CN104423316A - 操作装置、控制装置和自动化技术的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作控制装置（102）的操作装置（100），所述控制装置用于自动化技术的至少一个电气的、液压的或者混合的驱动器（104），所述操作装置具有触摸屏（110），所述触摸屏用于为所述操作装置（100）的使用者显示操作信息并且用于提供手势信号，所述手势信号代表着使用者在所述触摸屏（110）的表面上实施的手势（300）。此外，所述操作装置（100）具有用于将所述手势信号转换为用于所述控制装置（102）的操作信号的转换器（112）和用于将所述操作信号提供给所述控制装置（102）的接口。

Description

操作装置、控制装置和自动化技术的设备

技术领域

本发明涉及一种用于对用于自动化技术的至少一个电气的、液压的、气动的或者混合的驱动器的控制装置进行操作的操作装置，涉及一种用于对自动化技术的至少一个驱动器进行控制的控制装置，涉及一种自动化技术的设备，并且涉及一种用于对自动化技术的控制装置进行操作的方法。

背景技术

在也被称为自动技术的自动化技术中，使用通过数控装置（NC：numeric control）来控制的设备。

EP 2 520 993 A2说明了一种用于对自动化的机器进行操作的装置，所述自动化的机器则用于对工件进行操纵、安装或者加工。所述操作在此例如通过键盘或者通过光学的或者声学的信号来进行。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种改进的、用于对用于自动化技术的至少一个电气的、液压的、气动的或者混合的驱动器的控制装置进行操作的操作装置；一种改进的、用于对自动化技术的至少一个驱动器进行控制的控制装置；一种改进的自动化技术的设备以及一种改进的、用于对自动化技术的控制装置进行操作的方法。

该任务通过按照独立权利要求的一种操作装置、一种控制装置、一种自动化技术的设备以及一种方法得到解决。

对于自动化技术的设备的操作能够通过对于手势控制的利用来明显地改进。在此能够有利地动用通过手势控制在消费者领域内、例如在智能手机、平板电脑或者个人电脑中的使用而引起的激发。即使下面作为实施方式主要对一种数控装置进行描述，手势控制的优点也适用于自动化技术的所有应用领域。除了所述数控装置之外，这例如也适用于与数控装置相近的仪器、例如可存储编程的控制装置（SPS）。

所描述的方案能够实现设备的符合NC（数控）的操作。这例如能够包括触发数控装置或者类似设备的特定功能以及必要时所需的安全措施、例如在安全询问时进行的双手操作。

通过手势控制能够提高操作可靠性。关于操作速度，所述操作可靠性能够通过直观的手势操作来得到提高。这例如适用于NC工具清单的滚动过程。关于所述操作可靠性，适用这一点：所述操作可靠性的提高能够通过双手操作来实现。例如自动化技术的设备中的进刀变化只能通过双手操作来进行。关于操作人机工程学，适用这一点：直观的手势提高了所述人机工程学效果。由此能够实现简单的、例如用于左撇子/右撇子的个性化能力。关于制造成本，适用这一点：通过按键的节省来降低制造成本。此外能够提高故障安全性，因为真实的按键可能会失灵，按照所描述的方案则能够省去所述真实的按键。

用于对用于自动化技术的至少一个电气的、液压的、气动的或者混合的驱动器的控制装置进行操作的操作装置具有以下特征：

触摸屏，其用于为该操作装置的使用者显示操作信息并且用于提供并且/或者接受手势信号，所述手势信号代表着使用者在所述触摸屏的表面上实施的手势；

转换器，其用于将所述手势信号转换为用于所述控制装置的操作信号；以及

接口，其用于将所述操作信号提供给所述控制装置。

所述操作装置能够是自动系统或者自动化设备的一部分。自动化技术的相应的设备能够是具有形式为SPS（speicherprogrammierbare Steuerung，可存储编程的控制装置）、NC（Numerical Control，数控）、CNC（Computerized Numerical Control计算机化数控）、动作控制（Motion-Control）、机器人控制（Robot-Control）或者类似装置的控制装置的、自动化的或者能够自动化的机器或设备。所述触摸屏能够是对接触敏感的显示机构、所谓的触摸式屏幕（Touchscreen）。所述操作信息能够实现图像的使用者界面的显示。所述操作信息能够构造用于：显示关于所述至少一个驱动器的机器数据，并且作为补充方案或者替代方案用于显示用于手势控制的使用者输入操作的操作区或者说控制区。所述转换器能够构造用于：在所述手势信号的基础上从一定量的预先确定的手势中识别手势。能够为每个预先确定的手势分配一个操作信号，该操作信号能够由所述转换器根据所识别的手势来提供。所述控制装置能够构造用于：作为接收所述操作信号的响应来实施被分配给所述操作信号的控制功能。

