JP2004503039A - 機械の操作を簡単化する方法 - Google Patents

Abstract

成形機械を制御する装置及び方法は、ヒューマン−マシン・インターフェース制御パネル用の構造体及び機能を備えており、そのヒューマン−マシン・インターフェース制御パネルは、（ｉ）フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーン、（ｉｉ）ポインティング・デバイス、（ｉｉｉ）アイコンで覆われている又はアイコンで覆われていない複数の押ボタン、（ｉｖ）上記のもの及びそれらと結び付けられているエレクトロニクスを収容しているハウジング、（ｖ）各ユーザの好みの環境設定を唯一の結果しか生じないように識別する構造体、（ｖｉ）ディジタル情報及びビデオ信号の両方の通信用のリモートコントローラに接続する構造体、（ｖｉｉ）パネルのエレクトロニクス及びディスプレイを駆動するための外部電力を受電する接続部、及び（ｖｉｉｉ）ヒューマン−マシン・インターフェースの全ての操作機能を提供するソフトウェアであって、リモートコントローラにおいてランするものを具備している。

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、成形機械を制御する装置及び方法に関しており、特に、機械コントローラ用制御パネルの形の、ヒューマン−マシン・インターフェースに関しており、その機械コントローラは、成形システム（例えばプラスチック又は金属用の射出成形機械）及びその関連装置（例えばロボット又は他の製品取扱装置）の操作及びプロセスを制御し且つ監視する。本発明、また、オペレータ用の機械手動機能の操作を簡単化し且つカスタマイズする手段を提供する、ヒューマン−マシン・インターフェースにも関している。
【０００２】
【発明の背景】
機械のヒューマン−マシン・インターフェースは、ディスプレイと、任意のポインティング・デバイスと、押ボタンとを備えており、これらの押ボタンは、データ入力用、スクリーン選択用、機械操作選択用及び手動操作の作動用の機能を提供する。成形システムにおいては、個々の専用押ボタンが、独立の各機械手動操作に割り当てられている。射出成形プロセスが、より複雑になるにつれて、より多くの機能及び操作が提供されることに対する要求も、増大する。多数のキャビティ又は複雑な部品を備えている金型を処理するには、基本的な機械機能に加えて、増加していく数の金型機能（部品取出し用の多数の突出装置及び空気送風機能、並びに複雑な部品を形成するための多数のコア・アクチュエータ）が、必要とされる。これは、手動操作の間に押すべき正しいボタンを見つけるのに、非常に大きな負荷をオペレータに課すことになる。例えば図３及び図４参照。更に、幾つかの機能が同時に操作されることを必要とする手動操作は、より難しくなる。押ボタンの数が増加するにつれて、やはり制御パネルの機能に奉仕するところのヒューマン−マシン・インターフェースは、サイズにおいて増大させられる。過度に要求されている成形機能を提供すべく要求されている小さいサイズの機械の場合、それらの制御パネルのサイズは、オペレータの操作領域が著しく縮小されるという状態にまで成り得る。
【０００３】
【発明の概要】
上述の問題点に鑑み、本発明の目的は、成形機械を制御する装置及び方法を提供することと、オペレータの操作の容易性を向上させた小型のヒューマン−マシン・インターフェースを提供することとである。
【０００４】
更に、本発明の目的は、全ての製品に対して共通のヒューマン−マシン・インターフェースであって、製品のユーザの学習及び訓練を減少させるための同じルック・アンド・フィールを備えているものを提供することである。
【０００５】
更に、本発明の目的は、機能を高速操作用の機能グループに分割することにより、手動機械機能の操作を簡単化することである。
【０００６】
更に、本発明の目的は、手動機械機能の操作をカスタマイズする手段を提供することである。カスタマイズの範囲は、例えば、
１．ユーザの好みの機能グループを、組み込まれている機能から選択すること、
２．幾つかの機能を、同時活性化用の単一の押ボタンへ割り当てること、
３．組み込まれている機能の組であって、手動モードの間に一連の手動機能を自動的に実行するものから、一連の操作を構成すること、
を含んでいる。
【０００７】
更に、本発明の目的は、各オペレータのカスタマイズされたものをストアし且つリストアする手段を提供することである。
【０００８】
更に、本発明の目的は、手動機械操作のうちの幾つかが使用されていない場合に、機械のプロセス変数を実時間で表示するディスプレイのリアルエステート（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）を最大にすることである。
【０００９】
本発明のヒューマン−マシン・インターフェースは、制御パネルを好適に有しており、この制御パネルは、
ａ）フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンと、
ｂ）ポインティング・デバイスと、
ｃ）アイコンで覆われている又はアイコンで覆われていない複数の押ボタンと、
ｄ）上記のもの及びそれらと結び付けられているエレクトロニクスを収容しているハウジングと、
ｅ）各ユーザの好みの環境設定を唯一の結果しか生じないように識別する手段と、
ｆ）ディジタル情報及びビデオ信号の両方の通信用のリモートコントローラに接続する手段と、
ｇ）パネルのエレクトロニクス及びディスプレイを駆動するための外部電力を受電する接続部と、
ｈ）ヒューマン−マシン・インターフェースの全ての操作機能を提供するソフトウェアであって、リモートコントローラにおいてランするものと、
を具備している。
【００１０】
【好適な実施形態の詳細な記載】
１．イントロダクション
本発明の有利な特徴が、プラスチック射出成形システム又はプラスチック射出成形機械であって、例えば、１９９８年１０月５日に出願され且つ引用することによって本明細書中に組み入れられている同時係属米国出願第０９／１６６，７３８号に記載されているようなものに関して、記載されよう。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に限定されず、特許請求の範囲内のあらゆる成形技術に適用され得る。
