CN1930537A - 用于由控制装置控制的机床的运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制机床(1)的控制装置(5)，该控制装置(5)处理一个步骤系列(S1－S11)。其中，该控制装置(5)无线地从为工件(3)配备的工件数据载体(15)中读取零件程序(18)，并对应于所读出的零件程序(18)对工件(3)进行加工。

Description

用于由控制装置控制的机床的运行方法
技术领域
本发明涉及一种用于由控制装置控制的机床的运行方法，其中，该控制装置处理一个步骤系列。
本发明还涉及一种程序数据载体，其带有在其上存储的、用于执行这种运行方法的运行程序。此外，本发明还涉及一种工件数据载体，其具有一个与存储器有效连接的转发器。
背景技术
这种运行方法通常是公知的。其中，控制装置通常由控制装置的制造商或者机床的制造商编程，以便执行工件的特定加工。在该编程的范围内除此之外控制装置也被参数化，也就是说与机床的具体配置相对应地进行具体设置。
WO-A-01/82009公开了，在木材加工机器中为工具设置转发器，从而可以保证特定的加工过程仅仅利用正确的工具完成。在WO-A-01/82009中还公开了该转发器可以包含存储器，其中，在该存储器中存放了状态信息并且该状态信息在每个加工过程之后被更新。最后，在WO-A-01/82009还公开了，在印刷电路板加工中印刷电路板或者带有用于待加工的印刷电路板的元件的容器具有一个包含用于装配印刷电路板的自动化装配装置的装配程序的转发器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于由控制装置控制的机床的运行方法以及一种对应的装置，借助于该装置可以尽可能简单地实现对于机床的编程和/或参数设置以及进行运行监视。
上述技术问题是通过独立权利要求1、17和18的内容来解决的。优选的实施方式由从属权利要求给出。
由于下列特征：控制装置从为工件配备的工件数据载体中读取至少一个零件程序(Teileprogramm)，并对应于所读出的零件程序对工件进行加工，可以说每个工件带有其自身的加工说明。因此，在没有事先对机床进行对应的编程的条件下，可以将工件送入每个原则上适合的机床中。
如果零件程序具有多个依次执行的单个步骤，控制装置还从工件数据载体读取一个分配给工件的程序指针，控制装置从一个通过该程序指针确定的单个步骤开始执行这些单个步骤，并且控制装置在结束零件程序的执行时向工件数据载体传送一个新的程序指针，使得在工件数据载体中存放的程序指针被更新，则尤其可以，几乎随时地中断并且在随后的时刻继续进行对工件的加工过程。在此，加工的继续可以可选地利用同一机床或者另一个机床进行。
如果工件数据载体分配有多个同类型且以同样方式加工的工件，而控制装置对于所有工件仅仅从工件数据载体中读出一次零件程序，则给出了在系列加工中特别在存储上有效率和在时间上有效率的方式。
如果控制装置也从工件数据载体中读出对于工件的描述，则按照本发明的方式更为灵活。
所读出的描述例如可以包括工件的原始几何尺寸和/或紧靠通过机床加工工件之前的工件的当前几何尺寸。这样尤其使得控制装置可以在冲突检验(Kollisionsprüfung)的范围内考虑工件的几何尺寸。
优选地，工件的描述还包括关于工件的材料说明。这样，由此例如使得控制装置可以在工件的加工中检测驱动机床的实际的功率消耗并且与阈值进行比较，如果实际的功率消耗超过阈值，则控制装置停止对工件的继续加工并且识别出工具断裂，并且控制装置根据关于工件的材料说明调节至少一个阈值。控制装置还可以根据该材料说明调节一个其用来加工工件的速度。
如果控制装置还从工件数据载体中读出工件身份识别信息，则保证了利用分配给其的控制程序对正确的工件进行加工。
此外，在工件数据载体中存放的数据可以还包括对于已经在工件上进行的加工的描述。由此，如果需要的话，可以由控制装置来理解工件的历史。对于已经在工件上进行的加工的描述例如可以包括加工机器的身份识别信息、其操作者的身份识别信息、加工时间(开始、结束、持续时间)、质量信息和资源信息。在此，质量信息可以包括例如关于正常过程的信息(如所使用的机器和工具以及测量数据)和/或关于非正常过程的信息(如处理器错误、工具断裂、异常用户干预或者其它异常)。
最后，控制装置也可以从工件数据载体中读出对于最低要求轮廓的描述。根据该说明控制装置可以通过与机床的加工能力的比较来判断，是否可能在该机床上进行所希望的加工。
