專利名稱：用于簡化機器操作的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制制模機器的設(shè)備和方法，更具體地說涉及一種機器控制器的控制面板形式的人機接口，它控制和監(jiān)視制模系統(tǒng)(例如金屬或塑料的注模機器)的操作和處理以及相關(guān)設(shè)備(如機器人或其它的產(chǎn)品處理設(shè)備)。本發(fā)明也涉及為操作員提供手段來簡化和優(yōu)化機器手動功能操作的人機接口。
背景技術(shù)：
一個機器的人機接口包括一個顯示器，一個可選的指示設(shè)備，和一些按鈕，它提供數(shù)據(jù)錄入，屏幕選擇，機器操作選擇和手動操作觸發(fā)的功能。在制模系統(tǒng)中，每個獨立的機器手動操作分配一個各自的專用按鈕。注模處理越復(fù)雜，要求機器控制器提供的操作和功能就越多。對處理具有多空腔或復(fù)雜部件模型的處理，要求在基本機器功能的基礎(chǔ)上增加制模功能多噴射器和吹氣功能來移除部件，以及增加多核心致動器來形成復(fù)雜的部件。這給操作員在手動操作時找到并按下正確的按鈕帶來很大的負擔(dān)。例如，參照圖3和圖4。此外，需要幾個功能同時操作的手動操作將變得更難。隨著按鈕數(shù)量的增加，也具有控制面板的功能的人機接口將不得不增加體積。對于需要提供制模功能的小體積機器，它們的控制面板的體積可增加至使操作者的操縱區(qū)域大大減小的程度。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上面詳細闡述的問題，本發(fā)明的目的在于提供用于控制制模機器的設(shè)備和方法，以及提供一種緊湊的人機接口以易于操作員操縱。
更具體地說，本發(fā)明的目的在于為所有產(chǎn)品提供一種通用的人機接口，其具有相同外觀，并企圖減少產(chǎn)品使用者的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。
本發(fā)明的另一個目的在于為了快速操作通過將各功能劃分成功能組來簡化手動機器功能的操作。
本發(fā)明的再一個目的在于提供定制手動機器功能操作的方法。定制范圍包括但不限于1、從所安裝的功能組選擇用戶優(yōu)選的功能組；2、給單個按鈕分配幾個可同時觸發(fā)的功能；3、在手動模式中為自動執(zhí)行一系列手動功能，從所安裝功能組中建立一系列操作。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種用于存儲和恢復(fù)每個操作者的定制的方法。
本發(fā)明的再一個目的在于當(dāng)一些手動機器操作不使用時，最大限度地使用用來實時地顯示機器過程變量的顯示器資產(chǎn)。
本發(fā)明的人機接口最好包括一控制面板，該控制面板包括a)一個平面面板顯示屏幕；b)一個指示設(shè)備；c)多個覆蓋有圖標(biāo)或無圖標(biāo)的按鈕；d)包含上述的和相關(guān)電子元件的機殼；e)唯一地識別每個用戶優(yōu)選配置的裝置；f)連接到遠程控制器的裝置，用于數(shù)字信息和視頻信號通信；g)用于接收外部電源以驅(qū)動面板上的電子元件和顯示器的連接；h)運行在遠程控制器上以提供人機接口的所有操作功能的軟件。


圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的硬件結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的人機接口的前面板圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中具有60個專用手動控制鍵的人機接口的前面板圖；
圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有60個專用手動控制鍵的人機接口的放大的前面板圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的人機接口的前視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的人機接口的某一角度的圖；圖7是為描述所述技術(shù)的優(yōu)選實施例的圖標(biāo)的選擇列表；圖8是組選擇圖標(biāo)被選擇后出現(xiàn)的，顯示含有功能組圖標(biāo)的工具條的外觀的屏幕的視圖；圖9是用戶配置圖標(biāo)被選擇后，顯示功能圖標(biāo)外觀的屏幕的視圖；圖10是工具條的配置圖標(biāo)被選擇后，顯示工具條和用戶配置外觀的屏幕的視圖；另外，待配置的選擇區(qū)域高亮顯示；圖11是附加功能被選擇后，顯示工具條外觀的屏幕的視圖；圖12是待交換的功能被選擇后，顯示工具條外觀的屏幕的視圖；圖13是交換完成后，顯示工具條外觀的屏幕的視圖；圖14是通過按下回收圖標(biāo)消除一個功能后，顯示工具條外觀的屏幕的視圖；圖15是按下退出圖標(biāo)后有修改時，顯示用戶配置屏幕上對話框外觀的視圖；圖16是操作員確認對話框后，顯示正常操作的屏幕的視圖；圖17是當(dāng)過程變量組被選擇時，顯示示出過程變量的實時值的工具條的外觀屏幕的視圖；圖18是用戶配置屏幕上信息圖標(biāo)被選擇時，顯示工具條功能描述的屏幕的視圖；圖19是幫助圖標(biāo)被選擇時，在用戶配置屏幕上顯示在線幫助信息的屏幕的視圖。
具體實施例方式
