(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の安全性を高めるためのインタフェース回路を備え、制御システムにおいて制御対象を操作する携帯型操作装置であって、
前記インタフェース回路は、
３ポジションスイッチと、
安全規格対応回路部と、
安全規格非対応回路部と、
出力部と、
前記３ポジションスイッチと前記安全規格対応回路部または前記安全規格非対応回路部とを選択的に接続可能とする選択接続部とを備え、
前記選択接続部は、
前記３ポジションスイッチに接続された複数の接続端子を備えている第１の接続手段と、
前記安全規格対応回路に接続された複数の接続端子を備えている第２の接続手段と、
前記安全規格非対応回路に接続された複数の接続端子を備えている第３の接続手段とを備え、
前記出力部は、
複数の接続端子を備えた第４の接続手段を備えており、
前記安全規格対応回路は、前記第２の接続手段の複数の接続端子と前記第４の接続手段の複数の接続端子とを各々接続する電気的配線のみから構成されていることを特徴とする携帯型操作装置。
【請求項２】
前記３ポジションスイッチは、少なくとも２個の接点を備えており、
前記第１の接続手段、前記第２の接続手段、前記第３の接続手段、及び前記第４の接続手段は、少なくとも４個の接続端子を備えていることを特徴とする請求項１記載の携帯型操作装置。
【請求項３】
前記第３の接続手段が前記第１の接続手段を介して前記３ポジションスイッチに接続された場合、
該３ポジションスイッチを構成する１個の接点の両端に接続されることとなる前記第３の接続手段の２個の接続端子は、
前記第２の接続手段が前記第１の接続手段を介して前記３ポジションスイッチに接続された場合、
該３ポジションスイッチを構成する１個の接点の両端に接続されることとなる前記第４の接続手段の２個の接続端子と接続されていることを特徴とする請求項２記載の携帯型操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御システムにおいて制御対象を操作するための携帯型操作装置に関し、特に操作者の安全性を高めると共に、操作の有効、無効の決定に使用されるインタフェース回路を備えた携帯型操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業生産の自動化が進み、個々の製造装置がプログラム可能なコントローラによって制御され、これら複数のコントローラをコンピュータによって集中管理するシステムが多く使用されるようになってきている。制御対象の機器は、プレス機や工業用ロボットのような製造に直接関連する機械装置に限らず、製造現場を撮影するカメラ、照明装置、空調装置、あるいは製造工程を管理するためのデータを収集する装置など多岐にわたる。
【０００３】
このシステムにおいて、個々の製造装置の調整、管理のためにプログラマブル操作装置が利用される。プログラマブル操作装置は、制御対象機器の近傍に設置される場合が多く、制御対象機器の状態をコントローラを介して観測する。観測結果は、プログラマブル操作装置に装備されたディスプレイに表示される。また、プログラマブル操作装置としては、タッチパネルディスプレイを備えたものも使用されており、操作者によるタッチパネルの操作によって、コントローラを介して対象機器を制御するようになっている。
【０００４】
プログラマブル操作装置として、図２、３に示すような携帯型の操作装置も使用されている。図２は携帯型操作装置の正面図を示し、図３は該装置の背面図を示している。図２において、中央にタッチパネル１０が設置され、タッチパネル１０の両側には複数のスイッチ１１が設置されている。下部に設置されたコネクタ１２には、通信用ケーブル（図示せず）が接続され、このケーブルを介して携帯型操作装置とコントローラとの情報交換が行なわれるようになっている。
【０００５】
工業用ロボットなどの機械装置の使用においては、操作者がマニュアルモードで機械装置を動作させ、各々の動作に関するデータを入力させるティーチングと呼ばれる操作を行なう。このティーチングは、携帯操作装置を持った操作者が実際の機械装置の近くで行なうことが多く、操作者が可動部の操作を誤った場合、物理的あるいは電気的な被害を操作者自身が被るなどの重大事故が発生する可能性もある。そのような危険を未然に防止するために、イネーブルスイッチと呼ばれる押しボタン式のスイッチを携帯型操作装置の本体ケースに設け、そのスイッチを押下した状態でのみタッチパネルの操作が有効となり、操作対象機器の操作が可能となるようにすることによって、操作者の安全を図ることが行われている。
【０００６】
図３に示す携帯型操作装置では、イネーブルスイッチ１３は、背面右側に設置されている（図４参照）。即ち、操作者がこの携帯型操作装置をタッチパネル１０に向かって左手で把持した場合に、左手の親指以外の指によって自然に押下される位置に配置されている。
【０００７】
