CN104424413A - 用于控制至少一个机器的方法和操作设备 - Google Patents

Abstract

用于控制至少一个机器的方法和操作设备。提出用于控制至少一个机器的操作设备。操作设备具有用于显示图形用户界面和检测用户输入的触敏显示装置。操作设备也具有控制装置，其与显示装置和至少一个机器能传输信号地可连接或者连接。控制装置被构造为，将用于显示图形用户界面的图像信号输出给至显示装置的接口并且由至显示装置的接口读入用户输入信号以及产生基于其的控制信号来控制至少一个机器。显示装置被构造用于，在使用图像信号的情况下在显示装置的第一部分区段中显示用于显示机器数据和/或针对用户输入的第一显示区域以及在显示装置的至少一个第二部分区段中显示至少一个上下文相关的、用于显示机器数据和/或针对用户输入的第二显示区域。

Description

用于控制至少一个机器的方法和操作设备

技术领域

本发明涉及用于控制至少一个机器的操作设备，涉及用于控制至少一个机器的方法以及涉及相应的计算机程序产品。本发明尤其是可以应用在自动化技术、机械制造和设备制造的领域，例如与带有例如SPS（存储器可编程控制）、NC（数字控制）、CNC（计算机化的数字控制）、动作控制、机器人控制等的机器和设备结合。

背景技术

通常为了操作、监控或者控制已知的自动化机器和设备例如可以使用4:3显示屏和操作键。WO 2005/029810 A2公开了一种HMI系统，其用于操作和观察带有移动操作和观察仪器的技术设备并且可靠地进行数据传输。

发明内容

本发明的任务在于，实现一种改善的用于控制至少一个机器的操作设备、一种改善的用于控制至少一个机器的方法以及一种改善的计算机程序产品。

该任务通过根据独立权利要求的、用于控制至少一个机器的操作设备、用于控制至少一个机器的方法以及计算机程序产品来解决。有利的扩展方案由相应的从属权利要求和后面的描述得到。

用于控制至少一个机器的操作设备具有下面的特征：

用于显示图形用户界面并且用于检测用户输入的触敏的显示装置；以及

控制装置，其与显示装置和与至少一个机器能传输信号地连接或者能够与显示装置和与至少一个机器能传输信号地连接，其中控制装置被构造为，将用于显示图形用户界面的图像信号输出给至显示装置的接口并且由至显示装置的接口读入用户输入信号以及产生基于所述用户输入信号的控制信号用于控制所述至少一个机器，

其中所述显示装置被构造用于，在使用图像信号的情况下在显示装置的第一部分区段中显示用于显示机器数据和/或针对用户输入的第一显示区域，以及在显示装置的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区段中显示至少一个上下文相关的（kontextabhängig）、用于显示机器数据和/或针对用户输入的第二显示区域。

至少一个机器可以是自动化系统或自动化设备的部分。至少一个机器可以是带有SPS（存储器可编程控制）、NC（数字控制）、CNC（计算机化的数字控制）、动作控制、机器人控制等的自动化或可自动化的机器或设备。该触敏的显示装置可以具有所谓的触摸屏。图形用户界面可以具有第一显示区域和至少一个上下文相关的或可配置的第二显示区域。该图形用户界面可以被构造用于显示至少一个机器的机器数据以及附加地或可替换地显示针对用户输入的操作区或控制区。该控制装置可以被构造用于产生图像信号。该控制装置可以被构造用于，根据机器数据和附加地或可替换地根据用户输入来产生图像信号，使得该上下文相关的第二显示区域以机器特定的、用户可定义的以及附加地或可替换地状况相关的方式实现信息和附加地或可替换地操作。控制装置可以被构造用于这样地产生图像信号，使得显示装置的所述至少一个第二部分区段相对于第一部分区段间隔开或者邻接地显示。

用于控制至少一个机器的方法具有下面的步骤：

将图像信号输出给至操作设备的触敏的显示装置的接口，以便显示图形用户界面，其中在使用图像信号的情况下在显示装置的第一部分区段中显示用于显示机器数据和/或针对用户输入的第一显示区域，以及在显示装置的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区段中显示至少一个上下文相关的、用于显示机器数据和/或针对用户输入的第二显示区域；

