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jackaroo

2007-08-08 10:03

數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面設(shè)計原則

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要工具。本文從人機(jī)界面設(shè)計的概念及研究方向入手，充分考慮人的因素，對數(shù)控機(jī)床人機(jī)界面的設(shè)計原則進(jìn)行了初步探討。

數(shù)控機(jī)床是一種高科技的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置構(gòu)成的可編程的通用加工設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用在加工制造業(yè)的各個領(lǐng)域。與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床最適宜加工結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求高的零件，以及產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的多品種小批量零件的生產(chǎn)。當(dāng)代的數(shù)控機(jī)床正朝著高速度、高精度化、智能化、多功能化、高可靠性的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的人機(jī)界面設(shè)計直接影響其工作效率和操作舒適性。因為良好的人機(jī)界面操作簡單、有效，且具有引導(dǎo)功能，使用戶感覺愉快、增強(qiáng)興趣，從而提高使用效率。

人機(jī)界面（Human-Machine Interface）是人與機(jī)器進(jìn)行交互的操作方式，即用戶與機(jī)器互相傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入與輸出。應(yīng)結(jié)合心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、計算機(jī)語言學(xué)、藝術(shù)設(shè)計、智能人機(jī)界面、社會學(xué)與人類學(xué)等多學(xué)科知識對人機(jī)界面設(shè)計進(jìn)行研究。其發(fā)展趨勢也向著更加人性化、高科技化的方向發(fā)展。

有學(xué)者認(rèn)為，人機(jī)界面設(shè)計可理解為廣義的人機(jī)界面設(shè)計和狹義的人機(jī)界面設(shè)計。狹義的人機(jī)界面是計算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面，又稱人機(jī)接口、用戶界面，它是計算機(jī)科學(xué)與心理學(xué)、圖形藝術(shù)、認(rèn)知科學(xué)和人機(jī)工程學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，是人與計算機(jī)之間傳遞和交換信息的媒介，是計算機(jī)系統(tǒng)向用戶提供的綜合操作環(huán)境。從廣義的人機(jī)界面角度來講，它主要是研究人與機(jī)關(guān)系的合理性。人機(jī)界面中的“人”是指作為工作主體的人，包括操作人員、決策人員等。人的生理特征、心理特征以及人的適應(yīng)能力都是重要的研究方向。人機(jī)界面中的“機(jī)”是指人所控制的一切對象的總稱，包括人操作和使用的一切產(chǎn)品和工程系統(tǒng)。設(shè)計滿足人的要求、符合人的特點(diǎn)的“機(jī)”，是人機(jī)界面設(shè)計探討的重要問題。數(shù)控機(jī)床的人機(jī)界面可分為軟件人機(jī)界面和硬件人機(jī)界面。

1、數(shù)控機(jī)床軟件界面設(shè)計原則

軟件在數(shù)控機(jī)床中的作用非常重要，其用戶界面直接影響著數(shù)控機(jī)床的工作效率和效果。數(shù)控機(jī)床軟件界面的設(shè)計原則可歸納如下：

(1) 一致性原則。

軟件人機(jī)界面的一致性原則主要是指在不同的系統(tǒng)之間及應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部具有相似的界面外觀、布局、人機(jī)交互方式及信息顯示格式等。一致性原則有助于用戶學(xué)習(xí)機(jī)床的操作，并減少使用時的出錯率。

(2) 提供信息反饋。

信息反饋是指機(jī)床對用戶的操作所作的反應(yīng)，它可以表明用戶的操作是否為機(jī)床所接受、是否正確，以及操作的效果怎樣。反饋方式可以是文本、圖形和聲音等。

(3) 保持界面空間布局的合理性。

界面空間的布局應(yīng)簡潔明了。設(shè)計師應(yīng)根據(jù)對現(xiàn)實操作物的理解設(shè)計出能給用戶帶來方便的界面。例如數(shù)控鉆床CNC5000V200控制系統(tǒng)軟件的圖形界面中，有三個功能獨(dú)立的過程（PROCESS）：OPERATE，PROGRAM，CONTROL。每個過程分別服務(wù)于系統(tǒng)的操作者，程序員和監(jiān)控者（SUPERVISOR）。每一個過程都有自己的菜單行，在菜單行下的菜單是下拉菜單，具有自己的子菜單。子菜單可以被選擇，以進(jìn)行下一步的操作。

(4) 合理利用顏色和圖形。

界面上使用顏色可以更好地進(jìn)行提示操作，還能緩解操作者的視覺疲勞。所用顏色一般不超過3～5種。例如在數(shù)控鉆床CNC5000V200控制系統(tǒng)軟件的圖形界面中，高光表示被激活的過程（PROCESS），被激活的過程具有自己的色彩，并顯示為屏幕的前景，OPERATE對應(yīng)綠色，PROGRAM對應(yīng)深藍(lán)色，CONTROL對應(yīng)淺藍(lán)色。圖形具有直觀、形象、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，在界面中使用圖形可增強(qiáng)操作的可理解性及易學(xué)易用性。