控制包括集成到玻璃窗中的触摸界面的工业机器的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制工业机器，尤其是在如容器之类的加工物品的生产或改造领域。
【背景技术】
[0002] 物品生产线一般包括多个机器，每个机器实现有助于制造物品的一定数量操作， 机器或是直接相接，或是经由输送器(通常是带式输送机、辊道输送机、钳式输送机等）连 接。
[0003] 每个机器包括多个组件，还称为构件，每个构件完成的功能可以是：
[0004] -机械功能(通常是操作、机械加工、模制），
[0005] -电气/电磁功能(通常是提供电力，制热或制冷，辐射），
[0006] -液压/气动功能(通常是流体循环），
[0007] -或者，信息功能(通常是计算，控制）。
[0008] 因此，在基于塑料预型件来制造容器的领域，涉及多个机器。炉保证通过红外辐射 源(通常是卤素灯或激光二极管阵列)来加热预型件;鼓风机保证基于加热的预型件通过注 入加压流体(一般是空气)而在模具内形成容器。充填机保证在形成的容器中引入内容(通 常是液体或粘稠物)并且对如此填充的容器封口；标签器最后保证填充的容器的贴标签。其 他功能还可以由其他机器完成:供给预型件，外包装(成箱），托盘化。
[0009] 每个机器的组件通常被集中在由机架限定的工作环境中，该机架保证不同组件的 刚性支撑和检索（也就是说精确相互位置）。机架一般具有完成以下功能中至少一个的隔 板:光隔离、热隔离、组件保护、人员保护。这些隔板可以是活动的以允许人员身体进入工作 环境(尤其是允许维护操作）。此外，这些隔板中的至少一些隔板可以装玻璃以允许从机架 外部的观察区在玻璃前面视觉观看工作环境。
[0010]现代机器具有信息化控制系统，其包括:主控制单元，在主控制单元中编程有机器 的全局功能;从控制器，对主控制单元进行伺服并且操纵每个构件。提供了连接到主控制单 元的以控制台形式的人机接口，以允许经由相应的控制器对构件的至少一些功能进行人工 操纵。在最新的机器上，控制台包括屏幕，该屏幕可以是触摸的（也就是说除了传统显示功 能之外集成有手指接触控制功能的屏幕）。
[0011] 通过与包括按钮控制器、推杆控制器、变速器和选择器的模拟控制台比较，具有屏 幕的控制器提供紧凑的优点，这是因为操作员可以仅显示命令的仅一部分，其余部分遮挡 起来。对于具有触摸屏的控制器，通过允许操作员节省动作并且集中在屏幕上而无需频繁 转向分离的控制键盘，改进了机器的人类工程学和安全性。
[0012] 然而人类工程学仅部分得到改进，因为所用的屏幕的尺寸通常太小。较小的显示 分辨率导致较差的视觉舒适度以及所显示的功能的限制。使用更大的屏幕可以解决这些问 题，但是遇到机器周围的可用空间的限制。
[0013] 已知的控制系统的不太直观的特征要求编辑丰富的手册并且使操作者的培训延 长，这对于生产率有害，尤其是当操作者的更换变得频繁时有害。
【发明内容】
[0014] 本发明的第一目标是大大改进机器的控制系统的人类工程学。
[0015] 本发明的第二目标是使在控制台上对机器的控制操作更加直观。
[0016] 本发明的第三目标是改进操作者对控制系统的控制台的视觉舒适度。
[0017] 为此，本发明第一方面提出一种控制机器的控制系统，该机器具有限定包括所述 机器的功能组件的工作环境的机架，该机架承载把工作环境和观察区分隔开的透明玻璃， 该控制系统包括：
[0018] -主控制单元；
[0019] -从控制器，对主控制器进行伺服并且每个都操控功能组件；
[0020] -触摸图形界面，连接到主控制单元并集成到玻璃，主控制单元被编程为在界面上 显示组件的控制面板，每个控制面板包括控制对应组件的至少一个交互功能，并且被编程 为响应于对至少一个交互功能的触摸刺激来经由组件的控制器控制组件。
[0021] 该控制因此允许在机器的玻璃上直接显示控制界面，这尤其改进操作者的工作设 备的人机工程学。
[0022]根据【具体实施方式】：
[0023] -该控制系统包括:数据库，其中至少存储有组件在工作环境中的位置；以及照相 机，指向观察区以在观察区中检测操作者；
[0024] -以及主控制单元被编程为从检测到操作者的预定刺激动作（例如操作者在图形 界面上的手指刺激)的时刻开始执行以下步骤序列：
[0025] -通过考虑来自照相机的数据来计算与操作者的观看方向相对应的瞄准线；
[0026] -根据所存储的组件的位置和所计算的瞄准线，识别位于瞄准线上的至少一个组 件；
[0027] _在图形界面上显示所识别的组件的至少一个控制面板。
[0028] 照相机例如是立体类型的，而在数据库中可以存储脸的虚拟三维模型，包括观看 方向的原点，以及主控制单元被编程为在计算操作者的观看方向的步骤时执行以下操作：
[0029] -在操作者的脸上检测与脸的虚拟模型对应的对应点，
[0030] -计算对应点的空间坐标，
[0031 ]-根据对应点的坐标对脸的虚拟模型的空间调整，
[0032]-计算观看方向的原点的坐标，
[0033] -计算操作者对图形界面的手指刺激点的坐标，
[0034] -根据观看方向的原点的坐标和操作者对图形界面的手指刺激点的坐标，计算连 接这两个点的直线。
[0035] 在数据库中例如存储有每个组件的虚拟三维模型，并且主控制单元然后可以被编 程为在触摸界面上在其控制面部中显示任何选中组件的虚拟模型。
[0036] 本发明在第二方面，提出一种具有机架的机器，该机架限定包括所述机器的功能 组件的工作环境，该机架承载把工作环境和观察区分隔开的透明玻璃，该机器还配备有如 前所述的控制系统，所述控制系统的触摸界面集成到玻璃。
[0037] 本发明在第三方面提出一种控制机器的方法，该机器具有限定包括所述机器的功 能组件的工作环境的机架，该机架承载把工作环境和观察区分隔开的透明玻璃，该方法包 括以下步骤：
[0038] 一检测操作者的脸；
[0039] -计算与操作者的观看方向对应的瞄准线；
[0040] -根据所存储的组件的位置和所计算的瞄准线，识别位于瞄准线上的至少一个组 件；
[0041] -在集成到玻璃的图形界面上显示所识别的组件的至少一个控制面板。
[0042] 根据实施方式，计算瞄准线的步骤包括以下操作：
[0043] -在操作者的脸上，检测与存储的具有观看方向的原点的脸虚拟模型对应的对应 占 .
[0044] -计算对应点的空间坐标；
[0045] -根据对应点的坐标对虚拟模型进行空间调整，
[0046] -计算观看方向的原点的坐标，
[0047] -计算操作者对图形界面的手指刺激点的坐标，
[0048] -根据观看方向的原点的坐标和操作者对图形界面的手指刺激点的坐标，计算连 接这两个点的直线。
【附图说明】
[0049] 参照附图，对【具体实施方式】的以下描述，本发明的其他目的和优点变得清楚，在附 图中：
[0050] -图1是示出具有玻璃隔板的机器的透视图，在玻璃隔板上操作者在集成到玻璃 上的图形界面上执行控制操作；
[0051] -图2是示意性示出机器的控制系统的结构的图；
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