DE69028511T2

DE69028511T2 - Betriebssystem für die steuerung mit numerischen daten

Info

Publication number: DE69028511T2
Application number: DE69028511T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Fanuc Mansion H Ikeda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2010-07-21
Also published as: JPH0375902A; EP0439618A4; JP2664492B2; DE69028511D1; EP0439618A1; US5184052A; WO1991003010A1; EP0439618B1

Description

Die Erfindung betrifft ein kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung, die aus mehreren numerischen Steuereinheiten (CNC) besteht, und insbesondere ein kooperatives Betriebssystem für eine CNC mit einer seriellen Transfersteuerung, über welche Ein-/Ausgabesignale anderer CNCs eingegeben und ausgegeben werden können.
Im Stand der Technik werden vielfach numerische Steuerungen zum Ansteuern von Stationen mit Servomotoren verwendet, die üblicherweise pneumatisch oder hydraulisch arbeiten, und damit wird eine Transferstraße gesteuert. Obwohl diese numerisch gesteuerten Einheiten in bekannter Weise jeweils eine Achseneinheit und jede Station unabhängig voneinander ansteuern, bedarf es einer kooperativen Betriebsweise.
Wenn beispielsweise ein Bohrvorgang in einer ersten Station ausgeführt und in einer zweiten Station ein Gewinde geschnitten wird, so kann die zweite Station das Gewindeschneiden nicht ausführen, bis die Bearbeitung in der ersten Station beendet und das Werkstück in die zweite Station überführt worden ist. Ein Beispiel für den Ablauf eines solchen kooperativen Vorgangs wird anhand der Fig. 2 erläutert, die ein Ausführungsbeispiel eines bekannten kooperativen Betriebssystems für CNCs zeigt. Hier ist für eine Achse CNC 30 eine CNC-Steuereinheit 31 vorgesehen, sowie ein RAM 33 zur Speicherung eines Ein-/Ausgabesignals, ein programmierbares Maschinensteuergerät 36 (PMC) zum Steuern des Ein-/Ausgabesignals und eine Ein-/Ausgabeschaltung 37 mit einer Treiberstufe und einem Empfänger. Die Einachsen-CNC 40, wie sie Fig. 2 zeigt, besitzt die gleiche Anordnung wie die der Einachsen-CNC 30. Eine Transferstraße besteht aus mehreren solcher Einachsen-CNCs, doch soll zur Vereinfachung hier nur eine Anordnung mit zwei Einachsen-CNCs erläutert werden.
Ein kooperativer Betrieb zwischen den Einachsen-CNCs 30 und 40 wird zwischen den eingebauten PMC 36 und 46 über die Ein-/Ausgabeschaltungen 37 und 47 ausgeführt. Als Beispiel soll ein Fall geschildert werden, bei dem ein Bearbeitungs- Endsignal des Einachsen-CNC 30 zur Einachsen-CNC 40 übertragen wird. Der Empfänger der Ein-/Ausgabeschaltung hat eine langsame Signalübertragungsgeschwindigkeit, wobei Rauschabstand und Kontaktprellen o.ä. berücksichtigt werden, weil der Empfänger Signale von Grenzschaltern o.ä. erhält. Ferner hat auch die Treiberschaltung eine langsame Signalübertragungsgeschwindigkeit, weil die Treiberschaltung so aufgebaut ist, daß eine erforderliche Antriebsleistung o.ä. berücksichtigt wird.
Deshalb ist eine zu lange Zeit erforderlich, um das Bearbeitungs-Endsignal vom Einachsen-CNC 30 zur Einachsen-CNC 40 zu übertragen und ein Antwortsignal zurück von der Einachsen-CNC 40 zur Einachsen-CNC 30. Da auch das Antwortsignal von der PMC 46 erzeugt und vom PMC 36 bestätigt wird, ist das Abfolgeprogramm beider PMCs 36 und 46 komplex.
Obiges bezieht sich nur auf den Fall, daß das Bearbeitungs- Endsignal vom Einachsen-CNC 30 übertragen wird, doch müssen viele Signale übertragen und empfangen werden, wenn ein Tisch von den Einachsen-CNCs 30 und 40 angetrieben wird und damit ist das bekannte System oft nicht in der Lage, die erforderlichen Vorgänge in einem bestimmten Zeitraum auszuführen.
In Anbetracht dieser Umstände liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein kooperatives Betriebssystem für eine CNC zu schaffen, mit dem ein kooperativer Betrieb in einfacher Weise und mit hoher Geschwindigkeit ausführbar ist.
DE-A-34 20 355 schildert ein modulares Kontrollsystem mit Steuereinheiten, die über Kabel und Übertrager-/Empfangs- Module miteinander verbunden sind.
Um das vorgenannte Problem zu lösen, ist erfindungsgemäß ein kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung, die aus mehreren numerischen Steuereinheiten besteht, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.
Die CNCs können Ein-/Ausgabesignale über die serielle Transfersteuerschaltung ein- und ausgeben und deshalb wird die Signalübertragungsgeschwindigkeit erhöht und damit kann der kooperative Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ablaufen.
Da ferner das Ein-/Ausgabesignal der anderen PMC direkt in die PMC eingegeben oder von ihr ausgegeben wird über die serielle Transfersteuerschaltung, kann eine komplexe Steuerung ausgeführt werden. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung eines kooperativen Betriebssystems für eine CNC gemäß der Erfindung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines bekannten kooperativen Betriebssystems für eine CNC.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 läßt eine Einachsen-CNC 10 und eine Einachsen-CNC 20 erkennen, um eine Transferstraße zu steuern. Die Anzahl der Einachsen-CNCs entspricht in Wirklichkeit der Anzahl der Stationen an der Transferstraße, die miteinander verbunden sind, aber hier werden aus Vereinfachungsgründen nur zwei Einachsen-CNCs erläutert.
