JP5816723B1 - 機械装置およびその制御方法、遠隔操作装置および主操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】よりユーザが操作しやすい機械装置を提供すること。【解決手段】機械装置１００であって、機械的に駆動する機械駆動部１０１と、機械駆動部１０１の操作を行なうための主操作部１０２と、主操作部１０２から離れた位置において、機械駆動部１０１に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作部１０３と、遠隔操作部１０３の位置を判定する位置判定部１０４と、遠隔操作部１０３が所定エリア内にあると判断すると、主操作部１０２による操作を有効にし、遠隔操作部１０３が所定エリア外にあると判断すると、主操作部１０２による少なくとも一部の操作を無効にする制御部１０５と、を含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、機械装置およびその制御方法、遠隔操作装置および主操作装置に関する。

上記技術分野において、特許文献１には、手動パルス発生器でロックを解除するための解除ボタンについて開示がある。

また、特許文献２には、ハンディペンダントにおいて、イネーブル兼デッドマンスイッチについて開示がある。このスイッチは、ハンディーペンダントの操作状態と非操作状態を選択するイネーブルスイッチと、緊急時に、設定された軸データとの関係を無視して工作機械の移動体の移動を直ちに停止させるデッドマンスイッチとの機能を併せもったスイッチである。すなわち、イネーブル兼デッドマンスイッチは、２段階の停止位置を備えており、例えば軽く押すとハンディーペンダントの操作状態が形成され、この状態で駆動軸の選択、駆動パルス発生倍率の設定、各駆動軸の動作等を行うことができる。一方、二次停止位置まで、例えば強く押した場合は、工作機械の移動体の移動が直ちに停止し、座標データとの関係が無視された非操作状態となる。なおイネーブル兼デッドマンスイッチに全く触れない場合も非操作状態である。したがって、イネーブル兼デッドマンスイッチを一次停止位置まで軽く押した操作状態においてのみ、駆動軸の選択、駆動パルスの倍率切替等の操作を行うことができる。

さらに特許文献３には、画面を有する主操作部と、表示された画面の少なくとも一部分を表示し、主操作部と通信可能であって、主操作部から機械的に脱着可能な副操作部とを備えたＮＣ装置の開示がある。

特許４５３５９９８号公報 特開平１１−３０５８１５号公報 特開平５−３２４０３７号公報

しかしながら、上記文献１に記載の技術では、操作盤を操作してＮＣプログラムに基づいた自動運転、操作キーやキーボードからのデータ入力に基づいた第１手動運転、手動パルス発生器からのパルス信号に基づいた第２手動運転などの運転モードを変える必要があった。

上記文献２に記載の技術では、スイッチを軽く押すといった繊細な操作を行なう必要があった。

さらに上記文献３に記載の技術では、遠隔操作パネルを指定の格納位置から取り出したことを検出し、遠隔操作パネルを有効とするような制御を行っていた。しかし、このような制御方式の場合、遠隔操作パネルにて作業中に、遠隔操作パネル上に設けておらず、主操作パネルには設けている操作機器を操作する場合、遠隔操作パネルを所定の場所に格納して操作する必要があった。

上記文献１乃至３に記載の装置において、操作時に主操作パネルで誤操作をしてしまうと、遠隔操作装置から操作できなかったり、工作機械が停止してしまったりすることがあり、ユーザフレンドリな仕様とはなっていなかった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
機械的に駆動する機械駆動部と、
前記機械駆動部の操作を行なうための主操作部と、
前記主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作部と、
前記遠隔操作部の位置を判定する位置判定部と、
前記遠隔操作部が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にし、前記遠隔操作部が所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部による少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
を含む。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
機械駆動部の操作を行なうための主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作装置であって、
前記遠隔操作装置の位置を判定する位置判定部と、
前記遠隔操作装置が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にし、前記遠隔操作部が前記所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部に対する少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
を備えた。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
機械駆動部の操作を行なうための主操作装置であって、
前記主操作装置から離れた位置において前記機械駆動部を操作するための遠隔操作装置の位置を判定する位置判定部と、
前記遠隔操作装置が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作装置に対する操作を有効にし、前記遠隔操作装置が前記所定エリア外にあると判断すると、前記主操作装置に対する少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
を備えた。

上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
機械的に駆動する機械駆動部と、
前記機械駆動部の操作を行なうための主操作部と、
前記主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作部と、
を備えた機械装置の制御方法であって、
前記遠隔操作部の位置を判定する位置判定ステップと、
前記遠隔操作部が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にする第１制御ステップと、
前記遠隔操作部が所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部による少なくとも一部の操作を無効にする第２制御ステップと、
を含む機械装置の制御方法。

本発明によれば、よりユーザが操作しやすい遠隔操作部を有する機械装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る機械装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る機械装置の動作を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る機械装置の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る機械装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る工作機械の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る工作機械の構成を示すブロック図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明にかかる機械装置の第１実施形態として機械装置１００について説明する。図１は機械装置１００の機能構成を示す図である。機械装置１００は、機械駆動部１０１と主操作部１０２と遠隔操作部１０３と位置判定部１０４と制御部１０５とを含む。

