TWI684903B

TWI684903B - 智能化操作面板

Info

Publication number: TWI684903B
Application number: TW108102612A
Authority: TW
Inventors: 邊平遠
Original assignee: 捷準科技股份有限公司
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-02-11
Also published as: CN111474896A; CN111474896B; TW202028938A

Abstract

本發明智能化操作面板能配合多種工具機運用，包含：觸控螢幕，具有按鈕或旋鈕的實體面板以及嵌入式主機；其中，嵌入式主機執行其所儲存的程式碼，能配合的工具機的種類或操作模式選擇不同的使用者介面；且藉由設定觸控螢幕的軟體訊號與實體面板所輸入的訊號具有不同的執行等級，讓第一訊號能包含有一優先處理狀態的控制指令；又，嵌入式主機能取得來自該工具機所回傳的回饋訊號，將透過回饋資料所產生的各種訊息輔助使用者加工；此外，還能透過連網裝置與外部的伺服器連接，以進行資料收集，或是取得輔助使用者進行加工的相關資料。

Description

智能化操作面板

本發明涉及一種面板控制裝置，尤指一種可以可獨立運作，或與工具機連接來輔助使用者操作工具機的面板控制裝置。

本發明整合實體按鈕旋鈕面板與一嵌入式主機，此嵌入式主機之CPU模組控制LCD與觸控面板設備，並實現I/O輸入輸出，本嵌入式主機可以獨立運行儲存於本裝置內程式，其執行軟體藉專屬通訊協與I/O跟數值控制器交握，顯示與操作虛擬操作面板及加工輔助，並藉物聯網及網路通訊功能與生產管理系統連結，達成智能生產。

工具機是製造工業中不可或缺的角色，目前用以控制工具機的控制面板，大多是透過實體按鈕、轉盤、LED燈、螢幕以及7節管等實體元件組而成，由於控制面板上面的硬體元件無法任意改變其位置或是數量，故在實際運用上，由於不同的運作模式需要輸入不同種類的操作參數以及回饋不同的操作資訊，故在增加工具機的加工方式的同時，控制面板上所需的操作元件及顯示元件亦會大幅增加。

由於在不同的操作模式下所需輸入及輸出的資訊不同，故單純的增加面板的大小除了使面板體積增大外，往往還會因為提供過多不必要的資訊，讓不熟悉該加工模式的使用者產生困擾甚至造成誤會。因此，在過去有技術如台灣專利119251號，提供了一種完全利用觸控螢幕進行操作的面板，透過程式設計來簡化操作介面，減少控制面板的體積。

然而，由於現有觸控螢幕在操作上仍存在感測準確度的問題，故僅單獨依靠觸控螢幕進行操作，所輸入的指令並不一定能即時、準確的傳達至機台，在需要部份需要立即反應的精密操作的狀況下十分不便，且若需要緊急停止工具機的情況下，僅透過觸控螢幕進行操作還十分危險。

此外，現有的CNC工具機用操作面板都因為沒有內置主機，所以都是擔任目標CNC控制器被動的周邊硬體，所以不能藉此管道進一步的協助工具機製造廠，將其對於該工具機的加工工藝以及使用維護上的專業提供給用戶，也不能與生產管理端資訊溝通，不利於使用端的智能生產管理。

本發明之主要目的在於提供一種能配合至少一種的工具機使用的面板控制裝置，該面板控制裝置同時具有可依需求使用改變按鍵配置的觸控螢幕以及傳統的按鈕/旋鈕輸入裝置，除了能透過各種觸控螢幕上的操作介面來對應工具機的多種運作模式來節省面板體積以及整理面板所提供的資訊外，還能透過傳統的按鈕/旋鈕輸入裝置來輸入緊急或是精確的指令。

