專利名稱：圖形對話式銑床控制系統及操作方法
技術領域：
本發明涉及一種銑床控制器，特別是一種圖形對話式銑床控制系統，是一種能藉由人機界面而以圖形方式，提供操作者對工件加工的控制系統及操作方法。
一般而言，于現有的零組件加工技術中，使用電腦數控加工方式，對一些外型簡單的工件加工時，首先須熟悉一些基本加工指令或撰寫一長串的控制程序，因此造成大量時間上的浪費。此外，對于非專業的加工者，更無法藉由此類電腦數控加工機械進行簡單工件的加工。
例如，美國第4，4 7 7，7 5 4號專利，提供一互動式機器系統(I N TERATI VE MACHANI NG SYSTEM)，其主要是一個具有微處理器的數控銑床，該銑床雖然包括有可供操作者修改控制程序的控制裝置，但使用者仍必須熟悉該機器的程序語言，方能修改控制動作，因此仍會浪費許多時間以熟悉機器操作。另外，美國第5，453，933號專利提供一電腦數控器的控制系統(CNCN CONTROL SYSTEM)，其雖然具有配合物件導向的元件以提供物件導向方式的動作控制，以及具有使使用者能簡易修改控制系統動作的功能，但該案所提供的操作系統為即時(real-time)的UNI X作業系統(一種類似PC-DOs的作業系統)，該作業系統的程序語言仍須花費使用者額外的時間，才能掌握，具有一定難度。
本發明的主要目的在于提供一種能藉由智能式的人機操作畫面而以圖形顯示方式指導使用的銑床控制系統。其可一步一步地導引操作者，于輸入一些必要的加工參數后，控制系統即可立刻產生相對應的工件程序，以供操作者進行工件加工動作。
本發明的另一目的在于提供一種自動化程度高的銑床控制系統。其可自動轉成電腦數字化控制器(CNC)的標準界面工作程序碼，以減少許多非必要的前置時間。
本發明的再一目的在于提供一種用于圖形對話式銑床控制系統的操作方法。
為達成上述目的，本發明采取如下方案本發明的硬件部份是由雙電腦系統組成，其中一組電腦系統負責人機界面軟件的操作，為第一個電腦系統；另一組電腦系統用于工件程序解碼器、伺服運動定位控制、輸出入控制等軟件的執行，為第二個電腦系統。兩組電腦系統之間再經網絡界面的通信以相互傳輸必要信息。
本發明較佳實施例，第一電腦系統的硬件包括屏幕、操作面板、中央處理單元模組、硬盤機、軟盤機以及存儲器等，藉以進行與操作者之間數據信息的溝通，一方面除了顯示加工畫面及操作信息。另一方面還接受操作者的數據輸入及參數設定并進行相關的數據儲存第二電腦系統的硬件包括有中央處理單元模組、運動控制模組、輸出入控制模組以及存儲器，主要用于系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制等軟件的執行。另于兩組電腦之間再經過易通(EASY BUS)網絡界面卡的通信以相互傳輸必要的數據信息。
本發明的圖形對話式銑床控制系統，包括電腦系統，其特征在于，包括二個電腦系統，其中一電腦執行操作者與軟件的界面操作，另一組電腦系統用于工件程序解譯、伺服運動定位控制以及輸出入控制軟件的執行，兩組電腦系統之間再通過網絡界面的通信以相互傳輸必要的信息。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述第一電腦系統包括一個用以處理人機界面軟件以及儲存相關控制程序，其特征在于，所述第一電腦電腦包括一個用以處理人機界面軟件以及儲存相關控制程序及控制參數動作的電腦主機板；一個用于顯示信息的顯示器；一個用于輸入加工程序、加工參數及系統參數的電腦鍵盤；
一儲存有人機界面軟件、通信軟件、加工程序、加工參數及系統參數的硬盤；一系統總線；一網絡通信界面板，連接于系統總線，用以將數據傳送于另一電腦系統。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，還包括一軟盤驅動器，用以將系統程序、加工程序、加工參數及系統參數等，由軟盤拷貝至硬盤或由硬盤拷貝至軟盤。
所述的圖形對話式銑慶控制系統，其特征在于，所述電腦主機板包括一用以處理人機界面軟件及通信軟件的中央處理單元模組。