【００１１】
２．アーキテクチャ
本発明に係る制御アーキテクチャは、射出成形システムの実時間制御と、オペレータ制御装置を備えている実時間インターフェースとを提供する。アーキテクチャは、また、射出成形システムの運転及び監視に必要なヒューマン−マシン・インターフェース（ＨＭＩ）と、工場及び本社への情報交換用のインターフェースとを含んでいる。ソフトウェア及びハードウェアは、汎用コンピュータをシステムコントローラに変換すべく統合されており、そのシステムコントローラは、機械機能及びオペレータ制御装置を制御するだけでなく、付属装置の容易な統合と外部システム及びネットワークとの情報交換とを可能にするオープン・アーキテクチャを有してもいる。更に、汎用コンピュータは、追加のハードウェア及びソフトウェアによって拡張され、もって、射出成形システムの決定論的実時間制御であって、高性能且つ知的な製造セルを実現するものが、もたらされる。
【００１２】
図１Ａは、本発明に係る射出成形システム制御アーキテクチャの全体的な特徴を示している概略ブロック図である。図１Ａにおいて、射出成形システム又は射出成形機械１０は、ディジタル・デバイス１２，１４，１６及び１８とアナログ・デバイス２０及び２２とを利用して、周知の態様で、射出成形プロセスを実行する。ディジタル・デバイス及びアナログ・デバイスの各々は、好適に、ドライバ制御用の入力と、そのデバイスの閉ループ制御において使用されるフィードバック信号を供給する出力とを備えている。ディジタル・デバイス１２，１４及びアナログ・デバイス２０，２２は、好適に、制御信号をフィールド・バス２４（後述される）から受信し且つフィードバック信号をそのフィールド・バス２４へ出力し、他方、ディジタル・デバイス１６及び１８は、制御信号をディジタル・バス２６（後述される）から受信し且つフィードバック信号をそのディジタル・バス２６へ出力する。勿論、制御されつつある具体的な射出成形システムに依存して、フィールド・バス２４又はディジタル・バス２６のいずれかが、射出成形プロセスを制御するのに必要な全ての制御信号及びフィードバック信号を搬送してもよい。
【００１３】
ヒューマン−マシン・インターフェース（即ち制御パネル又は制御ステーション）３０が、制御データを入力すべく且つプロセス・フィードバック情報を見るべく、オペレータによって使用される。ＨＭＩ３０は、キーボード３２及びポインティング・デバイス（例えばマウス）３４であって、データを入力すべくオペレータによって使用されるものを有している。システムファンクション・キーパッド（ＬＥＤディスプレイを備え得る）・デバイス３６も、制御されるべきシステムに依存して、特定の機械コマンドを入力すべくオペレータによって使用され得る。ディスプレイ３８が、フィードバック信号に基づく表示を観察するための少なくとも１つのビューイング・デバイスをオペレータに提供すると共に、手でデータを入力するためのインターフェースを提供する。取り外し可能な記憶装置ドライブ４０（例えばフロッピィディスク・ドライブ）も、オペレータ用の制御パネル３０に配置され得、もって、制御情報、新しい制御プログラムが、入力され、又は、フィードバックデータが、取り外し可能な記憶装置へダウンロードされる。制御パネル３０は、マルチプレクサ４２（後述される）をも備えており、このマルチプレクサ４２は、ＨＭＩ３０と汎用コンピュータ４４との間の種々の制御データ及びフィードバックデータを多重化する。
【００１４】
汎用コンピュータ４４は、好適に、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４８及びＲＡＭ５０を有している携帯型（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ）のパーソナルコンピュータである。好適に、コンピュータ４４は、制御パネル・インターフェース５２を備えており、この制御パネル・インターフェース５２は、双方向の１ギガビット／秒超シリアル・バス・リンク５４（後述される）に接続されている。インターフェース５２は、好適に、Ｂｅｃｋｈｏｆｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＣＰ−Ｌｉｎｋ ＰＣ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒである。図示されていないが、汎用コンピュータ４４は、ＣＲＴ，キーボード、ディスク・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、マウス、タッチスクリーン、ライトペン等のような周辺機器を備え得る。
【００１５】
コンピュータ４４は、また、ディジタル・インターフェース５６を有しており、このディジタル・インターフェース５６は、接続部５８を介してディジタル・バス２６に接続されている。同様に、コンピュータ４４は、インターフェース６０を有しており、このインターフェース６０は、接続部６２を介してフィールド・バス２４に接続されている。
【００１６】
コンピュータ４４は、また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）インターフェース６４を備えており、このＬＡＮインターフェース６４は、工場において使用されているＬＡＮ（例えばイーサネット（登録商標）；図示せず）に接続され得る。また、コンピュータ４４は、モデム又は他の外部インターフェース６６を備え得、このモデム又は他の外部インターフェース６６は、コンピュータ４４を例えばインターネット又はイントラネットに接続すべく、使用され得る。
【００１７】