本發明之次要目的在於提供一種面板控制裝置，能讓使用者依照使用需求去編輯控制工具機進行加工所使用的操作介面，而不會受限於固定式的面板介面設計。

本發明之次要目的在於提供一種面板控制裝置，能將產生或收集到的操作資料與外部伺服器或廠商交換以進行大數據分析或是其他應用。

為達到該目的，本發明智能化操作面板，具有一能配合至少一種的工具機使用的面板控制裝置，該面板控制裝置包含：一觸控螢幕、一實體面板以及一嵌入式主機。

該實體面板具有至少一實體按鈕或至少一多段式旋鈕的至少其中一種；該嵌入式主機，連接於該工具機、實體面板以及觸控螢幕，包含複數種程式碼，一控制轉換模組、一輸入輸出單元以及一連網裝置。

其中，該嵌入式主機執行該等程式碼，供使用者依據欲配合的該工具機的種類或操作模式來選擇一預先儲存的使用者介面，使該觸控螢幕呈現出至少一符合該使用者介面的可觸控按鍵；以便依據配合的工具機或加工程序的需求在最適合的介面上來操作配合的工具機；藉此，透過變換，或是產生該使用者介面，使該面板控制裝置能配合不同種類的工具機。

該嵌入式主機透過該控制轉換模組接收該實體面板的類比訊號轉換成一第一硬體訊號(例如在一實施例中，該訊號由旋鈕開關/啟動停止按鈕輸入)，並接收該觸控螢幕的軟體訊號轉換成一第二硬體訊號(例如，在一實施例中由觸控螢幕按鈕輸入)，該第一硬體訊號不同與該第二硬體訊號的執行等級；該嵌入式主機透過該輸入輸出單元用以將該第一硬體訊號及該第二硬體訊號輸出至該工具機，以及取得來自該工具機所回傳的一回饋訊號。

該嵌入式主機還會依照該等程式碼，透將該第一硬體訊號、該第二硬體訊號以及一由該工具機所回饋的回饋訊號至少其中之一所產生的資料，透過該連網裝置傳送至一外部伺服器，以便將產生出來的最佳化後的使用者介面輸出到其他裝置，或是將工具機所使用或是收集到的資料例如即時的生產資訊與工作狀態傳輸至廠端生產管理系統，或作為外部伺服器的邊緣運算伺服器或是雲端伺服器，提供大數據分析或製作報表。

關於該嵌入式主機所儲存的複數種程式碼，該等程式碼包含一模式選擇程式碼，該嵌入式主機在執行該模式選擇程式碼選擇該使用者介面時，是利用由該實體面板上的該多段式旋鈕所輸入的第一硬體訊號來選擇該使用者介面；而能夠對應不同的操作模式。

為了讓機器製造商能夠自行依照加工需求最適化操作介面，於一較佳實施例中，該等程式碼包含具有一設計程式碼，該設計程式碼能變更該嵌入式主機所儲存的該使用者介面，而產生一自定義介面；於該較佳實施例中，該工具機操作面板裝置還可透過該連網裝置上傳該自定義介面至該外部伺服器，並透過該連網裝置由該外部伺服器取得來自其他該工具機操作面板裝置所產生的該自定義介面。

又，於一較佳實施例中，該等程式碼包含一通訊程式碼，該嵌入式主機透過執行該通訊程式碼及該連網裝置，將該工具機的即時生產資訊與工作狀態與一廠商的生產管理系統相互傳輸資料。

關於訊號種類，該第一硬體訊號包含：電源、緊急停止、操作模式選擇、控制該工具機各構件的運行速度或速度覆蓋(Speed Override)訊號的至少其中之一的控制訊號。

關於該嵌入式主機所提供的該使用者介面的種類，於一較佳實施例中，該使用者介面對應該工具機的操作模式，包含一提供加工輔助計算的編輯介面(輔助計算/最佳加工參數建議功能)、一讓該工具機與一受加工件之間相對進行圓弧、斜線或直線移動至少其中之一功能的手動介面(DRO模式)及一透過接收來自該工具機的回饋訊息而提供加工時間/負載訊息的自動介面。