所述触摸屏能够构造为工业上适用的触摸式屏幕。这样的触摸式屏幕例如能够具有非常硬的表面并且由此能够防止损坏。

所述转换器能够构造用于：为了识别并且转换手势而运行支持手势的驱动软件。通过对于所述驱动软件的调整，能够以简单的方式来改变可能的手势及其意义。所述转换器能够具有用于装载驱动软件的软件接口。

所述转换器能够构造用于：将所述手势转换为用于形式为数控装置的控制装置的操作信号。通过这种方式，能够将所描述的方案有利地用于实现数控装置的仪器。

例如，所述操作信息能够包括关于用于能够在所述控制装置上实施的NC程序的调试程序的显示信息。相应地，所述操作信号能够代表着用于实施所述调试程序的功能的信号。通过调试程序，例如能够识别出在所述NC程序中的差错。这样的NC程序能够包括能够在所述控制装置上实施的程序代码。

所述操作信息也能够包括关于用于能够在所述控制装置上实施的NC程序的编辑器的显示信息。相应地，所述操作信号能够代表着用于操作所述编辑器的信号。通过这样的编辑器，例如能够编写或者修改所述NC程序。

所述操作信息也能够包括关于能够通过所述控制器来控制的工具的工具表的显示信息。相应地，所述操作信号能够代表着用于选择所述工具表的工具的信号。通过这种方式，例如能够通过点击所述触摸屏上显示的工具表的区段的方式来容易地选择工具。

所述操作信息也能够包括关于能够通过所述控制器来控制的电位计的显示信息。相应地，所述操作信号能够包括用于调整所述电位计的信号。通过这种方式，能够很快地选择并且设定能够通过所述电位计来实现的数值。为此例如能够省去提供旋转开关的做法，并且不需要键入所期望的作为数值的电位计数值。

所述触摸屏能够构造用于：检测形式为一次或多次点击触摸屏的表面的手势并且将其作为手势信号显示出来。由此例如能够容易地做出选择。

所述触摸屏也能够构造用于：检测形式为在两个至少彼此相距20cm的位置处同时接触触摸屏的表面的手势并且将其作为手势信号显示出来。所述位置能够如此远离彼此，使得其无法通过使用者的一只手来碰到。这适合于与安全相关的功能。

所述触摸屏也能够构造用于：检测形式为一个滑过所述触摸屏的表面的滑移动作（Streichbewegung）的手势并且将其作为所述手势信号显示出来。在此能够涉及一个线性的滑移动作。由此例如能够移动在所述触摸屏上显示的图像内容。

所述触摸屏也能够构造用于：检测形式为两个在该触摸屏的表面的不同位置处进行的、同时的、滑过该触摸屏的表面的滑移动作的手势并且将其作为手势信号显示出来。在此能够涉及两个线性的滑移动作。由此例如能够改变在所述触摸屏上显示的图像内容的大小。

所述触摸屏也能够构造用于：检测形式为三个在该触摸屏的表面的不同位置处进行的、同时的、滑过该触摸屏的表面的滑移动作的手势并且将其作为手势信号显示出来。由此例如能够模拟旋钮的旋转。

所述触摸屏也能够构造用于：检测形式为描绘符号的、滑过所述触摸屏的表面的滑移动作的手势并且将其作为手势信号显示出来。所述符号例如能够是字母、数字或者标点符号。由此能够进行直观的操作。