上述した構造により、本発明に係る制御アーキテクチャは、従来技術においては必要とされていたＰＬＣ又はＡＳＰを必要とすることなく、射出成形デバイス１２〜２２の真の実時間閉ループ制御を実施することができる。更に、オペレータは、コンピュータ４４を介して、ＨＭＩ３０から射出成形プロセスを制御することができる。コンピュータ４４は、射出成形機能及びＨＭＩ機能の両方をマルチタスク処理するに十分な処理速度及び処理能力を有している。例えば、コンピュータ４４は、優先度の低いＨＭＩ機能用の命令をバックグラウンドにおいて処理しつつ、優先度の高い閉ループ制御射出成形デバイス用の命令をフォアグラウンドにおいて処理し得る。従って、コンピュータ４４は、機械処理機能及びＨＭＩ機能の処理をインターリーブしよう。
【００１８】
上述のように、本発明に係る単一の汎用コンピュータは、標準的な、汎用の、商業的な又は産業化されたパーソナルコンピュータのそれと同様のハードウェア・アーキテクチャを含んでいると共に、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） ＮＴのような汎用オペレーティングシステムの下で好適に動作する。好適に、コンピュータ４４は、Ｂｅｃｋｈｏｆｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓのＭｏｄｅｌ Ｃ６１５０ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＰＣである。このＰＣは、２．０ギガバイト（以上）のハード・ドライブ及び６４ＫのＲＡＭメモリと共に、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ＩＩを売り物にしている。このコンピュータは、また、ＣＤ ＲＯＭドライブ、１．４４Ｋ及び／又は１２０ＭＢのディスク・ドライブ、４つのシリアル・インターフェース、プリンタ・インターフェース、及び追加のカード用の幾つか（例えば７つ）のスロットを設けられている。ＬＡＮ及び／又はインターネット／イントラネットとの接続を容易にするためのインターフェースが、補助スロット内に好適に設けられている。このコンピュータは、少なくとも３つの機能（即ち、射出成形システムの制御、ＨＭＩの制御、及びプラント−ワイド・ネットワークサーバとしてのサービス）において同時にマルチタスクすることができる。
【００１９】
コンピュータ４４は、フィールド・バス２４を介してアナログ・フィードバック信号を受信し且つアナログ制御信号を供給すべく、Ａ／Ｄ機能及びＤ／Ａ機能を実行する。従って、コンピュータ４４は、ディジタル方式における全ての制御プログラム、ＨＭＩプログラム及びネットワークプログラムを処理する。ディジタル方式において動作することにより、コンピュータ４４は、アナログ回路によって伝統的に提供されるよりも、より良いパフォーマンス及びより正確なソリューションを提供する。コンピュータ４４の高い計算能力及び大きい作業メモリ・サイズは、ソフトウェア実時間拡張カーネル（後述される）と共に、機械制御、ＨＭＩ機能及びネットワーク機能に、実時間パフォーマンスを提供する。実時間拡張カーネルはマイクロ秒のレゾリューションで動作するので、コンピュータ４４は、全ての計算機能に関するマルチタスキング・スケジューラとして動作する。即ち、コンピュータ４４は、マルチタスキング処理を用いて、全ての射出成形デバイスを同時に制御し得る。更に、そのような機械制御機能は、ＨＭＩ機能及び／又はネットワーク機能と共に、マルチタスクされ得る。システムは、射出成形デバイスの制御ループの更新をマイクロ秒のオーダで行なうことができ、このことは、射出成形デバイスの実時間制御用のアナログ閉ループコントローラの使用を不必要にする。
【００２０】
従って、コンピュータ４４は、複数の所定のデバイス制御プログラムを用いて、射出成形デバイス（例えば、樹脂射出、型締作業等）を制御し得ると共に、複数の所定のＨＭＩプログラムを利用して、ＨＭＩ３０（例えば、ディスプレイ、キーボード、マウス、キーパッド等）をも制御する。コンピュータ４４は、また、複数の所定のプログラム（例えば、インターネット・ブラウザ、ワードプロセッシング・プログラム、スプレッドシート・プログラム等）を利用して、他の計算デバイスと、ＬＡＮ（及び／又はインターネット）を通してネットワークを形成している。コンピュータ４４は、複数のそのような制御を行なうだけでなく、それは、所定の優先度（例えば、重要な射出成形デバイスが第１、フィードバック・ステータス・デバイスが第２、ＭＨＩデバイスが第３、そして、ネットワーク通信機能が最後）に応じて処理をマルチタスクすることにより、実時間でそうすることができる。更に、コンピュータ４４のオープン・アーキテクチャは、これらの所定の制御プログラム及びネットワーキング・プログラムのいずれもが、要求に応じて、修正され、グレードアップされ、インストールされ又は変更されることを可能にする。
【００２１】
コンピュータ４４は、ＡＳＰに対する必要性を排除するだけでなく、それは、また、従来技術において使用されていたＰＬＣに取って代わる。新しいアプリケーションプログラム・ソフトウェアをコンピュータ４４に容易にインストールする能力は、プロセスの入力／出力をマッピングする方法であって、オペレータに示され得る画像を処理するものを提供する。コンピュータ４４は、入出力能力と、ＩＥＣ１１３１−３のような国際工業規格に従う、その汎用のオペレーティングシステム及びプログラミング・ソフトウェアへの実時間カーネル拡張子とで、可能化される。従って、コンピュータ４４は、一般に使用されているＰＬＣ又はプロプライエタリ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ）・コントローラであって、要求されている射出成形機能を実行すべく、種々の射出成形システム・デバイスの動作シーケンスを制御するものに取って代わる。機械機能を制御するマスタとして作用するのに加えて、コントローラ４４は、また、情報アーカイブとしても作用し、この情報アーカイブは、機械デバイス及び機械ステータスの全ての動作情報であって、工場のスーパーバイザリーシステムに送信され得るものを集める。
【００２２】
