DE1588083A1

DE1588083A1 - Vorrichtung zum Steuern mehrerer Werkzeugmaschinen von einer Zentrale aus

Info

Publication number: DE1588083A1
Application number: DE19671588083
Authority: DE
Inventors: Laduke Norman Lee; Thomas Proctor
Original assignee: Allen Bradley Co LLC
Current assignee: Allen Bradley Co LLC
Priority date: 1966-10-26
Filing date: 1967-10-26
Publication date: 1972-01-05
Also published as: NL6714524A; GB1159799A; US3465298A

Description

Vorrichtung zum Steuern mehrerer Werkzeugmaschinen von

einer Zentrale aus.

Diese Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Steuern der Arbeitsweise von Werkzeugmaschinen in Abhängigkeit von einer Folge von Datensignalen und im einzelnen auf Verbesserungen in diesem Zusammenhang.

In den früher konstruierten automatischen Steuerungesystemen für Werkzeugmaschinen wird das unter Verwendung eines allgemein gebräuchlichen Digitalrechners gewonnene und codierte Programm aufgezeichnet. Dieses codierte Programm enthält alle Anweisungen, die ausgeführt werden

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERES IENSTRASSE 33 · Telefon· 281202 · Telegramm-AclnMMt LipaM/Möndien

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale Mönchen, Dep.-Ka»»· Viktualienmarkt, Konfo-Nr. 70/30638 Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 862495 · Potttdwdc-Kontoi Manchen Nr. T63397

Oppenauer BBro: PATENTANWALT DR. KEI NHOLD SCHMIDT

damit eine Werkzeugmaschine, etwa eine Fräsmaschine, ein Werkstück in einer gewünschten Weise bearbeiten kann.

Das Programm wird gewöhnlich auf einem Lochstreifen oder einem anderen Speichermedium gespeichert. Der Lochstreifen wird dann einer Einrichtung zugeführt, die allgemein unter der Bezeichnung "Steuerung" bekannt ist und die Programminformationen in elektrische Signale umformt, die zur Steuerung eines Servomechanismus oder einer anderen Steuerungseinrichtung brauchbar sind. Ebenso liefert sie diejenigen Steuerbefehle für die Werkzeugmaschine, mit denen diese ein Werkstück in geeigneter Weise bearbeiten kann. Automatische Steuerungssysteme dieser allgemeinen Art für Werkzeugmaschinen sind beispielsweise im U.S.A.-Patent Nr. 2 833 941 und im U.S.A.-Patent 3 079 522 beschrieben.

Jedes automatische System in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine erfordert gegenwärtig ein Bandwiedergabegerät zum Lesen der aufgezeichneten Digitalinformation und eine entsprechende elektronische Einrichtung zum Umwandeln der Ausgangssignale des Bandwiedergabegeräts in Anweisungs- und Bewegungsbefehl-Signale, die von der Werkzeugmaschine ausgeführt werden können. Befehlsignale sind solche, welche tatsächlich relative Bewegungen des Werkstücks und des Werkzeugs bewirken, während AnweisungsSignaIe andere Informationen überbringen, wie etwa das Anschalten der Kühlung, die Spindelvorschubgeschwindigkeit und dergleichen.

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Die Einrichtung zum Lesen des Magnetbandes oder Lochstreifens und zum Umwandeln der Information in eine Form, welche die Werkzeugmaschine benötigt, ist ziemlich teuer. Außerdem muß der Werkzeugmaschinenbetrieb entweder über eine eigene Magnetband- oder Lochstreifenbibliothek für die Teile verfügen, die mit der automatischen Werkzeugmaschine gefertigt werden können, oder er muß sich von einer zentralen Bibliothek solche Bänder oder Lochstreifen leihen. Die Einrichtung einer zentralen Bibliothek hat sich als nicht vorteilhaft erwiesen, da sich bei der Lieferung eines Bandes oder Lochstreifens zum Werkzeugmaschinenbetrieb Verzögerungen ergeben und da, genau wie bei einer Bibliothek für Bücher, der Fall eintreten kann, daß ein bestimmter Lochstreifen oder ein bestimmtes Band von jemand anderen benutzt wird, was eine weitere Verzögerung hervorruft.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der Programme zum Betrieb von Werkzeugmaschinen in einer Zentrale gespeichert sind, wobei Werkzeugmaschinenbetriebe, die in einem bestimmten Gebiet verstreut liegen, mit einem Rechner in der Zentrale in Verbindung treten können, in dem diese Programme gespeichert sind, der die Programme zu irgendeinem Werkzeugmaschinenbetrieb übertragen and die Werkzeugmaschine in direkter Abhängigkeit steuern kann.

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Ferner ist es Aufgabe dieser Erfindung,einen organisatorischen Aufbau zu liefern, so daß zu einem zentral angeordneten Rechner, der Programme zur Steuerung von automatischen Werkzeugmaschinen gespeichert hat, in Form eines Parallelbetriebes ("Time-sharing") von mehreren automatischen Werkzeugmaschinen aus ein Programmzugriff besteht.

Außerdem soll diese Erfindung ein neuartiges System zur zeitlichen Parallelverarbeitung ("Time-sharing") für mehrere automatische Werkzeugmaschinen liefern, wobei die Kosten der Werkzeugmaschinensteuerungen in jedem Werkzeug-Maschinenbetrieb reduziert werden.

Diese und weitere Aufgaben dieser Erfindung löst eine Vorrichtung, in der in einer Zentrale ein Speicher zum Aufnehmen einer Vielzahl verschiedener Programme, bestehend aus Anweisungen und Befehlen zum Betrieb einer automatischen Werkzeugmaschine, vorgesehen ist. Jedes Programm steht in einem bestimmten Speicherbereich innerhalb des Speichers und jeder Speicherbereich ist seinerseits einer Programmadresse zugeordnet.

Jeder der Werkzeugmaschinenbetriebe, der von der Zentrale bedient wird, ist mit Speichermedien, wie etwa Lochkarten versehen,von denen jede die Adresse eines bestimmten Programms im Speicher enthält, und zwar zusammen mit Hinweisen darauf, was eine Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von diesem Programm ausführt.

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Ein Werkzeugmaschinenbetrieb, der ein bestimmtes Programm aus der Zentrale haben möchte, legt eine Karte mit der Adresse dieses Programms in einen herkömmlichen Kartenleser, der die Programmadresse in Form von Signalen zur Zentrale sendet. Dort wird diese Programmadresse genauso wie alle anderen Programmadressen, die möglicherweise von anderen Betrieben gesendet worden sind, gespeichert. In der Zentrale ist eine Einrichtung vorgesehen, die es gestattet, den Programmspeicher sequentiell zu adressieren und ein erstes Inkrement desjenigen Programmes auszugeben, das von der Lochkarte des Betriebs adressiert worden ist. Dieses Programmsegment wird gespeichert und in bestimmte Zeitsegmente, die für den Betrieb der Werkzeugmaschine brauchbar sind, umgewandelt. Diese in den Zeitsegmenten enthaltenen Programmteile werden zum Betrieb nacheinanderfolgend zurückgesandt und steuern dort die Werkzeugmaschinen direkt. Währenddessen ist die vom Betrieb gesandte und in der Zentrale gespeicherte Adresse "fortgesehrieben" worden, so daß, wenn das vom Speicher abgegebene Programminkrement vollständig übertragen worden ist, das nächste Inkrement mit der fortgeschriebenen Adresse abgegeben und in gleicher Weise in bestimmte Zeitsegmente aufgeteilt werden kann.

Dieses Verfahren wird solange wiederholt, bis das vom Betrieb verlangte Programm volls&ndig übertragen worden ist. Nun kann die Vorrichtung die nächste Programmforderung empfangen. Diese "Kommunikation" zwischen Werkzeugmaschinenbetrieb und Rechnerzentrale wird für alle Betriebe, die mit der Zentrale verbunden sind,in Form eines Parallelbetriebee ("Timesharing") abgewickelt. 109882/025 2

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Die Erfindung selbst, ihr organisatorischer Aufbau, ihre Arbeitsweise, sowie weitere Aufgaben und Vorteile, gehen aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer AusfUhrungsform dieser Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Adressiereinrichtung des Programmspeichers für Mehrere Werkzeug-Maschinenbetriebe und die Ausgabeeinrichtung für die Programms egaente für jeden dieser Betriebe;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Schaltung zum Umwandeln des ausgegebenen Programmsegmentes in Befehlsimpulsfolgen;

Fig. k ein schematisches Blockschaltbild der Schaltung zum Umwandeln dieser Befehlsimpulsfolgen in "Blöcke¹* mit einer Dauer von 15 Millisekunden, die dann in eine kodierte Form zurückverwandelt und zum Werkzeugmaschinenbetrieb gesandt werden; und

Fig. 5 die Einrichtung im Werkzeugmaschinenbetrieb, welche die zurück-codierten Signale in eine Impulsfolge zum Steuern der Werkzeugmaschine umwandelt und dann einen Aufruf an die Zentrale zur Ausgabe weiterer Programmteile sendet.

