專利名稱：控制和操作生產(chǎn)單元的方法以及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制和操作用于制造塑料壓鑄零件的生產(chǎn)單元(Produktionszelle)、包括分配給該生產(chǎn)單元的外圍設(shè)備的至少一 個零件的方法，其中生產(chǎn)流程通過用戶預(yù)先給定和參數(shù)化。本發(fā)明還 涉及一種控制和操作采用壓鑄機床生產(chǎn)塑料壓鑄零件的生產(chǎn)單元的裝 置，該裝置包括計算機和存儲裝置，其中該生產(chǎn)流程可以在操作裝置 上由用戶預(yù)先給定。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的工具機床不同，在塑料壓鑄時不存在要加工的工件。工 件必須循環(huán)地由液態(tài)的熔液在壓鑄模具內(nèi)產(chǎn)生。壓鑄機床具有大量的 軸作為第二區(qū)別特征。壓鑄模具位于中心，其在最簡單的情況下由兩 個半模具組成并且在澆鑄時閉合，在取出零件時打開。在實踐中，也 稱為澆注工具或工具的壓鑄模具具有非常復(fù)雜的"內(nèi)部結(jié)構(gòu)"，該內(nèi) 部結(jié)構(gòu)必須由機床控制裝置來控制。根據(jù)壓鑄機床的特殊構(gòu)造，該壓鑄機床例如具有自動工作的取樣 把手。屬于壓鑄機床的還有加熱和冷卻裝置以及原材料引入裝置。根 據(jù)自動化程度，原材料準備裝置、遠程傳遞機器人、傳輸裝置和對成 品壓鑄零件的包裝裝置可以是生產(chǎn)單元的一部分。工具或模具鎖 (Formschluss )可以具有輔助裝置，如用于快速更換工具。由于其它 可能部件或輔助裝置的數(shù)量巨大，人們稱之為生產(chǎn)單元。屬于生產(chǎn)單 元的通常還有兩個或更多的壓鑄機床，它們可以通過控制裝置協(xié)調(diào)地 運行。在這種含義下，將生產(chǎn)單元理解為至少一個或多個具有全部所 屬輔助元件的壓鑄機床。按照常見的對壓鑄機床的控制概念，所有部件由中央機床控制裝 置協(xié)調(diào)，并相對于彼此地閉鎖，使得不會出現(xiàn)重大的故障。該中央控 制裝置具有所有必需的計算機和存儲器空間，此外還具有用于在操作 者終端上顯示過程的知識基礎(chǔ)以及基本架構(gòu)，并用總線連接實施以進 行通信、控制命令向所有給出的過程部件的傳遞以及與上級控制計算 機的聯(lián)網(wǎng)，例如為了加工而與其它壓鑄機床連接。在專業(yè)領(lǐng)域中，就壓鑄機床來說越來越多地i^識到整個機床控制 的復(fù)雜性上升的第一問題。該復(fù)雜性首先在于，在面向任務(wù)來生產(chǎn)壓 鑄件時不僅存在多種運行參數(shù)和過程流程，而且每個軸或組件都具有多個自己的流程。例如僅用于退出已完成的澆鑄件的退料器就具有5 到10個可選擇的流程。基于這些流程可以選擇退料器的速度和路徑， 此外還可以選擇一次或多次振動退料器。將操作主要建立在參數(shù)或過程函數(shù)的基礎(chǔ)上的概念既在技術(shù)上又 在概念上被證明是有問題的，不僅對于機床控制的進一步研究而且對 于機床的可操作性來說都是如此。雖然參數(shù)在技術(shù)上就其數(shù)量來說提 供了實際上任意的可伸縮性，但是不是很適合建立為了配置生產(chǎn)流程 而需要的動態(tài)結(jié)構(gòu)。該生產(chǎn)流程目前在很多情況下必須通過設(shè)置參數(shù) 和閉鎖來配置。除了標準情況之外這一點也不簡單而且大多不怎么靈 活。因此，從顧客的觀點來看，控制缺乏靈活性將導(dǎo)致通常必須產(chǎn)生 特定于顧客的解決方案。對于控制裝置的操作者來說，在現(xiàn)有技術(shù)的 解決方案中參數(shù)化也是出現(xiàn)問題最多的，因為由于參數(shù)的數(shù)量很大而 且一部分不能明顯識別的相關(guān)性而失去了概貌。對于操作者來說是中 心的機床流程淹沒在一大堆現(xiàn)有參數(shù)中。該參數(shù)概念將來只能很有限 地適用作有序概念的一個主要原因是，與此關(guān)聯(lián)的參數(shù)的分組不是足 夠連貫地面向機床的實際結(jié)構(gòu)化或太強烈地面向給定的軟件技術(shù)結(jié) 構(gòu)。這意味著，機床控制裝置的每個附加功能就所要求的匹配來說是 后果嚴重的，因為復(fù)雜性由于很多相關(guān)性而過比例地增長。即除了新 功能的有效復(fù)雜性之外，還增加了不期望的復(fù)雜性。第二個問題是調(diào)整時間。 一方面這涉及工作費用，另一方面還涉 及調(diào)整期間的生產(chǎn)停止時間。為了能在短時間內(nèi)最佳和快速地準備好 一項新壓鑄任務(wù)的有效生產(chǎn)，數(shù)據(jù)輸入的花費不允許太大。此外隨著 壓鑄工真越來越復(fù)雜，并行和同步的流程控制的原則問題也越來越突 出。EP573912提出了一種用于壓鑄機床、尤其是用于配置流程的方 法。其中以引導(dǎo)用戶的格式通過輸入單元向數(shù)據(jù)處理單元輸入壓鑄循 環(huán)的流程所需要的運行參數(shù)并存儲起來。接著按照所存儲的運行參數(shù)
執(zhí)行一個或多個壓鑄循環(huán)。作為解決方案建議
*在基本上在壓鑄開始之前進行的流程輸入和壓鑄循環(huán)的配置 中，考慮實際上可行、而且機器方面和工具方面都建設(shè)性有條件可行 的生產(chǎn)流程，*獲取和考慮在相應(yīng)機器上現(xiàn)有的或者分配給該機器的裝置， *作為結(jié)果向用戶提供對該流程的、從機器和工具方面可兼容補充 到已存在的部分中的其它部分的輸入可能性的選擇。EP573912的中心思想在于，優(yōu)先才艮據(jù)下面的基本規(guī)則進行
1. 生產(chǎn)流程和壓鑄循環(huán)由調(diào)整人員來配置。
2. 在首次輸入時就已經(jīng)由控制裝置向調(diào)整人員建議對有意義的步驟的選擇。
3. 可能引起干擾的每次輸入，如無效額定值(例如壓力、速度、 溫度等等)的輸入事先由控制裝置拒絕。
4. 對各種情況都由控制裝置建議有意義的輸入。
5. 作為結(jié)果向調(diào)整人員建議對可接受輸入的選擇，該選擇有助于 減輕和加快調(diào)整人員的工作。EP0573912的控制裝置置于一個安全概念之下，該安全概念限制 了控制方法的靈活性。提供對流程的輸入手段的已選定選擇雖然提高 了對錯誤配置的防護；為此所付出的代價卻是限制靈活性或限制對可 自由順序化的完全利用。EP0573912沒有解決開頭所描述的控制復(fù)雜 度提高的問題。美國專利2003/0090018描述了用于根據(jù)面向?qū)ο蟮脑韥韰?shù) 化和控制/調(diào)節(jié)壓鑄機床的解決方案。其從20年前就公知的方法(00 編程方法)出發(fā)，根據(jù)例如專業(yè)文獻"Object-Oriented approach to PLC software design for a manufacture machinery using IEC 61131-3 norm languages" ,Advanced intelligent mechatronics， 2001. Proceedings. 2001 IEEE/ASME International conference, 2001年7月8-12曰，Piscataway， JN, USA, IEEE, Bd. 2， 2001年7月8日，787 - 792頁，XP010553352; ISBN: 0-7803-6736-7。特別是參照已執(zhí)行的文獻例如B. Abou-Haider， E. Fernandez 和T. Horton的文獻"An object-oriented methodologyn for the design of control software for flexible manufacturing systems"。面向?qū)ο蟮木幊?OOP)根據(jù)"Wikipedia"是一種用于結(jié)構(gòu)化計 算機程序的方法，其中將相關(guān)數(shù)據(jù)和基于該數(shù)據(jù)工作的程序邏輯組合 成單元，該單元就稱為對象。至少在概念上程序不再是順序執(zhí)行一個 算法的各個功能塊(像在百分比編程時那樣)。 一定數(shù)量的數(shù)據(jù)改變， 其中程序邏輯在組成該程序的對象的通信和內(nèi)部狀態(tài)變化中展開。面 向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)點在于更好地模塊化代碼，并由此導(dǎo)致對單個模塊的 更好維護和再使用，并導(dǎo)致程序總體上的靈活性提高，尤其是在引導(dǎo) 用戶方面。