操作一種用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的設備的製作方法

2023-05-10 21:28:01 1

專利名稱：操作一種用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於操作一種用於操作用來操作、裝配或加工工件的自動化工具機的設備，具體地，涉及一種數控工具機。該操作設備包括一顯示裝置、一操作裝置以及一控制器，顯示裝置包括用於顯示圖形用戶界面的顯示屏，該圖形用戶界面用於控制和/或監控工具機的加工功能，操作裝置用於輸入觸發命令的操作動作，以控制工具機的加工功能以及通過機械操作控制圖形用戶界面的功能，控制器用於實現將觸發命令的操作動作輸入關聯的控制命令，以用於控制工具機的加工功能和/或通過所述機械操作員控制圖形用戶界面的功能。進一步地，本發明涉及一種用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機，具體地，涉及一種數控工具機，所述數控工具機包括前述用於操作所述自動化工具機的設備。
背景技術：
現有技術中，在操作、裝配或加工工件的工具機的機械操作或機械控制中，例如，數控工具機，通過使用現有的操作設備，在工具機的操作狀態時，可提供純人工操作動作的操作。在這裡，使用了人工可操作的操作元件，例如字符鍵盤，進一步地，使用用於特定機械操作的輸入鍵，操縱盤、軟鍵盤、計算機滑鼠等將指令發送給工具機控制器。人工操作動作的反饋可通過操作員站顯示屏的圖形用戶界面進行輸出，可選地，也可以通過信號燈進行輸出。提供的操作動作可以用於多歧管控制或工具機的監視，涉及的範圍包括從參數變化到工具機軸的位移以及加工功能的轉換。現有技術中，用於操作、裝配或加工工件的數控自動化工具機的人工控制可以通過操作員站的裝置進行控制，例如，用於西門子CNC工具機的西門子系統控制器，該控制器提供了一種軟體，該軟體包括一圖形用戶界面，從而可以在用於操作、裝置或加工工件的自動化工具機上建立操作員站，以控制工具機的加工功能以及通過操作員控制圖形用戶界面的功能。現有技術中，操作員的操作動作按照如下流程進行執行在由控制器，操作設備，或工具機或單個軸以及觸發者觸發的幀中，工具機操作員與工具機控制器通信。例如，操作員可以參看圖形用戶界面的某一印網掩模，或者他或她也可以命令一加工刀具、裝配設備、一鉗夾或類似工具相對於工件進行移動。在這個加工程中，操作動作通過操作員執行特定的操作元件或在對應操作域的一系統操作元件被直接地、人工地傳達。操作員的操作速度依賴於設計的各個操作域符合人體功率學的程度以及操作員操作的熟練程度。圖形用戶界面的各種印網掩模之間的轉換基本上通過使用所謂的軟鍵盤執行，軟鍵盤也就是靠近顯示屏的鍵盤，軟鍵盤的功能可以根據各個掩模進行改變。直接顯示在顯示屏上的所述軟鍵盤的功能與鍵盤相近。在按壓操作域內一個按鍵之前，操作員首先必須查看被操作的按鍵在哪裡以及他或她是否按了正確的按鍵。這種情形下，在操作員眼睛沒有觀看操作元件時，控制操作域的操作不能直覺地、明確被執行。另外，還有這樣一個問題操作員只能在工具機自身的操作員站直接、人工地執行操作動作。當操作員移動至靠近工具機時，例如，為了查看工具機上的加工間隙，在工具機上加工間隙或工具機組件的維修工作時，操作員會遠離操作員站，使得操作員難以執行操作動作。在發生危險情況時，如產生對員工和/或工具機的危險時，要觸發工具機的立即緊急停機只有通過直接或人工激活工具機的緊急停機開關才可以，在這種情況下，如果操作員沒有靠近緊急停機開關，在激活工具機的緊急停機開關之前，操作員必須首先夠著緊急停機開關，這樣，操作員將失去最有價值的時間。

發明內容
對於現有技術中用於操作一種操作、裝配或加工工件的自動化工具機的操作設備，操作員的操作動作僅僅總是直接地、手工地通過與操作元件接觸在操作設備上被執行，本發明的目的在於提高在這樣的操作設備上的可操作性以及操作可能性，以使得工具機的控制或操作更直觀、更靈活、更有效以及更安全。為了獲得本發明前述目的，獨立權利要求中提出了操作一種用於操作用來操作、裝配或加工工件的自動化工具機的設備以及一種包括該設備的用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機，其它從屬權利要求則涉及了本發明的優選實施例。 本發明是基於提供另一操作可能性的概念提出的，該操作可能性可作為現有技術中用於操作一種自動化工具機的操作設備的人工操作的補充可操作性，所述自動化工具機通過操作員的人工執行的操作動作用於操作、裝配或加工工件。在該操作可能性中，檢測操作員的非接觸動作並將非接觸動作作為操作或控制工具機的非接觸操作動作，從而獲得更直觀、更靈活、更有效以及更安全的工具機操作和控制。在這個過程中，操作員的非接觸操作動作可以合適地被檢測，例如，光學和/或聲學上的檢測。這樣，在本發明中，除了可以提供傳統直接、人工操作可能性，還可以進一步提供非接觸操作可能性，使得工具機的整個可操作性或可控制性更直觀、更靈活、更有效以及對操作員來說也更安全。將傳統人工操作可能性和本發明中非接觸操作可能性結合起來有益於操作員，使得操作員可以根據他或她的喜好更靈活、更有效地操作工具機。而且，通過非接觸操作動作的操作本質上更直觀，其中，依賴於他或她(操作員)的直覺操作員可以執行人工操作動作，這樣，當非接觸操作動作對操作員來說更直觀時，操作員也可以執行人工操作動作對應的非接觸操作動作。在本發明實施例中，更有效、更直觀的操作也可以被提供，因為在操作激活以前相對於人工操作動作，操作員首先不需要去尋找那些人工操作中需要查看的操作元件，而可以直接執行非接觸操作動作。同時，當執行單個操作動作時，他或她可以查看圖形用戶界面上的信息，這對於他或她來說更有意思，具體地，當使用操作動作的光學識別時，例如手勢，或使用聲學操作動作的檢測，或甚至查看加工空間時，通過圖形用戶界面上的信息，可以進一步增加可操作的安全性、有效性和靈活性。