所述的圖形對話式銑床控制器系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括一用以儲存人機界面軟件的可擦除程序只讀存儲器。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括用于儲存控制程序及控制參數的一隨機存儲器。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述網路通信界面板包括有用以傳輸加工座標、加工程序信息的一易通網絡界面卡。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，第二電腦系統包括一用以接收第一電腦系統所傳送數據的網絡通信界面板；一個連接于網絡通信界面板的數據總線；一個電腦主機板，用以處理系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制軟件的執行；一用以作相關參數及圖形對話軟件的輸出輸入控制的輸出輸入控制板；一用以控制加工動作的運動控制板所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述網絡通信界面板還包括一用以接收第一電腦系統所傳送的加工座標、加工程序等相關信息的易通網絡界面卡。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板包括有一中央處理單元模組，用于系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制等軟件的執行。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括有一可擦除程序只讀存儲，用以儲存系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制的系統軟件。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括有一用以儲存控制程序及控制參數的隨機存儲器。
所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述系統總線為一電腦周邊裝備內部連接總線。
一種適用于權利要求1-13的圖形對話式銑床控制系統的操作方法，其特征在于，包括以下各步驟a．將操作模式切換至相關程序編輯模式，并開啟一所欲儲存加工程序的檔案，并顯示圖形對話式主功能表圖式；b．在圖形對話式功能選擇畫面上，利用上下左右方向鍵選擇所欲加工的圖形對話式功能項目，并針對第一加工圖形輸入加工數據，以完成單一加工程序；c．重復步驟b，選擇加工的圖形并輸入更多所需要的加工數據；d．利用前述輸人的數據以完成所需的工件程序，以進行加工動作e．于兩單一區段之間如需使用不同加工刀具時，需以手動方式換完刀具后，再繼續執行加工動作；f．依序顯示該區段工件程序、實際加工路徑及座標值信息。
所述的操作方法，其特征在于，所述步驟b的加工數據包括有加工主座標、加工進給速率、加工尺寸、每次加工進給量。
本發明具有如下效果本發明優于前述的兩個美國習用技術，不僅在于能提供使用者簡易的操作方式，且由于本發明采用雙電腦方式以控制銑床加工動作，其優點為人機界面操作軟件及伺服運動定位控制軟件分屬兩個不同的電腦系統，因此除了可加快整個系統運作速度外，人機界面軟件的設計亦可很容易地隨著當時電腦的作業環境(如DOS、WI NDOW…)的變化及使用者的需求而隨時被更新，且完全不需要改動另一部電腦系統的伺服運動定位控制等軟件。
附圖簡要說明
圖1為本發明實施例的電路方框圖；圖2本發明實施例中的電腦顯示器顯示圖形對話式的主功能表示意圖；圖3本發明實施例中的電腦顯示器顯示關于模式定位的圖形對話示意圖；圖4本發明實施例中電腦顯示器顯示關于鉆孔／搪孔的圖形對話示意圖；圖5本發明實施例中電腦顯示器顯示關于主程序編輯的圖形對話示意圖。
圖6本發明的圖形對話功能的動作分類表。
本發明的雙電腦圖形對話式銑床控制系統主要是藉由人機界面而以圖形方式，逐步地導引操作者輸入一些必要的加工參數，例如工件座標、尺寸、加工速度、每次加工深度…等參數，系統將操作者所輸入的加工參數數據藉由系統共用參數傳輸給內部類似高階語言的巨集指令以執行操作者所俗進行的固定循環加工動作。