如果控制装置在对步骤系列的处理的范围中无线地从分配给机床的附加部件的部件数据载体中读出部件数据，并且在对步骤系列的处理的范围内加以考虑，则可以更加灵活地构造按照本发明的运行方法。
例如在这种情况下可能的是，部件数据包含附加部件的几何尺寸，并且控制装置在冲突检验的范围内考虑部件尺寸。作为替换或者附加地，部件数据也可以包括诸如运行持续时间、磨损以及加工过程的类型和数目的状态数据，并且控制装置在工件的加工之后向部件数据载体传送这些状态数据的更新值。
此外，控制装置可以还向部件数据载体传送机床身份识别信息和/或用户身份识别信息。
附图说明
本发明的其它优点和细节借助于附图由下面对优选实施方式的描述给出。其中，以原理图的方式示出：
图1示意性地示出了包括机床等的设备布置，
图2示出了一个流程图，
图3示出了部件数据载体的内容，
图4示出了工件数据载体的内容，
图5示出了图3的局部。
具体实施方式
根据图1，设备布置包括机床1、例如立式钻床1等。机床1具有至少一个附加部件2，后者与机床1以可拆卸的方式相连接，例如是一个可以由电机开启和关闭的钻头套筒2。借助于机床1和附加部件2可以加工工件3，该工件例如保持在工件支座4中。由于作为立式钻床1的机床1的示例性构造，在本例中加工自然由在工件3中钻孔组成。
机床1由控制装置5控制。控制装置5例如作为数字控制器5构成。其具有在其中存储有运行程序7的程序存储器6。在此，运行程序7例如可以通过其中存储有运行程序7的程序数据载体8而被导入控制装置5。这种生产数据载体8的一个例子是CD-ROM8。不过，数据载体8也可以作为存储卡构成。可选的是，也可以将运行程序7通过计算机-计算机连接9从另一台计算机中导入至控制装置5中。这种计算机-计算机连接9的例子是局部计算机网络(LAN＝局域网)、例如以太网，或者是因特网(万维网)。
在(例如根据操作者10的对应输入)调用运行程序7时，控制装置5实施一种下面将结合图2更详细地描述的运行方法。
根据图2，控制装置在执行运行程序7的范围内处理一个由步骤S1至S12组成的步骤系列。在此，尤其是步骤S3和S7至S10本身又由多个单个步骤组成，不过在图2中没有进一步展开这些单个步骤。
根据图2，控制装置5在步骤S1中首先对附加部件2寻址。为此，其通过天线11确定一个具有发射频率的射频信号(见图1)。借助于该射频信号无线地为控制装置5的部件数据载体12提供能量。也就是说，部件数据载体12从由控制装置5辐射的射频信号中接收能量。在此，由于从由控制装置5辐射的射频信号中接收能量，因而部件数据载体12仅仅在控制装置5和部件数据载体12的通信期间强制地由控制装置5提供能量。
部件数据载体12通常是作为转发器12构成的。其被分配给附加部件2，例如固定地和以不可拆卸的方式与该附加部件相连接。或者，部件数据载体12也可以与附加部件2以可拆卸的方式相连接。在此，该可拆卸性可以是利用工具实现的或者无需工具即可实现的。此外，根据附加部件2的不同类型，部件数据载体12也可以与附加部件2松散地连接，例如通过柔性带连接。
由于通过控制装置5的寻址，部件数据载体12向控制装置5传送部件起始数据。在此，部件起始数据是通过部件数据载体12的天线13向控制装置5传送的。也就是说，部件起始数据的传送是无线地实现的。
部件数据载体12以一个(对控制装置5而言的)接收频率发送部件起始数据。为此，其调制由其发出的射频信号。在步骤S2中控制装置5接收所传送的数据。
部件起始数据可以包括不同的数据，见图3。优选地，其包括至少一个部件身份识别信息，借助于该部件身份识别信息可以将附加部件2与所有其它附加部件(也包括结构上相同的附加部件)区分。此外，该部件起始数据还优选地包括部件描述。
再次参见图3，部件描述优选地包括类型数据和状态数据。类型数据是附加部件2的结构类型数据，例如其几何尺寸、可以在钻头套筒2中设置的钻头的最小和最大直径，等等。状态数据可以包括例如附加部件2的目前状态，例如是否在钻头套筒2中设置有钻头，钻头套筒2具有何种目前开口宽度，等等。此外，状态数据也可以包括附加部件2的运行历史，例如运行小时的数目、最后维护的时刻、磨损说明，或者例如还有利用相应附加部件2进行的加工过程的方式和数目。
在接收到部件起始数据之后，控制装置5在步骤S3中对应地做出反应。优选地，控制装置5在步骤S3中直接对应于所传送的部件起始数据自身进行参数化。
