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数控机床的人机界面可分为软件HMI和硬件HMI。而设计满足人的要求、符合人的特点的“机”,是人机界面设计探讨的重要问题。而软件在数控机床中的作用非常重要,其用户界面直接影响着数控机床的工作效率和效果。
  数控机床软件HMI设计原则
  (1)一致性原则
  软件人机界面的一致性原则主要是指在不同的系统之间及应用系统内部具有相似的界面外观、布局、人机交互方式及信息显示格式等。一致性原则有助于用户学习机床的操作,并减少使用时的出错率。
  (2)保持界面空间布局的合理性
  界面空间的布局应简洁明了。设计师应根据对现实操作物的理解设计出能给用户带来方便的界面。例如数控钻床CNC5000V200控制系统软件的图形界面中,有三个功能独立的过程(PROCESS):OPERATE,PROGRAM,CONTROL。每个过程分别服务于系统的操作者,程序员和监控者(SUPERVISOR)。每一个过程都有自己的菜单行,在菜单行下的菜单是下拉菜单,具有自己的子菜单。子菜单可以被选择,以进行下一步的操作。
  (3)合理利用颜色和图形
  界面上使用颜色可以更好地进行提示操作,还能缓解操作者的视觉疲劳。所用颜色一般不超过3~5种。例如在数控钻床CNC5000V200控制系统软件的图形界面中,高光表示被激活的过程(PROCESS),被激活的过程具有自己的色彩,并显示为屏幕的前景,OPERATE对应绿色,PROGRAM对应深蓝色,CONTROL对应浅蓝色。图形具有直观、形象、信息量大等优点,在界面中使用图形可增强操作的可理解性及易学易用性。
  (4)提供信息反馈
  信息反馈是指机床对用户的操作所作的反应,它可以表明用户的操作是否为机床所接受、是否正确,以及操作的效果怎样。反馈方式可以是文本、图形和声音等。
  (5)选择适合的字型和大小
  一个界面中,最好不要有太多的字型,更不宜选用字型太复杂或软弱无力的字体,越简洁清晰则辨识性越佳。例如,字符高宽比可取2∶1或1∶1,以便清晰识别。
  数控机床硬件HMI设计原则
  (1)机床外观色彩的设计原则
  机床固定安置,工作气氛平静,因此色彩不宜过于刺激与兴奋,也不宜过于沉闷,应使操作者在工作时心情愉快。一般以纯度低而明度高的颜色为宜,不宜大面积采用有刺激和兴奋作用的色彩,但应有适当的对比效果,一般采用装饰色带、面板色及警惕色与主体形成对比。
  (2)机床外观尺度与比例的设计原则机床主要部件之间,以及它们与整个机床结构之间的尺度与比例,对机床造型设计来说是至关重要的。
  (3)机床工作台面和控制面板的布置原则主工作台面的高度应根据操作要求,按立姿,坐姿,坐/立姿的操作要求进行设计。工作台面上,像手轮和摇把类的手动操纵器的设计,应根据功能和使用方式的不同,进行大小、形状、类别及位置的设计。控制面板上的控制按钮和显示仪表,应按功能区进行划分,同时满足显示-控制相合性的要求,其位置高度和布置排列应符合人机关系,使人方便操纵和观察。

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