详解自动化机器人的HMI设计

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想要自定义机器人操作界面吗?机器人人机界面(HMI)是不错的选择。面对很多不同选择的HMIs。哪一个最好?你如何控制你的机器人?你如何告诉它开始程序?或者加载新程序?

机器人HMIs的选择范围很广。你可以花很多钱在一个花哨的定制系统上，也可以几乎不花钱。那么，如何才能在不违反预算的情况下设计出你所需要的HMI ?一切都在下文解释。

什么是机器人HMI?

HMI代表人机界面。简单的讲，人机界面提供与机器人“互动”(例如控制)的任何方式。

在工业应用中，我们通常使用术语HMI来表示带有图形的触摸屏。它们通常用于控制可编程逻辑控制器(plc)。一些公司专门创建可定制的工业HMIs，不过成本比较昂贵。

其实HMI可以是一个简单的按钮，连接到机器人的控制器，告诉它何时开始或停止。HMI也可以像带有麦克风的3D激光摄像机一样复杂，它可以检测你的身体动作，让机器人模仿你的舞蹈动作，当你喊出一个命令时就会停止。

任何HMI的主要特性都是允许控制机器。就机器人而言，控制对象是机器人。如果接口不控制机器，它就不能称之为HMI。

UI、GUI和HMI之间有什么区别?

在工业制造业之外，很少听到人们使用HMI这个词。您更可能听到UI或GUI。它们之间有什么区别?实际上也差不多。先来看看定义：

• 用户界面(UI)

用户界面是用户与软件或机器之间进行交互的窗口。在计算机的早期，用户界面由读卡器组成，程序员向读卡器输入成卷的计算机代码。如今，最常见的UI可能是触摸屏平板电脑界面。UI的下一步发展可能是基于音频的界面，像Amazon的Alexa或谷歌Home越来越受欢迎。UI可以说是一个非常广泛的类别。

• 图形用户界面(GUI)

图形用户界面是UIs的一个特定子集，它使用图标和可视化指示器允许用户与软件或机器交互。就像现在网上浏览我这篇博客文章一样，除非您是已经打印纸质版在阅览。

GUIs通常与软件产品相关联。如果使用图形化图标、按钮等，来控制机器人的界面可以肯定是GUI。

• 人机界面(HMI)

人机界面也是UIs的一个子集。正如前文所提到的，它们的共同特性是用于控制机器。

HI(人机界面)和UI(用户界面)只是表达同一事物的两种方式。这台机器可能不会被非人类用户控制——除非是能够使用平板电脑的倭黑猩猩Teco。

并不是所有的HMIs都使用GUI。HMI还可以包括物理按钮、旋钮和刻度盘，或者其他类型的接口，如音频识别。然而，我们通常使用术语HMI来表示带有GUI的系统。

四种常见的机器人HMI

机器人的人机界面种类各式各样，而且不断有新的类型出现。除非是参与机器人研究，操作中不太可能会要带有Xbox Kinect传感器的SCARA机器人。你想要更实用的东西。

以下是最常用于工业环境的四种机器人HMI：

基本硬件按钮——没有什么比连接到机器人控制器数字输入的按钮更简单的了。这种HMI的可靠性适合用于紧急停止按钮，但它不是很灵活。

机器人示教器——许多机器人都配有示教器。这些通常包括一些给机器人编程的GUI。就HMI设计而言，这些工具的主要问题是它们不是完全定制化的。您需要自定义几个按钮或创建相应的弹出窗口，不过GUI的组件元素通常是固定的。

第三方HMI面板——另一个选择是从第三方定制一个HMI面板。这基本上都是性能较高的触摸屏平板电脑。还可以使用某种设计器软件自行设计GUI元素。这些产品的主要问题是价格昂贵——仅面板就超过3000美元。

计算机GUI——最灵活的选项是通过计算机创建HMI。它不像示教器或专门的HMI面板那么方便，但它既灵活又低成本。

使用RoboDK创建机器人人机界面

关键是选择一个正确的工具，可以轻松地编程机器人GUI或者HMI。如果您不想在第三方定制面板上花费大量的时间和金钱，那么最好的选择是制作一个计算机GUI并将其链接到robot SDK(比如RoboDK)。

许多使用RoboDK创建HMIs的专业人员都采用Visual Studio C#编程的，因为RoboDK API很容易与C#集成。这意味着您可以快速创建一个HMI，它可以直接控制机器人。

原文标题：Robot HMI for Automation Projects，作者：Alex Ownen-Hill
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