由此控制装置5在对步骤系列的进一步处理的范围中如下地考虑了所传送的部件起始数据：控制装置5对应于具体的部件起始数据进行参数化，并且在步骤系列的处理中、特别是在步骤S7和S8的范围中对应地考虑该参数化。
除了附加部件2之外，还有可能存在其它附加部件。因此，在执行了步骤S3之后控制装置5在步骤S4中检查，是否还有其它的附加部件。如果是，则返回到步骤S1。否则的话，对于步骤系列的处理继续到步骤S5。
在此，为了有针对性地分别仅仅对一个附加部件2进行寻址，可以有两种方式，它们可选地交替或累积地使用。一方面，可以通过相互不同的发射频率对单个的附加部件2进行寻址。另一方面，可以在控制装置5一侧对该(在可能的情况下是各个)发射频率进行调制，使得附加部件2可以根据该调制识别出其是否被呼叫。
在步骤S5中控制装置5对工件数据载体15寻址。再次参见图1，为此其通过天线11发射一个具有一个发射频率的射频信号。在此，发射频率可以是用于对附加部件2寻址的同一个发射频率。不过，其优选地不同于用于对部件数据载体12寻址的发射频率。
借助于从现在起发射的信号，工件数据载体15由控制装置5无线地提供能量。也就是说，能量的提供仅仅在控制装置5和工件数据载体15之间的通信期间进行。在此，工件数据载体15从天线11的发射信号中接收能量。
与部件数据载体12相同，工件数据载体15优选地作为转发器构成。其被分配给工件3。在此，其可以被选择地设置在工件3本身上、或者工件支座4上或者工件3的其它运输单元(如一个平板)上。其可以以可拆卸的方式或者不可拆卸的方式设置于机械地承载其的部件上。在可拆卸的安装中它可以采用或者不用工具来拆卸。而且，例如通过柔性带的松散连接也是可能的。
由于通过控制装置5的寻址，工件数据载体15向控制装置5传送工件起始数据。在此，部件起始数据是通过工件数据载体的天线16向控制装置5传送的。控制装置5在步骤S6中接收所传送的工件起始数据。
工件数据载体15以一个(再次对于控制装置5而言的)接收频率发送工件起始数据。该接收频率可以又是与用于从部件数据载体12向控制装置5的数据传送的接收频率相同的。不过，其优选地不同于该频率。
为了传输数据，工件数据载体15调制由其发射的射频信号，使得控制装置6可以通过对应的解调接收所传送的数据。
正如已经提到的，可以按照如同对部件数据载体12的相同发射频率对工件数据载体15进行寻址。在这种情况下，也要求对由控制装置5发射的发射信号相应地进行调制，从而可以有目的地呼叫工件数据载体15。
参见图4，类似于部件起始数据，工件起始数据可以包括不同的数据。不过，其至少应该包括一个工件身份识别信息，即，一个借助于其可以将各个工件3与其它的(即使是相同的)工件区分开的身份识别信息。
此外，工件起始数据可以包括一个对于机床1的最低要求轮廓的描述。这样，控制装置5根据该最低要求轮廓可以独立地检验，机床1是否起码可以实施所希望的加工。最低要求轮廓可以例如包括：钻孔应该在平面上分布地钻出，即，要求钻头套筒2的二维可定位性。因此，根据机床1的加工能力，例如其是否可以将钻头套筒2仅仅在一维上或者在两维上定位，控制装置5可以接收或者(在向操作者10输出对应的提示的情况下)拒绝工件3的加工。
此外，工件起始数据例如可以包括对于有待由机床1对工件3实施的规定加工的描述。这种规定加工的例子是根据DIN 66025的零件程序18。参见图5，这种零件程序18自然包括多个单个步骤19，为了对工件3进行按照规定的加工，这些单个步骤必须由控制装置5依次地执行。因此，在这种情况下可以说直接地为每个工件分配了其自身的加工指南。
规定加工的描述可以包括其它说明，例如关于加工时间、所希望的加工质量以及使用的资源(例如在钻孔时的水冷)的说明。
优选地，由控制装置5输出的工件起始数据还包括程序指针20。该程序指针20在读出时指向作为下一个待执行的单个步骤19。由此，控制装置5从通过程序指针20确定的单个步骤19开始对零件程序18的执行。
在零件程序18的执行期间，控制装置5在内部跟踪程序指针21。该程序指针21相应地指向目前执行的单个步骤19。如果控制装置5结束了零件程序18的执行，则它将它的内部程序指针21的值传送给工件数据载体15。由此，该工件数据载体可以更新程序指针。
如还可以从图5中看出的那样，工件数据载体15的存储器尽管包含仅仅一个唯一的零件程序18，但却包含多个程序指针20。其原因在于，可以将工件数据载体15分配给多个工件3，其中，这些工件3均为相同类型的并且应该以相同方式加工。因此，在这种情况下零件程序18只需存在一次，并且也仅仅被从工件数据载体15中读出一次。程序指针20被个别地分别适当分配给唯一的工件3。因为工件3也是由机床1相互独立地加工的。多数情况下加工是顺序进行的。