在本發明中，可以取得一個更重要的有益效果對於操作工具機，操作員不再被操作員站上直接操作的操作動作所限制，而是當操作員沒有直接站在操作員站時，他或她也可以通過使用提供的非接觸操作可能性執行操作動作。這樣，當操作工具機時，為了在視覺上對工具機的組件或加工空間獲得一個較好的觀看，操作員可以遠離操作員站所在位置，且仍然可以執行非接觸操作以用於操作或控制工具機，而這些位置對於直接人工操作來說是必需的。當發生緊急事件時，由於操作無須靠近緊急停機開關，靠近緊急停機開關需要時間，然而通過非接觸方式就可以直接、迅速地觸發緊急停機開關，這非常適合於在工具機上觸發或啟動緊急停機。在本發明中，操作員的光學可檢測的非接觸操作動作包括預定義操作員的手勢動作，優選地，這些手勢動作可以通過計算機實現的光學圖像處理方法進行識別，這些手勢動作，操作員可以通過一隻手或雙手來執行，優選地，操作員的面部操作動作也可以通過計算機實現的光學圖像處理方法進行識別，這些面部操作動作操作員可以通過其面部來執行。這些面部操作動作可以被實現，例如，通過特定的方式移動眼睛(例如，眼睛觀看方面的檢測，眼瞼移動的檢測)。在本發明中，優選地，操作員的聲學可檢測非接觸操作動作包括預先定義可以識別的聲音命令，通過使用計算機實現的聲音識別來識別聲音命令。儘管如此，在本發明優選實施例中，聲學可檢測非接觸操作動作也只包括人呼喊或尖叫響度的檢測，從而明顯提高了在工具機上操作的安全性，特別是對在工具機上觸發緊急停機的操作動作，例如，只要檢測到人呼喊的響度超過了設定的響度限制值和/或呼喊的時間長度超過了設定的限制值，就觸 發工具機上的緊急停機。這樣，即使操作員遇到緊急情況，如果需要觸發緊急停機並且他或她沒有時間靠近工具機上的緊急停機開關時，緊急停機也可以被觸發。綜上所述，本發明以非常合適的方式擴展了用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的可操作性，例如，數控工具機，通過在傳統技術中直接人工操作可能性的基礎上進一步增加操作可能性，使得自動化工具機可操作性更加有效、更加靈活、更加直觀，也更加安全，從而使得工具機操作員可以通過非接觸操作動作在工具機上觸發操作或控制命令，其中，傳統技術中人工操作可能性通過在工具機操作設備觸摸操作元件來實現的。在本發明第一方面中，提出了一種用於操作自動化工具機的設備，該工具機可用於操作、裝配或加工工件，具體地，提出了一種用於操作數控工具機的設備。本發明第一方面中的設備包括一顯示裝置、一操作裝置以及一控制器，顯示裝置包括用於顯示圖形用戶界面的顯示屏，該圖形用戶界面用於控制和/或監視工具機的加工功能，操作裝置用於輸入觸發命令的操作動作，具體地，包括用於控制工具機加工功能的人工操作動作，以及依賴工具機操作員的控制圖形用戶界面功能的人工操作動作，控制器用於將輸入的觸發命令的操作動作轉換為關聯的控制命令，所述控制命令用於控制工具機的加工功能和/或圖形用戶界面的功能。在本發明中，操作設備包括一個用於輸入人工操作動作的裝置以及一個用於輸入非接觸操作動作的裝置。在這種情況下，用於輸入非接觸操作動作的裝置包括一個傳感器系統以及一個檢測裝置，所述傳感器系統用於檢測操作員的非接觸動作，所述檢測裝置通過傳感器系統檢測的操作員的非接觸動作，用於檢測檢測操作員的觸發命令的操作動作。這樣，在本發明中操作設備包括兩種輸入裝置，一種已知的傳統輸入裝置，以用於通過觸摸操作元件輸入人工操作動作，例如，操作鍵盤的可操作按鍵，操作滑鼠、操作操縱杆、軟鍵盤、操縱盤、開關和/或按鈕，以及一種用於輸入非接觸操作動作的輸入裝置，優選地，非接觸操作動作通過使用傳感器系統進行光學和/或聲學獲得，以及通過使用檢測裝置進行檢測。如前所述，這可以擴展用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的可操作性，使得該工具機效率更高、更靈活、更直觀以及更安全。
在本發明一優選實施例中，用於輸入非接觸操作動作的裝置可光學檢測操作員的非接觸操作動作，其有益效果在於，操作員更廣範圍的不同動作可以通過傳感器系統被光學檢測到，所述傳感器系統可光學檢測操作員的非接觸物理動作，其中，這些光學檢測到的操作動作可以評估以及通過使用計算機實現的圖像處理裝置進行識別。具體地，操作員的這些光學可檢測的動作包括身體姿勢的變化、面部的變化、手勢的變化以及其它物理動作變化。例如，操作員手臂移動、頭部移動(例如，點頭或搖頭)。在這裡，可以通過電子計算機實現的圖 像處理裝置識別這些操作動作，並將這些操作動作與預先定義的操作動作進行匹配，預先定義的操作動作是與單個操作命令或操作功能相關聯的，這樣，關聯的操作命令可以通過使用控制器進行執行。優選地，在這種情況下，傳感器系統包括一攝像系統，該攝像包括至少一個攝像機，以用於光學檢測操作員面部的和/或手勢動作。優選地，進一步地，該檢測裝置包括一個圖像處理單元，以用於在攝像系統傳感器信號的基礎上執行圖像識別，該圖像處理單元用於光學識別攝像系統檢測的操作員非接觸操作動作。在本發明一特別優選的實施例中，攝像系統包括至少兩個相互分離的攝像機，以用於光學檢測操作面部的和/或手勢動作，優選地，所述圖像處理單元用於在攝像系統的傳感器信號的基礎上執行三維圖像識別。近年來，通過電子圖像處理對人體光學可識別動作的光學識別的技術領域已經有了很大的進步，並一直在不斷地研究中。例如,通過Fraunhofer-Institut fiir DigitaleMedien-technoIogie (用於數字多媒體技術 Fraunhofer Institute)技術。最後，Fraunhofer-Institutfiir Digitale Medientechnologie 提出了一些方法和技術，可以對通過攝像系統光檢測到的例如眼睛或瞳孔進行識別，其中，眼瞼運動(眨眼)以及人觀看方向可以通過使用圖像處理軟體，結合包括攝像系統的簡單硬體裝置被可靠地識別，攝像系統包括簡單的攝像機，例如，網絡攝像頭。當使用至少兩個相互分離的攝像機時，這些攝像系統已可用於三維的圖像識別，可以參見www. idmt. fraunhofer. de網站上關於「Integrated Eyetracker」系統的文章。