(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者による操作端末（７）のタッチパネル部（７１）への入力操作に基づいて、ロボットを動作させるための動作用信号を前記操作端末（７）から出力してロボットコントローラに与える場合に、前記ロボットコントローラに安全のための信号を入力させる安全入力装置であって、
作業者が手で把持することが可能なグリップ部（８ａ）と、このグリップ部（８ａ）の一端部に連結され先端部（８ｂ２１）が先細り状をなし前記先端部（８ｂ２１）を前記タッチパネル部（７１）に接触させて入力操作を行う操作部（８ｂ）とを有した操作入力部材（８）と、
前記操作入力部材（８）に設けられ前記グリップ部（８ａ）を把持した手により操作可能なイネーブルスイッチ（９）とを備えた安全入力装置。
【請求項２】
さらに、前記操作入力部材（８）に非常停止スイッチ（１０）を設けた請求項１記載の安全入力装置。
【請求項３】
前記操作部（８ｂ）は、前記グリップ部（８ａ）の一端部に連結された本体部（８ｂ１）と、この本体部（８ｂ１）に着脱可能に装着され先端部（８ｂ２１）が先細り状をなすペン状部（８ｂ２）とから構成されている請求項１又は２記載の安全入力装置。
【請求項４】
前記イネーブルスイッチ（９）は前記操作入力部材（８）の前記グリップ部（８ａ）に設けられている請求項１又は２記載の安全入力装置。
【請求項５】
前記操作部（８ｂ）には前記グリップ部（８ａ）を把持した手の指により引き操作可能なトリガ部材（１２）が設けられ、このトリガ部材（１２）により前記イネーブルスイッチ（９）が操作される請求項１又は２記載の安全入力装置。
【請求項６】
前記操作部（８ｂ）は前記先端部（８ｂ２１）とは反対側の端部（８ｂ１１）近傍部分で前記グリップ部（８ａ）と連結されており、
前記非常停止スイッチ（１０）は前記操作入力部材（８）の前記操作部（８ｂ）において前記先端部（８ｂ２１）とは反対側の端部（８ｂ１１）に設けられている請求項２記載の安全入力装置。
【請求項７】
前記操作部（８ｂ）は前記先端部（８ｂ２１）とは反対側の端部（８ｂ１１）近傍部分で前記グリップ部（８ａ）と連結されており、
前記非常停止スイッチ（１０）は、前記操作入力部材（８）の操作部（８ｂ）において当該操作部（８ｂ）とグリップ部（８ａ）とが連結する部分とは反対側の部分（８ｂ１３）に設けられている請求項２記載の安全入力装置。
【請求項８】
前記操作部（８ｂ）には前記グリップ部（８ａ）を把持した手の指により引き操作可能なトリガ部材（１２）が設けられ、このトリガ部材（１２）により前記非常停止スイッチ（１０）が操作される請求項２記載の安全入力装置。
【請求項９】
前記非常停止スイッチ（１０）は、前記操作入力部材（８）の前記グリップ部（８ａ）において前記操作部（８ｂ）と連結する部分とは反対側の端部（８ａ２）に設けられている請求項２記載の安全入力装置。
【請求項１０】
前記非常停止スイッチ（１０）は、前記操作入力部材（８）の前記操作部（８ｂ）における前記先端部（８ｂ２１）に設けられている請求項２記載の安全入力装置。
【請求項１１】
前記イネーブルスイッチ（９）及び非常停止スイッチ（１０）の各スイッチ信号は、前記操作端末（７）を介することなく直接前記ロボットコントローラに入力する構成とした請求項２記載の安全入力装置。
【請求項１２】
前記グリップ部（８ａ）は前記一端部からこれとは反対側の端部にかけて長尺な形状であり、
前記操作部（８ｂ）は前記先端部（８ｂ２１）からこれとは反対側の端部（８ｂ１１）にかけて長尺な形状であり、
前記操作部（８ｂ）はこれの長尺方向が前記グリップ部（８ａ）の長尺な方向に対して交差する形態に設けられている請求項１から１１のいずれか一項記載の安全入力装置。
【請求項１３】
表示・入力のためのタッチパネル部（７１）を有し、当該タッチパネル部（７１）での入力操作により前記動作用信号を出力する携帯可能な操作端末（７）と、
請求項１から１２のいずれか一項記載の安全入力装置とを備えたロボット操作装置。
【請求項１４】
前記操作端末（７）は、自身の挙動を検出する挙動検出手段を備え、
前記操作端末（７）は、前記挙動検出手段により操作端末（７）自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部（７１）に前記操作入力部材（８）が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段により操作端末（７）自身が動いたことが検出されるか、前記タッチパネル部（７１）から前記操作入力部材（８）が離れたときにイネーブルオフ信号を出力する請求項１３記載のロボット操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者による入力操作に基づいてロボットを動作させるための動作用信号を出力してロボットコントローラに与える安全入力装置及びロボット操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば産業用のロボットシステムにおいては、ロボットを手動により動作させることが可能となっている。このような動作は、例えば教示作業（ティーチング）などを行う際に利用される。この場合、ユーザは、ロボットを制御するロボットコントローラに接続されたペンダント（以下、ティーチングペンダント）などを用いて、手動でロボットの操作を行うことになる。そのため、ロボット操作装置に相当するティーチングペンダントには、タッチ操作入力が可能なタッチパネル部や、手動操作を行うための専用の各種操作キー（機械的スイッチからなるキー）が設けられている（例えば特許文献１）。
【０００３】