Es soll nun auf das in Figur 1 dargestellte System Bezug genommen werden. Figur i zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Ausflihrungsform dieser Erfindung. Die zentrale Datenverarbeitungsanlage 10 kann der Speicher eines Rechners mit

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den üblichen Daten-Eingabe- und Datenausgabeeinrichtungen sein. Im Speieher des Rechners sind Mehrere Werkzeugmaschinenprogramme gespeichert. Diese können in den Rechner mit Hilfe eines Eingabegerätes 12, das entweder ein großer, allgemein verwendbarer Rechner, ein Magnetband, ein Lochstreifen oder dergleichen sein kann, eingegeben werden. Jedes gespeicherte Programm besitzt vorzugsweise ein digitales Format, entsprechend dem EIA-Standard-Format (BCD) oder einem festen, sequentiellen Binär-Format. Jedes Programm wird in einzelne Programmsegmente unterteilt, die jeweils aus digitalen Wörtern bestehen, welche Anweisungen für die Werkzeugmaschine, Befehle für die X-, Y- und Z-Achse und Kennzeichnungen bezüglich Länge und Richtung einer Bewegung längs dieser drei Achsen und der Vorschubgeschwindigkeit dieser Bewegung darstellen. Jedes Programmsegment entspricht einer Bewegung, wie sie für einen Vorschub längs einer Linie ohne Richtungsänderung oder längs einer Kurve benötigt wird. Das letzte Programmsegment enthält ein Code-Wort, welches das Programmende anzeigt.

Jedes Programm besetzt einen bestimmten Speicherbereich der zentralen Datenverarbeitungsanlage, wobei die Programmsegmente sequentiell gespeichert sind. ,Jede der Werkzeugmaschinenbetrieb-Anschlußeinheiten 14, 16 und 18 besitzt eine Adressenliste im Speicher für den Programmbeginn oder das erste Programmsegment jedes der in diesem Speicher gespeicherten Programme. Über jeden Betriebsanschluß kann der Speicher der zentralen Datenverarbeitungsanlage mit der Adresse eines

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gewünschten Programms angesprochen werden. Ist die Programmadresse auf Lochkarten gespeichert, wird die gewünschte Programmadressenkarte in einen Lochkartenleser, etwa 14A oder l6A, eingelegt und die Adresse über die entsprechende Verbindungsleitung 14B oder 16B in die zentrale Datenverarbeitungsanlage übertragen. Die zentrale Datenverarbeitungsanlage kann diese Adressen speichern und ihren Speicher sequentiell adressieren, so daß das gespeicherte Programm aufeinanderfolgend ausgelesen wird. Die zentrale Datenverarbeitungsanlage unterteilt die Bewegungsbefehlwörter in einzelne Befehlwörter, welche eine Bewegung während eines bestimmten Zeitiifervalles, beispielsweise 15 Millisekunden, veranlassen. Diese Befehlwörter werden zusammen mit den Anweisungen und den Kennzeichnungsbefehlen zu den Werkzeugmaschinen-Anschlußeinheiten zurückgesandt und dort ausgeführt. Dann sendet die Betriebsanschlußeinheit einen Aufruf nach weiteren Daten zurück, der verarbeitet wird. Die gespeicherte Adresse in der zentralen Datenverarbeitungsanlage wird, wie gewünscht, auf den neuesten Stand gebracht, so daß die aufeinanderfolgenden Teile eines vollständigen Programms in der von der Werkzeugmaschine verlangten Form ausgegeben und das Programm durchgeführt wird.

Ein Beispiel des Programmcodeformates, das in der Datenverarbeitungsanlage gespeichert werden kann, ist stellenweise im oben erwähnten U.S.A.-Patent Nr. 3 079 522 beschrieben. Es kann angenommen werden, daß, wie oben angedeutet, viele

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Programme im Speicher der zentralen Datenverarbeitungsanlage gespeichert sind. Jede der Anschlufleinheiten in den Werkzeugmaschinenbetrieben sendet eine Forderung nach einem Programm, welche der codierten Adresse dieses Programms entspricht, über die entsprechenden Leitungen 14B, 16B und 18B zur zentralen Datenverarbeitungsanlage. Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen die in der Datenverarbeitungsanlage enthaltenen Einrichtungen. Das schematische Blockschaltbild von Figur 2 stellt dar, auf welche Weise der Speicher des zentralen Rechners in Abhängigkeit vom Programmaufruf adressiert wird, wobei der Programmaufruf eine Adresse darstellt, und wie die ausgegebene Programminformation des Speichers danach verarbeitet wird.

Es soll nun auf die in Figur 2 gezeigte Datenverarbeitungsanlage Bezug genommen werden. Diese enthält ein Adressenspeicherregister 20, 22 und 2k für jeden Werkzeugmaschinenbetrieb. Diese Adressenspeicherregister können mit den Bestrieben über geeignete Kommunikationsmittel, etwa eine Telefonleitung oder ein Sender-Empfänger-System, verbunden werden. Die Adresseninformation wird vom Rechner empfangen und im geeigneten Speicherregister festgehalten. Jedes Speicherregister besitzt einen Satz von Adressiergattern 26, 28 und 30, die mit ihm zusammenarbeiten und unabhängig den Speicher 32 des zentralen Rechners 10 adressieren können. Während die einzelnen Adressenspeicherregister ihre Adressen

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den zugeordneten Adressiergattern übermitteln, können jedoch die Adressiergatter den Speicher solange nicht adressieren, bis sie durch ein Ausgangssignal eines zugeordneten UND-Gatters 34, 36 und 38 aktiviert worden sind. J_edes dieser UND-Gatter wird durch ein Ausgangssignal der Taktimpulsquelle 40 und des zyklischen Zählers 42 und durch ein Signal Ml oder M2 oder M3, entsprechend einem Datenanforderungssignal aus den zugehörigen Umwandlerschaltungen 44, 46 und 48, deren Arbeitsweise in Verbindung mit Figur 3 erklärt wird, aktiviert.

Ein Fräsprograma zur Bearbeitung eines Werkstücks enthält eine Reihe von Programmabschnitten oder Programmsegmenten. Diese Programmsegmente werden bei der Analyse eines Modells zusammengefügt. Die Analyse hat das Ziel, diejenigen notwendigen Bewegungen zu bestimmen, mit denen der Fräsmaschinentisch · relativ zum Fräswerkzeug beispielsweise bewegt werden muß, um das gewünschte Werkstück herzustellen. Jedes Programmsegment stellt daher Bewegungen in einer bestimmten Richtung längs einer Geraden oder einer Kurve dar und wird geändert, wenn das Ende eines solchen Weges erreicht ist.

Jede der Adressen wird zunächst in die Adressenspeicherregister 20, 22 und 24 eingelesen. Jede dieser Adressen enthält die Adresse des ersten Programmsegmentes eines Programmes. Nach der Ausgabe eines Programmsegmentes aus dem Speicher muß die Adresse entsprechend geändert oder fortgeschrieben werden,

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damit das nächste Programmsegment ausgegeben werden kann. Vorrichtungen zum Fortschreiben einer Adresse in einem Speicherregister sind in der Technik bekannt und beispielsweise im U.S.A.-Patent Nr. 3 258 748 erläutert. Eine geeignete Vorrichtung zeigt jedoch Figur 2. Sie enthält Inverter, beispielsweise 50, 52 oder 54, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines der zugeordneten UND-Gatter 34, und 38 betrieben werden und ihrerseits je eine der monostabilen Schaltungen 56, 58 oder 60 steuern. Diese monostabilen Schaltungen sind mit der Endstufe jedes Adressenregisters verbunden und liefern einen Impuls, der eine logische "Eins" in der Endstufe dazu addiert. Jeder Inverter arbeitet in der gewöhnlichen Weise und liefert nur dann ein Ausgangssignal, wenn er kein Eingangssignal erhält. Entsprechend liefert das UND-Gatter, welches den Inverter speist, kein Ausgangssignal, wenn es ein Eingangssignal erhält. Der Inverter kann jedoch nicht nur dann, wenn das UND-Gatter kein Ausgangssignal liefert, ein Ausgangssignal zur monostabilen Schaltung schicken und diese zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses veranlassen, der eine logische "1" in die letzte Stufe des Adressenspeicherregisters schreibt. In Übereinstimmung damit wird, wenn die Adressiergatter den Speicher adressiert haben, eine logische ⁿi" in das Adressenspeicherregister eingefügt, so daß dieses fortgeschrieben wird und die Adresse der folgenden Anweisungen und Befehle des Programmes speichert. Außerdem bringt das Adreseenspeicherregister zu diesem Zeitpunkt die Adressiergatter 26 auf den neuesten Staad;

