Numerische Steuersysteme

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am lnstitut fUr Steuerungstech nik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Uni versitat Stuttgart. Herrn Professor Dr. -lng. Stute, dem im August 1982 verstorbenen Leiter des lnstituts, und Herrn Professor Dr. -lng. A. Storr danke ieh fUr ihre Unterst- zung und Forderung. Herrn Professor Dr. -lng. M. Week gilt mein Dank fUr die sorg faltige Durehsieht der Arbeit. Auch mochte ich all den Mitarbeitern des lnstituts danken, die dureh kritisehe Hinweise und Diskussionen zu dieser Ar beit beigetragen haben. Dieser Dank gilt besonders den Herren Dipl. -lng. P. Klemm und Dipl. -lng. B. Walker. 5 Inhaltsverzeichnis Seite Vorwort 3 AbkUrzungen, Formelzeichen und Einheiten 8 Einleitung 10 2 Grundlagen des modularen Mehrprozessor-Steuer 14 systems 2. 1 Zusammenfassung von NC-Funktionen zu Funktions 14 blacken 2. 1. 1 Kriterien fUr die Bildung von Funktionsblacken 14 2. 1. 2 Beispielhafte Funktionsblacke 14 2. 2 Softwarehierarchie in einem Mehrprozessor 16 Steuersystem 2. 3 Hardwarerealisierung von Funktionsblacken 18 2. 3. 1 Aktive und passive Busteilnehmer 18 2. 3. 2 Handhabung von aktiven und passiven Busteil 19 nehmern 2. 4 Hardwarekonfiguration einer numerischen 19 Steuerung auf der Basis des Mehrprozessor Steuersystems 2. 5 Die verschiedenen Anwendungsstufen des Mehrpro 20 zessor-Steuersystems 3 Schnittstellen zwischen den Funktionsblacken 23 eines Mehrprozessor-Steuersystems 3. 1 Anforderungen an die Schnittstellen 23 3. 2 Hardwareschnittstellen 24 3. 3 Softwareschnittstellen 26 Realisierungsprinzip der Softwareschnittstellen 29 3. 3. 1 3. 3.

Inhaltsangabe1 Einleitung.- 2 Grundlagen des modularen Mehrprozessor-Steuersystems.- 2.1 Zusammenfassung von NC-Funktionen zu Funktionsblöcken.- 2.1.1 Kriterien für die Bildung von Funktionsblöcken.- 2.1.2 Beispielhafte Funktionsblöcke.- 2.2 Softwarehierarchie in einem Mehrprozessor-Steuersystem.- 2.3 Hardwarerealisierung von Funktionsblöcken.- 2.3.1 Aktive und passive Busteilnehmer.- 2.3.2 Handhabung von aktiven und passiven Busteilnehmern.- 2.4 Hardwarekonfiguration einer numerischen Steuerung auf der Basis des Mehrprozessor-Steuersystems.- 2.5 Die verschiedenen Anwendungsstufen des Mehrprozessor-Steuersystems.- 3 Schnittstellen zwischen den Funktionsblöcken eines Mehrprozessor-Steuersystems.- 3.1 Anforderungen an die Schnittstellen.- 3.2 Hardwareschnittstellen.- 3.3 Softwareschnittstellen.- 3.3.1 Realisierungsprinzip der Softwareschnittstellen.- 3.3.2 Einbettung der Schnittstellen in das Betriebssystem eines aktiven Teilnehmers.- 4 Schnittstellen für den Steuerfluß zwischen Funktionsblöcken.- 4.1 Das Steuerprinzip beim Mehrprozessor-Steuersystem.- 4.2 Zustände einer beauftragbaren Funktion.- 4.3 Steuerfunktionen für beauftragbare Funktionen.- 4.3.1 Steuerfunktionen zur Beauftragung.- 4.3.2 Steuerfunktionen zur Entgegennahme von Aufträgen.- 4.4 Strukturierung der Steuerdaten eines Funktionsblocks in Steuerblöcken.- 5 Schnittstellen für den Datenfluß zwischen Funktionsblöcken.- 5.1 Daten in numerischen Steuerungen.- 5.2 Kriterien für die Strukturierung von Daten.- 5.2.1 Allgemeine Kriterien für die Strukturierung von Daten in CNC.- 5.2.2 Kriterien für die Datenstrukturierung bei Mehrprozessor-Steuersystemen.- 5.3 Prinzipien und Voraussetzungen zur Vermeidung von Verklemmungen in einem Mehrprozessor-Steuersystem.- 5.4 Definition von Datenstrukturen.- 5.4.1 Datenstruktur für Bereitstellungsdaten: FELD.- 5.4.1.1 Zugriffsfunktionen für die Datenstruktur FELD.- 5.4.1.2 Diskussion verschiedener Lösungen für die Datenstruktur FELD.- 5.4.1.3 Festlegung der Datenstruktur FELD.- 5.4.2 Datenstruktur für Verbrauchsdaten: FIFO.- 5.4.2.1 Zugriffsfunktion für die Datenstruktur FIFO.- 5.4.2.2 Festlegung der Datenstruktur FIFO.- 5.4.3 Weitere Datenstrukturen.- 5.5 Bildungsfunktionen zur Erzeugung von Datenstrukturen.- 5.6 Konfiguration des Datenflusses.- 5.6.1 Darstellung der Daten in Datenstrukturen (ein Beispiel).- 5.6.2 Der Datenaustausch zwischen Funktionsblöcken.- 5.6.2.1 Die reale und die virtuelle Datenschnittstelle.- 5.6.2.2 Realisierung der virtuellen Datenschnittstelle durch das Datenstrukturverzeichnis.- 5.6.3 Darstellung des Gesamtdatenflusses in einem konfigurierten Mehrprozessor-Steuersystem.- 5.6.4 Zeitpunkt der Konfiguration des Datenflusses.- 5.7 Definition der Datenformate.- 5.8 Bewertung der Schnittstellen für den Datenfluß.- 6 Datenschnittstellen innerhalb eines Funktionsblocks.- 6.1 Interne Zugriffsfunktionen.- 6.2 Interne Bildungsfunktionen.- 6.3 Bewertung von standardisierten Datenschnittstellen innerhalb eines Funktionsblocks.- 7 Softwareschnittstellen eines Funktionsblocks zur Geometriedatenverarbeitung (GEO).- 7.1 Kenndaten des Funktionsblocks und beauftragbare Funktionen.- 7.2 Darstellung der Datenschnittstellen.- 7.3 Dimensionierungshinweise.- 7.4 Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten des Funktionsblocks.- 8 Zusammenfassung.- Schrifttum.

