专利名称：完全基于触摸屏的数控操作面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及电学领域，尤其涉及数控设备，特别是一种完全基于触摸屏的数控操 作面板。
背景技术：
数控系统需要通过操作面板和屏幕控制运动和各种开关动作，设置参数、编辑和 运行零件程序及PLC程序，并显示有关状态、信息和运动轨迹。现有技术中，采用硬件操作 面板来控制运动以及各种开关动作，采用硬件键盘来设置参数、编辑和运行零件程序及PLC 程序多采用，采用硬件按键来切换数控显示及设置菜单。硬件操作面板、硬件键盘和硬件按 键作为人机交互界面存在硬件故障率以及制造维护成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种完全基于触摸屏的数控操作面板，所述的这种完全基 于触摸屏的数控操作面板要解决现有技术中数控系统采用硬件操作面板作为人机交互界 面而存在的硬件故障率以及制造维护成本高的问题。本发明的这种完全基于触摸屏的数控操作面板由一个触摸显示器和一个计算机 构成，所述的触摸显示器中设置有显示装置、触摸信号输入屏和触摸信号输出接口，所述的 计算机中设置有处理器、输入输出接口、显示驱动接口和存储器，所述的输入输出接口、显 示驱动接口和存储器与处理器连接，显示驱动接口与显示装置连接，输入输出接口与触摸 信号输出接口连接，存储器中设置有人机交互图形化界面数据，触摸显示器上设置有电源 开关和紧急停止按钮开关，其中，所述的人机交互图形化界面数据中包含有虚拟按键、虚拟 旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯，显示装置显示所述的虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟 主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯，触摸信号输入屏检测虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台和 虚拟键盘位置处的输入动作，并将动作信号通过触摸信号输出接口传递到计算机中的输入 输出接口，计算机将虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯的变化状态 通过显示装置继续显示，同时，将对应的控制信号送往被控电器，虚拟主控台永远留驻在人 机交互图形化界面前台，用于显示主要信息以及一键快速切换数控操作面板和其他人机交 互图形化界面。进一步的，输入输出接口上连接有音响装置，触摸信号输入屏检测到虚拟按键、虚 拟旋钮、虚拟主控台和虚拟键盘位置处的输入动作时，计算机向音响装置输出音响信号。进一步的，人机交互图形化界面控制虚拟指示灯的明暗及闪烁。进一步的，人机交互图形化界面中设置有虚拟按键的自动触发延时控制。进一步的，虚拟旋钮中含有微调虚拟按键。进一步的，人机交互图形化界面在虚拟主控台中显示一个窗口，窗口内显示刀具 动态选择项和当前运行刀具。进一步的，人机交互图形化界面在存储器中自动记忆上一个访问过的子界面，下一次回到该子界面所在主界面时，直接进入该子界面。本发明的工作原理是显示装置中模拟显示实际的各种按键和旋钮的动作和操作 感，利用图形化软件界面仿真实际硬件面板布局与外观，利用虚拟面板的特性及其标签目 录方法设计优化出只有二层的、可以同时浏览同级或上级所有菜单标签的结构，从而实现 了一个完整的、达到实际应用要求的纯触摸屏数控操作面板及图形化界面。具体的，所有数控器的操作功能键、调节旋钮、数据/文字输入键盘、状态指示和 图形/数据显示均在触摸显示器的界面上以逼近实际操作习惯和真实硬件面板特性的方 法加以实现。图形化人机界面的菜单结构按数控的功能大类划分为操作面板、参数设置、程 序编辑、系统诊断和在线帮助五个主界面，每个主界面下采用标签目录的方式排列出所有 下属一级子界面，在每个一级子界面下同样采用标签目录方式排列出属下的所有二级子界 面，二级子界面是数控人机界面结构中最底层的界面。在任一个二级子界面中，可以同时看 到所有主界面按键、所属主界面下的所有一级子界面标签以及所属一级子界面下的其他二 级子界面标签，因此在同属主界面中，最多按下2次键即能切换至另一个一级或二级子界 面，对于在不同主界面下的其他子界面，最多按下3次键即能实现切换。进一步的，在纯触摸屏的数控操作面板设计中，将传统的面板开关多刀具选择和 指示方法，演化成触摸显示器上的动态刀具指触选择和显示二合一的单一窗口，每次在窗 口中触摸选择需要的刀具，手动选中的刀具或数控自动程序正在使用的刀具会自动显示在 该窗口中。进一步的，触摸显示器上的虚拟按钮操作时伴有提示音、指示灯明暗及闪烁、键面 色彩变化，以逼真实际硬件操作面板的使用习惯。虚拟按键还具有自动按钮触发延时、当前 禁用的按钮被自动淡隐等功能，以提高触摸式人机界面的操作防错能力。进一步的，触摸显示器上的旋钮设有跳跃调节、精细调节和固定比例衰减功能，以 逼真实际旋转式调节钮或波段开关的工作方式和使用习惯。进一步的，触摸显示器上的主控台界面永远处于触摸显示器的前台，集约显示数 控系统主要状态及信息，进行系统开关和排列着数控的5大主界面按键。通过主控台，可以 在任何时候和任何菜单位置上，一键切换到操作面板或其他主界面。进一步的，在人机界面设计中，上次访问过的子界面会被自动记忆，下一次主控台 上切入上次子界面所在主界面时，该子界面自动显示。本发明和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明专利彻底摒弃了传统 的开关操作面板，大幅度降低了对数控输入输出的占用，降低了硬件故障率和制造维护成 本，使面板控制和数控功能达到紧密高效的一体化控制。结合全触摸式软操作面板的用户 界面设计上充分利用了虚拟软界面的灵活性和触摸输入的特性，设计方法和逼真实际面板 特性上有较大突破，在菜单结构和导航上有创新，在用户友好性上得到较大优化，使得复杂 的数控操作在兼顾传统操作习惯和进一步提升功能及安全性的前提下，变得一目了然和简 单易学。目前国内或国际上尚未发现完全采用触摸屏的数控操作面板及其完整设计方案。
图1是本发明的完全基于触摸屏的数控操作面板的结构示意图。图2是本发明的完全基于触摸屏的数控操作面板的工作状态示意图。