使用者對機床的操作由此只是間接地稍稍簡化。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是找到允許完全利用靈活性并且提供對 機器、尤其是機床流程的配置和參數(shù)化的需要簡單學習的操作的解決 方案，并且能夠避免不期望復(fù)雜性的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明方法的特征在于，借助領(lǐng)域語言基于一起形成領(lǐng)域模型的 性能完^的部件來產(chǎn)生、管理和執(zhí)行機床流程，以通過簡單可學習和 一貫的方式實現(xiàn)壓鑄機床的操作和運行。本發(fā)明裝置的特征在于，計算機/存儲器裝置實施為容納分散組織 的知識基礎(chǔ)，其中在操作裝置上按照部件的形式產(chǎn)生相應(yīng)生產(chǎn)單元中現(xiàn)有的或者分配給該生產(chǎn)單元的裝置的至少一個零件的映射并且可相 應(yīng)地操作該映射，從而能通過簡單和一貫的方式學習生產(chǎn)單元的運行。方法的特別優(yōu)選的實施方式的特征在于，控制、編程和配置基于 面向部件的、用于對循環(huán)和/或非循環(huán)的機床流程建模的領(lǐng)域語言，從 該機床作為有序的部件集合的表示出發(fā)來進行，其中對該生產(chǎn)流程進 4亍配置或編禾呈。裝置的特別優(yōu)選的實施方式的特征在于，控制、編程和配置通過 操作裝置基于面向部件的、用于對循環(huán)和/或非循環(huán)的機床流程建模的 領(lǐng)域語言，從該機床作為有序的部件集合的表示出發(fā)進行，計算機/存 儲器裝置實施為容納針對這些部件的分散組織的知識基礎(chǔ)。發(fā)明人認識到幾個特性并且考慮用于本發(fā)明在對用于制造塑料 壓鑄零件的生產(chǎn)單元的控制領(lǐng)域中的第一基礎(chǔ)特性在于，
a) 流程面向生產(chǎn)裝置的特殊要求。該流程對不同的工具是不同 的，并且例如根據(jù)生產(chǎn)的不同自動化程度而變化。b) 運行參數(shù)對不同的壓鑄任務(wù)是不同的，例如由于另一種工具、 另 一種外設(shè)或另 一種塑料。第二基礎(chǔ)特性在于，a) 如何按照硬件和軟件來概念化控制哲學(例如集中或分散)，b) 如何在操作者終端上輸入可在控制裝置上自由選擇的流程和參 數(shù)的方式。第三基礎(chǔ)特性在于采用實施為部件模型的領(lǐng)域模型。在此部件實 施為性能完全的。領(lǐng)域模型描述關(guān)于問題空間中的一個特定應(yīng)用領(lǐng)域 的知識，即將理解該問題所需要的所有專業(yè)相關(guān)特性都組合到一個模 型中。對該領(lǐng)域的元素和元素的關(guān)系的顯示(例如按照根據(jù)UML的類 別圖的形式)形成領(lǐng)域模型的核心。與此相反，面向?qū)ο蟮木幊淌且?個主要向壓鑄機床的制造商提供優(yōu)點的編程概念，其本身對操作沒有 什么直接影響?；谟脩艚缑娴母拍罨Ｐ兔枋隽艘粋€由相互連接的對象組成的 系統(tǒng)。這些對象形成其使用者的智力模型的基礎(chǔ)。每個對象在此描述 一個可操縱的單元，為了直接使用而在用戶界面中提供這些單元。每 個對象在此就利用該對象可以做到的事情來說是完整的。就是說，應(yīng) 用者可以理解和使用該對象。用戶界面在此沒有擴大對象的語義，而 是只是表示具有可能性的對象并允許操縱該對象。在實踐中性能完全 首先涉及操作。性能完全的部件是可以直接用于操作的對象，并且提 供用于顯示和操作該對象的所有功能。性能完全性是可輕松學習的用戶界面的基礎(chǔ)，該用戶界面就待解 決的任務(wù)來說在短暫的熟悉時間之后退居幕后。性能完全性是基于可 直接操縱的對象轉(zhuǎn)換交互風格的必要先決條件。該條件涉及文本靈敏 的條件的因果連續(xù)；文本無例外地打開了基于待操縱對象所提供的動 作。交互風格"選擇和操縱對象，，可以簡單理解和應(yīng)用；其只需要非 常少的學習開銷，此外按照理想方式支持上面所述的要求，由此用戶 界面應(yīng)當退居幕后。本發(fā)明的核心是部件模型。該部件模型在多種含義下都用于應(yīng) 用， 一方面在方法中，另一方面在裝置中，其中在控制裝置中虛擬地
反映每個實際存在和獲取的部件。 本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，*操作者面向部件和命令地進行其輸入，M吏用者以最大可能的自由度產(chǎn)生生產(chǎn)流程的配置，并且參數(shù)化得 到了明顯簡化，此外*隨后對生產(chǎn)單元的控制是面向?qū)ο蟮剡M行。使用者對本發(fā)明的使用在至少最重要的部件首先面向?qū)ο蟮乇蛔?為直接影響壓鑄流程的部件來對待時就已經(jīng)給出。什么樣的附加裝置 被作為部件來對待強烈取決于所涉及功能在整個流程中的含義及其自 動化程度。在現(xiàn)有技術(shù)中，不管是生產(chǎn)流程的參數(shù)化還是生產(chǎn)流程的配置都 處于優(yōu)先地位。在兩種情況下，就真正自由的編程來說使用者既不能 解決控制復(fù)雜度的問題，也無法解決生產(chǎn)流程的無限優(yōu)化的問題。必 須區(qū)分開年復(fù)一年用于制造相同壓鑄件的壓鑄機床和根據(jù)任務(wù)頻繁更 換工具的壓鑄機床。在這兩種情況下本發(fā)明面向部件的控制的概念都 帶來很多優(yōu)點，不管是對壓鑄機床的制造商還是該機床的使用者。對于申請人來說，從目前的控制概念轉(zhuǎn)換為部件控制意味著數(shù)量級為20 到3 0個人年的巨大工作開銷。針對可自由編程的流程控制的部件模型的概念基于容易記住和容 易理解的系統(tǒng)模型。機床由借助流程來控制的部件組成。這個概念代 替了目前常用的參數(shù)概念，并且提出了用于借助可自由編程的流程控 制轉(zhuǎn)換苛求的控制流程的基礎(chǔ)。通過面向部件的系統(tǒng)代替目前基于參數(shù)的機床控制帶來了操作中的急劇簡化，該面向部件的系統(tǒng)允許使用 者基于機床流程控制和監(jiān)視該機床。部件模型在此為實現(xiàn)使得用戶能 夠針對目的和有效地滿足所提出的任務(wù)的系統(tǒng)而提供了理想的前提條 件，這與基本規(guī)則"簡單的事情就應(yīng)當簡單，難的事情也可行，，相符。 按照權(quán)利要求1和30的新的解決方案主要涉及對用戶來說的控制 體系結(jié)構(gòu)和控制流程。在此一個重要的觀點是部件的可替換性和控制 裝置可以增加其它部件，不管是在虛擬部件的層面還是在機床結(jié)構(gòu)部 件的層面上。其例子是液壓驅(qū)動到電驅(qū)動的轉(zhuǎn)換，不管是對單個軸還 是對所有軸。該新解決方案的起決定作用的優(yōu)點在于，利用該部件模 型可以明顯簡化整個控制的任意結(jié)構(gòu)擴展或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，因為部件相互
之間只是松散地耦合，由此可以簡單地更換或另外添加。這意味著， 整個控制對于制造商和使用者來說在目前和未來都能提供巨大的優(yōu)點 和輕松感。在生產(chǎn)單元領(lǐng)域的每次進一步開發(fā)都可以在機床結(jié)構(gòu)上、 方法技術(shù)上以及控制技術(shù)上面向部件地執(zhí)行，而控制的復(fù)雜度不會由此過比例地增長。換句話說"系統(tǒng)伸縮"。一個部件尤其是描寫了壓鑄機床的一個機械組件。該機床從而可 以作為部件集合來考察。這種結(jié)構(gòu)化形式可以在控制軟件中繼續(xù)下 去，其中每個硬件部件都存在一個作為軟件部件的映射。包括或封裝 了例如方法技術(shù)的知識的邏輯部件，或者定時器部件也可以這樣簡單 地實現(xiàn)。該部件概念對調(diào)整者或使用者來說很容易理解。部件應(yīng)當理解為具體的組件或模塊，例如*澆鑄軸和/或 塑化軸和/或*澆鑄機組和/或*模具鎖軸(Formschlussachse )和/或 模具軸和/或*模具轉(zhuǎn)盤加料器和/或*芯拉出器和/或*滑動器和/或*退料器軸和/或 取件機器人和/或*柱式調(diào)節(jié)軸和/或*加熱和冷卻單元和/或*液壓機組(如果存在)和/或，電子元件和組件以及傳感器裝置和/或 材料輸入和/或壓鑄件處理和/或*壓鑄件但是部件還可以體現(xiàn)生產(chǎn)單元在邏輯和物理層面上的任何元素， 包括可能分配給該生產(chǎn)單元的外圍設(shè)備。按照另 一種優(yōu)選的實施方式，可以為每個問題空間在控制時基于 合理的領(lǐng)域模型并借助特定于專業(yè)的領(lǐng)域語言，在專業(yè)層面上描述該 解決方案，并且從中自動產(chǎn)生用于技術(shù)轉(zhuǎn)換的程序代碼。