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Der zyklische Zähler 42 hat in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines UND-Gatters 62 weitergezählt. Die Taktimpulsquelle liefert ein Eingangssignal für dieses UND-Gatter. Ein zweites Eingangssignal dafür stellt eines der Datenanforderungssignale Ml, M2 oder M3 dar, die alle zu einem ODER-Gatter 64 gelangen, dessen Ausgang mit dem UND-Gatter 62 verbunden ist. Das dritte, vierte und fünfte erforderliche Eingangssignal für das UND-Gatter 62 ist durch Ul, U2 und U3 gekennzeichnet, Diese Eingangssignale werden von entsprechenden Invertern 66, 68 und 70 geliefert. Die Inverter erhalten Ausgangssignale von entsprechenden UND-Gattern 72, 74 und 76. Die UND-Gatter werden zur Lieferung eines Ausgangssignales zu den entsprechenden Invertern aktiviert, und zwar das UND-Gatter 72 bei Vorhandensein eines Datenanforderungssignals der Umwandlerschaltung 44 und wenn der zyklische Zähler sich im Zählzustand "i" befindet; das UND-Gatter 74, wenn ein Datenanforderungssignal des Umwandlers 46 vorliegt und wenn der Zähler sich im Zählzustand "2" befindet; und das UND-Gatter 76, wenn der Umwandler 48 ein Datenanforderungssignal liefert und der Zähler sich im Zählzustand ^H3" befindet.

Aufgabe der logischen Schaltung am Eingang des zyklischen Zählers 42 ist es, den zyklischen Zähler zum Weiterzählen bis zur nächsten Datenanforderung zu veranlassen und ihn in diesem

Zustand zu halten, bis die Datenanforderung erfüllt ist. Es sei angenommen, daß sich der Zähler im Zählzustand "1" befindet

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— XJ ~

und daß eine Datenanforderung des Umwandlers 48 vorliegt.

Die anderen Umwandler sollen keine Datenanforderungssignale liefern. In diesem Fall liefert keines der UND-Gatter 72, und 76 ein Ausgangssignal und deshalb liegen die drei Sperrsignale Ul, U2 und U3 am Eingang des UND-Gatters 62. Es existiert ein Anforderungssignal (M3) und die Taktimpulsquelle liefert Taktimpulse. Der zyklische Zähler zählt deshalb weiter und erreicht den Zählzustand "3", bei dem der Inverter 70 ein Eingangssignal vom UND-Gatter 76 erhält und das Signal U3 eliminiert. Die Adressiergatter 30 werden aktiviert, weil das UND-Gatter 38 nun ein Taktimpulssignal, das dritte Zählersignal und das Signal M3 erhält. Die Adressiergatter 30 adressieren daher den Speicher 32 und die Ausgangssignale fließen zu den Lesegattern 78.

Für jeden Werkzeugmaschinenbetrieb ist ein Satz von Lesegattern 80, 82 und 78 vorgesehen. Jedes dieser Lesegatter wird aktiviert und erhält die Ausgangssignale aus dem Speicher nur in Anwesenheit eines Aktivierungssignals, und zwar die Lesegatter 80 bei einem Aktivierungssignal vom UND-Gatter 84, die Lesegatter 82 bei einem Aktivierungssignal vom UND-Gatter 86 und die Lesegatter 78 bei einem Aktivierungssignal vom UND-Gatter 88. In dem oben erläuterten Beispiel bleibt der zyklische Zähler im Zählzustand ^Η3^Μ, die Lesegatter 78 sind aktiviert und empfangen die Ausgangssignale aus dem Speicher mit den von den Adressiergattern 30 angegebenen Adressen.

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Die Lesegatter übertragen die Bewegungsbefehle und Anweisungsdaten zur zugeordneten Umwandlerschaltung, für die ein entsprechender Aufbau in Figur 3 gezeigt ist. Der Umwandler formt die Befehle in Impulsketten um und schickt sie zu einem zugeordneten Zeit-Wandler 90, 92 oder 94. Der Zeit-Wandler sendet ein Signal zur zugehörigen Wandler-Schaltung zurück, wenn er bereit ist, Impulse während eines bestimmten Intervalles zu messen. Diese "Zeit^M-Daten werden dann zum Werkzeugmasehinenbetrieb nach einer Anfor-derung übermittelt und der Zeit-Wandler schickt ein Aktivierungssignal zu seinem zugeordneten Wandler, so daß dieser die nächste Impulskette liefert.

Es soll nun auf Figur 3 Bezug genommen werden, welche ein schematisches Blockschaltbild für irgendeine der Wandlerschaltungen 44, 46 oder 48 in Übereinstimmung mit dieser Erfindung zeigt. Ein Flip-Flop 100 wird durch das Ausgangssignal einer Verzögerungsleitung 102 gesetzt. Das Flip-Flop liefert im gesetzten Zustand ein Datenanforderungssignal von der Art, wie es beispielsweise dem UND-Gatter 72 in Figur 2 zugeführt wird. Wie oben erläutert, bewirkt die in Figur 2 gezeigte Schaltung beim Empfang des Datenanforderungssignals, daß die Anweisungs- und Bewegungsbefehledaten aus dem Speicher in einen Satz von Lesegattern übertragen werden. Wie in Figur 3 dargestellt, kann ein Taktoszillator 104 einen Zähler 106 nur dann weiterschalten, wenn ein UND-Gatter 108 durch das Datenanforderungssignal des Flip-rFlop 100 aktiviert ist.

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Der Zähler 106 aktiviert nacheinander die UND-Gatter IiO., 110_o, ... 110 . Für jedes Daten-Bit in den Anweisungs- und Befehlwörtern, die aus de« Speicher in die Lesegatter gelesen werden, ist ein UND-Gatter vorhanden. Andererseits kann, falls dies gewünscht wird,durch jeden Zählzustand des Zählers eine Gruppe von Gattern aktiviert werden, so daß die gleichzeitige Übertragung eines ganzen Wortes oder mehrerer Wörter in die entsprechenden Register möglich ist. Das andere Eingangssignal für jedes der UND-Gatter stammt von den Lesegattern. Es kann daher angenommen werden, daß, wenn der Zähler 106 zum Zählen aktiviert ist, die Eingangsgatter bis HO durch ihn aktiviert werden, wobei die Daten in den Lesegattern in die entsprechenden Zwischenspeicherregister, gekennzeichnet als Zwischenspeicherregister 112 für die Vorschubgeschwindigkeit, als Speicherregister 114, 116 und 118 für die X-, Y- und Z-Achse und die Kennzeichnung, und als Zwischenspeicherregister 120 für die Anweisungen, übertragen werden. Mit einen festen Format für die Anweisungen und Befehle kann eine direkte Übertragung in der Weise erfolgen, wie sie durch die Lesegatter in die entsprechenden Zwischenspeicherregister vorgenommen wird.

Erreicht der Zähler seinen letzten Zählzustand, so liefert er ein Signal EL₁ das auch als Ende-Signal bezeichnet wird. Dieses Signal fließt zum Flip-Flop 100 und setzt es zurück. Gleichzeitig zeigt dieses Signal an, daß die Datenanforderung erfüllt worden ist. Der Zähler wird über den Zurücksetzausgang des Flip-Flop 100 zurückgesetzt.

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Bevor das Flip-Flop 100 ein Datenanforderungssignal liefern kann, muß es durch ein Ausgangssignal aus der Verzögerungsleitung 102 in den Setzzustand gebracht werden. Ursprünglich wird dies durch den Empfang einer Reihe von Aktivierungssignalen aus den Zeit-Wandlersehaltungen von Figur k erreicht. Diese Signale fließen zu einem UND-Gatter 122. Das UND-Gatter wird aktiviert und läßt die Impulskette vom ODER-Gatter l60 zum Zähler 126 während jedes Aktivierungssignals fließen. Die Impulskette des ODER-Gatters l60 stammt vom UND-Gatter 156, welches durch den anfänglichen Null— Zustand eines aktiven Speicherregisters I30 für den Vorschub und durch den ursprünglichen Setzzustand eines Flip-Flop 162 aktiviert wird. Der Null-Zustand des aktiven Speicherregisters für die Vorschubgeschwindigkeit wird durch eine Null-Detektorsc'haltung 154 (NOR-Gatter) festgestellt, welche dann ein Ausgangssignal zum UND-Gatter 156 schickt. Der Zähler 126 wird durch die Ausgangsimpulskette des UND-Gatters 122 auf seinen letzten Zählzustand eingestellt, bei dem er einen Impuls zur Verzögerungsleitung 102 und zum Zurücksetzen des Flip-Flop 1 62 liefert (dieser Vorgang erfordert einige Aktivierungssignale des Zeit-Wandlers von Figur 4). Die Verzögerungsleitung gibt nacheinander in Abhängigkeit von ihrem Eingangssignal vier Impulse ab. Der erste dieser vier Impulse setzt die aktiven Speicherregister I30, 132, 134, I36 und I38 zurück. Der zweite dieser Impulse aktiviert die Übertragungs-

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gatter 140, 142, 144, 146 und 148, wobei diese die Inhalte der Zwischenspeicherregister 112 bis 120 in die entsprechenden aktiven Speicherregister 130 bis 138 Übertragen können. Der dritte Ausgangsimpuls der Verzögerungsleitung 102 setzt alle Zwischenspeicherregister zurück oder löscht sie, und der vierte Ausgangsimpuls der Verzögerungsleitung 102 setzt das Flip-Flop 100 und das Flip-Flop 162.

