機械の対話型制御のための方法

专利摘要:
機械の対話型制御のための方法を、制御に関する知識が比較的少ない場合にも手順の作成が容易化されるように改善すること。機械（１４）の対話型制御のための本方法では、オペレータを導く形式で、機械の作業手順（１８）のために必要な稼動パラメータが、これらの稼動パラメータを記憶するデータ処理ユニット（１２）内へ入力される。引き続きこの入力に基づいて作業手順が実行される。前記データ処理ユニット内には、前記機械の作業手順の基本規則に関するデータセットが設けられている。このデータセットの使用のもと、結果として、前記オペレータに対し、機械装備品及び機械周辺品に基づいて存在する可能性について、選ばれた選択肢が提供され、この選択肢は、現存の前記作業手順（１８）内へ互換性をもって挿入可能な更なる挿入部分を含む。前記機械における現存の初期状態から出発し、アクションが実行され、このアクションの終わりでは前記機械が１つの実際状態にあること、及び、この実際状態、或いは前記初期状態とこの新しい実際状態の間で生じた変更が、新しい構成要素として、前記機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れのためにティーチングユニット（２０）を介してティーチングされ、検査され、付加される。この際、既に前記アクション中に、このアクションの実行可能性に関するこのアクションの論理的な検査が行われる。本方法は、制御に関する知識が比較的少ない場合にも手順の作成が容易化される。
公开号:JP2011506146A
申请号:JP2010538469
申请日:2008-12-18
公开日:2011-03-03
发明作者:ヘール、カルル
申请人:ヘール、カルル；
IPC主号:B29C45-76

专利说明:

[0001] （関連の出願）
本出願は、2007年12月20日付けドイツ特許出願第 10 2007 062 692.6 号の優先権を主張し、その開示内容は本出願の対象として本明細書に援用されるものとする。]
[0002] （発明の分野）
本発明は、請求項１の前提部に記載した、機械の対話型制御のための方法、特にプラスチック射出成形機の対話型制御のための方法に関する。]
背景技術

[0003] この種に方法は特許文献１から知られている。そこではデータ処理ユニット内に射出成形機の稼動の基本規則に関する基礎情報又はデータセットが取り入れられる。前記機械は、現存の機械装備品や例えば周辺機器のような機械周辺品を追加的に検知し、機械調節者に対し、機械の手順を生成するための手順エディタを提供する。手順と機械に関するデータ処理ユニット内の現存情報に基づき、入力時にはオペレータに対し、入力可能性については常に選ばれた選択肢だけが好ましくは視覚的にディスプレイ表面に提供され、これらの入力可能性は、既存の手順内へ、機械及び射出成形工具の側からも互換性をもって挿入可能である当該手順の更なる挿入部分を表している。プログラミングすべき手順内への受け入れのために、制御装置内への各入力はその妥当性に関して検査されて付加される。それにより作業手順の入力が簡素化され且つ容易化され得る。これと比較可能な方法は特許文献２から知られている。]
[0004] 特許文献３からは、射出成形機の射出サイクルの手順最適化のための方法が知られていて、そこでは複数のアクションが直接的に射出成形機の複数の部分で行われ、これら部分のポジションでそのように行われる変更は、機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れためにティーチングユニットを介してティーチングされる。]
先行技術

[0005] EP 0 573 912 B1
DE 102 46 925 B4
DE 10 2005 023 919 A1]
発明が解決しようとする課題

[0006] 前記の先行技術から出発し、本発明の基礎となる課題は、機械の対話型制御のための方法を、制御に関する知識が比較的少ない場合にも手順の作成が容易化されるように改善することである。]
課題を解決するための手段