按照權(quán)利要求2和36的新解決方案主要涉及用于產(chǎn)生、測試、優(yōu) 化和監(jiān)視在制造壓鑄件時的機床流程的所謂可自由編程的流程控制 (FPA)，其通過領(lǐng)域語言來支持。本發(fā)明的流程控制應(yīng)當有助于顯著 減少對顧客需要的響應(yīng)時間，同時尤其是盡可能消除目前還必需的費 事的、特定于顧客的特殊程序。對于使用者給出3種狀況1. 在用現(xiàn)有工具進行新壓鑄任務(wù)的情況下，在調(diào)整該工具時重新 將存儲的數(shù)據(jù)組加載到控制裝置中。在此數(shù)據(jù)組是存儲在外部數(shù)據(jù)載 體如磁盤、記憶棒或控制計算機還是存儲在該控制裝置中是無關(guān)緊要 的。在此在調(diào)整工具時不需要編程。該控制是基于部件模型來進行的。2. 在用新工具給出新任務(wù)的情況下，必須在調(diào)整時重新產(chǎn)生生產(chǎn) 流程和重新編程。該產(chǎn)生在此是面向部件來進行的。3. 在例如用現(xiàn)有工具純粹進行修改的情況下給出l和2之間的解 決方案。有利的實施方式參見權(quán)利要求3至29以及31至35、 37至39。 按照該新解決方案特別有利的實施方式，向所述部件分配部件知 識。這使得可以最大自由地編程，因為部件本身提供主要的組織概念。的」部分面向部件地i行。優(yōu)選的，所采^的每個部件都包含或封裝 了相關(guān)的方法技術(shù)的、機械的和其它相關(guān)知識，以與其它部件一道按 照命令的形式有序地提供流程中需要的各個功能。此外，所采集的每 個部件都包含或封裝了相關(guān)的方法技術(shù)的、機械的和其它相關(guān)知識， 以負責保護通過該部件代表的機床零件。在生產(chǎn)流程中需要的運行參數(shù)借助存儲該運行參數(shù)的數(shù)據(jù)處理單 元由使用者來調(diào)整，其中由控制裝置考慮實際的以及機床方面和工具 方面建設(shè)性產(chǎn)生的可能性。在首次實施之前檢驗該流程的似真性。在 對該流程參數(shù)化時只假設(shè)有效的值。每個部件都按照命令接口的形式提供控制命令，并具有事件接 口，其中通過命令接口操縱部件，以便在必要時在其它與該部件協(xié)作 的部件上觸發(fā)一個或其它命令。這些部件中的狀態(tài)改變可以按照事件 的形式通過事件接口預(yù)定，并作為直接在部件之間的同步基礎(chǔ)以及作 為同步源用于影響生產(chǎn)流程。部件在其事件接口中提供事件源和事件 接收。事件源在此是可以由其它部件預(yù)定的事件；例如模具鎖就提供 事件"打開模具"或"閉鎖模具，，。為了能對系統(tǒng)中與機床流程異步 出現(xiàn)的事件一如停止鍵的按壓一進行反應(yīng)，事件接收是必須的。通過 這種方式可以基于該部件模型在生產(chǎn)單元的范圍內(nèi)產(chǎn)生任意流程并由 控制裝i實施。從該生產(chǎn)單元作為部件的有序集合的表示出發(fā)，可以 自由地編程和實施循環(huán)和/或非循環(huán)的流程。按照另一個實施方式，壓鑄件在面向?qū)ο蟮暮x中被作為虛擬部 件來對待。在此可以將壓鑄件的制造過程的特征值、制造度或任意其 它狀態(tài)存儲在該壓鑄件中并用于影響壓鑄流程，例如用于控制廢品選 擇器。該解決方案的特別優(yōu)選的實施方式在于，對每個問題空間都在控 制時采用一種領(lǐng)域語言，以描述解決方案并由此自動生成程序代碼。按照本方法的另一優(yōu)選實施方式，從生產(chǎn)單元作為部件的有序集 合的表示出發(fā)，在操作者界面上基于部件及其命令自由地編程所述流 程并給予實施。該新的解決方案基于部件模型來產(chǎn)生和執(zhí)行所述生產(chǎn) 單元的范圍內(nèi)的任意循環(huán)和/或非循環(huán)流程。生產(chǎn)流程、尤其是壓鑄循環(huán)基于物理存在的部件的命令，并且是 交互產(chǎn)生的，其中這在編程階段包括以下步驟a) 控制裝置提供所有物理存在的部件以供選擇；b) 使用者在預(yù)先選擇的含義下選擇流程所需要的部件；c) 使用者選擇一個部件的命令或事件源，并將該命令或事件源添 加到所述流程中；d) 將該輸入項存儲在數(shù)據(jù)處理單元中；e) 重復(fù)步驟c)至d)，直至該流程完整為止； 其中所述命令、事件源和部件的參數(shù)化包括以下步驟f) 選擇該流程中的一條命令或事件源或所采用的部件，g) 顯示所屬的參數(shù)，h) 輸入該參數(shù)，i) 將該輸入存儲在數(shù)據(jù)處理單元中，j)重復(fù)步驟f)至i),直到對該流程中的所有命令和事件源或所有 采用的部件都參數(shù)化了為止，其中步驟f)至i)可以在產(chǎn)生該流程之后或期間執(zhí)行，直到所有在
該流程中使用的命令、事件源和部件都參數(shù)化了為止。調(diào)整者首先在輸入屏上交互地配置壓鑄循環(huán)，并面向命令和部件 地調(diào)整運行參數(shù)。優(yōu)選的，在輸入屏上進行和/或提供從部件的有序集 合中對具體流程所需要的部件的預(yù)先選擇。所有功能很重要的、存在 于相應(yīng)生產(chǎn)單元中或分配給該生產(chǎn)單元的裝置如外圍設(shè)備和工具都被 面向?qū)ο蟮亟换ヅ渲?，并集成到生產(chǎn)流程中。在開始生產(chǎn)之前通過輸 入屏交互地圖形配置機床流程，并且面向命令和部件地調(diào)整運行參 數(shù)。按照另一優(yōu)選的實施方式，所述控制裝置具有輸入屏，該輸入屏 包括流程列表、流程顯示區(qū)、具有可選擇命令的部件列表以及參數(shù)化區(qū)，其中操作者在流程顯示區(qū)產(chǎn)生流程并在參數(shù)化區(qū)對該流程中使用 的部件和命令進行參數(shù)化。該新解決方案的一個決定性優(yōu)點在于可以完全自由地對該流程編程。基于部件知識，在將命令添加到流程顯示 區(qū)中時自動為必須進行的后續(xù)步驟將其它命令作為空格添加到流程 中。使用者通過所涉及部件的具體的匹配命令來填寫這些空格。應(yīng)用者可以自由選擇每個流程步驟。與開頭描述的EP0573912不 同，按照新的解決方案向調(diào)整者提供的不是有限的選擇，而是調(diào)整者 可以獲得關(guān)于可能性的整個結(jié)構(gòu)箱來自由選擇。如果他一次確定一條 命令，則控制裝置要求調(diào)整者按照部件知識同樣確定后續(xù)步驟，即通來的空格。
、- ; - 、 、一_ 、只需要對流程中采用的部件和命令進行參數(shù)化。從而以簡單和概 覽的方式將控制裝置中的多樣性減少到最主要的。對于必須進行的輸 入以由此可以啟動生產(chǎn)流程的詢問就不再需要。為了對部件及其命令 進行參數(shù)化，只假定位于容許范圍內(nèi)的值。顯示在流程中使用的部件 和命令的參數(shù)化狀態(tài)，其中例如彩色地標記出所有未完全參數(shù)化的命 令和部件。按照相同的方式在現(xiàn)有流程的列表中彩色地標記出不完整 的流程(即該流程還包含空格)或者包含未完全參數(shù)化的部件和命令 的流程。此外還存在采用已有的流程作為宏用在其它流程中的可能。 為此可以將已有的流程如 一條命令作為宏添加到另 一 個流程中。該宏 可以擴展，以例如與該參數(shù)化匹配。為所有成功產(chǎn)生并執(zhí)行的生產(chǎn)流 程存儲已確定的最佳數(shù)據(jù)組。該數(shù)據(jù)組可以在用于相同或類似的生產(chǎn)