图3是本发明的完全基于触摸屏的数控操作面板中的数控图形化界面的菜单结 构示意图。
具体实施例方式8.如图1、图2和图3所示，本发明的完全基于触摸屏的数控操作面板由一个触 摸显示器1和一个计算机构成，所述的触摸显示器1中设置有显示装置、触摸信号输入屏2 和触摸信号输出接口，所述的计算机中设置有处理器、输入输出接口、显示驱动接口和存储 器，所述的输入输出接口、显示驱动接口和存储器与处理器连接，显示驱动接口与显示装置 连接，输入输出接口与触摸信号输出接口连接，存储器中设置有人机交互图形化界面数据， 触摸显示器1上设置有电源开关4和紧急停止按钮开关3，其中，所述的人机交互图形化界 面数据中包含有虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯，显示装置显示 所述的虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯，触摸信号输入屏2检测 虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台和虚拟键盘位置处的输入动作，并将动作信号通过触摸信 号输出接口传递到计算机中的输入输出接口，计算机将虚拟按键6、虚拟旋钮7、虚拟主控 台、虚拟键盘和虚拟指示灯的变化状态通过显示装置继续显示，同时，将对应的控制信号送 往被控电器。进一步的，触摸显示器1上显示有一个永远留驻在前台的主控台界面8，在主控台 界面8有数控主要信息和状态的显示区域、数控系统退出键、数控主界面切换按键10。任何 时候按下任何一个主界面切换按键10，相应的主界面11即显示在触摸显示器1上。进一步的，当主界面切换按键10切换到操作面板9时，操作面板9显示在触摸显 示器1上。操作面板9有数控所需要的各种虚拟按键6、虚拟旋钮7、刀具选择和显示窗口 5、以及动态数据、图形显示区域；虚拟按键6操作时普遍伴有提示音、指示灯明暗或闪烁、 键面色彩变化、自动按钮触发延时、以及禁用时自动淡隐等逼真实际按键的功能，虚拟旋钮 7设有跳跃调节、精细调节和固定比例衰减等与真实旋钮操作习惯接近的功能。进一步的，操作面板9或任意的一个人机界面的层次不超过2层，人机界面采用标 签目录12的方法布局，在任何主界面内可以看见所有下属一级子界面和同属的二级子界 面的标签，按键2次以内可以到达当前主界面内的任何另一个子界面，按键3次以内可以到 达其他任何主界面内的任何一个子界面。如果从另一个主界面再次回到上次访问过的主界 面内，直接自动进入该主界面内最后访问的子界面。
权利要求
一种完全基于触摸屏的数控操作面板，由一个触摸显示器和一个计算机构成，所述的触摸显示器中设置有显示装置、触摸信号输入屏和触摸信号输出接口，所述的计算机中设置有处理器、输入输出接口、显示驱动接口和存储器，所述的输入输出接口、显示驱动接口和存储器与处理器连接，显示驱动接口与显示装置连接，输入输出接口与触摸信号输出接口连接，存储器中设置有人机交互图形化界面数据，触摸显示器上设置有电源开关和紧急停止按钮开关，其特征在于所述的人机交互图形化界面数据中包含有虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘、虚拟指示灯和数据或者图形显示窗，显示装置显示所述的虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯，触摸信号输入屏检测虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台和虚拟键盘位置处的输入动作，并将动作信号通过触摸信号输出接口传递到计算机中的输入输出接口，计算机将虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台、虚拟键盘和虚拟指示灯的变化状态通过显示装置继续显示，同时，将对应的控制信号送往被控电器，虚拟主控台永远留驻在人机交互图形化界面前台，并显示主要信息以及一键快速切换数控操作面板和人机交互图形化界面。
2.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于输入输出接口 上连接有音响装置，触摸信号输入屏检测到虚拟按键、虚拟旋钮、虚拟主控台和虚拟键盘位 置处的输入动作时，计算机向音响装置输出音响信号。
3.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于人机交互图形 化界面控制虚拟指示灯的明暗及闪烁。
4.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于人机交互图形 化界面中设置有虚拟按键的自动触发延时控制。
5.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于虚拟旋钮中含 有微调虚拟按键。
6.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于人机交互图形 化界面用一个窗口显示和选择刀具当前运行刀具。
7.如权利要求1所述的完全基于触摸屏的数控操作面板，其特征在于人机交互图形 化界面在存储器中自动记忆上一个访问过的子界面，下一次回到该子界面所在主界面时， 直接进入该子界面。全文摘要
一种完全基于触摸屏的数控操作面板，由触摸显示器和人机交互图形化界面组成，触摸显示器上设置有紧急停止开关和电源开关，所有数控器的操作功能键、调节旋钮、数据/文字输入键盘、状态指示和图形/数据显示均在触摸显示器的界面上实现。触摸显示器前台有一个永远留驻的主控台界面，本发明彻底摒弃了传统的开关操作面板，大幅度降低了对数控输入输出的占用，降低了硬件故障率和制造维护成本，使面板控制和数控功能达到紧密高效的一体化控制，在用户友好性上得到较大优化，使得复杂的数控操作在兼顾传统操作习惯和进一步提升功能及安全性的前提下，变得一目了然和简单易学。
文档编号G05B19/18GK101894279SQ20091005183
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者王如冈 申请人:如冈自动化控制技术(上海)有限公司