ＨＭＩ（即ち制御パネル即ちステーション）３０は、制御情報を入力して射出成形デバイス１２〜２２を制御すべく、且つ表示、記憶又は送信のためにフィードバックをそれらのデバイスから受信すべく、使用されている。ＨＭＩ３０は、キーボード３２、ポインティング・デバイス（マウス）３４、キーパッド３６、取り外し可能な記憶装置４０、ディスプレイ３８、及びマルチプレクサ４２のような標準的な制御デバイスを備えている。好適に、ＨＭＩ３０は、特殊なＰＬＣキーを有しているＢｅｃｋｈｏｆｆ ＣＰ７０００シリーズの制御パネルであり、その特殊なＰＬＣキーは、ＬＥＤ表示装置、タッチスクリーン、１５インチＴＦＴディスプレイ、ＰＣキーボード、３．５インチのディスク・ドライブ、及びＣＰ−Ｌｉｎｋインターフェースを備えている。
【００２３】
本発明においては、オペレータ・インターフェース及び機械制御機能の、単一の汎用コンピュータ内への統合の故に、ＨＭＩ３０とコンピュータ４４との間の通信の効率が、著しく向上させられており、その統合は、従来技術において用いられているＨＭＩ、ＰＬＣ及びＡＳＰの間の通信リンクによって通常押し付けられる、処理におけるボトルネックを排除する。
【００２４】
図１Ｂを参照するに、ＨＭＩ３０が、示されており、このＨＭＩ３０は、１ギガビット超のシリアル・バス・リンク５４を介して、コンピュータ４４に接続されている。ＨＭＩ３０とコンピュータ４４との間でのそのような高速双方向多重化バスの使用は、オペレータ制御装置及びディスプレイ要素の、コンピュータ４４からの物理的な分離を可能にする。好適な実施形態においては、リンク５４は、５０メートル程の長さであるが、より短い長さ（例えば１０メートル）の方が、適切であるかもしれない。コンピュータ４４をＨＭＩ３０から離して置くことにより、ハードディスク・ドライブ、モデム、ＣＰＵ等のような、全ての繊細なコンピュータ・デバイスが、熱、振動、及び射出成形環境において通常遭遇するところの衝撃から保護され得る。ＨＭＩ３０が、コンピュータ４４からの十分な分離を維持しつつ、成形機械１０の近傍に且つ作業のし易さに関して最適な場所に据え付けられるのを、その高速リンクは、可能にする。このため、ＨＭＩ内に存在するエレクトロニクスは、データを表示するのに必要なだけの最小のものであるべきであり、データの入力を可能にすべきであり、且つキーボード３２、ポインティング・デバイス３４及びファンクション・キーパッド３６を通しての手動コマンド機能を容易にすべきである。
【００２５】
図１Ｂにおいて、ＨＭＩにおけるディスプレイは、ＴＦＴディスプレイ３８２であるが、ディスプレイは、ＬＥＤ、ＬＣＤ，ＣＲＴ、又は他の同等な表示装置であってもよい。ＨＭＩ３０は、また、マウス、ライトペン、タッチスクリーン装置等から成り得る、１つ以上のポインティング・デバイスを備えている。キーボード３２は、好適に、標準ＰＣキーボードであるが、特殊化されたファンクション・キーを備えている特殊化されたキーボードも、使用され得る。機械ファンクション・キー及びＬＥＤ表示装置３６は、既知の射出成形システムにおいて典型的に見出されるものである。取り外し可能な記憶装置４０は、制御プログラム若しくは整定値情報を入力すべく又はフィードバック信号をストアすべく使用される。上で議論した入力デバイス及び出力デバイスは、ＨＭＩマルチプレクサ４２に接続されており、このＨＭＩマルチプレクサ４２は、１ギガビット超シリアル・バス・リンク５４上での伝送のために、情報を多重化する。マルチプレクサ４２は、また、５ボルト電源（図示せず）を制御する。最後に、ＨＭＩ３０は、緊急停止ボタン又は緊急停止装置８０であって、緊急時に射出成形デバイスを停止させるべく使用され得るものを備え得る。緊急停止ボタン８０は、安全回路８２に接続されており、この安全回路８２は、インターフェース（図示せず）を介してコンピュータ４４に接続されている。
【００２６】
リンク５４は、ＨＭＩとコンピュータ４４との間の双方向通信を提供し、そして、これは、アーキテクチャを簡単化し且つシステムの信頼性を向上させる。双方向リンク５４は、ビデオ制御及びデータ入力のために、ＨＭＩ３０をコンピュータ４４に接続している。これにより、コンピュータ４４は、ＨＭＩ３０の代わりに、ＨＭＩ情報の大部分を処理する。ＨＭＩ３０とコンピュータ４０との間の通信速度は、ギガビット／秒の範囲内にあり、そして、これは、オペレータによって加えられた変更に基づく実時間応答をコンピュータ４４が成形機械デバイス１２〜２２に供給することを可能にする。ＰａｎｅＬｉｎｋ、ＩＥＥＥ Ｐ１３４９ｂのような国際工業規格に基づく製品若しくはＢｅｃｋｈｏｆｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓからのＣＰ−Ｌｉｎｋ又は均等物のような、商業的に入手可能なリンクにより、リンク５４は、実現され得る。好適な実施形態においては、ＢｅｃｋｈｏｆｆからのＣＰ−Ｌｉｎｋが、使用されている。
【００２７】
従って、ＨＭＩ３０は、最小の処理能力（好適に、データを表示し、データ入力を可能にし、ファンクション・キー３６を介しての手動制御機能を容易にし並びにグラフィック・ディスプレイ、テキスト・ディスプレイ及びビデオ・ディスプレイを通してオペレータと通信するのに必要なものだけ）を有している。繊細なコンピュータ・デバイスを保護すべく、コンピュータ４４は、管理された環境内において、ＨＭＩ３０（例えば制御キャビネット内の）から離して置かれ得るので、オペレータによる機械機能のより精密な観察のために、オペレータ制御装置及び表示機能が、射出成形システムのより近くにまで移動させられ得る。
【００２８】
双方向リンク５４は、ニ線同軸ケーブル、２本の単線同軸ケーブル、１本以上の光ファイバーケーブル、又は他の通信手段から成り得る。リンク５４用の追加の電源は、通常は不必要である。ケーブル・インターフェースは、標準的なパーソナルコンピュータ・バス（例えば、ＩＳＡ又はＰＣＩ）に接続されている印刷回路板を具備しており、これにより、あらゆる汎用コンピュータと共に使用され得る。
【００２９】