1、引言本發(fā)明的優(yōu)點將相對于下列塑料注模系統(tǒng)或機器說明，例如，待審美國申請第09/166738號，申請日為1998年10月5日所描述的系統(tǒng)，該文獻引入本文作為參考。然而，本發(fā)明并不局限于此實施例，而是可用于處于隨后的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的任何制模技術(shù)。
2、結(jié)構(gòu)根據(jù)本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)既提供注模系統(tǒng)的實時控制又提供與操作員控制的實時接口。該結(jié)構(gòu)也包括對注模系統(tǒng)操作和監(jiān)控所需的人機接口(HMI)，以及與工廠和公司總部交換信息的接口。結(jié)合軟、硬件將通常目的的計算機轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)控制器，該控制器不僅控制機器功能和操作員控制，而且也具有一個開放的結(jié)構(gòu)，以便容易結(jié)合任何輔助的設(shè)備及與外部系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的信息交換。另外，通過附加的硬件和軟件，通常目的的計算機被擴展以提供注模系統(tǒng)的決定性的實時控制來獲得高性能和智能的制造單元。
圖1A是一個示意方框圖，它示出根據(jù)本發(fā)明的注模系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的總體特征。在圖1A中，一個注模系統(tǒng)或機器10利用數(shù)字設(shè)備12，14，16，和18，以及模擬設(shè)備20和22以眾所周知的方法進行注模處理。每個數(shù)字設(shè)備和模擬設(shè)備最好包括用在設(shè)備的閉環(huán)控制中的驅(qū)動器控制輸入和提供反饋信號的輸出。數(shù)字設(shè)備12，14，和模擬設(shè)備20，22最好從現(xiàn)場總線24接收控制信號，并輸出反饋信號給該現(xiàn)場總線24(下面將說明)；然而數(shù)字設(shè)備16和18從數(shù)據(jù)總線36接收控制信號，和輸出反饋信號給該數(shù)據(jù)總線26(下面將說明)。當(dāng)然，取決于特定的待控制的注模系統(tǒng)，現(xiàn)場總線24或數(shù)據(jù)總線26可攜帶所有必需的控制和反饋信號來控制注模過程。
人機接口(或控制面板或控制站)30被操作員用來輸入控制數(shù)據(jù)以觀察處理的反饋信息。HMI 30具有由操作員用來輸入數(shù)據(jù)的一個鍵盤32和一個指示設(shè)備(如鼠標(biāo))34。一個系統(tǒng)功能鍵板(其可能包括LED顯示)設(shè)備36也可被操作員用來輸入特殊的機器指令，這取決于被控制的系統(tǒng)。一個顯示器38給操作員提供至少一個觀察設(shè)備用來基于反饋信號觀察一個顯示器，并提供一個用于手工輸入數(shù)據(jù)的接口。一個可移動的存儲設(shè)備驅(qū)動器40(如軟盤驅(qū)動器)也可能安裝在控制面板30上以使操作員輸入編程的控制信息，新的控制程序，或者將反饋數(shù)據(jù)下載到可移動的存儲設(shè)備?？刂泼姘?0也包括一個多路轉(zhuǎn)換器42(下面將說明)，它HMI 30與通常目的計算機44之間多路傳輸各種控制和反饋數(shù)據(jù)。
用于通常目的的計算機44最好是流行的具有一個CPU 46，一個ROM 48和一個RAM 50的個人計算機。優(yōu)選地，計算機44包括一個控制面板接口52，它通過一條雙向的傳輸速率大于每秒1千兆比特的串行總線連接54(下面將說明)耦接到HMI 30的多路轉(zhuǎn)換器42。接口52最好為貝克霍夫工業(yè)電子(Beckhoff Industrial Electronics)的CP-Link PC多路轉(zhuǎn)換器。雖然沒有示出，但通常目的的計算機44可能配備這樣的輔助設(shè)備，如一個顯示器CRT，一個鍵盤，一個磁盤驅(qū)動器，一個CD-ROM驅(qū)動器，一個鼠標(biāo)，一個觸摸屏，一個發(fā)光筆，等等。
計算機44也有一個通過連接58耦接到數(shù)據(jù)總線26的數(shù)據(jù)接口56。類似地，該計算機44也有一個通過連接62耦接到現(xiàn)場總線24的接口60。
計算機44還包括一個局域網(wǎng)接口64，它可能被耦接到在工廠內(nèi)部使用的局域網(wǎng)(例如，以太網(wǎng)，未示出)。而且，計算機44可能包括一個調(diào)制解調(diào)器或其它的外部接口66，其將被用來將計算機44連接到國際互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)。
利用上述結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)能夠?qū)ψ⒛ＴO(shè)備12-22進行真正實時的閉環(huán)控制，而不需要現(xiàn)有技術(shù)所要求的PLC或ASP。另外，操作員能夠通過計算機44從HMI 30控制注模過程。該計算機44具有足夠的處理速度和能力來多任務(wù)地既執(zhí)行注模功能又執(zhí)行HMI功能。例如，在后臺為低優(yōu)先級的HMI功能執(zhí)行指令的同時，計算機44可在前臺為高優(yōu)先級的閉環(huán)控制注模設(shè)備執(zhí)行各指令。這樣，計算機44將交錯執(zhí)行機器控制功能和HMI功能。
