmieren, und zwar wegen des Typs des Befehlssatzes, der normalerweise benutzt wird, und wegen der Aufbereitungsmerkmale, die normalerweise verfügbar sind.

Eine numerische Steuerung mit Computer, die im folgenden auch einfach als CNC bezeichnet wird, zum Steuern des Be-

triebes einer Werkzeugmaschine kann zwei gesonderte Softwaresätze enthalten, nämlich die "numerische Steuerlogik", die als NC-Software bezeichnet wird und in ihrem Inhalt mehr oder weniger festgelegt ist, und die " Maschinensteuerlogik", die als MCL-Programm bezeichnet wird, flexibel ist und sich zur Anpassung an eine besondere Werkzeugmaschine entsprechend Kundenwünschen eignet. In der Industrie wird diese Anpassung an Kundenwünsche typisch durch den Originalgerätehersteller (OEM) vorgenommen. Die NC-Software steuert die Teilefertigung, die Bewegung von Achsen, die Katodenstrahlanzeige und andere Hilfsfunktionen, wogegen das MCL-Programm hauptsächlich, wenn nicht ausschließlich, den Betrieb der Werkzeugmaschine steuert. Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Patentanmeldung der Anmelderin, für die die Priorität der US-Patentanmeldung, Serial No. 415,041, vom 7. September 1982 in Anspruch genommen worden ist. Diese ältere Anmeldung betrifft ein Fenster zur Anpassung an Kundenwünsche für ein numerisches Steuersystem mit Computer. In dieser älteren Anmeldung ist darüber hinaus eine Softwareschnittstelle, d.h. das Fenster zur Anpassung an Kundenwünsche beschrieben, welches aus einer Gruppe von Programmen, Eingabe/Ausgabe-Feldern und Statusflags besteht, die das Bindeglied zwischen der NC-Software, dem MCL-Programm und der Werkzeugmaschine bilden. Die Verwendung eines Fensters zur Anpassung an Kundenwünsche gibt dem Originalgerätehersteller oder dem Kunden einen hohen Grad an Flexibilität bei der Anpassung einer CNC an eine besondere Werkzeugmaschine. In einem Aspekt macht die Erfindung von einem Fenster zur Anpassung an Kundenwünsche Gebrauch.

Numerische Steuerungen mit Computer erfüllen, nachdem sie programmiert und in Betrieb sind, ihre Funktion automatisch und im wesentlichen ohne den Eingriff durch das Bedienungspersonal . Es ist trotzdem von Zeit zu Zeit notwendig, daß die Bedienungsperson (oder andere) in der Lage

ist, schnell Betriebsergebnisse, Maschinendaten, Maschinenzustände, usw. zu erkennen. Es gibt, kurz gesagt, einen Bedarf an schnellen Übertragungen zwischen der CNC und denjenigen, die ein Interesse an dem gesteuerten Prozeß haben. Eine typische CNC liefert zum großen Teil diese übertragung über eine Sichtanzeige auf einer Katodenstrahlröhre. Ein großer Teil der angezeigten Information hat jedoch die Form von Textinformation, die zum vollen Verständnis gänzlich gelesen werden muß. Es bleibt demgemäß ein Bedarf für eine graphische Unterstützung, damit das Betriebspersonal sehr schnell und leicht Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Spindeldrehzahl oder den kumulativen Werkzeugverbrauch, durch einen schnellen Blick auf die Katodenstrahlröhre erkennen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung bei numerischen Steuersystemen für Werkzeugmaschinen zu schaffen.

Durch die Erfindung soll insbesondere eine Verbesserung der Einrichtungen zum Anzeigen von Information auf einer Graphikanzeigevorrichtung für ein numerisches Steuersystem mit Computer geschaffen werden, so daß die Werkzeugmaschinenbedienungspersonen, das Wartungspersonal und anderes Personal leicht und schnell die Betriebsbedingungen der Werkzeugmaschine und deren Leistung erkennen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem numerischen Steuersystem mit Computer (CNC-Systern) , kurz gesagt, dadurch, daß ein neues Paket von Unterprogrammen geschaffen wird, das in dem Teil des Maschinensteuerlogik(MCL)-Programms enthalten ist, welches speziell zugänglich ist, um die CNC an eine besondere Werkzeugmaschine anzupassen. Die Unterprogramme können ausgeführt werden, wenn die Werkzeugmaschinenbedienungsperson die Anzeige einer Anzeigeseite von Maschinenstatusinformation verlangt. Die Unter-

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programme enthalten ein Programm zum Initialisieren einer vorbestimmten Graphikanzeige aus Anzeigesteuerdateien der Software der numerischen Steuerung (NC). Daran schließt sich ein zweites Programm an, welches periodisch ausgeführt wird/ wenn die Graphikanzeige aktiv ist, um die Graphik, die angezeigt wird, dynamisch auf den neuesten Stand zu bringen. Während jedem der beiden Programme werden eine oder mehrere von sechs "Zeichnen"-Prozeduren aufgerufen, um die gewünschte Graphikanzeige zu erzeugen. Diese Prozeduren beinhalten das Bewegen eines Graphikläufers zu einer bestimmten Stelle auf dem Katodenstrahlröhrenschirm, das Zeichnen einer Linie, das Zeichnen eines Rechtecks, das Zeichnen eines Bogens, das Zeichnen eines Kreises, das Ausfüllen eines vorbestimmten Bereiches und das Löschen eines Bereiches einschließlich der gesamten Bildschirmanzeige.