其中，該工具機包含一用以顯示其所執行的加工的狀態的顯示單元，該工具機操作面板裝置透過該自動界面及該回饋訊號於該觸控螢幕顯示未於該工具機的該顯示單元顯示的加工訊息與機台訊息；使得該工具機操作面板裝置的使用者能依照加工方式的不同，得到各種原先於無法透過該工具機的自動畫面即時得知的加工所需的資訊。

為了預防該觸控螢幕故障而無法輸入資訊，其中，該實體面板及該觸控螢幕可為複式(redundant)控制型態，當該觸控螢幕失效或故障時，可透過該控制轉換模組將接收到的該實體面板的類比訊號轉換成該第二硬體訊號。

由以上說明可知，本發明的特點在於：工具機操作面板裝置透過執行內建的程式碼，能夠依據不同種類的工具機或操作模式，來選擇或是適合於不同加工程序所使用的的使用者介面，甚至能依據加工程序或輸入的資料的不同，讓機器製造者設計使用者介面，而不會受限於固定的面板介面設計，且透過接收並運用來自工具機所回傳的回饋資訊，工具機操作面板裝置能夠顯示原先工具機的自動畫面所無法顯示的加工訊息，故能在迅速直覺，不用切換畫面下幫助使用者了解實際加工狀況。又，且該工具機操作面板裝置上同時具有可依使用者介面使用改變按鍵配置的觸控按鈕以及傳統的實體按鈕/旋鈕輸入裝置，使得使用時除了能透過各種觸控螢幕上的操作介面來對應工具機的多種運作模式來節省面板體積外，還能透過傳統的按鈕/旋鈕輸入裝置來輸入緊急或是精確的指令或是取代原本的觸控螢幕；其中，透過多段式旋鈕來選擇操作介面，除了讓使用者能直接觀察旋鈕及得知目前的操作模式外，還可以避免透過觸控螢幕來切換操作模式所可能產生的錯誤操作。

且在一較佳實施例中，能夠透過連網裝置，配合預儲存的資料如數值控制器通訊協議與標準物聯網協議或藉基於Webservice或標準資料庫存/取作業程序之手段，將產生出來的最佳化後的使用者介面輸出到其他裝置，或是將工具機所使用或是收集到的資料例如即時的生產資訊與工作狀態傳輸至廠端生產管理系統、作為外部伺服器的邊緣運算伺服器或是雲端伺服器，提供大數據分析或製作報表，也能夠透過該聯網裝置由其他裝置取得符合加工區求的使用者介面以及加工所使用的加工程序、SOP流程圖、注意事項等支援。

10‧‧‧面板控制裝置

11‧‧‧嵌入式主機

111‧‧‧控制轉換模組

111a‧‧‧CPU模組

112‧‧‧輸入輸出單元

111b‧‧‧儲存模組

111c‧‧‧計算單元

111d‧‧‧轉換卡裝置

113‧‧‧連網裝置

12‧‧‧實體面板

121‧‧‧按鈕

122‧‧‧旋鈕

13‧‧‧觸控螢幕

131‧‧‧顯示器

132‧‧‧觸控輸入單元

133‧‧‧使用者介面

134‧‧‧可觸控按鍵

20‧‧‧工具機

21‧‧‧數值控制器

211‧‧‧邏輯計算模組

212‧‧‧儲存單元

213‧‧‧網路連線裝置

214‧‧‧輸入輸出裝置

22‧‧‧顯示單元

23‧‧‧各軸驅動馬達

30‧‧‧邊緣運算伺服器

31‧‧‧雲端伺服器

32‧‧‧計算與儲存單元

圖1為本發明智能化操作面板於一較佳實施例中的面板裝置分解示意圖；圖2為圖1的較佳實施例中的硬體方塊示意圖；圖3為圖1中實體面板的旋鈕的正視圖；圖4A為圖1的較佳實施例中顯示編輯模式的使用者介面的示意圖；圖4B為圖1的較佳實施例中顯示使用者所設計的手動模式的使用者介面示意圖；圖4C為圖1的較佳實施例中顯示自動模式的使用者介面示意圖；圖5為圖1的較佳實施例中，改變使用者介面的示意圖；圖6為圖1的較佳實施例中，於面板控制裝置之間交換資料的示意圖。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：請參照圖1至圖3所示，本發明智能化操作面板提供一種面板控制裝置10，能配合至少一種工具機20(如CNC車床、CNC铣床或是其他可透過電腦輔助加工程式執行的工具機)使用，包含：一實體面板12、一觸控螢幕13以及一連接該實體面板12及該觸控螢幕13的嵌入式主機11。

