(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業スペース（３０）及び該作業スペースに配置された加工ユニット（３６）を有する工作機械の制御システムであって、
処理データ及び記憶された機械モデル（４８）に基づき、少なくとも作業スペース（３０）の領域内において、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）によって、可視化ユニット（５０）上で、仮想作業スペース（５４）内に設けられた仮想加工ユニット（５６）を有する仮想工作機械として、実際の工作機械（１２）を表示し、仮想加工ユニットの機能を仮想機能として表示する可視化コントローラ（３６）を備える制御システムにおいて、
マニュアル対話処理を可能とする対話処理ユニット（８０）は可視化ユニット（５０）と関連付けされ、
マニュアル対話処理によって工作機械の機能の関連性を可能とする機能選択ユニット（９０）が可視化ユニット（５０）と関連付けされ、
関連した機能を考慮しながら、マニュアル対話処理に対応する処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を生成すると共に、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）を使用しながら、可視化ユニット（５０）上で、マニュアル対話処理によって特定された機能を表示するために、処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を可視化コントローラ（４０）に対して転送する処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を生成する機能データ生成ユニット（９２）を備え、
前記処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）は、Ｘ、Ｙ，Ｚ，Ｃ軸方向で通路上の点の位置に対応し、可視化ユニット（５０）のスクリーン（５１）上で仮想加工ユニット（５６）を動作させるためのロケーションデータ（ＭＰ）から生成されるポジションデータ（ＭＬ）と、仮想アクチェータを動作させるための制御データ（ＭＳＴ）と、を有することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
マニュアル対話処理を可能とする対話処理ユニット（８０）は可視化ユニット（５０）と関連付けされ、
マニュアル対話処理によって工作機械（１２）の機能の関連性を可能とする機能選択ユニット（９０）は、可視化ユニット（５０）と関連付けされ、
関連した機能を考慮しながら、マニュアル対話処理に対応する処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を生成すると共に、記録／再生ユニット（１１０）に処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を記憶する請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
マニュアル対話処理は可視化要素（Ｇ，ＦＦ）によって同時に表示可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
対話処理ユニット（８０）上での結果は、対話処理によって制御可能であり、可視化ユニット（５０）上で規定される対話処理可視化要素（８２）によって表示可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項５】
機能は、対話処理ユニット（８０）を使用して動作として特定可能であり、可視化コントローラ（４０）によって、少なくとも一つの可視化要素（Ｇ，ＦＦ）の動作として、仮想工作機械（５２）上で可視化可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項６】
対話処理ユニット（８０）の使用により、可視化ユニット（ＦＦ）上で機能領域をタッチすることによって機能が特定され、仮想工作機械（５２）上での実施において、可視化コントローラ（４０）によって、機能が可視化可能となることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項７】
個々の場合において、マニュアル対話処理と関連付けされる機能が、対話処理ユニット（８０）を使用することによって選択可能となることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項８】
少なくとも一つの可視化要素を呼び出すことによって、機能が選択されることを特徴とする請求項７に記載の制御システム。
【請求項９】
対話処理ユニット（８０）を使用して、少なくとも一つの可視化要素（Ｇ，ＦＦ）に接近してタッチすることによって、少なくとも一つの可視化要素（Ｇ，ＦＦ）が呼び出されることを特徴とする請求項７又は８に記載の制御システム。
【請求項１０】
機能が選択されたとき、機能を表示する可視化要素（Ｇ，ＦＦ）が可視化ユニット（５０）上で強調表示されることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１１】
特定の機能を呼び出すことが、この機能に関係する可視化要素を表示することであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１２】
実際の工作機械（１２）の予定機能が機械モデル（４８）に記録され、機能選択ユニット（９０）が実際の工作機械（１２）の予定機能に関連付けられるように機能を制限することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１３】
実際の工作機械（１２）の予定機能が、可視化要素（Ｇ，７２）によって可視化ユニット（５０）上で表示可能であることを特徴とする請求項１２に記載の制御システム。
【請求項１４】
少なくとも一つの可視化要素が図示要素（Ｇ）であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１５】
少なくとも一つ可視化要素が機能領域（ＦＦ）であることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１６】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が仮想加工ユニット（５６）を表示することを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１７】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が工具（ＷＺ）を表示することを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１８】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が仮想被削材（ＶＷＳ）を表示することを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項１９】
対話処理ユニット（８０）がマニュアル対話処理を決定するための手で操作可能な制御ユニット（８４）を有することを特徴とする請求項１〜１８の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２０】
対話処理ユニットが、タッチ制御可能な可視化ユニット（５０’）、例えば、マニュアル対話処理を決定する、いわゆるタッチスクリーンを有することを特徴とする請求項１〜１９の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２１】
データストリーム生成器（１２０）が、記録可能なデータストリーム（Ｄ）を形成するために処理データ（ＭＬ，ＷＫＡ，ＭＳＴ）を結合することを特徴とする請求項１〜２０の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２２】
記録可能なデータストリームが、処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）がその処理の時間系列において互いをフォローするデータストリームとして形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の制御システム。
【請求項２３】
データストリーム（Ｄ）がデータファイル（ＤＦ）として記録／再生ユニット（１１０）に記憶可能であることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の制御システム。
【請求項２４】
記録／再生ユニット（１１０）は、機能の一つが可視化コントローラ（４０）及び可視化ユニット（５０）を使用して表示可能となるように、データストリーム（Ｄ）を再生し、及び／又は実際の工作機械はこのデータストリームを使用して制御可能となることを特徴とする請求項１〜２３の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２５】
機能生成ユニット（９２）が処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）としてポジションデータ及び／又は制御データを生成することを特徴とする請求項１〜２４の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２６】