用于对自动化技术的至少一个驱动器进行控制的控制装置具有以下特征：

所提到的操作装置；以及

控制器，该控制器具有用于将控制信号发送给所述至少一个驱动器的控制接口，其中所述控制器构造用于以对所述操作信号做出响应的方式实施控制功能。

通过这种方式能够实现对于自动化设备的驱动器的、手势控制的控制。

自动化技术的设备具有以下特征：

-所提到的控制装置；以及

-至少一个电气的、液压的或者混合的驱动器，该驱动器通过所述控制接口与所述控制装置耦接。

通过这种方式，能够通过使用者的手势来控制自动化技术的电气的、液压的或者以电液的方式运行的设备。

用于操作自动化技术的控制装置的方法包括以下步骤：

-在使用触摸屏的情况下为使用者显示操作信息并且提供手势信号，该手势信号代表使用者在所述触摸屏的表面上实施的手势；

-将所述手势信号转换为用于所述控制装置的操作信号；并且

-通过接口将所述操作信号提供给所述控制装置。

能够在使用所提到的装置之一的情况下实施这样的方法的步骤。“装置”在此能够是指电气仪器，该电气仪器处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号。所述装置能够具有接口，该接口能够以硬件和/或软件的方式来构成。在以硬件的方式构成时，所述接口例如能够是所谓的系统ACIC的一部分，所述系统ASIC包括所述装置的极为不同的功能。但是也能够这样安排：所述接口是自身的所集成的开关电路或者至少部分地由分散的结构元件所构成。在以软件的方式构成时，所述接口能够是软件模块，所述软件模块除了其它的软件模块之外也例如存在于微型控制器上。

还有利的是一种具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码能够被保存在机器可读的载体、例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学的存储器上，并且在计算机或者装置上实施该程序代码时用于实施按前面所描述的实施方式之一所述的方法。由此能够由所述计算机的机构或者所述装置来实施所述方法的、在程序代码中所定义的步骤。

附图说明

下面借助于附图来示例性地对本发明进行详细解释。附图示出：

图1是按照本发明的一种实施例的自动化技术的设备的示意图；并且

图2是用于对自动化技术的控制装置进行操作的方法的流程图；并且

图3到17是按照本发明的实施例的手势。

附图标记列表：

100    操作装置

102    控制装置

104    驱动器

110    触摸屏

112    转换器

201    显示及提供的步骤

203    转换的步骤

205    提供的步骤

300    手势。

相同的或者类似的元件在接下来的附图中能够设有相同的或者类似的附图标记。此外，附图、其说明以及权利要求以组合的形式包含多个特征。在此，本领域的技术人员清楚地知道，也能够单个地研究这些特征或者将其归纳为其它这里未明确描述的组合。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的一种实施例的自动化技术的设备的示意图。所述设备能够是一种自动化系统并且具有操作装置100、控制装置102和驱动器104。所述控制装置102能够是数控装置。所述驱动器104构造用于实施一种动作，该动作例如用于使机器部件运动、用于抓住工具或者用于操纵阀。所述控制装置102构造用于：通过接口来将用于对所述驱动器104进行控制的控制信号、例如驱动参数发送给所述驱动器104。所述操作装置100具有供所述设备的使用者、例如人员使用的使用接口、也被称为使用者接口。作为对使用者通过使用接口进行的输入操作做出的响应，所述操作装置100构造用于将与所述输入操作相对应的操作信号发送给所述控制器102。所述控制装置构造用于：作为对所述操作信号做出响应来实施控制功能，例如将所述控制信号提供给所述驱动器104。此外，所述控制装置能够构造用于：将所述驱动器104的控制数据或者数据提供给所述操作装置100，从而例如向使用者显示出来。

所述操作装置100具有触摸屏110和转换器112。所述触摸屏110构造用于向使用者可视地显示操作信息。此外，所述触摸屏110构造用于：例如以电容的或者电阻的方式来检测使用者在所述触摸屏110的表面上实施的手势，并且将与所述手势相对应的手势信号发送给所述转换器112。所述转换器112构造用于：将所述手势信号转换为用于所述控制装置102的操作信号，并且将所述操作信号发送给所述控制装置102。此外，所述转换器112能够构造用于：将有待由所述触摸屏110显示的信息发送给所述触摸屏110。

按照一种实施例，所述控制装置102具有用于对NC程序进行调试或者检查的调试器、用于对NC程序进行编辑的编辑器和/或用于保存能够通过所述控制装置102来控制的工具的工具表器件。