ティーチングペンダントを用いてロボットの動作についての教示作業を行うとき、作業者が危険な事態に陥ったりした場合にロボットを緊急に停止する必要がある。これを考慮して、ティーチングペンダントでは、いわゆるイネーブルスイッチ（デッドマンスイッチ）や非常停止スイッチといった機械式の安全入力部（安全入力装置）を備えることが必須である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近、タッチ入力を行い得るスマートフォンなどの安価で携帯可能な操作端末（以下スマートディバイス）が普及しており、ロボットの教示作業時の表示・入力用のディバイスとして用いることが注目されている。この場合、スマートディバイスにロボットを操作するための入出力インターフェースとしてアプリケーションソフトを格納させる。
【０００６】
そして、スマートディバイスのタッチパネル部上で指により直線や曲線の描画線を描く（操作入力）ことに基づいて、ロボットを動作させるための動作用信号を出力し、ロボットコントローラに与える。そしてロボットコントローラは、前記動作用信号に応じてロボットの関節や手先を動作させることを行う。
しかし、ロボット操作装置としては、タッチパネル部で構成される表示・操作入力部の他に上述の機械式の安全入力部が必須であるため、表示・操作入力部（タッチパネル）で構成されるスマートディバイスのみでは、ロボット操作装置としては成立しない。
【０００７】
そこで、図１３に示すように、安全入力部として、市販されている非常停止スイッチ付きグリップ型イネーブルスイッチ装置１１０を用いることが考えられる。このイネーブルスイッチ装置１１０は、グリップ１１０ａにイネーブルスイッチ１１０ｂを設け、グリップ１１０ａ上部に非常停止スイッチ１１０ｃを設けた構成である。このイネーブルスイッチ装置１１０において、イネーブルスイッチ１１０ｂと共にグリップ１１０ａを軽く握るとイネーブルスイッチ１１０ｂがオンとなり、強く握るか離すとオフとなる。
【０００８】
この場合、図１４に示すように、一方の手でスマートディバイス１１１を持ち、他方の手で前記イネーブルスイッチ装置１１０を握り、当該イネーブルスイッチ装置１１０を握った手で、スマートディバイス１１１のタッチパネル部１１１ａへのタッチ入力操作を行う形態が考えられる。この場合、入力操作の操作方向や操作軌跡に応じてロボットをＸ方向やＹ方向あるはＺ方向へ教示動作させる。
【０００９】
ところで、ロボット設置環境を考えると、作業者は、安全上、手には手袋（軍手）を付けていることがある。又、スマートディバイスに使用されるタッチパネル部としては、インセル型、オンセル型の抵抗膜方式、静電容量方式などいろいろあり、どれが使用されるかはスマートディバイス製造者が目的に合わせて決めることになるが、何らかの目的のため静電容量方式が採用されているスマートディバイスの場合などは手袋（軍手）を介してタッチパネル部１１１ａでタッチ入力操作をしても入力ができない。又、手袋をとって指先で直接タッチ入力操作をしたとしても、ロボット設置環境では、指先には油や汗が付着していることが多いため、入力操作の操作方向や操作軌跡が不鮮明となって、ロボットが、作業者の意図したとおりに動作しないおそれがある。
又、上述のグリップ型イネーブルスイッチ装置１１０のようにグリップ型の安全入力部（安全入力装置）の場合、しっかりと把持できることから、作業者の疲労度を軽減できる利点があり、この利点は維持したいという要望がある。
【００１０】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作端末のタッチパネル部にどのような方式が採用されていようとも、安全性を確保でき、且つ、精確な入力操作を行うことができ、さらには、作業者の疲労度も少ない安全入力装置及びロボット操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の安全入力装置においては、作業者が手で把持することが可能なグリップ部とこのグリップ部の一端部に連結され先端部が先細り状をなし当該先端部を操作端末のタッチパネル部に接触させて入力操作を行う操作部とを有した操作入力部材を備え、操作入力部材に、グリップ部を把持した手により操作可能なイネーブルスイッチを設ける構成とした。
【００１２】
上記構成によれば、操作入力部材がグリップ部を備えているので、当該グリップ部を把持することで操作入力部材をしっかりと保持でき、作業者の疲労度が少ない。
そして、この操作入力部材における先細り状をなす先端部は、指よりも細く、油の付着確率も極めて低く且つ手袋のような保護物も必要がないため、油を付いた指や手袋をはめた指で操作端末に対して入力操作を行う場合に比して、精確に入力操作を行うことができる。これにより、操作端末のタッチパネル部における画面上のボタン表示などを小さくすることも可能で、タッチパネル部における情報量を多くできる。特に、産業用ロボットの場合、複数の動作軸により構成されることから、その操作入力は多種に及ぶ。この場合、タッチパネル部における情報量を多くできることで、画面を切り替えずに操作入力の種類も増加でき、操作性の向上に繋がる。
【００１３】
しかも、この操作入力部材に、イネーブルスイッチを設けているので、ロボット操作装置における安全性を確保することができる。この結果、操作入力部として操作端末を用いながらも安全性を確保できる安全入力装置を提供できる。そして、このようにロボット操作装置の表示・操作入力部として汎用の操作端末を使用できるので、ロボット走査装置に本安全入力装置をもいることで、ロボット操作装置のコストの低廉化にも寄与できる。
【００１４】