[0007] 前記の課題は、請求項１の特徴を有する方法により解決される。]
実施例

[0008] 可能なシーケンスステップの選択肢設定を背景（バックグラウンド）とする、先行技術から周知の論理的な検査と、それ自体周知の「ティーチング」とを前提とし、機械における現存の初期状態（ないし出発状態）から出発し、アクションが、好ましくは機械制御装置から切り離されたオペレータの介入により実施され、このアクションの終わりでは機械が新しい実際状態（ないし現在状態Istzustand）にある。この実際状態、或いは初期状態と実際状態の間で生じた変更は、新しい構成要素として、機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れのためにティーチングユニットを介してティーチングされて付加される。このことは機械制御装置との関連で次のように行われる。即ち、この実際状態のための更なる実行可能性が検査されて提供されるだけでなく、例えば走行キーによる、例えば走行すべきポジションのようなアクションの手動での導入の操作時に、既にその機能のイネーブル（有効状態とすること）によりこのアクションの論理的な検査が行われるようにである。従って好ましくは、アクションが実行される以前に、意図されるアクションが検査され、その結果、そのアクションが全く実行されない、又は、背景（バックグラウンド）における論理的な検査が許可する場合に限り、そのアクションが部分的にのみ実行され、このアクションの非論理的な命令部分は全くもって許可されないということがある。つまり例えば、ティーチング時においては、操作システムは閉じた型内へと移動することは許されないが、それにより予め定められる動きとしては例えば部分的に型へと至るまで（の動き）は許可される。]
[0009] それにより、例えば射出成形ユニットや型閉鎖ユニットのような射出成形機、又は操作システムや取付装置のような周辺装置において、特に外部の手順を、また同様に内部の手順もそうであるが、シンボルを介した機能配置と、座標を介したポジションとにより確定することが可能であるだけでなく、対応するポジションが、論理的な整合性に対応して手動で走行され、その後、この位置設定の可能性に関する論理的な検査を介して手順内に受け入れられ得る。]
[0010] 好ましくは、機械又はその周辺装置の少なくとも１つの構成部品が所定のポジションに手動で運ばれ、この機械構成部品が所望のポジションに到達している場合、このことが機械制御装置に対して確定（ないし確認）又は承認される。機械はこの位置設定からそのポジションのための稼動パラメータを手順内へと受け入れ、この確定されたポジションから出発する更なる実行可能性を提案する。その実際状態への移行は、目標値を入力ユニットを介して入力することで、機能的（関数的ないし数値的）な運動（funktionales Bewegen）によっても行われ得る。]
[0011] また、機械の基本手順内、又は既に作成されている手順入力の部分手順内では、機械が初期状態に至るまで、即ちティーチングすべきポジションへと至るまでもたらされる。この初期状態は、機械制御装置にとって、それに続くティーチングのためのスタートポイントとしてマーク（記録）される。その後、様々な軸（アクスル）或いはアクチュエータを備えた機械において手動でティーチング稼動により、機械の論理的な手順検査が許すに従ってアクションが実行され得る。制御装置は、例えば経路（ないし行程Wege）が入力される場合、手動で走行された軸及びアクチュエータの順番とポジション（ファイナルポジションも）を覚えておき、これらを、承認／受け入れ命令時に論理的に且つ適切に整理して機械手順内或いは周辺装置手順内へと挿入し、このことを操作板面（表示面）又は表示ユニット上で図式的に描写する。]
[0012] 好ましくは、制御装置或いは機械には、１サイクル（１周期）のためのプラスチック射出成形機の場合、プログラミングされた手順が既に認識されている。その後、この状態から出発し、介入ポジションが決定され得て、この介入ポジションでは「ティーチ・イン」法により、手動のマニュアル操作により又はマニュアルキーボードを介して機能的な運動により所望のアクションがティーチングされる。このステップがこの箇所で可能であるという先ず論理的な妥当性検査が行われている場合、この位置設定から、好ましくは手順の後続ステップ並びに先行ステップに関して実行可能性が検査される。また同様に第１ステップとしてティーチングを用いて開始することもでき、その際にはそれに続き、全手順が構成される。]
[0013] 他の長所は、下位請求項及び以下の説明から明らかとなる。]
[0014] 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。]
図面の簡単な説明