所述设备例如是形式为SPS（可存储编程的控制装置）、NC（数控装置）、CNC（计算机化数控）、动作控制（Motion-Control）、机器人控制（Robot-Control）或者类似装置的控制装置102的、自动化的或者能够自动化的机器或设备。所述操作装置100被设置用于操作所述设备。所述触摸屏110构造用于：显示图像的使用者界面并且检测使用者输入操作。

按照一种实施例，将所描述的方案用于NC控制装置102的操作系统100。在此，为所述NC控制装置102提供手势支持的操作界面110。关于操作速度、操作可靠性和操作人机工程学对用于NC控制装置102的触摸屏操作实施优化。在此，与所熟知的、无手势操作的设备相比，能够实现成本的降低以及故障安全性的提高。

所描述的方案能够用来取代对于在自动化技术（NC控制装置）的领域内具有硬键、软键和指示仪器（Zeigeinstrument）的技术设备的操作。由此能够避免硬键和指示仪器的易受污染性以及用于HW按键及HW开关的由此提高了的故障率及成本。

换而言之，能够在没有附加的HW按键及指示仪器的情况下通过所述触摸屏110来进行快速、可靠并且直观的操作。在此实现针对污染的不敏感性、由于HW按键及指示仪器的缺省引起的成本降低以及故障安全性的提高。

所描述的方案允许关于操作速度、操作可靠性和操作人机工程学得到优化的操作，所述操作在很高的程度上符合NC操作的特点并且降低制造成本并且提高故障安全性。

图2示出了一种用于对自动化技术的控制装置进行操作的方法的流程图。在此能够涉及在图1中示出的控制装置。所述方法能够在所述自动化技术中实现手势操作。

所述方法包括步骤201，在该步骤中在使用触摸屏的情况下为使用者显示操作信息。此外，在由使用者在所述触摸屏的表面上实施手势时，在所述步骤201中提供手势信号。所述手势信号、例如电信号代表着所述手势。在步骤203中，将所述手势信号转换为用于所述控制装置的操作信号，并且在步骤205中将所述操作信号提供给所述控制装置。

能够在使用用于对所述自动化技术中的例如NC控制装置进行多点触控操作的软件的情况下实施所述方法。为此，工业上适用的触摸式屏幕以及支持手势的驱动软件适合用作辅助手段。

在此采用与特殊的NC需求相匹配的、直观的、用于NC控制装置的手势操作。下面借助于图3到11对单个的符合NC的手势进行描述。

图3到17示出了按照本发明的实施例的手势。所述手势例如能够通过使用者的接触或者划擦动作在所述在图1中示出的触摸屏上来实施。

图3示出了形式为对一个或者多个屏幕对象进行单击的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：功能触发：开始NC调试程序；选择：用于工具校正的输入区；确认：用于工具数据、参数值的数值录入。

图4示出了形式为对一个或者多个屏幕对象进行双击（“Doppel-Klick”）的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：打开一个对象；打开NC程序、打开工具表。

图5示出了带有安全功能的形式为双手操作的手势300，其中同时点击或者按压两个屏幕对象。所述手势能够用于下面所提到的范例动作：机器功能触发：利用安全询问来切换NC控制装置的运行模式。

图6示出了形式为（双指）在屏幕上水平画线的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：移动屏幕内容或者水平浏览不能完全在屏幕上显示的工具表、参数列表或者NC编辑器。

图7示出了形式为（单指）在屏幕上垂直画线的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：移动屏幕内容或者垂直浏览不能完全在屏幕上显示的工具表、参数列表或者NC编辑器。

图8示出了形式为（双指）放大屏幕内容或者屏幕部分内容的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：放大图像的或者文本的图示（NC轮廓显示、NC控制装置的利用率显示等等）。

图9示出了形式为（双指）缩小屏幕内容或者屏幕部分内容的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：缩小图像的或者文本的图示（NC轮廓显示、NC控制装置的利用率显示等等）。

图10示出了形式为三指旋转的手势300。该手势能够用于下面所提到的范例动作：旋转用于不同的过程数值（进刀、转速等）的电位计显像。

图11示出了形式为完整的屏幕表面上的文字手势（Schriftgeste）、这里是问号的手势300（单指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：调用用于当前所示出的信息或者功能的帮助功能（对工具说明、校正值等的解释）。