如圖1及圖3所示，該實體面板12於一較佳實施例中，具有3個傳統的按鈕121以及4個多段式的旋鈕122，該按鈕121包含兩控制電源開關的按鈕及一緊急停止的按鈕，而該旋鈕122則是包含一進行操作模式選擇的旋紐及複數個控制該工具機20各構件動作的速度覆蓋(Speed Override)的旋鈕，使得使用者能依照實際加工狀況，在工具機20因為硬體限制或是其他程式上的理由而未依照所設定的速度進行加工時，可以透過以比率增加或減少原先所輸入的數值來修改該工具機20的加工速度。

本發明並沒有限制該實體面板12上的實體按鈕121及旋鈕122的設計，於不同實施例中，該實體面板12可包含模式切換旋鈕，也可包含速度選擇旋鈕等，或者該實體旋鈕122及按鈕121能直接與該工具機20的數值控制器數位輸入(DI)進行連接，以切換數值控制器的操作模式，如：手動/自動/編輯/原點，與調整軸向進給速度與主軸轉速等，又或者是程式啟動(Cycle Start)與程式暫停(Feedhold)等功能。

其中，對於該實體面板12上的元件，本發明並沒有限制上述按鈕121及上述旋鈕122的數量及種類，故在其他實施例中，該按鈕121還可包含程式啟動(Cycle Start)與程式暫停(Feedhold)的按鈕，該旋鈕122可包含調整軸向進給速度與主軸轉速等的旋鈕，且調整時也也不一定是透過比率增加原先所輸入的數值，而是實際質的變化，可視實際需求設置。

來到該觸控螢幕13的部分，該觸控螢幕13具有一顯示器131及電阻式(或可為電容式)的觸控輸入單元132，其連接該嵌入式主機11，而能夠配合顯示儲存於該嵌入式主機11的程式顯示不同的使用者介面133，並呈現出複數個符合該使用者介面133所設計的可觸控按鍵134及其他相關圖形或是表格資訊。

該嵌入式主機11，電性連接於該工具機20、該實體面板12以及該觸控螢幕13，讓使用者能透過該實體面板12及該觸控螢幕13來控制該工具機20，包含：一由一CPU模組111a、一儲存模組111b、一計算單元111c及一轉換卡裝置111d所構成的控制轉換模組111、一輸入輸出單元112以及一連網裝置113。

該CPU模組111a，在本實施例中包含有CPU、RAM、LAN/Touch/LCD介面與實體按鈕介面；該儲存模組111b儲存有複數種供該嵌入式主機11執行的不同功能的複數種程式碼以及各種加工所需的資料庫；於本實施例中，該資料庫包含一材料資料庫，一刀具資料庫及一工藝資料庫。

其中，關於該嵌入式主機11所提供的功能，於本實施例中該嵌入式主機11執行儲存於該儲存模組111b中的該等程式碼，供使用者依據欲配合的該工具機20的種類，選擇一預先儲存，且對應該中工具機20的種類的使用者介面133，使該觸控螢幕13呈現出至少一符合該使用者介面133的可觸控按鍵134。