如上所注意到的，根據(jù)本發(fā)明的通常目的單獨的計算機包括一個類似于標(biāo)準(zhǔn)的、通常目的的商用或工業(yè)用個人計算機的硬件結(jié)構(gòu)，并最好地在通用的操作系統(tǒng)，如Windows NT(Tm)下操作。優(yōu)選地，計算機44是貝克霍夫工業(yè)電子(Beckhoff Industrial Electronics)的型號為C6150的工業(yè)用PC。該PC的特征為帶有2.0GB(或更高)硬盤的奔騰II微處理器，和64K內(nèi)存。該計算機也可配有一個CD-ROM驅(qū)動器，一個1.44K和/或120MB的磁盤驅(qū)動器，4個串口，一個打印接口，和幾個(如7個)為附加卡用的插槽。局域網(wǎng)和/或國際網(wǎng)/企業(yè)網(wǎng)接口連接最好安裝在外部插槽。計算機能夠同時多任務(wù)地處理至少三種功能，即，注模系統(tǒng)控制，HMI控制，和用作工廠范圍的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。
為了通過信號總線24接收模擬反饋信號和提供模擬控制信號，計算機44執(zhí)行A/D和D/A功能。這樣，計算機44在數(shù)字領(lǐng)域中執(zhí)行所有的控制程序，HMI程序和網(wǎng)絡(luò)程序。通過在數(shù)字領(lǐng)域中操作，計算機44提供比傳統(tǒng)上由模擬電路提供的更優(yōu)的性能和更精確的解決方案。計算機44的高計算能力和大容量的工作內(nèi)存，以及軟件的實時擴展內(nèi)核(下面將說明)為機器控制，HMI功能，和網(wǎng)絡(luò)功能提供實時性能。因為實時擴展內(nèi)核以微秒級分辨率工作，故計算機44可作為多任務(wù)調(diào)度部件執(zhí)行所有的計算功能。即，計算機44利用多任務(wù)進程可同時控制所有的注模設(shè)備。另外，這種機器控制功能同HMI功能和/或網(wǎng)絡(luò)功能一起可以被多任務(wù)執(zhí)行。該系統(tǒng)能夠以微秒數(shù)量級來完成注模設(shè)備控制循環(huán)更新，它使得利用模擬閉環(huán)控制器實時控制注模設(shè)備成為不必要。
這樣，利用多個預(yù)先設(shè)定的設(shè)備控制程序(例如，樹脂注入，夾緊模型操作，等等)，計算機44能夠控制各注模設(shè)備，以及利用多個預(yù)先設(shè)定的HMI程序也能控制HMI 30(例如，顯示器，鍵盤，鼠標(biāo)，鍵板，等等)。計算機44也利用多個預(yù)先設(shè)定的程序，如網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，字處理程序，電子制表程序，等等，通過局域網(wǎng)(和/或國際網(wǎng))與其它計算設(shè)備連網(wǎng)。計算機44不僅能夠運行多個這樣的控制和網(wǎng)絡(luò)程序，它還能以預(yù)定的優(yōu)先級通過多任務(wù)處理來實時運行，例如，關(guān)鍵的注模設(shè)備為第一優(yōu)先級，反饋和狀態(tài)設(shè)備為第二優(yōu)先級，HMI設(shè)備為第三優(yōu)先級，網(wǎng)絡(luò)通信為最低優(yōu)先級。此外，計算機44的開放結(jié)構(gòu)允許對這些預(yù)定的控制和網(wǎng)絡(luò)程序按要求進行修改，升級，安裝，或改變。
計算機44不僅避免了對ASP的需要，它也替換了現(xiàn)有技術(shù)中使用的PLC。計算機44易于安裝新的應(yīng)用軟件的能力提供了一種將輸入/輸出圖象化為能顯示給操作員的過程圖象的方法。計算機44具有輸入和輸出的能力，也能夠依照國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如IEC 1131-1，將實時內(nèi)核擴展到它的通用操作系統(tǒng)和編程軟件。這樣，計算機44替換了經(jīng)常使用的PLC或各種注模系統(tǒng)設(shè)備的操作順序用于控制以執(zhí)行所需的注模功能的專有控制器。除了用做控制機器功能的主機外，計算機44也用做集中機器設(shè)備和機器狀態(tài)的所有操作信息的信息存檔，該存檔然后傳輸給工廠的高級系統(tǒng)。
利用HMI(或控制面板或控制站)30輸入控制信息來控制注模設(shè)備12-22，及接收這些設(shè)備的反饋信號用于顯示、存儲或傳輸。HMI 30包括的標(biāo)準(zhǔn)控制設(shè)備諸如有鍵盤32，指示設(shè)備(鼠標(biāo))34，鍵板36，可移動的存儲設(shè)備40，顯示器38，和多路轉(zhuǎn)換器42。優(yōu)選地，HMI 30為貝克霍夫(Beckhoff)CP700系列控制面板，其含有帶LED顯示的特殊PLC鍵，一個觸模屏，一個15英寸的TFT顯示器，一個PC鍵盤，一個 英寸磁盤驅(qū)動器，和一個CP-Link接口。
在本發(fā)明中，由于將操作員接口和機器控制功能集成到單獨的通常目的計算機，這消除了現(xiàn)有技術(shù)中通常由HMI，PLC，ASP之間的通信連接造成的處理瓶頸，從而使HMI 30與計算機44之間的通信效率大大提高。