Es kann angenommen werden, daß zu Beginn, wenn ein Aktivierungssignal zum ersten Mal empfangen wird, während die Verzögerungsleitung vier Impulse abgibt, die Zwischenspeicherregister und die aktiven Speicherregister in einem vorangegangenen Arbeitsgang gelöscht oder zurückgesetzt worden sind, so daß bei der ersten Operation der Verzögerungsleitung in Abhängigkeit von einem ersten Aktivierungssignal die Zwischenspeicherregister und die aktiven Speicherregister nur Nullen gespeichert haben. Die entsprechenden Speicherregister I30, 132, 134, I36 und I38 erhalten das Vorschubgeschwindigkeits-Wort, das Vdrt für die X-Achse samt Kennzeichnung, das Wort für die Y-Achse samt Kennzeichnung, das ¥ort für die Z-Achse samt Kennzeichnung und Anweisungswörter. Das Wort für die Vorschubgeschwindigkeit, die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse wird jeweils in entsprechende Impulsketten mit Hilfe einer Einrichtung umgewandelt, wie sie in dem oben erwähnten U.S.A.-Patent Nr. 3 079 522 beschrieben ist. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung, in der ein Binärzähler enthalten ist, dessen einzelne Zählstufen jeweils

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mit einem getrennten Gatter verbunden sind. Es kann angenommen werden, daß, wenn alle Gatter aktiviert sind, das mit der ersten Stufe des Binärzählers verbundene erste Gatter Impulse Mit der doppelten Frequenz als das zweite Gatter, das mit der zweiten Stufe des Binärzählers verbunden ist, liefert..Das dritte Gatter liefert Impulse mit der doppelten Frequenz des zweiten Gatters, weil es mit der dritten Stufe des Binärzählers verbunden ist. Die Gatter werden nacheinander in Abhängigkeit von den entsprechenden Bits eines Wortes aktiviert, das im Falle der Vorschubgeschwindigkeit eine bestimmte Impulsfrequenz darstellt. Im Falle der drei Koordinatenachsen stellt das Wort für jede Achse eine gewünschte Anzahl von Impulsen dar. Sind die Wörter für die Vorsehubgesehwindigkeit und die Achsen alle Null, so werden von den zugeordneten Gattern 140, 142, 144 und 146 keine Impulse abgegeben. Das Gatter 140 ist mit dem Ausgang des Zählers 148 verbunden. Die Gatter 142, 144 und 146 sind mit dem Ausgang des Zählers verbunden.

Der Null-Detektor 154 enthält ein NOR-Gatter, das mit jeder Stufe des aktiven Speicherregisters I30 für die Vorschubgeschwindigkeit verbunden ist, und liefert nur dann ein Ausgangssignal, wenn das Wort für die Vorschubgeschwindigkeit nur aus Nullen besteht. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters fließt zu einem UND-Gatter 156 und aktiviert es, so daß die Impulse des Oszillators 158 für die Vorschubgeschwindigkeit hindurchgelassen werden. Das Ausgangssignal des Oszillators für die Vorschubgeschwindigkeit fließt auch zum Zähler 148,

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der die Gatter 140 für die Vorschubgesehwindigkeit bedient. Wird beispielsweise eine rasche Transportbewegung gewünscht, das Wort für die Vorschubgeschwindigkeit ist Null, so umgeben die Impulse des Oszillators für die Vorschubgeschwindigkeit die UND-Gatter des Zählers für die Vorschubgeschwindigkeit und fließen direkt zum Zähler 126. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 156 und die Ausgangssignale der Gatter 140 werden zum ODER-Gatter l60 übertragen. Das Ausgangssignal dieses ODER-Gatters, das entweder aus Impulsen des UND-Gatters 156 oder aus Impulsen der Gatter 140 besteht, wird nur dann weiter übertragen, wenn ein Aktiyierungssignal zum UND-Gatter 122 fließt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 122 steuert den Achsen-Zähler 126.

Die Arbeitsweise dieses Systems soll, soweit bis jetzt beschrieben, kurz zusammengefaßt werden. Das erste vom Zeit-Wandler in Figur 4 empfangene Aktivierungssignal setzt die Verzögerungsleitung in Betrieb, wobei das Flip-Flop 100 gesetzt wird und ein Datenanforderungssignal abgibt. In Abhängigkeit von diesem Datenanforderungssignal überträgt der Speicher Daten zu den Lesegattern und mit Hilfe des Zählers 106 werden die Lesegatter-Daten in die Zwischenspeicherregister übertragen. Die Zwischenspeicherregister sind entsprechend den Wörtern für die Vorschubgeschwindigkeit, die X-Achse und die Kennzeichnung, die Y-Achse und die Kennzeichnung, die Z-Achse und die Kennzeichnung und die Anweisungen getrennt. Am Ende des Zählvorganges des Zählers 106 wird das Flip-Flop 100

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zurückgesetzt. Sein Ausgangssignal stellt den Zähler 106 zurück und setzt das Flip-Flop 162. Durch den Setz-Ausgang dieses Flip-Flop wird ein UND-Gatter 156 aktiviert, wobei Impulse aus dem Oszillator 158 für die Vorschubgeschwindigkeit den Zähler 126 mit der gleichen Frequenz vorwärts schalten, mit der die Ausgangsimpulse des Vorschubgeschwindigkeit-Oszillators geliefert werden. Dies tritt jedoch nur dann ein, wenn das NOR-Gatter oder der Null-Detektor 154 ein Vorschubgeschwindigkeits-Wort im aktiven Speieherregister feststellen das Null ist. Im vorliegenden Fall ist das Vorschubgeschwindigkeits-Wort null, weil das erste Vorschubgeschwindigkeits-Wort aus dem Zwischenspeicherregister noch nicht in das aktive Speicherregister übertragen worden ist. Der Zähler 126 wird damit rasch bis zu seinem maximalen Zählzustand weitergeschaltet, bei dessen Erreichen ein Ausgangssignal zum Eingang der Verzögerungsleitung 102 und auch zum Flip-Flop 162, das damit zurückgesetzt wird, fließt. Das UND-Gatter 156 ist nicht länger aktiviert, so daß die Oszillator-Impulse für die Vorschubgeschwindigkeit auch nicht mehr länger den Zähler 126 steuern können.

Die Verzögerungsleitung 102 liefert in Abhängigkeit vom Impuls des Zählers 126 ein erstes Ausgangssignal, welches die aktiven Speicherregister wieder zurücksetzt. Danach werden über einen zweiten Ausgang der Verzögerungsleitung die Übertragungsgatter 140 bis 148 aktiviert, so daß die Wörter in den Zwischenspeicherregistern in die aktiven Speicherregister übertragen werden. Das dritte Ausgangssignal der Verzögerungs-

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leitung setzt die Zwischenspeicherregister zurück, so daß sie das zweite Programmsegment empfangen können. Das vierte Ausgangssignal der Verzögerungsleitung, das dem dritten Ausgangssignal folgt, setzt das Flip-Flop 100, wobei ein anderes Datenanforderungssignal zu der in Figur 2 gezeigten Schaltung zurückgesandt wird, um das zweite Programmsegment bereitzustellen. Während dieser Zeit werden die in die aktiven Speicherregister übertragenen Wörter verarbeitet, da/feie die Gatter 140, 142, 144 und 146 aktivieren, wobei Impulsketten in der oben beschriebenen Weise für Bewegungsbefehle längs der X-, Y- und Z-Achse erzeugt werden. Die Ausgangssignale der Gatter 142, und 146 werden zusammen mit ihren zugehörigen Kennzeichnungssignalen und irgendeinem Anweisungswort im Speicherregister zum Empfängerteil der in Figur 4 gezeigten Schaltung gesandt. Es wurde oben schon festgestellt, dass die Programmdaten zur anfragenden Anschlußeinheit eines Betriebes in bestimmten Zeitintervallen übertragen werden, die beispielsweise 15 Millisekunden lang sein können. Die Zeitdauer des vom Zeit-Wandler von Figur 4 empfangenen Aktivierungssignals beträgt nur 15 Millisekunden, weshalb das UND-Gatter 122 Impulse zum Zähler nur während des 15 Millisekunden langen Intervalles des Aktivierungssignals hindurchläßt. Es wird noch gezeigt, daß diese 15 Millisekunden langen Schritte in Abhängigkeit von Datenanforderungsimpulsen aus der Anschlußeinheit eines Betriebes erzeugt werden, nachdem dieser die 15 Millisekunden lang andauernde Programminformation vollständig gespeichert hat.