しかも、前記イネーブルスイッチはグリップ部を把持した手で操作可能であるので、入力操作時には、入力操作の体勢を崩すことなくイネーブルスイッチを常にオン操作させることができる。従って、イネーブルスイッチを、突発的な事態において作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動するためのイネーブルスイッチとして良好に機能させることができる。
【００１５】
請求項２の安全入力装置においては、操作入力部材に非常停止スイッチを設けているので、さらに安全性が向上する。
請求項３の安全入力装置においては、操作部が、グリップ部の一端部に連結された本体部と、この本体部に着脱可能に装着され先端部が先細り状をなすペン状部とから構成されている。この請求項３によれば、ペン状部が操作端末のタッチパネル部に触れることにより入力がなされる。この場合、タッチパネル部、あるいはタッチパネル部に貼られた保護フィルムとペン状部との相性により、滑りやすさが変わるため、入力操作性が悪くなることがある。このような場合、請求項３によれば、ペン状部を本体部から着脱できるので、滑りのいい（タッチパネル部又は保護フィルムと相性のいい）ペン状部と交換することが可能となる。又、ペン状部の先端部は摩耗して先端部形状が変化するため、当初予定した操作の精確さが低減するおそれがある。この場合にも、ペン状部を交換できるので、この問題にも対処できる。
【００１６】
請求項４の安全入力装置においては、イネーブルスイッチが、操作入力部材のグリップ部に設けられている。これによれば、作業者がグリップ部を把持したときに作業者の手によりそのままイネーブルスイッチを容易に操作することができる。
【００１７】
請求項５の安全入力装置においては、操作部にはグリップ部を把持した手の指により引き操作可能なトリガ部材が設けられ、このトリガ部材によりイネーブルスイッチが操作される。これによれば、作業者がグリップ部を人差し指以外の指で把持すれば、人差し指でトリガ部材に指をかけてイネーブルスイッチを操作することができる。
【００１８】
請求項６の安全入力装置においては、操作部が先端部とは反対側の端部近傍部分でグリップ部と連結されており、非常停止スイッチが、操作入力部材の操作部において先端部とは反対側の端部に設けられている。
【００１９】
作業者が操作入力部材で入力操作をする場合、作業者が操作端末を体の正面に持ち、当該操作端末のタッチパネル部の手前で操作入力部材の操作部の先端部により入力操作をするから、操作部の先端部と反対側の端部に設けた非常停止スイッチは作業者の方に向いており且つ近くに位置する。従って、上記請求項６によれば、入力操作時において、作業者は非常停止スイッチの位置を常に確認でき、しかも、非常停止スイッチはグリップ部に近いので、例えばグリップ部を把持した指のうちの適宜の指例えば親指が非常停止スイッチに近く、この親指で非常停止スイッチを容易に且つ素早く操作することができる。
【００２０】
請求項７の安全入力装置においては、操作部が先端部とは反対側の端部近傍部分でグリップ部と連結されており、非常停止スイッチが、操作入力部材の操作部において当該操作部とグリップ部とが連結する部分とは反対側の部分に設けられている。この請求項７においては、非常停止スイッチが、操作部における先端部とは反対側の端部近傍部分であってグリップ部とが連結する部分とは反対側の部分に設けられているので、入力操作時においては作業者の近くに非常停止スイッチが位置することになる。このため、操作端末を持った側の手（例えば手の甲など）で素早く非常停止スイッチを操作することができる。
【００２１】
請求項８の安全入力装置においては、操作部にはグリップ部を把持した手の指により引き操作可能なトリガ部材が設けられ、このトリガ部材により非常停止スイッチが操作される。これによれば、作業者がグリップ部を把持した状態で、必要時に、人差し指でトリガ部材に指をかけて非常停止スイッチを操作することができる。
【００２２】
請求項９の安全入力装置においては、非常停止スイッチが、操作入力部材のグリップ部において操作部と連結する部分とは反対側の端部に設けられている。これによれば、操作入力部材のグリップ部を把持する場合、操作部がグリップ部の上側となる形態で当該グリップ部を把持するため、非常停止スイッチはグリップ部の下端部に位置する。従って、必要時に非常停止スイッチを操作する場合には、グリップ部の下端部の非常停止スイッチを適宜壁や作業台に当てたり、作業者自身の体に当てたりして、素早く操作することができる。
【００２３】
請求項１０の安全入力装置においては、非常停止スイッチが、操作入力部材の操作部における先端部に設けられている。これによれば、操作入力部材を入力操作の体勢からそのまま押し込めば、非常停止スイッチを容易且つ素早く操作できる。
【００２４】
請求項１１の安全入力装置においては、イネーブルスイッチ及び非常停止スイッチの各スイッチ信号を、操作端末を介することなく直接ロボットコントローラに入力する構成とした。これによれば、操作端末が、制御不良状態となったとしても、イネーブルスイッチ及び非常停止スイッチは機能しており、確実にイネーブルスイッチのオンオフ信号、非常停止スイッチのオン信号をロボットコントローラに入力できる。この結果、入力操作性の改善を達成できると共に、操作端末操作時における安全性も従前通り達成できる。
【００２５】
請求項１２の安全入力装置においては、グリップ部は一端部からこれとは反対側の端部にかけて長尺な形状であり、操作部は先端部からこれとは反対側の端部にかけて長尺な形状である。そして、操作部はこれの長尺方向がグリップ部の長尺な方向に対して交差する形態に設けられている。これによれば、操作入力部材がいわゆるガンタイプの形状をなすので、入力し易い。
【００２６】