此外，使用同一工具機20時，仍會依照加工種類的不同而需要不同的使用者介面133，在本實施例中，在選擇不同功能的使用者介面133時，是透過啟動儲存的該等程式碼中的一模式選擇程式碼，然後操作該實體面板12的該旋鈕122來選擇該使用者介面133，使其能對應不同的操作模式進行變化；但在其他實施例中可以使用該按鈕121或是在該觸控螢幕13上點選該可觸控按鍵134或是拖拉畫面的方式來選擇/變換不同的該使用者介面133；另外，在本實施例中，在該觸控螢幕13的種類上，在本實施例優選為一觸覺波式控制螢幕(Haptic wave touch screen)，透過觸覺波來提供按鍵觸感；但在其他實施例中可以是一般的電容式或電阻式觸控螢幕。

其中，該使用者介面133於不同的操作模式中的種類，請參考圖4A至圖4C所示，該使用者介面133在本實施例中，包含一提供加工輔助計算的編輯介面(圖4A)、一讓該工具機20與一受加工件之間相對進行圓弧、斜線或直線移動至少其中之一功能的手動介面(圖4B)及一透過接收來自該工具機的回饋訊息而提供加工時間/負載訊息的自動介面(圖4C)。

其中，該編輯介面的輔助計算功能是利用該儲存模組111b配合該CPU模組111a及該計算單元111c，而能在介面上提供優化的加工參數查詢，或協助操作人員進行幾何形狀的輔助計算，例如求切線、求交點等機能，又或是在該儲存單元111b儲存有材料種類及刀具參數的情況下配合該計算單元111c計算而顯示出建議的最佳加工參數，主軸轉速，切削速度與重疊率等資訊，來協助操作人員使用數值控制器撰寫程式時，可以不要求操作人員具備幾何計算背景知識，本裝置便可以協助操作人員進行幾何形狀的計算，輸入基本幾何數值與限制後，輔助計算得以進行計算，例如：求切線、求交點等，增加撰寫程式效率。

該手動介面顯示有複數個可觸控案鍵134，能讓使用者能直接操控該工具機20與一受加工件(圖未示)之間立刻進行圓弧、斜線或直線等相對移動的機能(DRO模式)，或是在按下去後開始能編寫程式的介面來控制加工過程中該工具機20與該受加工件之間的相對運動。

而最後，關於該自動界面的部分，請先參考圖2所示，雖然該工具機包含一用以顯示其所執行的加工的狀態的顯示單元22，但由於該顯示單元22 所能顯示的資訊受到工具機廠的原廠介面設定，該顯示單元22上不一定會在畫面上顯示所有加工所需的資料(因不同的加工程序可能會需要不同的資料)，故該面板控制裝置10可透過程式處理顯示由回傳的回饋訊號所產生的各種加工資訊(含即時加工資訊)，或是將該回饋訊號配合以及儲存模組111b中所儲存的資料，於運算後產生新的訊息後於顯示於該觸控螢幕13上，而能夠該顯示單元22未顯示的加工訊息。

除此之外，如圖5所示，當上述面板控制裝置10所預先儲存的該使用者介面133在功能上不適合該工具機20時，可利用執行儲存的該等程式碼中的一設計程式碼，依照加工時的實際所需加工參數的種類，使用該工具機20所回傳的該回饋訊號，以及圖片，讓機器製造商自行設計面版功能來變更原先儲存的該使用者介面133，進而產生一符合功能或美觀需求的自定義介面並儲存。

回到該嵌入式主機11的該控制轉換模組111，該控制轉換模組111在接收來自該實體面板12的類比訊號後，將其轉換成一第一硬體訊號，並接收該觸控螢幕13的軟體訊號後(操作該使用者介面133上的該可觸控按鍵134後所產生的訊號)，透過該轉換卡裝置111d，將原本軟體訊訊號將其轉換成一第二硬體訊號然後傳遞給該嵌入式主機11。

其中，該第一硬體訊號及該第二硬體訊號的差異除了在於來源不同，使得該第一硬體訊號的指令不用經過轉換外，透過該CPU模組111a對於該第一硬體訊號與該第二硬體訊號還設定了不同的執行等級，該工具機20在依照該的二硬體訊號進行的加工時，在收到該第一硬體訊號後，該工具機20會優先執行該第一硬體訊號的命令(即前述段落中提到的緊急停止、速度覆蓋或是對應不同的操作模式選擇不同的使用者介面133。