在那篇文章中，描述的「integrated eyetracker」系統可以進行觀看方向的非接觸、完全地非校準3D確定。通過使用特定小型攝像機即使在非常小的空間內也可以安裝眼部追蹤系統，通過使用兩臺或多臺攝像機可以獲得觀看方向上的信息的實時圖像，並以200幀/稱(fps)的速度進行處理。具體地，該眼部追蹤系統可以獲得一個觀看方向少於一度的識別精度，而瞳孔位置可以被確定在多於1_的精度。用戶的距離只決定於使用的目標的焦點範圍，由於只要用戶的眼睛可以被捕捉到，用戶幾乎可以在攝像系統的整個可視範圍內移動，因此，用戶的移動範圍幾乎不被限定。這樣，從操作員面板的位置開始，由於可以通過合適地設置多個攝像機，甚至擴展到整個操作的工具機範圍，來擴展攝像系統，因此，操作員(用戶)的可移動性也可以持續擴展。這樣，根據原則可以對被操作或簡單技術裝置控制的工具機周圍範圍內操作員的觀看方向進行識別。與此相比，傳統操作可能性通過單純的人工可操作操作員面板進行操作，操作被不合適地限定在操作員站位置處的直接人工操作。關於手勢的識別，Fraunhofer-InstitutfiirDigitale Medien-technoIogie 也提出了一種具有指定「手勢ID (GesturelD)」的技術，可以通過簡單攝像系統結合圖像處理軟體對用戶的手勢進行光學檢測和識別。具體請參考WWW. idmt. fraunhofer. de網站上「GesturelD」系統的文章。其中，「GesturelD」系統是基於物體識別算法的，該算法是通過對人類視覺感知詳細研究而提出的，其中，預處理算法對預先確定的、定位了人的手勢可視圖像的必要信息進行過濾，並將這些信息轉發到識別模塊，以用於分析檢測到的手勢，接下來接收與之關聯的反應。另外，手勢的識別進一步地可以以近來發展的三維圖像處理傳感器系統進行，例如，用於微軟公司的視頻遊戲控制臺的控制的傳感器系統。具體地，這些三維圖像識別傳感器系統可以檢測和識別更廣範圍內的非接觸操作動作，包括手勢、面部和身體部分的任何移動變化，例如，操作的手臂、頭部運動(例如，點頭或搖頭)。在本發明一特別優選實施例中，攝像系統用於光學捕捉操作員的眼睛，圖像處理單元用於在光學捕捉的操作員眼睛瞳孔的基礎上識別操作的觀看方向，例如，根據前述Fraunhofer-Institut f iir Digitale Medientechnologie (也可以參見國際專利申請文獻WO 03/065886 Al以及WO 2006/032253 Al)的眼睛追蹤系統。這可以非常有益的方式被使用，特別是用於操作或控制用於操作、裝置或加工工件的自動化工具機，具體地，如數控工具機。除了圖形用戶界面上觀看位置的識別，當觀看位置被位置後，觀看位置的識別還可以用於更寬的範圍。例如，操作員直接觀看工具機的特定加工部件，其中，圖形用戶界面上觀看位置的識別用於非接觸獲得指針的位置，該指針的位置用於在該工具機上控制圖形用戶界面。然後，例如，觀看方向的識別可特別有利地用於在圖形用戶界面向用戶顯示監控信息，以及可 選地進一步用於對該觀看的組件提供控制可能性，然後，該控制可能性可由其它操作動作再次觸發，具體地，可以非接觸或人工方式觸發。優選地，圖像處理單元用於檢測操作員眼睛或瞳孔大小的變化。優選地，在這裡，具體地，當檢測到操作員的眼睛或瞳孔突然放大，同時，識別到操作員的觀看方向面向工具機的加工空間時，控制器優選地、合適地在工具機上觸發緊急停機。該實施例具有以下優點由於操作員的驚恐可以被轉化為直接的命令以直接觸發緊急停機，且不會有任何延遲(該延遲在純手工操作的情形中是自然存在的，這是由於需要一段反應時間後緊急停機開關才會被操作員觸發)，使得操作的用於操作、裝配或加工工件的工具機更安全，其中，操作員的驚恐是通過對(例如，在工具機的加工空間)危險狀況的光學識別來觸發的，然後可以通過識別的突然眼睛或瞳孔放大來識別。優選地，圖像處理單元用於在識別的觀看方向基礎上，檢測圖形用戶界面上用戶的觀看方向。這使得操作員可以直觀和有效地控制圖形用戶界面上指針的指針或位置，而不需要操作員的手，這是由於操作員的觀看方向可以引導圖形用戶界面上指針的位置。優選地，控制器用於在檢測到的顯示屏上操作員觀看方向的基礎上，選擇或追蹤圖形用戶界面的顯示屏位置。這樣，由於用戶可以選擇或追蹤圖形用戶界面顯示屏的一部分，而不需要人工動作，此時他或她的空閒的手可用於其它操作動作，可以進一步改進操作設備顯示屏上圖形用戶界面的控制。優選地，在檢測到的操作員在顯示屏上觀看方向的基礎上，控制器用於激活圖形用戶界面上的交互元件。這樣，由於不需要額外的人工動作操作員就可以激活圖形用戶界面上的交互元件，因此，操作設備顯示屏上的圖形用戶界面的控制器可得到進一步的增強。優選地，在檢測到的操作員在顯示屏上觀看方向的基礎上，控制器用於在圖形用戶界面的多個印網掩膜之間進行切換。這樣，由於操作員可以在圖形用戶界面的印網掩膜之間進行切換，而不需要人工動作，操作員的雙手就可以用於其它操作動作。優選地，圖像處理單元在識別的觀看方向的基礎上，對操作員觀看加工空間中工具機組件的觀看方向進行識別。該優選實施例使得除了前述確定用於圖形用戶界面的非接觸控制的觀看方向之外，還可以擴展到觀看工具機組件的觀看方向的識別。優選地，在檢測到的所述工具機組件上操作員的觀看方向的基礎上，控制器用於顯示與圖形用戶界面上組件相關聯的信息或顯示控制掩膜。這種情形下，該實施例具有以下有益效果關於工具機組件的所述信息和/或可用控制選項可以在圖形用戶界面上向操作員顯示輸出，這樣操作員可以通過另外的人工或非接觸操作動作直接控制組件的功能，而不需要通過前置繁瑣的人工操作動作首先去選擇組件。優選地，在光學檢測操作員眼睛的基礎上，圖像處理單元用於識別操作員的眼瞼運動。優選地，在檢測到眼瞼運動的基礎上，檢測裝置用於檢測眼瞼運動模式，一個眼瞼運動模式包括一系列眼瞼運動以及眼瞼運動之間的時間間隔，控制器用於將檢測到的預先確·定的眼瞼運動模式劃分到一個有效控制命令，以使得一個非接觸操作動作有效，所述預先確定的眼瞼運動模式在預先確定的時間間隔中具有預先確定的一系統眼瞼運動。