Durch Verknüpfen dieser Prozeduren können graphische Darstellungen von physikalischen Größen auf dem Katodenstrahlröhrenschirm erzeugt werden. Diese Graphiken haben eine Form, die der Betrachter schnell verstehen kann. Sie können in einigen Fällen analogen Meßinstrumenten angeglichen sein. Beispielsweise kann durch Verknüpfen von zwei angrenzenden Bögen eine Analoganzeige der Spindeldrehzahl als ein Prozentsatz der vollen Drehzahl erzeugt werden. In einem solchen Fall wird der Läufer zu einer besonderen Stelle bewegt, ein erster Bogen wird dann gezeichnet, dessen Größe die tatsächliche Spindeldrehzahl darstellt, und dann wird ein zweiter Bogen angrenzend an den ersten gezeichnet. Diese zwei Bögen stellen gemeinsam die volle Spindeldrehzahl dar. Wenn sich die Spindeldrehzahl ändert, verändern sich die Bögen im Winkel relativ zu einander. Der Eindruck, der erzeugt wird, gleicht etwas der Anzeige eines Analogtachometers. Es können Balkengraphik-, Kreisdiagramme und verschiedene andere graphische Formen erzeugt werden.

• AA.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Diagramm, das ein bekanntes numerisches Steuersystem mit Computer (CNC-System) zum Steuern einer Werkzeugmaschine darstellt,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die in dem CNC-System nach Fig. 1 enthaltene Software veranschaulicht,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches die in Fig. 2 gezeigte CNC-Software veranschaulicht,

Fig. 4 ein Diagramm, das veranschaulicht, wie das

Maschinensteuerlogik(MCL)-Programm entwickelt wird,

Fig. 5 ein Blockschaltbild, das die Operationssequenz der CNC-Software allgemein veranschaulicht,

Fig. 6 ein Diagramm, das die verschiedenen Anzeigeseiten veranschaulicht, die auf dem Schirm einer Katodenstrahlröhre gezeigt werden können, welche sich in der in Fig. 1 gezeigten numerischen Steuerstation befindet,

Fig. 7 ein Blockschaltbild, das Abschnitte von Unterprogrammen, sogenannten "Paketen", in dem Originalgerätehersteller-MCL-Programm, welches in Fig. 3 gezeigt ist, veranschaulicht,

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Fig. 8 ein Blockschaltbild, welches die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weiter veranschaulicht, wobei Graphiken einer Anzeigeseite im Originalgerätehersteller(OEM)-Form mat hinzugefügt werden, die auf der Katodenstrahlröhre der numerischen Steuerstation in Fig. 1 gezeigt ist, und

Fig. 9 ein Flußdiagramm des Verfahrens zum Implementieren der Graphikanzeige auf einer OEM-Anzeigeseite, die in der numerischen Steuerstation gezeigt ist.

Die Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 zeigen zu Erläuterungszwecken die Betriebsumgebung, in welcher sich die Erfindung befindet. Fig. 1 zeigt beispielshalber ein numerisches Steuersystem mit Computer (CNC-System) zum Steuern einer Werkzeugmaschine 10 und enthält drei Haupthardwarekomponenten. Diese sind: die numerische Steuerstation 12, die Maschinensteuerstation 14 und das NC-System-Gestell 16, dessen Zweck es ist, die Hauptschaltungskarten (nicht dargestellt) aufzunehmen. Eine solche Konfiguration entspricht dem numerischen Steuersystem mit Computer "Mark Century ^ 2000" der General Electric Company. Dieses System ist in der Lage, ganze Computerprogramme zu speichern und diese in einer gewünschten Sequenz aufzurufen, Programme aufzubereiten durch Hinzufügen oder Weglassen von Unterprogrammen in Abschnitten oder Blöcken, die als Pakete bezeichnet werden, und anschließendes Ausführen eines vollständigen Satzes von Befehlen, der eine besondere Aufgabe auf einer Werkzeugmaschine ausführt, wie beispielsweise einer Dreh- oder Fräsmaschine.

Die numerische Steuerstation 12 enthält einen Videomonitor in Form eines Katodenstrahlröhrenbildschirms 18 und einer

Tastatur 20, die spezielle Funktionstasten zum Eingeben von InformationsSätzen, sogenannten Dateien, in den Speicher und zum anschließenden Veranlassen des Wiederauffindens von Dateiinformation auf bekannte Weise zur Programmausführung hat.