如圖1B所示，HMI 30與計算機44通過一條傳輸速率大于每秒1千兆比特的串行總線連接54相互連接。HMI 30與計算機44之間高速雙向的多路總線的應(yīng)用允許操作員控制與計算機44的顯示器件之間在物理上分開。在優(yōu)選實施例中，連接54有50米長，盡管更短，如10米，或許更合適。通過將HMI 30與計算機44分開存放，所有精密的計算機設(shè)備，如硬盤驅(qū)動器、調(diào)制解調(diào)器和CPU等等，都能被保護免受諸如熱、振動和通常在注模環(huán)境中產(chǎn)生的沖擊等損壞。這種高速連接使HMI 30能夠安裝在機器10的附近一個易于操作的最優(yōu)地點，同時保證與計算機44的充分隔離。由于這個原因，位于HMI中顯示數(shù)據(jù)，允許數(shù)據(jù)輸入，以及便于通過鍵盤32，指示設(shè)備34和功能鍵板36執(zhí)行手動命令功能所要求的電子器件應(yīng)當(dāng)最小化。
在圖1B中，HMI中的顯示器最好為TFT顯示器382，盡管顯示器也可能為LED，LCD，CRT，或其它相當(dāng)?shù)娘@示設(shè)備。HMI 30也包括一個或多個指示設(shè)備342，它可能包括一個鼠標(biāo)，發(fā)光筆，一個觸摸屏設(shè)備，等等。鍵盤32最好為一個標(biāo)準(zhǔn)的PC鍵盤，盡管可使用具有特殊功能的特殊鍵盤。機器功能鍵和LED顯示器36通常在已知注模系統(tǒng)中能找到?？梢苿拥拇鎯υO(shè)備40被用來輸入控制程序或設(shè)置點信息，或存儲反饋信息。上述輸入和輸出設(shè)備被連接到HMI多路轉(zhuǎn)換器42，該多路轉(zhuǎn)換器將信息分成多路以便通過傳輸速率大于每秒1千兆比特的串行總線連接54進行傳輸。多路轉(zhuǎn)換器42也控制一個5伏的電源(未顯示)。最后，HMI 30可能包括一個用來在緊急情況下停止注模設(shè)備的緊急停止按鈕或設(shè)備80。該緊急停止按鈕80被連接到安全電路82，隨后，它通過一個接口(未顯示)被連接到計算機44。
連接54提供了HMI 30與計算機44之間的雙向通信，這大大地簡化了結(jié)構(gòu)并提高了系統(tǒng)的可靠性。雙向連接54將HMI 30連接到計算機44以進行視頻控制和數(shù)據(jù)輸入。這樣，計算機44代替HMI 30處理大量的HMI信息。HMI 30與計算機44之間通信速度在千兆比特/秒的范圍內(nèi)，這允許計算機44提供從由操作員起動的改變到機器設(shè)備12-22的實時響應(yīng)。連接54采用諸如PanelLink的商用連接，基于諸如IEEE P1349b國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，或貝克霍夫工業(yè)電子(Beckhoff Industrial Electronics)的CP-Link，或相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品來實現(xiàn)。在優(yōu)選實施例中，采用貝克霍夫(Beckhoff)的CP-Link。
這樣，HMI 30有最小化的處理能力，最好僅僅是那些顯示數(shù)據(jù)、允許數(shù)據(jù)輸入、通過功能鍵36執(zhí)行手動控制功能，及通過圖形，文本和視頻顯示器與操作員進行通信所需的能力。因為計算機44能夠安放在遠離HMI 30的控制環(huán)境(例如，可放于控制室)中以保護精密的計算機設(shè)備，所以操作員控制和顯示功能可移近注模系統(tǒng)以便操作員對機器功能作更近的觀察。
雙向連接54可能包括一根雙線的同軸電纜，兩根單線的同軸電纜，一根或多根光纖電纜或者其它的通信手段。連接54通常不需要額外的電源。電纜接口可能包括一個連接到標(biāo)準(zhǔn)個人計算機總線(如ISA，或PCI)的印制電路板，因此可采用通常的計算機。
如圖1B所示，計算機44可能包括圖1A所示的附加結(jié)構(gòu)。特別地，計算機44最好包括一個用于控制顯示器382的LCD圖形控制器板84。優(yōu)選地，該控制器84包括一個LCD接口。計算機44也包括一個用于鍵盤32的鍵盤接口86，和一個控制可移動的存儲設(shè)備40的可移動存儲設(shè)備控制器90。串行接口88用來控制串行通信端口。
來自計算機接口用于LCD，鍵盤，指示設(shè)備，通信端口和可移動存儲設(shè)備的信號被PC接口連接板52轉(zhuǎn)換為一個高頻串行信號，該信號然后通過連接54傳輸給HMI 30。HMI多路轉(zhuǎn)換器42將該串行信號轉(zhuǎn)換還原成初始的計算機接口產(chǎn)生的信號，然后將它們傳輸給各設(shè)備用于控制和反饋。這樣，HMI 30上的設(shè)備能夠通過計算機44跨過比通常長得多的距離進行控制。因為連接54最好至少具有兩個獨立信道，所以控制面板30和計算機44之間的每個通信方向都有一個連接信道。
如圖1B所示，計算機44也包括一個接口56，當(dāng)需要時通過數(shù)據(jù)總線26直接與數(shù)字設(shè)備16和18接口。優(yōu)選地，接口56為一個SERCOS(串行實時通信系統(tǒng))。再次，計算機44的開放結(jié)構(gòu)允許直接通過數(shù)據(jù)總線26或，替代地，通過現(xiàn)場總線24進行注模設(shè)備16和18的控制。