請求項１３のロボット操作装置においては、表示・入力のためのタッチパネル部を有し当該タッチパネル部での入力操作により前記動作用信号を出力する携帯可能な操作端末と、請求項１から１２のいずれか一項記載の安全入力装置とを備えた。これによれば、ロボット操作装置において、上述と同様の効果を奏する。
【００２７】
又、請求項１４のロボット操作装置においては、操作端末が備えた挙動検出手段により操作端末自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部に操作入力部材が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段により操作端末自身が動いたことが検出されるか、タッチパネル部から操作入力部材が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようにした。
これによれば、操作端末自体でもイネーブルスイッチの機能を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態のロボット操作装置を含むロボットシステムの概略構成図
【図２】操作入力部材の側面図
【図３】ロボット操作装置の電気的構成を示すブロック図
【図４】第２実施形態による操作入力部材の側面図
【図５】第３実施形態による操作入力部材の側面図
【図６】第４実施形態による操作入力部材の側面図
【図７】第５実施形態による操作入力部材の側面図
【図８】第６実施形態による操作入力部材の正面図
【図９】ロボット操作装置の電気的構成を示すブロック図
【図１０】第７実施形態による操作入力部材の側面図
【図１１】第８実施形態によるロボット操作装置の電気的構成を示すブロック図
【図１２】第９実施形態によるロボット操作装置の電気的構成を示すブロック図
【図１３】参考例を示し、グリップ型イネーブルスイッチ装置の側面図
【図１４】グリップ型イネーブルスイッチ装置とスマートディバイスとを用いた場合の使用例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の第１実施形態について図１から図３を参照して説明する。図１に示す産業用ロボットシステム１は、ロボット２、ロボットコントローラ３、ロボット操作装置４により構成されている。ロボットコントローラ３はロボット２を制御するものであり、複数の接続線を有する接続ケーブル５を介してロボット２に接続されている。ロボット操作装置４は、複数の接続線を有する接続ケーブル６を介してロボットコントローラ３に接続されている。
【００３０】
ロボット操作装置４は、携帯可能な操作端末（以下、スマートディバイスという）７と、操作入力部材８と、イネーブルスイッチ９と、非常停止スイッチ１０とを備える。スマートディバイス７は、スマートフォンや、タブレット型パソコンなどの、モバイル操作端末から構成されており、矩形状をなしている。このスマートディバイス７は、表示及び入力のためのタッチパネル部７１を備える。このタッチパネル部７１は、本実施形態では静電容量方式としているが、抵抗膜方式でも良い。
【００３１】
前記操作入力部材８と、イネーブルスイッチ９と、非常停止スイッチ１０とで安全入力装置４１を構成している。この安全入力装置４１は、作業者によるスマートディバイス７のタッチパネル部７１への入力操作に基づいて、ロボット２を動作させるための動作用信号を前記スマートディバイス７から出力してロボットコントローラ３に与える場合に、ロボットコントローラ３に安全のための信号（イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０のスイッチ信号）を入力させるものである。
【００３２】
操作入力部材８は、図２にも示すように、作業者が手で把持することが可能なグリップ部８ａと、このグリップ部８ａの一端部である上端部８ａ１に連結された操作部８ｂとを有する。操作部８ｂは、グリップ部８ａの上端部８ａ１に連結された本体部８ｂ１と、この本体部８ｂ１に着脱可能に装着され先端部８ｂ２１が先細り状をなすペン状部８ｂ２とから構成されている。操作部８ｂは先端部８ｂ２１とは反対側の端部８ｂ１１（本体部８ｂ１における図示右端部）近傍部分でグリップ部８ａと連結されている。
【００３３】
この場合、グリップ部８ａは一端部８ａ１からこれとは反対側の端部８ａ２にかけて長尺な形状であり、操作部８ｂは先端部８ｂ２１からこれとは反対側の端部８ｂ１１にかけて長尺な形状である。そして、操作部８ｂはこれの長尺方向がグリップ部８ａの長尺な方向に対して交差する形態に設けられている。このグリップ部８ａと操作部８ｂとのなす角度α、βのうち狭い方の角度αは例えば９０°〜１５０°程度が良い。これによれば、操作入力部材８がいわゆるガンタイプの形状をなすので、入力し易い。
【００３４】
操作入力部材８は、タッチパネル部７１が静電容量方式であることに関連して、操作入力部材８内部に静電気を発生させる回路を設けている。この場合電源（電池）が必要となるがロボットコントローラ３から電源を得るようにすれば電池は不要となる。この静電気発生回路方式の場合、作業者が手袋をしていても有効である。なお、先端部とグリップ部８ａ（作業者の手が触れる部分）との間を導通可能な構成としても良い。例えば、操作入力部材８の外面を導電材もしくは導電材を含む材料で構成する。
【００３５】
イネーブルスイッチ９は操作入力部材８のグリップ部８ａにおいて、人差し指、中指、薬指や小指が触れることが可能な部分（図２では左部分）に設けられている。
非常停止スイッチ１０は操作入力部材８の操作部８ｂにおいて先端部８ｂ２１とは反対側の端部８ｂ１１に設けられている。
【００３６】