Die Maschinensteuerstation 14 enthält einen Satz von manuellen Steuereinrichtungen und Drucktasten 22, die für maschinenorientierte Bedienerfunktionen benutzt werden, wie beispielsweise Betriebsartwahl, Korrekturzugriff, probeweises Anlaufen, Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit, usw.

Die Funktionen, die durch die in Fig. 1 gezeigte CNC ausgeführt werden, werden durch intern gespeicherte Programme bestimmt, welche als CNC-Software bezeichnet werden. Die CNC-Software besteht aus drei verschiedenen Sätzen von Programmen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, und enthält die numerische Steuerlogik 24 (im folgenden als NC-Software bezeichnet), das MCL-Fenster 26 und die Maschinensteuer logik 28 (im folgenden als MCL-Programm bezeichnet) . Die NC-Software 24 steuert das Herstellen von Teilen, die Bewegung der Maschinenachsen und die Anzeige von Nachrichten auf einer Katodenstrahlröhre. Die NC-Software 24 bildet einen festen oder permanenten Teil des CNC-Systems, der durch den Benutzer normalerweise nicht geändert werden kann. Das MCL-Programm steuert speziell den Betrieb der Werkzeugmaschine und besteht aus vielen Unterprogrammen in Form von als Pakete bezeichneten Modulabschnitten, welche die Anpassung an Kundenwünsche durch den Originalgerätehersteller (OEM) gestatten. Das MCL-Fenster 26 enthält einen Satz Software, wie er in der oben erwähnten älteren Patentanmeldung beschrieben ist, der dem MCL-Programm 28 gestattet, mit der NC-Software 24 in Verbindung zu treten, und Zugriff auf die Eingänge und Ausgänge der Werkzeugmaschine 10 gestattet.

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Gemäß der Darstellung in Fig. 3 besteht das MCL-Programm 28 aus zwei Teilen, dem festen MCL 30 und dem Kundenanpassungs-MCL 32. Der Kundenanpassungs-MCL 32 enthält die Programme zum Steuern des Betriebes der Werkzeugmaschine 10 unter Verwendung der Software des MCL-Fensters 26 zum Bilden der notwendigen Maschinenschnittstelle. Der Kundenanpassungs-MCL 32 wird maßgeschneidert/ um die CNC an die Steuerung einer besonderen Werkzeugmaschine nach Kundenwünschen anzupassen. Der feste MCL 30 ist dagegen ein Softwaresatz, dessen Grundfunktion es ist, die Bedienervorrichtungen in der Maschinensteuerstation 14 (Fig. 1) zu überwachen und zu steuern, und er wird für die meisten Verwendungszwecke benutzt.

Das MCL-Fenster 26 besteht aus einer Reihe von Fensterprozeduren und Funktionen 34, Statusflagfeidern 36 und Ein- und Ausgabefeldern 38, die zum überwiegenden Teil nicht verändert werden können, so daß die Integrität der NC-Software nicht durch irgendeine der durch den Benutzer programmierbaren Funktionen und Prozeduren, die in den MCL 28 einprogrammiert sind, beeinträchtigt werden kann.

Die NC-Software 24 besteht aus mehreren Programmen zum Steuern der Teilfertigung 40, der Achsenbewegung 42 und der Bedieneranzeigen 44 sowie zum Bereitstellen von Programmen, die die Spindelbewegung, Zeitgeber, mathematische Funktionen und Maschineneinstelldaten steuern. Die Anzeigeprogramme 44 sind für die Erfindung von besonderem Interesse, weil sie Programme beinhalten, die dem Kundenanpassungs-MCL 32 gestatten, wahlweise gewisse Anzeigeseitenprogramme der NC-Software auszuwählen oder "aufzurufen", um der Bedienungsperson auf Verlangen die Anzeige der gewünschten Maschinenstatusinformation zu liefern.

Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, wird kurz die Struktur des MCL-Programms 28 betrachtet. Das MCL-Programm besteht aus einer ausführbaren Sequenz von Unterprogrammen, die in einer Berechnungsprogrammiersprache hohen Standards ausgedrückt sind, welche einer natürlichen Sprache, wie beispielsweise Englisch, ähnelt. Diese Sprache, die als Sprache programmierbarer Controller (PCL) bezeichnet wird, besteht aus einer Gruppe von zugehörigen Daten und Anweisungen ähnlich wie bei PASCAL, die dazu dienen, eine besondere Operation auszuführen. Die Unterprogramme werden getrennt erzeugt und können so häufig wie nötig benutzt werden, um entweder eine Prozedur auszuführen, die eine Operation ausführt, oder eine Funktion, die eine Operation ausführt und einen Wert zurückgibt. Jedes Programm hat einen Identifizierer (einen sogenannten "Aufruf"), der, wenn er angetroffen wird, bewirkt, daß das Programm ausgeführt wird. Jedes Unterprogramm wird durch eine Erklärung eingeführt, an die sich irgendwelche Konstanten, Variablen, Felder oder aufgezählte Datentypen, die es enthält, anschließen. Für eine CNC des Typs Mark Century ^ 2000 findet sich eine ausführliche Erläuterung der PCL-Sprache in der Veröffentlichung "Introduction To PCL/MCL", NEC 1214, November 1983, der General Electric Company. Die vorliegende Erfindung ist besonders brauchbar, wenn sie in Verbindung mit der CNC Mark Century ^ 2000 benutzt wird, obgleich es sich zeigen wird, daß die Erfindung sich nicht darauf beschränkt, sondern in Verbindung mit anderen numerischen Steuersystemen benutzt werden kann.