さらに、事故防止の目的で、各種の国際的な安全規格が定められている。米国の安全規格ＡＮＳＩ／ＲＩＡ１５．０６では、イネーブルスイッチ１３に３ポジションスイッチを採用することが規定されている。３ポジションスイッチとは、スイッチを放した状態でＯＦＦ、１段押し込むとＯＮ、さらに押し込むとＯＦＦとなる、１ストローク中に３段階に変化するスイッチをいう。また、３ポジションスイッチは、最も押し込まれた状態から放されると、ＯＮを経過せずにＯＦＦ状態を維持する。この規格は、人間工学に基づいて定められており、人間は非常事態においては手を放すか強く握る傾向が強いことから、これら何れの場合においてもＯＦＦとなるように定められている。
【０００８】
また、危険度の高い機械装置に対しては、ＩＳＯ規格ＩＳＯ１３８４９−１、欧州規格ＥＮ９５４−１では、入力機器の冗長性（２系統を有すること）を要求している。これらの安全規格に適合させるために、２つの接点を備えている３ポジション２接点スイッチが使用されている。また、イネーブルスイッチ１３の操作と制御回路とを仲介するインタフェース回路（図示せず）は、電気的回路素子を介さずストレート配線とすることが要求されている。
【０００９】
しかしながら、携帯型操作装置は、操作者の安全が十分に確保された状態で使用される場合や、危険性が低い機械装置の制御に使用される場合も多く、上記した安全規格に適合していない携帯型操作装置も多く使用されている。
【００１０】
図４は、上記した安全規格には対応していない携帯型操作装置のインタフェース回路の一例を示す。インタフェース回路２００は、イネーブルスイッチ２０１、オペレーションスイッチ２０２、タッチパネルスイッチ２０３、排他的論理和演算子２０４、論理積演算子２０５、抵抗Ｒ７〜Ｒ１２、コンデンサＣ４〜Ｃ６及び電源Ｖｃｃを含んで構成されている。タッチパネルスイッチ２０３は複数個装備されているが、ここでは代表的に１個のスイッチのみを示している。スイッチ２０１〜２０３は２ポジション１接点スイッチであり、１個の接点を有し、押し込むとＯＮ、放すとＯＦＦとなる。
【００１１】
イネーブルスイッチ２０１は携帯型操作装置の背面に、オペレーションスイッチ２０２は前面上部に各々設置されている。タッチパネルスイッチ２０３の操作が有効となるのは、イネーブルスイッチ２０１またはオペレーションスイッチ２０２のいずれか１つがＯＮされている場合に限られ、両スイッチがＯＦＦまたはＯＮの場合には、タッチパネルスイッチ２０３を操作してもその情報は、関連する制御回路（図示せず）には伝達されない。
【００１２】
具体的には、操作者が携帯型操作装置を把持すると、把持した手の指によってイネーブルスイッチ２０１が自然に押下された状態となり、電源Ｖｃｃ、抵抗Ｒ７、接地の回路が閉じて、排他的論理和演算子２０４の入力端子２０６はローとなる。この場合、オペレーションスイッチ２０２がＯＦＦであると入力端子２０７はハイであることから、排他的論理和演算子２０４の出力はハイとなる。従って、論理積演算子２０５の出力信号は、タッチパネルスイッチ２０３の状態に応じて変化し、出力端子２０８から制御回路（図示せず）に供給される。即ち、タッチパネルの操作が有効となる。
【００１３】
また、携帯型操作装置を机上などに置いた状態では、背面にあるイネーブルスイッチ２０１は押下され得ないことから、前面のオペレーションスイッチ２０２を押下することとなる。携帯型操作装置が机上などに置かれ、オペレーションスイッチ２０２がＯＮされた状態では、排他的論理和演算子２０４の入力端子２０６はロー、入力端子２０７はハイとなることから、排他的論理和演算子２０４の出力信号がハイとなり、上記と同様に論理積演算子２０５の出力信号は、タッチパネルスイッチ２０３の状態に依存することとなる。即ち、タッチパネルの操作が有効となる。
【００１４】
イネーブルスイッチ２０１及びオペレーションスイッチ２０２が共にＯＮまたはＯＦＦである場合には、排他的論理和演算子２０４の出力はローとなることから、論理積演算子２０５の出力はタッチパネルスイッチ２０３の状態に依存せず、常にローとなる。即ち、タッチパネルの操作が無効となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、制御対象の機械装置の特性や機械装置の設置環境などに応じて、携帯型操作装置に要求される安全性は異なるものとなる。
安全規格への適合が優先される場合には、従来の安全規格非対応のインタフェース回路をそのまま使用することができず、従来の２ポジション１接点スイッチに代えて、３ポジション２接点スイッチを採用し、インタフェース回路にも冗長性を持たせることが必要となる。
【００１６】
そのために、同一の制御機能を有する携帯型操作装置に関して、安全性の要求レベルに応じて２種類のインタフェース回路を製造しておくことが必要となる。このことは、生産工程の増加、工程管理、部品在庫管理の煩雑化を招き、コスト高につながっていた。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決すべく、安全規格対応の回路と安全規格非対応の回路の切り換えが容易なインタフェース回路を備えた携帯型操作装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。