這樣，操作員可以以非常有效的方式通過眼瞼運動(眨眼)控制簡單的操作命令，例如，涉及前一步給定命令的簡單確認或拒絕的操作命令，其中，該命令用於通過圖形用戶界面重複詢問(例如，由於安全原因需要重複詢問)。在這裡，例如，可以預先定義或在一時間間隔內預先設置一次、二次、n次眨眼或一次、二次、n次眼瞼運動關聯的操作動作，這些操作動作分別為控制功能和觸發加工功能的確認或拒絕動作。在本發明的另一非常優選的實施例中，攝像系統用於光學檢測操作員的雙手，圖像處理單元用於檢測操作員的人工手勢動作。如前所述，該系統可以根據Fraunhofer-Institut f iir Digitale Medientechnologie 的手勢識別系統「GesturelD」或根據已用於微軟公司視頻遊戲控制臺控制的三維圖像識別傳感器系統來設計。在這裡，同樣是可以確保只要操作員的操作手勢動作位於傳感器系統傳感器範圍內，就可以進行三維圖像識別方法中的手勢識別，例如，只要操作員以及他或她的手分別位於攝像系統的至少兩個攝像機的可視範圍內。這樣，通過合適的擴展攝像系統，當攝像系統的攝像機設置在工具機周圍使得操作的工具機範圍內每個位置都可以被至少兩個攝像機捕捉到，就可以類似於圍繞操作的工具機範圍進行觀看方向的檢測一樣進行手勢的識別。儘管如此，在傳統通過純人工可操作的操作面板的操作可能性中，操作被不合適地限制在操作員站所在位置的直接人工操作範圍內。優選地，圖像處理單元用於識別多個預定義手勢命令中的手勢命令，其中，每個預定義的手勢命令與某一觸發命令的操作動作相關聯。這是非常有益的，因為多個手勢命令可以確先定義，並分別可以與某一觸發命令的操作命令關聯，這使得如果要通過非接觸手勢識別獲得額外的操作可能性，操作員只需要學習這些手勢。當操作員需要發出某一控制或操作命令，他或她只需要在具有一個或兩個攝像機的攝像系統可視範圍內執行操作動作以觸發控制或操作命令，也就是，執行與控制或操作命令關聯的手勢。在這裡，可以使用多種手勢，從握拳到伸出一個拇指的手勢都可以，具體地，至少是可以想像到的預定義數字，這些數字是通過執行操作動作顯示出的通過使用操作員的手指輸入的阿拉伯數字(例如，用於選擇要調換及類似的刀具或工件)，其中，舉起的一隻手或兩隻手的手指(從一個到十個手指)的數目可以顯示阿拉伯數字I到10或O到9。舉起手臂或手可以定義為一個觸發命令的操作動作，例如，舉起兩個手臂(作為明顯的手勢)可以用於在工具機上立即觸發緊急停機。具體地，在覆蓋圍繞操作的工具機的整個範圍的、具有簡單裝置的攝像系統中，緊急停機可以在圍繞工具機的任何位置被立即、直接地觸發，從而不需要與傳統操作設備一樣接觸緊急停機開關，這樣，可以顯著地提高工具機的安全性。在本發明的另一非常優選的實施例中，用於輸入非接觸操作動作的設備可聲學地檢測操作員的非接觸操作動作。在這種情形下，優選地，傳感器系統具有一麥克風系統，以用於檢測操作員的聲學動作。這樣，操作的工具機的操作可能性可以明顯地改進，使得操作可能性更有效、更直觀和更靈活。具體地，當實施聲音識別時可以通過使用聲音命令提供一種非常直觀控制方法，其中聲音識別目前已被可靠地用於機動車導航系統的控制。在這裡，工具機上的許多加工功能或操作功能可以與明確的聲音命令相關聯，這些聲音命令需要操作員 大聲說出來。當多個麥克風被合適地使用時，這些口頭的操作動作可以在圍繞工具機的範圍內被有益地執行以產生觸發功能的命令。一個特定的合適的實施例可以觸發危險情形下的緊急停機。當例如在麥克風系統可檢測的範圍內通過聲音命令「緊急停機」，緊急停機可以在工具機上被觸發，而不需要首先接觸被人工操作的緊急停機開關。優選地，檢測裝置具有一聲音識別單元，以用於識別麥克風系統檢測的操作員的聲音輸入。優選地，聲音識別單兀用於從多個預定義的聲音命令中檢測操作員的聲音命令，優選地，每個預定義的聲音命令與某一個觸發命令的操作動作相關聯。如前所述，可以定義多個聲音命令，包括「是」、「不是」、「工具轉換」、「開」或「開始操作」和/或「緊急停機」。進一步地，為了選擇或控制工具機的組件，優選地，可以想像直接將這些組件指定為聲音命令，例如「X軸」、「Y軸」、「Z軸」、「A軸」、「B軸」、「工具變換」、「棘爪」、「門」、「碎片搬運」、「輪盤」、「心軸」等類似物。優選地，聲音識別單元用於檢測通過麥克風檢測到的聲音命令的聲音模式，控制器用於將具有關聯存儲的聲音模式註冊到工具機，並只執行檢測到的聲音命令，該聲音命令具有檢測到的聲音模式，且該模式對應於與註冊的操作員關聯的聲音模式。這使得可以以一種可益的方式只執行登錄到工具機進行操作的操作員的聲音命令(這樣操作員就獲得了授權)。其中，當識別的聲音命令的聲音模式與工具機上登錄的操作員的聲音模式不匹配時，其他人的聲音命令或呼喊(例如鄰近工具機的操作員的)就可以被忽略。這樣，那些不是用於操作工具機的聲音命令的錯誤地執行就可以被有益地避免。優選地，檢測裝置可用於檢測操作員的呼喊或尖叫以及通過麥克風捕捉的呼喊或尖叫的響度，優選地，當操作員發出的比預設響度限制值大的呼喊或尖叫被檢測裝置檢測到時，控制器用於觸發工具機上的緊急停機。因此，由於當工具機上發生危險情況時，這提供了另一觸發緊急停機可能性，而不需要接觸人工操作緊急停機開關，工具機的安全性可以進一步地被提高。具體地，該實施例可合適地用於這些情形發生的危險情況會導致或可能導致操作員受傷(例如，後者可能是由於操作員的身體某部或衣服被工具機組件夾住，而工具機繼續在運轉)，以及儘管緊急停機急迫地需要馬上執行以避免操作員或其他涉及到的人受傷或進一步受傷，操作員自己不能接觸人工操作的緊急停機開關。在本發明合適的實施例中，在聲學檢測的呼喊或尖叫基礎上，例如，當呼喊或尖叫的響度超過預設的響度或預設的時間間隔(例如，當操作員受傷時，也可以在痛苦的尖叫開始時觸發，儘管如此，這主要不是用於觸發緊急停機，而是用於緊急提示將觸發即時緊急停機)，可以觸發緊急停機。在本發明的進一步特別合適的實施例中，用於操作命令的非接觸輸入的輸入裝置以個相關聯的方式被校準為適用於單個操作員。優選地，輸入裝置包括一數據輸入接口，以用於導入個人相關的校準數據，這樣，優選地，可以在個人相關的校準數據的基礎將輸入裝置校準到適合操作員。如前所述，在大多數圖像識別方法和聲音識別方法中，輸入裝置通常需要調整或校準與單個操作員相同。儘管如此，在一些情況下，仍然可以有益地執行特定操作校準，例如，通過輸入或傳送操作員的高度到圖像處理單元以優化觀看方向的識別，或如前所述通過輸入或傳送登錄的操作員的個人聲音模式到聲音識別單元以優化聲音識別。最後，操作員每次登錄校準不需要都執行，或操作員登錄工具機起動時但個人相關的校準數據被自動地導入，或工具機可以以更有效和省時的方式開始執行校準時，都可以獲得非常有益的效果。優選地，在這種情況下，校準數據包括與操作員關聯的聲音模式和/或身體維度數據，聲音模式用於校準聲音識別單元，身體維度數據與操作員關聯，以用於校準圖像處理單