図１Ｂに示されているように、コンピュータ４４は、図１Ａに描かれているものに加えて、追加の構造体を備えていてもよい。特に、コンピュータ４４は、ディスプレイ３８２を制御するＬＣＤグラフィック・コントローラ・ボード８４をも好適に備えている。好適に、コントローラ８４は、ＬＣＤインターフェースを備えている。コントローラ４４は、また、キーボード３２用のキーボード・インターフェース８６と、取り外し可能な記憶装置コントローラ９０とを備えており、この記憶装置コントローラ９０は、取り外し可能な記憶装置４０を制御する。シリアル・インターフェース８８は、シリアル通信ポートを制御すべく使用されている。
【００３０】
ＬＣＤ、キーボード、ポインティング・デバイス、通信ポート及び取り外し可能な記憶装置用の、コンピュータ・インターフェースからの信号は、ＰＣインターフェース・リンクボード５２により、高周波シリアル信号へ変換され、そして、その高周波シリアル信号は、リンク５４を介してＨＭＩ３０へ転送される。ＨＭＩマルチプレクサ４２は、シリアル信号を、コンピュータ・インターフェースで発生されたオリジナルの信号へと変換し戻し、そして、それらの変換し戻されたオリジナルの信号は、制御及びフィードバック用の種々のデバイスへ伝送される。従って、ＨＭＩ３０におけるデバイスは、通常可能であるよりもずっと長い距離に亘って、コンピュータ４４から制御され得る。リンク５４は、少なくとも２つの別々のチャネルを好適に有しているので、制御パネル３０とコンピュータ４４との間の各通信方向用のリンクが、存在している。
【００３１】
図１Ａに見られるように、コンピュータ４４は、また、要求される場合には、ディジタル・バス２６を介してディジタル・デバイス１６及び１８へ直接インターフェースするための、インターフェース５６を備えている。好適に、インターフェース５６は、ＳＥＲＣＯＳ（Ｓｅｒｉａｌ Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）である。再び、コンピュータ４４のオープン・アーキテクチャは、ディジタル・バス２６を介しての、あるいは、フィールド・バス２４を介しての、射出成形デバイス１６及び１８の直接的な制御を可能にする。
【００３２】
３．ＨＭＩ
本発明に係る成形機械制御用のヒューマン−マシン・インターフェースが、図２に描かれている改良されたオペレータ制御デバイスにおいて好適に具体化されている。そのようなデバイスは、成形機械の手動操作の簡単化及びカスタマイズを可能にすると共に、成形機械の使用容易性を向上させる。その図式的なユーザ・インターフェースは、他の存在している制御システムよりも、簡単な、より直接的な態様で情報を提供するための、柔軟性及び機能を提供する。知的な構成及びタッチスクリーン（情報を検索するためのポインティング・デバイスとしての）の使用は、オペレータが情報にアクセスする方法を簡単化する。高められた図式的な表現及び容易に認識可能なアイコンは、プレゼンテーションを更に簡単にする。ヒューマン−マシン・インターフェースのレイアウトは、機械をセットアップし且つ操作するのを容易にすべくデザインされている。最も一般的に使用されている手動制御機能は、ヒューマン−マシン・インターフェースのディスプレイの周囲における（好適な実施形態においては、上部及び下部に沿う）押ボタンによって活性化される。他の手動操作機能も、ディスプレイの周囲において（好適な実施形態においては、ディスプレイの各側部に沿って配置されている２本の「サイドバー」へと）有機的に構成されている。これらのサイドバーは個々の金型又はプロセスの要請に応じて、環境設定し直され得る。手動操作機能は、予め定められているグループに分割されており、これらのグループは、図式的なアイコン及び／又は原文のままのアイコンによって表現されている。それらは、所望されている手動操作機能を作動させるべく、オペレータによって選択され得る。個人用のグループを形成すべく、予め定められている手動操作機能から個人の好みを選択することにより、操作をカスタマイズするための機能が、ユーザに提供されている。追加の機能であって、幾つかの独立の手動操作を単一の機能アイコンに割り当てて１ボタン操作をもたらすことを可能にするものも、提供されている。スクリーン及びサイドバーの環境設定であって、各オペレータに特有であり得るものは、記憶装置にストアされており、従って、その記憶装置へのアクセスが、ヒューマン−マシン・インターフェースを形成することになる。サイドバー・インターフェースは、更に、実時間プロセス変数を表示する機能を備えており、これにより、ディスプレイのリアルエステートの使用を最大にする。
【００３３】
図２に描かれている好適な実施形態は、後述の方法及び手段であって、手動機械機能を簡単化するものを含んでいる。
【００３４】
図２、図５及び図６に示されているように、手動機械機能は、クラスに分割されており、最小限の２つのクラス、即ち、一般的に使用されている基本制御機能（ＢＣＦ）と用途特定制御機能（ＡＳＣＦ）とが、形成されている。
【００３５】
一般的に使用されている基本制御機能は、射出成形機械を操作するのに通常必要とされている機能であり、これらの機能は、例えば、サイクル開始、自動サイクルモード選択、半自動サイクルモード選択、手動モード選択、ロボット係合選択、ポンプ・オン、ポンプ・オフ、閉型、開型、型締め、型緩め、機械突出装置の後方移動、機械突出装置の前方移動、金型の冷却のオン／オフ、射出逆止めノズルの閉／開、パージ、可塑化、射出ユニットの前方移動、及び射出の後方移動である。
【００３６】
各専用制御機能押ボタンが、選択された機能の活性化の確認用として作用するデバイスと共に組み込まれている。
【００３７】
用途特定手動制御機能は、例えば、複数の空気送風機能、設置・引張り操作用、ロボット関連操作用、製品取扱い操作用及び補助装置の操作用の複数のコア機能を含んでおり、そのような用途特定機能は、成形システム内にいつでも含まれ得る。
【００３８】
専用ＢＣＦ押ボタンの行（好適な実施形態におけるディスプレイの上部におけるもの及び下部におけるもの）であって、予め定められているアイコンを備えているものが、制御パネルに組み込まれている。押ボタンは、好適に、機械式ボタン又はタッチパッド・キーであり、これらの機械式ボタン又はタッチパッド・キーは、ボタンの隣りの、スクリーン上に示されているアイコンに対応している。一緒になって、それらは、成形機械を操作するための全ての基本制御機能を提供する。あるいは、押ボタンは、タッチスクリーン・ディスプレイパネルの一部であってもよいが、スクリーンのリアルエステートが情報の表示又は他の環境設定可能な機能に捧げられ得るようにボタンが専用機械式ボタンであるということが、好ましい。