Gemäß Fig. 4 beginnt die Anpassung an Kundenwünsche des MCL-Programms 28 für die Werkzeugmaschine 10 damit, daß ein Systementwerfer eine Serie von PCL-Unterprogrammen, die mit der Bezugszahl 46 bezeichnet sind, in das CNC-Systern über die Tastatur 20 der numerischen Steuerstation 12 eingibt, wo sie in einen Dateieditor 48 eingegeben wer-

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den. Dort werden sie in PCL-Dateien umgewandelt und in einem Speicher (nicht dargestellt) abgespeichert. Die PCL-Dateien werden außerdem einem PCL-Compiler 52 zugeführt, wo sie anschließend in einen Maschinencode übersetzt und als eine Maschinencodedatei 54 gespeichert werden. Zum Vervollständigen der Programmverarbeitung werden danach die Maschinencodedateien einem Verbinder 56 zugeführt, der eine einzelne Maschinencodedatei 58 erzeugt. Die verbundene Maschinencodedatei wird dann einem Lokalisierer 60 zugeführt, der Adressen in einem nicht dargestellten Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) der in der Verbinderausgabedatei enthaltenen Information zuordnet und eine neue Datei 62 erzeugt, die die RAM-SpeicherZuordnungen enthält. Die Information aus der Verbinderdatei ist die endgültige Maschinencodeversion des MCL-Programms und wird anschließend ausgeführt, wenn die Werkzeugmaschine 10 in Betrieb genommen wird.

Wenn die CNC-Software einschließlich des MCL-Programms 28 vorhanden ist, führt die NC-Software 24 es aus und ruft das MCL-Programm 28 wiederholt auf, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Jeder sich ergebende Durchlauf durch das MCL-Programm wird als Durchlauf (sweep) bezeichnet. Während jedes MCL-Programm-Durchlaufs führen die festen MCL-Routinen zuerst die Überwachung und Steuerung der Vorrichtungen der Maschinensteuerstation 14 aus. Daran schließt sich die Ausführung der Kundenanpassungs-MCL-Routinen an, welche die Werkzeugmaschinenunterprogramme folgesteuern und aufrufen.

Das Kundenanpassungs-MCL-Programm 32 kann eine Anzahl von Unterprogrammpaketen enthalten, von denen jedes für die individuelle Anpassung an Kundenwünsche verfügbar ist. Die Anzahl der Pakete bei jeder besonderen Anpassung an Kundenwünsche kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verwendungszweck vergrößert oder verkleinert

werden. Fig. 7 veranschaulicht gewisse ünterprogrammpakete, die typisch verfügbar sein könnten. Die hier beschriebene Erfindung bezieht sich auf eines der Unterprogrammpakete, nämlich auf die MCL-Anzeigeseiten 32... Lediglich zur Erläuterung sei jedoch angegeben, daß die ünterprogrammpakete enthalten können: ein Einschalt-Paket 32₂, das die Anfahr- und Sicherheitsverriegelungsroutinen enthält, die in der Maschine während des Anfahrens derselben benutzt werden; ein Förderer-Paket 32₃, in welchem sämtliche manuelle und Teilprogrammsteuerung des Förderns enthalten ist; ein Reitstock-Paket 32 , das den Reitstock auf der Drehmaschine steuert; ein Schmierung-Paket 32₅, das die automatische Maschinenschmierung implementiert, die auf regelmäßiger Basis ausgeführt oder überwacht werden muß; Ein Pinole-Paket 32_g, das die Reitstockpinole unter der Teilprogrammsteuerung steuert; ein Spannfutter-Paket 32^, wo die Steuerung des gesamten Spannens und Entspannens des Spannfutters während eines Teilprogramms implementiert ist; ein Werkzeugrevolverkopf-Paket 32gt das den Werkzeugrevolverkopf bei der Teilprogrammsteuerung steuert; ein Spindel-Paket 32_g, welches die Drehmaschinenspindeldrehzahl steuert; und ein Kühlmittel-Paket 32,. _Q, welches das Maschinenkühlmittel steuert.