由至显示装置的接口读入用户输入信号，该用户输入信号代表借助显示装置检测的用户数据；以及

产生基于用户输入信号的控制信号来控制至少一个机器。

与上述操作设备的实施方式相结合，该方法可以有利地被实施来控制至少一个机器。换句话说，上述操作设备可以有利地结合用于控制的方法的实施方式来使用或应用。在此，操作设备的控制装置被构造用于在相应装置中执行或实施用于控制的方法的步骤。控制装置当前可以理解为电子仪器、尤其是控制仪器，其处理用户输入信号和机器信号并且据此生成图像信号和控制信号。控制装置可以具有接口，所述接口可以以硬件或软件方式构造。在硬件方式的构造情况下，接口例如可以是所谓的系统ASIC的部分，其包含该设备的非常不同的功能。但是也可能的是，所述接口是特有的集成电路或者至少部分地由分立器件构成。在软件方式的构造情况下，接口可以是软件模块，其例如存在于微控制器上的其他软件模块旁。

有利的还有一种带有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在机器可读的载体——例如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器——上并且用于当该程序在计算机或诸如上述操作设备的实施形式的设备上实施时执行上述用于控制的方法的实施形式。

本发明基于如下思想：用于尤其是借助合适的触摸显示设备以及带有至少两个显示区域的至少部分上下文相关的用户界面的产生来控制至少一个机器或组件的操作是特别有利的。在此，自动化系统、机器和设备——例如数字控制（NC）机器、例如工具机等等——的过程可以借助触摸操作界面被上下文有关地可视化、操作以及编程。

有利地，可以通过如下方式来实现简化的、直观的操作：分别在用户界面中可以利用所需的操作元件。例如可以具有操作界面的第一显示区域没有被至少一个上下文相关的显示区域覆盖，因为其在显示设备的特有的区段中被渐显。此外，尤其是还可以设置与至少一个机器或自动化组件的上下文相关的数据交换。这样，显示与当前上下文匹配的操作元件和信息。因此，例如可以将用户界面或机器操作区灵活地与机器匹配。由此，整体上简化了操作。除了机器操作的简化，也可以实现所需硬件按键的减少或消除。因此可以通过减少所需硬件按键来节约成本。

按照操作设备的一种实施方式，显示装置可以具有宽图像格式。尤其是，显示装置可以具有与4:3图像格式不同的图像格式，例如16：9图像格式等等。这种实施方式提供了如下优点：为了机器操作区的过程可视化和简化，通过上下文有关的输入可能性在这种宽图像显示装置或宽屏幕显示器上可以使用相对4：3显示屏格式附加可利用的空间来显示上下文有关的键盘、过程可视化、机器操作按键、通知等等或者来构造直观的用户引导。因此例如可能的是，显示与操作状况匹配的按键配置。尤其是可以避免：第二显示区域的操作按键、输入对话框和上下文相关的通知在第一显示区域的操作界面上被渐显并且这样覆盖那里所示的用于机器操作的信息。在宽图像格式的显示装置中，例如可以以4：3格式显示第一显示区域并且可以沿着至少一个显示装置边缘显示至少一个第二显示区域。在此情况下，可无覆盖地显示的显示区域的可读出性、大小和数量可以被最大化。

控制装置也可以是能够通过有线和附加地或可替换地无线通信装置能传输信号地与显示装置和附加或替换地所述至少一个机器连接的，或通过有线和附加地或可替换地无线通信装置能传输信号地与显示装置和附加或替换地所述至少一个机器连接。在此，信号传输可以在使用如以太网、WLAN等等的通信装置的情况下来实现。这种实施方式提供了如下优点：能够实现例如可视化PC或操作设备和自动化系统或机器（PLC、SPS、RC、MC）的自动化基础设施的相互之间和与用户界面的灵活并且简单的交互。