【００３９】
好適に、デバイスを指示するハードウェアは、用途特定手動制御機能押ボタンと共には組み込まれていない。その代わりに、このカテゴリの押ボタンに割り当てられている各アイコンが、選択された機能の活性化を指示すべく、その外観を変化させ得る。アイコンの一部を形成している指示対象であって、機能の活性化を確認するためのものが、設けられている。それらは、機能が選択される時点を指示する。安全の目的で、組み込まれている全ての用途特定手動制御機能は、好適に、サイドバーにおける押ボタンを押下することによってのみ活性化されるべきである。好適に、アイコンを直接押下することは、予めプログラムされている手動制御機能を活性化することにはならない。これは、タッチスクリーンのポインティング・デバイスによるディスプレイのナビゲーションの間の、手動機能の偶発的な活性化を防止するためである。
【００４０】
図５、図６及び図７に示されているように、ＡＳＣＦ押ボタンから成るサイドバーの列（好適な実施形態におけるディスプレイの左側におけるもの及び右側におけるもの）であって、環境設定可能な機能用のソフトウェア駆動アイコンを備えているものが、制御パネルに組み込まれている。一緒になって且つ後述の方法により、それらは、全ての用途特定制御機能を提供する。
【００４１】
用途特定制御機能を２列のサイドバー押ボタンへ多重化することにより、オペレータ制御パネルのサイズが縮小され得る、ということは、上記から明らかである。
【００４２】
用途特定制御機能は、グループに分割されており、これらのグループは、同種の性質の多数のアクチュエータ又は多数のサブシステムの機能のいずれかに関連している制御機能によって形成されている。例として、空気送風操作に関する機能グループは、独立に操作される複数の送風機用のアイコンを有し得る。別の例として、ロボット操作に関する機能グループは、独立に操作される多数の軸に関する機能を有し得る。この設計階層構造を採用することにより、システムは、あらゆる特殊な機能を満足すべく拡張され得る。
【００４３】
より詳細に後述されるように、各列のサイドバーの専用押ボタン（好適な実施形態においては頂部ボタン）の押下が、残りの押ボタンに隣接している、機能グループの全てのアイコンを表示させる。次いで、ユーザは、適切なボタンを押すことにより、工場が予め設定した制御機能又はユーザが定めた制御機能のグループを、グループアイコンを押下することによって選択することができる。その後、グループアイコンが、頂部のアイコンに取って代わり、そして、グループの各制御機能のアイコンが、各押ボタンに隣接して現れる。次いで、オペレータは、適切なボタンを押すことにより、再度、要求されている機能を作動させ及び／又は選択することができる。制御システムは、同時に活性化させられるべき多数の押ボタンを支持している。従って、オペレータは、幾つかの制御機能を活性化させ得る。例として、制御ハードウェアは、コントローラが、機械的に作動させられる多数の押ボタンが作動させられているということを識別し且つオペレータによって選択された操作を復号化することを、可能にする。多数の押ボタン（例えば、「金型の型締め」機能及び「射出ユニットの前方移動」機能に対応する押ボタン）を押下することにより、両方の機能が、同時に実行される。これは、手動機械操作のスピードアップに貢献する。
【００４４】
更に、サイドバーを各システムユーザ用にカスタマイズすることも、可能である。好適な実施形態においては、サイドバーをカスタマイズするための手順は、以下の通りである。
・いずれかのサイドバーの「グループ選択」（頂部）アイコンと結び付けられている押ボタンが、押下され、そして、機能グループアイコンの列が、サイドバー押ボタンに隣接して現れる。図８参照。「ユーザ環境設定グループ」アイコンと結び付けられている押ボタンが、押下され、そして、現在のユーザのカスタマイズされている機能のアイコンが、両方のサイドバーにおける機能グループアイコンに取って代わる。図９参照。「サイドバー環境設定」（右側のサイドバーの底部）アイコンと結び付けられている押ボタンが、押下され、そして、特殊なアイコン選択スクリーン（「ユーザ環境設定」スクリーン）が、現れる。図１０参照。これは、利用可能な機械機能の、追加、交換又は除去を可能にする。「ユーザ環境設定」スクリーンは、組み込まれている全ての機械機能／アイコンを示しており、割り当てられていないものは、それらの通常の色で示され、割り当てられたものは、灰色で示される。
・サイドバーにおける割り当てられていない場所と結び付けられている押ボタンを押下することにより、機能が、追加される。次いで、「ユーザ環境設定」スクリーンからの利用可能な機能が、選択される。次いで、アイコンが、押ボタンの側に現れ、「ユーザ環境設定」スクリーン上に灰色で示される。図１１参照。
・サイドバーにおける既に割り当てられている場所と結び付けられている押ボタンを押下することにより、機能が、交換される。「ユーザ環境設定」スクリーンからの利用可能な機能が、選択される。次いで、新しく選択されたアイコンが、押ボタンの側に現れ、「ユーザ環境設定」スクリーン上に灰色で示され、そして、以前に割り当てられていたアイコンは、「ユーザ環境設定」スクリーン上に通常の色で示される。図１２及び図１３参照。
・既に割り当てられているサイドバーの場所と結び付けられている押ボタンを押下することにより、機能が、除去される。「ユーザ環境設定」スクリーンからの「リサイクル」アイコンが、選択される。次いで、以前に割り当てられていたアイコンは、「ユーザ環境設定」スクリーン上に通常の色で示され、そして、押ボタンに隣接している領域が、割り当てられていないものとして示される。図１４参照。
・サイドバーをカスタマイズすることを通してシステムユーザを案内するための簡単な指示が、「ヘルプ」アイコンを選択することによってアクセスされる。図１９参照。