流程時由使用者重新加載。一個特別優(yōu)選的實施方式在于，并行的流程彼此同步。 另一個重要的方面在于，為了調(diào)整每個新部件、尤其是新壓鑄工 具而在操作者終端上面向部件地輸入所需要的數(shù)據(jù)。非常有利的是， 為了調(diào)整新部件、尤其是新工具而在操作者終端上基于數(shù)據(jù)頁輸入或 以電子形式加載特殊的過程數(shù)據(jù)。為了調(diào)整利用新工具的全新的工作 任務(wù)，向使用者提供更多的可能性，由此可以以最佳形式在操作者終 端上輸入生產(chǎn)流程。例如可以提供典型生產(chǎn)流程的樣本并由使用者補 充或1多改。新的解決方案使得既為流程配置又為參數(shù)化而向調(diào)整者提供專家 系統(tǒng)(例如作為助手)。另一個優(yōu)選的發(fā)明思想在于，基于部件思想實現(xiàn)一種好用的領(lǐng)域 語言一 "過程應(yīng)用語言"，利用該語言以簡單和易學的方式對壓鑄機 床或生產(chǎn)單元的實際任意復(fù)雜流程建模。領(lǐng)域語言是一種格式化但強 烈簡化的語言，用于描述問題空間中的一個事件。領(lǐng)域語言包括少量 的字并且可以文字或圖形地顯示出來。所述控制裝置按照該新的解決方案是由事件驅(qū)動的反應(yīng)的系統(tǒng)。 也就是說，該系統(tǒng)只對事件進行反應(yīng)。例如沒有狀態(tài)查詢(輪詢)。如果部件A對部件B的狀態(tài)感興趣，則部件A預(yù)定部件B的在狀態(tài)改 變時被觸發(fā)的相應(yīng)事件。利用該原理將該控制裝置中的通信限制為最少。壓鑄機床的各個軸具有循環(huán)的流程并一起形成壓鑄循環(huán)。這些軸 雖然彼此同步，由此沒有哪個軸"偏離運行，，，但是它們沒有共同的 同步點，如共同的起動/結(jié)束點。對壓鑄機床的顯示和操作以性能完整的對象為基礎(chǔ)。當所有功能 都實現(xiàn)為對象上的性能或方法時對象或者說部件是性能完整的。這些 對象可以直接和自動地顯示出來(完整的一般性顯示)。在制造流程中壓鑄件貫穿各個制造階段。壓鑄件貫穿這些制造階 段的流程稱為零件循環(huán)。零件循環(huán)可以集成到生產(chǎn)流程中，其中生產(chǎn) 流程驅(qū)動該零件循環(huán)。零件循環(huán)和機床循環(huán)在此不一定相同。虛擬的壓鑄件貫穿各個制造階段并且可以同時收集信息，這些信息又會對生 產(chǎn)流程產(chǎn)生影響。例如虛擬的壓鑄件收集質(zhì)量數(shù)據(jù)并因此隨時都知道
這是否是個好零件。由此利用該信息可以例如控制廢品選擇器。按照另一優(yōu)選實施方式，提議單個部件代表壓鑄機床或分配給該 壓鑄機床的裝置和外圍設(shè)備的任意元件，如模具鎖、機組、芯拉出器、 處理設(shè)備。純邏輯部件也可以作為單個部件來對待。每個所考慮的部 件都具有事件接口以及命令接口，并分別具有自己的部件知識。優(yōu)選的，所述控制裝置基于虛擬的、代表生產(chǎn)單元的組件的部件 的有序集合，這些部件分別帶有所屬的知識基礎(chǔ)，其中可以面向?qū)ο?地控制生產(chǎn)單元并借助命令相應(yīng)于所配置的流程來驅(qū)動該生產(chǎn)流程。 每個部件都包含相關(guān)方法技術(shù)的、機械的和其它相關(guān)知識，以負責保 護通過該部件表示的機床零件。優(yōu)選的，操作者界面具有輸入屏，該輸入屏包含流程列表和流程 顯示區(qū)、具有可選擇命令的部件列表以及參數(shù)化區(qū)。工具流程及其參數(shù)化例如可以基于數(shù)據(jù)頁來輸入或者以電子形式 加載，其中這些數(shù)據(jù)通常由工具制造商預(yù)先給定。新的解決方案使得 在新的工作部門中執(zhí)行工具的調(diào)整。該流程的建模和命令的輸入以及參數(shù)化可以作為工作預(yù)處理的一 部分在與制造分開的房間內(nèi)執(zhí)行，并且可傳送給機床控制裝置。該機 床的調(diào)整者可以將注意力集中于機械調(diào)整以及流程功能和可能的優(yōu) 化。該新的解決方案主要涉及用于產(chǎn)生、測試、監(jiān)視和控制壓鑄機床的生產(chǎn)流程的所謂可自由編程的流程控制(FPA)?？勺杂删幊痰牧鞒?控制應(yīng)當有助于顯著減少對顧客需要的響應(yīng)時間，同時尤其是盡可能 消除目前還必需的費事的、特定于顧客的特殊程序。 為了更好地理解定義以下概念。流程連線(AblaufStrang):流程連線理解為連續(xù)執(zhí)行的命令序 列。同時還可以并行(時間上平行的)執(zhí)行多個流程連線。并行的流 程連線可以彼此同步?；編?BB):基本庫向流程控制提供普遍的基本功能、對驅(qū)動 系統(tǒng)和硬件的訪問。該基本庫由此去掉了流程控制與硬件和驅(qū)動系統(tǒng) 之間的輛合。領(lǐng)域語言是一種格式化但是強烈簡化的語言，用于描述問題空間 中的一個事件。領(lǐng)域語言與通用的編程語言相比具有如下優(yōu)點領(lǐng)域
語言更接近應(yīng)當被解決的問題，因此程序(源代碼)更短并更有說服 力。前后一致地使用領(lǐng)域語言有助于控制復(fù)雜度。這是本解決方案的 特別有利的實施方式。領(lǐng)域語言包括精心定義的、數(shù)量與專業(yè)問題匹 配的字，如"循環(huán)，，、"范圍"、"任務(wù)"、"序列，，、"等待"、 "命令"。為了能形成可自由編程的流程，基于部件思想實現(xiàn)一種好用的領(lǐng) 域語言一 "過程應(yīng)用語言"，利用該語言以簡單和易學的方式對壓鑄機床的實際任意復(fù)雜流程建模。該過程應(yīng)用語言滿足雙重目標其一 方面用于即使在新系統(tǒng)中也能從一開始就不限制地提供當今可用的基 本流程。同時該語言還是用于描述可自由編程的機床流程和可自由編 程的流程控制的基礎(chǔ)。過程應(yīng)用語言形成部件模型的邏輯繼續(xù)，并負 責使新的操作概念一在該新操作概念的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換可自由編程的流程 控制 一保持簡單并因此允許操作者利用壓鑄機床進行連貫的、有效的 和安全的工作。面向部件的領(lǐng)域語言(過程應(yīng)用語言)用于按照命令 的形式對循環(huán)和/或非循環(huán)的機床流程、包括根據(jù)需要所要求的全部流 程步驟進行建模，以引發(fā)用于生產(chǎn)預(yù)處理和/或生產(chǎn)結(jié)束的部件命令， 還為此提供對基于事件的同步和循環(huán)重疊的命令的支持。過程應(yīng)用語 言除了完全支持流程序列的并行執(zhí)行之外還提供命令用于"1發(fā)部件的命令，包括為此所需要的命令理由，參告知狀態(tài)，*等待狀態(tài)的告知，"殳置用于執(zhí)行特定的流程分支的條件， *將流程序列分組到 一個循環(huán) ，形成名稱空間。此外該語言還提供以下可能釆用關(guān)于將要借助已建模的機床流 程制造的工件的信息作為同步源和判決源來影響該流程，并在此過程中從所有可用的狀態(tài)信息中根據(jù)需要一如果需要還可以循環(huán)重疊的一 存儲相關(guān)信息。在控制軟件中必須解決特定于專業(yè)領(lǐng)域以及技術(shù)的問 題。好的軟件體系結(jié)構(gòu)要將專業(yè)領(lǐng)域的利益與軟件技術(shù)的要求清楚地 劃分開來。該劃分非常重要！如果缺少該劃分，則存在根據(jù)技術(shù)要求 來設(shè)計和轉(zhuǎn)換軟件從而導(dǎo)致實際上是專業(yè)的問題退居幕后的危險。沒 有說服力強和容易理解的領(lǐng)域模型，軟件就迅速變成一個大多數(shù)情況
下遲早無法滿足要求的技術(shù)解決方案。因為逐漸地該解決方案的尋找 被與原始的專業(yè)問題無關(guān)的技術(shù)疑問和問題所占據(jù)。完全相反的是， 軟件的建立和轉(zhuǎn)換是基于以專業(yè)領(lǐng)域為考察中心并且在概念上和在語 言上都清楚地面向該專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用模型來進行。這種可以被應(yīng)用者 和開發(fā)者同等理解的領(lǐng)域模型，可以形成用于專業(yè)代表和軟件開發(fā)者 之間豐富和導(dǎo)致使用的通信的基礎(chǔ)。與所謂的通用語言(GPL)不同，領(lǐng)域語言只用于一個特殊目的。 也就是說這種語言無折衷地面向相應(yīng)的問題，并直接借助基于一種語 法的相應(yīng)的語言架構(gòu)來實現(xiàn)相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的概念，所述語法是出于簡 單性和表達強度來設(shè)計的；領(lǐng)域語言(DL)或者領(lǐng)域特定語言(DSL) 是領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計的基礎(chǔ)，其中為了待解決的專業(yè)問題，很重要但是 領(lǐng)域不熟悉的技術(shù)細節(jié)完全退居幕后。由此可以為模型驅(qū)動的應(yīng)用開 發(fā)的形式實現(xiàn)前提條件，在該應(yīng)用開發(fā)中解決方案的實際方面很清楚 而且無誤解地形成，并且也可以隨時由專業(yè)人員實現(xiàn)和理解。