控制包括集成到玻璃窗中的觸摸界面的工業(yè)機(jī)器的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制工業(yè)機(jī)器，尤其是在如容器之類(lèi)的加工物品的生產(chǎn)或改造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 物品生產(chǎn)線一般包括多個(gè)機(jī)器，每個(gè)機(jī)器實(shí)現(xiàn)有助于制造物品的一定數(shù)量操作， 機(jī)器或是直接相接，或是經(jīng)由輸送器(通常是帶式輸送機(jī)、輥道輸送機(jī)、鉗式輸送機(jī)等）連 接。
[0003] 每個(gè)機(jī)器包括多個(gè)組件，還稱(chēng)為構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件完成的功能可以是：
[0004] -機(jī)械功能(通常是操作、機(jī)械加工、模制），
[0005] -電氣/電磁功能(通常是提供電力，制熱或制冷，輻射），
[0006] -液壓/氣動(dòng)功能(通常是流體循環(huán)），
[0007] -或者，信息功能(通常是計(jì)算，控制）。
[0008] 因此，在基于塑料預(yù)型件來(lái)制造容器的領(lǐng)域，涉及多個(gè)機(jī)器。爐保證通過(guò)紅外輻射 源(通常是鹵素?zé)艋蚣す舛O管陣列)來(lái)加熱預(yù)型件;鼓風(fēng)機(jī)保證基于加熱的預(yù)型件通過(guò)注 入加壓流體(一般是空氣)而在模具內(nèi)形成容器。充填機(jī)保證在形成的容器中引入內(nèi)容(通 常是液體或粘稠物)并且對(duì)如此填充的容器封口；標(biāo)簽器最后保證填充的容器的貼標(biāo)簽。其 他功能還可以由其他機(jī)器完成:供給預(yù)型件，外包裝(成箱），托盤(pán)化。
[0009] 每個(gè)機(jī)器的組件通常被集中在由機(jī)架限定的工作環(huán)境中，該機(jī)架保證不同組件的 剛性支撐和檢索（也就是說(shuō)精確相互位置）。機(jī)架一般具有完成以下功能中至少一個(gè)的隔 板:光隔離、熱隔離、組件保護(hù)、人員保護(hù)。這些隔板可以是活動(dòng)的以允許人員身體進(jìn)入工作 環(huán)境(尤其是允許維護(hù)操作）。此外，這些隔板中的至少一些隔板可以裝玻璃以允許從機(jī)架 外部的觀察區(qū)在玻璃前面視覺(jué)觀看工作環(huán)境。
[0010]現(xiàn)代機(jī)器具有信息化控制系統(tǒng)，其包括:主控制單元，在主控制單元中編程有機(jī)器 的全局功能;從控制器，對(duì)主控制單元進(jìn)行伺服并且操縱每個(gè)構(gòu)件。提供了連接到主控制單 元的以控制臺(tái)形式的人機(jī)接口，以允許經(jīng)由相應(yīng)的控制器對(duì)構(gòu)件的至少一些功能進(jìn)行人工 操縱。在最新的機(jī)器上，控制臺(tái)包括屏幕，該屏幕可以是觸摸的（也就是說(shuō)除了傳統(tǒng)顯示功 能之外集成有手指接觸控制功能的屏幕）。
[0011] 通過(guò)與包括按鈕控制器、推桿控制器、變速器和選擇器的模擬控制臺(tái)比較，具有屏 幕的控制器提供緊湊的優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)椴僮鲉T可以?xún)H顯示命令的僅一部分，其余部分遮擋 起來(lái)。對(duì)于具有觸摸屏的控制器，通過(guò)允許操作員節(jié)省動(dòng)作并且集中在屏幕上而無(wú)需頻繁 轉(zhuǎn)向分離的控制鍵盤(pán)，改進(jìn)了機(jī)器的人類(lèi)工程學(xué)和安全性。
[0012] 然而人類(lèi)工程學(xué)僅部分得到改進(jìn)，因?yàn)樗玫钠聊坏某叽缤ǔＬ?。較小的顯示 分辨率導(dǎo)致較差的視覺(jué)舒適度以及所顯示的功能的限制。使用更大的屏幕可以解決這些問(wèn) 題，但是遇到機(jī)器周?chē)目捎每臻g的限制。
[0013] 已知的控制系統(tǒng)的不太直觀的特征要求編輯豐富的手冊(cè)并且使操作者的培訓(xùn)延 長(zhǎng)，這對(duì)于生產(chǎn)率有害，尤其是當(dāng)操作者的更換變得頻繁時(shí)有害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的第一目標(biāo)是大大改進(jìn)機(jī)器的控制系統(tǒng)的人類(lèi)工程學(xué)。
[0015] 本發(fā)明的第二目標(biāo)是使在控制臺(tái)上對(duì)機(jī)器的控制操作更加直觀。
[0016] 本發(fā)明的第三目標(biāo)是改進(jìn)操作者對(duì)控制系統(tǒng)的控制臺(tái)的視覺(jué)舒適度。
[0017] 為此，本發(fā)明第一方面提出一種控制機(jī)器的控制系統(tǒng)，該機(jī)器具有限定包括所述 機(jī)器的功能組件的工作環(huán)境的機(jī)架，該機(jī)架承載把工作環(huán)境和觀察區(qū)分隔開(kāi)的透明玻璃， 該控制系統(tǒng)包括：
[0018] -主控制單元；
[0019] -從控制器，對(duì)主控制器進(jìn)行伺服并且每個(gè)都操控功能組件；
[0020] -觸摸圖形界面，連接到主控制單元并集成到玻璃，主控制單元被編程為在界面上 顯示組件的控制面板，每個(gè)控制面板包括控制對(duì)應(yīng)組件的至少一個(gè)交互功能，并且被編程 為響應(yīng)于對(duì)至少一個(gè)交互功能的觸摸刺激來(lái)經(jīng)由組件的控制器控制組件。
[0021] 該控制因此允許在機(jī)器的玻璃上直接顯示控制界面，這尤其改進(jìn)操作者的工作設(shè) 備的人機(jī)工程學(xué)。