上記イネーブルスイッチ９は、図１及び図２では、操作ボタンのみを示している。このイネーブルスイッチ９は、３ポジション型であり、軽く握るとオンし、強く握るとオフし、握ることを解除するとオフする。つまり、作業者が、教示作業中は、操作入力部材８のグリップ部８ａを把持した手でイネーブルスイッチ９を軽くオン操作し、突発的に危険や異常を感じると、作業者が驚いて強く把持したり、あるいは手を離したりすることでイネーブルスイッチ９がオフする。このイネーブルスイッチ９のオン信号及びオフ信号は図３に示すように接続ケーブル６を介してロボットコントローラ３に送信され、ロボットコントローラ３はオン信号の受信中はスマートディバイス７の入力を許容し、オフ信号を受信すると、スマートディバイス７の入力を受け付けないと共にロボット２の挙動を停止する。
【００３７】
又、非常停止スイッチ１０は、図１及び図２では、操作ボタンのみを示している。この非常停止スイッチ１０は、押しボタン型である。この非常停止スイッチ１０は、接続ケーブル６を介してロボットコントローラ３に接続されており、オン操作されると、ロボット２の挙動を停止する。なお、接続ケーブル６はグリップ部８ａにおいて操作部８ｂと連結する部分８ａ１とは反対側の端部８ａ２に連結されている。
【００３８】
前記スマートディバイス７は、信号伝達手段としての無線通信手段１１を中継して前記接続ケーブル６を介しロボットコントローラ３と通信可能となっている。この無線通信手段１１は、スマートディバイス７に設けた無線通信部７２と、操作入力部材８の例えば本体部８ｂ１に設けた無線通信部８１とから構成されている。この場合の通信方式は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨやＷｉ-Ｆｉ（いずれも登録商標）を採用することができる。
【００３９】
なお、スマートディバイス７と操作入力部材８との通信可能距離を所定距離例えば１ｍ以内程度の狭域とすると良い。つまり、表示・入力部であるスマートディバイス７自体は指による操作入力が可能である。このため、スマートディバイス７と操作入力部材８とを離して、スマートディバイス７だけを持って教示作業するおそれもある。この場合、通信可能距離が長いと、イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０を備えた操作入力部材８が遠く離れた状態でもロボットコントローラ３の操作が可能となる。
【００４０】
上述した使用形態（スマートディバイス７と安全入力部である操作入力部材８とが離れてスマートディバイス７が指で操作される使用形態）は、本実施形態では推奨しない使用形態であるが、しかしどのような使用状況下でも安全を図る必要がある。上述の使用状況の下で、危険な事態が発生した場合に、スマートディバイス７から遠く離れたイネーブルスイッチ９や非常停止スイッチ１０を迅速に操作（安全入力操作）することができないおそれがある。
【００４１】
そこで、上述のように、スマートディバイス７と操作入力部材８との通信可能距離を所定距離例えば１ｍ以内程度の狭域とすることで、スマートディバイス７のロボット操作装置としての実質的な操作入力可能距離が、操作入力部材８の１ｍ以内の狭域に限定されるため、スマートディバイス７と操作入力部材８との距離が１ｍ以上離れて使用されることがなく、常に迅速に安全入力操作することができる。
【００４２】
なお、スマートディバイス７と操作入力部材８との通信可能距離を所定距離例えば１ｍ以内程度の狭域とする構成としては、無線通信手段１１の通信電波強度を１ｍ以上では減衰して通信不可能となるように設定しても良いし、又無線通信手段１１が自身の通信電波強度が１ｍ以上相当の電波強度となったときに、これを検出して、通信を遮断する構成としても良い。又、信号伝達手段としては、無線通信でなく例えば１ｍの接続ケーブル（有線）で構成しても良い。なお、上記所定距離は１ｍに限定されるものではない。
【００４３】
ここで、前記スマートディバイス７は、ロボットコントローラ３の表示機器及び入力機器として機能する。つまり、スマートディバイス７には、ロボットコントローラ３に対する入出力インターフェースとしてのアプリケーションソフトが予め格納されている。このアプリケーションソフトが起動されると、タッチパネル部７１には、教示作業に必要な各種表示画像を表示させる。この表示画像としては、アイコン（ロボット２において動作させようとする部位（関節や手先）の選択のためのアイコン）や、教示作業を行いやすくするためのロボットの２Ｄ画像あるいは３Ｄ画像などが含まれる。
【００４４】
そして、作業者がタッチパネル部７１上で、ロボット２の関節や手先を選択操作した上で、操作入力部材８により直線や曲線の描画線を描くと（入力操作すると）、その描画線の座標データなどといった動作用信号をロボットコントローラ３に送信する。このとき、先細り状（ペン先形状）の先端部８ｂ２１の操作入力部材８により入力操作をするので、指で入力する場合と違って、精確な描画線を入力することが可能となる。
【００４５】
ロボットコントローラ３では、送信された動作用信号に基づいて、ロボット２の関節や手先を動作させる。さらにロボットコントローラ３では、当該ロボット２に対する教示動作に関係する表示用データをスマートディバイス７に送信する。このような制御は一例である。
【００４６】
又、スマートディバイス７では、スマートディバイス７の向きや傾きさらには動きを検知するためにジャイロセンサや加速度センサなどの、スマートディバイス７の姿勢や動きを検出する挙動検出手段を標準装備している。さらに、スマートディバイス７のタッチパネル部７１は、タッチされることにより入力を検出するものであるから、このタッチパネル部７１は操作入力部材８が触れたことを検出できるものである。つまり接触検出手段を備えている。
【００４７】