[0015] 本発明に従う制御装置を備えた射出成形機のブロック図を示す図である。
ポジション変更／動きのティーチング時、型中空空間の領域内にある操作システムを、射出成形機の拡大表示部分として示す図である。
ポジション変更／動きのティーチング時、型中空空間の領域内にある操作システムを、射出成形機の拡大表示部分として示す図である。]
[0016] （有利な実施例の詳細な説明）
本発明を詳細に説明する前に、本発明が装置の各々の構成部材並びに各々の方法ステップに限定されているものではないことを指摘しておくが、それはそれらの構成部材並びに方法が変更可能なためである。またここで使われている用語は、特別な実施例を説明するためだけに定められていて、制限として使われるものではない。それに加え本明細書又は本特許請求の範囲で単数形又は不定冠詞が使われる場合には、それらの要素が複数形であってもよいものとするが、それは全体の関連で明らかに単数形又は不定冠詞でなくてはならない場合は別である。]
[0017] 例として添付の図面に関連して本発明を詳細に説明するが、以下の実施例は、本発明のコンセプトを特定の装置に限定することのない例示であることを付言する。]
[0018] 以下で使われる「軸（アクスル）」との用語は、機械１４、特に射出成形機において使用される、任意に駆動される運動軸を説明するものである。射出成形機における運動軸とは、例えば、ノズルの移動、射出、工具の運動、又は（成形後の）はじき出し（エジェクト）等である。]
[0019] 図面（図１）は、機械１４の機械制御装置ＭＳを概要として示していて、機械１４は、この実施例では、射出成形機、好ましくは、プラスチックや、セラミック素材又は金属素材のような可塑化可能な別の素材を処理するためのプラスチック射出成形機である。しかし別の機械の投入（ないし使用）も勿論可能である。機械制御装置ＭＳ内にはデータ処理ユニット１２が設けられていて、このデータ処理ユニット１２内には、一方では、機械の作業手順の基本規則のためのデータセットが既に取り入れられていて、また通常では、機械１４を設けた所以である技術の基本規則をも有している。他方では、データ処理ユニット１２は、入力ユニット１０とも、機械１４、即ちここでは射出成形機とも接続されていて、それにより例えば稼動パラメータに関する入力が可能であり、機械装備品、及び／又は例えば操作機器又は取付装置のような周辺機器のような機械周辺品と適合される。] 図１
[0020] 調整時、入力ユニット１０は、オペレータに対し、オペレータを導く（ガイドする）形式で、機械の作業手順のために必要な稼動パラメータの入力を許容する。入力された稼動パラメータはデータ処理ユニット１２内に記憶される。引き続き、これらの情報から、更には機械装備品及び機械周辺品に関する情報から、記憶された稼動パラメータに従って１つ又は複数の作業手順１８が実行される。]
[0021] これらの作業手順は、機械操作の開始プロセス及び終了プロセスも、又は機械周辺部の手順も含み得る。これらの手順は、例えば押出成形加工時におけるような連続的なプロセスでもあり、例えば射出成形機の射出サイクル又は例えば周辺装置の取付過程のような非連続的なプロセスでもあり得る。これらのプロセスには、例えば連続的に移動可能な機械運動及び周辺装置運動／機械軸及び周辺装置軸が、「デジタルアクチュエータ」の（数値制御）データ、又は機械コンフィギュレーションに対応して機械によりインテリジェントに認識される軸における例えば終端スイッチのようなセンサのデータと共に必要である。]
[0022] 例えば射出成形プロセス及び射出成形自体に関する、機械の作業手順の基本規則に関するデータセットに基づき、結果として、オペレータに対し、オペレータの最後の入力の妥当性検査後には、更なるステップのための可能性であって機械装備品及び機械周辺品に基づいて存在する可能性について、選ばれた選択肢が提供される。つまりオペレータが作業手順１８の一部分を入力するや否や、オペレータには、その時から、この作業手順の構成部分内へ互換性をもって挿入可能である、手順の更なる挿入部分が提供される。この方法は、冒頭に掲げた特許文献１から知れられていて、従ってその開示内容は本出願の対象であるものとする。]