・各アイコン／機械機能に関する詳細な情報、及びそれを如何に使用するのかに関する指示は、「情報」アイコンを選択することによってアクセスされる。図１８参照。
・変更されたサイドバー環境設定をセーブするのを可能にするダイアログ・ボックスが、「出口」アイコンを選択することによってアクセスされる。ダイアログ・ボックスは、システムユーザが変更をセーブし又は変更を廃棄するのを可能にする。ダイアログが完了すると、通常の操作スクリーンが、「ユーザ環境設定」スクリーンに取って代わる。図１５及び図１６参照。
【００４５】
上記方法は、多数の機能の、多数の制御機能の同時操作用の押ボタンへの割当てを含むように更に拡張される。例えば、数個取金型からの部品の吹飛ばしを行なうためには、幾つかの空気送風機能が、個々に又は同時に作動させられなければならない。機能の数が多ければ、それは、オペレータにとって退屈な仕事である。一群の関連している空気送風機能であって、同時に作動させられ得るものに対して単一の活性化押ボタンを割り当てることにより、オペレータの仕事は、著しく簡単化される。多数の機能の割当てを考慮しているプログラミング機能をアイコン選択スクリーン上に追加することによる、上記開示に基づく拡張の容易さを、当業者は、容易に認識し得る。オペレータが多数の機能を選択するのを可能にするオプションが、アイコン選択スクリーン上に設けられる。このオプションが選択されると、新しいグループが、スクリーン上に現れよう。以前に選択されていないならば、そのグループの全てのアイコンは、空白である。オペレータは、いずれかのグループからいずれかのアイコンを選択することができると共に、これらのアイコンをグループへ割り当てることができる。これらのグループ化された機能は、その特殊なグループアイコンを選択することによって活性化される。選択と新しい選択を受け入れることの確認とに関する手順は、上述されたものと同様に実行される。
【００４６】
上記方法は、一連の制御機能の逐次的操作を単一の押ボタンに割り当てることを含むべく、更に拡張される。１つの押ボタンによって逐次的に操作される手動機能をオペレータがプログラムするのを可能にするオプションが、アイコン選択ウィンドウ上に設けられる。このオプションが選択されると、新しいグループが、ウィンドウ上に現れよう。次いで、オペレータは、活性化されるべき機能を、いずれかのグループからアイコンを選択することによって選択することができる。各アイコンが選択されると、ダイアログ・ウィンドウが、現れよう。オペレータは、アイコンによって表現されている機能を停止させるオプションを選択すべく要求される。機能が時間によって停止させられるべきであるならば、操作の継続時間に関するパラメータ・エントリ；機能が圧力レベルによって停止させられるべきであるならば、圧力整定値に関するパラメータ・エントリ；機能が距離によって停止させられるべきであるならば、位置整定値に関するパラメータ・エントリ；予め定められているイベントであって、機械コントローラにおいて予めプログラムされているものからの、１つのイベントの選択；又は自動モードにおいて操作されている際の機能と同一の終了条件を、オプションは、含んでいる。選択と新しい選択を受け入れることの確認とに関する手順は、上述されたものと同様に実行される。このグループへの一連の機能の割当てを完了することにより、オペレータは、所望されている操作シーケンスを、単一の押ボタンを押下することによって制御することができよう。
【００４７】
上記のことに加えて、特殊なグループアイコン（図示されていないが、適切に修正された、他のグループアイコンと同様である）であって、プロセス変数の実際の値を実時間で表示するのに選択されるべきものが、利用可能である。システムの自動サイクルの間のような、一定の手動制御機能が使用されていない場合には、その機能は、ディスプレイのリアルエステートの使用を最大にする。押ボタンへの機能の割当てと同様に、プロセス変数は、機械コントローラによって供給される利用可能なプロセス変数のリストから割り当てられ得よう。
【００４８】
記憶装置が、各オペレータと個人化されたセッティングとを唯一の結果しか生じないように識別すべく、使用されている。好適な実施形態においては、キーの形の、可搬性Ｉ^２Ｃ Ｉ／Ｏ ＥＥＰＲＯＭ記憶装置であって、Ｄａｔａｋｅｙ，Ｉｎｃ．によって製造されているものが、使用され得る。ＨＭＩのハウジングは、キー用の対応キー接続部手段を有している。そのような接続部により、情報は、機械コントローラによってストアされ且つ呼び出され得る。このデバイスは、パスワード、生体測定によってアクセスされ得、又は、それは、上述の取り外し可能なキーであり得る。機械コントローラは、そのようなデバイスを読み出し且つ書き込むことができる。デバイスは、カスタマイズの目的に使用される。それは、上述のカスタマイズされた機能の情報、例えば、全てのスクリーン上に表示されるべきテキストの好適な言語、プロセス変数のオペレータ好みの工学単位、スクリーン上の情報のオペレータ好みの有機化等をストアする。それは、オペレータの身分証明と共に予めプログラムされ、その身分証明は、オペレータのシステムへのアクセスレベルを決定すべく、機械コントローラによって使用される。オペレータによって実行される全てのカスタマイズは、索引ファイルの形で、このデバイス内へストアされる。索引ファイルの情報をこのデバイスから読み出すと、機械コントローラのソフトウェアは、カスタマイズされたものを再生する。これは、オペレータが、彼／彼女がそのデバイスで機械を操作している際に、言語、工学単位及びカスタマイズされた手動機能のような彼／彼女自身の初期設定をリストアすることを可能にする。
【００４９】
４．結論
以上のように、記載されてきたものは、射出成形システム用のヒューマン−マシン・インターフェースであり、このヒューマン−マシン・インターフェースは、制御システムを環境設定し且つ操作することにおける無制限の柔軟性を提供し、成形機械を環境設定し且つ制御するユーザ・フレンドリな方法を提供し、且つ将来のグレードアップ用のプラットフォームを提供する。
