朱濤 李爭(zhēng)艷

摘要：數(shù)控銑床系統(tǒng)是現(xiàn)代制造技術(shù)的重要工具，而良好的人機(jī)界面能夠提高數(shù)控銑床工作效率與操作性能。為此，本文對(duì)數(shù)控銑床系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了淺析，從數(shù)控銑床人機(jī)界面分類(lèi)、界面設(shè)計(jì)原則尤其是風(fēng)格選擇、布局、文字與色彩使用幾個(gè)方面，以及界面的層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾個(gè)方面進(jìn)行了研究，所得結(jié)果為數(shù)控銑床人機(jī)界面設(shè)計(jì)提供了參考與借鑒。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控銑床；人機(jī)界面；設(shè)計(jì)原則

1. 數(shù)控銑床系統(tǒng)人機(jī)界面分類(lèi)

人機(jī)界面主要用于完成人機(jī)交互處理，即在用戶(hù)的主導(dǎo)下利用各種交互設(shè)備完成數(shù)控系統(tǒng)的連接、工作模式選擇、調(diào)試運(yùn)行管理和維修等工作。數(shù)控銑床系統(tǒng)人機(jī)界面包括程序控制界面、數(shù)據(jù)輸入界面和交互輸出界面三類(lèi)。

1.1 程序控制界面

程序控制界面的作用是接收用戶(hù)命令，完成對(duì)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行的控制。

在設(shè)計(jì)時(shí)，需要有命令語(yǔ)言、菜單、窗口和直接控制等形式。設(shè)計(jì)菜單形式時(shí)，在顯示器的屏幕上提供一組可選的項(xiàng)目，使用者可以通過(guò)各種輸入設(shè)備進(jìn)行選擇。窗口形式的界面需要同時(shí)顯示多進(jìn)程、多任務(wù)的運(yùn)行情況，在一個(gè)顯示屏幕上提供多個(gè)視域，各個(gè)視域可完成或顯示不同的內(nèi)容。

1.2 數(shù)據(jù)輸入界面

數(shù)據(jù)輸入界面用于向數(shù)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)輸入，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)輸入格式，提供缺省值，提供容錯(cuò)和修改功能，并向用戶(hù)回送輸入結(jié)果。

數(shù)據(jù)輸入界面需要包括刀具參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和數(shù)控加工程序編輯等子界面。

1.3 交互輸出界面

交互輸出界面的作用是組織數(shù)控系統(tǒng)的輸出，向用戶(hù)提供系統(tǒng)運(yùn)行的信息。交互輸出信息應(yīng)包括：響應(yīng)信息、提示信息、運(yùn)行信息、出錯(cuò)信息、幫助信息。

2. 數(shù)控銑床人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則

2.1界面風(fēng)格選擇原則

考慮到大多數(shù)用戶(hù)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)Windows系統(tǒng)較熟悉，在界面設(shè)計(jì)中盡量兼容標(biāo)準(zhǔn)Windows界面的特征。位圖按鈕可在操作中實(shí)現(xiàn)高亮度、突起、凹陷等效果，使界面表現(xiàn)形式更靈活，同時(shí)可以方便用戶(hù)對(duì)控件的識(shí)別。界面里使用的對(duì)話框、編輯框、組合框等都選用Windows標(biāo)準(zhǔn)控件，對(duì)話框中的按鈕也使用標(biāo)準(zhǔn)按鈕。

2.2系統(tǒng)界面布局原則

數(shù)控銑床人機(jī)界面的布局設(shè)計(jì)應(yīng)按照人因工程學(xué)的要求，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔、平衡和風(fēng)格一致。

典型的界面分為3部分：標(biāo)題菜單部分、圖形顯示區(qū)以及按鈕部分。根據(jù)一致性原則，保證屏幕上所有對(duì)象，如窗口、按鈕、萊單等風(fēng)格的一致。各級(jí)按鈕的大小、凹凸效果和標(biāo)注字體、字號(hào)都保持一致，按鈕的顏色和界面底色保持一致。

2.3文字的應(yīng)用原則

界面設(shè)計(jì)中常用字體有中文的宋體、楷體，英文的扭鍆等，因?yàn)檫@些字體容易辨認(rèn)、可讀性好考慮到一致性，數(shù)控銑床軟件界面所有的文本都選用中文宋體，文字的大小根據(jù)控件的尺寸選用了大小兩種字號(hào)，使顯示信息清晰并保證風(fēng)格統(tǒng)一。

