專利名稱：完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)控設(shè)備，特別是一種完全基于觸摸屏的數(shù)控操 作面板。
背景技術(shù)：
數(shù)控系統(tǒng)需要通過操作面板和屏幕控制運(yùn)動和各種開關(guān)動作，設(shè)置參數(shù)、編輯和 運(yùn)行零件程序及PLC程序，并顯示有關(guān)狀態(tài)、信息和運(yùn)動軌跡?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用硬件操作 面板來控制運(yùn)動以及各種開關(guān)動作，采用硬件鍵盤來設(shè)置參數(shù)、編輯和運(yùn)行零件程序及PLC 程序多采用，采用硬件按鍵來切換數(shù)控顯示及設(shè)置菜單。硬件操作面板、硬件鍵盤和硬件按 鍵作為人機(jī)交互界面存在硬件故障率以及制造維護(hù)成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，所述的這種完全基 于觸摸屏的數(shù)控操作面板要解決現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)控系統(tǒng)采用硬件操作面板作為人機(jī)交互界 面而存在的硬件故障率以及制造維護(hù)成本高的問題。本發(fā)明的這種完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板由一個觸摸顯示器和一個計算機(jī) 構(gòu)成，所述的觸摸顯示器中設(shè)置有顯示裝置、觸摸信號輸入屏和觸摸信號輸出接口，所述的 計算機(jī)中設(shè)置有處理器、輸入輸出接口、顯示驅(qū)動接口和存儲器，所述的輸入輸出接口、顯 示驅(qū)動接口和存儲器與處理器連接，顯示驅(qū)動接口與顯示裝置連接，輸入輸出接口與觸摸 信號輸出接口連接，存儲器中設(shè)置有人機(jī)交互圖形化界面數(shù)據(jù)，觸摸顯示器上設(shè)置有電源 開關(guān)和緊急停止按鈕開關(guān)，其中，所述的人機(jī)交互圖形化界面數(shù)據(jù)中包含有虛擬按鍵、虛擬 旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈，顯示裝置顯示所述的虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬 主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈，觸摸信號輸入屏檢測虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺和 虛擬鍵盤位置處的輸入動作，并將動作信號通過觸摸信號輸出接口傳遞到計算機(jī)中的輸入 輸出接口，計算機(jī)將虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈的變化狀態(tài) 通過顯示裝置繼續(xù)顯示，同時，將對應(yīng)的控制信號送往被控電器，虛擬主控臺永遠(yuǎn)留駐在人 機(jī)交互圖形化界面前臺，用于顯示主要信息以及一鍵快速切換數(shù)控操作面板和其他人機(jī)交 互圖形化界面。進(jìn)一步的，輸入輸出接口上連接有音響裝置，觸摸信號輸入屏檢測到虛擬按鍵、虛 擬旋鈕、虛擬主控臺和虛擬鍵盤位置處的輸入動作時，計算機(jī)向音響裝置輸出音響信號。進(jìn)一步的，人機(jī)交互圖形化界面控制虛擬指示燈的明暗及閃爍。進(jìn)一步的，人機(jī)交互圖形化界面中設(shè)置有虛擬按鍵的自動觸發(fā)延時控制。進(jìn)一步的，虛擬旋鈕中含有微調(diào)虛擬按鍵。進(jìn)一步的，人機(jī)交互圖形化界面在虛擬主控臺中顯示一個窗口，窗口內(nèi)顯示刀具 動態(tài)選擇項(xiàng)和當(dāng)前運(yùn)行刀具。進(jìn)一步的，人機(jī)交互圖形化界面在存儲器中自動記憶上一個訪問過的子界面，下一次回到該子界面所在主界面時，直接進(jìn)入該子界面。