【００５０】
図面に示されている個々の構成要素は、成形機械制御技術において全て周知であり、そして、それらの具体的な構成は、操作に関し又は本発明を実行する最良のモードに関し、重大ではない。
【００５１】
本発明が、好適な実施形態であると現在見なされているものに関して記載されているが、本発明は開示されている実施形態に限定されないということが、理解されるべきである。それと反対に、本発明は、請求項の精神及び範囲内に含まれる種々の変更及び均等構成物を覆うべく意図されている。請求項の範囲は、そのような全ての変更並びに均等な構造及び機能を包含すべく、最も広い解釈と一致すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明に係る好適な実施形態におけるハードウェア・アーキテクチャのブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係る好適な実施形態におけるハードウェア・アーキテクチャのブロック図である。
【図２】本発明に係る好適な実施形態におけるヒューマン−マシン・インターフェースのフロントパネルの図である。
【図３】６０個の専用手動制御機能キーを有しているヒューマン−マシン・インターフェースの従来技術のフロントパネルの図である。
【図４】６０個の専用手動制御機能キーを備えているヒューマン−マシン・インターフェースの従来技術のフロントパネルの拡大図である。
【図５】本発明に係る好適な実施形態におけるヒューマン−マシン・インターフェースの正面図の絵である。
【図６】本発明に係る好適な実施形態における斜めのヒューマン−マシン・インターフェースの絵である。
【図７】好適な実施形態のアイコンの選択されたリストであって、カットを説明するためのものでる。
【図８】グループ選択アイコンが選択された後に現れる機能グループアイコンを備えているサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図９】ユーザ環境設定アイコンが選択された後の機能アイコンの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１０】サイドバー環境設定アイコンが選択された後の、ユーザ環境設定スクリーンを伴う、サイドバーの外観を表示しているスクリーンの図であって、更に、環境設定されるべく選択された場所が、ハイライトを与えられているものである。
【図１１】機能の追加が選択された後のサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１２】交換されるべき機能が選択された後のサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１３】交換が完了した後のサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１４】リサイクルアイコンを押下することによって機能が除去された後のサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１５】変更がなされている場合において出口アイコンが触れられた際の、ユーザ環境設定スクリーン上のダイアログ・ボックス外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１６】オペレータがダイアログ・ボックスを確認した後の通常の操作を表示しているスクリーンの図である。
【図１７】プロセス変数グループが選択された際の、プロセスの実時間値を示しているサイドバーの外観を表示しているスクリーンの図である。
【図１８】情報アイコンがユーザ環境設定スクリーン上で選択された際の、サイドバーの機能の説明を表示しているスクリーンの図である。
【図１９】ヘルプアイコンが選択された際の、ユーザ環境設定スクリーン上のオンライン・ヘルプ情報を表示しているスクリーンの図である。

Claims (2)

1. 制御パネルを有している成形機械用のヒューマン−マシン・インターフェースであって、
   フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンと、
   ポインティング・デバイスと、
   前記フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーン上の複数の押ボタンであって、アイコンで覆われている又はアイコンで覆われていないものと、
   各ユーザの好みの環境設定を唯一の結果しか生じないように識別する手段と、
   フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンを駆動するための外部電力を受電する接続部と、
   ヒューマン−マシン・インターフェースの全ての操作機能を提供するソフトウェアであって、リモートコントローラにおいてランするものと、
   を具備しているヒューマン−マシン・インターフェース。
2. 制御パネルを有している成形機械を制御する方法であって、
   フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンを用意する工程と、
   ポインティング・デバイスを用意する工程と、
   前記フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーン上の複数の押ボタンであって、アイコンで覆われている又はアイコンで覆われていないものを用意する工程と、
   各ユーザの好みの環境設定を唯一の結果しか生じないように識別する工程と、
   フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンを駆動するための外部電力を受電する工程と、
   ヒューマン−マシン・インターフェースの全ての操作機能を提供するソフトウェアをリモートコントローラにおいてランさせる工程と、
   を具備している方法。

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