3、HMI根據(jù)本發(fā)明的用于機器控制的人機接口(HMI)的優(yōu)選實施例體現(xiàn)為如圖2所示的改進的操作員控制設(shè)備。該設(shè)備能夠?qū)C器手動操作進行簡化和定制，并使機器更易于使用。它的圖形用戶接口提供了靈活性，并以一種簡單的且比其它現(xiàn)存的控制系統(tǒng)更直接的方式提供了呈現(xiàn)信息的各種功能。智能化設(shè)置和使用觸摸屏作為指示設(shè)備來檢索信息，使操作員訪問信息變得簡單。增強的圖形描繪和容易識別的圖標(biāo)進一步簡化信息的呈現(xiàn)。人機接口的版面設(shè)計為使得啟動和操作機器更容易。最常用的手動控制功能由圍繞(在優(yōu)選實施例中，沿其頂部和底部)人機接口顯示器的按鈕觸發(fā)。其它的手動操作功能也被安排為圍繞(在優(yōu)選實施例中，安排為在沿著顯示器每側(cè)設(shè)置的兩個“工具條”中)。這些工具條可根據(jù)各自模型和處理的要求進行重配置。手動操作功能分成各預(yù)定組，這些圖形和/或文本圖標(biāo)表示。它們可被操作員選擇以起動想要的手動操作功能。通過從預(yù)定的手動操作功能中選出各自的選擇來形成個人組，提供一個功能給操作員以定制各操作。提供附加的功能以允許將幾個獨立的手動操作分配給單一功能圖標(biāo)來實現(xiàn)單按鈕操作。對每個操作員唯一的屏幕和工具條的配置被存儲在一存儲設(shè)備中；從而人機接口獲取設(shè)備配置。工具條界面還包括顯示實時過程變量的功能，因此最大限度地使用顯示器資產(chǎn)。
如圖2所示的優(yōu)選實施例包括下面說明的用于簡化手動機器功能的方法和裝置。
如圖2，5和6所示，手動機器功能被分類；最少形成兩類常用的基本控制功能(BCF)和應(yīng)用特殊控制功能(ASCF)。
常用的基本控制功能是那些操作一個注模機器通常需要的功能，例如循環(huán)開始，自動循環(huán)模式選擇，半自動循環(huán)模式選擇，手動模式選擇，機器人操作選擇，抽入，抽出，關(guān)閉模具，打開模具，夾緊模具，松開模具，向后移動機器噴射器，向前移動機器噴射器，打開/關(guān)閉模具冷卻，打開/關(guān)閉注射截流噴嘴，清洗，塑化，將注射單元前移和后移。
在每個專用控制功能按鈕上安裝一個設(shè)備來確認被選擇功能是否激活。
特殊的手動控制功能的應(yīng)用包括但不限于多種吹氣功能，多種用于設(shè)置和拉操作的核心功能，與機器人相關(guān)的功能，產(chǎn)品處理操作和輔助設(shè)備操作，無論何時這種特殊應(yīng)用功能都可被包括在制模系統(tǒng)中。
幾行帶有預(yù)定圖標(biāo)的專用BCF按鈕(在優(yōu)選實施例中，一行在顯示器的頂部，另一行在底部)安裝在控制面板上。該按鈕最好為與其旁邊的屏幕所顯示的圖標(biāo)相對應(yīng)的機械按鈕或觸摸鍵。它們一起提供用于操作機器的所有基本控制功能?？蛇x擇地，按鈕可以是觸摸屏顯示面板的一部分，盡管該按鈕優(yōu)選為專用的機械按鈕以便屏幕資產(chǎn)能夠?qū)Ｓ糜谛畔@示和其它可配置的功能。
優(yōu)選地，無硬件顯示設(shè)備同特殊手動控制功能應(yīng)用按鈕一起安裝。代替地，分配給這個種類的按鈕的每個圖標(biāo)可以改變它的外觀來表明被選擇功能的激活。提供形成圖標(biāo)的一部分的指示對象來確認功能被激活。它們表明功能何時被選擇。為安全起見，所有被安裝的特殊手動控制功能應(yīng)用最好只能通過壓下工具條上的按鈕才被激活。最好是，直接按下圖標(biāo)不會激活預(yù)編程的手動控制功能，這避免了在由觸摸屏指示設(shè)備進行的顯示器導(dǎo)航期間手動功能的意外觸發(fā)。
如圖5，6和7所示，幾列工具條包括ASCF按鈕(在優(yōu)選實施例中，一列在顯示器的左邊，另一列在其右邊)，用于可配置功能的軟件驅(qū)動圖標(biāo)被安裝在控制面板上。連同在下文中說明的方法，它們提供所有的應(yīng)用特殊控制功能。
從上文顯然可知，通過將應(yīng)用特殊控制功能分成多路放入兩列工具條按鈕中，操作員控制面板的體積能夠減少。
應(yīng)用特殊控制功能分成幾組，它們由控制功能形成，這些控制功能或者涉及具有相似特性的多個致動器，或者涉及多個子系統(tǒng)的功能。作為一個例子，吹氣操作的功能組可能有用于多個獨立運行的吹風(fēng)機設(shè)備的圖標(biāo)。作為另一個例子，用于機器人操作的功能組可能有用于多個獨立運行軸的圖標(biāo)。通過將這種設(shè)計分層次，系統(tǒng)能夠被擴展以滿足任何特殊功能。
正如下面將要更詳細說明的，壓下工具條中每一列的專用按鈕(在優(yōu)選實施例中為頂部按鈕)將顯示鄰近剩余按鈕的功能組的所有的圖標(biāo)。用戶然后能通過按動適當(dāng)?shù)陌粹o來選擇工廠預(yù)設(shè)控制功能組或通過壓下組圖標(biāo)選擇用戶定義的控制功能。其后，組圖標(biāo)將替代頂部圖標(biāo)并且該組的每個控制功能的圖標(biāo)將出現(xiàn)在每個按鈕的旁邊。
再次通過按動適當(dāng)?shù)陌粹o，操作員然后能夠觸發(fā)和/或選擇所需要的功能?？刂葡到y(tǒng)支持多個按鈕被同時激活。因此，操作員可以激活幾個控制功能。作為一個例子，控制硬件允許控制器識別多個機械觸發(fā)按鈕被觸發(fā)并解碼由操作員選擇的操作。通過壓下多個按鈕，例如與“夾緊模具”功能和“前移注射單元”功能相對應(yīng)的按鈕，這兩個功能被同時執(zhí)行。這有助于加快手動機器操作。