処理データが、通常の工作機械制御システム、好ましくはプログラム可能な工作機械制御システムによって生成されるロケーションデータ（ＭＬ）及び／又は制御データ（ＰＳＴ）に対応することを特徴とする請求項１〜２５の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２７】
ポジションデータ（ＭＬ）が工具訂正データ（ＷＫＤ）を含んでいないことを特徴とする請求項２５又は２６に記載の制御システム。
【請求項２８】
制御システムが、工具訂正データ（ＷＫＤ）を使用してポジションデータ（ＭＬ）を訂正する工具訂正モジュール（６５）を含むと共に、ロケーション情報（Ｌ）を生成することを特徴とする請求項２５〜２７の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項２９】
工具訂正アドレスを介して呼び出される工具−特定工具訂正データが、工具訂正モジュールに記憶されることを特徴とする請求項２８に記載の制御システム。
【請求項３０】
特定工具（ＷＺ）に対応する工具訂正データ（ＷＫＤ）を探すための工具訂正アドレス（ＷＫＡ）が工具訂正モジュール（６５）に転送可能であることを特徴とする請求項２９に記載の制御システム。
【請求項３１】
工具訂正アドレス（ＷＫＡ）が機能データ生成ユニット（９２）で生成可能であることを特徴とする請求項３０に記載の制御システム。
【請求項３２】
制御システムが、ロケーション情報（Ｌ）に基づいて制御情報（ＲＩ）を生成するポジションコントローラ（６６）を有することを特徴とする請求項２７〜３１の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項３３】
可視化コントローラ（４０）が制御情報（ＲＩ）を受け取り、この制御情報（ＲＩ）に基づき、制御情報（ＲＩ）に対応する機能シーケンスを使用して、可視化ユニット（５０）上に仮想工作機械（５２）を表示することを特徴とする請求項３２に記載の制御システム。
【請求項３４】
調整制御システム（６８）が制御データに基づいてアクチェータ信号（ＡＳ）を生成することを規定する、ことを特徴とする請求項２５〜３３の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項３５】
アクチェータ信号（ＡＳ）に基づき、アクチェータ信号（ＡＳ）に対応する機能を使用して、可視化コントローラ（４０）が仮想工作機械（５２）を表示することを特徴とする請求項３４に記載の制御システム。
【請求項３６】
機能データ生成ユニット（９２）が、ロケーションデータ生成器（９４）を使用して、対話処理ユニット（８０）のロケーションデータを決定し、これらのポジションデータに基づいてポジションデータ（ＭＬ）を生成することを特徴とする請求項１〜３５の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項３７】
ロケーションデータ生成器（９４）が、対話処理ユニット（８０）から得られたロケーションから工具訂正データ（ＷＫＤ）を減算することを特徴とする請求項３６に記載の制御システム。
【請求項３８】
機能データ生成ユニット（９２）が、対話処理ユニット（８０）から工具訂正データ（ＷＫＤ）を検出する工具訂正データ生成器（９６）を有することを特徴とする請求項１〜３７の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項３９】
工具訂正データ（ＷＫＤ）が、工具訂正データ生成器（９４）を使用して検出可能であり記憶可能であることを特徴とする請求項３８に記載の制御システム。
【請求項４０】
工具訂正データ生成器（９４）が工具訂正アドレス（ＷＫＡ）を生成することを特徴とする請求項３９に記載の制御システム。
【請求項４１】
機能データ生成ユニット（９２）が、対話処理ユニット（８０）から制御データを検出する制御データ生成器（９８）を有することを特徴とする請求項１〜４０の何れか一項に記載の制御システム。
【請求項４２】
制御データ生成器（９８）が制御指令に基づいて制御データ（ＭＳＴ）を生成することを特徴とする請求項４１に記載の制御システム。
【請求項４３】
作業スペース（３０）及び該作業スペースに配置された加工ユニット（３６）を有する工作機械の制御方法であって、
処理データ及び記憶された機械モデル（４８）に基づき、少なくとも作業スペース（３０）の領域内において、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）によって可視化ユニット（５０）上で、実際の工作機械（１２）を、仮想作業スペース（５４）内に設けられた仮想加工ユニット（５６）を有する仮想工作機械として表示すると共に、仮想加工ユニットの機能を仮想機能として表示する制御方法において、
マニュアル対話処理を可能とする対話処理ユニット（８０）を可視化ユニット（５０）と関連付けし、
マニュアル対話処理が、該マニュアル対話処理によって工作機械の機能の関連性を規定し、機能データ生成ユニット（９２）をマニュアル対話処理に対応する処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を生成するのに使用し、前記処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）が、Ｘ、Ｙ，Ｚ，Ｃ軸方向で通路上の点の位置に対応し、可視化ユニット（５０）のスクリーン（５１）上で仮想加工ユニット（５６）を動作させるためのロケーションデータ（ＭＰ）から生成されるポジションデータ（ＭＬ）と、仮想アクチェータを動作させるための制御データ（ＭＳＴ）と、を有し、
関連した機能を考慮して、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）を使用しながら、可視化ユニット（５０）上で、マニュアル対話処理によって特定された機能を表示するために、これらの処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を可視化コントローラ（４０）に対して転送することを特徴とする制御方法。
【請求項４４】
マニュアル対話処理が、該マニュアル対話処理によって工作機械の機能の関連性を規定し、機能データ生成ユニット（９２）をマニュアル対話処理に対応する処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を生成するのに使用し、
関連した機能を考慮しながら、これらの処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）を記録／再生ユニット（１１０）に記憶することを特徴とする請求項４３に記載の制御方法。
【請求項４５】
マニュアル対話処理が可視化要素（Ｇ，ＦＦ）によって同時に表示されることを特徴とする請求項４３又は４４に記載の制御方法。
【請求項４６】
対話処理ユニット（８０）上での結果は、対話処理によって制御可能であり、可視化ユニット（５０）上で規定される対話処理可視化要素（８２）によって表示可能であることを特徴とする請求項４３〜４５の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項４７】
機能が、対話処理ユニット（８０）を使用して動作として特定されると共に、可視化コントローラ（４０）によって、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）の少なくとも一つの動作として仮想工作機械（５２）上で可視化されることを特徴とする請求項４３〜４６の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項４８】
機能が、対話処理ユニット（８０）の使用によって可視化ユニット（５０）上で機能領域（ＦＦ）をタッチすることにより特定されると共に、仮想工作機械（５２）上での実施において、可視化コントローラ（４０）によって可視化されることを特徴とする請求項４３〜４７の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項４９】
個々のケースにおいて、マニュアル対話処理と関連付けされる機能が、対話処理ユニット（８０）を使用して選択可能であることを特徴とする請求項４３〜４８の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５０】
機能が、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）の少なくとも一つを呼び出すことによって選択可能であることを特徴とする請求項４９に記載の制御方法。
【請求項５１】
可視化要素（Ｇ，ＦＦ）の少なくとも一つが、対話処理ユニット（８０）を使用して、可視化要素（Ｇ，ＦＦ）の少なくとも一つに接近し、タッチすることによって呼び出されることを特徴とする請求項４９又は５０に記載の制御方法。
【請求項５２】
機能が選択されたとき、機能を表示する可視化要素（Ｇ，ＦＦ）が可視化ユニット（５０）上で強調表示されることを特徴とする請求項４３〜５１の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５３】
特定の機能を呼び出すことは、該機能に関する可視化要素（Ｇ，ＦＦ）を表示することであることを特徴とすることを特徴とする請求項４３〜５２の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５４】
実際の工作機械（１２）の予定機能が機械モデル（４８）に記録され、機能選択ユニット（９０）が実際の工作機械（１２）の予定機能に関連付けられるように機能を制限することを特徴とする請求項４３〜５３の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５５】