本実施形態では、この挙動検出手段とタッチパネル部７１とを利用し、スマートディバイス７がほぼ動かない状態であることが挙動検出手段で検出され且つタッチパネル部７１に操作入力部材８が触れていることが検出されたときにイネーブルオン信号を出力し、スマートディバイス７が動いたかあるいはタッチパネル部７１から操作入力部材８が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようになっている。
【００４８】
ロボットコントローラ３は、上記イネーブルオン信号を受け取ると、スマートディバイス７からの教示のための入力を受け付け、イネーブルオフ信号を受け取ると入力を受け付けないと共にロボット２の挙動を停止する。つまり、本実施形態では、挙動検出手段とタッチパネル部７１とを利用してイネーブルスイッチ９と同様のイネーブル機能を備えている。
【００４９】
上述した本実施形態においては、携帯可能なスマートディバイス７を備えると共に、作業者が手で把持することが可能なグリップ部８ａとこのグリップ部８ａの一端部に連結され先端部８ｂ２１が先細り状をなし当該先端部８ｂ２１をタッチパネル部７１に接触させて入力操作を行う操作部８ｂとを有した操作入力部材８とを備え、操作入力部材８に、グリップ部８ａを把持した手により操作可能なイネーブルスイッチ９を設け、さらに、この操作入力部材８に非常停止スイッチ１０を設ける構成とした。
この実施形態によれば、操作入力部材８がグリップ部８ａを備えているので、当該グリップ部８ａを把持することで操作入力部材８自体をしっかりと保持でき、作業者の疲労度が少ない。
【００５０】
そして、この操作入力部材８における先細り状をなす先端部８ｂ２１は、指よりも細く、油の付着確率も極めて低く且つ手袋のような保護物も必要がないため、油を付いた指や手袋をはめた指でスマートディバイス７に対して入力操作を行う場合に比して、精確に入力操作を行うことができる。これにより、スマートディバイス７のタッチパネル部７１における画面上のボタン表示などを小さくすることも可能で、タッチパネル部７１における情報量を多くできる。特に、産業用ロボットの場合、複数の動作軸により構成されることから、その操作入力は多種に及ぶ。この場合、タッチパネル部７１における情報量を多くできることで、画面を切り替えずに操作入力の種類も増加でき、操作性の向上に繋がる。
【００５１】
しかも、この操作入力部材８に、イネーブルスイッチ９と非常停止スイッチ１０とを設けているので、これらイネーブルスイッチ９と非常停止スイッチ１０とによりロボット操作装置４における安全性を確保することができる。この結果、スマートディバイス７のタッチパネル部７１にどのような方式が採用されていようとも、安全性を確保できる安全入力装置４１及びロボット操作装置４を提供できる。そして、このようにロボット操作装置４の表示・操作入力部として汎用のスマートディバイス７を使用できるので、ロボット操作装置４のコストの低廉化に寄与できる。
【００５２】
しかも、イネーブルスイッチ９はグリップ部８ａを把持した手で操作可能であるので、入力操作時には、入力操作の体勢を崩すことなくイネーブルスイッチ９を常にオン操作させることができる。従って、イネーブルスイッチ９を、突発的な事態において作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動するためのイネーブルスイッチとして良好に機能させることができる。
【００５３】
又、本実施形態においては、操作部８ｂが、グリップ部８ａの上端部８ａ１に連結された本体部８ｂ１と、この本体部８ｂ１に着脱可能に装着され先端部８ｂ２１が先細り状をなすペン状部８ｂ２とから構成されている。これによれば、ペン状部８ｂ２がスマートディバイス７のタッチパネル部７１に触れることにより入力がなされる。この場合、タッチパネル部７１、あるいはタッチパネル部７１に貼られた保護フィルムとペン状部８ｂ２との相性により、滑りやすさが変わるため、入力操作性が悪くなることがある。このような場合、本実施形態によれば、ペン状部８ｂ２を本体部８ｂ１から着脱できるので、滑りのいい（タッチパネル部７１又は保護フィルムと相性のいい）ペン状部と交換することが可能となる。又、ペン状部８ｂ２の先端部８ｂ２１は摩耗するため、形状が変化して太くなったりあるいは導通性が低下したりし、当初予定した操作の精確さが低減するおそれがある。この場合にも、ペン状部８ｂ２を交換できるので、この問題にも対処できる。
【００５４】
又、本実施形態においては、イネーブルスイッチ９が、操作入力部材８のグリップ部８ａに設けられているので、作業者がグリップ部８ａを把持したときに作業者の手によりそのままイネーブルスイッチ９を容易に操作することができる。
又、本実施形態においては、操作部８ｂが先端部８ｂ２１とは反対側の端部８ｂ１１近傍部分でグリップ部８ａと連結されており、非常停止スイッチ１０が、操作入力部材８の操作部８ｂの前記端部８ｂ１１に設けられている。
【００５５】
これによれば、作業者が操作入力部材８で入力操作をする場合、作業者がスマートディバイス７を体の正面に持ち、当該スマートディバイス７のタッチパネル部７１の手前で操作入力部材８の操作部８ｂの先端部８ｂ２１により入力操作をするから、この先端部８ｂ２１と反対側の端部８ｂ１１に設けた非常停止スイッチ１０は、作業者の方に向いており且つ近くに位置する。
【００５６】
従って、この実施形態によれば、入力操作時において、作業者は非常停止スイッチ１０の位置を常に確認でき、しかも、非常停止スイッチ１０はグリップ部８ａに近いので、例えばグリップ部８ａを把持した指のうちの適宜の指例えば親指が非常停止スイッチ１０に近く、この親指で非常停止スイッチ１０を容易に且つ素早く操作することができる。
【００５７】