J Li o 為了該目的，操作設備的單個優選實施例的前述特徵可以單個地或結合一起使用，其中，在不同非接觸操作可能性結合的基礎上，可操作性可以進一步增強，從而使得可操作性更直觀、更有效和更安全。當由於個人喜好操作員需要放棄非接觸操作可能性中一個或多個時，也可以臨時地提供刪除一個或多個之後的可操作性。這樣，可以保證操作員可以選擇使用哪些聲學可檢測的非接觸操作可能性(例如，基於激活或不激活聲音識別的可能性)和/或選擇使用哪些使用光學可檢測的非接觸操作可能性(例如，基於激活或不激活圖像處理、觀看方向識別、觀看位置識別和/或手勢識別)。在本發明的第二方面，用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機被提供，包括操作自動化工具機的設備，該自動化工具機為本發明第一方面一個或多個前述實施例中用於操作、裝配或加工工件的工具機。該自動化工具機相關的各個可能性、實施例以及有益效果與前述的本發明提出的操作設備相同。在本發明的優選實施例中，所述工具機為用於加工工件的數控工具機。優選地，用於操作的設備連接在所述工具機的數字控制器上，例如，工具機的可編程邏輯控制器(PLC控制器)和/或工具機的數字控制器(NC控制器)上。進一步地，優選實施例中，用於操作的設備可以直接連接在工具機的緊急停機控制電路上。優選地，工具機的可通過操作設備控制的加工功能包括至少以下功能中的一個起動工具機、配置工具機、裝配工具機、歸零化設備、修復功能、激活工具機的緊急停機、錯誤發現診斷、維護、程序管理、刀具操作、組件盤操作、刀具插入、刀具更換、包括激活和控制NC軸的NC控制功能以及工具機的激活者和/或對數字控制器進行編程。綜上所述，本發明以非合適的方式擴展了用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的可操作性，除了提供傳統已知的通過在工具機操作設備上觸摸操作元件方式直接人工操作的可能性，還提供了進一步的操作可能性，該操作可能性使得操作員可通過非接觸操作動作觸發工具機上觸發或控制命令，從而使得自動化工具機的可操作性更靈活、更直觀以及更安全，其中，自動化工具機可以為數控工具機。本發明的前述和進一步的有益方面將在後續優選實施例中結合附圖進行詳細描述。


圖I示例性地示出了本發明一實施例中一種用於銑削工件的數控銑床1，該銑床包括操作設備2以用於操作和控制銑床I ;圖2示例性地示出了本發明一實施例中操作設備2的結構示意圖；圖3分別示例性地示出了本發明第一和第二實施例中用於輸入非接觸操作動作的輸入裝置22 ；圖4示例性地示出了本發明第三實施例中 用於輸入非接觸操作動作的輸入裝置22。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行描述，儘管如此，此處所描述的實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明由權利要求來定義。實施例中等同的和/或相似的特徵在圖中由相同的引用數字進行表示。實施例後列出了使用引用數字意義。圖I示出了一種用於銑削工件的數控銑床1，在本發明實施例中，包括用於操作和控制銑床I的設備2(為了簡潔，該設備在後續描述中將通過操作設備2進行引用)。儘管如此，本發明並不限定於本實施例中用於銑床的操作設備，還可以用於其它數控工具機的操作，例如，銑床、鑽床、銑/鑽工具機、通用銑床、加工中心、旋床、自動旋床等。進一步地，有利地，本發明可用於多種自動化工具機的操作，這些自動化工具機可用於操作、裝配或加工生產、製造中的工件。所圖I所示的本發明實施例，銑床I包括一轉盤Ib，該轉盤位於加工空間Ia內的床身底座上，用於夾住工件，通過銑刀Ie對工件進行加工，銑刀由銑床的工作主軸Id握持，而工作主軸Id安置在銑床的軸頭Ic上，軸頭則依附在銑床I的機架上，以方便替換。在轉盤Ib上加工的工件可以通過多個CNC控制線性軸和/或轉軸相對於銑刀Ie作移動，優選地，通過5數控軸裝置。類似於傳統已知的操作設備(例如，通過西門子系統工具機以及操作軟體建立的操作設備)，操作設備2可以對工具機I的可控制功能進行控制。依賴於工具機的設計，這些可控制的加工工具可能包括(具體地)啟動工具機、故障診斷、維護、程序管理、裝卸刀具、組件盤處理、刀具插入、刀具校準、刀具更換、NC控制功能(包括激活和控制NC軸)以及工具機的激活者和/或數控編程。最後，操作設備連接到工具機I的數字控制器(例如，CNC控制器)。進一步地，操作設備也可以與內存可編程控制器(例如，分別與SPS以及PLC連接)和/或工具機I的緊急停機控制電路連接。如圖I所示的操作設備2，從外部看來，明顯包括一顯示裝置10以及操作裝置20，顯示裝置10包括一顯示屏11，用於顯示圖形用戶界面以控制和監視工具機I的加工功能，操作裝置20用於輸入觸發命令的操作動作，該操作動作可用於控制工具機I的加工功能以及通過工具機I的操作員控制圖形用戶界面的功能。圖2示例性地示出了本發明實施例中操作設備2的結構。操作設備2包括圖I中示出的顯示裝置10以及操作裝置20，顯示裝置10包括顯示屏11，用於顯示圖形用戶界面以用於控制和監視工具機I的加工功能，操作裝置20用於輸入觸發命令的操作動作，以用於控制工具機I的加工功能以及通過工具機I的操作員控制圖形用戶界面的功能。