關于本發明的硬件部份由雙電腦系統組合而成，如圖1所示，其為本發明的一實施例的電路方框圖，其包括有第一電腦系統10以及第二電腦系統50，第一電腦系統1 0主要負責與操作者進行導引數據信息的溝通工作，一方面除了顯示加工畫面及操作信息，另一方面則接受操作者的數據輸入以及參數的設定，并進行相關數據的儲存，即是作為操作者與軟件的界面。第一電腦系統10包括一電腦主機板11，用以處理人機界面軟件以及儲存相關控制程序及控制參數。其連接有一電腦顯示器12、一電腦鍵盤13、一硬盤機14以及可連接有一軟磁盤機15。電腦顯示器12用于顯示實際加工路徑、加工座標、加工程序、加工參數、系統參數及操作信息等。電腦鍵盤13用于輸入加工程序、加工參數及系統參數等。硬磁盤機14用于儲存人機界面軟件、通信軟件、加工程序、另工參數及系統參數等、軟磁盤機1 5用以將系統程序、加工程序、加工參數及系統參數等，由軟盤拷貝至硬盤，或由硬盤拷貝至軟盤。
電腦主機板11包括有一中央處理單元模組(CPU) (圖中未顯示)、可擦除程序只讀存儲器(EPROM)以及隨機存儲器(RAM)等組合而成，其中中央處理單元模組可使用80×86系列的產品，或目前市面上所通用的個人電腦主機板所適用的中央處理單元，用于處理人機界面軟件及通信軟件。隨機存儲器(RAM)用于存儲控制程序及控制參數。可擦除程序只讀存儲器用以儲存人機界面軟件。此外，電腦主機板11所欲傳送的連接于一電腦工業標準系統總線(ISA)17或可為一電腦周圍裝備內部連接(PCI)數據總線，藉以傳送所欲加工的數據，連接有一網絡通信界面板16，能將數據傳送于第二電腦系統50。網絡通信界面板16包括有一易通(EASY BUS)網絡界面卡，用于與第二電腦系統50傳輸相關信息，例如加工座標、加工程序等。
第二電腦系統50主要用于銑床系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制軟件的執行，其是作為與銑床間的界面。第二電腦系統50主要包括有一網絡通信界面板51，用以接收第一電腦系統所傳送的數據，網絡通信界面板51主要包括有一易通(EASY BUS)網路界面卡，用以與第一電腦系統10傳輸相關信息，如加工座標、加工程序等。其與電腦工業標準系統總線57相連接，用以傳送所欲加工的數據。
電腦工業標準系統總線57同時連接有一電腦主機板54、一運動控制板53及一輸出輸入控制板52。電腦主機板54，用以處理系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制等軟件的執行，并且儲存相關控制軟件及相關系統軟件等。其包括有一中央處理單元模組(CPU) (圖式中未顯示)、可擦除程序只讀存儲器(EPROM)以及隨機存取存儲器(RAM)等組合而成。其中中央處理單元模組可使用80×86系列產品，或目前市面上所通用的電腦主機板適用的中央處理單元，即用于系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制等軟件的執行。可擦除程序只讀存儲器用以儲存系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制等的系統軟件。隨機存取存儲器則用以存儲控制程序及控制參數之用。
另一方面，輸出輸入控制板52用于控制作為相關參數及圖形對話軟件的輸出輸入控制動作，其連接有一操作面板55，用以輸入加工程序、加工參數及系統參數等。另外，運動控制面板53用以控制相關的加工動作，其連接有一伺服系統56用以執行加工動作。此外，兩組電腦系統之間通過易通(EASY BUS)網絡界面卡的通信，傳輸必要的數據信息。
本發明的銑床圖形對話式功能，共計有模式定位A、面銑加工B、側面加工C、挖槽加工D以及線性加工E等主要加工模式，如圖6示， 其為本發明的圖形對話功能的動作分類表。其中模式定位A另包括有直線A1、圖形A2、圓弧A3、格子A4以及任意A5等五種定位方式，此五種定位方式又可分為鉆孔與搪孔加工，鉆孔又分為啄式鉆孔一與啄式鉆孔二，另外搪孔分為搪孔一及搪孔二等等。
關于面銑加工B的選項中另包括有X軸往復B1、Y軸往復B2、X軸單向B3及Y軸單向B4等面銑動作，而側面加工C的選項另包括有圓形C1、矩形C2以及跑道形C3等不同加工，又各分為外側粗加工、外側精加工、內側粗加工以及內側精加工等。挖槽加工D分為圓形D1、矩形圓角D2、矩形導角D3以及跑道形D4等加工方式，它們再分為粗加工及精加工等不同程序的加工模式。線性加工模式可分為直線加工E1、圓弧加工E2、直線面銑E3以及圓弧面銑E4等不同動作。藉由所述加工動作進一步的分項而形成本發明的各種銑床動作。