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Es soll nun atf die Zeit-Wandlerschaltung Bezug genommen werden. Figur 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Zeit-Wandlerschaltung, welche vom Werkzeugmaschinenbetrieb Datenanforderungssignale erhält, und zwar in Abhängigkeit davon, wohin die Schaltung ein fünfzehn Millisekunden langes Aktivierungssignal für die Wandlerschaltung von Figur 3 schickt. Jeder fünfzehn Millisekunden lange Impuls der Wandlerschaltung wird durch die Schaltung von Figur k in Befehlswörter zurückverwandelt, die dann zum anfragenden Betrieb übermittelt werden.

In Abhängigkeit von einem Aktivierungssignal werden die Impulsketten füi die X-, Y- und Z-Achse in entsprechende X-, Y- und Z-Akkumulatoren 170, 172 und 174 übertragen. Diese Akkumulatoren sammeln die Impulse während des fünfzehn Millisekunden langen Intervalles, wobei das von den Parallelausgängen dieser Akkumulatoren wiedergegebene Impulsmuster ein Wort darstellt, das der Anzahl von Bewegungs-Pulsen, die in einem fünfzehn Millisekunden langen Intervall erforderlich sind, entspricht. Diese Akkumulatoren sind Zähler, die direkt im Binärsystem oder im binär codierten Dezimalsystem - die Codierung ist unwesentlich zählen können. Von Bedeutung ist jedoch das von den Stufen der Akkumulatoren gelieferte Pulsmuster, das drei Code-Wörtern entspricht, welche die Anzahl der Impulse in einer fünfzehn Millisekunden dauernden Impulskette wiedergeben. Für die X-, Y- und Z-Achse sind Übertragungsgatter 178, 180 und 182 vorhanden, die als Eingangssignale die Code-Wörter der entsprechenden X-, Y- und Z-Akkumulatoren 170, 172 und 17* erhalten. Die Anweisungswörter im Anweisungsspeieherregister 138 von Figur 3 werden zum

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Übertragungsgatter 184 von Figur k geschickt. Für die Kennzeichnungsbits der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse sind die UND-Gatter 186, 188 und 190 vorgesehen. Die entsprechenden Kennzeichnungsbits werden aus den entsprechenden aktiven Speicherregistern 132, 134 und 136 der X-, Y- und Z-Achse (siehe Figur 3) zu diesen UND-Gattern übertragen.

Ein Aufruf von einem räumlich entfernten Betrieb zur Übertragung von Daten gelangt zu einem ersten Flip-Flop 194 und zu einem zweiten Flip-Flop 195» sowie zu einem ODEB-Gatter I96. Dieses Datenanforderungssignal steuert die Flip-Flp-Schaltungen in ihre Setzzustände. Das ODER-Gatter 196 setzt in Abhängigkeit vom Datenanforderungssignal ein Flip-Flop 198 und schickt einen Impuls zu einem Verzögerungsmultivibrator 200. Der Verzögerungsmultivibrator liefert ein Verzögerungsintervall von 15 Millisekunden, welches in der vorliegenden Schaltung gewünscht wird. Am Ende des 15 as langen Intervalles wird das Flip-Flop 198 durch ein Ausgangssignal des Verzögerungsmultivlbrators zurückgesetzt.

Der Setzausgang des Flip-Flop 195 ist mit einem UND-Gatter 205 verbunden. Der andere Eingang des UND-Gatters 205 ist mit dem Ausgang des Inverters 207 verbunden. Der Eingang des Inverters ist mit einem Taktimpulsgenerator 112 verbunden, so daß der Inverter nur bei Abwesenheit eines Taktimpulses ein Ausgangssignal liefert. Das UND-Gatter 205 liefert, wenn es aktiviert ist, daher ein Ausgangssignal zum Flip-Flop 192 nur, wenn kein Taktimpuls vorhanden ist. Der Setzausgang des Flip-Flop 192 aktiviert auch ein UND-Gatter 210, so daß die Taktimpulse vom

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Generator 212 zum aufrufenden Werkzeugmaschinenbetrieb, zu

einem Schieberegister 202 zwecks Übertragung irgendwelcher

daraus

Daten/zum aufrufenden Betrieb, und zum Zähler 214 fließen können. Der Setzausgang des Flip-Flop 192 ist auch mit einem ODER-Gatter 199 verbunden.

Der Ausgang des Flip-Flop 198 liefert, wenn das Flip-Flop sich im Setzzustand befindet, ein Aktivierungssignal, das zum UND-Gatter 122 von Figur 3 fließt. Dieses Ausgangssignal fließt auch zum ODER-Gatter 199 in Figur 4. Ein Eingang des OBER-Gatters 199 ist auch mit dem Setzausgang des Flip-Flop 192 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters ist mit einem Inverter 201 verbunden. Der Inverter kann einen Einzel-Impulsgenerator 203 jedoch nur dann ansteuern, wenn beide Eingangssignale des ODER-Gatters 199 verschwunden sind, was der Fall ist, wenn die Flip-Flop 192 und 198 zurückgesetzt sind. In diesem Fall steuert der Inverter einen Einzelimpuls-Generator 203 an, dessen Ausgangsimpuls zum Eingang einer Verzögerungsleitung 206 fließt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verzögerungsleitung solange keinen Eingangsimpuls erhält, bis das Schieberegister 202 entleert worden ist, was durch den Zurücksetzzustand des Flip-Flop 192 angezeigt wird, und bis das Flip-Flop 198 zurückgesetzt worden ist.

Die Verzögerungsleitung ist mit drei aufeinanderfolgenden Ausgängen versehen. Der erste Ausgang C aktiviert die Gatter für die Achsen, die Übertragungsgatter und die Kennzeichnungsgatter, so daß die gesamte in den Akkumulatoren befindliche Information während des Aktivierungsausgangssignals des Flip-Flop 198 parallel in das Schieberegister 202 übertragen wird.

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Der zweite Ausgang der Verzögerungsleitung setzt die drei Akkumulatoren 170, 172 und 174 für die Achsen zurück, so daß sie neue Daten aufnehmen können. Der dritte Ausgang ist mit einem UND-Gatter 298 verbunden, dessen zweiter Aktivierungseingang mit dem Setzausgang des Flip-Flop 194 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gatters 208 ist mit dem ODER-Gatter I96 verbunden. Sind seine beiden Eingangssignale vorhanden, so kann das UND-Gatter 208 das Flip-Flop 198 setzen und zur Erzeugung eines weiteren 15 ms langen Aktivierungssignals veranlassen.

Das Ausgangssignal des UND-Gatters 210 bewirkt, daß das Schieberegister 202 seine Ausgangssignale nacheinander auf die zum anfragenden Werkzeugmaschinenbetrieb zurückführende Leitung gibt. Der Zähler 214 besitzt die gleiche Anzahl von Zählzuständen wie die Anzahl der notwendigen Taktimpulse zum Hinausschieben des Inhalts aus dem Schieberegister 202. Erreicht der Zähler seinen letzten Zählzustand, setzt er das Flip-Flop 192 und zurück. Der Zurücksetzausgang des Flip-Flop 192 ist mit einem UND-Gatter 216 verbunden, welches auch mit dem Zurücksetzausgang des Flip-Flop 198 verbunden ist. Das UND-Gatter 216 dient

zum Zurücksetzen des Flip-Flop 194, wenn alle Daten aus dem Schieberegister 202 zu dem die Daten anfordernden Betrieb geschickt worden sind und wenn kein Aktivierungssignal zu der in Figur 3 gezeigten Schaltung geschickt wird.

Da die Schaltung in Figur k von der Schaltung in Figur 3 Impulsketten mit einer Dauer von 15 es anfordert, kann es sein, daß in einen 15 ns langen Anforderungsintervall die durch ein Programminkrement erzeugten Inpulsketten enden und das nächste

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Programminkrement in die aktiven Speicherregister von Figur 3 eingefügt und in Impulsketten umgewandelt wird. Es kann auch sein, daß ein oder mehrere Achsen-Kennzeichen während dieser Zeit geändert werden und eine Richtungsänderung auf diese Weise anzeigen. Um die in einer Werkzeugmaschine auftretenden Probleme bei einer plötzlich eingespeisten Kennzeichnungsänderung zu vermeiden, ist es zweckmäßig und wünschenswert, diese Änderung vorher zu signalisieren oder eine Lücke in den Befehlsimpulsketten vorzusehen. In Figur k ist eine Schaltung zum Abfühlen einer Änderung in der X-, Y- oder Z-Achsenrichtung und zum Beendigen des Aktivierungssignals in diesem Zeitpunkt vorgesehen. Die benutzte Schaltung ist für alle drei Achsen die gleiche. Dementsprechend sind die Schaltelemente mit Strichindex-Zahlen für jede Achse gekennzeichnet, und die Beschreibung wird nur für eine Achse durchgeführt.