[0023] 入力ユニット１０を介したその入力に対して追加的に又は選択的に、つまり例えばシステムの機械構成部品が走行する座標を入力することにより、例えば機械又はその周辺装置の１つ又は複数の構成部品又はユニットを所定ポジションへと運び、この箇所で構成部品のポジションを確定（ないし確認）するようなアクションを「ティーチ・イン」により実施する可能性が設けられる。そのためのティーチングユニット２０は、例えば構成部品又はユニットの移動のために利用され得る複数のキー２２と、１つの確定キー２１とを有する。この確定キー２１は、実質的にアクションの実行或いはその確定のために使われる。]
[0024] 先ずは機械が初期状態（ないし出発状態）にもたらされ、この初期状態が、機械制御装置に対し、後続のティーチングのための初期状態としてマーク（記憶表示）される。その後、少なくとも１つの構成部品、又は少なくとも１つのユニット、又は少なくとも１つの周辺装置が、アクションにより新しいポジション、即ちその新しい実際状態（ないし現在状態）に移行され、このポジションが確定キーを介して確定（ないし確認）される。確定キー２１を介した入力により、機械制御装置ＭＳは、初期状態から出発してアクションにより達成された実際状態へという実施されたアクションを承認する。機械制御装置ＭＳは、例えば、構成部品又はユニットをこの箇所へと移動することにより発生したポジション（位置情報）や圧力や力のような稼動パラメータを制御内へ受け入れ、或いはこれらを認識する。この承認により、例えば軸運動又はポジショニング（位置決め）或いは生じた変更のような先に行われたアクション（操作措置）が保存される。このアクションは、オペレータが手動で変更を行うか、又は制御装置により実施されるべき１つのアクションを機能的な運動として入力手段を介して設定することにより、機械制御装置からできる限り切り離して行われる。]
[0025] 動き（運動）又は位置決定の実行のような機能は、ティーチングする即ち手動で作用を及ぼすアクションが実行されることによりプログラミングされ、それらのアクションは、その実行の後、これらのアクションの承認により、対応するサイクルポジションにおいてプログラミングされる。位置確定又は機能確定は、機械におけるマニュアルキーを介したアクションの導入、従って機械機能により支援されたアクションの実行によるか、又は例えばマニュアル操作システムにおいて、オペレータの筋力を用いて点Ａから点Ｂへ実際に手動で移動することにより行われる。]
[0026] そしてそのような入力が可能であるかどうかの背景検査（バックグラウンドチェック）が行われ、そして、構成部品又はユニットの移動により行われたアクションが、プログラミングすべき作業手順内へ新しい構成部分として付加され、その結果、この好ましくは手動の過程が、実行サイクル内の固定（確定的な）の構成部分として受け入れられる。この手順検査は、例えば所望の動きをそもそも「許す」ことを可能とするために、アクションがそもそも実行される前に部分的に既に行われる。つまり、例えば操作システム又はロボットアームは、射出成形型がまだ閉じている場合、この射出成形型内へ進入してはならない。この場合、可能なポジションが受け入れられ、対応的な「残り(Rest)」のパラメータ化を有するシンボルがデータセット内へ、例えば事前定義された速度パラメータとして挿入される。このことは例えば軸における終端スイッチを介して行われる。基本的にアクションは、このアクションが、所望の箇所に挿入すべき機能又はアクションの論理的な検査により許されている場合にだけ許される。ここから出発し、次いで、対応する接続（続行）条件が、更なるステップの実行のための入力可能性又は移動可能性として、オペレータに対し、作業手順を完全なものとするために提供される。]