為一更進一步說明本發明所述圖形對話功能的操作模式，配合圖2至圖5加以說明，即本發明的圖形對話方式銑床控制系統以圖形對話方式，于一工件上執行加工操作的方法包括以下步驟a．將操作模式切換至編輯工件程序的編輯模式，并開啟一所欲儲存加工程序的檔案，等電腦顯示器12將顯示如圖2所示的圖形，圖2為本發明實施例中電腦顯示器顯示圖形對話式主功能表的圖式，當要選擇某一加工功能時，只需按下屏幕下方與之相對應的功能鍵即可呼叫出該加工功能的進一步分項畫面；
b．于圖形對話式功能選擇畫面上，利用“上下左右方向鍵”選擇所欲加工的圖形對話式功能項目之后，針對每一加工圖形輸入正確的加工數據，如加工座標、加工進給速率、另工尺寸、每次加工進給量等，以完成單一加工程序；c．重復步驟b，選擇加工圖形并輸入更多所需要的加工數據；d．利用前述輸入的數據以完成所需工件程序，以進行加工動作；e．于兩單一區段之間如需使用不同的加工刀具時，則需等待操作者以手動方式更換刀具后，再按相關起動按鈕(圖式中未標示)以繼續執行加工動作；f．依序顯示區段工件程序、實際加工路徑及座標值等信息。
上述步驟b及c的加工工序如圖3、圖4以及圖5所示，其中圖3為本發明實施例中電腦顯示器顯示關于模式定位加工的進一步分項圖形對話圖式，即分為直線A1、圖形A2、圓弧A3、格子A4以及任意A5等五種定位方式，操作者可依自己所需而選擇其中一種定位方式，當要選擇某一加工功能時，只需按下屏幕下方與之相對應的功能鍵即要呼叫出該加工功能的進一步畫面。
然后，進入圖4所示程序，圖4為本發明實施例中電腦顯示器顯示關于鉆孔/搪孔的圖形對話圖式，此圖式為提供使用者更進一步選擇所欲加工的正確數據，例如鉆孔1用以供使用者決定鉆孔的進給量，鉆孔2則提供使用者決定鉆孔的進給速率，搪孔1用以供使用者決定搪孔的進給量，搪孔2則提供使用者決定搪孔的進給速率。圖形對話中畫面左側的參數Z，R…P代表所加工的相關數值，如進給量或速率等等。此外，圖形下方設有一顯示欄位作為信息與提示甩藉以提示使用者下一步驟及相關信息的顯示。
如圖5所示，其為本發明實施例中電腦顯示器顯示關于主程序編輯的圖形對話圖式，其主要代表完成一完整工件的加工程序，圖式中的右側代表五種主要加工模式，左側則代表經過每一種加工模式處理后所產生的動作記錄。例如，于執行“模式定位”動作于選擇任意動作則于顯示器屏幕中的左側顯示“任意”標示；若于執行“線性加工”動作后，則在顯示器屏幕中的左側顯示“圓弧面銑”的標示。當完成一完整工件加工后即可于顯示器的屏幕左側顯示出完整的工件加工信息，操作者即可由屏幕的標示而得知該加工物件的相關加工數據，如此而完成一完整的加工動作程序。
另一方面，本發明可就前已串接完成的一完整工件的加工程序，使其隨新加工件的加工需求，而于編輯模式中調整或修改原有加工程序的前后加工順序，即可符合新加工件的加工需求，達到操作簡易的目的。
綜上所述，本發明的圖形對話式銑床控制系統為一種程序加工碼工件程序的自動產生器，其目的主要是讓不熟悉程序加工碼功能或沒有相關電腦系統使用經驗的操作者，能經由人機界面以圖形方式，供使用者于輸人一些必要的加工參數后，系統即可立刻產生相對的工作程序，操作者能立即進行工件加工。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，不能以此限定本發明所保護的范圍。
權利要求
1.一種圖形對話式銑床控制系統，包括電腦系統，其特征在于，包括二個電腦系統，其中一電腦執行操作者與軟件的界面操作，另一組電腦系統用于工件程序解譯、伺服運動定位控制以及輸出入控制軟件的執行，兩組電腦系統之間再通過網絡界面的通信以相互傳輸必要的信息。
2.根據權利要求1的所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述第一電腦系統包括一個用以處理人機界面軟件以及儲存相關控制程序，其特征在于，所述第一電腦電腦包括一個用以處理人機界面軟件以及儲存相關控制程序及控制參數動作的電腦主機板；一個用于顯示信息的顯示器；一個用于輸人加工程序、加工參數及系統參數的電腦鍵盤；一儲存有人機界面軟件、通信軟件、加工程序、加工參數及系統參數的硬盤；一系統總線；一網絡通信界面板，連接于系統總線，用以將數據傳送于另一電腦系統。