実際の工作機械（１２）の予定機能が、可視化要素（Ｇ，７２）によって可視化ユニット（５０）上で表示されることを特徴とする請求項５４に記載の制御方法。
【請求項５６】
図示記号（Ｇ）が少なくとも一つの可視化要素として使用されることを特徴とする請求項４３〜５５の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５７】
機能領域（ＦＦ）が少なくとも一つ可視化要素として使用されることを特徴とする請求項４３〜５６の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５８】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が仮想加工ユニット（５６）を表示することを特徴とする請求項４３〜５７の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５９】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が工具（ＷＺ）を表示することを特徴とする請求項４３〜５８の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６０】
少なくとも一つの可視化要素（Ｇ）が仮想被削材（ＶＷＳ）を表示することを特徴とする請求項４３〜５９の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６１】
手で操作可能な制御ユニット（８４）がマニュアル対話処理を決定するための対話処理ユニット（８０）として使用されることを特徴とする請求項４３〜６０の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６２】
タッチ制御可能可視化ユニット５０’、例えばいわゆるタッチスクリーンが、マニュアル対話処理を決定するための対話処理ユニットとして使用されていることを特徴とする請求項４３〜６１の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６３】
処理データ（ＭＬ、ＷＫＡ、ＭＳＴ）が、データストリーム生成器（１２０）を使用して記憶可能なデータストリーム（Ｄ）を形成するために結合されることを特徴とする請求項４３〜６２の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６４】
記録可能なデータストリームが、処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）がその処理の時間系列において互いをフォローするデータストリームとして形成されていることを特徴とする請求項６３に記載の制御システム。
【請求項６５】
データストリーム（Ｄ）がデータファイル（ＤＦ）として記録／再生ユニット（１１０）に記録可能であることを特徴とする請求項６３又は６４に記載の制御方法。
【請求項６６】
記録／再生ユニット（１１０）が、機能の一つが可視化コントローラ（４０）及び可視化ユニット（５０）を使用して表示可能となるように、データストリーム（Ｄ）を再生し、及び／又は実際の工作機械がこのデータストリームを使用して制御可能となることを特徴とする請求項４３〜６５の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６７】
機能生成ユニット（９２）が処理データ（ＭＬ，ＭＳＴ）としてポジションデータ及び／又は制御データを生成することを特徴とする請求項４３〜６６の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６８】
処理データが、通常の工作機械制御システム、好ましくはプログラム可能な工作機械制御システムによって生成されるロケーションデータ（ＭＬ）及び／又は制御データ（ＰＳＴ）に対応することを特徴とする請求項４３〜６７の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６９】
ポジションデータ（ＭＬ）が工具訂正データ（ＷＫＤ）を含んでいないことを特徴とする請求項６７又は６８に記載の制御システム。
【請求項７０】
工具訂正モジュール（６５）において、ポジションデータ（ＭＬ）が工具訂正データ（ＷＫＤ）を使用して訂正され、ロケーション情報（Ｌ）が生成されることを特徴とする請求項６７〜６９の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項７１】
工具訂正アドレスを介して呼び出される工具−特定工具訂正データが、工具訂正モジュールに記憶されることを特徴とする請求項７０に記載の制御方法。
【請求項７２】
特定工具（ＷＺ）に対応する工具訂正データ（ＷＫＤ）を探すための工具訂正アドレス（ＷＫＡ）が工具訂正モジュール（６５）に転送可能であることを特徴とする請求項７１に記載の制御方法。
【請求項７３】
工具訂正アドレス（ＷＫＡ）が機能データ生成ユニット（９２）で生成可能であることを特徴とする請求項７２に記載の制御方法。
【請求項７４】
制御情報（ＲＩ）がロケーション情報（Ｌ）に基づいてポジションコントローラ（６６）によって生成されることを特徴とする請求項６９〜７３の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項７５】
可視化コントローラ（４０）が制御情報（ＲＩ）を受け取り、この制御情報（ＲＩ）に基づき、制御情報（ＲＩ）に対応する機能シーケンスを使用して、可視化ユニット（５０）上に仮想工作機械（５２）を表示することを特徴とする請求項７４に記載の制御方法。
【請求項７６】
アクチェータ信号（ＡＳ）が、調整制御システム（６８）を使用して、制御データに基づいて生成されることを特徴とする請求項６７〜７５の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項７７】
アクチェータ信号（ＡＳ）に基づき、アクチェータ信号（ＡＳ）に対応する機能を使用して、可視化コントローラ（４０）が仮想工作機械（５２）を表示するために使用されることを特徴とする請求項７６に記載の制御方法。
【請求項７８】
ロケーションデータ生成器（９４）が、対話処理ユニット（８０）のロケーションデータを決定するために使用され、これらのポジションデータに基づいて、ポジションデータ（ＭＬ）が生成されることを特徴とする請求項４３〜７７の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項７９】
ロケーションデータ生成器（９４）が、対話処理ユニット（８０）から得られたロケーションから工具訂正データ（ＷＫＤ）を減算することを特徴とする請求項７８に記載の制御方法。
【請求項８０】
機能データ生成ユニット（９２）の工具訂正データ生成器（９６）が、対話処理ユニット（８０）から工具訂正データ（ＷＫＤ）を検出するために使用されることを特徴とする請求項４３〜７９の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項８１】
工具訂正データ（ＷＫＤ）が、工具訂正データ生成器（９４）を使用して検出され、記憶されることを特徴とする請求項８０に記載の制御方法。
【請求項８２】
工具訂正アドレス（ＷＫＡ）が工具訂正データ生成器（９４）を使用して生成されることを特徴とする請求項８１に記載の制御方法。
【請求項８３】
機能データ生成ユニット（９２）が、対話処理ユニット（８０）から制御データを検出する制御データ生成器（９８）を有することを特徴とする請求項４３〜８２の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項８４】
制御データ（ＭＳＴ）が制御データ生成器（９８）を使用して制御指令に基づいてを生成されることを特徴とする請求項８３に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業スペース及びそこに配置されている加工ユニットを有する工作機械の制御システムであって、処理データ及び記憶されている機械モデルに基づき、少なくとも加工空間の領域内において、可視化要素により可視化ユニット上で、仮想作業スペース内に設けられた仮想加工ユニットを有する仮想工作機械として工作機械を表示すると共に、仮想機能としての仮想加工ユニットの機能を表示する可視化コントローラを備える制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような制御システムは従来から知られている。これらの制御システムは、プログラム可能な（プログラマブル）制御システム、例えば、ＣＮＣ制御システムとして機能する。そして、可視化コントローラ及び可視化ユニットにより、処理データによって特定される工作機械の機能が仮想機能として表示され、例えば、工作機械を制御するサブプログラムの機能を決定し、及び／又は試験することを可能にする。ここで、サブプログラムはデータレコードの生成による通常の方法で作成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第２００５０４５０２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、容易に機能する一般的な制御システムを構成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本目的は、本発明による上述した制御システムによって解決される。そこで、マニュアル対話処理を可能にする対話処理ユニットは可視化ユニットと関連付けられる。機能選択ユニットは、マニュアル対話処理に対する工作機械の少なくとも一つの機能の関連付けを可能にし、可視化ユニットと関係付けされる。機能データ生成ユニットは、マニュアル対話処理に対応する処理データを生成する。一方で、関係付けされた機能を考慮し、可視化要素を使用して、可視化ユニット上で、マニュアル対話処理によって特定された機能を表示するために、可視化コントローラに対してこれらの処理データを転送する。
