TWI550374B - 振動回饋系統、觸控裝置及其振動回饋方法 - Google Patents

Description

振動回饋系統、觸控裝置及其振動回饋方法

本發明涉及一種觸控裝置，尤其涉及一種具有振動回饋功能的觸控裝置及其振動回饋方法。

手輪(即手搖脈衝發生器，Manual Pulse Generator)被廣泛應用於數控車床、銑床、放電加工機等電腦數值控制工具機中。當手輪旋轉時，與手輪連接的一編碼器產生與手輪運動相對應的信號，該信號被數控機床接收後將控制工具機進行軸向切換或加工進給。傳統的手輪軸上一般會設置一可用於增加手輪轉動摩擦力的阻尼元件，當工具機主軸上的切削力增加時，該阻尼元件產生的摩擦力也隨之增加，使用戶轉動手輪時可感受到切削力量的變化。

然而，傳統的實體手輪成本較高，而且長期使用後容易造成磨損。現在已經出現利用仿真手輪替代實體手輪方式的技術，在一定程度上降低了手輪的製造成本。因此，有必要提供一種具有回饋功能的仿真手輪，使得用戶在操作該仿真手輪的同時可以感受到觸感回饋。

本發明提供一種振動回饋系統，運行於一可與加工機床通信的觸 控裝置中，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元以及一存儲單元，該觸控裝置還設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，該振動回饋系統包括：一顯示控制模組，用於顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元上；一感應模組，用於即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；一轉換模組，用於獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的控制信號；一傳輸控制模組，用於將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，還用於接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；以及一執行模組，用於根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與該傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件根據該振動回饋參數振動。

本發明還提供一種觸控裝置，可與一加工機床進行通信，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元、一存儲單元以及一處理器，該觸控裝置設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，該處理器包括：一顯示控制模組，用於顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元 上；一感應模組，用於即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；一轉換模組，用於獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的控制信號；一傳輸控制模組，用於將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，還用於接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；以及一執行模組，用於根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件根據該振動回饋參數振動，從而使得用戶在操作手輪圖示的同時能夠感受到相應的振動回饋。

本發明還提供一種振動回饋方法，應用於可與加工機床通信的觸控裝置中，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元以及一存儲單元，該觸控裝置還設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，該方法包括：顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元上；即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的 控制信號；將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，並接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與該傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數；以及控制該振動件根據該振動回饋參數振動。

與現有技術相比，本發明在操作該仿真手輪的同時可以感受到觸感回饋。

1‧‧‧觸控裝置

2‧‧‧加工機床

10‧‧‧機械按鍵

20‧‧‧傳輸介面

30‧‧‧顯示單元

40‧‧‧存儲單元

50‧‧‧處理器

60‧‧‧振動件

100‧‧‧振動回饋系統

101‧‧‧顯示控制模組

102‧‧‧感應模組

103‧‧‧轉換模組

104‧‧‧傳輸控制模組

105‧‧‧執行模組

300‧‧‧手輪圖示

圖1為本發明一較佳實施方式中應用於一觸控裝置的振動回饋系統的功能模組圖。

圖2為圖1所示的觸控裝置的示意圖。

圖3為本發明一較佳實施方式中的振動回饋方法的流程圖。

圖1為本發明的振動回饋系統100的功能模組圖。該振動回饋系統100運行於一觸控裝置1中，該觸控裝置1包括若干機械按鍵10，用戶通過操作該些機械按鍵10輸入控制資訊，該控制資訊通過有線或者無線的方式經一傳輸介面20發送至一加工機床2，並控制該加工機床2執行加工作業。請一併參照圖2，在本實施方式中，所述機械按鍵10包括一用於設定待加工軸向(即X軸、Y軸以及Z軸)的軸向旋鈕以及一用於改變加工機床2的加工刀具(圖未示)的移動精度的倍率旋鈕。該加工機床2將當前加工過程中的第 二加工參數回饋至該觸控裝置1並顯示於該觸控裝置1的顯示單元30上。在本實施方式中，該第二加工參數包括當前加工的機械座標、加工刀具的進給速率以及主軸轉速。該顯示單元30還用於顯示一手輪圖示300，用於感應用戶的觸摸輸入操作並對加工刀具的進給量進行調整，以達成加工需求。該觸控裝置還設置有一個或若干個振動件60，具體的，所述振動件60設置在對應於該手輪圖示300覆蓋區域的位置。在本實施方式中，所述振動件60為馬達。

