(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのデッドマンスイッチと、
外部からの力を印加部に受けることにより前記デッドマンスイッチをそれぞれ独立して付勢可能にされた右手用操作子および左手用操作子と、を有し、
前記デッドマンスイッチは、
前記右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部も付勢されていない状態のときはＯＦＦとなり、
該付勢されていない状態から前記右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部が第１の付勢力において付勢された状態になったときはＯＮとなり、
該第１の付勢力において付勢された状態から前記右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部が前記第１の付勢力よりも大きい第２の付勢力において付勢された状態になったときはＯＦＦとなり、
該第２の付勢力において付勢された状態にあるときは、一旦前記右手用操作子および左手用操作子の双方の印加部が付勢されていない状態になった後でなければ、前記右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部が前記第１の付勢力において付勢されても再度ＯＮにはならないことを特徴とする教示操作盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば産業用ロボットなどに使用される可搬型の教示操作盤に関し、特に、デッドマンスイッチに関連する構成について、これを改良した教示操作盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボットに対して教示作業を行う場合、一般に、作業者は可搬型の教示操作盤を片手または両手で把持し、両手の親指または把持していない手の指で教示操作盤上の操作キーを押すことにより操作を行っている。この教示操作盤には、教示に必要となる操作キーの他に、デッドマンスイッチと呼ばれる押釦型の安全装置が設けられている。このデッドマンスイッチの機能は、教示作業の際に、作業者がデッドマンスイッチを押している時のみ、ロボット本体の動作を可能にするというものである。この機能により、偶然に操作キーなどに手が触れたことによるロボット動作を防止することができるとともに、デッドマンスイッチを押すという余分な作業を行うことにより、ロボットの教示操作を行うことを作業者が自覚することができ、作業者自身の不注意による事故の発生を防止することができる。
【０００３】
ところで、産業用ロボットに対する教示作業は、一般にロボット本体の近くで行うため、ロボットが何らかの原因で暴走した時、あるいはロボットが作業者の意図した動作とは異なる動作をした時には、作業者を保護するためにロボットを急停止させる必要がある。前述したように、デッドマンスイッチは作業者がこれを押している時のみロボット本体の動作を可能にしているので、前述のロボットが暴走した場合などには、作業者がデッドマンスイッチから手を離せばロボットの動作は停止するわけである。しかし、ロボットが暴走した場合などにおける作業者の心理状態を考えたとき、作業者の瞬間の動作としては、教示操作盤から手を離すこともあるが、これとは逆に教示操作盤を強く握り締めることもある。ところが、前述のように、手を離したときにのみロボット動作が停止するようにされたデッドマンスイッチでは、教示操作盤を強く握り締めた場合はロボット動作が停止せず、よってデッドマンスイッチはその目的を果たさないという欠点があった。
【０００４】
そこで、この欠点を解消するための技術として、特開平６−１３４６８５号では、操作外力が印加されない時にはＯＦＦ、操作外力が軽く印加された時にはＯＮとなり、さらに強く印加するとＯＦＦになるスイッチ機構を搭載したデッドマンスイッチが開示されている。係る構成によれば、教示操作盤から手を離す動作の他に、教示操作盤を強く握り締める動作においても、非常時にロボットの動作を停止させるというデッドマンスイッチの目的を果たすことができるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際の教示操作においては、右利きの人であれば、左手で教示操作盤を把持しながら右手で教示操作盤上の操作キーを押すという使用形態が一般的であろう。この場合、デッドマンスイッチは左手で教示操作盤を把持したときの指の位置に配置されていればよいことになる。しかし、作業者の中には左利きの人がいることを想定すると、デッドマンスイッチは右手で教示操作盤を把持したときの指の位置にも配置されていた方がよいことになる。このようにデッドマンスイッチを２箇所に設けた場合は、図６に示すように、２個のデッドマンスイッチでＯＲ回路を構成することになる。これにより、２個のデッドマンスイッチのいずれか一方がＯＮ状態にあれば、再終端出力はＯＮとなり、その結果作業者は教示操作を行えることになる。なお、もし２個のデッドマンスイッチでＡＮＤ回路を構成したならば、２個のデッドマンスイッチのいずれもＯＮ状態にないと教示操作は行えないので、これでは両手の指がデッドマンスイッチを押すことに使われてしまい、作業者が教示操作盤上の操作キーを押すことが困難となり、不都合である。