此外，也可能為每個系統(tǒng)用戶定制工具條。在一優(yōu)選實施例中，定制工具條的過程如下·與每個工具條中的“組選擇”(頂部)圖標(biāo)相關(guān)聯(lián)的按鈕被壓下，一列功能組圖標(biāo)顯示在工具條按鈕的旁邊。參見圖8。與“用戶配置組”圖標(biāo)相關(guān)聯(lián)的按鈕被壓下，當(dāng)前用戶的定制功能圖標(biāo)代替兩個工具條中的功能組圖標(biāo)。參見圖9。與“工具條配置”(右邊工具條底部)圖標(biāo)相關(guān)聯(lián)的按鈕被壓下，出現(xiàn)一個特殊圖標(biāo)選擇屏幕——“用戶配置”屏幕。參見圖10。這允許可用機器功能的增加，更換或刪除。“用戶配置”屏幕顯示所有被安裝的機器功能/圖標(biāo)；未分配的以正常顏色顯示，已分配的以灰色顯示。
·通過壓下與工具條中未分配的位置相關(guān)聯(lián)的按鈕可增加功能。然后“用戶配置”屏幕上的一個可用功能被選擇。該圖標(biāo)接著顯示在按鈕旁邊并在“用戶配置”屏幕上以灰色顯示。參見圖11。
·通過壓下與工具條中已分配的位置相關(guān)聯(lián)的按鈕更換功能?！坝脩襞渲谩逼聊簧系囊粋€可用功能被選擇。新選擇的圖標(biāo)然后出現(xiàn)在按鈕的旁邊，并在“用戶配置”屏幕上以灰色顯示。以前分配的圖標(biāo)然后在“用戶配置”屏幕上以正常顏色顯示。參見圖12和13。
·通過壓下與已分配的工具條的位置相關(guān)聯(lián)的按鈕刪除功能?！坝脩襞渲谩逼聊簧系囊粋€“回收”圖標(biāo)被選擇。以前分配的圖標(biāo)然后在“用戶配置”屏幕上以正常顏色顯示，鄰近按鈕的區(qū)域顯示未分配。參見圖14。
·指導(dǎo)系統(tǒng)使用者定制工具條的簡單說明可通過選擇“幫助”圖標(biāo)獲得。參見圖19。
·每個圖標(biāo)/機器功能的詳細信息和使用說明可通過選擇“信息”圖標(biāo)獲得。參見圖18。
·一個允許保存已修改的工具條配置的對話框可通過選擇“退出”圖標(biāo)獲得。該對話框允許系統(tǒng)使用者保存修改，或放棄修改。一旦對話完成，一個通常的操作屏幕代替“用戶配置”屏幕。參見圖15和16。
上述方法可進一步擴展為包括將多個功能分配給一個按鈕以便同時操作多個控制功能。例如，為了完成對多空腔模型的幾個部分的吹風(fēng)，幾個吹氣功能必須或者分別或者同時執(zhí)行。如果功能的數(shù)量很大，這對操作員來說是一個單調(diào)乏味的任務(wù)。通過給一組相關(guān)的吹氣功能分配單個觸發(fā)按鈕，這些功能可被同時觸發(fā)，操作員的任務(wù)就被大大簡化。通過在圖標(biāo)選擇屏幕上增加一個允許多功能分配的編程功能，本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易地理解基于上述公開的擴展所帶來的便利。在圖標(biāo)選擇屏幕上提供一個選項來允許操作員選擇多個功能。當(dāng)該選項被選擇時，屏幕上將出現(xiàn)一個新組。如果以前沒有被選擇，則該組的所有圖標(biāo)都是空的。操作員能從任意組中選擇任意圖標(biāo)，并將這些圖標(biāo)分配給一個組。這些成組的功能通過選擇這個特殊的組圖標(biāo)被激活。選擇和確認接受新選擇的過程可按類似上面的說明來完成。
上述方法可進一步擴展為包括將一系列控制功能的連續(xù)操作分配給單個按鈕。在圖標(biāo)選擇窗口提供一個選項來允許操作員對通過一個按鈕連續(xù)操作的手動功能進行編程。當(dāng)該選項被選擇時，窗口上將出現(xiàn)一個新組。操作員然后通過從任意組中選擇圖標(biāo)來選擇要激活的功能。當(dāng)一個圖標(biāo)被選擇時，將出現(xiàn)一個對話窗口。要求操作員選擇選項用于停止圖標(biāo)所代表的功能。該選項包括如果該功能將按時間來終止，則輸入操作持續(xù)時間的參數(shù)；如果該功能將由壓力水平來終止，則輸入壓力設(shè)定點的參數(shù)；如果功能將由距離來終止，則輸入位置設(shè)定點的參數(shù)；從在機器控制器中預(yù)先編程好的預(yù)定事件中選擇一事件；或與運行在自動模式中的功能相同的結(jié)束條件。接受新選擇的選擇和確認過程可按類似上面的說明來完成。通過完成將一系列功能分配給這個組，操作員將能夠通過壓下單個按鈕來控制想要的操作順序。
除上所述之外，還有一個特殊的組圖標(biāo)可用(沒有顯示，但類似其它的組圖標(biāo)，可適當(dāng)修改)，它被選擇后將用于實時顯示過程變量的真實值。當(dāng)某一手動控制功能沒有使用時，例如在系統(tǒng)的自動循環(huán)中，這種功能可最大限度地使用顯示器資產(chǎn)。類似于將功能分配給按鈕，過程變量能夠從由機器控制器提供的一系列可用的過程變量中賦值。
一個存儲設(shè)備被用來唯一地識別每個操作員和個性化設(shè)置。在優(yōu)選實施例中，采用Datakey公司制造的以關(guān)鍵字形式的一個便攜式I2C輸入/輸出的EEPROM存儲器設(shè)備。HMI外殼上有用于該關(guān)鍵字的一個相應(yīng)的關(guān)鍵字-連接裝置。依靠這種連接，信息能夠由機器控制器存儲和讀出。依靠密碼和生物測定可訪問該設(shè)備，或者它可能是上面所述的可刪除的關(guān)鍵字。機器控制器能夠讀、寫該設(shè)備。該設(shè)備用于定制目的。它存儲上述定制功能的信息，以及(但不限于此)所有屏幕上顯示的文本的優(yōu)選語言，各過程變量的操作員優(yōu)選的工程單位，操作員優(yōu)選的屏幕上的信息組織結(jié)構(gòu)，等等。它可以操作員的個人身份預(yù)編程，這將被機器控制器用來決定操作員對系統(tǒng)的訪問級別。操作員執(zhí)行的所有定制以索引文件的形式被存儲進該設(shè)備。一旦從該設(shè)備讀出索引文件的信息，機器控制器的軟件將重新產(chǎn)生該定制信息。這將使操作員能夠在他/她用該設(shè)備操作機器時恢復(fù)他/她自己的偏好，例如語言、工程單位和定制的手動功能，等等。