Nachdem die Betriebsumgebung angegeben worden ist, können nun die Einzelheiten der Erfindung betrachtet werden. Die Erfindung selbst befaßt sich mit der Graphikanzeige der Information auf der Katodenstrahlröhre des Videomonitors 18 der numerischen Steuerstation 12, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die Tastatur 20 der numerischen Steuerstation 12 enthält eine Reihe aus zehn Tasten 66, durch die eine Bedienungsperson irgendeine von zehn häufig benutzten Hauptanzeigeseiten wählen kann. Jede Anzeigeseite beinhaltet einen Rastertyp einer Videoanzeige und wird aus Anzeigesteuerdateien erzeugt, die in einem nicht dargestellten Speicher gespeichert und Teil der NC-Software

sind. Die Reihe von Anzeigeseitentasten 66 ist weiter in Fig. 6 gezeigt. Zusätzliche Anzeigeseiten, die als Unterseiten bezeichnet werden, können ebenfalls durch einen Satz von Tasten oder Druckknöpfen gewählt werden, die mit der Bezugszahl 68 in Fig. 1 bezeichnet sind. Vier Läufertasten sind vorgesehen für die Auf/Ab- und Links/ Rechts-Steuerung eines Läufers zur Datenausgabe und Vertikalverschiebung. Die rechten Unterseitenauswahlen sind unmittelbar oberhalb der Reihe von Anzeigeseitentasten 66 dargestellt, wogegen die linken Unterseitenauswahlen unterhalb der Reihe von Anzeigeseitentasten dargestellt und mit den Bezugszahlen 67 bzw. 69 bezeichnet sind. Die rechten Unterseitenauswahlen 67 beinhalten beispielshalber: "WERKZEUGSTATUS"; "PROGRAMMPOSITION"; "WERKZEUGBESTÜCKUNGSDATEN"; usw., wogegen die linken Unterseitenauswahlen 69 beinhalten "TECHNISCHER STATUS", "PROGRAMMPOSITION", usw.

Die CNC-System-Software eröffnet über den Kundenanpassungs-MCL 32 dem Werkzeugmaschinenhersteller oder OEM-Entwerfer die Möglichkeit, drei "Maschinen"-Anzeigeseiten zu formatieren. Daher kann die Anpassung, an Kundenwünsche benutzt werden, um jede gewünschte Maschinenstatusinformation zur Unterstützung der Bedienungsperson oder des Servicepersonals anzuzeigen. Diese Anzeigeseiten sind durch die "MASCHINE"-Taste 70 und durch die rechten und linken Unterseitenanzeigeseitenoptionen 72 bzw. 74 in Fig. 6 wählbar.

Wenn die Bedienungsperson eine der drei Maschinenanzeigeseiten wählt, wird gemäß Fig. 8 die NC-Software 24 veranlaßt, auf eine Anzeigeseitenprozedur 78 zu antworten, und zwar je nachdem, ob die gewählte Seite die linke, die rechte oder die Hauptseite ist. Textinformation im Gegen-

satz zu einer Graphik wird dann aus den Anzeigesteuerdateien 80 abgerufen, wo sie zuvor gespeichert worden ist. Die Textinformation wird dann in richtiger Form der Katodenstrahlanzeige 18 zugeführt.

Wenn Graphiken in der vollständigen Katodenstrahlröhrenanzeige enthalten sein sollen, triggert ein "Aufruf", der in die Anzeigesteuerdateien 80 eingebettet ist, das Einleiten derjenigen Prozeduren, die zum Implementieren des graphischen Teils der Anzeige notwendig sind. Die Anzeigeseitenroutine 78 spricht auf die eingebettete Anforderung der Graphikanzeige an, indem sie einen Aufruf an die MCL-Anzeigeseitenroutine 32 über einen Eintrittspunkt 79 des Fensters 26 einleitet. Daraufhin wird eine Graphikanzeigeänderungsroutine 82 ausgeführt. Auf diese Routine 82 ist der Zugriff möglich, z.B. durch einen Originalgerätehersteller, der eine Steuerung an eine besondere Werkzeugmaschine anpaßt, um den statischen Teil der Graphikanzeige an Kundenwünsche anzupassen. Die Anpassung an Kundenwünsche wird in PCL geschrieben, wie es oben beschrieben ist.

Die Graphikanzeige, die durch die Graphikanzeigeänderungsroutine 82 geliefert wird, ist statisch in dem Sinne, daß, nachdem das Format und der Kontakt der Anzeige gewählt worden sind, diese ungeändert bleiben, bis eine erneute Anpassung an Kundenwünsche erfolgt.

Die Graphikanzeigeänderungsroutine 82 ist in der Lage, gewisse grundlegende Graphikfunktionen über Eintrittspunkte 83 in dem Fenster 26 aufzurufen. Beispielshalber sind für die Graphikanzeigeänderungsroutine 82 Funktionen verfügbar zum:(1) Bewegen des Katodenstrahlröhrenläufers zu einer besonderen Bildschirmstelle? (2) Zeichnen einer Linie zwischen besonderen Punkten; (3) Zeichnen eines Rechtecks,

wobei die Koordinatenpunkte entgegengesetzter Ecken gegeben sind; (4) Zeichnen eines Bogens mit gegebenem Radius und Winkel; (5) Zeichnen eines Kreises; (6) Ausfüllen eines besonderen Bildschirmbereiches; und (7) Löschen eines Bildschirmbereiches .