图12示出了形式为屏幕上的文字手势、这里是交叉的手势300（单指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：删除NC程序和/或参数/工具表；放弃NC编辑器中的变化。

图13示出了形式为屏幕上的文字手势、这里是打勾的手势300（单指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：OK或者确认；保存NC编辑器或者工具表中的变化。

图14示出了形式为屏幕上的文字手势、这里是打勾的手势300（双指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：复制NC程序、工具表等等。

图15示出了形式为从下往上逆时针的圆弧的手势300（单指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：撤销NC程序或者工具表中的变化等。

图16示出了形式为从上往下顺时针的圆弧的手势300（单指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：恢复NC编辑器或者工具表中的变化等。

图17示出了形式为在特定的屏幕区域上划擦的手势300（双指）。该手势能够用于下面所提到的范例动作：用于切换到其它操作区域（机器→程序→…）。

所示出的实施例仅仅被示例性地选出并且能够彼此相互组合。

Claims (10)

1. 用于对控制装置（102）进行操作的操作装置（100），所述控制装置用于自动化技术的至少一个电气的、液压的、气动的或者混合的驱动器（104），所述操作装置具有以下特征：

-触摸屏（110），其用于为所述操作装置（100）的使用者显示操作信息并且用于提供和/或接受手势信号，所述手势信号代表着使用者在所述触摸屏（110）的表面上所实施的手势（300）； 

-转换器（112），其用于将所述手势信号转换为用于所述控制装置（102）的操作信号；以及

-接口，其用于将所述操作信号提供给所述控制装置（102）。

2. 按权利要求1所述的装置，其中所述转换器（112）构造用于将所述手势（300）转换为用于形式为数控装置的控制装置（102）的操作信号。

3. 按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述操作信息包括关于用于能够在所述控制装置（102）上实施的NC程序的调试程序的显示信息、关于用于能够在所述控制装置（102）上实施的NC程序的编辑器的显示信息、关于能够通过所述控制器来控制的工具的工具表的显示信息和/或关于能够通过所述控制器来控制的电位计的显示信息，并且其中所述操作信号是用于实施所述调试程序的功能的信号、用于操作所述编辑器的信号、用于选择所述工具表的工具的信号和/或用于调整所述电位计的信号。

4. 按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述触摸屏（110）构造用于检测手势（300）并且将其作为手势信号显示出来，所述手势的形式为一次或多次点击所述触摸屏（110）的表面、在两个相互距离至少20cm的位置处同时接触所述触摸屏（110）的表面、一个滑过所述触摸屏（110）的表面的滑移动作、两个在所述触摸屏（110）的表面的不同位置处进行的同时的滑过所述触摸屏（110）的表面的滑移动作、三个在所述触摸屏（110）的表面的不同位置处进行的同时的曲线状的滑过所述触摸屏（110）的表面的滑移动作和/或描绘符号的滑过所述触摸屏（110）的表面的滑移动作。

5. 按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述触摸屏（110）构造为工业上适用的触摸式屏幕。

6. 按前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述转换器（112）构造用于为了识别并且转换所述手势（300）而运行支持手势的驱动软件。

7. 用于对自动化技术的至少一个驱动器（104）进行控制的控制装置（102），其中所述控制装置（102）具有以下特征：

按前述权利要求中任一项所述的操作装置（100）；以及

控制器，所述控制器具有控制接口，所述控制接口用于将控制信号发送给所述至少一个驱动器（104），其中所述控制器构造用于作为对所述操作信号的响应来实施控制功能。

8. 自动化技术的设备，具有以下特征：

按前述权利要求中任一项所述的控制装置（102）；以及

至少一个电气的、液压的、气动的或者混合的驱动器（104），所述驱动器通过所述控制接口与所述控制装置（102）耦接。

9. 用于操作自动化技术的控制装置（102）的方法，其中所述方法包括以下特征：

在使用触摸屏（110）的情况下为使用者显示（201）操作信息并且提供手势信号，所述手势信号代表使用者在所述触摸屏（110）的表面上实施的手势（300）；

将所述手势信号转换（203）为用于所述控制装置（102）的操作信号；并且

通过接口将所述操作信号提供（205）给所述控制装置（102）。

10. 具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码在按权利要求1到7中任一项所述的装置上实施所述程序产品时用于实施按权利要求9所述的方法。