從技術(shù)觀點來看，領(lǐng)域語言是一種價值很高的抽象，因為它完全 不涉及GPL的技術(shù)細節(jié)。例如在領(lǐng)域語言中可以這樣總結(jié)循環(huán)處理或 并行操作，使得一個解決方案的技術(shù)意義完全隱藏在特定的GPL中。 通過有意忽略在專業(yè)問題的上下文中并不重要的技術(shù)意義，也就是選 擇性地忽略，可以通過與領(lǐng)域有關(guān)的具體化來簡化在應(yīng)用層上的解決 方案查找和描述。由此領(lǐng)域語言的使用構(gòu)成在通往高價值抽象的道路 上的下個邏輯步驟，其使得可以越來越多地忽略關(guān)于信息技術(shù)作用方 式的通常難懂的技術(shù)細節(jié)。借助GPL在技術(shù)層面上對借助領(lǐng)域語言涉 及專業(yè)地使用的東西進行轉(zhuǎn)換。事件源每個部件都在其接口中提供可以由其它部件預(yù)定的事 件；例如模具鎖提供事件"打開模具"或"閉鎖模具"。事件接收每個部件都在其接口中指定其需要用于對系統(tǒng)中與生 產(chǎn)流程異步出現(xiàn)的事件進行反應(yīng)的事件；如停止鍵的按下。封裝封裝是指在面向?qū)ο笾须[藏實施細節(jié)(以及結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù))。 對內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的直接訪問是有限制的，要通過限定的接口進行。命令每個部件都在其接口中提供一系列命令，通過這些命令可 以在該部件上觸發(fā)動作；如模具鎖提供命令"關(guān)閉，，或"打開"。命令解釋每條命令可以具有任意多的命令解釋。這些解釋是執(zhí)
行該命令所需要的數(shù)據(jù)，如速度、時間、壓力、路徑等等。部件部件描述壓鑄機床的機械組件，如模具鎖、機組等等。從 而該機床可以作為部件集合來考察。這種結(jié)構(gòu)化形式可以在控制軟件 中繼續(xù)，在軟件中每個硬件部件都能找到作為軟件部件的映射。包括 例如方法技術(shù)的知識的邏輯部件或定時器部件也能這樣簡單實現(xiàn)。部 件概念對操作者來說也容易理解。每個部件都在其接口中提供命令以及事件源和事件接收。部件在邏輯層上代表實際要控制的機床元件，包括可能的外圍設(shè) 備。對流程的編程基于所需要的各個部件來進行。這些部件按照可參 數(shù)化命令的形式提供其功能。此外這些部件還具有一個事件接口，通 過該接口按照可預(yù)定的形式提供一個部件的所有相關(guān)狀態(tài)。編程生產(chǎn)流程的產(chǎn)生和在流程中采用的部件以及命令的參數(shù)化。處理引擎基本結(jié)構(gòu)部件，其包含執(zhí)行用過程應(yīng)用語言建模的生 產(chǎn)流程所需要的邏輯。執(zhí)行意思是該處理引擎在這些部件上按照生產(chǎn) 流程來調(diào)用命令。反應(yīng)系統(tǒng)該系統(tǒng)是由事件驅(qū)動的，也就是說該系統(tǒng)對事件進行 反應(yīng)。不存在狀態(tài)查詢(輪詢)。如果部件A對部件B的狀態(tài)感興趣， 則部件A預(yù)定部件B的通知狀態(tài)改變的事件。利用該原理將通信限制 為最少。壓鑄循環(huán)壓鑄機床的各個軸具有循環(huán)的流程并一起形成壓鑄循 環(huán)。這些軸雖然彼此同步，由此沒有哪個軸"偏離運行，，，但是它們 沒有共同的同步點，如共同的起動/結(jié)束點(如在EP573912中)。在制造流程中壓鑄件貫穿各個制造階段。壓鑄件貫穿這些制造階 段的流程稱為零件循環(huán)。零件循環(huán)可以集成到生產(chǎn)流程中，其中生產(chǎn) 流程驅(qū)動該零件循環(huán)。零件循環(huán)和機床循環(huán)在此不一定相同。虛擬的壓鑄件貫穿各個制造階段并且可以同時收集信息，這些信息又會對生 產(chǎn)流程產(chǎn)生影響；例如虛擬的壓鑄件收集Q數(shù)據(jù)并因此隨時都知道這 是否是個好零件。由此利用該信息可以例如控制廢品選擇器。性能完整的當所有功能都實現(xiàn)為對象上的性能或方法時部件或 者一般的說對象是性能完整的。這些對象可以直接和自動地顯示出來 (完整的一般顯示)。
本身公知的面向?qū)ο蟮木幊痰母拍羁梢匀缦滤觥Ｔ诔绦蚬ぷ髌?間組成一個面向?qū)ο蟮某绦虻母鱾€組件如上所述稱為對象。這些對象的概念在此通常基于以下范例抽象系統(tǒng)中的每個對象都可以作為活躍物件(Akteur)的抽象 模型來考察，該抽象模型解決任務(wù)、報告和改變其狀態(tài)，并且能夠與 系統(tǒng)中的其它對象通信而不必公開這些功能是如何實現(xiàn)的。封裝對象可以通過非等待的方式讀取或更改其它對象的內(nèi)部狀 態(tài)。 一個對象具有一個確定可以通過何種方式與該對象交互的接口。 這防止繞開程序的不變量。多形體不同的對象可以對相同的消息進行不同的反應(yīng)。如果直 到運行時才觸發(fā)一條消息的分配以便對該消息進行反應(yīng)，則這也稱為 后綁定(或動態(tài)綁定)。遺傳新類型的對象可以基于已經(jīng)存在的對象定義來確定?？梢?增加新的組件或者與已有的組件疊加。如果不允許遺傳，則為了區(qū)分 開來也稱為基于對象的編程。類為了更好地管理相同類型的對象而使用類概念的大多數(shù)編程 語言。類是在運行時從中產(chǎn)生對象的建議。由此在程序中不是定義單 個對象，而是定義一類相同類型的對象。人們可以想象從一個類中產(chǎn) 生對象，就像從一個特定的汽車類型的建立計劃中制造出汽車。類是 對象的建立計劃。類大致對應(yīng)于程式化編程環(huán)境的一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)類 型，還包括類不僅確定數(shù)據(jù)類型一借助該類產(chǎn)生的對象就由這些數(shù) 據(jù)類型組成，而且還定義對這些數(shù)據(jù)進行運算的算法。因此在程序運 行時各個對象相互作用，而這種交互的基本模式通過各個類的定義來 確定。在某些編程語言中除了每個類之外還存在一個特定的對象，即 所謂的類對象，其用于代表運行時的類本身。由此該類對象還用于產(chǎn) 生類的對象和調(diào)用匹配的算法。類通常以類庫的形式組合起來，類庫 通常是理論上有組織的。從而面向?qū)ο蟮木幊陶Z言的應(yīng)用者可以繼承 例如可以訪問數(shù)據(jù)庫的類庫。方法分配給一個對象類的算法也稱為方法。通常方法的概念與 功能或程序步驟(Prozedur)同義，雖然功能或程序步驟更多地是作 為方法的實施來考察的。在實際的語言應(yīng)用中也稱為"對象A調(diào)用對 象B的方法m"。方法對封裝尤其重要，尤其是也稱為訪問功能。用于
產(chǎn)生或"破壞'，對象的特殊方法稱為構(gòu)造器和破壞器。


下面借助具有其它細節(jié)的幾個例子來解釋本發(fā)明。圖1純示意性地在上半部示出按照任務(wù)的整個問題圏，在下半部右邊示出借助領(lǐng)域特定語言(DSL)的解決方案；圖2在具體的實施方式中示出具有多目標數(shù)據(jù)存儲器的多DSL環(huán)境；圖3示出作為部件的有序集合的控制裝置作為檢查系統(tǒng)的概念；圖4示出新解決方案的層體系結(jié)構(gòu)(層模型)；圖5示出流程編輯器的示意圖；圖6示出過程應(yīng)用語言(PAL)的圖形顯示的例子；圖7示出過程應(yīng)用語言(PAL)的文本顯示的例子；圖8示出工具制造商用針對工具流程的指示做出的典型的預(yù)先給定。
具體實施方式