此外，控制装置还可以构造为，用于根据用户输入信号和附加地或替换地所述至少一个机器的机器信号在至少一个第二显示区域方面改变图像信号。针对该第二显示区域，在此可以在图像信号中设置或选择例如虚拟键盘、虚拟机器按键的操作模块、用于操作区域的选择按键、功能按键、用于机器状态的显示模块、编辑器等等。这种实施方式提供了如下优点：可以提高上下文关联并且由此也提高用户界面的实际使用。

尤其是，所述至少一个第二显示区域根据所述至少一个机器的类型和附加地或替换地借助所述至少一个机器实施的过程来配置。在第二显示区域中显示的机器操作区可以由相应机器的机械师和/或操作上下文来相应地配置。这种实施方式提供了如下优点：实现了对于新要求的灵活性。

此外，控制装置可以被构造用于根据用户输入信号在显示区域的位置、布置和附加或替换地大小方面对图像信号进行修改。显示区域或操作模块可以在大小或位置方面自由地布置在用户界面上。为此所需的信息可以（例如以xml格式）存储在数据组中。用户界面的布局的定向可以匹配于显示装置的在安装位置处水平或垂直的安装而被修改。显示区域的安置也可以根据对左撇子和右撇子的要求而被修改。这种实施方式提供的优点在于，能够实现在用户界面上可配置地并且自由地定位显示区域或操作模块。显示装置的不同安装形式的灵活使用（例如水平或垂直）也可以实现通过左撇子也能进行的直观的可操作性并且实现对新要求的容易的可匹配性。因此可以通过动态的或者说非静态的对显示区域的布置可能性来最优地分割针对使用者或用户要求的用户界面。

按照该方法的一种实施方式，可以设置根据用户输入信号和附加地或替换地所述至少一个机器的机器信号在所述至少一个第二显示区域方面改变图像信号的步骤。在此，可以根据所述至少一个机器的类型和附加地或替换地借助所述至少一个机器实施的过程来配置所述至少一个第二显示区域。这种实施方式提供了如下优点：可以提高用户界面的上下文相关性和因此也提高了用户界面的实际可用性并且实现了针对新要求的灵活性。

也可以设置根据用户输入信号在显示区域的位置、布置和附加地或替换地大小方面修改图像信号的步骤。这种实施方式提供了如下优点：可以通过显示区域的动态的或非静态的布置可能性针对使用者或用户的需求最优地分割用户界面。

附图说明

下面借助附图示例性地进一步阐述本发明。其中：

图1示出了带有根据本发明实施例的操作设备的自动化系统的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的用于控制的方法的流程图；以及

图3至12示出了带有根据本发明实施例的不同用户界面的显示装置。

具体实施方式

相同或类似的元件在下面的图中可以通过相同或类似的附图标记来配备。此外，附图的图示、其描述以及权利要求还包括大量特征的组合。在此，对于专业人员清楚的是，这些特征也可以单独考察或者它们可以组合成其他的、这里没有详细描述的组合。

图1示出了带有根据本发明实施例的操作设备的自动化系统的示意图。示出了自动化系统100、机器105、操作设备110、触敏的显示装置120、控制装置130、生成器装置132、产生装置134、机器信号A、图像信号B、用户输入信号C和控制信号D。自动化系统100具有机器105和操作设备110。操作设备110具有触敏的显示装置120和控制装置130。控制装置130具有生成器装置132和产生装置134。

机器105例如是带有SPS（存储器可编程控制）、NC（数字控制）、CNC（计算机化的数字控制）、动作控制、机器人控制等的自动化或可自动化的机器或设备。操作设备110被设置用于控制机器105。触敏的显示装置120被构造用于显示图形用户界面并且检测用户输入。控制装置130与显示装置120并且与机器105能传输信号地连接。

所述控制装置130被构造用于，由至机器105的接口接收机器信号A，向至显示装置120的接口输出图像信号B，由至显示装置120的接口读入用户输入信号C并且将控制信号D发送给至机器105的接口。在此，机器信号A代表关于机器105和/或关于借助机器105实施的过程的数据，图像信号B代表用于显示图形用户界面的图像数据，用户输入数据C代表关于借助显示装置120检测的在图形用户界面上的用户输入的数据，以及控制数据D代表用于控制机器105的控制参数。