【０００６】
しかし、２個のデッドマンスイッチでＯＲ回路を構成した場合は、以下にあげる不具合が生ずる。すなわち、どちらか一方のデッドマンスイッチが強く印加されＯＦＦ状態にあった場合、他方のデッドマンスイッチが軽く印加されＯＮ状態になった後に強く印加している方の印加が無くなると、図６に示す再終端出力はＯＮとなってしまい、その結果ロボットが動作してしまうという安全上問題となる状況が生じる恐れがあった。
【０００７】
本発明は、前述の従来技術の課題を解決するためになされたものであり、デッドマンスイッチを付勢するための複数の印加部（作業者の指などから力を印加される部分）を有する教示操作盤において、デッドマンスイッチが確実に機能するような教示操作盤を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明では、１つのデッドマンスイッチと、外部からの力を印加部に受けることによりデッドマンスイッチをそれぞれ独立して付勢可能にされた右手用操作子および左手用操作子と、を有し、前記デッドマンスイッチは、前記右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部も付勢されていない状態のときはＯＦＦとなり、この付勢されていない状態から前記右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部が第１の付勢力において付勢された状態になったときはＯＮとなり、この第１の付勢力において付勢された状態から前記右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部が前記第１の付勢力よりも大きい第２の付勢力において付勢された状態になったときはＯＦＦとなり、この第２の付勢力において付勢された状態にあるときは、一旦前記右手用操作子および左手用操作子の双方の印加部が付勢されていない状態になった後でなければ、前記右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部が前記第１の付勢力において付勢されても再度ＯＮにはならないことを特徴とする教示操作盤を提供した。
【０００９】
ここで、本発明に係る前述の構成について補足説明を行う。印加部とは、操作子において作業者の指などから力を印加される部分であり、作業者が教示操作盤を把持したときに、五指のうち少なくとも一指により力を印加可能な位置に設けられている。第１の付勢力とは、作業者が教示操作を行う際に、教示操作を行うことを意識して印加部に付勢する力の大きさである。一方、第２の付勢力とは、ロボットの暴走等により作業者が無意識に教示操作盤を強く握り締めたときに印加部に付勢される力の大きさであり、前述の第１の付勢力よりも大きい力である。
【００１０】
係る構成としたことにより、教示操作を行う際、作業者は教示操作盤を把持し、教示操作を行うことを意識して、右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部に対して指により力（第１の付勢力）を付勢する。具体的には、右手操作子の印加部に対して右手の指により力（第１の付勢力）を付勢するか、または左手操作子の印加部に対して左手の指により力（第１の付勢力）を付勢するか、あるいはそれらの付勢を同時に行う。これにより、デッドマンスイッチはＯＮとなり、教示操作盤上の操作キーへの入力が可能な状態になる。教示操作の途中すなわち作業者が第１の付勢力により右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部に対して指により力を付勢しているときに、ロボットの暴走等により作業者が無意識に教示操作盤を強く握り締めたときには、右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部に対して作業者の指により強い力（第２の付勢力）が付勢される。これにより、デッドマンスイッチはＯＦＦとなり、教示操作盤上の操作キーへの入力が不可能な状態になる。なお、ロボットの暴走等により作業者が右手用操作子および左手用操作子の双方の印加部から手を離したときにも、デッドマンスイッチはＯＦＦとなり、教示操作盤上の操作キーへの入力が不可能な状態になる。
【００１１】
さらに、デッドマンスイッチは、第２の付勢力において付勢された状態にあるときは、一旦付勢されていない状態になった後でなければ、その後付勢されても再度ＯＮにはならないようにされている。これにより、右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部に対して第２の付勢力において付勢された状態にあるときは、一旦右手用操作子および左手用操作子の双方の印加部が付勢されていない状態になった後でなければ、右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部に対して第１の付勢力において付勢された状態になっても、デッドマンスイッチはＯＮにはならず、その結果ロボットが不意に動作してしまうような状況は発生しない。