機械駆動部１０１は、機械的に駆動する構成であり、本実施形態では、例として、モーターで主軸や送り移動軸などを駆動して機械加工を行なう。つまり機械装置１００は、工作機械として機能する。

主操作部１０２はいわゆるメインパネルであり、機械駆動部１０１の操作を行なうためにオペレータ１２０が使用する。

遠隔操作部１０３は、主操作部１０２から離れた位置において、機械駆動部１０１に向けて操作指示信号を送信して、機械駆動部１０１の操作を行なう。遠隔操作部１０３は、例えば、主操作部１０２から機械駆動部１０１までの距離が遠い場合に使用する別置き手動パルスハンドルボックスであり、オペレータ１２０は、遠隔操作部１０３を持って移動することができる。機械駆動部１０１は、通常、筐体内部に設けられており、大型の工作機械の場合、機械駆動部をよく見ようとすると、主操作部１０２としてのメインパネルを操作できない。そこで、筐体内で、機械駆動部１０１をよく見ながら操作するため、遠隔操作部１０３が設けられている。例えば、主操作部１０２および遠隔操作部１０３は、回転量に応じた駆動パルスを機械駆動部１０１に送るためのパルスハンドルをそれぞれ有している。例えば、パルスハンドル１回転で機械駆動部１０１に１００パルスを送信する。機械駆動部１０１は、主操作部１０２や遠隔操作部１０３から送られてきた１パルスあたり、例えば１〜１０ミクロンの移動指令を生成する。遠隔操作部１０３は、不使用時には主操作部１０２の取付部（不図示）に取り付けられている。主操作部１０２と遠隔操作部１０３との間は有線で接続されている。

位置判定部１０４は、遠隔操作部１０３の位置を判定する。制御部１０５は、遠隔操作部１０３が所定エリア１１０内にあると判断すると、主操作部１０２による機械駆動部１０１の操作を有効にする。また、制御部１０５は、オペレータ１２０が遠隔操作部１０３を所定エリア１１０外に持ち出したと判断すると、主操作部１０２による機械駆動部１０１に対する少なくとも一部の操作を無効にする。制御部１０５は、主操作部１０２と遠隔操作部１０３との距離Ｄに応じて、所定エリア１１０内か、所定エリア１１０外かを判断する。例えば、遠隔操作部１０３が主操作部１０２から離れた位置にあると判断すると、主操作部１０２のパルスハンドルに対する操作を無効にする。

より具体的には、図２に示すように、機械駆動部１０１の一例としてのマシニングセンタのそばで、オペレータ１２０が遠隔操作部１０３のパルスハンドルによって機械駆動部１０１を操作している状況では、主操作部１０２としてのメインパネルの一部機能を無効にする。これにより、別のオペレータ２２０の主操作部１０２の操作によって、急に機械駆動部１０１が動き出してオペレータ１２０が怪我をするといった危険の発生を防止できる。

一方、図３に示すように、遠隔操作部１０３が所定エリア１１０内にあって、主操作部１０２のそばにオペレータ１２０が存在すると判断できる状態では、オペレータ１２０について、機械駆動部１０１による危険の発生はないと判断する。そして、主操作部１０２を用いた機械駆動部１０１の操作を有効とする。

以上の構成によれば、主操作部と遠隔操作部を切替える操作が不要で、かつ、操作者が操作しようとしている方の操作パネルが有効になるよう、自動的に切り替わる為、ユーザにとって使い勝手がよい機械装置を提供できる。

特に、大形工作機械において、主操作パネルから加工領域までの距離が遠い場合に使用する別置き手動ハンドルボックスと通常の操作を行う主操作パネルとの切替えにおいて、切替スイッチを必要とせず、自動的にしかも安全に切替えを行うことができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る機械装置について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る機械装置４００の機能構成を説明するための図である。上記第１実施形態と比べると、本実施形態に係る機械装置４００は、主操作部４０２および遠隔操作部４０３が、それぞれ無線通信部４２１、４３１を備え、位置判定部４０４が無線通信の状態に基づいて位置を判定する。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

位置判定部４０４は、主操作部４０２と遠隔操作部４０３との間の無線通信の状態に応じて、遠隔操作部４０３が所定エリア１１０内か否かを判定する。ここで無線通信は、電波を用いたものに限定されるものではなく、赤外線通信などの光無線通信を利用してもよい。制御部１０５は、遠隔操作部４０３が所定エリア１１０内（主操作部４０２から近い位置）にあると判断すると、主操作部４０２に対する操作を有効にする。一方、制御部１０５は、遠隔操作部４０３が所定エリア１１０外にあると判断すると、主操作部４０２に対する少なくとも一部の操作（例えばパルスハンドルに対する操作）を無効にする。また制御部１０５は、無線信号に関する制御回路に故障が発生して、無線信号に対する応答がなくなっても、主操作部４０２の操作を無効にする。