Drei Graphikfunktionen sind ihrerseits Softwareroutinen herkömmlicher Art/ die aus dem CNC-Speicher (nicht dargestellt) auf Abruf verfügbar sind. Diese Punktionen bilden gemeinsam die Graphikanzeigeroutine 84. Separate Fenstereintrittspunkte 83 sind für jede Graphikfunktion vorgesehen, so daß jede Funktion so verfügbar ist, wie es zum Liefern einer Kundenanzeige erforderlich ist.

Die Graphikanzeigeroutinen 84 werden mit dem Textmaterial durch die Anzeigesteuerdateien 80 vermischt und dann auf der Katodenstrahlröhre 18 angezeigt.

Der statische Teil der Graphikanzeige liefert einen Hintergrund oder ein Rahmenwerk, aus welchem heraus Echtzeitbetriebsdaten in graphischer Form angezeigt werden. Die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86 liefert diese dynamischen Betriebsdaten auf einer virtuellen Echtzeitbasis. In der Anzeigeseitenbetriebsart macht die Anzeigeseitenprozedur 78 einen periodischen Aufruf, z.B. alle 150 ms, über den Fenstereintrittspunkt 81 an die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86. Die Routine 86 wird maßgeschneidert, um die erforderliche Information abzufragen, die von Haus aus in dem numerischen Steuersystem verfügbar ist. Beispielsweise ist bei einer Drehmaschine ohne weiteres eine Information über die Echtzeitspindeldrehzahl verfügbar. Diese Information wird durch die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86 einfach skaliert, die dann eine oder mehrere Graphikfunktionen (über die Eintrittspunkte 83) imitiert, so daß sie im Verhältnis zu

dem tatsächlichen Echtzeitwert angezeigt wird.

Daher arbeitet die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86 im wesentlichen genau so wie die Graphikanzeigeänderungsroutine 82, mit der Ausnahme, daß letztere wiederholt aufgerufen und maßgeschneidert wird, damit sie unmittelbare Betriebsdaten enthält. Die statischen und die dynamischen Graphiken, die so erzeugt werden, werden mit dem Textmaterial über die Anzeigesteuerdateien 80 und die Anzeigeseitenroutine 78 zur Darstellung auf der Katodenstrahlröhre 18 gemischt.

Für das Verständnis der Erfindung wird es hilfreich sein, eine typische Graphikanzeige zu erläutern, die gewünscht werden könnte. Beispielshalber wird zum Erzeugen eines Balkendiagramms der Spindeldrehzahl für eine Drehmaschine als Prozentsatz der maximalen Spindeldrehzahl der Anpassungs-MCL 32 einfach maßgeschneidert, um zwei aneinander angrenzende Rechtecke zu erzeugen, wie es auf der Katodenstrahlröhre 18 in Fig. 8 dargestellt und mit der Bezugszahl 88 bezeichnet ist. Es kann zwar einen statischen Teil der Gesamtanzeige geben, das zu erzeugende Balkendiagramm wird jedoch hauptsächlich nur aus wiederholt fortgeschriebenen, d.h. auf den neuesten Stand gebrachten Echtzeitdaten zusammengesetzt. Da die statischen und dynamischen Teile durch ziemlich ähnliche Progressionen erzielt werden, genügt es, nur den dynamischen Teil der anzuzeigenden Graphiken zu erläutern.

Zum Erzeugen des Balkendiagramms in Fig. 8 ruft die Anzeigeseitenroutine 78 über den MCL-Fenster-Eintrittspunkt 81 die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86 alle 150 ms auf. Die Graphikanzeigefortschreibungsroutine 86 hat aus dem Steuersystem Echtzeitdaten über die Drehmaschinenspindeldrehzahl verfügbar. Diese Information wird skaliert, und dann werden Zeichnen-Kommandos gemäß der skalierten Infor-

mation gegeben. Vier Kommandos sind beispielsweise notwendig: (1) Bewegen des Läufers zu einem vorgewählten linken unteren Eckausgangspunkt für ein erstes Rechteck; (2) Zeichnen des ersten Rechtecks bis zu einem rechten oberen Eckendpunkt, wobei dieser Punkt eine Funktion der tatsächlichen Spindeldrehzahl ist; (3) erneutes Bewegen des Läufers zu dem linken unteren Eckausgangspunkt für ein zweites Rechteck, so daß das zweite Rechteck dort beginnt, wo das erste Rechteck endet; und (4) anschließendes Zeichnen des zweiten Rechtecks bis zu dem rechten oberen Eckendpunkt, der die maximale Spindeldrehzahl darstellt. Wenn die Spindeldrehzahl zunimmt oder abnimmt, nehmen daher die beiden Rechtecke in der Länge entsprechend zu und/oder ab. Das sichtbare Erscheinungsbild ist das eines Balkendiagramms, welches die tatsächliche Spindeldrehzahl anzeigt.