下面參照圖1。目前的實踐指出，在例如壓鑄機床的控制軟件中專 業(yè)和軟件技術(shù)的問題總是一個接一個地出現(xiàn)。這不可避免地導(dǎo)致軟件 復(fù)雜性的提高。對于專業(yè)和技術(shù)要求的轉(zhuǎn)換，新的解決方案建議借助 領(lǐng)域語言(Domain Specific Language, DSL)進行前后一致的分離 (圖1，右下方)。圖1的左下方示出沒有DSL的領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計。粗 線條代表沒有DSL的兩個問題區(qū)域的完全相互覆蓋。結(jié)果是不僅提高 了復(fù)雜性，而且尤其是在稍后進行的每次程序改動中要做更多的工 作。基于特定于領(lǐng)域的語言的領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計提供了很大的優(yōu)點，即 技術(shù)方面可以與專業(yè)要求分開對待和解決。這使得專業(yè)編程 -接近專業(yè)問題并由此更為具體， -進一步與技術(shù)問題分開并由此更為抽象地執(zhí)行。 圖2已經(jīng)有些具體地示出針對領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計的具有多DSL環(huán)境 的新解決方案。由于以下優(yōu)點可以最佳地解決任務(wù) -解決方案的容易理解性 -更改友好性 -適宜的存檔-在專業(yè)和技術(shù)層面上接近問題。具有激活的多目標數(shù)據(jù)存儲器的用于領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計的多DSL環(huán) 境構(gòu)成產(chǎn)生所需要的DSL的基礎(chǔ)。最初產(chǎn)生該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所需要的較高 的開發(fā)費用通過效益和效率的提高而平衡。尤其是在多DSL環(huán)境中的 DSL實現(xiàn)了真正受領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計(DGE)。領(lǐng)域驅(qū)動的設(shè)計(DGE) 將專業(yè)問題置于中心并且沒有做出技術(shù)上的預(yù)先給定。DSL使我們接近 專業(yè)問題；其減少了不希望并且非必要的復(fù)雜性。通過DSL實現(xiàn)的專 業(yè)意義和技術(shù)意義的分離帶來了效益和效率的提高。對于技術(shù)轉(zhuǎn)換和 以往一樣還需要全目標語言如0++。通過減小不希望的復(fù)雜性，可以更 好并由此更快地分析、理解和解決專業(yè)問題。按照圖3和圖4的基于所述控制裝置的系統(tǒng)模型考察的是作為協(xié) 作部件的集合的機床。部件4、 7在此既在邏輯層又在物理層上體現(xiàn)壓 鑄機床的任意元件，包括可能分配給該壓鑄機床的外部設(shè)備?；谠?機床上現(xiàn)有的部件，使用者在操作單元2或操作者終端1上產(chǎn)生機床 流程l。為了執(zhí)行該機床流程，從控制裝置中將該機床流程加載到處理 引擎中。處理引擎3驅(qū)動該流程，也就是說處理引擎根據(jù)加載的機床 流程在所涉及的部件4上調(diào)用命令5。如果一個部件已經(jīng)執(zhí)行了一條命 令，則向該命令的調(diào)用者告知這一點6。處理引擎是包含可以執(zhí)行用過 程應(yīng)用語言建模的生產(chǎn)流程所需要的邏輯的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件。執(zhí)行意思 是處理引擎在該部件上根據(jù)生產(chǎn)流程調(diào)用命令。處理引擎例如在部件 "模具"4a上調(diào)用命令"關(guān)閉，，。該模具部件接著又在電動線性軸"模 具鎖"7a上調(diào)用命令"移動"。通過基本庫8在調(diào)節(jié)器(Regler) 11 (圖2)上施加移動任務(wù)，該調(diào)節(jié)器根據(jù)預(yù)定的移動曲線調(diào)節(jié)軸的運 動。如果軸達到其目標，則調(diào)節(jié)器告知線性軸部件7a，該線性軸部件 接著又告知模具部件"移動命令的結(jié)束，最后告知處理引擎3的模具 部件關(guān)閉命令的結(jié)束。由于這是受事件驅(qū)動的反應(yīng)的系統(tǒng)，因此命令調(diào)用不會受到阻礙 并且可以在不同部件上幾乎同時地執(zhí)行多個命令，例如與模具的"打 開"和"關(guān)閉"并行地執(zhí)行"送料"。協(xié)作和同步在此由處理引擎3 執(zhí)行。在該控制裝置中，在邏輯層上的部件4、 12以及在技術(shù)層上的部
件7、 13是不同的。邏輯部件4代表壓鑄機床或生產(chǎn)單元的功能單元， 如模具鎖單元(簡稱為模具)4a、送料和壓鑄單元(簡寫為蝸桿)4b 等等。邏輯部件可以由多個軸組成，例如送料和壓鑄單元4b由線性軸 7b和旋轉(zhuǎn)軸7c組成。技術(shù)部件7代表一個軸。其負責通過封裝驅(qū)動技 術(shù)而使驅(qū)動技術(shù)能夠被簡單地更換。由此驅(qū)動技術(shù)的更換不會對邏輯 部件或已配置的機床流程產(chǎn)生影響。真實存在的部件在圖3的下半部示意地用壓鑄機床30的圖形示 出。大量單個部件"X"中只表示出驅(qū)動裝置或軸、模具移動裝置31、 退料器32、可移動的模具或工具33、蝸桿34、蝸桿的線性驅(qū)動裝置(線 性軸)35和蝸桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(旋轉(zhuǎn)軸)36、機組37、保護蓋38。圖5示出流程編輯器。如果該機床流程對操作者來說清楚可見， 可以清楚識別出與此有關(guān)的信息并且可以根據(jù)需要修改這些信息，則 對機床的操作明顯更為簡單。所顯示的基于公知部件如模具鎖、機組、參數(shù)化，最后借助于°:些命令;控制機床。各個命令如"關(guān)閉模具":"送料"或"噴射，，可以直接顯示出來并用于加工。借助圖3的流程 編輯器可以對任意流程如生產(chǎn)流程進行建模，并對所釆用的部件和命 令進行參數(shù)化。流程編輯器或流程處于壓鑄機床的編程的中心位置。 壓鑄機床、包括分配給壓鑄機床的外圍設(shè)備的整個參數(shù)化可以通過流 程編輯器查看和更改。由此不需要象目前常用的的那樣將參數(shù)分配到 多個輸入屏(顯示窗口 )上。按照圖3的流程編輯器包括4個區(qū)域 *所有現(xiàn)有流程的列表，即流程列表；14，*所有實際存在的部件的列表，部件列表；15， *流程的圖形顯示，流程顯示區(qū)；16， ，用于參數(shù)化部件和命令的輸入屏，參數(shù)化區(qū)；17。 如果選擇18已存在的流程，則該流程在流程顯示區(qū)16中圖形顯 示出來。使用者現(xiàn)在可以更改、重新命名、復(fù)制或刪除所選擇的流程。 為了產(chǎn)生新的流程，使用者可以在流程列表14中調(diào)用功能"新的"。 還可以從實際存在的部件列表中在預(yù)選擇的含義下選擇該新流程所需 要的部件。為了產(chǎn)生最終的流程，使用者選擇部件19的命令2 0，并將 該命令添加到流程16中。他一直重復(fù)這個操作，直到該流程完成為止。 如果使用者在流程中選擇了一條命令，則在參數(shù)化區(qū)17中顯示所屬的
命令參數(shù)，并且也可以在此輸入所屬的命令參數(shù)。命令可以在一個流 程中多次使用。每次使用(該命令的實例)在此都要進行自己的參數(shù)化。在流程顯示區(qū)16中在命令之間加入同步22并且必要時對其參數(shù) 化。此外還可以移動或刪除在流程中添加的命令和同步，或者更改所 屬的參數(shù)。在一個循環(huán)的流程中很多命令是對稱的，也就是說，如果 一個軸(如退料器)向前移動，則其必須在某個時候重新返回。借助 該部件知識，控制裝置自動將空格插入該流程中，使用者必須用具體 的命令來填充該空格。只有在流程中使用的部件和命令才需要參數(shù)化。從而可以通過簡 單和概覽的方式將控制裝置中安裝的多樣性降至最主要的。對于必須 進行的輸入以由此可以啟動生產(chǎn)流程的詢問就不再需要。當所有空格 都填充完畢而且所使用的所有部件和命令都完全地參數(shù)化之后， 一個 流程就是完整的。從現(xiàn)有流程14的列表中一眼就可以看出哪個流程是 完整的，為此標記出不完整的流程。在流程顯示區(qū)16和部件列表15 中同樣標記出不完整參數(shù)化的命令或部件。在參數(shù)化區(qū)17中標記出不 是輸入的參數(shù)。此外還存在采用已有的流程作為宏用在其它流程中的可能。為此 可以將已有的流程如一條命令作為宏添加到另 一個流程中。該宏可以 擴展，以例如與該參數(shù)化匹配?；诂F(xiàn)有部件及其命令來產(chǎn)生流程不 受任何限制！但是使用者在似真性檢驗的框架內(nèi)指出流程中潛在的錯 誤，例如當退料器在工具閉合時應(yīng)當向前移動，從而必須通過使用者 來進行操作。過程應(yīng)用語言(PAL)是一種面向部件的領(lǐng)域語言，并且用于對循 環(huán)和非循環(huán)的機床流程建模。該語言除了對流程序列23的并行執(zhí)行提 供完全的支持之外還提供命令用于*引發(fā)部件的命令25，包括為此所需要的命令理由，*告知狀態(tài)26，*等待狀態(tài)的告知24，*設(shè)置用于執(zhí)行特定的流程分支的條件，*將流程序列分組到一個循環(huán)27 + 28，，形成名稱空間29。PAL既可以圖形地表示為圖6又可以文字地表示為圖7。兩個表示
