(57)【要約】【課題】  誤動作が防止可能で、表示部のタッチパネルを保護するシートが簡単に交換することができる教示操作盤。【解決手段】  本体ケース１０に表示内容を視認するための窓部１１が形成され、その下方に表示器６とタッチパネル７が設けられる。タッチパネル７は、スペーサ１２を挟んで表示器６の前面に配置される。タッチパネル７の外周部はパッキング材１３を介して本体ケース１０の後面に押しつけられるとともに、クリアランスＢを確保して保護シート８を貼付するためのフレーム１５が設けられる。フレーム１５は、粘着剤を用いてシート貼付け部１６に着脱自在に貼付される。保護シート８の表面には防眩加工が施され、タッチパネルには施されない。入力無反応エリア内で、所定時間以上の連続オン状態が起れば、アラームが出力される。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示窓を設けた本体ケースと、該本体ケースに収められた表示器と、該表示器の前面に設けられたタッチパネルとを有する教示操作盤において、
前記タッチパネル用の保護シートを貼付けるためのシート貼付け部を備え、
該シート貼付け部に取囲まれ、前記表示窓より小さい開口を持つ貫通部を有するフレームが、前記本体ケースにおける前記表示窓周囲部の後面と前記タッチパネルの前面との間に設置されており、
前記フレームの後面は、前記タッチパネル前面の入力無反応エリアに接し、且つ、
前記フレーム前面における前記シート貼付け部より外側の周辺部は、前記本体ケースの前記表示窓周囲部の後面と接し、前記シート貼付け部が前記表示窓の内側周辺部に配置されている教示操作盤。
【請求項２】
前記タッチパネルの入力反応エリア内で、所定時間以上、同一位置が押され続けていることを検出したら警告を出力または表示する機能を備えている、請求項１に記載の教示操作盤。
【請求項３】
前記保護シート表面には防眩加工が施されており、前記タッチパネルには防眩加工が施されていない、請求項１または請求項２に記載の教示操作盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの操作や教示に用いられる、タッチパネルを備えた教示操作盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示部の前面にタッチパネルを装備する方式が各種の機器で広く使用されつつあり、ロボット用の教示操作盤にも適用されつつある。言うまでもなく、タッチパネルはその反応エリアに押圧力が加わることで応答するものであり、多くの場合、構造の簡素化、応答性、視認性などの理由で、タッチパネル表面は直接外気に露出した状態で配置され、その露出したタッチパネル表面に直接指で触れて操作する方式が採用されている。図１はタッチパネルを装備した表示部を持つ教示操作盤の一般的な外観を例示した図であり、図２は従来技術によるタッチパネルの配置構造を例示した断面図である。
【０００３】
先ず図１に示したように、教示操作盤１の前面には各種操作キー（手動送りキー、位置データ入力キー等）２などとともに、表示部３が設けられている。符号４は接続ケーブルで、教示操作盤１をロボット制御装置（ここでは図示省略；後述する図４を参照）に接続するためのものである。図２に示した従来構造では、本体ケース１０には窓部（開口）１１が設けられ、この窓部を通して表示内容が視認できるように、本体ケース１０の内側面（後面）に対して止めネジ１４を用いて表示器６が固定されている。タッチパネル７は、スペーサ１２でクリアランス（空隙）を確保して表示器６の前面に配置されている。また、タッチパネル７の外周部は、パッキング材１３を介して本体ケース１０の内側面に押しつけられており、これによって表示器６を本体ケース１０内に密封する役割を果している。教示操作盤１の操作を行なう操作者は、操作キー２の押圧等による他、タッチパネル７を指５で直接触れることで、所要の操作を行う。
【０００４】
しかしながら、このような従来構造のロボット用の教示操作盤には耐環境性に大きな問題がある。即ち、ロボットは工場の作業現場など粉塵や油、水などが付着することが避けられないような環境で使用される場合が多く、そこで上記のように露出したタッチパネルに直接指で触れる方式の教示操作盤を使用すると、タッチパネルの寿命を著しく縮めてしまうことになる。つまり、単に露出したタッチパネル表面に油分、水分、ほこり等が付着して汚れるということに留まらず、オペレータが汚れた指で特定の箇所を繰り返し押したり擦ったりすることで、その部分の劣化が急速に進んでしまうのである。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、保護シートをタッチパネル上に配置する方式が下記特許文献１、特許文献２で提案されている。しかし、前者（特許文献１）では、保護シートをタッチパネルに粘着剤で直接貼り付けているため、粘着剤の影響でタッチパネルが誤動作する恐れがある。また、保護シートを複数枚重ねて使用するので、表示器の視認性が低下するという問題も懸念される。