控制装置130的生成器装置132被构造用于基于机器信号A和/或用户输入信号C来生成用于显示图形用户界面的图像信号B。产生装置134被构造用于基于用户输入信号C来产生用于控制机器105的控制信号D。

显示装置120被构造用于在使用图像信号B的情况下在显示装置120的第一部分区段中显示用于机器数据和/或针对用户输入的显示的第一显示区域以及在显示装置120的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区域中显示至少一个上下文相关的、用于机器数据和/或针对用户输入的显示的第二显示区域。

按照实施例，显示装置120具有宽图像格式。按照实施例，自动化系统100具有多个机器105，其可以借助操作设备110控制或借助操作设备110控制。按照实施例，控制装置130通过有线和/或无线通信装置能传输信号地与显示装置120和/或机器105连接。按照实施例，控制装置130被构造用于，根据用户输入信号C和/或机器105的机器信号A在至少一个第二显示区域方面改变图像信号B。按照实施例，可以根据机器105的类型和/或借助至少一个机器105实施的过程来配置所述至少一个第二显示区域。按照实施例，控制装置130被构造用于根据用户输入信号C来在显示区域的位置、布置和/或大小方面对图像信号B进行修改。

图2示出了按照本发明的实施例的用于控制至少一个机器的方法200的流程图。该方法200可以借助图1的操作设备或者与图1的操作设备相结合地来实施，以便有利地操作或控制至少一个机器、如图1的机器。

方法200具有向至操作设备的触敏的显示装置的接口输出图像信号的步骤210，以便显示图形用户界面。在此，在使用图像信号的情况下在显示装置的第一部分区段中显示用于机器数据和/或针对用户输入的显示的第一显示区域并且在显示装置的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区段中显示至少一个上下文相关的、用于机器数据和/或针对用户输入的显示的第二显示区域。

方法200也具有由至显示装置的接口读入用户输入信号的步骤220，该用户输入信号代表借助显示装置检测的用户输入。

此外，方法200还具有基于用户输入信号产生用于控制所述至少一个机器的控制信号的步骤230。

此外，方法200还可选地具有由至机器的接口接收机器信号的步骤，基于机器信号和/或用户输入信号来生成用于显示图形用户界面的图像信号的步骤以及将控制信号发送给至机器的接口的步骤。

按照实施例，方法200具有根据用户输入信号和/或所述至少一个机器的机器信号来在所述至少一个第二显示区域方面改变图像信号的步骤。在此，根据实施例，可以根据至少一个机器的类型和/或借助所述至少一个机器实施的过程来配置所述至少一个第二显示区域。根据实施例，该方法200具有根据用户输入信号在显示区域的位置、布置和/或大小方面修改图像信号的步骤。

图3至12示出了按照本发明实施例的带有不同用户界面的显示装置。在此，显示装置是用于控制至少一个机器的操作设备——如图1的操作设备——的部分。用户界面例如是图1的操作设备或图2的用于控制的方法的图形用户界面。

图3示出了按照本发明实施例的带有用户界面的显示装置。所示出的是显示装置120、图形用户界面320或在触摸屏上的可视化和与显示装置120相邻布置的按键区340或机器操作区。显示装置120是触敏的并且以宽图像格式来实施。在本发明的另一实施例中，按键区340是可选的或者功能上至少部分地通过显示装置120代替。

图4示出了按照本发明实施例的带有用户界面的显示装置。所示出的是显示装置120、图形用户界面320、在显示装置120的第一部分区段中的第一显示区域422和在显示装置120的与第一部分区段不同的第二部分区段中的上下文相关的第二显示区域424。显示装置120是触敏的并且以宽图像格式实施。显示装置120例如相应于图3的显示装置。

第一显示区域422和第二显示区域424例如对应于图1或图2的相应的显示区域。第一显示区域422例如具有4：3显示格式。第二显示区域424具有用于操作的区域或附加区域、操作元件、过程可视化、键盘、输入和/或通知。