3.根據權利要求2所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，還包括一軟盤驅動器，用以將系統程序、加工程序、加工參數及系統參數等，由軟盤拷貝至硬盤或由硬盤拷貝至軟盤。
4.根據權利要求2所述的圖形對話式銑慶控制系統，其特征在于，所述電腦主機板包括一用以處理人機界面軟件及通信軟件的中央處理單元模組。
5.根據權利要求2所述的圖形對話式銑床控制器系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括一用以儲存人機界面軟件的可擦除程序只讀存儲器。
6.根據權利要求2所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括用于儲存控制程序及控制參數的一隨機存儲器。
7.根據權利要求2所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述網路通信界面板包括有用以傳輸加工座標、加工程序信息的一易通網絡界面卡。
8.根據權利要求1所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，第二電腦系統包括一用以接收第一電腦系統所傳送數據的網絡通信界面板；一個連接于網絡通信界面板的數據總線；一個電腦主機板，用以處理系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制以及可編程邏輯控制軟件的執行；一用以作相關參數及圖形對話軟件的輸出輸入控制的輸出輸入控制板；一用以控制加工動作的運動控制板。
9.根據權利要求8所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述網絡通信界面板還包括一用以接收第一電腦系統所傳送的加工座標，加工程序等相關信息的易通網絡界面卡。
10.根據權利要求8所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板包括有一中央處理單元模組，用于系統操作控制、工件程序解譯，運動定位控制，輸出入控制以及可編程邏輯控制等軟件的執行。
11.根據權利要求8所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括有一可擦除程序只讀存儲，用以儲存系統操作控制、工件程序解譯、運動定位控制、輸出入控制的系統軟件。
12.根據權利要求8所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述電腦主機板還包括有一用以儲存控制程序及控制參數的隨機存儲器。
13.根據權利要求8所述的圖形對話式銑床控制系統，其特征在于，所述系統總線為一電腦周邊裝備內部連接總線。
14.一種適用于權利要求1-13的圖形對話式銑床控制系統的操作方法，其特征在于，包括以下各步驟a．將操作模式切換至相關程序編輯模式，并開啟一所欲儲存加工程序的檔案，并顯示圖形對話式主功能表圖式；b．在圖形對話式功能選擇畫面上，利用上下左右方向鍵選擇所欲加工的圖形對話式功能項目，并針對第一加工圖形輸入加工數據，以完成單一加工程序；c．重復步驟b，選擇加工的圖形并輸入更多所需要的加工數據d．利用前述輸入的數據以完成所需的工件程序，以進行加工動作；e．于兩單一區段之間如需使用不同加工刀具時，需以手動方式換完刀具后，再繼續執行加工動作；f．依序顯示該區段工件程序、實際加工路徑及座標值信息。
15.根據權利要求14所述的操作方法，其特征在于，所述步驟b的加工數據包括有加工主座標、加工進給速率、加工尺寸、每次加工進給量。
全文摘要
一種圖形對話式銑床控制系統及操作方法,包括有二個電腦系統,一電腦系統用于人機界面軟件的操作執行,另一組電腦系統用于工件程序解譯器、運動定位控制及輸出入控制軟件的執行,藉由人機界面而以加工圖形方式,供使用者于輸入必要的加工參數,系統即可產生相應的加工程序。本發明的操作方法:a.將操作模式切換至相關程序編輯模式,顯示圖形對話式主功能表;b.利用方向鍵選擇功能項目,輸入加工數據;c.重復步驟b;d.進行加工動作。
文檔編號G06F17/00GK1229707SQ98100780
公開日1999年9月29日 申請日期1998年3月23日 優先權日1998年3月23日
發明者邱志豪, 黃美珠, 張昭琳, 呂宗訓 申請人:財團法人工業技術研究院