本發(fā)明的工作原理是顯示裝置中模擬顯示實(shí)際的各種按鍵和旋鈕的動作和操作 感，利用圖形化軟件界面仿真實(shí)際硬件面板布局與外觀，利用虛擬面板的特性及其標(biāo)簽?zāi)?錄方法設(shè)計優(yōu)化出只有二層的、可以同時瀏覽同級或上級所有菜單標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn) 了一個完整的、達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求的純觸摸屏數(shù)控操作面板及圖形化界面。具體的，所有數(shù)控器的操作功能鍵、調(diào)節(jié)旋鈕、數(shù)據(jù)/文字輸入鍵盤、狀態(tài)指示和 圖形/數(shù)據(jù)顯示均在觸摸顯示器的界面上以逼近實(shí)際操作習(xí)慣和真實(shí)硬件面板特性的方 法加以實(shí)現(xiàn)。圖形化人機(jī)界面的菜單結(jié)構(gòu)按數(shù)控的功能大類劃分為操作面板、參數(shù)設(shè)置、程 序編輯、系統(tǒng)診斷和在線幫助五個主界面，每個主界面下采用標(biāo)簽?zāi)夸浀姆绞脚帕谐鏊?下屬一級子界面，在每個一級子界面下同樣采用標(biāo)簽?zāi)夸浄绞脚帕谐鰧傧碌乃卸壸咏?面，二級子界面是數(shù)控人機(jī)界面結(jié)構(gòu)中最底層的界面。在任一個二級子界面中，可以同時看 到所有主界面按鍵、所屬主界面下的所有一級子界面標(biāo)簽以及所屬一級子界面下的其他二 級子界面標(biāo)簽，因此在同屬主界面中，最多按下2次鍵即能切換至另一個一級或二級子界 面，對于在不同主界面下的其他子界面，最多按下3次鍵即能實(shí)現(xiàn)切換。進(jìn)一步的，在純觸摸屏的數(shù)控操作面板設(shè)計中，將傳統(tǒng)的面板開關(guān)多刀具選擇和 指示方法，演化成觸摸顯示器上的動態(tài)刀具指觸選擇和顯示二合一的單一窗口，每次在窗 口中觸摸選擇需要的刀具，手動選中的刀具或數(shù)控自動程序正在使用的刀具會自動顯示在 該窗口中。進(jìn)一步的，觸摸顯示器上的虛擬按鈕操作時伴有提示音、指示燈明暗及閃爍、鍵面 色彩變化，以逼真實(shí)際硬件操作面板的使用習(xí)慣。虛擬按鍵還具有自動按鈕觸發(fā)延時、當(dāng)前 禁用的按鈕被自動淡隱等功能，以提高觸摸式人機(jī)界面的操作防錯能力。進(jìn)一步的，觸摸顯示器上的旋鈕設(shè)有跳躍調(diào)節(jié)、精細(xì)調(diào)節(jié)和固定比例衰減功能，以 逼真實(shí)際旋轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)鈕或波段開關(guān)的工作方式和使用習(xí)慣。進(jìn)一步的，觸摸顯示器上的主控臺界面永遠(yuǎn)處于觸摸顯示器的前臺，集約顯示數(shù) 控系統(tǒng)主要狀態(tài)及信息，進(jìn)行系統(tǒng)開關(guān)和排列著數(shù)控的5大主界面按鍵。通過主控臺，可以 在任何時候和任何菜單位置上，一鍵切換到操作面板或其他主界面。進(jìn)一步的，在人機(jī)界面設(shè)計中，上次訪問過的子界面會被自動記憶，下一次主控臺 上切入上次子界面所在主界面時，該子界面自動顯示。本發(fā)明和已有技術(shù)相對比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明專利徹底摒棄了傳統(tǒng) 的開關(guān)操作面板，大幅度降低了對數(shù)控輸入輸出的占用，降低了硬件故障率和制造維護(hù)成 本，使面板控制和數(shù)控功能達(dá)到緊密高效的一體化控制。結(jié)合全觸摸式軟操作面板的用戶 界面設(shè)計上充分利用了虛擬軟界面的靈活性和觸摸輸入的特性，設(shè)計方法和逼真實(shí)際面板 特性上有較大突破，在菜單結(jié)構(gòu)和導(dǎo)航上有創(chuàng)新，在用戶友好性上得到較大優(yōu)化，使得復(fù)雜 的數(shù)控操作在兼顧傳統(tǒng)操作習(xí)慣和進(jìn)一步提升功能及安全性的前提下，變得一目了然和簡 單易學(xué)。目前國內(nèi)或國際上尚未發(fā)現(xiàn)完全采用觸摸屏的數(shù)控操作面板及其完整設(shè)計方案。