1 Einleitung.- 2 Grundlagen des modularen Mehrprozessor-Steuersystems.- 2.1 Zusammenfassung von NC-Funktionen zu Funktionsblöcken.- 2.2 Softwarehierarchie in einem Mehrprozessor-Steuersystem.- 2.3 Hardwarerealisierung von Funktionsblöcken.- 2.4 Hardwarekonfiguration einer numerischen Steuerung auf der Basis des Mehrprozessor-Steuersystems.- 2.5 Die verschiedenen Anwendungsstufen des Mehrprozessor-Steuersystems.- 3 Schnittstellen zwischen den Funktionsblöcken eines Mehrprozessor-Steuersystems.- 3.1 Anforderungen an die Schnittstellen.- 3.2 Hardwareschnittstellen.- 3.3 Softwareschnittstellen.- 4 Schnittstellen für den Steuerfluß zwischen Funktionsblöcken.- 4.1 Das Steuerprinzip beim Mehrprozessor-Steuersystem.- 4.2 Zustände einer beauftragbaren Funktion.- 4.3 Steuerfunktionen für beauftragbare Funktionen.- 4.4 Strukturierung der Steuerdaten eines Funktionsblocks in Steuerblöcken.- 5 Schnittstellen für den Datenfluß zwischen Funktionsblöcken.- 5.1 Daten in numerischen Steuerungen.- 5.2 Kriterien für die Strukturierung von Daten.- 5.3 Prinzipien und Voraussetzungen zur Vermeidung von Verklemmungen in einem Mehrprozessor-Steuersystem.- 5.4 Definition von Datenstrukturen.- 5.5 Bildungsfunktionen zur Erzeugung von Datenstrukturen.- 5.6 Konfiguration des Datenflusses.- 5.7 Definition der Datenformate.- 5.8 Bewertung der Schnittstellen für den Datenfluß.- 6 Datenschnittstellen innerhalb eines Funktionsblocks.- 6.1 Interne Zugriffsfunktionen.- 6.2 Interne Bildungsfunktionen.- 6.3 Bewertung von standardisierten Datenschnittstellen innerhalb eines Funktionsblocks.- 7 Softwareschnittstellen eines Funktionsblocks zur Geometriedatenverarbeitung (GEO).- 7.1 Kenndaten des Funktionsblocks und beauftragbare Funktionen.- 7.2 Darstellung der Datenschnittstellen.- 7.3Dimensionierungshinweise.- 7.4 Beurteilung der Einsatzmöglichkeiten des Funktionsblocks.- 8 Zusammenfassung.- Schrifttum.