一般的に、ティーチングペンダントにおいて非常停止スイッチを操作する場合、まず、非常停止スイッチの位置を確認し（第１ステップ）、次に手を非常停止スイッチまで移動させ（第２ステップ）、そして非常停止スイッチを手で押す（第３ステップ）といった挙動をする。これに対して本実施形態では、入力操作時には非常停止スイッチ１０の位置は常に確認できていて且つ作業者の親指の動作範囲の近傍となるので、親指を操作入力部材８の端部８ｂ１１方向へ動かせば、自ずと非常停止スイッチ１０に触れ、２つのステップで非常停止スイッチ１０を迅速に操作することができる。
【００５８】
ここで、スマートディバイスの使われ方として、近年、ＢＹＯＤ（Bring your own device：従業員が個人所有のスマートディバイスを職場に持ち込んで業務に使用すること）やInverse-ＢＹＯＤ（企業が従業員に個人利用可能なスマートディバイスを提供すること）という形態がとられることがある。この場合、本実施形態のロボット操作装置４によれば、ＢＹＯＤのような業務形態では業務に使用するスマートディバイス７を教示作業でも共通に使用できるようになるため、ユーザはロボット操作装置４の表示・操作入力部のためのスマートディバイス７を新たに購入する必要がなくなり、より安価にロボット操作装置４を提供できる。
【００５９】
又、教示作業は、安全のために教育を受けた作業者が行う必要がある。そこで従来のティーチングペンダントでは、例えばパスワードなどを用いてユーザ認証を行い、ユーザ認証者以外の作業者が動作制御プログラムの編集や、教示点の編集といった作業を制限していることが多い。しかし、パスワードの初期値は共通であることが多く、又、初期値変更も面倒であることもあり、初期値のパスワードをそのまま使用していることが多い。そのため、本来は作業するべきではない作業者も容易に作業できてしまう可能性がある。
【００６０】
その点、前述したようにＢＹＯＤのような作業形態をとることが可能な本実施形態によれば、スマートディバイス利用者と教示作業者とは一致していると考えることができる。これにより適切な作業者以外の作業者が教示作業を行うリスクを低減できる。なお、個人利用のスマートディバイス７を適切な作業者以外の作業者が借りて教示作業をしまうことが考えられるが、通常は紛失した場合などのセキュリティを考慮して個人的にパスワードをかけておくので、パスワードを教えてまで貸すことには抵抗があるため、このリスクは解消される。
【００６１】
又、本実施形態においては、スマートディバイス７が備えた挙動検出手段によりスマートディバイス７自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部７１に操作入力部材８が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段によりスマートディバイス７自身が動いたことが検出されるか、前記タッチパネル部７１から前記操作入力部材８が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようにした。
【００６２】
これによれば、スマートディバイス７自体でもイネーブルスイッチの機能を実現することが可能である。
又、本実施形態によれば、イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０は、各スイッチ信号を、スマートディバイス７を介さずに、直接ロボットコントローラ３に送信する構成であるから、安全入力部として、イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０を備えた操作入力部材８を機能的にスマートディバイス７とは切り離した形態にできる。従って、スマートディバイス７が、例えば動作不良や故障を起こしたり着脱による接続不良となったりして、制御不良状態となったとしても、イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０は機能しており、確実にイネーブルスイッチ９のオンオフ信号、非常停止スイッチ１０のオン信号をロボットコントローラ３に入力できる。この結果、入力操作性の改善を達成できると共に、スマートディバイス７操作時における安全性も従前通り達成できる。
【００６３】
そして、このように操作入力部材８側で安全性を確保できるので、スマートディバイス７はロボットコントローラ３に対する操作入力機能を担えば良く、汎用のスマートディバイス７の採用が容易となる。
図４は第２実施形態を示し、この第２実施形態では、操作入力部材８における操作部８ｂが一体物から構成されている。この場合、操作部８ｂの先端部が先細り状をなす。この第２実施形態においては、第１実施形態におけるペン状部８ｂ２の交換の利便性はないが初期の目的は達成できる。
【００６４】
図５は第３実施形態を示し、この第３実施形態においては非常停止スイッチ１０の配置位置が第１実施形態と異なる。この第３実施形態では、非常停止スイッチ１０が、操作入力部材８の操作部８ｂにおいて当該操作部８ｂとグリップ部８ａとが連結する部分８ｂ１２とは反対側の部分８ｂ１３に設けられている。この第３実施形態においては、非常停止スイッチ１０が、操作部８ｂにおける先端部８ｂ２１とは反対側の端部８ｂ１１近傍部分であってグリップ部８ａとが連結する部分とは反対側の部分８ｂ１３に設けられているので、入力操作時においては作業者の近くに非常停止スイッチ１０が位置することになる。このため、スマートディバイス７を持った側の手（例えば手の甲など）で素早く非常停止スイッチ１０を操作することができる。
【００６５】