Pig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, welches die Betriebsschritte veranschaulicht, die in Software implementiert sind, um Graphiken auf den Kundenanpassungs-OEM-MCL-Anzeigeseiten zu erzeugen, die auf dem Videomonitor 18 angezeigt werden. Der erste Schritt ist mit der Bezugszahl 90 bezeichnet und beinhaltet den Aufruf einer der drei "Maschinen"-Anzeigeseiten über das MCL-Anzeigeseiten-Paket 32, wenn eine Bedienungsperson eine besondere MCL-Anzeigeseite verlangt. Das ergibt sich gemäß obiger Beschreibung dadurch, daß eine Bedienungsperson eine der Tasten betätigt, die in den Tastatursätzen 66 und 68 der numerischen Steuerstation 12 (Fig. 1) enthalten sind. Danach wird getestet, ob eine besondere Seite vorhanden und verfügbar ist, was durch einen Schritt 92 dargestellt ist. Danach werden die gewünschten Parameter, die den Gegenstand einer Graphikanzeige bilden sollen, gewonnen, was durch einen Schritt 94 dargestellt ist.

Nachdem die Anzeigeseite und die Parameterwerte bestimmt

worden sind, erfolgt ein Aufruf zum Anzeigen der Anzeigeseite, woraufhin die Anzeigeseitenroutine 78 ausgeführt wird, was durch einen Schritt 96 dargestellt ist. Der Initialisierungsteil der Graphikerζeugung wird anschließend ausgeführt (Schritt 98), woran sich ein periodisches Fortschreiben der Graphikanzeige anschließt, was durch einen Schritt 100 dargestellt ist. Während jedem der Graphikerzeugungsschritte 98 und 100 gibt es Programmaufrufe 82 und 86 aus dem Kundenanpassungs-MCL-Programm 32 zum Ausführen von sieben Zeichnen-Prozeduren 102, 104 ... 114 mit den geeigneten Parametern, um die gewünschten graphischen Anzeigen durch Implementieren der sieben Funktionen zu erzeugen, die weiter oben angegeben sind, nämlich: Bewegen des Graphikläufers zu einer bestimmten Stelle, Zeichnen eines Rechtecks, usw.

Es sind also ein Verfahren und eine Anordnung beschrieben worden zum Erzeugen von Graphiken auf dem Anzeigemonitor einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine auf Verlangen einer Bedienungsperson hin zum Anzeigen einer OEM-Anzeigeseite.

Offenlegungsschrift Zwei (nicht für die bestimmte) Anhänge zu dieser

Beschreibung enthalten ein PCL-Programm zum Erzeugen eines Balken-Diagramms, wie es oben beschrieben worden ist und Routinen zum Liefern der Fensteraufrufe zum Erzeugen der Graphiken.

Claims (16)

1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A. Ansprüche :

1. Verfahren zum Steuern des Betriebes eines numerischen Steuersystems mit Computer (CNC-Systems) zum Anzeigen von vorbestimmter Information, die sich auf den Betrieb eines Systems zur spanabhebenden Bearbeitung bezieht, in Form von Graphiken, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Anfordern der Anzeige eines Rastertyps von Anzeige auf einer durch eine Bedienungsperson betrachtbaren Anzeigevorrichtung ;

b) Bestimmen der Werte der vorbestimmten Information, die angezeigt werden soll;

c) anfängliches Erzeugen einer Graphik der vorbestimmten Information; und

d) periodisches Fortschreiben der Erzeugung der Graphik, um sich verändernde Werte der vorbestimmten Information anzuzeigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Information Maschinenstatusinformation beinhaltet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Rastertyp von Anzeige eine von mehreren Anzeigeseiten beinhaltet, die auf einem Videomonitor erzeugt werden, um Maschinenstatusinformation anzuzeigen, die durch den Originalgerätehersteller festgelegt worden ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzeigeseite außerdem Nachrichteninformation in alphanumerischer Form beinhaltet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Erzeugens und Fortschreibens der Graphik wahlweise die Schritte beinhalten, einen Graphikläufer zu einer bestimmten Stelle zu bewegen, eine Linie zu zeichnen, ein Rechteck zu zeichnen, einen Bogen zu zeichnen, einen Kreis zu zeichnen, einen vorbestimmten Bereich der Graphikstelle auszufüllen und einen vorbestimmten Bereich der Graphikstelle zu löschen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das CNC-Systern Software beinhaltet, die in numerischen Steuerlogik (NC)- und Maschinensteuerlogik (MCL)-Abschnitten implementiert ist , und daß der Schritt des Anforderns der Anzeigeseite beinhaltet, eine MCL-Anzeigeseite vorbestimmter Maschinenstatusinformation anzufordern.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anforderns einer MCL-Anzeigeseite weiter beinhaltet, einen Aufruf in Anzeigesteuerdateien des NC-Abschnitts für die Erzeugung von Graphiken vorzusehen, wobei der NC-Abschnitt auf den Aufruf hin einen Aufruf an den MCL-Abschnitt einleitet, der eine oder mehrere Routinen einschließlich Aufrufen zurück an den NC-Abschnitt zum Erzeugen der Graphiken ausführt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß die CNC zusätzlich eine in Software implementierte Schnittstelle enthält, die eine Übertragungsverbindung zwischen dem NC-Abschnitt und dem MCL-Abschnitt und der Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung des Bearbeitungssystems bildet/ und daß der Schritt des Ausführens von Aufrufen beinhaltet/ die Aufrufe über die Schnittstelle zu senden.

