自動化ロボットのHMI設計の詳細な説明

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[51CTO.com クイック翻訳] ロボットの操作インターフェースをカスタマイズしたいですか? ロボットのヒューマンマシンインターフェース (HMI) は良い選択です。 HMI にはさまざまな選択肢があります。どれが一番いいでしょうか? ロボットをどのように制御しますか? プログラムを開始するように指示するにはどうすればいいですか? または、新しいプログラムをロードするにはどうすればいいですか?

ロボット HMI には幅広い選択肢があります。高価なカスタム システムに多額の費用をかけることも、ほとんど費用をかけずに済むこともあります。では、予算を超過することなく、必要な HMI を設計するにはどうすればよいでしょうか? 以下にすべて説明します。

ロボットHMIとは何ですか?

HMI は Human Machine Interface の略です。簡単に言えば、ヒューマンマシンインターフェースは、ロボットと「対話する」（たとえば、制御する）ためのあらゆる方法を提供します。

産業用アプリケーションでは、通常、HMI という用語をグラフィック付きタッチ スクリーンを指すために使用します。これらは、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) を制御するためによく使用されます。カスタマイズ可能な産業用 HMI の作成を専門とする企業もありますが、コストが高くなります。

HMI は、ロボットのコントローラーに接続され、ロボットにいつ開始または停止するかを指示する単純なボタンになります。 HMI は、ユーザーの体の動きを検出するマイクを備えた 3D レーザー カメラのように高度なものにもなり、ロボットがユーザーのダンスの動きを真似したり、ユーザーがコマンドを叫ぶと停止したりできるようになります。

HMI の主な機能は、マシンを制御できるようにすることです。ロボットの場合、制御の対象はロボットです。インターフェースがマシンを制御しない場合は、HMI とは言えません。

UI、GUI、HMI の違いは何ですか?

工業製造業以外では、HMI という用語が使われることはほとんどありません。 UI または GUI という言葉を聞くことが多いでしょう。それらの違いは何でしょうか? 実のところ、ほとんど同じです。まず定義を見てみましょう:

ユーザーインターフェース (UI)

ユーザー インターフェイスは、ユーザーがソフトウェアやマシンと対話するためのウィンドウです。コンピュータの初期の頃、ユーザー インターフェイスは、プログラマーがコンピュータ コードのリールを挿入するカード リーダーで構成されていました。おそらく、最近最も一般的な UI は、タッチスクリーン タブレット インターフェイスです。 UI の進化における次のステップは、ますます人気が高まっている Amazon の Alexa や Google Home のような音声ベースのインターフェースになるかもしれません。 UIは非常に幅広いカテゴリーであると言えます。グラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI)

グラフィカル ユーザー インターフェイスは、アイコンと視覚的なインジケーターを使用してユーザーがソフトウェアやマシンと対話できるようにする UI の特定のサブセットです。これは、私のこのブログ投稿をオンラインで閲覧しているのとまったく同じですが、印刷された紙のバージョンを読んでいるという点が異なります。

GUI は多くの場合、ソフトウェア製品に関連付けられます。ロボットのインターフェースを制御するためにグラフィカルなアイコンやボタンなどが使用される場合、それは間違いなく GUI と呼ぶことができます。

ヒューマンマシンインターフェース (HMI)

人間とコンピュータのインターフェースも UI のサブセットです。前述したように、それらの共通の特徴は、機械を制御するために使用されることです。

HI (ヒューマンマシンインターフェース) と UI (ユーザーインターフェース) は、同じものを表現する 2 つの方法にすぎません。このマシンは、タブレット対応のボノボ「Teco」でない限り、おそらく人間以外のユーザーによって制御されることはないだろう。

すべての HMI が GUI を使用するわけではありません。 HMI には、物理​​的なボタン、ノブ、ダイヤル、または音声認識などの他の種類のインターフェースが含まれる場合もあります。ただし、通常、HMI という用語は GUI を備えたシステムを指すために使用されます。

一般的なロボットHMI4つ

ロボットのヒューマンマシンインターフェースにはさまざまな種類があり、常に新しい種類が登場しています。ロボット工学の研究に携わっていない限り、Xbox Kinect センサーを搭載した SCARA ロボットが必要になることはほとんどありません。もっと実用的なものが欲しいです。

産業現場で最も一般的に使用されるロボット HMI の 4 つのタイプは次のとおりです。

基本的なハードウェア ボタン - ロボット コントローラーのデジタル入力に接続されたボタンほどシンプルなものはありません。この HMI の信頼性は緊急停止ボタンに適していますが、柔軟性はあまりありません。

ロボットティーチペンダント - 多くのロボットにはティーチペンダントが付属しています。これらには通常、ロボットをプログラミングするための何らかの GUI が含まれています。 HMI 設計に関してこれらのツールの主な問題は、完全にカスタマイズできないことです。いくつかのボタンをカスタマイズしたり、対応するポップアップ ウィンドウを作成したりする必要がある場合もありますが、GUI のコンポーネント要素は通常は固定されています。

サードパーティの HMI パネル – もう 1 つのオプションは、サードパーティの HMI パネルをカスタマイズすることです。これらは基本的に高性能なタッチスクリーン タブレットです。何らかのデザイナー ソフトウェアを使用して GUI 要素を自分で設計することもできます。これらの製品の主な問題は、パネルだけで 3,000 ドル以上と高価なことです。

コンピュータ GUI – 最も柔軟なオプションは、コンピュータ経由で HMI を作成することです。ティーチペンダントや専用の HMI パネルほど便利ではありませんが、柔軟性があり低コストです。

RoboDK でロボットのヒューマンマシンインターフェースを作成する

重要なのは、ロボットの GUI または HMI を簡単にプログラムできる適切なツールを選択することです。サードパーティのカスタム パネルに多くの時間と費用をかけたくない場合は、コンピューター GUI を作成し、それをロボット SDK (RoboDK など) にリンクするという選択肢もあります。

RoboDK を使用して HMI を作成する専門家の多くは、RoboDK API が C# と簡単に統合できるため、Visual Studio C# で作成します。つまり、ロボットを直接制御できる HMI をすばやく作成できるということです。

原題: 自動化プロジェクト向けロボット HMI、著者: Alex Ownen-Hill

[51CTOによる翻訳。パートナーサイトに転載する場合は、元の翻訳者と出典を51CTO.comとして明記してください]