Das Kennzeichnungssignal für die X-Achse fließt zu einer monostabilen Schaltung 211 und zu einem Inverter 213. Das Ausgangssignal des Inverters 213 fließt zu einer zweiten monostabilen Schaltung 215. Die Ausgangssignale dieser beiden monostabilen Schaltungen fließen zu einem ODER-Gatter 217. Die Ausgänge aller ODER-Gatter 217, 217' und 217" sind mit einem ODER-Gatter 219 verbunden. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters219 fließt zu eine» UND-Gatter 221. Das UND-Gatter 221 wird aktiviert, wenn ein Flip-Flop 223 ein Ausgangssignal aus seinem Setzausgang liefert. Dieses Flip-Flop wird durch Signale aus der Schaltung von Figur 3 gesteuert. Der Endübertrag-I»puls vom Zähler 126 steuert das Flip-Flop in seinen Zurücksetzzustand und das Zurück- eetz-Zwischenspeicherausgangssignal der Verzögerungsleitung 102 steuert das Flip-Flop in den Setzzustand.

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Die monostabilen Schaltungen 2ii und 215 sprechen auf ein negatives Signal an. Jede Änderung in einem positiven Kennzeichnungsbit, bei dem das negative Ausgangssignal des Inverters die monostabile Schaltung 215 triggern kann, oder in einem negativen Kennzeichnungsbit, bei dem die monostabile Schaltung 211 getriggert wird, erzeugt daher ein Ausgangssignal für das ODER-Gatter 217. Das ODER-Gatter 219 nimmt alle Ausgangssignale der ODER-Gatter 217, 217¹ und 217" auf und schickt sie zum UND-Gatter 221. Das UND-Gatter 221 ist während des Zeitintervalles, in dem die aktiven Speicherregister gelöscht und mit neuen Daten gefüllt werden, durch das Flip-Flop 223 deaktiviert, um eine falsche Operation durch die Detektorschaltungen für die Kennzeichnungsanderung zu verhindern.

Das Ausgangssignal des UND-Gatters 221, das eine Kennzeichnungsanderung anzeigt, setzt das Flip-Flop 198 zurUck. Dadurch wird das Aktivierungssignal beendet und die Schaltung von Figur 3 liefert während dieser Zeit keine weiteren Impulsketten. Die Daten im Schieberegister fließen weiter zum Betrieb und der Zähler zählt bis zu seinem letzten Zählzustand. Die Daten in den Akkumulatoren zu diesem Zeitpunkt entsprechen denen, die bis zur Feststellung der Kennzeichnungsänderung empfangen worden sind. Die Verzögerungsleitung erhält einen Impuls vom Einzelimpulsgenerator und bewirkt, dass diese Daten ins Schieberegister übertragen werden. Der nächste Datenaufrufimpuls setzt die Übertragung der Schieberegisterdaten wie oben beschrieben wieder in Gang. Die Befehlswörter benötigen jedoch weniger als 15 ms zu ihrer Ausführung und die Werkzeugmaschine wird daher nicht platz-

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lieh in Abhängigkeit vom nächsten Datenblock, der vom Schieberegister abgegeben wird und mit den Daten umgekehrten Vorzeichens beginnt, zu einer Richtungsumkehr veranlaßt.

Es soll nun auf die Einrichtungen im Werkzeugmaschinenbetrieb Bezug genommen werden. Figur 5 zeigt in einem Blockschaltbild die hierzu notwendigen Einrichtungen. Zu Beginn der Operation dieses Systems wird in den Kartenleser 220 eine Karte eingelegt. Diese Karte enthält die erste Adresse des gewünschten Programms. Der Kartenleser erzeugt elektrische Signale, die zum Adressenspeicherregister, so wie in Figur 1 gezeigt, übertragen werden. Die Übertragung erfolgt in das spezielle Register, das diesem Betrieb zugeordnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß trotz der Angabe von Lochkarten und Lochkartenlesern zum Speichern der Adresse und zum Erzeugen von Adressiersignalen im Werkzeugmaschinenbetrieb und dessen Anschlußeinheit, dies nur als ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Anfordern eines Programms gedacht ist. Der Betrieb könnte beispielsweise auch eine Programmliste besitzen und irgendjemand könnte das gewünschte Programm per Telefon von der Zentrale anfordern, wo dann die Adresse in das Adressenspeicherregister des zentralen Rechners mit Hilfe irgendeines geeigneten Eingabegerätes, etwa einer Schreibmaschine, eingegeben werden könnte. Die Schreibmaschine könnte auch im Werkzeugmaschinenbetrieb aufgestellt werden, und, falls dies gewünscht wird, dort als Fernschreiber arbeiten.

Nach der Eingabe einer Programmaufrufkarte in den Kartenleser wird ein Schalter 222 kurzzeitig betätigt. Dadurch wird ein Flip-Flop 224 in den Setziiustand gesteuert. Der Setzausgang des Flip-Flop 224 ist mit einem UND-Gatter 226 verbunden und

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steuert außerdem ein zweites Flip-Flop 228 in den Zurücksetzzustand. Das zweite Flip-Flop wird, wenn die Operation unterbrochen werden soll, durch die kurzzeitige Betätigung eines Schalters 229, der mit dem Setzeingang des Flip-Flop 228 verbunden ist, in den Setzzustand gesteuert. Befindet sich das Flip-Flop 228 im Zurücksetzzustand, so fließt das Signal aus dem Zurücksetzausgang zum UND-Gatter 230. Dieses UND-Gatter wird immer dann aktiviert, wenn die Null-Detektorschaltung 232 feststellt, daß der Zähler 234 sich im Zählzustand Null befindet. Zu Beginn ist der Zähler 234 im Zählzustand Null. Dementsprechend ist das UND-Gatter 230 aktiviert und damit auch das UND-Gatter 226, von dem ein Ausgangsimpuls zur Verzögerungsleitung 236 geschickt wird. Die Verzögerungsleitung liefert drei aufeinanderfolgende Ausgangsimpulse. Der erste setzt die entsprechenden Speicherregister 238, 240, 242 und 244 zurück. Diese Speicherregister enthalten den X-Befehl und die Kennzeichnung, den Y-Befehl und die Kennzeichnung, den Z-Befehl und die Kennzeichnung, und die Anweisungen. Der zweite Ausgangsimpuls der Verzögerungsleitung aktiviert die Übertragungsgatter 246, 248, 250 und 252, so daß Daten aus dem Schieberegister 254 in die entsprechenden Speicherregister übertragen werden. Die entsprechenden Übertragungsgatter 246, 248, 250 und 252 übertragen die Daten für die X-Achse und das Vorzeichen, die Y-Achse und das Vorzeichen, die Z-Achse und das Vorzeichen, und die Anweisungen in die entsprechenden Speicherregister 238, 240, 242 und 244. Ursprünglich befinden sich keine Daten im Schieberegister und die übertragenen "Daten" stellen Nullen dar.

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Der letzte Ausgangsimpuls der Verzögerungsleitung steuert ein Flip-Flop 256 in den Setzzustand. Der Setzausgang dieses Flip-Flop ist mit einem UND-Gatter 258 verbunden, dessen zweiter Eingang Taktimpulse von einem Taktoszillator 260 erhält. Das UND-Gatter 258 kann daher den Zähler 23h zu einem Zählzyklus veranlassen.

Die Vorrichtung zur Gewinnung derjenigen Anzahl von Impulsen, die den Code-Wörtern in den X-, Y- und Z-Speicherregistern entspricht, ist mit der in Figur 3 gezeigten und für die gleiche Aufgabe vorgesehenen Schaltung identisch. Für jedes der X-, Y- und Z-Speicherregister ist ein Satz von Gattern 258, 260 und 262 vorhanden. Diese Gatter sind in Übereinstimmung mit dem gespeicherten Code-Wort gesetzt. Die entsprechenden Gattergruppen 258, 260 und 262 sind alle parallel zum Ausgang des Zählers 234 geschaltet. Die Gatter lassen Impulse in Übereinstimmung mit dem in den entsprechenden Registern gespeicherten Code-Wort hindurchfließen. Die Ausgangssignale aller entsprechenden Gatter 258, 260 und 262 werden auf gemeinsamen Sammelleitungen 264, 266 und 268 zusammengefaßt. Die Impulsketten auf diesen Sammelleitungen enthalten die entsprechenden Befehlsimpulsketten für die drei Achsen. Diese Befehle werden zusammen mit der Vorzeicheninformation dem Servosteuerungssystee 274 der Werkzeug-, maschine zugeführt. Diese Vorrichtung ist in der Technik bekannt. Ein Beispiel hierfür ist in dem oben erwähnten USA Patent 3 079 522 beschrieben. Die Befehlsimpulsketten und Vorzeicheninformationen für die drei Achsen und die Anweisungsdaten, die zur Betätigung der Werkzeugmaschine erforderlich sind, werden von der einfach aufgebauten und in Figur 5 bei der Werkzeugmaschine ge-

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zeigten Vorrichtung geliefert, die mit Hilfe der aus der Zentrale gesandten Informationen betrieben wird.