如此一來，在加工過程中一旦發生緊急狀況時，就可以在不需要擔心該觸控螢幕13的是否難以正確動作的情況下，確實的停止加工，另外，在機台實際動作時因為硬體設備的限制而需要微幅修改數值時，也能在不需要整個執行重新設定過程的狀況下修改輸入該工具機20的參數。

特別說明，本發明並沒有限制該轉換卡裝置111d的種類，於不同的實施例中，依照裝置的設計需求，該轉換卡裝置111d可為一數位\類比轉換卡、一數位\數位轉換卡、或一位置控制卡，來轉換來自該觸控螢幕13的訊號。

回到該嵌入式主機11的該輸入輸出單元112，該輸入輸出單元112連接該工具機20，用已將該第一硬體訊號及該第二硬體訊號輸出至該工具機20以控制該工具機並取得來自該工具機20所回傳的該回饋訊號，該回饋訊號在詳細種類上，可包含如：工具機20的各種元件的狀態、是否有警報等等，而顯示於該使用者介面133。

其中，關於在本實施例中，該面板控制裝置10與該工具機20的詳細的溝通方式，請參考圖2所示，在本實施例中，該工具機20與該面板控制裝置10具有兩種溝通方式，為了詳細說明該方法，請先參考圖2所示的硬體方塊圖，該工具機20包含：一數值控制器21、前述說明提過的顯示單元22及複數個連接該數值控制器21的各軸驅動馬達23；在其中一種溝通方式中，該工具機20的數值控制器21透過一輸入輸出裝置214來接收來自該面板控制裝置10的訊號後，透過一邏輯計算模組211處理後，利用處理後的訊號來控制該各軸驅動馬達23；而在另一種方式中，則是透過一網路連線裝置213來接收來自該面板控制裝置10的訊號；其中，本發明並沒有限制當該工具機20執行NC程式進行加工時，該NC程式是產生於該面板控制裝置10或是該邏輯計算模組211中的何者，可依照使用者的實際軟硬體需求，配合該儲存模組111b或該儲存單元212進行變更或是重置。

而在產生該回饋訊號的方式，在本實施例中，是透過感測該各軸驅動馬達23的動作的感測器(圖未示)將訊號回傳至該數值控制器21，然後再透過該數值控制器21的該輸入輸出裝置214或該網路連線裝置213回傳至該面板控制裝置10。

其中，在產生該回饋訊號的過程中，回傳至該數值控制器21的訊號還會記錄在該數值控制器21的一儲存單元212中，並顯示於該工具機20的該顯示單元22上，讓使用者能透過此顯示單元22進行畫面切換，撰寫程式、參看參數或是維修機器。

而在回饋訊號的種類上，該回饋訊號於不同實施例除了前述各軸驅動馬達23的動作的訊息外，亦可包含其他的資訊如工具機的作動溫度、產生的震動等等的訊息，也可以包含該數值控制器21的加工工件程式名稱、警報狀態、參數設定、運行狀態、刀具壽命等資訊。

如此一來，該面板控制裝置10能透過內建的通訊程式碼，其包含了標準協議MTConnnet或OPCUA，來整合該工具機20的該數值控制器21所提供的回饋訊號到智能生產系統，讓使用者能夠依照使用需求於不同操作模式下的該使用者介面133來使用。

除了用來讓使用者能夠依照使用需求於不同操作模式下的該使用者介面133中使用外，該嵌入式主機11還會依照一時序，透過該連網裝置113將該第一硬體訊號、該第二硬體訊號以及一由該工具機20所回饋的回饋訊號傳送至一作為外部伺服器的邊緣運算伺服器30(edge server)或一雲端伺服器31的一計算與儲存單元32進行資料收集，以供大數據運用及分析。

