DE69115465T2

DE69115465T2 - Verfahren zum synchronen Betrieb von CNC-Maschinen

Info

Publication number: DE69115465T2
Application number: DE69115465T
Authority: DE
Inventors: Seiji Akashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1991-10-05
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2011-10-06
Also published as: EP0507955B1; WO1992007313A1; JP2693635B2; JPH04148303A; US5325307A; EP0507955A4; DE69115465D1; EP0507955A1

Description

Die Erfindung betrifft ein synchronisiertes Betriebssystem für numerisch gesteuerte Maschinen (CNC) bei der Steuerung mehrerer CNCs und insbesondere ein synchronisiertes Betriebssystem für CNCs, mit dem mehrere unabhängig gesteuerte CNCs zur Synchronisierung gebracht werden.
Im Stand der Technik werden numerisch gesteuerte Maschinen (CNCs) an jeder Station eines Fließbands zum Bearbeiten von Fahrzeugteilen verwendet und diese CNCs beinhalten ein programmierbares Maschinensteuergerät (PMC) zum Steuern nur einer einzigen Achse. CNCs dieser Type werden als einachsige CNC bezeichnet.
Obwohl diese einachsigen CNCs für gewöhnlich unabhängig gesteuert werden, müssen manchmal mehrere einachsige CNCs gleichzeitig zum Fräsen eines Kreisbogens gesteuert werden und hierzu werden die I/O-Schaltungen der einzelnen CNCs verbunden und über die I/O-Schaltungen Daten ausgetauscht.
Wenn Daten im Betrieb der einzelnen CNCs über die I/O- Schaltungen ausgetauscht werden, so kann trotzdem ein Zeitverzug auftreten und ferner wird der Datenaustausch kompliziert und somit kann ein sehr genauer Synchronbetrieb, wie für eine Interpolation, nicht ausgeführt werden.
US-A-4, 262,336 erläuter ein Mehrachsen-Profilsteuersystem mit manuellem Betrieb.
In Erwägung dieser Umstände liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein synchronisiertes Betriebssystem für CNCs zu schaffen, mit dem ein äußerst genauer synchronisierter Betrieb wie eine Interpolation mit mehreren CNCs ausgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe für ein synchronisiertes Betriebssystem für CNCs mit mehreren numerisch gesteuerten Maschinen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der externe Signalgenerator liefert ein externes Zeitsignal von außen an die jeweiligen CNCs und der externe Signalempfänger erhält das externe Zeitsignal. Der interne Signalgenerator erzeugt ein internes Zeitsignal für den unabhängigen Betrieb der CNCs und die Basis Zeitsignal-Auswahlschaltung wählt irgendein vom externen Signalgenerator empfangenes externes Zeitsignal und das vom internen Signalgenerator empfangene interne Zeitsignal aus und liefert das ausgewählte Signal an die CNCs als Basis-Zeitsignal.
Nachdem somit die Basis-Zeitauswahlschaltung das externe Zeitsignal ausgewählt hat, wird für den Betrieb der jeweiligen CNCs das externe Zeitsignal als Basis-Zeitsignal verwendet. Somit tritt keine Zeitverzögerung unter den Basis- Zeitsignalen für die jeweiligen CNCs auf und damit kann der Betrieb der jeweiligen CNCs mit einer außerordentlich engen Synchronisierung im Verhältnis zueinander erfolgen und erfolgt eine Zusammenarbeit, um sogar einen außerordentlich genauen Synchronisierbetrieb, wie eine Interpolation, basierend auf den Basis-Zeitsignalen auszuführen.
Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines synchronisierten Betriebssystems für CNCs gemäß der Erfindung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer abgeänderten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Eine bestmögliche Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines synchronisierten Betriebssystems für CNCs gemäß der Erfindung, bei dem ein externer ITP-Signalgenerator 1 ein externes ITP-Signal an mehrere (hier zwei Stück) CNCs 2 und 3 liefert. Man bemerkt, daß das ITP (Interpolation)-Signal ein Zeitsignal zum Ausführen einer Interpolation ist.
Der externe ITP-Signalgenerator 1 kann in einem CNC untergebracht sein, der von den CNCs 2 und 3 verschieden ist. Mit dieser Anordnung kann der unterschiedliche CNC als Haupt-CNC und die CNCs 2 und 3 jeweils als untergeordnete CNCs betrieben werden.
Ferner kann der externe ITP-Signalgenerator 1 als unabhängige Schaltungseinheit vorgesehen sein.
Das externe ITP-Signal gelangt über die Anschlüsse 4 und 5 des ITP-Signalgenerators 1 zu den jeweiligen CNCs über den Anschluß 6 des CNC 2 und den Anschluß 7 des CNC 3. Das externe ITP-Signal erhält man durch Unterteilen eines Taktsignals, das im externen ITP-Signalgenerator vorhanden ist.
Da die CNCs 2 und 3 Einachsen-CNCs und von gleicher Anordnung sind, wird im folgenden nur der CNC 2 erläutert.
Das dem CNC 2 zugeführte externe ITP-Signal wird von einem externen ITP-Signalempfänger 8 empfangen und gelangt von diesem zu einer Auswahlschaltung 9.
Ein interner ITP-Signalgenerator 10 liefert ein internes ITP-Signal an die Auswahlschaltung 9. Das interne ITP-Signal wird durch Unterteilen des im internen ITP-Signalgenerator 10 vorhandenen Taktsignals in der gleichen Weise wie das externe ITP-Signal erhalten.
Die das externe ITP-Signal und das interne ITP-Signal empfangende Auswahlschaltung 9 ist an eine Schalttaste 11 angeschlossen, die zum Auswählen eines externen ITP-Signals und internen ITP-Signals vorgesehen ist und von einem Bediener betätigt wird.
Wenn von der Schalttaste 11 das externe ITP-Signal ausgewählt wird, so wählt die Auswählschaltung 9 das externe ITP-Signal und wenn das interne ITP-Signal von der Schalttaste 11 ausgewählt ist, so wählt die Auswahlschaltung 9 das interne ITP-Signal. Das von der Auswahlschaltung 9 ausgewählte Signal wird dann als Basis-ITP-Signal dem CNC 2 zugeführt.
Ferner wählt die Auswahlschaltung 19 des CNC 3 entweder ein externes oder internes ITP-Signal in der gleichen Weise wie die Auswahlschaltung 9 des CNC 2 und liefert das ausgewählte Signal als Basis-ITP-Signal des CNC 3.
Wenn die Basis-ITP-Signale externe ITP-Signale sind, so weisen die Basis-ITP-Signale der CNC 2 und 3 keine Zeitverzögerung auf und damit erfolgt ein Betrieb der CNC 2 und 3, der auf Basis der Basis-ITP-Signale äußerst genau synchronisiert ist und damit können die CNC 2 und 3 zusammenarbeiten, um sogar eine äußerst enge Synchronisierung wie eine Interpolation durchzuführen.
In diesem Fall ist eine Verbindungsleitung, die in bekannter Weise zwischen den CNC 2 und 3 für einen sehr genauen Synchronbetrieb vorgesehen ist, nicht nötig und damit kann die Verbindung zwischen den Geräten vereinfacht werden.
Sind die Basis-ITP-Signale interne ITP-Signale, so werden die CNC 2 und 3 unabhängig voneinander gesteuert, basierend auf den jeweiligen internen ITP-Signalen.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten darin, daß einemonitorschaltung 12 anstelle der Schalttaste 11 verwendet wird. Die Monitorschaltung 12 besteht beispielsweise aus einem Überwachungszeitgeber und bestimmt, ob sich der Zustand, bei dem ein externes ITP-Signal empfangen wird, verändert hat, indem der externe ITP-Signalempfänger 8 überwacht wird.
Eine Auswahlschaltung 9 wählt ein externes oder internes ITP-Signal aus, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung der Monitorschaltung 12. Genauer gesagt, wenn der externe ITP-Signalempfänger 8 das externe ITP-Signal empfängt, so wählt die Auswahlschaltung 9 das externe ITP-Signal, und wenn der externe ITP-Signalempfänger 8 kein externes ITP- Signal erhält, so wählt die Auswahlschaltung 9 das interne ITP-Signal.
Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht die Monitorschaltung 12 einen automatischen Wechsel des Basis-ITP-Signalausgangs der Auswahlschaltung 9.
Obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf die Verwendung zweier CNCs bezieht, kann die Erfindung in gleicher Weise auch auf mehr als zwei CNCs angewandt werden.
Erfindungsgemäß werden also die bereits einleitend erläuterten Vorteile hinsichtlich des Synchronbetriebes herbeigeführt.