該觸控裝置1還包括一存儲單元40和一處理器50。該存儲單元40用於存儲該振動回饋系統100。該存儲單元40還用於存儲表徵該加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件60的振動回饋參數的一一對應關係。該處理器50用於執行該振動回饋系統100的多個功能模組，從而控制該振動件60振動並使得用戶在操作該手輪圖示300時能夠感受到相應於當前切削力的振動回饋。在另一實施方式中，該振動回饋系統100的多個功能模組為燒錄至該處理器50的程式化模組。

在本實施方式中，該振動回饋系統100包括一顯示控制模組101、感應模組102、一轉換模組103、一傳輸控制模組104以及一執行模組105。

該顯示控制模組101用於顯示一手輪圖示與該觸控裝置1的顯示單元30上。用戶在該手輪圖示300上進行滑動操作。

該感應模組102用於即時感應用戶在該手輪圖示300上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號。

該轉換模組103用於獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床2能夠識別的控制信號。在本實施方式中，該觸控裝置1在該手輪圖示300的外周圍還設置有一圓環盤(圖未示)，所述圓環盤沿圓周方向等分出刻度區域，所述刻度區域按順時針或逆時針方向設置順序標記，用於供用戶參考而精確操作該手輪圖示300。該感應模組102感應該觸摸操作的滑動距離以及滑動長度，從而產生相應的觸摸信號。該轉換模組103將該觸摸信號轉換為控制該加工刀具相應增加或減少進給量的控制信號。

該傳輸控制模組104用於將該控制信號通過該傳輸介面20發送至加工機床2，從而控制調整所述加工刀具的進給量，該傳輸控制模組104還用於接收該加工機床2通過該傳輸介面20返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數。在本實施方式中，該第一加工參數為加工刀具主軸上產生的電流值大小。其中，所述加工刀具主軸上產生的電流值大小與該加工刀具主軸上的切削力成正比，當該加工刀具空跑時，加工刀具主軸上的切削力為零，加工刀具主軸上產生的電流為零；當該加工刀具開始切削加工件時，加工刀具主軸上的切削力隨之增大，加工刀具主軸上產生的電流也對應增大。

該執行模組105用於根據該存儲單元40中存儲的對應關係確定與該傳輸控制模組104接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件60根據該振動回饋參數振動，從而使得用戶在操作手輪圖示300的同時能夠感受到相應的振動回饋。在本實施方式中，該振動回饋參數為所述振動件60的轉速，而且該振動件60的轉速與當前切削力的大小成正比。在另一實施方式中，該振動 回饋參數為所述振動件60連續兩次振動的持續時間以及所述連續兩次振動之間的時間間隔，而且當前切削力越大，振動件60連續兩次振動的持續時間以及連續兩次振動之間的時間間隔越短。

圖3示意出本發明一較佳實施方式中的振動回饋方法，該方法包括以下步驟：

步驟S31：該顯示控制模組101用顯示一手輪圖示與該觸控裝置1的顯示單元30上。

步驟S32：該感應模組102即時感應用戶在該手輪圖示300上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號。

步驟S33：該轉換模組103獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床2能夠識別的控制信號。

步驟S34：該傳輸控制模組104將該控制信號通過該傳輸介面20發送至加工機床2，從而調整所述加工刀具的進給量，還接收該加工機床2通過該傳輸介面20返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數。

步驟S35：該執行模組105根據該存儲單元40中存儲的對應關係確定與接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件60根據該振動回饋參數振動，從而使得用戶在操作手輪圖示300的同時能夠感受到相應的振動回饋。