【００１２】
このように、本発明のデッドマンスイッチ機構は１つのデッドマンスイッチとこのデッドマンスイッチをそれぞれ独立して付勢可能にされた右手用操作子および左手用操作子との組合せにより構成されているので、デッドマンスイッチを複数個設け、これらをＯＲ回路で構成したことにより生じる前述の従来技術のような問題は発生しない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る教示操作盤１の構造について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る教示操作盤１の内部構造を示す、裏面から見たときの断面図である。図１において、Ｓはデッドマンスイッチ、Ｌ１は右手用操作子、Ｌ２は左手用操作子、１２は右手用操作子Ｌ１の印加部、２２は左手用操作子Ｌ２の印加部、１３は右手用把持部、２３は左手用把持部である。デッドマンスイッチＳは所謂３ポジションの構造となっている。すなわち、外力が加わらない状態ではＯＦＦとなり、外力がある程度加わるとＯＮとなり、さらに強い外力が加わるとＯＦＦとなるようにされている。また、デッドマンスイッチＳは、強い外力が加わってＯＦＦになった場合は、一旦外力が加わらない状態になった後でないと、再度外力がある程度加わってもＯＮとはならないようにもされている。
【００１４】
右手用操作子Ｌ１は、その印加部１２に外力が加わると、支点Ａ１を中心にして時計回りに回転し、その結果、支点Ａ１から見て印加部１２とは反対側にある凸部１１がデッドマンスイッチＳを印加することになる。同様にして、左手用操作子Ｌ２は、その印加部２２に外力が加わると、支点Ａ２を中心にして反時計回りに回転し、その結果、支点Ａ２から見て印加部２２とは反対側にある凸部２１がデッドマンスイッチＳを印加することになる。
【００１５】
作業者は、右手で右手用把持部１３を、または左手で左手用把持部２３を、あるいは両手で両把持部１３、２３を掴むことにより、教示操作盤１を把持する。右手用操作子Ｌ１の印加部１２は右手で右手用把持部１３を掴んだときに指に触れる位置にあり、一方、左手用操作子Ｌ２の印加部２２は左手で左手用把持部２３を掴んだときに指に触れる位置にあるので、教示の際、作業者は、右手用操作子Ｌ１の印加部１２または左手用操作子Ｌ２の印加部２２あるいは両印加部１２、２２に対して、把持した手の指で付勢しながら空いている指で教示操作盤１の表面に設けられている各種操作キーを操作し、これにより教示作業を行うことになる。
【００１６】
次に、図２〜５を参照して、本発明に係る１つのデッドマンスイッチと複数個の操作子からなるデッドマンスイッチ機構について説明する。図２は操作子Ｌ１、Ｌ２の印加部１２、２２が共に付勢されていない状態、また図３は右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第１の付勢力で付勢された状態、さらに図４は右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第２の付勢力で付勢された状態、さらにまた図５は左手用操作子Ｌ２の印加部２２が第１の付勢力で付勢された状態における、操作子Ｌ１、Ｌ２とデッドマンスイッチＳとの位置関係をそれぞれ示す概念図である。
【００１７】
図２に示すように、例えば作業者が教示操作盤１の把持部１３、２３を把持していない場合など、操作子Ｌ１、Ｌ２の印加部１２、２２が共に付勢されていない状態においては、操作子Ｌ１、Ｌ２の凸部１１、２１は共にデッドマンスイッチＳを印加していないので、デッドマンスイッチＳはＯＦＦの状態となり、この場合、作業者が教示操作盤１の表面に設けられている各種操作キーを操作してもキー入力は受け付けされず、したがってロボットが動作することはない。
【００１８】
図３に示すように、作業者が教示操作を行う場合など、右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第１の付勢力で付勢された状態においては、右手用操作子Ｌ１のの凸部１１がデッドマンスイッチＳを弱い力で印加するので、デッドマンスイッチＳはＯＮの状態となり、この場合、作業者が教示操作盤１の表面に設けられている各種操作キーを操作することによりキー入力が受け付けされ、したがってロボットはキー入力による指令にしたがい動作することになる。なお、第１の付勢力とは、作業者が教示操作を行う際に、教示操作を行うことを意識して印加部（この場合印加部１２）に付勢する力の大きさである。
【００１９】
図４に示すように、例えばロボットの暴走等により作業者が無意識に教示操作盤を強く握り締めた場合など、右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第２の付勢力で付勢された状態においては、右手用操作子Ｌ１のの凸部１１がデッドマンスイッチＳを強い力で印加するので、デッドマンスイッチＳはＯＦＦの状態となり、この場合、作業者が教示操作盤１の表面に設けられている各種操作キーを万一操作してもキー入力は受け付けされず、したがってロボットが動作することはない。なお、第２の付勢力とは、ロボットの暴走等により作業者が無意識に教示操作盤を強く握り締めたときに印加部に付勢される力の大きさであり、前述の第１の付勢力よりも大きい力である。