工件起始数据也可以包括对已经在该工件上进行的加工的描述。这种说明尤其可以包括机床身份识别信息、操作者身份识别信息、加工时间(开始、结束、持续时间)、质量信息和资源信息。也就是说，在这种情况下工件3的历史同样是为控制装置5所知的。
此外，工件起始数据可以包括对在经过机床1的加工之后要由另一个装置对工件3进行的另一个规定加工的描述。该说明也可以再次包括加工时间、所希望的加工质量和所希望采用的资源。
最后，工件起始数据还可以包括对在由机床1加工之前的工件3的描述。例如，可以传送描述工件3的几何尺寸的CAD数据。优选地，读出的工件描述既包括工件3的原始尺寸又包括紧邻在由机床1对工件3的加工之前的工件3的当前尺寸。因为这样控制装置5可以尤其是在冲突检验的范围内考虑工件3的原始的和/或当前的几何尺寸。只要上面从部件数据载体12中读出的数据包括附加部件2的几何尺寸，就自然也可以在冲突检验中一同考虑这些数据。
根据由机床1对工件3的加工的不同方式和规模，工件3的当前尺寸可以改变。因此，只要是需要，控制装置5就在对工件3的加工结束时将更新的尺寸传送至工件数据载体15上。
此外，对于工件3的描述也可以包括材料说明(木材、铜、铝、钢、硬度等等)。控制装置5例如可以将这些说明引入，以根据该材料说明调节机床1加工工件3的加工速度。
在由机床1对工件3的正常加工中对于机床1的驱动具有一个基本上可以预定的能量消耗。反之，在工具断裂时对应驱动的能量消耗(或功率消耗)强烈地升高。因此，控制装置5可以检测机床1驱动的实际功率消耗并且与一个适当地确定的阈值进行比较。如果驱动的实际功率消耗超过了该阈值，则控制装置5识别出工件断裂。在这种情况下，控制装置5可以停止对工件3的进一步加工。
在对工件3的正常加工(即没有工具断裂)时驱动的功率消耗在很大的程度上取决于工件3的材料。因此，控制装置5优选地根据从工件数据载体15读出的材料说明来调节该阈值。
由于所传送的工件起始数据，控制装置5可以在对步骤系列的继续处理的范围内考虑这些数据。在此，控制装置5在步骤S7和S8中考虑像这样的工件起始数据，特别是在步骤S8中对工件的加工中考虑。
在执行了步骤S7以及(在步骤S8中由机床1对工件3的加工而执行)步骤S8之后，执行步骤S9。在步骤S9中将对工件3的加工结果(只要其涉及工件3就)进行存储。为此，在步骤S9中将其作为工件结束数据传送至工件数据载体15。在此，至工件数据载体15的传输完全类似于在步骤S5和S6中工件起始数据的传输。
工件结束数据又可以包括不同的数据，特别见图4。优选地，其包括至少一个对由机床1在工件3上实际进行的加工的描述。例如，该描述可以包括加工时间(开始、结束、持续时间)、机床身份识别信息、操作者身份识别信息、在对工件3的加工中的操作者干预、质量说明和资源信息。
优选地，工件结束数据还包括一个对有待由一个不同于机床1的装置对工件3进行的规定加工的描述。该描述例如可以再次包括加工时间、质量说明和资源信息。
按照类似的方式，在步骤S9之后在步骤S10中将对工件3的加工结果(只要其涉及附加部件2就)进行存储。至部件数据载体12的传送自然又是无线地进行的。
部件结束数据优选地还包括机床身份识别信息和操作者身份识别信息。此外，其可以包括附加部件2的状态数据，例如其设置、其运行持续时间、关于利用附加部件2实施的加工过程的方式和数目的说明、磨损说明，以及可能的诸如过热等的特殊说明。
在步骤S10之后，在步骤S11中还询问是否存在另一个工件3待加工。如果是，则跳回到步骤S5，否则结束对于步骤系列的处理。
由此，借助于按照本发明的机床1的运行方式保证了对机床1的特别灵活的运行，该运行可以是个别地为附加部件2以及工件3设置的。

Claims (19)

1.一种用于由控制装置(5)控制的机床(1)的运行方法，其中，该控制装置(5)处理一个步骤系列(S1-S11)，并且在对该步骤系列(S1-S11)处理的范围内无线地从为工件(3)配备的工件数据载体(15)中读取至少一个零件程序(18)，以及对应于所读出的零件程序(18)对工件(3)进行加工。