Claims

1. Synchronisiertes Betriebssystemfür CNCs, bei dem mehrere numerisch gesteuerte Maschinen (CNCs) (2,3) einen Synchronbetrieb ausführen, bestehend aus:

einem externen Signalgenerator (1) zur Ausgabe eines externen Zeitsignals an jeden CNC; und

einem externen Signalempfänger (6,7,8,18) für jeden CNC zum Empfangen des externen Zeitsignals,

gekennzeichnet durch:

die CNCs (2,3) sind unabhängig gesteuerte Einachsen-CNCs;

einen internen Signalgenerator (10,20) für jeden CNC zum Erzeugen eines internen Zeitsignals für den unabhängigen Betrieb des CNCs und

eine Basis-Zeitsignal-Auswahlschaltung (9,19) für jeden CNC zum Auswählen eines vom externen Signalempfänger erhaltenen externen Zeitsignals und eines vom internen Signalgenerator empfangenen internen Zeitsignals und zum Zuführen des ausgewählten Signals an die CNCs als Basis-Zeitsignal.

2. Synchronisiertes Betriebssystem für CNCs (2,3) nach Anspruch 1, bei dem jede Basis-Zeitsignal-Auswahlschaltung (9,10) ein externes Zeitsignal oder ein internes Zeitsignal gemäß einer Auswahl auswählt, die durch Benutzung einer Schalttaste (11,21) für jeden CNC getroffen wird.

3. Synchronisiertes Betriebssystem für CNCs (2,3) nach Anspruch 1, bei dem jede Basis-Zeitsignal-Auswahlschaltung (9,19) das externe Zeitsignal auswählt, wenn das externe Zeitsignal empfangen wird, und das interne Zeitsignal auswählt, wenn das externe Zeitsignal nicht empfangen wird, gemäß dem Ergebnis einer von Monitoren (12,22) für jeden CNC ausgeführten Überwachung des externen Zeitsignals.

4. Synchronisiertes Betriebssystem für CNCs (2,3) nach Anspruch 1, bei dem der externe Signalempfänger (6,7,8,18), der interne Signalgenerator (10,20) und die Basis-Zeitsignal-Auswahlschaltung (9,19) in jedem der CNCs (2,3) vorgesehen ist.

5. Synchronisiertes Betriebssystem für CNCs (2,3) nach Anspruch 1, bei dem das externe Zeitsignal und das interne Zeitsignal ein Interpolationssignal (ITP) sind.

6. Synchronisiertes Betriebssystem für CNCs (2,3) nach Anspruch 1, bei dem der externe Signalgenerator (1) in einem von mehreren CNCs unterschiedlichen CNC untergebracht ist.