【０００６】
一方、後者（特許文献２）では、保護シートとタッチパネルの表面にクリアランスが確保されているので、非操作時に保護シートがタッチパネルの表面に触れて誤動作を起こす危険性は低いが、保護シートの外周部が窓の縁の裏側（本体ケースの内側）に奥まったところまで延在して表示部の密閉部材を兼ねる構造を採用しているため、保護シートが汚れた時の交換が容易でない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３０４２５４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２９９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来技術においては、タッチパネルを露出させた状態で配置すれば悪環境での使用によって汚れや損傷が生じ易く、また、タッチパネルを露出させないために既知の保護方法を採用すると、動作の信頼性が低下したり、保護シートの交換が容易ではないなどの問題が生じていた。更に、保護シートを介してタッチパネルを操作する方式を採用した場合でも、長期間の使用による保護シートの変形、劣化や異物の侵入などにより、タッチパネルが部分的に常時ＯＮ状態となってしまう可能性が否定できなかった。従来技術ではそのような長期使用によって起る事態に対する備えがなく、誤動作の懸念を払拭できなかった。
【０００９】
加えて、通常はタッチパネル表面に防眩加工（粗面化）が施されているが、防眩加工は外表面となる保護シートに施さなければ意味が無いことを考えて、結局、タッチパネル表面と保護シートの両方に防眩加工が施されているのが実状であり、防眩加工による光散乱や光吸収が大きくなり、表示器の視認性が低下するという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、これら従来技術の諸問題の解決を企図するものである。即ち、本発明の１つの目的は、タッチパネルの損傷や汚れによる寿命短縮が防止でき、保護シートが接触して起る誤作動のおそれがなく、しかも、保護シートの交換が容易な教示操作盤を提供することにある。また、本発明のもう１つの目的は、保護シートを使用しても、防眩加工による視認性が抑制できる教示操作盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、表示窓を設けた本体ケースと、該本体ケースに収められた表示器と、該表示器の前面に設けられたタッチパネルとを有する教示操作盤に、タッチパネル用の保護シートを貼付けるためのシート貼付け部が設けられる。そして、そのシート貼付け部に取囲まれ、前記表示窓より小さい開口を持つ貫通部を有するフレームを、前記本体ケースにおける前記表示窓周囲部の後面と前記タッチパネルの前面との間に設置する。ここで、前記フレームの後面は、前記タッチパネル前面の入力無反応エリアに接するように配置する一方、前記フレーム前面における前記シート貼付け部より外側の周辺部が、前記本体ケースの前記表示窓周囲部の後面と接するようにし、前記シート貼付け部が前記表示窓の内側周辺部に配置されるようにする。
【００１２】
この構成により、タッチパネルに指で直接触れることがなくなり、タッチパネルが汚れや損傷が防止されるとともに、長期使用等で保護シートの交換が必要になったならば容易に交換することが可能となる。更に、保護シートは、フレームの厚み分だけタッチパネルに対してクリアランスを持った位置に配置されるため、タッチパネルに対して意図せざる接触圧が印加された場合に起る誤動作が回避される。
【００１３】
また、本発明は、上記構成において、タッチパネルの入力反応エリア内で、所定時間以上、同一位置が押され続けていることを検出したら警告を出力または表示する機能を教示操作盤に具備させることを提案するものである。このような警告機能を教示操作盤に持たせれば、長期使用等により、保護シートの損傷、劣化、異物侵入や、タッチパネルの故障などが生じた場合に、タッチパネルの特定の箇所が長時間連続的に押されているのと同じ状態として検出されるため、それに基づいてアラーム出力やアラームメッセージの表示を行なうことで、タッチパネルの誤動作を操作者に伝える、もしくはタッチパネルの機能を無効にする、アラームによって教示操作盤の操作を不能にするなどの安全対策を講じることが可能となる。更に、本発明は、前記の教示操作盤について、防眩加工を施す箇所を保護シートのみの表面に限定し、表示部の視認性低下を最小限に止めることを提案する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を適用した教示操作盤によれば、タッチパネルを保護シートで汚染や損傷から防護することができ、しかも、保護シートが汚れたり損傷した際には、保護シートのみを簡単に交換できる。