2.根据权利要求1所述的运行方法，其特征在于，所述零件程序(18)具有多个依次执行的单个步骤(19)，所述控制装置(5)还从工件数据载体(15)读取一个分配给工件(3)的程序指针(20)，所述控制装置(5)从一个通过该程序指针(20)确定的单个步骤(19)开始执行该零件程序(18)，并且所述控制装置(5)在零件程序(18)的执行结束时向工件数据载体(15)传送一个新的程序指针，使得在工件数据载体(15)中存放的程序指针(20)被更新。
3.根据权利要求2所述的运行方法，其特征在于，所述工件数据载体(15)分配有多个同类型、并以同样方式加工的工件(3)，而所述控制装置(5)对于所有工件(3)仅仅从所述工件数据载体(15)中读出一次该零件程序(18)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)从所述工件数据载体(15)中读出对于工件(3)的描述。
5.根据权利要求4所述的运行方法，其特征在于，所述描述包括工件(3)的原始几何尺寸。
6.根据权利要求4所述的运行方法，其特征在于，所述描述包括紧邻通过机床(1)加工工件(3)之前的工件(3)的当前几何尺寸。
7.根据权利要求5或6所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)在冲突检验的范围内考虑所述工件(3)的几何尺寸。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述工件(3)的描述还包括关于该工件(3)的材料说明。
9.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)在工件(3)的加工中检测驱动机床(1)的实际的功率消耗并且与阈值进行比较，如果实际的功率消耗超过该阈值，则所述控制装置(5)停止对工件(3)的继续加工并且识别出工具断裂，并且，所述控制装置(5)根据关于工件(3)的材料说明调节至少一个阈值。
10.根据权利要求8或9所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)根据该材料说明调节一个其用来加工工件(3)的速度。
11.根据上述权利要求中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)还从所述工件数据载体(15)中读出工件身份识别信息。
12.根据上述权利要求中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)从所述工件数据载体(15)中读出对于最低要求轮廓的描述，所述控制装置(5)将该最低要求轮廓与机床(1)的加工能力进行比较，并且，所述控制装置(5)只有在机床(1)的加工能力与该最低要求轮廓相对应的条件下才采用对于工件(3)的加工。
13.根据上述权利要求中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)在对步骤系列(S1-S11)的处理的范围中无线地从分配给机床(1)的附加部件(2)的部件数据载体(12)中读出部件数据，并且在对步骤系列(S1-S11)的处理的范围内加以考虑。
14.根据权利要求13所述的运行方法，其特征在于，所述部件数据包含所述附加部件(2)的几何尺寸，并且所述控制装置(5)在冲突检验的范围内考虑所述附加部件(2)的尺寸。
15.根据权利要求13或14所述的运行方法，其特征在于，所述部件数据包括状态数据，诸如运行持续时间、磨损以及加工过程的方式和数目，并且，所述控制装置(5)在工件(3)的加工之后向所述部件数据载体(12)传送这些状态数据的更新值。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的运行方法，其特征在于，所述控制装置(5)还向所述部件数据载体(12)传送机床身份识别信息和/或用户身份识别信息。
17.一种程序数据载体，其具有在该程序数据载体上存储的、用于实施根据上述权利要求中任一项所述的运行方法的运行程序(7)。
18.一种为工件(3)配置的工件数据载体，在其中存储有一种用于对该工件(3)进行加工的零件程序(18)。
19.根据权利要求18所述的工件数据载体，其特征在于，所述零件程序(18)具有多个依次执行的单个步骤(19)，并且在该工件数据载体上还存储有一个标记这些单个步骤(19)之一的程序指针(20)。
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