Es ist darauf hingewiesen worden, daß zu Beginn die Gatter keine Impulse hindurchlassen, weil die in den Speicherregistern enthaltenen Wörter alle null entsprechen. Durch die weiteren Datenanforderungen, die von den Ausgängen der Verzögerungsleitung geliefert werden, beginnt die oben beschriebene Einrichtung diese Daten zu liefern, welche die aufeinanderfolgend übertragenen Ausgangssignale des Schieberegisters 202 und die Taktimpulse enthalten. Diese werden gleichzeitig zu einem UND-Gatter 270 geschickt, von wo aus sie in das Schieberegister 254 übertragen werden können. Inzwischen hat der Zähler 234 einen vollen Zyklus durchlaufen, so daß der Null-Detektor 232 einen Impuls abgibt, der das Flip-Flop 256 zurücksetzt und über das UND-Gatter 230 und das UND-Gatter 226 zur Verzögerungsleitung 236 fließt. Die Verzögerungsleitung setzt die Speicherregister nacheinander zurück, aktiviert die Übertragungsgatter, so daß die Daten des Schieberegisters parallel in die entsprechenden Achsen-Speicherregister und in das Anweisungs-Speicherregister übertragen werden, und steuert dann das Flip-Flop 256 in seinen Setzzustand und sendet ein Aufrufsignal für weitere Daten zurück.

Das UND-Gatter 258 wird wieder aktiviert, wobei der Taktoszillator die Zähler 234 steuern kann, und die entsprechenden Bewegungsbefehl-Impulsketten werden an den Ausgängen der entsprechenden ODER-Gatter 264, 266 und 268 abgegeben. Erreichen die Zähler 234 wieder den Zählzustand null, so deutet dies darauf hin, daß alle Impulse für die entsprechenden in den X-, Y-

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und Z-Speicherregistern gespeicherten Wörter im 15 ms langen Datenintervall, das übertragen wurde, erzeugt worden sind. Der Null-Detektor setzt das Flip-Flop 256 wieder zurück, unterbindet einen weiteren Impulsfluß zu den Zählern 234 und leitet die Übertragung eines anderen Datenanforderungssignals ein.

Der beschriebene Ablauf wird solange fortgesetzt, bis alle Programmdaten zum Werkzeugmaschinenbetrieb übertragen worden sind. Die im zentralen Rechner gespeicherten Programmdaten besitzen ein Programm-Ende-Codewort. Dieses wird in den Anweisungsteil des Programmsegaentes eingefügt. Der Programm-Ende-Codewort-Detektor 272 stellt dies fest und liefert ein Setzsignal zum Flip-Flop 224. Dadurch wird eine weitere Operation der Vorrichtung unterbunden. Dieses Signal dient auch als Zurücksetzsignal, soweit es erforderlich ist, und kann auch zur Betätigung irgendwelcher Leuchtanzeigen, falls dies gewünscht wird, benutzt werden.

In der vorliegenden Erfindung wurde eine neuartige, zweckmäßige und eine Einheit bildende Vorrichtung beschrieben, in der ein einzelner, zentral angeordneter Rechner Programmdaten zu mehreren nummerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen liefern kann, mit denen diese Werkzeugmaschinen gesteuert werden, wobei eine doppelte Installation der notwendigen Geräte zum Übersetzen von Programmdaten, die gespeichert vorliegen, veniaäen wird.

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Claims

Patentanme!dung; Vorrichtung zum Steuern mehrerer Werkzeugmaschinen von einer Zentrale aus.

Pat e_n t a_n s p_ r U c_h e

1. Vorrichtung zum Steuern mehrerer Werkzeugmaschinen von einer Zentrale aus, gekennzeichnet durch einen Speicher in der Zentrale, in dem mehrere verschieden adressierbare Programme gespeichert sind, von denen jedes numerische Steuerungsdaten für Werkzeugmaschinen, mit denen die Arbeitsweise einer Werkzeugmaschine beim Ausführen einschlägiger Maschinenoperationen direkt gesteuert werden kann, enthält; und eine mit dem Speicher gekoppelte und auf die in jedem Werkzeugmaschinenbetrieb erzeugten Signale ansprechende Einrichtung zum Erzeugen und Übertragen elektrischer Steuersignale zu einer Werkzeugmaschine in einem bestimmten Betrieb, wobei die Steuersignale Bestandteile eines bestimmten, gewählten Programmes zur Steuerung der Arbeitsweise dieser Werkzeugmaschinen sind. 109882/0252

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipt.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 · Telteramrn-Adrwm Upatli/Mönchen

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dep.-Kasie Viktualienmarkt, KoÄfo-Nr. 70/30638 Bayer. Vereinsbank München, Zweigt». Oskar-von-Miller-Rina, Kto.-Nr. 882495 · Poiticbeck-Konto: München Nr. 143397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Organe enthält, die Mit dem Speicher verbunden sind und zur Adressierung einer bestimmten Anzahl der Programme und zur Entwicklung bestimmter Steuersignalfolgen in Abhängigkeit hierzu dienen, wobei jede Signalfolge Bestandteil eines unterschiedlichen Programmes ist; und daß Organe mit den zuletzt genannten Einrichtungen zur Übertragung aufeinanderfolgender Abschnitte, aus welchen jede Steuersignalfolge besteht, zu einer bestimmten Werkzeugmaschine gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Adressierung der Programme dienenden Einrichtungen Organe enthalten, welche auf die Adressiersignale ansprechen, die an jedem Aufstellungsort einer Werkzeugmaschine bedingt erzeugt werden, wobei jedes Adressiersignal ein bestimmtes Programm identifiziert, mit dem die Arbeitsweise einer bestimmten Werkzeugmaschine gesteuert werden soll.

k. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letztgenannten Organe Einrichtungen enthalten, welche auf die nacheinander in jedem Werkzeugmaschinenbetrieb erzeugten Anforderungssignale ansprechen, um jeden fortlaufenden Teil einer Steuersignalfolge zur Werkzeugmaschine in diesem Betrieb zu dirigieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschinen räumlich entfernt von der zentralen Datenverarbeitungsanlage angeordnet sind, wobei im Speicher in verschieden adressierten Bereichen die verschiedenen Programme

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gespeichert werden können; Einrichtungen in jedem Werkzeugmaschinenbetrieb zum Erzeugen von Signalen, welche die Speicheradresse eines bestimmten Programmes wiedergeben, vorgesehen sind; die Vorrichtung Einrichtungen zum Empfangen und Speichern von Adressiersignalen, die in den einzelnen Werkzeugmaschinenbetrieben erzeugt wurden, enthält; die Werkzeugmaschinenbetdebe Einrichtungen zum Übertragen der Adressiersignale von den Betrieben zur Adressiersignal-Speichereinrichtung in der zentralen Datenverarbeitungsanlage besitzen; die Speichereinrichtungen Ausgabeorgane zum nacheinanderfolgenden Ausgeben jedes Programmes, dessen Adresse empfangen worden ist, aufweisen; und die Werkzeugmaschinienbetriebe für jede Werkzeugmaschine Einrichtungen zum Umwandeln eines empfangenen Programmes in für die Werkzeugmaschine brauchbare Signale enthalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes im Speicher gespeicherte Programm aus mehreren Programmabschnitten besteht, wobei die Adresse jedes Programminkrementes aus der des vorhergehenden Inkrementes durch Fortschreibung hervorgeht und die vom Werkzeugmaschinenbetrieb übertragene Adresse die Adresse des ersten Programmabschnittes ist; und Einrichtungen in der zentralen Datenverarbeitungsanlage zum Fortschreiben einer gespeicherten Adresse in Abhängigkeit von der Ausgabe eines Programmsegementes aus dem Speicher.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Programminkrement aus einem Bewegungsbefehl- und einem Anweisungswort für eine Werkzeugmaschine besteht, und daß in der zentralen Datenverarbeitungsanlage Einrichtungen zum Unterteilen jedes Bewegungsbefehl- und Anweisungswortes eines Programminkrementes in mehrere kleinere Bewegungsbefehl- und Anweisungsworter vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Unterteilen jedes Programminkrementes, bestehend aus Bewegungsbefehl- und Anweisungswort, in mehrere kleinere Bewegungsbefehl- und Anweisungswörter Organe zum Speichern eines Programminkrementes und Anweisungswortes, Organe zum Erzeugen von Bewegungsbefehl-Impulsketten in Abhängigkeit von den Bewegungsbefehl- und AnweisungsWörtern, Organe zum Aufbauen einer Folge gleichförmiger Zeitinkremente, Einrichtungen zum Messen der Impuls#nzahl in einem Bewegungsbefehl-Signal während eines der gleichförmigen Intervalle und Organe zum Erzeugen eines Bewegungsbefehl-Wortes, entsprechend der Impulszahl, besitzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Übertragen des aus dem Speicher ausgegebenen Programmes zu den einzelnen Werkzeugmaschinenbetrieben Organe enthalten, mit denen die Vielzahl kleinerer Bewegungsbefehl- und Anweisungswörter auf Anforderung der Werkzeugmaschinenbetriebe sequentiell dorthin übertragen werden kann.