[0027] この過程は、任意の頻度で反復することができ、このことは、制御の知識が僅かである場合にも複雑な過程のプログラミングを可能とする。つまりこの箇所では、個々の運動のための直接的なプログラミング知識はもはや必要ではない。]
[0028] 実行可能性は、作業手順１８において確定された位置設定（位置確認）から出発し、作業手順の後続するステップ又は部分に関しても、作業手順の先行するステップ又は部分に関しても、提供される。基本的には、先ずは手順が大まかに作成され、介入（入力）ポジションが初期状態として定義され、そこから構成部品又はユニットが機械の実際状態へと移動され、その結果、更なる（以降の）実行可能性が機械制御装置ＭＳにより提案され、実行されたアクションが作業手順内へと組み込まれる。或いは、論理的なシーケンス内で射出成形機又はその周辺装置の様々な構成部品又はユニットの複数のアクションをプログラミングすることにより作業手順１８或いはサイクルが単独でもこの方式をもって作成され得る。後者の可能性は、純粋に物理的な理由からだけでも（１つの物体があるところには別の物体であるはずがない）実現すべきではないアクションは行われ得ないという長所を有する。１つの構成部品を何度も運ぶ(Verbringen)ことにより、及び／又は複数の構成部品を様々な箇所へと運ぶことによっても機械手順が生成され得る。この際には、ティーチング過程の達成された実際状態も、更なる（以降の）ティーチングのための初期状態としてマーク（記憶表示）され得る。]
[0029] 機械装備品又は機械周辺品の構成部品としては、基本的に、機械制御装置ＭＳにより駆動制御され得る全ての構成部品又はユニットが対象となる。このことは、周辺機器や操作機器、また射出成形機自体の構成部品やユニットや軸、更には例えば射出成形型の開閉のような様々な基礎手順機能手段、及び例えばコア（中子）の引き抜き具のような工具軸に至るまで拡張して考えることができる。]
[0030] また、アクションとして機械１４又はその周辺装置の設定（ないし調節）を「手動」で回す即ち行う、つまり例えば圧力やエジェクタ力や温度を変更すること、又はポジションを予め定めてからこれらのポジションを機械手順内へ監視ポジションとして受け入れることも想定可能である。通常、好ましい稼動パラメータは、行程（距離 Weg）と、時間を介して行程と関連する速度及び加速度である。機械への応答は、アクチュエータにおける状態変更／差を介して及び／又はセンサを介して行われる。この際、アクチュエータは、命令を機械的な動きへと変換する要素として定義されている。]
[0031] このことは例として図２及び図３に図示されている。図２に対し、図３では把持具２４を備えた下側のスライダ２６が、型閉鎖ユニットＦの型締付空間Ｃの方向に移動されている。このことは、距離測定器を介して又は駆動ユニットＡの位置設定を介して検知することのできる状態変更をもたらしている。] 図２ 図３
[0032] 確定は、機械１４に設けられている入力ユニット１０を介してディスプレイ（表示スクリーン）Ｂにおいて、又はティーチングユニット２０のような別個のユニットを介し、又はディスプレイＢ上に表示されるキーを介して行われ得る。]
[0033] 全制御内容は、コンピュータを介して実施可能な指示事項を有するデータ記憶媒体のような、コンピュータで読み取り可能な媒体上に記憶させることができ、このコンピュータには、本方法を実行するためのプログラムが記録されている。]
[0034] 自明のことであるが、本説明には極めて様々な修正形や変更形や適合形があるが、これらは添付の請求項に対する等価の範囲内で展開するものである。]
[0035] １０入力ユニット
１２データ処理ユニット
１４機械
１６表示画面
１８作業手順
２０ティーチングユニット
２１確定キー
２２キー
２４把持具
２６ 下側のスライダ
２８ 上側のスライダ
Ａ駆動ユニット
Ｂディスプレイ
Ｃ型締付空間
Ｆ型閉鎖ユニット
ＭＳ 機械制御装置]