操作裝置20包括第一輸入裝置21，以用於輸入人工操作動作。為了達到該目的，輸入裝置21包括多個可直接人工操作的操作元件21a至21f，例如，字符鍵盤的按鍵，計算機滑鼠、觸控螢幕(可與顯示屏11任意方式連接)、軟鍵盤、操作盤、開關 、按鈕等。進一步地，操作設備2包括控制器30，以用於實現觸發命令的操作動作，這些操作動作已經被操作員輸入到操作裝置20中，輸入到關聯的控制命令中，以用於控制工具機I的加工功能和通過操作員控制圖形用戶界面的功能，通過接口 31這些命令可被傳送到工具機1，例如，傳送到工具機I的CNC控制器或傳送到PLC控制器或工具機I的緊急停機電路。除了用於輸入人工操作動作的第一輸入裝置21，操作裝置20進一步包括第二輸入裝置22以用於輸入非接觸操作動作，該第二輸入裝置包括傳感器系統50以及檢測裝置60，該傳感器系統用於檢測操作員的非接觸動作，檢測裝置60用於通過使用傳感器系統50檢測到的操作員非接觸動作，檢測操作員的觸發命令的操作動作。這種情況下，傳感器系統50適用於光學和/或聲學檢測操作員的非接觸操作動作(例如，通過攝像機和/或麥克風)。檢測裝置60適用於通過傳感器系統50光學地或聲學地檢測操作員的非接觸動作，傳感器系統50可通過用於光學信號的電子圖像處理方法和/或用於聽覺信號的處理裝置檢測操作員的非接觸動作，例如，電子聲音識別，檢測操作員的非接觸動作後並將其分別識別為預定義的非接觸操作動作，檢測裝置60識別各個操作動作後，與某一控制或操作命令關聯的預定義非接觸操作動作被傳送給工具機I或通過控制器30被實現。進一步地，操作設備2包括一數據接口 22a (例如，USB接口、⑶或碟片驅動、RFID接口等)，通過該數據接口，特定用戶的校準數據可以導入到第二輸入裝置22，例如，在工具機I的操作員登錄過程的幀中被導入，當啟動工具機I時，該接口也可以用於開放操作員授權等級，憑這個授權等級操作員可進行登錄。利用他或她的授權等級可以向其打開或鎖定加工功能，這決定於操作員的授權等級。用於操作命令的非接觸輸入的第二輸入裝置22適合於以個人相關的方式被校準以適合各個操作員。之後，在導入的個人相關的校準數據基礎上，適合於各個操作員的校準被執行。這種校準數據可以包括(例如)與操作員相關的言語模式和/或與操作員相關的體部測量數據，所述言語模式用於校準聲音識別單元，所述體部測量數據用於校準圖像處理單元。圖3示例性地示出了本發明第一或第二實施例中的輸入裝置22，裝置22用於輸入非接觸操作動作。圖3中輸入裝置22的傳感器系統50包括攝像系統51，攝像系統51包括，例如，四個攝像機51a至51d，以用於光學上檢測操作員的面部動作和手勢動作。因此，輸入裝置22的檢測裝置60包括一圖像處理單元61，該單元用於在攝像系統51的傳感器信號基礎上執行圖像識別。具體地，根據本發明的第一實施例，攝像機51a到51d用於可視化檢測操作員的面部動作。可選地(或附加地)，根據本發明的第二實施例，攝像機51a到51d用於可視化檢測操作員的手勢動作。在攝像系統51的傳感器信號的基礎上，圖像處理單元61執行三維圖像識別，所述傳感器信號由攝像機51a到51d中的至少二個檢測得到。最後，如圖3所示，四個攝像機示例性地被提供，這樣，由至少二個攝像機檢測的區域可以被有利地擴展，這該區域中可以對操作員的操作動作進行三維識別。在手勢識別的過程中，一個攝像機也許就足夠了，對於通過使用圖像處理單元61進行的三維圖像識另IJ，為了觀看向上有利的識別，一個攝像機是必要的，這樣在手勢識別過程中可以獲得非常好的結果，至少二個攝像機則更好，在一可視化檢測情形下，在圍繞工具機I的範圍內如此多的攝像機被提供，則操作員的任何可能位置都可以分別地通過至少二個攝像機被檢測到。在本發明的第一實施例中，攝像系統51用於可視化地檢測操作員的眼睛或瞳孔，在可視化檢測的操作員眼睛的瞳孔基礎上，圖像處理單元61用於識別操作員的眼睛的觀看方向。這可以以特別適合的方式用於(例如)控制操作設備2的圖形用戶界面，在檢測到的觀看方向基礎上，通過圖像處理單元61檢測圖形用戶界面上操作員的觀看方向。然後，控制器30 (例如)在顯示屏11觀看位置的基礎上，選擇圖像用戶界面的一顯示屏部分，在顯示屏11上檢測到的操作員觀看位置的基礎上，激活圖形用戶界面的交互元素，從而在顯示屏11上檢測到的操作員的觀看位置的基礎上，在圖形用戶界面多個印網掩模的顯示之間進行轉換，或減少或擴大顯示屏上圖形用戶界面的多個印網掩模，或將它們捲起來。在識別的觀看方向的基礎上，當圖像處理單元61用於檢測工具機空間Ia中工具機I的組件上的操作員觀看位置時，在工具機I上這種應用可以進一步改良。基於檢測到的工具機 I組件上的操作員的觀看位置，控制器30可用於顯示與圖形用戶界面組件相關的信息或控制掩模。然後，操作員不必專門地人工選擇或激活所述組件。當攝像系統51用於檢測操作員的眼睛或瞳孔時，在可視化檢測到的操作眼睛的基礎上，圖形處理單元16更為合適地用於識別操作員眼瞼動作。然後，優選地，在檢測到的眼瞼動作的基礎上，檢測裝置60對眼瞼動作模式進行檢測，其中，眼瞼動作模式可以包括一系列眼瞼動作以及每個動作之間的時間間隔，之後，控制器30將檢測到的預設的眼瞼動作模式與確認或拒絕控制命令關聯，以用於確認或拒絕非接觸操作動作，其中，預設的眼瞼動作包括在預設時間間隔內的一系列眼瞼動作。根據本發明第一實施例，操作設備2的一特別合適的設計被提供，該設計明顯提高了在工具機I上的安全性，在該設計中，圖像處理單元61檢測操作員眼睛的眼瞼或瞳孔大小變化，當檢測到操作員眼睛或瞳孔突然放大以及識別到操作員觀看方向面向工具機I的加工空間Ia時，控制器30在工具機I上觸發緊急停機。即在這種情況下可以認為，由於在工具機I的加工空間Ia中進行危險情況的光學識別，眼瞼或瞳孔的突然放大是對於操作員驚訝的反射反映，其中，由於等待操作員的反應時間，在沒有任何延遲的情況下，工具機I上一緊急停機可能被觸發。在本發明的第二實施例中，攝像系統51用於光學檢測操作員的手或手臂，圖像處理單元61用於識別操作員的人工手勢動作。