また、保護シートの変形、損傷、あるいは、異物などによる異常をいち早く感知できるため、異常を知らずに誤動作による事故を招くというような事態を未然に回避できる。更に、保護シートの追加によって表示器の視認性が低下する現象を抑制できるようにもなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る教示操作盤について説明する。先ず、全体の外観は、図１に示したものと特に変らない。即ち、教示操作盤１の前面には各種操作キー（手動送りキー、位置データ入力キー等）２などとともに、表示部３が設けられ、この表示部３に、以下に説明する態様で、タッチパネルの保護シートが交換可能に設けられている。教示操作盤１は、周知の態様で接続ケーブル４によりロボット制御装置（後述する図４を参照）に接続されている。
【００１６】
表示部３の構造は、図３に断面図で示されている。同図に示したように、本体ケース１０には表示内容を視認するための窓部（開口）１１が形成され、この窓部の下方に表示器６とタッチパネル７が設けられている。表示器６は、本体ケース１０の内側面（後面）に対して止めネジ１４を用いて固定されており、その前面にタッチパネル７がスペーサ１２でクリアランスをとって配置されている。タッチパネル７の外周部は、教示操作盤の内部の密閉性を確実なものとするために、パッキング材１３を介して本体ケース１０の内側面（後面）に押しつけられている。そして、更に、窓部１１の縁周辺の本体ケース内側面（後面）との間には、組み立てによって押しつぶされた状態のパッキング材１３と同等の高さ（構造的な厚み）を有するフレーム１５が介挿配置されている。
【００１７】
ここで、タッチパネル７には、フレーム１５の貫通部よりやや小さい部分を入力反応エリアＡとするものが使用されており、パッキング材１３やフレーム１５が接触している外周部は入力無反応エリア（即ち、入力反応エリアＡ外）にある。従って、パッキング材１３やフレーム１５の接触による誤動作は起こり得ない。
【００１８】
フレーム１５には、窓部１１の外周に沿って棚状のシート貼付け部１６が確保されるように、窓部１１よりも若干小さく形成された開口（貫通部）が形成されている。従って、このシート貼付け部１６を利用すれば、保護シート８をタッチパネル７の前面に簡単に配設することができる。即ち、適当な粘着力（タッチ操作では剥がれない程度の粘着力）を持つ粘着剤をシート貼付け部１６の表面あるいは保護シート８の外周対応部分に塗り付け、保護シート８をシート貼付け部１６に貼付ければ良い。また、長期使用等で保護シート８を交換したい時には、古い保護シート８を引き剥し、新しい保護シート８を再度粘着剤を用いて貼付ければ良い。
【００１９】
保護シート８は、透光性を有するとともに、適度の弾性（可撓性）を有する樹脂シートでその表面（上面または上下両面）には周知の態様で防眩処理が施されている。このように、保護シート８の表面に防眩処理を施すことで、眩しさ対策は十分であること、及び、できるだけ観察に寄与する光の透過率を高く保つべきであることを考慮して、タッチパネル７の表面には防眩処理を施さないことが好ましい。
【００２０】
シート貼付け部１６の外側の部分は、本体ケース１０の内側面（後面）に接して延びる面となっており、図示されているように、この面が終わったところから下方に屈曲し、タッチパネル７に届いたところで再度屈曲し、タッチパネル７の表面に沿って延びている。このようにして、フレーム１５は、タッチパネル７の表面（上面）からパッキング材１３の高さ分だけ離れた位置にシート貼付け部１６を提供し、そこに保護シート８が貼付けられるので、タッチパネル７の表面（上面）と保護シート８の下面との間には、クリアランス（空隙）Ｂが確保される。
【００２１】
クリアランス（空隙）Ｂの大きさは、操作者が指５（図１参照）で、入力反応エリアＡに対応する保護シート８の希望箇所を通常の押圧力で押した時に、保護シート８が撓み、タッチパネル７の対応箇所に反応に十分な押圧力が加わるように定められる。また、当然のことであるが、クリアランス（空隙）Ｂが余りに小さいと、非操作時に誤動作を起こす原因になるので、それも考慮して適当な大きさが設計的に選択される。
【００２２】
次に、上記した構造を有する本実施形態に係る教示操作盤１の異常接触警告機能について説明する。図４は、同機能について説明するためにタッチパネルの動作に関連するブロック構成の概略を示した図である。同図において、ブロックで示したタッチパネル７に操作者の指等が触れると、タッチパネル７上の触れた平面位置を表す２チャンネルのアナログ値が出力される。このアナログ値は、Ａ／ＤコンバータでＡＤ変換され、ＣＰＵユニットによってオン状態となったＸＹ座標として認識される。