【０００６】
本発明による効果は、工作機械の機能と関連するマニュアル対話処理に基づくオプションを規定し、工作機械の仮想機能を生成し、可視化要素を使用して可視化ユニット上で可視化機能を表示する。
【０００７】
従って、従来知られたアプローチとは異なって、マニュアル対話処理によって処理データを生成し、関係付けされた機能を考慮しながら、可視化要素によって可視化ユニット上でマニュアル対話処理の効果を表示するオプションがある。
【０００８】
結果として、処理データを容易に生成するだけでなく、仮想工作機械上で仮想機能としとして生成された機能に関して処理データを表示し、適切かつ正確に、マニュアル対話処理中に直接的に適切な方法でそれらを生成することが可能となる。
【０００９】
また、他に、本発明によるアプローチは、マニュアル対話処理を許容する対話処理ユニットを可視化ユニットに関係付けし、工作機械の機能がマニュアル対話処理を可能にする機能選択ユニットを可視化ユニットと関係付けし、機能データ生成ユニットがマニュアル対話処理に対応する処理データを生成し、その一方で、関係付けされた機能を考慮して、これらの処理データを記録／再生ユニットに記憶する。
【００１０】
この本発明の効果は、工作機械を制御する処理データが容易に生成されること、つまり、仮想工作機械によって示された関係を考慮して、マニュアル対話処理によって処理データが生成されることを可能にする。
【００１１】
原理上、マニュアル対話処理は、可視化ユニット上で時間遅延方法で表示される。
【００１２】
例えば、処理データを記憶し、記憶された処理データに基づき、時間遅延方法で可視化ユニット上でマニュアル対話処理を表示することができる。
【００１３】
マニュアル対話処理が、同時に、好ましくは同期して、可視化ユニットによって表示されるとき、特に、マニュアル対話処理を実施する効果がある。これは、ユーザが、仮想工作機械上で、特に、仮想工作機械の仮想加工ユニット上で、マニュアル対話処理の効果を直接的に認識し、マニュアル対話処理によって特定された機能が意味のある結果に導くかどうかを決定するオプションを有しているためである。
【００１４】
マニュアル効果が直接的にチェック出来るようにするため、対話処理ユニット上でのマニュアル効果が対話処理可視化要素によって示される。ここで、対話処理可視化要素は、対話処理ユニットによって制御可能であり、可視化ユニット上に提供される。
【００１５】
この発明の効果は、仮想工作機械上で機能を実施することによってマニュアル効果を確認できるだけなく、同時に、マニュアル効果の第１のチェックを実施できる。これは、対話処理可視化要素が対話処理ユニット上に示され、オペレータが、対話処理可視化要素に基づいて実施される機能を認識でき、仮想工作機械上及び仮想要素上で実施される機能を確認出来るためである。
【００１６】
マニュアル対話処理の使用によって、機能が種々の方法で特定され、可視化される。
【００１７】
一つのアプローチでは、機能が、対話処理ユニットの使用で動作として特定され、可視化コントローラによって、可視化要素の少なくとも一つの動作として仮想工作機械上で可視化される。
【００１８】
これは、特に、マニュアル対話処理が動作として実施され、この動作が可視化要素の一つによって表示される。これは、動作を表示する可視化要素が仮想加工ユニットを表示するときに意味があり、マニュアル対話処理ユニットは仮想工作機械の仮想加工ユニットを動かし、例えば、加工用の被削材に接近する動作、及び／又は対話処理ユニットを動かすことによって、被削材の加工中の動作を特定するオプションを規定する。
【００１９】
他の有効なアプローチは、対話処理ユニットの使用によって、機能が、可視化ユニット上で可視化要素によって示す実施領域にタッチすることによって特定され、可視化コントローラによって、仮想工作機械上での実施で可視化される。
【００２０】
このアプローチは、特に、可視化要素の使用によって、可視化ユニット上で機能が容易に表示されないとき、例えば、機能が割り出し機能であるときに、提供される。この場合、機能を特定する可視化要素として実施領域の表示は適切な方法である。
【００２１】
工作機械の機能は、非常に異なる方法で特別なマニュアル対話処理で関連付けされる。
【００２２】
例えば、マニュアル対話処理を機能と関連付けるキーボーなどの専用入力装置を有する機能選択ユニットを考えることができる。
【００２３】
しかしながら、一つの特に有効なアプローチは、個々の場合において、マニュアル対話処理と関連付けされる機能が対話処理ユニットを使用して選択可能になるということである。
【００２４】
すなわち、動作ユニットは、機能の実施をマニュアルで特定するだけでなく、マニュアル対話処理で工作機械の機能を関係付けするために、例えば、マニュアル対話処理を実施する前後において、使用することができる。
【００２５】
対話処理ユニットを使用する機能のこのような選択は、種々の方法でなされる。
【００２６】
例えば、機能を選択するための分離ディスプレイを有する対話処理ユニットを提供することが考えられる。
【００２７】
しかしながら、一つの特に容易に使用されるアプローチは、少なくとも一つの可視化要素を呼び出すことによって選択される機能を提供することである。
【００２８】
この方法において、少なくとも一つの可視化要素を呼び出すことは、種々の方法、例えば、可視化要素の周りを通過することによって実施される。
【００２９】
しかしながら、一つの特に有効なアプローチは、対話処理ユニットを使用し、少なくとも一つの可視化要素に接近しタッチすることによって、少なくとも一つの可視化要素を呼び出すことを規定することである。
【００３０】
機能の選択は、種々の方法で可視化ユニットによって表示される。
【００３１】
一つのオプションは、機能が選択されたとき、機能を表す可視化要素が可視化ユニット上で強調表示されるというものである。
【００３２】
このような可視化要素を強調表示することは、例えば、可視化要素の明るさを変えたり、可視化要素の色を変えることによって実施される。
【００３３】
また他に、本目的を達成するために、特別の機能を呼び出すことは、この機能のための可視化要素を表示するだけとすることもできる。
【００３４】
例えば、可視化要素の動作に関する機能を呼び出す結果として、可視化ユニット上で機能を表示する可視化要素が示され、この機能が選択されないときは隠される。
【００３５】
原理上、本発明による制御システムに関して、制限されることなしに、機能が可能になると考えられる。しかしながら、これは、機能データ生成ユニットに関して生成される実際の工作機械を制御するためのポジションデータ及び／又は制御データが転送されるときに問題があるという、不利益を有している。これは、実際の工作機械は、いくつかの場合において、機能を実施しなくなるためである。
【００３６】
この理由のため、好ましくは、実際の工作機械の予定機能が機械モデルに記憶され、機能選択ユニットが実際の工作機械の予定機能に関連付けされるように機能を制限することが規定される。
【００３７】
オペレータに対して最適なサポートを提供するために、好ましくは、実際の工作機械の予定機能が可視化要素によって可視化ユニット上で表示されることが規定される。機能をマニュアルで特定するとき、予定機能がマニュアルで特定されるように、オペレータは予定機能に対応する可視化要素の表示によって視覚的に案内され、これはオペレータによってすぐに認識される。
【００３８】
機能に関して、これまで、更なる情報は、本発明によるアプローチの説明において提供されていない。
【００３９】
従って、例えば、工作機械の少なくとも一つの機能は、少なくとも一つの他の加工ユニットに対する加工ユニットの動作を含むことが規定される。
【００４０】
更に、例えば、工作機械の少なくとも一つの機能は、加工ユニットの起動に関する。
【００４１】
例えば、工作機械の少なくとも一つの他の機能は、加工ユニットの割出し動作に関する。
【００４２】
可視化要素に関して、これまでの説明では、更なる情報は提供されていない。
【００４３】
従って、好ましくは、少なくとも一つの可視化要素がグラフィカルな可視化要素であることが規定される。
【００４４】
グラフィカルな可視化要素は、加工ユニットのイメージ又は加工ユニット、加工ユニットの機能、又は加工ユニットの位置を強調する図示記号のどちらかである、グラフィカルな要素を意味すると理解される。
【００４５】
また他に、本目的を達成するために、少なくとも一つの可視化要素が機能領域として提供される。
【００４６】
機能領域は、機能情報は文字又は数値で表示される領域を意味するものと理解される。
【００４７】
可視化要素に関する特定の情報は、これまで、本発明のアプローチの説明において提供されていない。
【００４８】
従って、例えば、少なくとも一つの可視化要素が仮想加工ユニットを表示することが規定される。
【００４９】
この場合、特に、可視化要素はグラフィカルな可視化要素であり、これによって、加工ユニットが概略的に又は多少正確なイメージのどちらかで示される。
【００５０】
例えば、少なくとも一つの可視化要素は工具を示す。
【００５１】