形式具有相同的信息內(nèi)容。圖形表示優(yōu)選針對操作界面，因為圖形表 示可以更為簡單地理解，而且可以一眼就獲取該流程。領(lǐng)域語言的字在圖5中用粗體標記出。圖7是工具制造商的典型的指令頁。對用于相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)的新 工具33的調(diào)整可以如下進行。調(diào)整者大多從工具制造商那里獲得工具 符號、工具流程的描述和有時關(guān)于工具模式化的報告。借助參數(shù)給定 (工具大小、發(fā)射體積、關(guān)閉力等等)調(diào)整者確定或檢驗壓鑄機床的 參數(shù)和裝備。調(diào)整者夾緊工具33，將端子連接，然后在手動或調(diào)整運 行時檢查工具33的各個軸的功能?，F(xiàn)在調(diào)整者可以通過該機床的操作 界面輸入工具流程。各個軸運動大多首先在手動或調(diào)整運行時測試， 隨后才集成到流程中。在這個階段有意放棄并行的軸運動，因為調(diào)整 者首先必須獲得與工具和該流程互動時的安全性。如果工具流程啟 動，則首先將壓鑄單元的軸(機組軸、送料軸和噴射軸)集成到該流 程中?，F(xiàn)在可以第一次澆鑄一個零件。該澆鑄過程要精細到產(chǎn)生出量 化的良好零件?，F(xiàn)在調(diào)整者接著優(yōu)化生產(chǎn)，其目標是在盡可能短的時 間內(nèi)生產(chǎn)出量化的良好零件。還可以通過并行進行這些流程并通過更 為快速地移動來減少循環(huán)時間。在最后一個步驟中將外圍設(shè)備如取出 系統(tǒng)或澆鑄撿出器集成到流程中。圖8示出對于過程序列的指令的例子，這是由壓鑄機床的制造商 預(yù)先提出的。
權(quán)利要求
1.一種控制和操作用于制造塑料壓鑄零件的生產(chǎn)單元、包括分配給該生產(chǎn)單元的外圍設(shè)備的至少一個零件的方法，其中生產(chǎn)流程通過用戶預(yù)先給出和參數(shù)化，其特征在于，借助領(lǐng)域語言基于一起形成領(lǐng)域模型的性能完整的部件來產(chǎn)生、管理和執(zhí)行機床流程，以通過簡單可學習和連貫的方式實現(xiàn)壓鑄機床的操作和運行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，控制、編程和配置 基于面向部件的、用于對循環(huán)和/或非循環(huán)的機床流程建模的領(lǐng)域語言 地，從該機床作為有序的部件集合的表示出發(fā)來進行，其中由使用者 配置或建立該生產(chǎn)流程。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 一個部件體現(xiàn) 所述生產(chǎn)單元在邏輯和物理層面上的任何元素，包括可能分配給該生 產(chǎn)單元的外圍設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，為每 個問題空間在控制時基于合理的領(lǐng)域模型并借助特定于專業(yè)的領(lǐng)域語 言，在專業(yè)層面上描述該解決方案，并且從中自動產(chǎn)生用于技術(shù)轉(zhuǎn)換 的程序代碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，為了 描述所述生產(chǎn)單元中的任意流程確定一種領(lǐng)域語言，其中該領(lǐng)域語言 圖形和/或文字地顯示在操作者終端或輸入屏上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述 生產(chǎn)單元中現(xiàn)有的或分配給該生產(chǎn)單元的裝置上的至少一個零件在控 制時作為部件加以采集和考慮，而且該部件顯示在顯示屏或操作界面 上，并可以由使用者用作對任意流程建模的基礎(chǔ)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，部件 是具體的組件或模塊，例如澆鑄軸和/或塑化軸和/或澆鑄機組和/或模 具鎖軸和/或模具軸和/或模具轉(zhuǎn)盤加料器和/或芯拉出器和/或滑動器 和/或退料器軸和/或取件機器人和/或柱式調(diào)節(jié)軸和/或加熱和冷卻單 元和/或液壓機組(如果存在)和/或電子元件和組件以及傳感器裝置 和/或材料輸入和/或壓鑄件處理和/或壓鑄件等。
8. 根據(jù)權(quán)利妻求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所采 集的每個性能完整的部件都包含相關(guān)的方法技術(shù)的、機械的和其它相 關(guān)知識，以與其它部件一道按照命令的形式有序地提供流程中需要的 各個功能。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，所采 集的每個性能完整的部件都包含相關(guān)的方法技術(shù)的、機械的和其它相 關(guān)知識，以負責保護通過該部件代表的機床零件及其安全應(yīng)用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，在 生產(chǎn)流程中需要的運行參數(shù)借助存儲該運行參數(shù)的數(shù)據(jù)處理單元由使 用者來調(diào)整，其中由控制裝置考慮實際的以及機床方面和工具方面建 設(shè)性產(chǎn)生的可能性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，每 個部件都按照命令接口的形式提供控制命令，并具有事件接口。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，通過所述命令接 口操縱部件，以便在必要時在其它與該部件協(xié)作的部件上觸發(fā)一個或 其它命令。
13. #~據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述部件 中的狀態(tài)改變可以按照可預(yù)定事件的形式通過事件接口輸出，并作為 直接在部件之間的同步基礎(chǔ)以及作為同步源用于影響生產(chǎn)流程。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l至13中任一項所述的方法，其特征在于，所 述壓鑄件在面向?qū)ο蟮暮x中被作為虛擬部件來對待，其中將制造過 程的特征值分配給該壓鑄件，存儲該壓鑄件的狀態(tài)并用于影響壓鑄流 程，例如用于控制廢品選擇器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l至14中任一項所述的方法，其特征在于，基 于部件模型產(chǎn)生和執(zhí)行在所述生產(chǎn)單元范圍內(nèi)的任意循環(huán)和/或非循 環(huán)流程。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其特征在于，從 所述生產(chǎn)單元或其零件、尤其是壓鑄機床的零件作為部件的有序集合 的表示出發(fā)，在操作者界面的輸入屏上自由地編程所述流程。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的方法，其特征在于，所 述生產(chǎn)流程、尤其是壓鑄流程是基于物理存在的部件的命令交互產(chǎn)生 的，并包括以下步驟a)控制裝置提供所有物理存在的部件以供選擇； b) 使用者在預(yù)先選擇的含義下選擇流程所需要的部件；c) 使用者選擇一個部件的命令或事件源，并將該命令或事件源添 加到所述流程中；d) 將該輸入項存儲在數(shù)據(jù)處理單元中；e) 重復(fù)步驟c)至d)，直至該流程完整為止； 其中所述命令、事件源和部件的參數(shù)化包括以下步驟f) 選擇該流程中的 一條命令或事件源或所采用的部件，g) 顯示所屬的參數(shù)，h) 輸入該參數(shù)，i) 將該輸入存儲在數(shù)據(jù)處理單元中，j)重復(fù)步驟f)至i)，直到對該流程中的所有命令和事件源或所有 采用的部件都參數(shù)化了為止，其中步驟f)至i)可以在產(chǎn)生該流程之后或期間執(zhí)行，直到所有在 該流程中使用的命令、事件源和部件都參數(shù)化了為止。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的方法，其特征在于，在 所述輸入屏上進行和/或提供從部件的有序集合中對所述流程所需要 的部件的預(yù)先選擇。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的方法，其特征在于，所 有存在于所述生產(chǎn)單元中的零件或分配給該生產(chǎn)單元的裝置，如外圍 設(shè)備和工具都被作為部件來對待。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的方法，其特征在于，在 開始生產(chǎn)之前在輸入屏上交互地圖形配置所述機床流程，并且面向命 令和部件地輸入運行參數(shù)，其中在存在相應(yīng)的已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)組時優(yōu)選加載該數(shù)據(jù)組。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法，其特征在于，自 由地對一個流程進行配置，其中基于部件知識在于輸入屏上添加命令 時自動為必須進行的后續(xù)步驟將其它命令作為空格添加到流程中，其來填寫這些空格。 " - ^