以上の構成によれば、主操作部と遠隔操作部を切替える操作が不要で、かつ、操作者が操作しようとしている方の操作パネルが有効になるできる。また、本実施形態では、無線信号に関する制御回路に故障が発生しても、主操作部の操作が無効になる。遠隔操作部を持ったオペレータが機械駆動部のすぐ近くにいる時に、間違って別のオペレータが主操作部から機械駆動部を操作することが無くなるため、安全である。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る機械装置について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る機械装置５００の機能構成を説明するための図である。機械装置５００において、遠隔操作部５０３が、位置判定部５３４と制御部５３５を備えている点で、第１実施形態と異なる。位置判定部５３４は、例えば、機械駆動部１０１に設けられた信号発信部（不図示）からの信号を受信したか否かによって、機械駆動部１０１との距離を判定する。制御部５３５は、機械駆動部１０１との距離が一定値以内であれば、主操作部１０２に対し、機械駆動部１０１へ所定の制御信号を送信しないようにコマンドを送る。例えば、主操作部１０２のパルスハンドルを操作しても、機械駆動部１０１にパルス信号を送信しないように、制御する。あるいは、制御部５３５は、機械駆動部１０１に対して、主操作部１０２からのパルスを無効にするようにコマンドを送る。

以上の構成によれば、機械駆動部１０１と遠隔操作部５０３との距離に応じて、主操作部１０２に対する少なくとも一部の操作の有効／無効を切り替えることができる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る機械装置について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る機械装置６００の機能構成を説明するための図である。機械装置６００において、主操作部６０２が、位置判定部６２４と制御部６２５を備えている点で、第１実施形態と異なる。位置判定部６２４は、例えば、主操作部６０２のパルスハンドルに関わる操作を行おうとしていることを操作スイッチ等の選択状態から検知した時点で、遠隔操作部１０３の位置を検索するための弱い無線信号を発信する。そして、その弱い無線信号に対する応答がない場合に、制御部６２５は、近くに遠隔操作部１０３が無いと判断して、ユーザ操作を無効にする。一方、遠隔操作部１０３が、弱い無線信号に対する応答信号を有線または無線で返した場合には、制御部６２５は、近くに遠隔操作部１０３があると判断して、ユーザ操作を有効にする。

以上の構成によれば、主操作部６０２と遠隔操作部１０３との距離に応じて、主操作部６０２に対する少なくとも一部の操作の有効／無効を切り替えることができる。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。

Claims (8)

1. 機械的に駆動する機械駆動部と、
   前記機械駆動部の操作を行なうための主操作部と、
   前記主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作部と、
   前記遠隔操作部の位置を判定する位置判定部と、
   前記遠隔操作部が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にし、前記遠隔操作部が所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部による少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
   を含む機械装置。
2. 前記制御部は、前記主操作部と前記遠隔操作部との距離に応じて、前記所定エリア内か、前記所定エリア外かを判断する請求項１に記載の機械装置。
3. 前記位置判定部は、前記主操作部と前記遠隔操作部との間の無線通信の状態に応じて、前記遠隔操作部が前記所定エリア内にあるか否かを判定する請求項１または２に記載の機械装置。
4. 前記位置判定部は、前記主操作部と前記遠隔操作部との間の赤外線通信の状態に応じて、前記遠隔操作部が前記所定エリア内にあるかどうかを判定する請求項１、２または３に記載の機械装置。
5. 前記主操作部および前記遠隔操作部は、回転量に応じた駆動パルスを前記機械駆動部に送るためのハンドルをそれぞれ有し、
   前記遠隔操作部が前記主操作部から離れた位置にあると判断すると、前記主操作部の前記ハンドルに対する操作を無効にする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の機械装置。
6. 機械駆動部の操作を行なうための主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作装置であって、
   前記遠隔操作装置の位置を判定する位置判定部と、
   前記遠隔操作装置が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にし、前記遠隔操作部が前記所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部に対する少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
   を備えた遠隔操作装置。
7. 機械駆動部の操作を行なうための主操作装置であって、
   前記主操作装置から離れた位置において前記機械駆動部を操作するための遠隔操作装置の位置を判定する位置判定部と、
   前記遠隔操作装置が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作装置に対する操作を有効にし、前記遠隔操作装置が前記所定エリア外にあると判断すると、前記主操作装置に対する少なくとも一部の操作を無効にする制御部と、
   を備えた主操作装置。
8. 機械的に駆動する機械駆動部と、
   前記機械駆動部の操作を行なうための主操作部と、
   前記主操作部から離れた位置において、前記機械駆動部に向けて操作指示信号を送信する遠隔操作部と、
   を備えた機械装置の制御方法であって、
   前記遠隔操作部の位置を判定する位置判定ステップと、
   前記遠隔操作部が所定エリア内にあると判断すると、前記主操作部による操作を有効にする第１制御ステップと、
   前記遠隔操作部が所定エリア外にあると判断すると、前記主操作部による少なくとも一部の操作を無効にする第２制御ステップと、
   を含む機械装置の制御方法。

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