この場合、可視化要素は、概略的な工具の外側の輪郭又は正確な少なくとも一つの切削軌跡のどちらを示すグラフィカルな可視化要素であることが好ましい。
【００５２】
しかしながら、工具の外側の輪郭や切削軌跡を示すだけでなく、工具の正しいデータを入力することは重要であるため、もし必要であれば、グラフィカルな可視化要素に加えて、ディスプレイ領域が任意的に備えられ、それによって、工具の正しいデータが入力される。
【００５３】
更に、例えば、少なくとも一つの可視化要素が被削材を示すことが規定される。
【００５４】
この場合において、可視化要素は、概略的に又は非常に正確に被削材の外側輪郭を示すグラフィカルな可視化要素であることが好ましく、可視化ユニット上で、かなりの正確性を持って、被削材を加工するのに必要な寸法部分を示す。
【００５５】
種々のアプローチが、対話処理ユニットの設計について考えられている。
【００５６】
従って、一つの効果的なアプローチは、対話処理ユニットが手で操作可能な制御ユニット、特に、マニュアル対話処理を決定するためのコンピュータマウスを含むことを規定する。
【００５７】
また他に、本目的を達成するために、対話処理ユニットが、マニュアル対話処理を決定するために、タッチ制御可能な可視化ユニット、例えば、いわゆるタッチスクリーンを含むことが規定される。
【００５８】
仮想工作機械に関する可視化表示のための処理データを使用するだけでなく、任意的に、処理データを記憶し再利用するために、データストリーム生成器が規定され、データストリーム、特に、時間同期データストリームを形成するために処理データを結合する。
【００５９】
時間同期データストリームは、例えば、行程中に、動作の少なくとも二つの軸の方向で、データストリームがデータの正しい時間系列だけでなく、データの正確な時間位置同期を有することを意味する。
【００６０】
記憶可能なデータストリームは、処理の時系列において、処理データが互いに従うデータストリームとして形成されることが好ましい。
【００６１】
データストリームの記憶のため、記録／再生ユニットは、データストリームがデータファイルとして記憶可能であるように規定される。
【００６２】
このような記録／再生ユニットを使用することによって、データストリームは、このデータストリームに含まれる機能が再びチェックされ、及び／又は訂正され、及び／又は後に補足されるように、記憶されることが好ましい。
【００６３】
更に、記録／再生ユニットは、データストリームを再生するのに適切であり、これによって、可視化コントローラ及び可視化ユニットを使用して機能を再生し、及び／又はこのデータストリームを使用して実際の工作機械を制御することができる。
【００６４】
機能データ生成ユニットによって生成したデータの型に関する情報は、これまで規定されていない。
【００６５】
従って、原理上、これらのデータに関するデータ構造の任意の型を規定することが考えられる。
【００６６】
一つの有利なアプローチは、機能データ生成ユニットがポジションデータ及び／又は制御データを生成することを規定する。
【００６７】
それらの構造に関して、このようなポジションデータ及び／又は制御データは、通常の工作機械制御システム、好ましくはプログラマブル工作機械制御システム、特にＣＮＣ制御システムによって生成されたポジションデータ及び／又は制御データに対応することが好ましい。
【００６８】
ポジションデータは、工具訂正データがないこと、すなわち、工具中心であることが好ましく、その結果、使用される工具の寸法に依存して、対応する工具訂正データと共にポジションデータを使用することにより訂正がなされる。
【００６９】
また、制御システムが、工具訂正データを使用してポジションデータを訂正し、ロケーション情報を生成する工具訂正モジュールを含むことが規定される。
【００７０】
工具訂正モジュールの処理原理に関する情報は、これまで提供されていない。
【００７１】
一つ有利なアプローチは、工具訂正アドレスを介して呼び出される工具特有の工具訂正データは工具訂正モジュールに記憶されると規定する。
【００７２】
工具訂正モジュール内での適切な工具訂正を、訂正する工具と関連付けするために、特別な工具に対応する工具訂正データを見つけるための工具訂正アドレスは工具訂正モジュールに転送可能であることが規定される。
【００７３】
特に、工具訂正アドレスは、機能データ生成ユニット、特に、工具訂正生成器で生成可能であることが規定される。
【００７４】
更に、制御システムは、ロケーション情報に基づいて制御情報を生成するポジションコントローラを含むように設計されることが好ましい。
【００７５】
このような制御情報は、種々の駆動軸、例えば直線軸や回転軸を直接的に制御するための通常の制御システムで使用される。
【００７６】
原理上、本発明によるアプローチにおいて、可視化コントローラにポジションデータを転送することが可能であり、可視化コントローラはポジションデータに基づく機能系列を生成する。
【００７７】
しかしながら、実際の工作機械の時間応答が仮想工作機械に適用されるようにするために、可視化コントローラが制御情報を受け入れ、それに基づき、制御情報に対応する機能系列を使用して、仮想工作機械を表示することを好ましくは規定する。
【００７８】
制御データを使用するために、調整制御システムは、制御データに基づいてアクチェータ信号を生成することを好ましくは規定する。
【００７９】
このようなアクチェータ信号は、アクチェータ、すなわち駆動部、例えば作動駆動部を制御するために使用されることが好ましい。
【００８０】
この場合において、アクチェータ信号に基づき、アクチェータ信号に対応する機能を使用して、可視化コントローラが仮想工作機械の表示を生成することが規定される。
【００８１】
処理データの生成に関する情報は、これまで提供されていない。
【００８２】
従って、一つの有利なアプローチは、機能データ生成ユニットが、ロケーションデータ生成機を使用して対話処理ユニットのロケーションデータを決定し、これらのロケーションデータに基づいてポジションデータを生成することを規定する。
【００８３】
個々の場合において、工具訂正データが、使用される工具に基づいて、これらのポジションデータに加えられるため、ロケーションデータ生成器は、対話処理ユニットから得られたロケーションデータから工具訂正データを減算するときに特に効果がある。これにより、ポジションデータが異なる工具に汎用的に使用されることを確実にする。
【００８４】
更に、機能データ生成ユニットは、対話処理ユニットから工具訂正データを検出する工具訂正データ生成器を有することを好ましくは規定する。
【００８５】
例えば、対話処理ユニット、一例としてキーボードを介して工具訂正モードで工具訂正データを入力するために、工具訂正データは工具訂正データ生成器で処理される。
【００８６】
工具訂正データ生成器は、工具訂正アドレスを生成するように処理する。ここで、工具アドレスにより、工具訂正データが記憶され取り出される。
【００８７】
他のアプローチは、機能データ生成ユニットが対話処理ユニットから制御指令を検出する制御コントローラを有することを規定する。
【００８８】
制御データ生成器は制御指令に基づいて制御データを生成することを規定することが好ましい。
【００８９】
本発明は、作業スペースとそこに配置された加工ユニットを有する工作機械を制御する方法に関する。処理データ及び記憶された機械モデルに基づき、実際の工作機械は、その作業スペースの少なくとも領域内において、可視化要素によって可視化ユニット上で、仮想作業スペース内に提供された仮想加工ユニットを有する仮想工作機械として表示され、仮想加工ユニットの機能が仮想機能として表示され、上述した目的が本発明により解決される。マニュアル対話処理は、マニュアル対話処理を有する工作機械の機能との関係が提供され、機能データ生成ユニットがマニュアル対話処理に対応する処理データを生成するのに使用されることを規定し、その一方で、関係付けされた機能を考慮し、これらの処理データが可視化コントローラに転送され、可視化要素を使用して可視化ユニット上で、マニュアル対話処理で特定された機能を表示する。
【００９０】
また他に、この目的を達成するために、本発明による方法において、マニュアル対話処理を備え、このマニュアル対話処理を有する工作機械の機能の関連性を有し、機能データ生成ユニットがマニュアル対話処理に対応する処理データを生成するために使用され、その一方、関係付けされたる機能を考慮すると、これらの処理データが記録／再生ユニットに記憶されるということを規定する。
【００９１】
更なる特徴及び効果は、以下の説明及び図面におけるいくつかの例示の実施形態にある。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明による工作機械の第１の実施形態の正面図である。
【図２】本発明による制御システム及び構成要素の略図である。
【図３】本発明による制御システムのプログラム構造の略図である。
【図４】本発明による制御システムの拡大図、特に、マニュアル対話処理に関するオプション及びマニュアル対話処理に基づく処理データを生成する構成を詳細に示す図である。
【図５】本発明による制御システムの第２の実施形態の可視化ユニットのスクリーンの図である。
【図６】図５に類似する、本発明による制御システムの第３の実施形態の図である。
【図７】図示記号によって示された予定動作を示す図６に対応する第３の実施形態の図である。
【図８】仮想加工ユニットを動かすためにマニュアル対話処理を示す図７に対応する第３の実施形態の図である。
【図９】図５に類似する、本発明による制御システムの第４の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