9. Verfahren nach Anspruch 8_f dadurch gekennzeichnet, daß der MCL-Abschnitt einen in Software implementierten Kundenanpassungsabschnitt beinhaltet, der durch den Originalgerätehersteller programmierbar ist, und daß die Softwareausführungsaufrufe für eine Graphikanzeige von einem Unterprogrammpaket des Kundenanpassungs-MCL-Abschnitts ausgehen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen Videomonitor mit einem Anzeigeabschnitt aufweist und daß die Schritte des Erzeugens und Fortschreibens der Graphik wahlweise die Schritte beinhalten, einen Graphikläufer zu einer bestimmten Stelle auf dem Bildschirm zu bewegen, eine Linie vorbestimmter Länge zu zeichnen, ein Rechteck vorbestimmter Größe zu zeichnen, einen Bogen vorbestimmter Länge zu zeichnen, einen Kreis vorbestimmten Durchmessers zu zeichnen, einen vorbestimmten Bereichs des Bildschirms auszufüllen und einen vorbestimmten Bereich auf dem Bildschirm zu löschen.

11. Numerisches Steuersystem zum Steuern einer Werkzeugmaschine, mit einer Anordnung zum Anzeigen von Information für eine Bedienungsperson und gekennzeichnet durch: eine numerische Steuerlogik(NC)-Software (24) und eine Maschinensteuerlogik(MCL)-Software (28), die einen ersten bzw. einen zweiten Satz (40, 42, 44; 30, 32) gespeicherter Computerprogramme enthalten, welche auf Verlangen ausführbar sind, um den Betrieb des Systems zu steuern, wobei der erste Satz (40, 42, 44) Programme in der Lage ist,

wenn er aufgerufen wird, auf eine Anzeigesteuerdatei zuzugreifen und diese zu lesen, Signale an die Anzeigeeinrichtung (18) anzulegen zum Erzeugen einer Anzeige von Textinformation für die Bedienungsperson, und einen Aufruf an den zweiten Satz (30, 32) Programme einzuleiten, um eine Graphikanzeige zu erzeugen; wobei der zweite Satz (30, 32) Programme einen Satz (46) Unterprogramme enthält, die auf den Aufruf hin ausgeführt werden, um Aufrufe zurück an den ersten Satz Programme zum Anzeigen von vorbestimmter Information in Form der Graphikanzeige (88) zu erzeugen.

12.System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz (30, 32) Programme teilweise wenigstens aus mehreren Unterprogrammpaketen (32--32₁₀) besteht, die durch einen Originalgerätehersteller an Kundenwünsche anpaßbar sind.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterprogrammpakete (32^32^) ein Paket (32^ enthalten zum Aufrufen wenigstens einer Graphikanzeige in Form einer Anzeigeseite von Maschinenstatusinformation.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket, welches die Graphikanzeige aufruft, ein erstes Unterprogramm (84) enthält zum anfänglichen Aufrufen der Erzeugung einer Graphikanzeige und ein zweites Unterprogramm (86) zum periodischen Fortschreiben der anfänglich erzeugten Graphikanzeige einschließlich des Löschens der Graphikanzeigen (88) auf einem Bildschirm (18).

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Unterprogramme Routinen (84, 86) enthalten zum Aufrufen der Programme der NC (24) und daß die Programme der NC Routinen (82) enthalten zum Implementieren der Bewegung eines Graphikläufers, des Zeichnens einer Linie, des Zeich-

nens eines Rechtecks, des Zeichnens eines Bogens, des Zeichnens eines Kreises, des Ausfüllens eines vorbestimmten Bereiches und des Löschens eines vorbestimmten Bereiches sowie der gesamten Graphikanzeige (88).

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es darüber hinaus eine Schnittstelle (26) enthält, die aus einem dritten Satz (34) gespeicherter Programme, mehreren Statusflags (36) und einem Satz (38) Eingabe/Ausgabe-Feldern besteht, wobei die Schnittstelle den ersten und den zweiten Satz (40, 42, 44; 30, 32) Programme und die Werkzeugmaschine (10) miteinander verbindet, und daß die Programmaufrufe zwischen dem ersten und dem zweiten Satz Programmen über die Schnittstelle (26) übertragen werden.