圖1是本發(fā)明的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板的工作狀態(tài)示意圖。
圖3是本發(fā)明的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板中的數(shù)控圖形化界面的菜單結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式8.如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板由一個觸 摸顯示器1和一個計算機(jī)構(gòu)成，所述的觸摸顯示器1中設(shè)置有顯示裝置、觸摸信號輸入屏2 和觸摸信號輸出接口，所述的計算機(jī)中設(shè)置有處理器、輸入輸出接口、顯示驅(qū)動接口和存儲 器，所述的輸入輸出接口、顯示驅(qū)動接口和存儲器與處理器連接，顯示驅(qū)動接口與顯示裝置 連接，輸入輸出接口與觸摸信號輸出接口連接，存儲器中設(shè)置有人機(jī)交互圖形化界面數(shù)據(jù)， 觸摸顯示器1上設(shè)置有電源開關(guān)4和緊急停止按鈕開關(guān)3，其中，所述的人機(jī)交互圖形化界 面數(shù)據(jù)中包含有虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈，顯示裝置顯示 所述的虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈，觸摸信號輸入屏2檢測 虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺和虛擬鍵盤位置處的輸入動作，并將動作信號通過觸摸信 號輸出接口傳遞到計算機(jī)中的輸入輸出接口，計算機(jī)將虛擬按鍵6、虛擬旋鈕7、虛擬主控 臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈的變化狀態(tài)通過顯示裝置繼續(xù)顯示，同時，將對應(yīng)的控制信號送 往被控電器。進(jìn)一步的，觸摸顯示器1上顯示有一個永遠(yuǎn)留駐在前臺的主控臺界面8，在主控臺 界面8有數(shù)控主要信息和狀態(tài)的顯示區(qū)域、數(shù)控系統(tǒng)退出鍵、數(shù)控主界面切換按鍵10。任何 時候按下任何一個主界面切換按鍵10，相應(yīng)的主界面11即顯示在觸摸顯示器1上。進(jìn)一步的，當(dāng)主界面切換按鍵10切換到操作面板9時，操作面板9顯示在觸摸顯 示器1上。操作面板9有數(shù)控所需要的各種虛擬按鍵6、虛擬旋鈕7、刀具選擇和顯示窗口 5、以及動態(tài)數(shù)據(jù)、圖形顯示區(qū)域；虛擬按鍵6操作時普遍伴有提示音、指示燈明暗或閃爍、 鍵面色彩變化、自動按鈕觸發(fā)延時、以及禁用時自動淡隱等逼真實(shí)際按鍵的功能，虛擬旋鈕 7設(shè)有跳躍調(diào)節(jié)、精細(xì)調(diào)節(jié)和固定比例衰減等與真實(shí)旋鈕操作習(xí)慣接近的功能。進(jìn)一步的，操作面板9或任意的一個人機(jī)界面的層次不超過2層，人機(jī)界面采用標(biāo) 簽?zāi)夸?2的方法布局，在任何主界面內(nèi)可以看見所有下屬一級子界面和同屬的二級子界 面的標(biāo)簽，按鍵2次以內(nèi)可以到達(dá)當(dāng)前主界面內(nèi)的任何另一個子界面，按鍵3次以內(nèi)可以到 達(dá)其他任何主界面內(nèi)的任何一個子界面。如果從另一個主界面再次回到上次訪問過的主界 面內(nèi)，直接自動進(jìn)入該主界面內(nèi)最后訪問的子界面。
權(quán)利要求