【００２３】
オン状態となった座標値について、それが予め定義されている機能の実行や表示器への表示出力などのいずれにあたるかを判別し、対応する機能や表示出力のための処理を実行する。教示操作盤１のＣＰＵユニットは、ロボット制御装置とも通信（接続ケーブル４で接続）しており、これにより、周知の態様でロボットの起動、停止や操作、Ｉ／０の制御、プログラムやシステム変数の編集などを行うことができるようになっている。
【００２４】
本実施形態の教示操作盤１は、これら通常の機能の他に、予め定めた一定時間Ｔ0 以上にわたってタッチパネル７の同一位置がオン状態（なんらかの外力により押されて反応した状態）となっている場合には、ＣＰＵユニットがアラームを出力し、予めＣＰＵユニットに準備しておいた警告画面を表示器ユニット６に表示させるようになっている。この画面は、例えば「タッチパネルが正常に機能していない可能性があります」という警告文とともに、タッチパネル機能の有効／無効を切り替えるボタンを表示させ、更に、この切り替えボタンはタッチパネルとは別に教示操作盤に設けられているキーで選択できるようにしている。
【００２５】
また、ＣＰＵユニットは警告信号をロボット制御装置にも出力し、ロボット動作に何らかの制約を加えることもできる。例えば、非常停止回路を作動させてロボット動作を不能とすれば、オペレータの安全が即座に確保される。
【００２６】
一定時間Ｔ0 以上にわたって連続オン状態を検知する処理の一例を図５にフローチャートで示した。この処理は、例えば教示操作盤１の電源がオンされたならば自動的に起動され、電源がオフされた場合には自動的に強制終了される。
【００２７】
ＣＰＵユニットでオン／オフが判別・認識されるタッチパネルの座標値Ｘ、Ｙは、Ｘ＝Ｙ＝０であればどこも押されていない状態、ＸまたはＹのいずれかが０以外の値を出力すれば、その値に対応する座標の箇所が押されていることを示す。更に、モニタリング周期Δｔ、アラーム出力基準となる正整数値Ｎ0 が予めメモリに設定されているものとする。このＮ0 およびΔｔは上記の一定時間Ｔ0 ＝Ｎ0 ×Δｔとなるように定める。例えばΔｔ＝０．１秒、Ｎ0 ＝100とすればＴ0 ＝１０秒間となる。
各ステップの要点は、下記の通りである。
【００２８】
ステップＳ１；レジスタＸ0 、Ｙ0 、Ｎを「０」にクリアする。  
ステップＳ２；期間Δｔ待機する。  
ステップＳ３；タッチパネル座標Ｘ、Ｙが両方とも０、すなわち入力なしの状態ならＳ
１に戻る。いずれかが０以外であれば入力ありと判断し、Ｓ３に進む。  ステップＳ４；タッチパネルの現在出力座標Ｘ、Ｙが、Δｔ時間前の座標値Ｘ0 、Ｙ0
と一致しているかどうかを比較。
【００２９】
ステップＳ５；Ｓ４で一致していたらレジスタＮに１を加える。Ｓ４で一致していなか
ったらレジスタＮを「０」にクリアする。
ステップＳ６；レジスタＸ0 、Ｙ0にそれぞれＸ座標値とＹ座標値を入力する。
ステップＳ７；レジスタＮとＮ0を比較。一致していなければＳ２に戻る。もし同じＸ
Ｙ座標がＴ0 の間連続して出力されれば、Ｓ２からＳ７のステップをＮ
0 回繰り返すこととなり、Ｎの値はＮ0 に達してＳ８に進む。
ステップＳ８；アラームを出力する。
【００３０】
これにより、万一、保護シートの変形などによってタッチパネル７に癒着したり、あるいは、タッチパネル７自身が故障したりして意図せざる入力反応があっても、速やかにこれを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】タッチパネルを装備した表示部を持つ教示操作盤の一般的な外観を例示した図である。
【図２】従来技術によるタッチパネルの配置構造を例示した断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る教示操作盤におけるタッチパネルの配置構造を説明する断面図である。
【図４】教示操作盤の異常接触警告機能について説明するために、タッチパネルの動作に関連するブロック構成の概略を示した図である。
【図５】教示操作盤の異常接触警告機能に関連する処理フローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  教示操作盤
２  操作キー
３  表示部
４  接続ケーブル
５  指
６  表示器（表示器ユニット）
７  タッチパネル
８  保護シート
１０  本体ケース
１１  窓部（開口）
１２  スペーサ
１３  パッキング材
１４  止めネジ
１５  フレーム
１６  シート貼付け部
Ａ  入力反応エリア
Ｂ  クリアランス
【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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