因此，圖像處理單元61用於檢測多個預設的手勢命令中的手勢命令，每個預設手勢命令與特定的觸發命令的操作運動相關聯。這樣，通過簡單的預定義的手勢(特定的手勢)，操作員可以簡單、非接觸方式執行控制或操作命令。圖4示例性示出了本發明第三實施例中用於輸入非接觸操作動作的輸入裝置22。在該情形下，輸入裝置22的傳感器系統50包括麥克風系統52，以用於檢測操作員的聲學動作，作為示例地，麥克風系統52包括兩個麥克風52a和52b。儘管對於聲學檢測一個麥克風52a就足夠了，然而，還是設置了第二麥克風52b (如果需要，或可以設置更多麥克風)，這樣，就可以擴展檢測操作員聲學動作的範圍，或者在多個麥克風的情形下，由於麥克風52a和52b (以及其它麥克風)信號接收的時間延遲，可以計算出操作員的位置信息，其中，時間延遲決定聲學動作中操作員的位置。如圖4所示，檢測裝置60包括聲音識別單元62，以用於對麥克風系統52檢測到的操作員聲音輸入進行識別。聲音識別單元62用於從多個預定義的聲音命令中識別操作員的聲音命令，其中，每個預定義的聲音命令與特定的觸發命令的操作動作關聯。這樣，在本發明第三實施例中，操作員可以通過聲學命令(例如，通過簡單的聲音命令，例如「是」、「不是」、「好」、「停止」、「緊急停機」以及其它類似聲音命令)發出相應的控制命令，這些聲學命令在輸入裝置22中可以被識別並通過控制器30實施。在本實施例中，聲音識別單兀62用於檢測由麥克風系統52檢測到的聲音命令的聲音模式，控制器30用於將在工具機I中存儲有關聯的聲音模式的操作員登錄到工具機1，並執行檢測到的聲音命令，該聲音命令具有檢測到的聲音模式，該聲音模式對應於已登錄的操作員所關聯的聲音模式。在這種情形下，聲音模式可以在校準過程中通過使用數據接口22a形成。鄰近工具機I的操作員的聲音命令具有錯誤的聲音模式可能會被用於控制工具機1，因此，這樣，對於阻止鄰近工具機I的操作員的聲音命令是有益的，這是因為只有符合註冊的 操作員的聲音模式的聲音命令才會被控制器30執行或實施。在本發明第三實施例中，操作設備2的特別適合的設計可以明顯地提高工具機I上的安全性。在該設計中，採用檢測裝置60檢測操作員的呼喊或尖叫以及通過麥克風系統52檢測呼喊或尖叫的響度。然後，當檢測裝置60檢測到操作員的呼喊或尖叫具有比預設響度閾值高的響度時，控制器60可在工具機I上即時、自動地觸發緊急停機。前面對本發明的優選實施例進行了描述。前述實施例中的特徵，具體地，如第一、第二、第三實施例，以及這些特徵的修改可以單個或任意地組合在一起。在以相互增效的方式通過特徵組合而成的實施例情形中，如果結合了各種非接觸操作可操作性時，工具機的可操作性可設計得更靈活、更直觀、更有效以及更安全。當操作員由於個人喜好需要放棄一個或多個非接觸操作可能性時，可以向操作員單個或組合地提供臨時解除一個或多個非接觸操作可能性。這樣，可以保證操作員可選擇是否使用可聲學檢測的非接觸操作可能性(例如，基於激活或解除聲音識別的可能性)和/或是否使用可光學檢測操作可能性(例如，基於激活或解除圖像處理、觀看方向識別、觀看位置識別和/或手勢識別的可能性)。綜上所述，本發明可以以一種非常有利的方式擴展用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機的可操作性，例如，數據工具機，除了提供傳統已知技術中通過在工具機操作設備上接觸操作元件直接人工操作可能性外，進一步提供了可使工具機操作員通過非接觸操作動作觸發操作或控制命令的操作可能性，使得自動化工具機的操作更有效、更靈活、更直觀和更安全。引用數字工具機I操作設備2顯示裝置10顯示屏11操作裝置20第一輸入裝置21 (用於人工輸入)操作元件21a、21b、21c、21d、21e、21f
第二輸入裝置22 (用於非接觸輸入)數據接口22a控制器30接口31傳感器系統50攝像系統51攝像機51a、51b、51c、51d麥克風系統52麥克風52a、52b檢測裝置60圖像處理單元61聲音識別單元6權利要求
1.一種用於操作用來操作、裝配或加工工件的自動化工具機的設備，所述設備包括 -一個顯示裝置(10)，包括用於顯示圖形用戶界面的顯示屏，該圖形用戶界面用於控制和/或監視工具機(I)的加工功能； -一個操作裝置(20)，用於輸入觸發命令的操作動作，以用於控制工具機(I)的加工功能和/或通過工具機(I)的操作員控制圖形用戶界面的功能，所述操作裝置(20)包括第一輸入裝置(21)以用於輸入人工操作動作以及第二輸入裝置(22)以用於輸入非接觸操作動作， 其中，用於輸入非接觸操作動作的第二輸入裝置(22)包括 -一個傳感器系統(50)，用於檢測操作員的非接觸動作；以及 -一個檢測裝置(60)，用於通過所述傳感器系統(50)檢測到的操作員非接觸動作，檢測操作員觸發命令的操作動作；以及 -控制器(30)，用於將人工輸入的或非接觸方式輸入的觸發命令的操作動作轉換為關聯的控制命令，以控制工具機(I)的加工功能和/或通過操作員控制圖形用戶界面的功能。
2.如權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述傳感器系統(50)包括一個攝像系統(51)，該攝像系統包括至少一個攝像機(51a)以用於光學檢測操作員面部和手勢動作，所述檢測裝置(60)包括一個圖像處理單元(61)，以在所述攝像系統的傳感器信息的基礎上執行圖像識別。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述攝像系統(51)包括至少兩個相互間隔設置的攝像機(51a、51b、51c、51d)，以用於光學檢測操作員的面部和手勢動作，所述圖像處理單元(61)用於在在所述攝像系統(51)的傳感器信息的基礎上執行圖像識別。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，所述攝像系統(51)用於光學捕捉操作員的眼睛，所述圖像處理單元(61)用於在光學捕捉到的操作員的眼睛的基礎上，識別操作員的觀看方向。
