一、人机界面的设计
人与机器之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上,机器通过各种信息展示作用于人,实现机与人的信息传递。人通过眼、耳等感觉器官接收来自机器的信息,经过人脑的加工处理,做出反应,从而实现人一机信息交互。因此,可以把人机界面看作是 一个交互系统, 泡沫切割机数控系统的人机界面就是 操作者、数控系统硬件和软件构成的系统。在分析人机界面系统时,首先建立并分析人的行为模型,进而建立并分析人机界面系统。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性,明确人机界面是 给人用的,必须符合人机工程的要求,充分考虑人的因素,以人为本。
人机界面中的字符和图形是 最为重要的信息表现方式,人类通过视觉获取信息。外界80%的信息都是 通过视觉获得的,屏幕也是 人机系统中用得最多的人机界面。听觉是 仅次于视觉的重要感知,因为语言是 人们自然交往的媒介,它也是 一种合适的机器控制手段。人类从外界获得的信息有近15%是 通过耳朵得到的,但将声音应用于工业环境的人机界面还需要技术上的突破。人机界面还包括各种手动和脚动操作装置,如按键、旋钮、鼠标、操纵杆、手柄和踏板等。好的人机界面操作简单、美观、易懂,且具有引导功能,使操作者不仅感觉方便而且偷悦,从而提高使用效率。
由于一般数控系统是 面向通用机床的控制,而不同机床制造商所开发的机床类型和应用领域有所不同,所以为了提供良好的人机界面,就需要对数控系统进行客户化人机界面的开发工作。主要有以下几方面的应用需求:
1)专用机床的使用。专用机床,如专用磨床、专用铣床等,配套技术复杂,典型的机床操作界面往往不能满足要求,所以需要有自己的专用界面,以便于对特定设备的操作和管理。
2)特殊结构上的应用。在生产实际中,许多机床都有其自身特有的部分,不仅需要相关专用人机界面,而且往往需要对其数控核心进行配置,甚至二次开发。
3)简化操作的需要。根据机床的具体使用环境,通过智能化的界面可大大简化操作过程,减少操作失误,提高机床的工作效率。
目前,全球领先的机床制造商对高端数控系统的人机界面进行个性化的研究,以满足特定需求,实现特定功能。他们和数控系统专业厂商紧密合作,不但将人机界面客户化,而且深入内核开发出特色功能。例如,日本大限公司将抑制振动的加工导航和防碰撞功能集成到数控系统中。马扎克公司在三菱数控系统的基础上,融入马扎克在数控设备制造方面的经验,形成了自有品牌的Mazatrol数控系统。牧野公司在发那科数控系统的基础上,围绕机床特点进行了全新的开发,在钛合金加工领域发挥自己的独特优越性。
国产数控系统由于主要面向中低端数控设备的应用领域,大多数系统生产商不给用户和机床制造商提供人机界面的二次开发方法。如果客户有修改界面的需要,可以向数控系统厂商提出想法与具体要求,厂商会按照客户的具体要求给出相应的方案,代为进行人机界面的二次开发,提供按用户要求定制的界面。
二、图形化和软键化
图形是 工程师和技术人员表达设计意图和操作过程的主要工具,在科学技术中图形所包含的内容远比文字语言丰富和简洁得多,形象直观的图形几乎没有国家之间的差异,而且便于学习和记忆,所以图形是 实现人机界面最为有效的交互工具。随着计算机处理能力和展示技术的发展,图形化的人机界面成为数控系统的发展方向,特别是 苹果iPad及iPhone在人机界面上取得的巨大成功,推动了图形化人机界面在工业产品中的应用。将多点触摸屏和多媒体技术应用于数控系统的人机界面,无疑会大大促使机床操作更加简单和方便。采用图形化的信息提示、图形化的软键等实现数控系统图形化人机界面是 新一代数控系统的重要特征。
国内外的中高端数控系统已普遍采用图形模拟来验证零件加工程序,先进的还采用三维实体模型进行加工过程模拟,借助缩放旋转功能观察加工过程的细节,并给出加工所需的时间,便于用户进行加工规划。高端数控系统甚至将CAM功能集成到系统中,便于用户进行现场编程或对加工程序进行修改。三、数控系统的智能化
泡沫切割设备的智能化是 数字控制进一步的发展,借助各种传感器,对加工过程和机床状态进行监控,使机床具有感知、推理、决策和自学习等功能。智能化将机床从被动的“动作执行者”向自主的“任务承担者”转变。数控设备智能化涉及的领域和层次,涵盖以下4个方面。
1)操作智能化。图形化操作界面、图形化按钮及触摸屏的采用,简化了操作过程和对操作者的培训,甚至发展到用语音识别操控机床。测量自动循环能快速检测工件的定位信息,系统自动根据定位信息获取工件的实际位置,从而采用正确的刀具路径进行加工,减少了机床的辅助时间和调整时间。
2)加工智能化。对加工过程进行实时监控,自主地对工况变化进行决策,调整加工参数以适应这种变化,最大限度地发挥机床和刀具的潜力,提高生产效率,延长刀具的寿命。数控系统通过对温度、声音和振动等外部信号,以及对驱动电动机的电流、功率及加速度等内部信息的采集,分析加工过程进行的状态,进行在线优化,必要时对故障进行诊断,以保障加工任务高效而可控地顺利完成。
3)维护智能化。合理的维护管理不但能够延长设备的使用寿命,而且能够提高设备的使用率,降低使用成本。例如,西门子基于互联网的“电子产品服务(ePS)”软件,可通过互联网访问Sinumerik系列数控系统,借助其状态监控系统在线连续监控数控系统各控制轴的状态和PLC状态,从而评估机床工作状况,分析相关的参数,实现远程诊断和维修服务,防止早期故障引起的意外停机,减少检修停工期,增强可靠性,提高生产力,降低维护费用。
4)管理智能化。数控设备能够接受来自上面管理层的命令信息,同时将自己的工作状态进行反馈,并且能够对刀具、工夹具、工件以及零件加工程序等进行有效的管理,减少辅助时间,从而发挥机床的最大效益。例如,西门子公司为其数控系统828D和840Dsl提供机床管理扩展功能(EasyExtend)的选项,可方便地在机床制造厂预先完成必需的基本配置工作。在现场安装选项部件后,只需按下一个按钮,所有配置就可自动运行,并与用户的车间信息化系统连接。此外,通过短信功能(EasyMessage)可使刀具需求信息、警示信息、机床维护信息能够以短信的形式通知操作者和服务人员,从而大大缩短了机床等待服务的时间。
泊头市长林机械设备制造有限公司(http://www.btcljx.com)是 集多功能 EPS线条切割设备的自主研发、生产、销售和服务于一体的企业。公司经过不断研究完善了建筑装饰构件的配套设备和自动化设备,可根据用户的不同工况实际情况选用 EPS线条设备,并可为特殊要求客户提供设计、制造、安装、维修等服务。
新闻中心