図６は第４実施形態を示し、次の点が第１実施形態と異なる。操作部８ｂの本体部８ｂ１において、前記狭い方の角度α側の部分に、いわゆる引き金形状のトリガ部材１２が設けられている。このトリガ部材１２はグリップ部８ａを把持した手の指（例えば人差し指、１本の指）により矢印Ａ方向に引き操作可能に設けられている。このトリガ部材１２により、本体部８ｂ１内に設けたイネーブルスイッチ９が操作される。これによれば、作業者がグリップ部８ａを人差し指以外の指で把持すれば、人差し指でトリガ部材１２に指をかけてイネーブルスイッチ９を操作することができる。
【００６６】
図７は第５実施形態を示し、次の点が第１実施形態と異なる。この第５実施形態においては、操作部８ｂの本体部８ｂ１にはグリップ部８ａを把持した手の指により矢印Ａ方向へ引き操作可能なトリガ部材１２が設けられ、このトリガ部材１２により、本体部８ｂ１内に設けた非常停止スイッチ１０が操作される。これによれば、作業者がグリップ部８ａを把持した状態で、必要時に、人差し指でトリガ部材１２に指をかけて非常停止スイッチ１０を操作することができる。
【００６７】
図８及び図９は第６実施形態を示し、次の点が第１実施形態と異なる。この第６実施形態においては、非常停止スイッチ１０が、操作入力部材８のグリップ部８ａにおいて操作部８ｂと連結する部分８ａ１とは反対側の端部８ａ２に設けられている。この場合、非常停止スイッチ１０が端部８ａ２に設けられているため、有線通信手段である前記接続ケーブル６に代えて無線通信手段１３（図９参照）を設けている。
【００６８】
この無線通信手段１３は、操作入力部材８に設けられた無線通信部１４と、ロボットコントローラ３が備えた無線通信部３ａとを有して構成されている。無線通信部１４はイネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０のスイッチ信号をロボットコントローラ３の無線通信部３ａに送信する。又、この無線通信部１４はスマートディバイス７の無線通信部７２とも通信可能となっており、スマートディバイス７とロボットコントローラ３とはこの無線通信部１４を中継して通信可能である。この無線通信手段１３の通信方式は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨやＷｉ-Ｆｉ（いずれも登録商標）を採用することができる。
【００６９】
この第６実施形態によれば、操作入力部材７のグリップ部８ａを把持する場合、操作部８ｂがグリップ部８ａの上側となる形態で当該グリップ部８ａを把持するため、非常停止スイッチ１０はグリップ部８ａの下端部８ａ２に位置する。従って、必要時に非常停止スイッチ１０を操作する場合には、グリップ部８ａの下端部８ａ２の非常停止スイッチ１０を適宜壁や作業台に当てたり、作業者自身の体に当てたりして、素早く操作することができる。
【００７０】
又、この第６実施形態では無線通信手段１３を採用したので、操作入力部材８自体の把持操作性及び入力操作性がさらに良くなる。この第６実施形態に示した無線通信形態は他の実施形態にも適用できる。
なお、スマートディバイス７、操作入力部材８（イネーブルスイッチ９及び非常停止スイッチ１０）、ロボットコントローラ３の各相互間を無線で通信可能としても良く、このようにするといずれかの通信が切断された場合でも、別経路で通信ができるため、故障に対する安全性が向上する。
【００７１】
図１０は第７実施形態を示し、次の点が第１実施形態と異なる。この第７実施形態においては、非常停止スイッチ１０が、操作入力部材８の操作部８ｂにおける先端部に設けられている。この非常停止スイッチ１０は、通常の入力操作でのタッチパネル部７１に対する操作接触圧程度ではオン操作されない。そして、作業者が意識的に押し込むことでオン操作される。これによれば、操作入力部材８を入力操作の体勢からそのまま押し込めば、１ステップの操作で非常停止スイッチ１０を容易且つ素早く操作できる。
【００７２】
前述の図３では、スマートディバイス７の無線通信部７２と、操作入力部材８の例えば本体部８ｂ１に設けた無線通信部８１とを無線通信させる構成としたが、第８実施形態として示す図１１のようにしても良い。この図１１においては、ロボットコントローラ３に無線通信部３ａを設け、この無線通信部３ａとスマートディバイス７の無線通信部７２とによりスマートディバイス７とロボットコントローラ３と無線通信する構成としている。
【００７３】
又、図９に示した通信構成に代えて、第９実施形態として示す図１２のような通信構成としても良い。この図１２において、ロボットコントローラ３の無線通信部３ａとスマートディバイス７の無線通信部７２とを直接無線通信する構成とすることでスマートディバイス７とロボットコントローラ３と無線通信する構成としている。
【００７４】
以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
図面中、１はロボットシステム、２はロボット、３はロボットコントローラ、４はロボット操作装置、７はスマートディバイス（操作端末）、７１はタッチパネル部、８は操作入力部材、８ａはグリップ部、８ｂは操作部、８ｂ１は本体部、８ｂ２はペン状部、９はイネーブルスイッチ、１０は非常停止スイッチ、１２はトリガ部材、１３は無線通信手段、４１は安全入力装置を示す。
【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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【図７】
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【図８】
0006354495.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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