5.如權利要求3或4所述的設備，其特徵在於，圖像處理單元(61)用於檢測操作員眼睛中眼睛或瞳孔大小的變化，所述控制器(30)用於當檢測到操作員的突然眼睛或瞳孔放大時，或當檢測到操作員的突然眼睛或瞳孔放大且操作員的觀看方向被識別為面向工具機的加工空間時，觸發工具機(I)上的緊急停機。
6.權利要求4或6所述的設備，其特徵在於，其特徵在於，所述圖像處理單元(61)用於在所述識別的觀看方向的基礎上，檢測圖形用戶界面上操作員的觀看位置。
7.如權利要求6所述的設備，其特徵在於，控制器(30)用於在檢測到的顯示屏(11)上操作員觀看方向的基礎上，選擇圖形用戶界面上顯示屏的部分。
8.如權利要求6或7所述的設備，其特徵在於，所述控制器(30)用於在檢測到的顯示屏(11)上操作員觀看方向的基礎上，激活圖形用戶界面上的交互元件。
9.如權利要求6至8任一所述的設備，其特徵在於，所述控制器(30)用於在檢測到的顯示屏(11)上操作員觀看位置的基礎上，在所述圖形用戶界面多個印網掩模之間進行切換。
10.如權利要求4至9任一所述的設備，其特徵在於，所述圖像處理單元(61)用於在識別的觀看方向的基礎上，檢測操作員在加工空間中工具機(I)的組件上的觀看位置。
11.如權利要求10所述的設備，其特徵在於，所述控制器(30)用於在檢測到的所述工具機(I)組件上操作員的觀看位置的基礎上，顯示圖形用戶界面上的組件相關聯的信息或控制掩模。
12.如權利要求2至11任一所述的設備，其特徵在於，所述圖像處理單元(61)用於在捕捉到的操作員的眼睛的基礎上，識別操作員的眼瞼運動。
13.如權利要求12所述的設備，其特徵在於，檢測裝置用於在檢測到的眼瞼運動的基礎上檢測眼瞼運動模式，所述眼瞼運動模式包括一系列眼瞼運動和眼瞼運動之間的時間間隔，所述控制器(30)用於根據預先確定的時間間隔內一系列預先確定眼瞼運動將檢測到的預先確定的眼瞼動作模式劃分到確認控制命令，所述控制命令用於確認非接觸操作動作。
14.如權利要求2至13任一所述的設備，其特徵在於，所述攝像系統(51)用於光學捕捉操作員的手，所述圖像處理單元(61)用於檢測操作員的人工手勢動作。
15.如權利要求14所述的設備，其特徵在於，圖像處理單元(61)用於識別多個預定義手勢命令中的手勢命令，每個預定義手勢命令與一特定觸發命令的操作動作關聯。
16.如權利要求I至15任一所述的設備，其特徵在於，所述傳感器系統(50)包括麥克風系統(52)，以用於獲取操作員的聲學動作。
17.如權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述檢測裝置包括聲音識別單元(62)以用於識別通過麥克風系統(52)檢測到的操作員的聲音輸入。
18.如權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述聲音識別單元(62)用於從多個預先定義的聲音命令中識別操作員的聲音命令，每個預先定義的聲音命令與一特定觸發命令的操作動作關聯。
19.如權利要求17或18所述的設備，其特徵在於，所述聲音識別單元(62)用於檢測通過使用麥克風系統(52)獲取的聲音命令的聲音模式,所述控制器(30)用於將具有關聯存儲的聲音模式的操作員註冊到工具機(I )，並只執行獲取的聲音命令，其中，該聲音命令具有檢測到的聲音模式，該聲音模式對應於註冊的操作員關聯的聲音模式。
20.如權利要求16至19任一所述的設備，其特徵在於，檢測裝置(60)用於檢測通過麥克風系統(52)捕捉的操作員的呼喊或尖叫聲以及所述呼喊或尖叫聲的響度，所述控制器(30)用於當檢測裝置(60)檢測的操作員呼喊或尖叫聲的響度大於預先確定的響度限定值，在工具機(I)上觸發緊急停機。
21.如前述任一權利要求所述的設備，其特徵在於，用於操作命令的非接觸輸入的第二輸入裝置(22)用於以個人相關的方式被校準為適合各個操作員，所述第二輸入裝置(22)包括一數據接口(22a)，以用於導入個人相關的校準數據，以使得適合操作員的校準在個人相關校準數據的基礎上進行執行。
22.如權利要求21所述的設備，其特徵在於，所述校準數據包括與操作員關聯的聲音模式，以用於校準聲音識別單元(62)。
23.如權利要求21或22所述的設備，其特徵在於，所述校準數據包括與操作員關聯的體部測量數據，以用於校準圖像處理單元(61)。
24.一種用於操作、裝配或加工工件的自動化工具機，包括前述任一權利要求所述的設備(2)。
25.如權利要求24所述的設備，其特徵在於，所述工具機為數控工具機(I)，前述任一權利要求所述的設備(2)連接在所述工具機的數字控制器上。
26.如權利要求25所述的設備，其特徵在於，可通過使用設備控制的工具機(I)的加工功能包括起動工具機、配置工具機、裝配工具機、歸零化設備、修復功能、激活工具機的緊急停機、錯誤發現診斷、維護、程序管理、刀具操作、組件盤操作、刀具插入、刀具更換、包括激活和控制NC軸的NC控制功能以及工具機的激活者和/或 對數字控制器進行編程。
全文摘要
本發明涉及用於操作自動化工具機1的設備2，包括顯示裝置10，該裝置包括用於顯示圖形用戶界面的顯示屏11；操作裝置20，用於輸入觸發命令的操作動作，以控制工具機1的加工功能和/或通過工具機1的操作員控制圖形用戶界面的功能；控制器(30)，用於將人工輸入或非接觸方式輸入的觸發命令的操作動作轉換為關聯的控制命令，以控制工具機(1)的加工功能和/或通過操作員控制圖形用戶界面的功能。操作裝置20包括輸入人工操作動作的第一輸入裝置21以及輸入非接觸操作動作的第二輸入裝置22，第二輸入裝置22包括檢測操作員的非接觸動作的傳感器系統50以及通過傳感器系統(50)檢測到的操作員非接觸動作檢測操作員觸發命令的操作動作的檢測裝置(60)。
文檔編號G05B19/18GK102778858SQ201210137738
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月7日 優先權日2011年5月6日
發明者漢斯·格魯貝切 申請人:德克爾馬霍普夫龍滕有限公司