4、結(jié)論于是，所說明的是一個用于注模系統(tǒng)的人機接口，它為配置和操作該控制系統(tǒng)提供無限靈活性，它提供一個配置和控制制模機器的用戶友好的方法，并提供一個用于將來升級的平臺。
在各附圖中顯示的各個部件全部是制模機器控制技術(shù)中眾所周知的，它們的特殊構(gòu)造和操作不是操作的關(guān)鍵或完成本發(fā)明的最佳模式。
盡管以根據(jù)目前認為最優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明應(yīng)被理解為并不限于該公開的實施方式。相反，本發(fā)明試圖覆蓋包括在附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種各樣的變換和等效配置。下列各項權(quán)利要求的范圍與對其所能作的最大的解釋范圍相一致，以便包含所有這樣的變換和等效的結(jié)構(gòu)及功能。
權(quán)利要求
1.一種制模機器控制裝置，包括一個處理器可控制的觸摸敏感顯示屏幕，用于顯示至少以圖標(biāo)為形式的，代表可選擇性操作的機器功能的信息；沿著所述觸摸敏感顯示屏幕的一側(cè)設(shè)置的多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕；沿著所述觸摸敏感顯示屏幕的一側(cè)設(shè)置的多個基本控制功能按鈕；以及一個控制單元，用于控制所述制模機器的操作并控制在所述觸摸敏感顯示屏幕上顯示的信息，該控制單元被配置成完成以下功能(i)響應(yīng)于激活所述多個基本控制功能按鈕中的至少一個來移動所述制模機器的一個部件；(ii)響應(yīng)于激活所述多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕中的至少一個來移動所述制模機器的一個部件；以及(iii)響應(yīng)于觸摸所述觸摸敏感顯示屏幕來改變至少一個圖標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來響應(yīng)于激活所述多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕中的至少一個來移動所述制模機器的多個部件。
3.如權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來響應(yīng)于激活所述多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕中的至少一個基本上同時地移動所述制模機器的多個部件。
4.如權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來響應(yīng)于激活所述多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕中的至少一個基本上順次地移動所述制模機器的多個部件。
5.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來響應(yīng)于觸摸所述的觸摸敏感顯示屏幕來禁止所述制模機器的部件的任何移動。
6.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述觸摸敏感顯示屏幕包括一個中心部分和一個邊緣部分，并且其中激活所述多個基本控制功能按鈕中的至少一個使得只在所述觸摸敏感顯示屏幕的中心部分引起改變，而不在所述邊緣部分引起改變。
7.如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其中，激活所述多個應(yīng)用特殊功能按鈕中的至少一個使得在所述觸摸敏感顯示屏幕的邊緣部分引起改變。
8.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，激活所述多個應(yīng)用特殊功能按鈕中的至少一個使得在至少一個圖標(biāo)中引起改變。
9.知權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來使得存儲至少兩個不同的操作員配置，每個所述的配置相應(yīng)于不同系列的制模機器部件的移動，所述控制裝置還包括至少一個數(shù)據(jù)健，該數(shù)據(jù)健對應(yīng)于所述操作員配置中的一個；以及一個數(shù)據(jù)健閱讀器，用于讀出所述至少一個數(shù)據(jù)健。
10.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述多個應(yīng)用特殊控制功能按鈕被設(shè)置在所述顯示屏幕的兩側(cè)邊緣；所述圖標(biāo)被顯示在所述觸摸敏感顯示屏幕的各側(cè)邊緣；所述多個基本控制功能按鈕被設(shè)置在所述觸摸敏感顯示屏幕的底部邊緣；以及制模機器激活圖標(biāo)被設(shè)置在所述觸摸敏感顯示屏幕的中心部分。
11.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成用來使得多個機器功能被分配給一個應(yīng)用特殊控制功能按鈕。
12.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制單元還被配置成使得被選定的測量操作參數(shù)與一個所述應(yīng)用特殊控制功能按鈕相關(guān)并顯示在該應(yīng)用特殊控制功能按鈕上。