权利要求:

請求項1
機械（１４）の対話型制御のための方法、特にプラスチック射出成形機の対話型制御のための方法であって、オペレータを導く形式で、機械の作業手順のために必要な稼動パラメータが、これらの稼動パラメータを記憶するデータ処理ユニット（１２）内へ入力され、引き続き、記憶された前記稼動パラメータに従って１つ又は複数の作業手順が実行されること、前記データ処理ユニット（１２）内には、前記機械の作業手順の基本規則に関するデータセットが設けられていて、このデータセットの使用のもと、結果として、前記オペレータに対し、機械装備品及び機械周辺品に基づいて存在する可能性であって前記作業手順の構成部分内へ互換性をもって挿入可能である前記作業手順の更なる挿入部分の可能性について、選ばれた選択肢が、表示画面（１６）上に視覚化されて提供されること、及び、前記挿入可能な挿入部分が、新しい構成部分として、前記機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れのために検査されて付加されること、を含む前記方法において、前記機械における現存の初期状態から出発し、アクションが実施され、このアクションの終わりでは前記機械が１つの実際状態にあること、及びこの実際状態、或いは前記初期状態とこの実際状態の間で生じた変更が、新しい構成要素として、前記機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れのためにティーチングユニット（２０）を介してティーチングされ、そして既に前記アクション中において、このアクションの実行可能性に関するこのアクションの論理的な検査が行われることを特徴とする方法。
請求項2
前記アクション及びこのアクションと関連する稼動パラメータの入力が、前記機械又はこの機械の少なくとも１つの周辺装置における少なくとも１つの構成部品又は少なくとも１つのユニットを（好ましくは機械制御装置のためにマークされている）前記初期状態から前記実際状態に対応するポジションへと動かすこと、及び、前記機械のプログラミングすべき作業手順内への受け入れのために前記ティーチングユニット（２０）を介した前記ポジションの確定により行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
請求項3
前記アクションが、マニュアル操作により、或いは入力ユニット（１０）又は前記ティーチングユニット（２０）を介しての機能的な運動により（好ましくは前記機械制御装置（ＭＳ）から切り離されたオペレータの介入により）行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
請求項4
前記確定されたポジションから出発して、前記作業手順の後続ステップ及び／又は先行ステップについて、実行可能性としての可能性が提供されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
請求項5
前記実行可能性が、前記実際状態から出発して検査され、提供されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
請求項6
前記稼動パラメータが、行程及び／又は時間であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
請求項7
前記稼動パラメータが、前記機械（１４）の複数の軸及び／又は複数のアクチュエータにおける変更に基づいて検知されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
請求項8
前記プログラミングすべき作業手順内への受け入れが、前記機械（１４）の基本規則及び方法プロセスの基本規則に関するデータセットを用いた前記作業手順の検査後、前記機械装備品及び前記機械周辺品に基づき、既存の部分手順(Teilablaeufe)を考慮して行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
請求項9
前記機能的に動かすこと及び前記入力ユニット（１０）又は前記ティーチングユニット（２０）を介した入力により前記アクションをティーチングする場合、このアクションが実行される前にこのアクションの実行可能性に関するこのアクションの論理的な検査が行われ、このアクションの非論理的な部分(unlogischer Anteil)は許可されないことを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の方法。
請求項10
前記論理的な検査により、前記アクションが部分的にだけ実行可能であることが得られる場合、部分的なティーチングが行われ、このアクションの残りの部分は中間記憶されるか及び／又はオペレータとのコンタクト後に拒否されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
請求項11
前記アクションが、１つの前記構成部品又はユニットを何度も（所定位置へ）もたらす(Verbringen)ことにより、及び／又は複数の前記構成部品又はユニットを様々なポジションへもたらすことにより行われることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
請求項12
前記手順が、前記機械の基本手順機能の少なくとも１つの部分手順であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
請求項13
本方法が、周期的に作動するプラスチック射出成形機において実行され、前記挿入部分がサイクルの部分であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
請求項14
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の、機械の対話型制御のための方法を実行するための、コンピュータを介して実行可能な命令を有する（データ記憶）媒体である、コンピュータで読み取り可能な媒体。