図１に示す実際の工作機械１２の本発明による制御システム１０の第１の実施形態は、例えば、工作機械１２の機械ハウジング１４に装着され、図２に示すように、通常の工作機械制御システムの部分として、使用する制御データレコードを処理し、プロセッサ２４及びメモリ２６を含むデータ処理ユニット２２を有する動作コントローラ２２を含む。
【００９４】
実際の工作機械１２は、実際の作業スペース３０に配置され、作業スペース３０内で被削材ＷＳを加工するために実際の駆動軸３２を介して互いに移動可能である実際の加工ユニット３６1，３６2，３６3，３６4を備えている。
【００９５】
駆動軸３２、例えば、実際の工作機械１２の駆動軸３２x，３２y，３２z，３２cは、制御データレコードによって指定される実際のコントローラ２０によって通常の方法で制御可能であり、例えば、実際の工作機械１２の実際の作業スペース３０内でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＣ軸の方向で、実際の加工ユニット３６1，３６2，３６3，３６4の実際の軸方向移動を実施するために設けられている。
【００９６】
例えば、駆動軸３２x，３２y，３２zは、被削材ＷＳを支持する加工ユニット３６1に対してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向に加工ユニットを動かすために、工具キャリアとして形成されている加工ユニット３６3と関係付けされている。加工ユニット３６1は、被削材スピンドルとして形成され、駆動軸３２cと関係付けされ、被削材スピンドルを回転駆動し、被削材スピンドルの回転位置を規定する。同様の関係は、駆動軸を使用する加工ユニット３６2に関しても提供されている。
【００９７】
更に、追加のアクチェータ３４は、動作コントローラ２０によって制御可能であり、アクチェータは、例えば、工具キャリアに割出し動作を起こすため、例えば、加工ユニット３６3の工具タレット３８又は他の加工ユニット、例えば心押し台として形成された加工ユニット３６4の旋回動作を起こすために使用される。
【００９８】
更に、動作コントローラ２０は、プロセッサ４４とメモリ４６とを有するデータ処理ユニット４２を含む、参照符号４０で示された可視化コントローラを制御するために使用可能である。そこで、機械モデル４８が記憶され、機械モデルは工作機械１２の作業スペース３０内に存在するローカル条件の幾何学的構成を考慮し、加工ユニット３６の幾何学的かつ機能的な構成が工作機械１２、工具及び被削材の作業スペース内に設けられ、加工ユニット４８が幾何学的構成及び機能に関する実際の条件をイメージするための全ての情報を有している。
【００９９】
可視化コントローラ４０は、参照符号５０によって示される可視化ユニットを制御するために使用される。幾何学的構成及び機能的構成に関して実際の工作機械１２に対応する仮想工作機械５２が、例えば、仮想作業スペース５４に関する小区域において、特に、仮想工作機械５２の仮想作業スペース５４内に配置された仮想加工ユニット５６1，５６2，５６3，５６4を表す図示要素Ｇを使用して、スクリーン５１上で表示可能である。そこにおいて、例えば、仮想加工ユニット５６1は実際の加工ユニット３６1に対応し、例えば、被削材ＷＳを収容する被削材スピンドルを表す。
【０１００】
更に、実際の加工ユニット３６2に対応する第１の工具キャリアは、例えば、加工ユニット５６2として設けられ、被削材ＷＳに対してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動可能である。
【０１０１】
実際の加工ユニット３６3に対応する第２の工具キャリアは、例えば、加工ユニット５６3として設けられ、工具タレット５８を含んでいる。多数の工具ＷＺは、工具タレット５８上に配置され、仮想タレット５８の割出し動作によって加工位置へ提供される。
【０１０２】
最後に、実際の加工ユニットに対応するいわゆる心押し台は、第４の仮想加工ユニット５６4として設けられ、必要な場合に被削材ＷＳを支持するために使用される。
【０１０３】
可視化コントローラ４０は、実際の加工ユニット３６に対応する仮想加工ユニット５６を、図示要素としてのスクリーン５１上で、特に、一方において幾何学的特徴に関し、他方において機能的特徴に関して、実際の工作機械１２に設けられた実際の加工ユニット３６の機能を、例えば、これらのユニットの予定動作として、表示するために使用される。これらの機能は、軸方向の動作だけでなく、これらの動作に関係する動的パラメータを含む。
【０１０４】
従って、可視化コントローラ４０を使用することによって、仮想加工ユニット５６、工具ＷＺ及び被削材ＷＳを有する仮想工作機械５２は、実際の工作機械１２と同様に、特に、幾何学的関係及び動的ダイナミックスを含む動的関係に関して、スクリーン５１上で移動可能である。
【０１０５】
図３に詳細に示されるように、制御プログラム６０は、データ処理ユニット２２で動作し、被削材を加工するために必要な個々の軸方向の動作は、チャンネル６２、例えば、チャンネル６２1，６２2，６２3，６２4の組み合わせで処理される。個々のチャンネル６２において、レコード準備システム６３が、例えば、制御プログラム６０のＮＣレコードを解釈し、レコード準備システム６３の出力ステージ６３Ａにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ方向、工具訂正アドレスＷＫＡ、プログラム制御データＰＳＴを含むプログラムロケーションデータＰＰＤを生成する。
【０１０６】
プログラムロケーションデータＰＰＤは、補間回路６４に提供される。
【０１０７】
補間回路６４において、チャンネル６２と組み合わされる個々の軸方向の動作は、調整され、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ軸のプログラムポジションデータＰＬが個々の軸方向の動作に関して生成される。
【０１０８】
チャンネル６２に生成されたプログラムポジションデータＰＬは、工具訂正モジュール６５に届けられ、工具訂正データＷＫＤを使用して工具訂正を行う。工具訂正データＷＫＤは、制御プログラム６０から得られる工具訂正アドレスＷＫＡの下で、工具訂正モジュール６５において再取り出し可能であり、レコード準備システム６３において生成され、出力ステージ６３Ａによって工具訂正モジュール６５に届けられる。
【０１０９】
工具訂正データＷＫＤを使用して訂正されるロケーション情報Ｌは、出力サイドで制御情報ＲＩを生成するポジションコントローラ６６に転送され、この制御情報ＲＩを使用して、ポジション制御方法で駆動軸３２を動かす。
【０１１０】
出力ステージ６３Ａで生じたアクチェータ３４の制御データＳＴは、調整制御システム６８に届けられ、出力サイドでアクチェータ３４の信号ＡＳを生成し、アクチェータを動かす。調整制御システム６８は、例えば、補間回路６４とやりとりし、データレコード、例えば、制御データによって指定されるアクチェータ３４の動作が実施されることを確認するアクチェータ３４からのフィードバックがあるまで、ＮＣレコードの実行を可能としない。
【０１１１】
工具訂正アドレスＷＫＳを工具訂正モジュール６５に転送することによって、出力ステージ６３Ａは、工具訂正データＷＫＤが、補間回路６４においてプログラムポジションデータＰＬの生成前に、プログラムポジションデータＰＬの工具訂正に関する工具訂正モジュール６５で利用可能となることを確実にする。
【０１１２】
更に、出力ステージ６３Ａは、プログラム制御データＰＳＴの生成中及び出力中に、レコードの実行が、制御データＳＴによって求められるアクチェータ３４の動作が実施されるまで起こらないようにすることを確実にする。
【０１１３】
ポジションコントローラ６６からの制御情報ＲＩは、任意的に、実際の工作機械１２の駆動軸３２、及び／又は可視化コントローラ４０に転送され、図３に示されるように、仮想ユニット５０のスクリーン５１上で、機械モデル４８からデータの補助で可視化プログラム７０を使用して、仮想加工ユニット５６と共に仮想工作機械５２を生成し、機能の実行及び／又は効果を可視化する。
【０１１４】
更に、アクチェータ信号ＡＳは、任意的に、実際の工作機械１２のアクチェータ３４に転送され、及び／又は仮想コントローラ４０は、機械モデル４８からのデータの補助で可視化プログラム７０の使用によって、仮想アクチェータの動作を示し、又は図示要素Ｇを介して動作を可視化することができる。
【０１１５】
機械モデル４８の補助による本発明による可視化プログラム７０は、スクリーン５１上で、幾何学的特徴及び機能、特に、個々の仮想加工ユニット５６の動作を表示するだけでなく、必要であれば、図示記号７２の補助により加工ユニット５６を表示することに加え、機械モデル４８に記録された実際の工作機械の設計の結果としての個々の予定機能、特に、個々の軸の方向での可能な動作及びそれらの向き、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸又はＣ軸を可視化ユニット５０のスクリーン５１上で表示する。
【０１１６】
更に、対話処理ユニット８０（図４）は、可視化コントローラ４０及び可視化ユニット５０と関係付けされ、カーソル８２が、スクリーン５１上で手で操作可能なコントロールユニット８４、例えば、いわゆるコンピュータマウスでマニュアルで動かされる。
【０１１７】
更に、仮想加工ユニット５６の予定動作に関して設けられた図示記号７２上でカーソル８２を動かし、対応する機能、例えば、タッチ又はクリックすることによって、対応する動作をなすことが可能である。
【０１１８】