[0022]根據(jù)【具體實(shí)施方式】：
[0023] -該控制系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)庫(kù)，其中至少存儲(chǔ)有組件在工作環(huán)境中的位置；以及照相 機(jī)，指向觀察區(qū)以在觀察區(qū)中檢測(cè)操作者；
[0024] -以及主控制單元被編程為從檢測(cè)到操作者的預(yù)定刺激動(dòng)作（例如操作者在圖形 界面上的手指刺激)的時(shí)刻開(kāi)始執(zhí)行以下步驟序列：
[0025] -通過(guò)考慮來(lái)自照相機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算與操作者的觀看方向相對(duì)應(yīng)的瞄準(zhǔn)線；
[0026] -根據(jù)所存儲(chǔ)的組件的位置和所計(jì)算的瞄準(zhǔn)線，識(shí)別位于瞄準(zhǔn)線上的至少一個(gè)組 件；
[0027] _在圖形界面上顯示所識(shí)別的組件的至少一個(gè)控制面板。
[0028] 照相機(jī)例如是立體類(lèi)型的，而在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以存儲(chǔ)臉的虛擬三維模型，包括觀看 方向的原點(diǎn)，以及主控制單元被編程為在計(jì)算操作者的觀看方向的步驟時(shí)執(zhí)行以下操作：
[0029] -在操作者的臉上檢測(cè)與臉的虛擬模型對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，
[0030] -計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，
[0031 ]-根據(jù)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)臉的虛擬模型的空間調(diào)整，
[0032]-計(jì)算觀看方向的原點(diǎn)的坐標(biāo)，
[0033] -計(jì)算操作者對(duì)圖形界面的手指刺激點(diǎn)的坐標(biāo)，
[0034] -根據(jù)觀看方向的原點(diǎn)的坐標(biāo)和操作者對(duì)圖形界面的手指刺激點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算連 接這兩個(gè)點(diǎn)的直線。
[0035] 在數(shù)據(jù)庫(kù)中例如存儲(chǔ)有每個(gè)組件的虛擬三維模型，并且主控制單元然后可以被編 程為在觸摸界面上在其控制面部中顯示任何選中組件的虛擬模型。
[0036] 本發(fā)明在第二方面，提出一種具有機(jī)架的機(jī)器，該機(jī)架限定包括所述機(jī)器的功能 組件的工作環(huán)境，該機(jī)架承載把工作環(huán)境和觀察區(qū)分隔開(kāi)的透明玻璃，該機(jī)器還配備有如 前所述的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)的觸摸界面集成到玻璃。
[0037] 本發(fā)明在第三方面提出一種控制機(jī)器的方法，該機(jī)器具有限定包括所述機(jī)器的功 能組件的工作環(huán)境的機(jī)架，該機(jī)架承載把工作環(huán)境和觀察區(qū)分隔開(kāi)的透明玻璃，該方法包 括以下步驟：
[0038] 一檢測(cè)操作者的臉；
[0039] -計(jì)算與操作者的觀看方向?qū)?yīng)的瞄準(zhǔn)線；
[0040] -根據(jù)所存儲(chǔ)的組件的位置和所計(jì)算的瞄準(zhǔn)線，識(shí)別位于瞄準(zhǔn)線上的至少一個(gè)組 件；
[0041] -在集成到玻璃的圖形界面上顯示所識(shí)別的組件的至少一個(gè)控制面板。
[0042] 根據(jù)實(shí)施方式，計(jì)算瞄準(zhǔn)線的步驟包括以下操作：
[0043] -在操作者的臉上，檢測(cè)與存儲(chǔ)的具有觀看方向的原點(diǎn)的臉虛擬模型對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng) 占 .
[0044] -計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)的空間坐標(biāo)；
[0045] -根據(jù)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)虛擬模型進(jìn)行空間調(diào)整，
[0046] -計(jì)算觀看方向的原點(diǎn)的坐標(biāo)，
[0047] -計(jì)算操作者對(duì)圖形界面的手指刺激點(diǎn)的坐標(biāo)，
[0048] -根據(jù)觀看方向的原點(diǎn)的坐標(biāo)和操作者對(duì)圖形界面的手指刺激點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算連 接這兩個(gè)點(diǎn)的直線。
【附圖說(shuō)明】
[0049] 參照附圖，對(duì)【具體實(shí)施方式】的以下描述，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)變得清楚，在附 圖中：
[0050] -圖1是示出具有玻璃隔板的機(jī)器的透視圖，在玻璃隔板上操作者在集成到玻璃 上的圖形界面上執(zhí)行控制操作；
[0051] -圖2是示意性示出機(jī)器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖；
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