图5以相对于图4显示装置120以及用户界面320在显示平面中旋转90度取向地示出了带有图4的用户界面320的显示装置120。这里，显示装置120和用户界面320在图5中以高格式取向或者示出。

图6示出了带有图4的用户界面320的显示装置120，该用户界面带有在第二显示区域424中可视化并且可操作的袖珍计算器。

图7示出了带有图4或图6的用户界面320的显示装置120，该用户界面带有在第二显示区域424中可视化并且可操作的、语音有关的键盘或全键盘。

图8示出了带有图4或图6或图7的用户界面320的显示装置120，该用户界面带有在第二显示区域424中可视化的过程数据显示。

图9示出了带有图4或图6或图7或图8的用户界面320的显示装置120，该用户界面带有在第二显示区域424中可视化并且可操作的过程数据选择。

图10示出了按照本发明实施例的带有用户界面的显示装置。所示出的是显示装置120、图形用户界面320和按键区340或机器操作区。在图10中的图示在此相应于图3的图示，除了如下方面：第一显示区域422以及第二显示区域424被明确地画入，并且按键区340的部分被象征性地划掉并且用箭头在第二显示区域424中示出，以便说明：按键区340的功能被移动到第二显示区域424中或者说按键区340的功能被第二显示区域424承担。

图11示出了按照本发明实施例的带有用户界面的显示装置的示意图。所示出的是显示装置120、图形用户界面320、第一显示区域以及上下文相关的、第二显示区域，其中图形用户界面是基于模块的可配置的用户界面，其中显示区域相应于或者类似于图1、2或4至10的显示区域。

按照图11中所示的本发明实施例，显示区域包括用于机器状态的显示模块1101、用于控制机器处理的机器按键块1102和1103、用于切换操作区域和删除功能的应用按键块1104、与机器状态和操作区域相关的应用区域1105和针对虚拟键盘、显示模块等等的上下文相关的应用区域1106。

在此，在图11的图示中，应用区域1105位于机器按键块1102和1103侧面，显示模块1101沿着显示装置120的上边缘延伸，应用按键块1104沿着显示装置120的下边缘延伸，并且上下文相关的应用区域1106布置在显示装置120的右边缘区域中。

图12类似于图5以相对于图11显示装置120以及用户界面320在显示平面中旋转90度取向地示出了带有图11的用户界面320的显示装置120。在此，在图12的图示中，应用区域1105位于机器按键块1102和1103侧面，显示模块1101沿着显示装置120的上边缘延伸，上下文相关的应用区域1106布置在显示装置120的下边缘区域中，并且应用按键块1104在应用区域1105和上下文相关的应用区域1106之间延伸。

参照图11和12可以看出，借助图1的操作设备或图2的用于控制的方法通过所建议的匹配可能性可以实现用户界面320的不同实施例。在如图11中的水平变型方案或者说横向格式变型方案以及如图12中的垂直变型方案或者说高格式中，可以在至少一个第二显示区域中使用通过宽图像格式在显示装置120上获得的空间，该空间位于例如用于另外的操作面或上下文相关的应用区域的第一显示区域之外。该上下文相关的应用区域也可以通过改变图像信号B来这样安置，以便为左撇子提供改善的操作。当机器的位置关系不允许横向格式的安装变型方案时，同样可能的是，显示装置120以高格式安装并且操作模块通过修改图像信号B相应适当地布置。

参照图1至12，下面换句话来再次简短地总结本发明的实施例。按照实施例，在针对带有宽图像格式或宽屏显示的显示器的自动化设备的操作站上能够实现上下文有关的用户引导。相对于4：3图像屏幕获得了用于过程可视化和用户输入的附加的空间。第一显示区域422或中央屏幕或主窗口例如示出了过程相关的信息，如G代码等等。在附加获得的第二显示区域424中示出机器操作按键、在显示装置120的边缘上的可移动条、对话通知等，而不覆盖第一显示区域422。因此通过充分利用在显示装置120上的第二显示区域424的附加获得的图像面可以实现按键区340的至少部分的可视化和集成。