この目的のため、対話処理ユニット８０は、参照符号９０で示された機能選択ユニットと連携し、ロケーションデータ生成器９４，工具訂正データ生成器９６及び制御データ生成器９８を有する機能データ生成ユニット９２に関係づけられる。
【０１１９】
特定の機能を呼び出した後、予定動作が、カーソルを使用して、図示記号７２、例えば、Ｘ、Ｙ，Ｚ，Ｃ軸によって表示され、カーソル８２を使用して、この仮想加工ユニット５６をタッチ又はクリックすることによって、選択された予定動作に対応する動作に関して、特定の仮想加工ユニット５６が選択され、加工ユニット５６の予定動作の形態で選択された機能が、カーソル８２の動作の形態でマニュアル対話処理と関連付けされる。
【０１２０】
ロケーションデータ生成器９４は、カーソル８２を使用して選択された予定動作、例えばＸ、Ｙ，Ｚ，Ｃ軸に関するマニュアルロケーションデータＭＰを生成する。マニュアルロケーションデータＭＰは、特定の選択された予定動作の方向、すなわち、Ｘ、Ｙ，Ｚ，Ｃ軸方向で、通路上の点の位置に対応する。基準点Ｂは、スクリーン５２上でカーソル８２の動作中にカーソル８２に固定的に連結され、スクリーン制御システム８０によって記憶され、機能データ生成ユニット９２に転送される。
【０１２１】
基準点Ｂは、カーソル８２上の点にある。しかしながら、これは、カーソルの位置と選択された加工ユニット５６の関連付けされた予定動作との間の関係の欠如を生じる。
【０１２２】
この理由は、加工ユニット５６の一つがそれを選択するためにタッチされたとき、選択された加工ユニット５６の基準点ＢＢから、カーソル８２の基準点Ｂの位置の距離が確定する。カーソル８２の基準点Ｂの位置に基づく基準点ＢＢの位置と基準点ＢＢからの距離は、マニュアルロケーションデータＭＰを決定するために使用される。
【０１２３】
論理的な理由のため、カーソル８２を動かすことによって決まるこれらのマニュアルロケーションデータＭＰは、特定の仮想加工ユニット５６に備わる工具を使用して決まり、カーソル８２を動かすとき、その寸法を考慮すると、この工具は追加のスペースを必要とするため、特定の仮想加工ユニット５６の基準点ＢＢに対するこの工具の先端位置は、そのマニュアル動作を考慮しなければならない。
【０１２４】
この理由のため、対話処理ユニット８０は、それが呼び出される工具訂正モードを有し、工具訂正モードにおいて、工具訂正データ生成器９６を介して、工具の工具訂正アドレスＷＫＡ、工具訂正データＷＫＤの生成を許容し、特に、それらが工具訂正モジュール６５に存在するときに、キーボード１００を介して、特定の工具の入力領域ＥＦに、工具訂正データＷＫＤが呼び出されることを許容する。
【０１２５】
工具訂正データＷＫＤは、工具訂正アドレスＷＫＡに基づいて工具訂正減算モジュール１０２に記憶され、もしこれらのデータが存在しないならば、工具訂正アドレスＷＫＡに基づいて工具訂正モジュール６５に記憶される。
【０１２６】
工具訂正データＷＫＤを減算した後、マニュアルポジションデータＭＬは、工具訂正減算モジュール１０２を使用して、マニュアルロケーションデータＭＰから生成し、それらの情報内容及び位置の利用に関して、プログラムポジションデータＰＬに対応し、これらのマニュアルポジションデータＭＬは、出力ステージ１０３によって工具訂正モジュール６５に届けられる。
【０１２７】
従って、工具訂正モジュール６５においてマニュアルポジションデータＭＬを使用することは、出力ステージ１０３によって工具訂正アドレスＷＫＡを提供され、工具訂正アドレスＷＫＡに基づいて記憶された工具訂正データＷＫＤを考慮すると、ロケーション情報Ｌが生成され、それによって、ポジションコントローラ６６が制御情報ＲＩを生成するために動作する。
【０１２８】
機能データ生成部９２は、機能選択部９０と関連して、スクリーン５１で仮想アクチェータの動作を提供する制御データ生成器９８を有し、図示要素又は機能領域ＦＦ、例えば、表形式の表示形態で可視化要素を使用して、そこから、仮想アクチェータの個々の動作がスクリーン５１上でカーソル８２を使用してマニュアルで選択される。
【０１２９】
制御データ生成器９８は、仮想アクチェータのマニュアルで選択された動作に関して、対応するマニュアル制御データＭＳＴを決定する。
【０１３０】
出力ステージ１０３によって提供されたマニュアル制御データＭＳＴは、プログラム制御データＰＳＴと同じ情報内容を有し、アクチェータの動作を制御する調整制御システム６８に対して同じように転送可能である。
【０１３１】
出力ステージ１３０は、出力ステージ６３Ａと同じ機能を有し、すなわち、出力ステージ１０３は、出力ステージ６３Ａと同じようにアクチェータの動作に関してフィードバックを要求する。
【０１３２】
したがって、機能データ生成ユニット９２は、マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴの生成を可能にし、例えば、工具訂正モジュール６５1及びチャンネル６２1の調整制御システム６８1に対して供給されるとき、チャンネル６２1で生成されたプログラムポジションデータＰＬ及びプログラム制御データＰＳＴと同じ制御情報ＲＩ及びアクチェータ信号ＡＳを生じる。
【０１３３】
制御情報ＲＩがチャンネル６２１で生成したとき、可視化コントローラ４０のアクチェータ信号ＡＳが転送され、マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴによって生成可能である仮想加工ユニット５６とアクチェータの動作が、可視化要素Ｇ、ＦＦ、例えば、図示要素Ｇ又は機能領域ＦＦによって、仮想加工ユニット５６及び仮想アクチェータの動作として、スクリーン５１上で可視化可能となる。
【０１３４】
それは、マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴの生成中に、他のチャンネル６２でも実施可能である。
【０１３５】
したがって、選択された特定の仮想加工ユニット５６は、対話処理ユニット８０のカーソル８２を使用して、マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴに基づいて、スクリーン５１でマニュアルで動作可能である。動作ポジションにある仮想工具ＶＷＺは、工具訂正モジュール６５、ポジションコントローラ６６、調整制御システム６８及び可視化コントローラ４０を使用して、スクリーン５１上で仮想被削材ＶＷＳに対して所望の動作を実施する。この動作は、仮想被削材の仮想加工又は与えられた通路上で仮想被削材ＶＷＳに単に接近することを示す。
【０１３６】
したがって、対話処理ユニット８０を使用して、例えば、仮想加工に関して、所望の方法でスクリーン５１上で仮想加工ユニット５６を移動したり、可視化ユニット５０上で移動の結果を同時に表示したり、実際の工作機械１２に対応する境界条件で、仮想加工ユニット５６を使用して、可視化ユニット５０のスクリーン５１上で仮想加工ユニット５６の個々の動作又は仮想加工ユニット５６のあらゆる動作をテストしたりすることができる。
【０１３７】
マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴは、制御システムに提供されるクロック信号を用いて、機能データ生成ユニット９２によって同期した方法で生成される。
【０１３８】
上述した方法で生成されたマニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴの記憶のため、これらは、同期したデータストリームＤを作るために、データストリーム生成器１２０で結合する。マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴは、正確な時間−位置同期で、連続シーケンスとして存在する。同じシーケンスで、それらは、工具訂正モジュール６５、調整制御システム６８及びポジションコントローラ６６に提供される。
【０１３９】
このデータストリームＤは、データストリーム生成器１２０によって、記録／再生ユニット１１０に供給される。データストリームＤは、データストリームファイルＤＦとして記憶可能であり、このようなデータストリームファイルＤＦは、工具訂正モジュール６５及びチャンネル６２の一つのポジションコントローラ６６を制御するのに必要な全ての情報を含む。
【０１４０】
この理由のため、特定のチャンネル６２に対する特定のデータファイルＤＦの割り当ては、機能選択ユニット９０を使用して規定される。
【０１４１】
従って、機能選択ユニット９０及び機能データ生成ユニット９２の使用によって、個々のチャンネル６２のデータファイルＤＦは連続して生成され、記録／再生ユニット１１０に記憶される。
【０１４２】
全てのチャンネル６２は、実際の工作機械１２の動作中及び仮想加工ユニット５６を使用する全ての加工処理のシミュレーション中に同時に動作することにより、記録／再生ユニット１１０に記録され、異なるチャンネル６２を関連付けされるデータファイルＤＦを同時に結合し、出力ステージ１０３にそれらを同時に転送するために、機能選択ユニット９０を使用することを可能とする。出力ステージ１０３は、同時に複数のデータファイルＤＦを処理し、それらを特定の工具訂正モジュール６５及び個々のチャンネル６２の特定の調整制御システム６８に転送する。
【０１４３】
更に、機能選択ユニット９０は、前に作られたデータファイルＤＦのデータストリームＤが出力ステージで処理されるように、出力ステージ１０３の処理を行なう。従って、対応するデータファイルＤＦは、異なるチャンネル６２を介して制御された方法で互いに対して、加工ユニットの動作を調整するために、機能選択ユニット９０によって互いに作られる。
【０１４４】
