[发明专利]用于运行数控生产系统的方法及其生产系统

说明书

本发明涉及一种数控生产系统、特别是机床(2)，其与数字控制器(4)连接。在数字控制器(4)中设有具有连续程序集的控制程序。数字控制器(4)包括前瞻模块(24)，其为至少一个运动轴(16)在运动之前由多个连续控制程序集(31)确定运动轮廓(50)，该运动轮廓包括对于连续的时钟时间点的、用于针对至少一个运动轴(16)的路程时间运动的引导参量。控制程序包括至少一个由条件控制的程序分支(32、40)，该程序分支具有多个后续的待选控制程序段(34、36、38)，该程序分支确定：根据条件进一步执行待选控制程序段(34、36、38)中的哪一个。在进一步的运动之前，前瞻模块(24)为每个待选控制程序段(34、36、38)计算待选运动轮廓(52、54、56)、将其存储、并且将其在由条件限定的程序分支(32、40)处准备好，以便执行进一步的运动。

技术领域

本发明涉及一种用于运行数控生产系统、特别是机床的方法，生产系统与数字控制器连接。

-其中，在数字控制器中设有具有连续控制程序集的控制程序，

-其中，数字控制器包括前瞻模块，

-其中，前瞻模块自身为至少一个运动轴在运动之前由多个连续控制程序集确定运动轮廓，该运动轮廓包括对于连续的时钟时间点的、用于针对至少一个运动轴的路程时间运动的引导参量，并且

-其中，该控制程序包括至少一个由条件控制的程序分支，该程序分支具有多个后续的待选控制程序段，该程序分支确定：根据条件进一步执行待选控制程序段中的哪一个。

本发明还涉及一种具有数字控制器的生产系统。

背景技术

为了限定数控生产系统(例如香烟填充系统或移动单个精细产品的系统)、特别是机床的运动，存在限定控制可行方案范围的编程语言，参见用于CNC(计算机数控)控制器的标准DIN(ISO)66025。用这种编程语言创建的控制程序包括：连续的程序集，其表示到包括相应的边界条件的目标点的运动；以及不限定运动的程序集，其例如是进给预设、使用的坐标系的说明、规模类型的说明等。这些集的相应源文本(也称为G代码)对于所有控制器制造商都是有约束力的，但是可以通过制造商特定的周期或功能补充或扩展源文本。

目前，这些编程语言以及它们的控制专用的扩展也提供对控制指令进行编程的、仅在特定条件下执行的可行方案，控制指令呈由条件限定的程序分支的形式，例如是“switch/case”，“if/then”等。分支根据一个或多个条件来确定：执行两个或多个后续的待选控制程序段中的哪一个。

对生产系统、特别是机床的控制通常设计为实时控制，以便能够对相关参数变化做出快速反应。与机床有关的相关参数变化的实例是工具的磨损程度、在加工之前确定的工件质量、机床对环境(例如温度)的适应、对机床机构的机械组件的垂度的补偿、缺失的钻孔等。

实时控制的典型实现方案是在控制器中计算一种未来情况。术语“前瞻”(Look-Ahead)也用于此目的。在此，在实际动作(例如工件加工的轴运动)之前或预备阶段(preparation)，动作所需的所有信息被完全确定。然后可以实时地或在处理时间立即并且直接使用该信息。例如，在机床中，通过子程序的多个指令确定：机床执行的运动应到哪里，以及能够以什么动力执行该运动。控制器对未来计算的实现程度取决于控制器本身，例如取决于提供的内存的大小、可用性能、以及最终是否需要在实时与未来之间进行强制同步。

当进一步的动作取决于生产系统或待生产的产品的一个或多个当前状态时，必须进行强制同步。

由条件限定的程序分支在非实时软件技术中在程序运行或程序执行时不造成问题，但由条件限定的程序分支在实时的情况中产生问题，即根据程序分支的条件可能出现未来动作的多种、但至少两种可能的变化。