一種完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，由一個觸摸顯示器和一個計算機(jī)構(gòu)成，所述的觸摸顯示器中設(shè)置有顯示裝置、觸摸信號輸入屏和觸摸信號輸出接口，所述的計算機(jī)中設(shè)置有處理器、輸入輸出接口、顯示驅(qū)動接口和存儲器，所述的輸入輸出接口、顯示驅(qū)動接口和存儲器與處理器連接，顯示驅(qū)動接口與顯示裝置連接，輸入輸出接口與觸摸信號輸出接口連接，存儲器中設(shè)置有人機(jī)交互圖形化界面數(shù)據(jù)，觸摸顯示器上設(shè)置有電源開關(guān)和緊急停止按鈕開關(guān)，其特征在于所述的人機(jī)交互圖形化界面數(shù)據(jù)中包含有虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤、虛擬指示燈和數(shù)據(jù)或者圖形顯示窗，顯示裝置顯示所述的虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈，觸摸信號輸入屏檢測虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺和虛擬鍵盤位置處的輸入動作，并將動作信號通過觸摸信號輸出接口傳遞到計算機(jī)中的輸入輸出接口，計算機(jī)將虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺、虛擬鍵盤和虛擬指示燈的變化狀態(tài)通過顯示裝置繼續(xù)顯示，同時，將對應(yīng)的控制信號送往被控電器，虛擬主控臺永遠(yuǎn)留駐在人機(jī)交互圖形化界面前臺，并顯示主要信息以及一鍵快速切換數(shù)控操作面板和人機(jī)交互圖形化界面。
2.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于輸入輸出接口 上連接有音響裝置，觸摸信號輸入屏檢測到虛擬按鍵、虛擬旋鈕、虛擬主控臺和虛擬鍵盤位 置處的輸入動作時，計算機(jī)向音響裝置輸出音響信號。
3.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于人機(jī)交互圖形 化界面控制虛擬指示燈的明暗及閃爍。
4.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于人機(jī)交互圖形 化界面中設(shè)置有虛擬按鍵的自動觸發(fā)延時控制。
5.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于虛擬旋鈕中含 有微調(diào)虛擬按鍵。
6.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于人機(jī)交互圖形 化界面用一個窗口顯示和選擇刀具當(dāng)前運(yùn)行刀具。
7.如權(quán)利要求1所述的完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，其特征在于人機(jī)交互圖形 化界面在存儲器中自動記憶上一個訪問過的子界面，下一次回到該子界面所在主界面時， 直接進(jìn)入該子界面。全文摘要
一種完全基于觸摸屏的數(shù)控操作面板，由觸摸顯示器和人機(jī)交互圖形化界面組成，觸摸顯示器上設(shè)置有緊急停止開關(guān)和電源開關(guān)，所有數(shù)控器的操作功能鍵、調(diào)節(jié)旋鈕、數(shù)據(jù)/文字輸入鍵盤、狀態(tài)指示和圖形/數(shù)據(jù)顯示均在觸摸顯示器的界面上實(shí)現(xiàn)。觸摸顯示器前臺有一個永遠(yuǎn)留駐的主控臺界面，本發(fā)明徹底摒棄了傳統(tǒng)的開關(guān)操作面板，大幅度降低了對數(shù)控輸入輸出的占用，降低了硬件故障率和制造維護(hù)成本，使面板控制和數(shù)控功能達(dá)到緊密高效的一體化控制，在用戶友好性上得到較大優(yōu)化，使得復(fù)雜的數(shù)控操作在兼顧傳統(tǒng)操作習(xí)慣和進(jìn)一步提升功能及安全性的前提下，變得一目了然和簡單易學(xué)。
文檔編號G05B19/18GK101894279SQ20091005183
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者王如岡 申請人:如岡自動化控制技術(shù)(上海)有限公司