最後に、機能選択ユニット９０及び機能制御データ生成ユニット９２を使用して、チャンネル６２のデータファイルＤＦのデータストリームＤを再生でき、可視化ユニット５０のスクリーン５１上で対応する機能を表示することができるが、目標とされた方法でデータストリームＤの再生を停止したり、データストリームＤ内で直接的に変化するマニュアルポジションデータＭＬ又はマニュアル制御データＭＳＴの変更、又は工具訂正アドレスＷＫＡの変化を生じる動作の訂正をしたりすることができる。
【０１４５】
実際の工作機械１２を制御するために、直接的に、データファイルＤＦのデータストリームＤを使用できるようにするため、制御システムに提供され、工具訂正モジュール６５、ポジションコントローラ６６及び調整制御システム６８のクロック信号、特に、統括動作コントローラ２０のクロック信号に対応するクロック信号にしたがって、特定のデータストリームＤが機能データ生成ユニット９２によって生成されることが好ましい。
【０１４６】
原理上、本発明による動作コントローラ２０は、必ずしもＣＮＣプログラム、特に、個々のチャンネル６２でのＣＮＣサブプログラムを処理するのに必要ではない。
【０１４７】
しかしながら、図３及び図４に示されるように、個々のチャンネル６２と関連付けられたＣＮＣレコード準備システム６３をプログラムロケーションデータＰＰＤに対して提供するオプションがあり、特定のチャンネル６２において、ＣＮＣサブプログラム２３０に基づいて、工具ニュートラルプログラムポジションデータＰＬが、個々の動作に関して決定され、ポジションデータが工具訂正モジュール６５に対して供給され、工具訂正後に特定のポジションコントローラ６６に関するロケーション情報Ｌを生じる。
【０１４８】
更に、プログラムコントロールデータＰＳＴ及び工具訂正アドレスＷＫＡは、ＣＮＣサブプログラム２３０から生じ、工具訂正モジュール６５及び調整制御システム６８に届けられる。
【０１４９】
このようなアプローチを使用することにより、ポジションコントローラ６６及び調整制御システム６８を制御し、したがって、実際の加工ユニット３６及び／又は仮想加工ユニット５６の予定の動作を制御する、ＣＮＣプログラムを使用することが可能となり、出力ステージ６３ＡによってプログラムされたポジションデータＰＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びプログラム制御データＰＳＴをデータストリーム生成器１２０に届けることが可能となり、工作機械に従順なデータストリームＤがデータストリーム生成器によって作られ、記録／再生ユニット１１０によって記録される。
【０１５０】
従って、通常のＣＮＣプログラムに基づいて工作機械により従順なデータストリームＤを作ることができ、このデータストリームは制御データストリームＤとして使用される。
【０１５１】
例えば、もし動作コントローラ２０が通常のＣＮＣプログラムを使用して処理することができるならば、オペレーションコントローラ２６０が規定され、オペレーションコントローラ２６０は、プロセッサ２６４とメモリ２６６、例えば、メモリ２６６（図２）に記憶されている一つ以上のＣＮＣ加工プログラムコンプレックス（complex）２６８を含む第３のデータ処理ユニット２６２を備える。
【０１５２】
この場合、図３で符号２７０で示されている処理プログラムは、第３のデータ処理ユニット２６２の上で実施され、符号２８０で示された加工制御ボード、例えば、通常のキーボード２８２と協働し、ファンクションキー２８４と２８６を分離するオペレータインターフェース２７２を有する。
【０１５３】
処理プログラム２７０の個々の機能シーケンス又はモードは、キーボード２８２及びファンクションキー２８４と２８６を使用して、周知の方法で呼び出され、始動する。
【０１５４】
更に、ディスプレイ領域２９０は、加工制御ボード２８０と関連していることが好ましく、処理プログラム２７０によって解明された情報を表示するために使用される。ディスプレイ領域２９０は、独立の表示領域、又はスクリーン５２上で窓(window)によって示される領域のどちらかにある。
【０１５５】
処理プログラム２７０は、例えば、図３に示されるような、符号２９２で示されるプログラム管理機能を含む。プログラム管理機能は、従来例、例えば、特許文献１から知られるように、メモリ２６６に記憶されたＣＮＣ処理プログラムコンプレックス２６８を管理する。
【０１５６】
プログラム管理機能２９２に加え、転送機能２９４，予備モード２９６及び停止モード２９８が周知の方法で実施される。
【０１５７】
本発明によると、データ処理ユニット２６２は、データ処理ユニット４２を有するユニットを形成する、すなわち、データ処理ユニットのみが、処理コントローラ２７０及び可視化コントローラ４０のために存在する。
【０１５８】
更に、可視化ユニット５０は、ディスプレイユニット及び処理コントローラ２９０を有する一つのユニットのみを形成する。
【０１５９】
同様に、記録／再生ユニット１１０は、データ処理ユニット２６２又は４２の構成要素である。
【０１６０】
本発明により制御システムの第２の実施形態において、図５では、加工ユニット５６’が第１の実施形態とは異なる態様で示されている。しかしながら、本発明により手段に関連する機能に関して変化はない。
【０１６１】
図５は、影響線１２２と１２４を介して、マニュアル対話処理が可能である方法を示す。影響線１２２と１２４は、マニュアル対話処理がカーソル８２によってマークされている加工ユニット５６’3について可能であることを示す。
【０１６２】
一方、マウス８４を使用することによって、カーソル８２を動かすことが可能であり、加工ユニット５６’3の動作に関する通路を特定することを示す。
【０１６３】
他方、図示記号７２3は、加工ユニット５６’3の予定動作を特定するために使用され、加えて、影響線１２２は、工具訂正データ、特に、処理位置にある工具ＷＺに関連する工具訂正データＷＫＤは、キーボード１００を介して入力されることを示す。
【０１６４】
本発明による制御システム１０の第３の実施例において、図６〜８に示されている要素は、本発明による制御システムの第１及び第２の実施形態の要素と同じであり、同一符号が付されている。これらの要素の機能及び説明については第１の実施形態で作られている。
【０１６５】
第１の実施形態とは対称的に、可視化ユニット５０’のスクリーン５１’は、タッチ制御可能なスクリーンとして、又はタッチスクリーンとして形成されている。したがって、可視化要素ＧとＦＦだけでなく、必要な制御ボタン１３０を表示することができる。処理機能は、これらの制御ボタン１３０を介して実施可能である。
【０１６６】
図７及び８に示すように、可能な機能を表示するために、図示記号７２は、可視化要素として規定されている。軸方向の予定動作、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の予定動作が個々の加工ユニット５６’2、５６’3及び５６’4を可視化するために規定される。
【０１６７】
これらの図示記号７２2，７２3及び７２4は、例えば、オペレータによって、図８に示されるように、特定の加工ユニット５６’2、５６’3及び５６’4の図示要素Ｇの上で、手Ｈ、好ましくは、指ＦＩで押すことによって、したがって、それにタッチすることによって、動作する。加工ユニット５６’2、５６’3及び５６’4の予定動作を表示する図示記号７２2，７２3及び７２4は、タッチが行われるまで表示されない。
【０１６８】
マウス８４を使用する代わりに、本実施形態では、オペレータは図８に示すように、図示記号７２2の表示をするためのオプションを有している。図示記号７２2は、加工ユニット５６を表示する図示要素Ｇにタッチするために、手Ｈ、特に指ＦＩを使用することによって、スクリーン５１’上で直接的に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向での予定動作を示す。
【０１６９】
これは、加工ユニット５６２の予定動作に対して、指ＦＩによってスクリーン５１’上で作られた参照位置の連続動作との関係を生じる。スクリーン５１’上で参照位置を動かすことは、第１の実施形態で示されたように、マニュアルロケーションデータＭＰを生じさせる。
【０１７０】
従って、マニュアルポジションデータＭＬ及びマニュアル制御データＭＳＴが、第１の実施形態で示されたように生成され、可視化コントローラ４０が、第１の実施形態で詳細に説明されたように、加工ユニット５６’2がスクリーン５１’上に配置されるように、可視化ユニット５０’を制御する。
【０１７１】
本発明による制御システムの第４の実施形態において、スクリーン５１’が図９に示されており、上記実施形態の対話処理が互いに組み合わされて規定されている。
【０１７２】
すなわち、制御ユニットを介してマニュアル対話処理を実施するオプション、つまり、第１の実施形態と第２の実施形態で示されたマウス８４とキーボード１００がある。しかしながら、同時に、スクリーンは、処理を制御可能なスクリーン５１’として形成されており、第３の実施形態で示された方法で、スクリーン５１’の位置を指ＦＩで押すことによって、オペレータが手Ｈを使用して直接的に対話処理するオプションがある。
【０１７３】
これらの可能な対話処理は、影響線を用いて図９で示されている。
【０１７４】
従って、マニュアルポジションデータＭＬ、工具訂正アドレスＷＫＡ及びマニュアル制御データＭＳＴは、機能データ生成ユニット９２を用いて、説明されたマニュアル対話処理で生成され、使用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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