本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。

1‧‧‧觸控裝置

2‧‧‧加工機床

10‧‧‧機械按鍵

20‧‧‧傳輸介面

30‧‧‧顯示單元

40‧‧‧存儲單元

50‧‧‧處理器

60‧‧‧振動件

100‧‧‧振動回饋系統

101‧‧‧顯示控制模組

102‧‧‧感應模組

103‧‧‧轉換模組

104‧‧‧傳輸控制模組

105‧‧‧執行模組

300‧‧‧手輪圖示

Claims (10)

1. 一種振動回饋系統，運行於一可與加工機床通信的觸控裝置中，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元以及一存儲單元，該觸控裝置還設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，其改良在於，該振動回饋系統包括：一顯示控制模組，用於顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元上；一感應模組，用於即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；一轉換模組，用於獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的控制信號；一傳輸控制模組，用於將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，還用於接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；以及一執行模組，用於根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與該傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件根據該振動回饋參數振動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的振動回饋系統，其中，所述手輪圖示的外周圍還設置有一帶有刻度的圓環盤，用於供用戶參考而精確操作該手輪圖示；該感應模組感應該觸摸操作的滑動距離以及滑動長度，從而產生相應的觸摸信號；該轉換模組將該觸摸信號轉換為控制該加工刀具相應增加或減少進給量的控制信號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的振動回饋系統，其中，該第一加工參數為加 工刀具主軸上產生的電流值大小，其中，所述加工刀具主軸上產生的電流值大小與該加工刀具主軸上的切削力成正比。
4. 如申請專利範圍第1項所述的振動回饋系統，其中，該振動回饋參數為所述振動件的轉速，該振動件的轉速與當前切削力的大小成正比。
5. 如申請專利範圍第1項所述的振動回饋系統，其中，該振動回饋參數為所述振動件連續兩次振動的持續時間以及所述連續兩次振動之間的時間間隔，當前切削力越大，振動件連續兩次振動的持續時間以及連續兩次振動之間的時間間隔越短。
6. 一種觸控裝置，可與一加工機床進行通信，其改良在於，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元、一存儲單元以及一處理器，該觸控裝置設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，該處理器用於執行一振動回饋系統的多個功能模組，該振動回饋系統包括：一顯示控制模組，用於顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元上；一感應模組，用於即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；一轉換模組，用於獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的控制信號；一傳輸控制模組，用於將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，還用於接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；以及一執行模組，用於根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數，並控制該振動件根據該振動回饋參數振動，從而使得用戶在操作手輪圖示的同時能夠感受到相應 的振動回饋。
7. 如申請專利範圍第6項所述的觸控裝置，其中，所述振動件為馬達。
8. 如申請專利範圍第6項所述的觸控裝置，其中，所述所述振動件設置在對應於該手輪圖示覆蓋區域的位置。
9. 如申請專利範圍第6項所述的觸控裝置，其中，所述觸控裝置還在手輪圖示的外周圍設置有一帶有刻度的圓環盤，用於供用戶參考而精確操作該手輪圖示；該感應模組感應該觸摸操作的滑動距離以及滑動長度，從而產生相應的觸摸信號；該轉換模組將該觸摸信號轉換為控制該加工刀具相應增加或減少進給量的控制信號。
10. 一種振動回饋方法，應用於可與加工機床通信的觸控裝置中，該觸控裝置包括一傳輸介面、一顯示單元以及一存儲單元，該觸控裝置還設置有振動件，該存儲單元用於存儲表徵該加工機床的加工刀具主軸上的不同切削力的第一加工參數和所述振動件的振動回饋參數的一一對應關係，其改良在於，該方法包括：顯示一手輪圖示於該觸控裝置的顯示單元上；即時感應用戶在該手輪圖示上的觸摸操作並產生相應的觸摸信號；獲取該觸摸信號，並將該觸摸信號轉換為該加工機床能夠識別的控制信號；將該控制信號通過該傳輸介面發送至加工機床而控制調整所述加工刀具的進給量，並接收該加工機床通過該傳輸介面返回的表徵主軸當前切削力的第一加工參數；根據該存儲單元中存儲的對應關係確定與該傳輸控制模組接收的第一加工參數對應的振動回饋參數；以及控制該振動件根據該振動回饋參數振動。