【００２０】
図５は、前述の図４に示された状態すなわち右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第２の付勢力で付勢された状態から、この状態に左手用操作子Ｌ２の印加部２２が第１の付勢力で付勢された状態が加わり、この後この状態から右手用操作子Ｌ１の印加部１２だけが付勢されないようになり、結局、左手用操作子Ｌ２の印加部２２のみが第１の付勢力で付勢された状態となったときを示したものである。前述したように、デッドマンスイッチＳは、強い外力が加わってＯＦＦになった場合は、一旦外力が加わらない状態になった後でないと、再度外力がある程度加わってもＯＮとはならないようにもされている。したがって、前述のような過程で図５に示した状態に移行した場合は、この移行の間デッドマンスイッチＳは一度も外力が加わらない状態になっていないので、左手用操作子Ｌ２の印加部２２のみが第１の付勢力で付勢された状態となった場合でもデッドマンスイッチＳはＯＮにはならず、したがってロボットが動作することはない。
【００２１】
一方、もし図５が、前述の図４に示された状態すなわち右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第２の付勢力で付勢された状態から、右手用操作子Ｌ１の印加部１２への付勢がなくなり、これによりデッドマンスイッチＳが一旦外力が加わらない状態になり、この後左手用操作子Ｌ２の印加部２２が第１の付勢力で付勢された状態となったときを示したものであるならば、デッドマンスイッチＳは再度ＯＮとなり、したがってロボットは作業者の操作キーへの入力による指令にしたがい動作することになる。
【００２２】
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態では右手用操作子Ｌ１の印加部１２が印加された後、左手用操作子Ｌ２の印加部２２が印加される場合を説明したが、これとは逆に左手用操作子Ｌ２の印加部２２が印加された後、右手用操作子Ｌ１の印加部１２が印加される場合も同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、１つのデッドマンスイッチと、外部からの力を印加部に受けることによりデッドマンスイッチをそれぞれ独立して付勢可能にされた右手用操作子および左手用操作子と、を有する教示操作盤としているので、右手用操作子および左手用操作子の少なくとも一方の操作子の印加部に対して通常の教示操作における把持力よりも強い力で付勢され、これによりデッドマンスイッチがＯＦＦの状態にあるときは、一旦右手用操作子および左手用操作子の双方の印加部が付勢されていない状態になった後でなければ、右手用操作子および左手用操作子のいずれの操作子の印加部に対して通常の教示操作における把持力で付勢された状態になっても、デッドマンスイッチはＯＮにはならない。そのため、例えば、右手用操作子の印加部に対して通常の教示操作における把持力よりも強い力で付勢された状態にあり、これによりデッドマンスイッチがＯＦＦとなっている場合、左手用操作子の印加部に対して通常の教示操作における把持力で付勢された後に右手用操作子の印加部が付勢されない状態になったとしても、デッドマンスイッチはＯＮにはならず、ロボットが不意に動作してしまうような状況は発生しなくなり、その結果、デッドマンスイッチが確実に機能するような教示操作盤を提供できるものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る教示操作盤１の内部構造を示す裏面から見たときの断面図である。
【図２】操作子Ｌ１、Ｌ２の印加部１２、２２が共に付勢されていない状態における、操作子Ｌ１、Ｌ２とデッドマンスイッチＳとの位置関係を示す概念図である。
【図３】右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第１の付勢力で付勢された状態における、操作子Ｌ１、Ｌ２とデッドマンスイッチＳとの位置関係を示す概念図である。
【図４】右手用操作子Ｌ１の印加部１２が第２の付勢力で付勢された状態における、操作子Ｌ１、Ｌ２とデッドマンスイッチＳとの位置関係を示す概念図である。
【図５】左手用操作子Ｌ２の印加部２２が第１の付勢力で付勢された状態における、操作子Ｌ１、Ｌ２とデッドマンスイッチＳとの位置関係を示す概念図である。
【図６】２個のデッドマンスイッチをＯＲ回路で接続した場合の回路図である。
【符号の説明】
１    教示操作盤
Ｌ１  右手用操作子
Ｌ２  左手用操作子
１１  右手用操作子Ｌ１の凸部
１２  右手用操作子Ｌ１の印加部
１３  右手用把持部
２１  左手用操作子Ｌ２の凸部
２２  左手用操作子Ｌ２の印加部
２３  左手用把持部
Ａ１  右手用操作子Ｌ１の支点
Ａ２  左手用操作子Ｌ２の支点
Ｓ    デッドマンスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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