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項所述的方法，其特征在于，所 述控制裝置具有輸入屏，該輸入屏包括流程列表、流程顯示區(qū)、具有 可選擇命令的部件列表以及參數(shù)化區(qū)，其中操作者在操作界面上對該流程進行配置和參數(shù)化。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項所述的方法，其特征在于，對 于在已配置的流程中使用的命令使得在輸入屏的流程顯示區(qū)中可以持 續(xù)識別所述參數(shù)化是否完整。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項所述的方法，其特征在于，對 于在已配置或已建立的流程中使用的部件使得在輸入屏的部件列表中 可以持續(xù)識別所述參數(shù)化是否完整。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項所述的方法，其特征在于，為 了對所述部件及其命令進行參數(shù)化，只假定位于容許范圍內(nèi)的值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項所述的方法，其特征在于，在 所述流程列表中可以看出哪些流程不是完整的，也就是這些流程包含 空格，或者該流程采用了未完全參數(shù)化的部件和命令，其中在參數(shù)化 區(qū)中標記出沒有輸入的參數(shù)，此外在部件列表上可以看出沒有完全參 數(shù)化的部件，在流程顯示區(qū)中可以看見沒有完全參數(shù)化的命令。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1至26中任一項所述的方法，其特征在于，并 行的流程可以彼此同步。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項所述的方法，其特征在于，既 為流程配置又為參數(shù)化向調(diào)整者提供專家系統(tǒng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的方法，其特征在于，為 所有成功執(zhí)行的生產(chǎn)流程存儲已確定的最佳數(shù)據(jù)組，并且該數(shù)據(jù)組可 以在用于相同或類似的生產(chǎn)流程時由使用者加載。
30. —種控制和操作用壓鑄機床制造塑料壓鑄零件的生產(chǎn)單元的 裝置，具有計算機和存儲裝置，其中生產(chǎn)流程可以在操作裝置上通過 用戶預(yù)先給出，其特征在于，所述計算機/存儲器裝置實施為容納分散 組織的知識基礎(chǔ)，其中在操作裝置上按照部件的形式產(chǎn)生相應(yīng)生產(chǎn)單 元中現(xiàn)有的或者分配給該生產(chǎn)單元的裝置的至少一個零件的映射并且 可相應(yīng)地操作該映射，從而能通過簡單和連貫的方式學習生產(chǎn)單元的 運行。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述控制實施為 面向部件的，其中在生產(chǎn)單元中具有的裝置的至少一個零件可以作為 性能完整的部件加以采集和考慮，并通過其命令控制。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的裝置，其特征在于，單個部件 代表壓鑄機床或分配給該壓鑄機床的裝置和外圍設(shè)備的任意元件，如 模具鎖、機組、芯拉出器、處理設(shè)備等，其中還可以有純邏輯部件。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30至32中任一項所述的裝置，其特征在于， 每個所考慮的部件都具有事件接口以及命令接口，并分別具有自己的 部件知識。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30至33中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述裝置包括具有對應(yīng)于生產(chǎn)單元的組件的、虛擬部件的有序集合的 控制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這些部件分別帶有所屬的知識基礎(chǔ)，其中可以面向?qū)?象地控制生產(chǎn)單元并借助命令相應(yīng)于所配置的流程來驅(qū)動該生產(chǎn)流程。
35. 根據(jù)權(quán)利要求30至34中任一項所述的裝置，其特征在于， 每個部件都包含相關(guān)方法技術(shù)的、機械的和其它相關(guān)知識，以負責保 護通過該部件表示的機床零件。
36. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述控制、編程 和配置通過操作裝置基于面向部件的、用于對循環(huán)和/或非循環(huán)的機床 流程建模的領(lǐng)域語言地，從該機床作為有序的部件集合的表示出發(fā)來 進行，而且計算機/存儲裝置實施為容納所述部件的分散組織的知識基。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述生產(chǎn)單元中 現(xiàn)有的或分配給該生產(chǎn)單元的裝置上的至少一個零件在控制時作為部 件加以采集和考慮，而且該部件顯示在顯示屏或操作界面上，并可以 由使用者用作對任意流程建模的基礎(chǔ)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的控制裝置，其特征在于，所述操作者 界面具有輸入屏，該輸入屏包含流程列表和流程顯示區(qū)、具有可選擇 命令的部件列表以及參數(shù)化區(qū)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求25至38中任一項所述的方法，其特征在于， 顯示一個流程的執(zhí)行，其中隨時可以看見狀態(tài)并且在故障情況下可以 推斷出原因。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制和操作用于制造塑料壓鑄零件的生產(chǎn)單元的方法和裝置，其中生產(chǎn)流程通過用戶預(yù)先給出和參數(shù)化。該新解決方案的中心是面向部件的控制。部件例如可以是模具鎖、機組、芯拉出器、處理設(shè)備等，它們在該控制中虛擬地映射出來。該新發(fā)明建議，借助領(lǐng)域語言基于一起形成領(lǐng)域模型的性能完整的部件來產(chǎn)生、管理和執(zhí)行機床流程。由此通過簡單可學習和連貫的方式實現(xiàn)壓鑄機床的操作和運行。該新解決方案使得該部件顯示在顯示屏或操作者界面上，并由使用者用作對任意流程建模的基礎(chǔ)。此外還建議為每個問題空間在控制時采用一種領(lǐng)域語言，以描述解決方案并從中自動生成程序代碼。
文檔編號G05B19/042GK101128306SQ200680006274
公開日2008年2月20日 申請日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者F·沃費利, M·豪斯曼, R·查拉拉, S·弗里克 申請人:內(nèi)茲塔爾機械公司