Die CNCs zum Ansteuern der jeweiligen Stationen der Transferstraße müssen miteinander kooperativ arbeiten, um die erforderlichen Vorgänge auszuführen und hier wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Einachsen-CNC 10 besteht hauptsächlich aus einer CNC- Steuereinheit 11, die aus einem Mikroprozessor, RAM usw. besteht. Eine Schaltstufe 12 ist an die CNC-Steuereinheit 11 angeschlossen, um ein Ein-/Ausgabesignal zu schalten und ferner ist ein RAM 13 an die Schaltstufe 12 angeschlossen, die ein Ein-/Ausgabesignal 14a bzw. 14b des RAM 13 umschaltet und dieses auf die CNC-Steuereinheit 11 überträgt.
Eine programmierbare Maschinensteuerung 16 (PMC) ist an den RAM 13 angeschlossen, erhält ein externes Eingangssignal und verarbeitet das Eingangssignal entsprechend einem eingebauten Ablaufprogramm. Ferner erhält der PMC ein Befehlssignal von der CNC-Steuereinheit 11 und führt ein Ausgangssignal nach außen über eine Ein-/Ausgabeschaltung 17.
Eine serielle Transfersteuerschaltung 15 ist an den RAM 13 angeschlossen, der wiederum an die serielle Transfersteuerschaltung 25 eines Einachsen-CNC 20 angeschlossen ist.
Der Einachsen-CNC 20 ist in seiner Anordnung gleich dem Einachsen-CNC 10 und damit entfällt eine Detailbeschreibung.
Es soll nun der kooperative Betrieb zwischen den CNCs erläutert werden. Da in diesem Beispiel der Einachsen-CNC 10 und der Einachsen-CNC 20 einen Tisch ansteuern, kann ein PMC ein Ausgabesignal für eine Maschinenseite steuern und damit wird der PMC 16 benutzt und der PMC 26 nicht. Somit ist der Anschluß zwischen dem PMC 26 und seinen damit verbundenen Elementen in gestrichelten Linien dargestellt.
Die Servomotoren (nicht dargestellt), die an die Einachsen- CNC 10 angeschlossen sind, werden von der CNC-Steuereinheit 11 angesteuert und die an die Einachsen-CNC 20 angeschlossenen Servomotoren von einer CNC-Steuereinheit 21.
Somit wird ein Ein-/Ausgabesignal der Einachsen-CNC 20 vom PMC 16 von einer Ein-/Ausgabeschaltung 27 über die serielle Transfer-Steuerschaltung 25, die serielle Transfer-Steuerschaltung 15 und den Abschnitt 14b des RAM 13 ausgelesen, ein erforderliches Verarbeiten des Ein-/Ausgabesignals ausgeführt und ein für die CNC-Steuerschaltung 21 erforderliches Signal vom Abschnitt 14b des RAM 13, über die serielle Transfer-Steuerschaltung 15, die serielle Transfer-Steuerschaltung 25, den Abschnitt 24b eines RAM 23 und eine Schaltstufe 22 angelegt.
Andererseits wird ein Ausgangssignal der CNC-Steuerschaltung 21 an den PMC 16 über die Schaltstufe 22, den Abschnitt 24b des RAM 23, die serielle Transfer-Steuerschaltung 25, die serielle Transfer-Steuerschaltung 15 und den Abschnitt 14b des RAM 13 angelegt, und dann an eine maschinenseitige Steuerschaltung über die Ein-/Ausgabeschaltung 27 in Gegenrichtung zum Eingangssignal geführt, nachdem das Ausgangssignal nötigerweise im PMC 16 verarbeitet worden ist.
Ein Eingangssignal der Einachsen-CNC 10 wird von der Ein- /Ausgabeschaltung 17 dem PMC 16 zugeführt und im Abschnitt 14a des RAM 13 wie üblich gespeichert, und in diesem Fall wählt die Schaltstufe 12 das im Abschnitt 14a gespeicherte Eingangssignal aus. Andererseits wird ein Ausgangssignal dem PMC 16 von der CNC-Steuereinheit 11 über die Schaltstufe 12 und den Abschnitt 14a eingespeist und dann von der Ein-/Ausgabeschaltung 17 ausgegeben, nachdem eine erforderliche Bearbeitung erfolgt ist.
Wenn wiederum das Ein-/Ausgabesignal der Einachsen-CNC 10 vom PMC 26 verarbeitet wird, wählt die Schaltstufe 12 den Abschnitt 14b als Abschnitt für das Ein-/Ausgabesignal aus.
Wie vorbeschrieben, schaltet die Schaltstufe 12 die Benutzung des Ein-/Ausgabesignals aus dem PMC 16 und die Benutzung des Ein-/Ausgabesignals aus dem anderen PMC 26. Genauer gesagt, sind mehrere Abschnitte für die Ein-/Ausgabesignale im Abschnitt des RAM 13 enthalten und werden von der Schaltstufe 12 geschaltet.
Wie das vorgenannte Beispiel zeigt, steuern die Einachsen- CNC 10 und die Einachsen-CNC 20 den einen Tisch, doch wenn die einzelnen Stationen einer üblichen Transferstraße unabhängig voneinander gesteuert werden, so können natürlich entsprechende PMC 16 und 26 betrieben werden. Wenn die Einachsen-CNC 10 das Ein-/Ausgabesignal der Einachsen-CNC 20 benötigt, so kann trotzdem die Einachsen-CNC 10 das Ein- /Ausgabesignal über die serielle Transfer-Steuerschaltung 25, die serielle Transfer-Steuerschaltung 15 und den Abschnitt 14b des RAM 13 erhalten und ein erforderliches Ausgangssignal liefern, indem die seriellen Steuerschaltungen 15 und 25 benutzt werden.
Wenn auch in der vorhergehenden Beschreibung nur der kooperative Betrieb zwischen zwei Einachsen-CNCs erläutert worden ist, so läßt sich die Beschreibung auch auf eine entsprechende kooperative Betriebsweise zwischen drei oder mehreren Einachsen-CNCs erweitern. Ferner gilt die Erläuterung auch für gewöhnliche CNCs mit einem PMC zuzüglich dem Einachsen-CNC.
Erfindungsgemäß läßt sich ein kooperativer Betrieb zwischen CNCs mit hoher Geschwindigkeit leicht ausführen, da die seriellen Transfer-Steuerschaltungen vorgesehen sind, um das Ein-/Ausgabesignal anderer CNCs durch Umschalten ein- bzw. auszugeben.