13.一種制模機器顯示器，包括一個顯示屏幕，其包括(i)第一屏幕區(qū)域，其被配置成顯示制模機器顯示標(biāo)記；(ii)第二屏幕區(qū)域，其被配置成顯示用于確認制模機器功能被啟動的指示對象；(iii)第一組多個按鈕，該組按鈕按交互性的方式耦合到所述顯示屏幕并被配置成在相應(yīng)地分配的制模機器顯示標(biāo)記中引起變化；以及(iv)第二組多個按鈕，該組按鈕按交互性的方式耦合到所述顯示屏幕并被配置成啟動所述制模機器的部件中的一個動作。
14.如權(quán)利要求13所述的制模機器，其中，所述第一組多個按鈕被設(shè)置在所述顯示屏幕的頂側(cè)和底側(cè)，并且其中所述第二組多個按鈕被設(shè)置在所述顯示屏幕的左側(cè)和右側(cè)。
15.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，所述第一組多個按鈕還被配置成改變一個相應(yīng)的指示對象。
16.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，所述第一組多個按鈕還被配置成控制所述制模機器的部件中的一個動作。
17.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，所述顯示屏幕包括一個觸摸屏幕設(shè)備，并且其中所述制模機器部件的動作不能通過所述觸摸屏幕設(shè)備來啟動。
18.如權(quán)利要求17所述的制模機器，其中，所述觸摸屏幕設(shè)備被配置成改變相應(yīng)的制模機器顯示標(biāo)記。
19.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，一旦被啟動，所述第一組多個按鈕中的至少一個被配置成順次地引起多個制模機器部件動作。
20.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，一旦被啟動，所述第一組多個按鈕中的至少一個被配置成并行地引起多個制模機器部件動作。
21.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，所述第二組多個按鈕中的每一個被配置成引起至少兩種不同的功能。
22.如權(quán)利要求14所述的制模機器，其中，所述第一組多個按鈕被設(shè)置在與所述第二組多個按鈕不同的位置。
23.一種用于制模機器的人機接口，該人機接口包括一個觸摸屏幕顯示器，用于顯示所述制模機器狀態(tài)圖標(biāo)和制模機器激活圖標(biāo)；多個可編程按鈕，所述可編程按鈕沿著所述觸摸屏幕顯示器的一側(cè)設(shè)置，并被配置成改變所述制模機器狀態(tài)圖標(biāo)；多個不可編程按鈕，所述不可編程按鈕沿著所述觸摸屏幕顯示器的另一側(cè)設(shè)置，并被配置成響應(yīng)于對其的激活控制所述制模機器的一部分的動作；以及所述多個可編程按鈕中的至少一個被編程為響應(yīng)于對其的激活啟動對多個所述制模機器的移動的控制。
24.如權(quán)利要求23所述的人機接口，其中，所述多個可編程按扭中的至少一個被編程為響應(yīng)于對其的激活啟動對多個所述制模機器的順次移動的控制。
25.如權(quán)利要求23所述的人機接口，其中，所述多個可編程按鈕中的至少一個被編程為響應(yīng)于對其的激活啟動對多個所述制模機器的基本同時的移動的控制。
26.一種人機接口，包括一個顯示屏幕，用于顯示多個制模機器功能圖標(biāo)，該圖標(biāo)對應(yīng)于多個制模機器的移動，所述顯示屏幕還顯示多個配置圖標(biāo)；沿著所述顯示屏幕的一側(cè)設(shè)置的多個按鈕，所述按鈕中的至少一個對應(yīng)于所述多個配置圖標(biāo)中的一個并被激活來將所述多個制模機器功能圖標(biāo)配置成(i)第一配置；和(ii)不同于第一配置的第二配置，其中，所述第一和第二配置分別對應(yīng)于不同操作員的個性化設(shè)置；以及一個耦合到所述人機接口的處理器的存儲設(shè)備閱讀器，該存儲設(shè)備閱讀器被使用來至少從包含配置命令的至少一個便攜存儲設(shè)備中讀出該配置命令數(shù)據(jù)，所述配置命令被安排為使得所述顯示屏幕顯示所述第一配置和所述第二配置中的一個。
全文摘要
提供控制一個制模機器的設(shè)備，包括人機接口控制面板的結(jié)構(gòu)和功能。該人機接口控制面板包括(i)一個平面的面板顯示屏幕；(ii)一個指示設(shè)備；(iii)在所述平面的面板顯示屏幕上的多個有圖標(biāo)或無圖標(biāo)的按鈕；(iv)包含上述及相關(guān)電子元件的機殼；(v)唯一地識別每個用戶的優(yōu)選配置的結(jié)構(gòu)；(vi)能連接到遠程控制器用于數(shù)字信息和視頻信號通號的結(jié)構(gòu)；(vii)接收外部電源來驅(qū)動平面的面板顯示屏幕的連接；和(viii)運行在遠程控制器上用來提供人機接口的所有操作功能的軟件。
文檔編號G06F3/048GK1908831SQ200610104259
公開日2007年2月7日 申請日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者克里斯托弗·蔡偉明 申請人:赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司