所示实施例仅仅是示例性选择的并且可以相互组合。

附图标记列表

100 自动化系统

105 机器

110 操作设备

120 触敏的显示装置

130 控制装置

132 生成器装置

134 产生装置

A 机器信号

B 图像信号

C 用户输入信号

D 控制信号

200 用于控制的方法

210 输出步骤

220 读入步骤

230 产生步骤

320 图形用户界面

340 按键区

422 第一显示区域

424 第二显示区域

1101 用于机器状态的显示模块

1102、1103 机器按键块

1104 应用按键块

1105 应用区域

1106 上下文相关的应用区域。

Claims (10)

1.用于控制至少一个机器（105）的操作设备（110），其中该操作设备（110）具有下面的特征：

用于显示图形用户界面（320）并且用于检测用户输入的触敏的显示装置（120）；以及

控制装置（130），其与显示装置（120）和与至少一个机器（105）能传输信号地连接或者能够与显示装置（120）和至少一个机器（105）能传输信号地连接，其中控制装置（130）被构造为，将用于显示图形用户界面（320）的图像信号（B）输出给至显示装置（120）的接口并且由至显示装置（120）的接口读入用户输入信号（C）以及产生基于所述用户输入信号（C）的控制信号（D）来控制所述至少一个机器（105），

其中所述显示装置（120）被构造用于，在使用图像信号（B）的情况下在显示装置（120）的第一部分区段中显示用于显示机器数据和/或针对用户输入的第一显示区域（422），以及在显示装置（120）的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区段中显示至少一个上下文相关的、用于显示机器数据和/或针对用户输入的第二显示区域（424）。

2.根据权利要求1所述的操作设备（110），其特征在于，显示装置（120）具有宽图像格式。

3.根据上述权利要求之一所述的操作设备（110），其特征在于，控制装置（130）能够通过有线和/或无线通信装置能传输信号地与显示装置（120）和/或所述至少一个机器（105）连接，或者通过有线和/或无线通信装置能传输信号地与显示装置和/或所述至少一个机器（105）连接。

4.根据上述权利要求之一所述的操作设备（110），其特征在于，控制装置（130）被构造用于根据用户输入信号（C）和/或所述至少一个机器（105）的机器信号（A）在至少一个第二显示区域（424）方面改变图像信号（B）。

5.根据上述权利要求之一所述的操作设备（110），其特征在于，所述至少一个第二显示区域（424）能够根据所述至少一个机器（105）的类型和/或借助所述至少一个机器（105）实施的过程来配置。

6.根据上述权利要求之一所述的操作设备（110），其特征在于，控制装置（130）被构造用于根据用户输入信号（C）在显示区域（422，424）的位置、布置和/或大小方面对图像信号（B）进行修改。

7.用于控制至少一个机器（105）的方法（200），其中该方法（200）具有下面的步骤：

将图像信号（B）输出（210）给至操作设备（110）的触敏的显示装置（120）的接口，以便显示图形用户界面（320），其中在使用图像信号（B）的情况下在显示装置（120）的第一部分区段中显示用于显示机器数据和/或针对用户输入的第一显示区域（422），以及在显示装置（120）的至少一个与第一部分区段不同的第二部分区段中显示至少一个上下文相关的、用于显示机器数据和/或针对用户输入的第二显示区域（424）；

由至显示装置（120）的接口读入（220）用户输入信号（C），该用户输入信号代表借助显示装置（120）检测的用户输入；以及

产生（230）基于用户输入信号（C）的控制信号（D）来控制所述至少一个机器（105）。

8.根据权利要求7所述的方法（200），其特征在于根据用户输入信号（C）和/或所述至少一个机器（105）的机器信号（A）在至少一个第二显示区域（424）方面改变图像信号（B）的步骤，其中所述至少一个第二显示区域（424）能够根据所述至少一个机器（105）的类型和/或借助所述至少一个机器（105）实施的过程来配置。

9.根据权利要求7至8之一所述的方法（200），其特征在于根据用户输入信号（C）在显示区域（422，424）的位置、布置和/或大小方面对图像信号（B）进行修改的步骤。

10.带有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码用于当程序在设备（110）上实施时执行根据权利要求7至9之一所述的方法（200）。