Claims

1. Kooperatives Betriebssystem für numerische Steuerungen, die aus mehreren numerischen Steuereinheiten (10, 20) (CNCs) bestehen, wobei jede numerische Steuereinheit (CNC) aufweist:

ein (CNC)-Steuergerät (11,21) für eine numerische Steuereinheit;

ein RAM (13,23) zum Speichern eines Ein-/Ausgabesignals;

eine Ein-/Ausgabeschaltung (17,27) und

eine serielle Transfer-Steuerschaltung (15,25), die an die Ein-/Ausgabeschaltung (17,27) und das RAM angeschlossen ist, um das Ein-/Ausgabesignal zu einer anderen CNC zu übertragen, kennzeichnet durch

eine Schaltstufe (12,22), die an das CNC-Steuergerät (11, 21) und das RAM (13,23) angeschlossen ist, um das in dem (CNC) Steuergerät für die numerische Steuereinheit benutzte Ein-/Ausgabesignal zu schalten und

ein programmierbares Maschinen-Steuergerät (16,26) (PMC), das an den RAM und die Ein-/Ausgabeschaltung angeschlossen ist, wobei der PMC ein Aus-/Ausgabesignal einer anderen (CNC) numerischen Steuereinheit über die serielle Transfer- Steuerschaltung empfängt bzw. überträgt.

2. Kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung nach Anspruch 1, bei der das PMC (16,26) das Ein- /Ausgabesignal einer anderen (CNC) numerischen Steuereinheit über die serielle Transfer-Steuerschaltung (15,25) empfängt und dieses zu einer anderen CNC numerischen Steuereinheit überträgt.

3. Kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung nach Anspruch 1, bei der der RAM (13,23) in mehrere Abschnitte (14a,14b,24a,24b) unterteilt ist, um das Ein-/Ausgabesignal aus dem PMC (16,26) und das Ein-/Ausgabesignal aus der anderen CNC numerischen Steuereinheit zu speichern.

4. Kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung nach Anspruch 1, bei der die (CNC) numerische Steuereinheit eine Einachsen-Einheit (CNC) ist.

5. Kooperatives Betriebssystem für eine numerische Steuerung nach Anspruch 1, bei der die (CNC) numerische Steuereinheit und die andere (CNC) numerische Steuereinheit einen Tisch ansteuern.