最後來到該面板控制裝置10的該連網裝置113，如圖2及圖6所示，該面板控制裝置10的該嵌入式主機11除了能利用該連網裝置113將收集到的資料(如該第一硬體訊號、該第二硬體訊號及該回饋訊號)傳送到該外部伺服器外，如圖6所示，該面板控制裝置10利用該設計程式碼所產生出來的該自定義介面以亦可透過該連網裝置113傳送到該外部伺服器(如圖6中傳遞給該雲端伺服器31)，並讓其他台的該面板控制裝置10由該雲端伺服器31下載運用，或是於本實施例中，可透過該連網裝置113直接進行兩面板控制裝置10之間的資料傳輸，已取得該自定義介面。

此外，該面板控制裝置10還可透過該連網裝置113，由該外部伺服器(如該邊緣運算伺服器30、圖6中的該雲端伺服器31又或者可以是該工具機20的生產廠商端的伺服器)，或是其他台該面板控制裝置10讀取輸入的工單，透過WevService與ERP/MES軟體交握，透過FTP協議取得對應此工單的NC程式，操作流程SOP，注意事項與設計圖，再透過配合的工具機所使用的數值控制器之專屬CNC通訊協議，將NC程式下載到該面板控制裝置10中，操作人員便可以按圖加工，並免操作錯誤。

最後，關於一些該面板控制裝置10的其他功能，在本實施例中，該實體面板12及該觸控螢幕13可為複式(redundant)控制型態，用以在該觸控螢幕13故障或失效或故障時，可透過在該使用者介面133上操作，讓該控制轉換模組111將接收到的該實體面板12的類比訊號轉換成該第二硬體訊號來進行控制。

由以上可知，本發明於該較佳實施例中包含4個主要訴求重點：

(一)，在輔助目標CNC工具機配置的數控系統之操作上，能執行預儲存其中之程式碼，以驅動裝置上LCD觸控螢幕(觸控螢幕13)的顯示及操作，並配置多點數位或類比輸入輸出(I/O)與網路的介面通道等與目標CNC工具機(工具機20)使用之數控系統相聯結，交斡。除嵌入式主機11外，裝置上並包括至少一模式選擇實體旋鈕(旋鈕122)，或包含進給倍率等實體旋鈕及其他此CNC工具機之製造廠認為必要的實體按鍵或旋鈕或LED燈號等實質硬體。

(二)、在輔助目標工具機配置的數控系統之操作的執行上，可視化觸控按鍵群藉由觸控螢幕13上的數位輸出點，加上實體旋鈕/按鈕的信號一起與目標工具機(工具機20)的數值控制器輸入點對應連接，主要LCD觸控螢幕的顯示與目標數值控制器輸出點直接或藉由程式編碼相對應，經與其機械邏輯控制之交斡完成對應此CNC工具機所需的互動操作，並透過一個專用乙太網通道與目標數值控制器以此數值控制器專屬的協議交斡，切換並顯示不同操作模式下的客制操作畫面。

(三)、透過執行預儲存之客製程式碼，跟隨模式旋鈕的操作模式設定，在其觸控螢幕上顯示對應於CNC工具機客製的相關模式的對應畫面(使用者介面133)，包含這些客製畫面的可視化操作、顯示及提醒，並可讓工具機製造廠以此管道得以介入以提供使用者有關加工工藝的專業幫助，輔助其編程與運算及更有效作設備診斷等之互動。

(四)、透過執行預儲存之客製程式碼，其中包含數值控制器通訊協議與標準物聯網協議，透過裝置上另一個乙太網路通道，用本裝置內建之(a)標準製造業物聯網協議如MTConnect及OPC UA等，或(b)標準網路協議，將本工具機設備的實時生產資訊與工作狀態與廠端生產管理系統作資料、訊息、指令與工程文檔相互上傳、下載及交斡。

且在(三)中，也可以加上(c)藉客製基於Webservice或標準資料庫存/取作業程序之手段，將工具機設備的實時生產資訊與工作狀態與廠端生產管理系統作資料、訊息、指令與工程文檔相互上傳、下載及交斡。