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IQ. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zu« Übertragen eines Programmes, ads aufgrund der Adressenangabe durch den Werkzeugmaschinenbetrieb aus dem Speicher dorthin ausgegeben wurde, Organe zum Umwandeln des Programmes in eine Folge von Bewegungsbefehl- und Anweisungswörtern zum jeweiligen Steuern einer Werkzeugmaschine in einem bestimmten Zeitintervall und Organe zum Übertragen der Folge von Bewegungsbefehlwörtern und Anweisungswörtern zur Werkzeugmaschine enthalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Umwandeln des Programmes in eine Folge von Bewegungsbefehl- und Anweisungswörtern, die jeweils zur Steuerung einer Werkzeugmaschine während eines bestimmten Zeitintervalles dienen, Organe zum Aufbauen einer bestimmten Folge von Intervallen, Einrichtungen zum Umwandeln der numerischen Werkzeugmaschinen-Steuerungsdaten eines Programmes in eine Folge von Steuerungs-Impulsketten und Ariweisungswörtern zum Steuern einer Werkzeugmaschine in jedem Intervall, und Einrichtungen zum Umwandeln jeder Steuerimpulskette und jeder Anweisung in ein Bewegungsbefehl-Wort und Anweisungswort enthalten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Übertragen eines Programmes zu einem Werkzeugmaschinenbetrieb, das aufgrund der Adressenangabe durch

dorthin
den Betrieb aus dem Speicher/ausgegeben wurde, Organe in der

Datenverarbeitungszentrale zum Umwandeln des Programmes in

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Bewegungsbefehlwörter und Anweisungswörter zur Steuerung einer Werkzeugmaschine in einem bestimmten Zeitintervall enthalten; daß die Einrichtungen im Werkzeugmaschinenbetrieb zum Umwandeln der Daten in Bewegungsbefehl-Signale und Anweisungswörter zum Betreiben der Werkzeugmaschine Organe zum Speichern empfangener Bewegungsbefehl- und Anweisungswörter, Organe zum Umwandeln der gespeicherten Bewegungsbefehlwörter in Bewegung-Steuerimpulsketten für die Werkzeugmaschine und Organe in der Werkzeugmaschine enthalten, welche auf die Beendigung der Operation der Einrichtungen zum Umwandeln von Bewegungsbefehlswörtern in Bewegungsbefehl-Impulsketten ansprechen und ein Signal zu diesen Einrichtungen in der Zentrale schicken, woraufhin Programmdaten in Bewegungsbefehl- und Anweisungswörter umgewandelt und zur Werkzeugmaschine das nächste Bewegungsbefehl- und das zugehörige Anweisungswort übertragen werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die in der zentralen Datenverarbeitungsanlage befindlichen Einrichtungen zum Speichern der durch die Vielzahl von Werkzeugmaschinenbetrieben angeforderten Programmadressen ein Adressenspeicherregister für jeden Werkzeugmaschinenbetrieb enthalten und daß die Einrichtungen zum sequentiellen Ausgeben der Programme, deren Adressen gespeichert worden sind, Einrichtungen in jedem Werkzeugmaschinenbetrieb zum Erzeugen eines Datenanforderungssignals, einen Zähler zum sequentiellen Erzeugen eines Zählsignals für jedes einzelne der vorhandenen

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Adressenspeicherregister, Einrichtungen in der zentralen Datenverarbeitungsanlage zum Empfangen und Speichern jedes Datenanforderungssignals, und Einrichtungen vorsehen, die auf ein Signal des Zählers und ein Datenanforderungssignal von einem Werkzeugmaschinenbetrieb ansprechen und die Ausgabe eines Programms aus dem Speicher veranlassen, dessen Adresse vom Werkzeugmaschinenbetrieb im zugehörigen Adressenspeicherregister gespeichert worden war.

Ik. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschinen numerisch gesteuert werden und sich in jedem Werkzeugmaschinenbetrieb Einrichtungen zum Erzeugen eines Adressiersignals für ein gewünschtes Programm im Speicher und zum Erzeugen eines Datenanforderungssignals befinden, Speichereinrichtungen in der zentralen Datenverarbeitungsanlage zum getrennten Speichern der Adressen und Datenanforderungssignale der verschiedenen Betriebe mit numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen vorhanden sind, Einrichtungen zum sequentiellen Aktivieren des Speichen^ damit er durch eine in den Adressenspeichereinrichtungen befindliche Adresse adressiert werden kann, wenn ein Datenanforderungssignal von dem Werkzeugmaschinenbetrieb vorliegt, von dem die Adresse abgegeben worden ist vorgesehen sind, Einrichtungen zum Umwandeln des aus dem adressierten Speicherbereich ausgegebenen Programms in Bewegungsbefehlswörter und zugeordnete Anweisungswörter zum Steuern einer Werkzeugmaschine in einem bestimmten Intervall vorhanden sind, Einrichtungen zum aufeinanderfolgenden Übertragen der Bewegungsbefehlwörter und zugeordneten Anweisungswörter

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zu der das Programm aufrufenden Werkzeugmaschine, und Einrichtungen im Werkzeugmaschinenbetrieb zum Verwenden der nacheinander übertragenen Bewegungsbefehlwörter und zugeordneten Anweisungswörter für die Werkzeugmaschinensteuerung vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Adressenspeichereinrichtungen in der zentralen Datenverarbeitungsanlage Einrichtungen zum Fortschreiben der Adresse, nachdem der Speicher mit der in den Adressenspeichereinrichtungen enthaltenen Adresse adressiert worden ist, besitzen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes im Speicher gespeicherte Programm aus mehreren Programmteilen besteht, wobei jeder Programmteil aus einem Bewegungsbefehlwort und einem Anweisungswort aufgebaut ist; daß die Einrichtungen zum Umwandeln eines Programms in eine Folge von Bewegungsbefehlwörtern und Anweisungswörtern zwecks Betreibens einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine in einem bestimmten Intervall Einrichtungen, welche auf das Bewegungsbefehlwort eines Programmteiles ansprechen und in Abhängigkeit von den Bewegungsbefehlswörtern Impulsketten zur Bewegungssteuerung erzeugen, Einrichtungen, welche auf das Datenanforderungssignal des Werkzeugmaschinenbetriebs ansprechen und ein Taktsignal mit der Dauer des gewählten Intervalles erzeugen, Einrichtungen zum Aktivieren der Einrichtungen für die Erzeugung der Bewegungsbefehl-Impulsketten, Einrichtungen,

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welche auf das Taktsignalintervall und in diesem Intervall ansprechen, die Impulse der erzeugten Bewegungsbefehl-Iepulsketten in diesem Intervall sammeln und dementspreehende Bewegungsbefehl-Datenwörter-Signale erzeugen, Einrichtungen zum Übertragen der Bewegungsbefehl-Datenw3!rter und Anweisungewörter zu dem Werkaeugmaschinenbetrieb, der ein Datenanforderungssignal abgegeben hat, und Einrichtungen zum Erzeugen eines Datenanforderungssignals für den Speicher in Abhängigkeit von der vollständigen umwandlung der Bewegungsbefehlwörter eines Programminkrementes in Bewegungsbefehl-Impulsketten enthalten.

17. Vorrichtung nach Anspruch lh, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtungen aus mehreren Adressenspeicherregistern in der Zentrale, von denen jedes einer bestimmten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine zugeordnet ist, aus Einrichtungen zum Eingeben der in einem Werkzeugmaschinenbetrieb erzeugten Adressiersignale in das zugeordnete Adressenspeicherregister, aus Zählereinrichtungen zum sequentiellen Erzeugen eines Zählsignals für jede Adressenspeichereinrichtung und aus mehreren Gattereinrichtungen bestehen, von denen jedes einem bestimmten Adressenspeicherregister zugeordnet ist, wobei jede Gattereinrichtung dazu aktiviert wird, den Speicher mit der in einer Adressenspeicherexnrichtung gespeicherten Adresse in Abhängigkeit von einem zugeordneten Zählsignal und einem Datenanforderungssignal aus einem Werkzeugmaschinenbetrieb zu adressieren.

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