人體工程學(xué)要求界面的文本用語(yǔ)簡(jiǎn)潔，盡量用肯定句和主動(dòng)語(yǔ)態(tài)，英文詞語(yǔ)避免縮寫(xiě)。數(shù)控銑床人機(jī)界面中應(yīng)用的文本有兩類(lèi)：標(biāo)注文本和交互文本。標(biāo)注文本是寫(xiě)在按鈕等控件上，表示控件功能的文字，所以盡量使用了描述操作的動(dòng)詞。交互文本是人與計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)與總控制臺(tái)等系統(tǒng)交互信息所需要的文本，包括輸人文本和輸出文本。

交互文本使用的語(yǔ)句為了在簡(jiǎn)潔的同時(shí)表達(dá)清晰，盡量采用用戶(hù)熟悉的句子和禮貌的表達(dá)方式如“請(qǐng)檢查交流電壓”、“系統(tǒng)警告裝置鎖定”。對(duì)于信｀息量大的情況，采用上下滾動(dòng)而不用左右滾屏，因?yàn)檫@樣更符合人的操作習(xí)慣。

2.4界面設(shè)計(jì)色彩使用原則

人機(jī)界面設(shè)計(jì)中色彩的選擇也是非常重要的。人眼對(duì)顏色的反應(yīng)比對(duì)文字的反應(yīng)要快，所以不同的信息用顏色來(lái)區(qū)別比用文字區(qū)別的效果要好，不同色彩給人的生理和心理的感覺(jué)是不同的，所以色彩選擇是否合理也會(huì)對(duì)操作者的工作效率產(chǎn)生影響。

在特定的區(qū)域，不同顏色的使用效果是不同的。例如：前景顏色要鮮明一些使用戶(hù)容易識(shí)別，而背景顏色要暗淡一些以避免對(duì)眼睛的刺激。

使用顏色時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)：

（1）限制同時(shí)顯示的顏色數(shù)一般同一界面不宜超過(guò)4或5種，可用不同層次及形狀來(lái)配合顏色增加的變化。

（2）界面中活動(dòng)對(duì)象顏色應(yīng)鮮明，而非活動(dòng)對(duì)象應(yīng)暗淡，對(duì)象顏色應(yīng)不同，前景色宜鮮艷一些，背景則應(yīng)暗淡。中性顏色（如淺灰色）往往是最好的背景顏色，淺色具有跳到面前的傾向，而黑色則使人感到退到了背景之中。

（3）避免不兼容的顏色放在一起（如黃與藍(lán)，紅與綠等），除非作對(duì)比時(shí)用。

3. 界面的層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

選擇界面的概念取決于多個(gè)界面。可將界面設(shè)計(jì)為循環(huán)，如果運(yùn)行大量界面，必須設(shè)計(jì)一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)體系來(lái)打開(kāi)界面。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇簡(jiǎn)單而統(tǒng)一的層次結(jié)構(gòu)以便用戶(hù)能夠快速了解如何打開(kāi)界面。界面的層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則如下：

3.1單一界面信息量簡(jiǎn)潔

用戶(hù)一次處理的信息量是有限的，所以大量信息堆積在屏幕上會(huì)影響界面的友好性。為了在提供足夠的信息量的同時(shí)保證界面的簡(jiǎn)明，在設(shè)計(jì)上采用了控件分級(jí)和分層的布置方式。分級(jí)是指把控件按功能劃分成多個(gè)組，每一組按照其邏輯關(guān)系細(xì)化成多個(gè)級(jí)別。

3.2借助分級(jí)思想

用一級(jí)按鈕控制二級(jí)按鈕的彈出和隱藏保證了界面的簡(jiǎn)潔。分層是把不同級(jí)別的按鈕縱向展開(kāi)在不同的區(qū)域，區(qū)域之間有明顯的分界線。在使用某個(gè)按鈕彈出下級(jí)按鈕的同時(shí)對(duì)其他同級(jí)的按鈕實(shí)現(xiàn)隱藏，使邏輯關(guān)系更清晰。

3.3三層結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)人機(jī)界面時(shí)一般采用3個(gè)層面組成。

層面1是總覽界面，該層面要包含不同系統(tǒng)部分在系統(tǒng)所顯示的信息，以及如何使這些系統(tǒng)部分協(xié)同工作。

層面2是過(guò)程界面，該層面包含指定過(guò)程部分的詳細(xì)信息，并顯示哪個(gè)設(shè)備對(duì)象屬于該過(guò)程部分，該層面還顯示了報(bào)警對(duì)應(yīng)的設(shè)各對(duì)象。

層面3是詳細(xì)界面，該層面提供各個(gè)設(shè)備對(duì)象的信息，例如控制器、控制閥、控制電機(jī)等，并顯示消息、狀態(tài)和過(guò)程值。如果合適的話，還包含與其他設(shè)備對(duì)象工作有關(guān)的信息。

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