本発明に係る携帯型操作装置（１）は、操作者の安全性を高めるためのインタフェース回路を備え、制御システムにおいて制御対象を操作する携帯型操作装置であって、前記インタフェース回路は、３ポジションスイッチと、安全規格対応回路部と、安全規格非対応回路部と、出力部と、前記３ポジションスイッチと前記安全規格対応回路部または前記安全規格非対応回路部とを選択的に接続可能とする選択接続部とを備え、前記選択接続部は、前記３ポジションスイッチに接続された複数の接続端子を備えている第１の接続手段と、前記安全規格対応回路に接続された複数の接続端子を備えている第２の接続手段と、前記安全規格非対応回路に接続された複数の接続端子を備えている第３の接続手段とを備え、前記出力部は、複数の接続端子を備えた第４の接続手段を備えており、前記安全規格対応回路は、前記第２の接続手段の複数の接続端子と前記第４の接続手段の複数の接続端子とを各々接続する電気的配線のみから構成されていることを特徴としている。
上記した携帯型操作装置（１）によれば、安全規格に対応すべき場合には、前記３ポジションスイッチを前記選択接続部を介して、前記安全規格対応回路部に接続し、安全規格に対応する必要がない場合には、前記３ポジションスイッチを前記選択接続部を介して、前記安全規格非対応回路部に接続することができ、共通のインタフェース回路で安全規格対応の携帯型操作装置と安全規格に非対応の携帯型操作装置とを実現することができる。従って、２種類のインタフェース回路を製造する場合と比較して、生産工程の削減、工程管理や部品在庫管理の簡略化を図ることができ、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る携帯型操作装置（２）は、上記携帯型操作装置（１）において、前記３ポジションスイッチは、少なくとも２個の接点を備えており、前記第１の接続手段、前記第２の接続手段、前記第３の接続手段、及び前記第４の接続手段は、少なくとも４個の接続端子を備えていることを特徴としている。
上記した携帯型操作装置（２）によれば、前記第１の接続手段と前記第２または第３の接続手段との接続を変更することのみによって、安全規格への対応、非対応を容易に変更することができる。
【００２０】
また、本発明に係る携帯型操作装置（３）は、上記携帯型操作装置（２）において、前記第３の接続手段が前記第１の接続手段を介して前記３ポジションスイッチに接続された場合、該３ポジションスイッチを構成する１個の接点の両端に接続されることとなる前記第３の接続手段の２個の接続端子は、前記第２の接続手段が前記第１の接続手段を介して前記３ポジションスイッチに接続された場合、該３ポジションスイッチを構成する１個の接点の両端に接続されることとなる前記第４の接続手段の２個の接続端子と接続されていることを特徴としている。
上記した携帯型操作装置（３）によれば、前記安全規格非対応回路を使用する場合、３ポジションスイッチの１個の接点を任意の用途に使用することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態に係るインタフェース回路を示す回路図である。インタフェース回路１００は、イネーブルスイッチ１０１、オペレーションスイッチ１０２、タッチパネルスイッチ１０３、排他的論理和演算子１０４、論理積演算子１０５、コネクタ１０６〜１１０、出力端子１１１、ケーブル１１２、抵抗Ｒ１〜Ｒ６、コンデンサＣ１〜Ｃ３及び電源Ｖｃｃを含んで構成されている。タッチパネルスイッチ１０３は複数個存在しているが、ここでは代表的に１個のスイッチのみを示している。
【００２２】
イネーブルスイッチ１０１は安全規格に対応した３ポジション２接点スイッチであり、１つのボタンの操作によって、イネーブルスイッチ１０１内の２つの接点１０１１及び接点１０１２が同時にＯＮ又はＯＦＦされるようになっている。
【００２３】
ケーブル１１２は柔軟な電気配線用ケーブルで構成されており、コネクタ１０９と接続されているコネクタ１０７は、コネクタ１０８に差し換えて接続され得る構造となっている。
【００２４】
コネクタ１０８とコネクタ１１０とは、途中に電気的回路素子を介さずにストレートに配線接続されている。コネクタ１０９の４本の接続ピン（図示せず）の内、イネーブルスイッチ１０１がコネクタ１０９と接続された場合に同一の接点１０１１の両端に接続されることとなる２本の接続ピンは、コネクタ１０８の４本の接続ピンの内、イネーブルスイッチ１０１がコネクタ１０８に接続された場合に同一の接点１０１１の両端に接続されることとなる２本の接続ピンと各々接続されている。
【００２５】
図に示したように、コネクタ１０７とコネクタ１０９とが接続された状態では、破線部分の回路は図４に示した回路と同じ回路構成となっている。従って、インタフェース回路１００は、イネーブルスイッチ１０１の操作、即ち接続されている接点１０１２のＯＮ、ＯＦＦに応じて、図４に関する説明の場合と同様の動作をすることが可能となる。
【００２６】
また、コネクタ１０９の４本の接続ピンの内２本の接続ピンはストレート配線を経由してコネクタ１１０に接続されていることから、イネーブルスイッチ１０１の接点１０１１が直接コネクタ１１０に接続されることとなる。従って、コネクタ１１０に回路を接続することによって、イネーブルスイッチ１０１の操作に応じた機能を実現させることが可能となる。
【００２７】
一方、図１において、コネクタ１０７をコネクタ１０９から取り外してコネクタ１０８と接続した場合、イネーブルスイッチ１０１を操作した情報はコネクタ１１０から提供されることとなる。従って、３ポジション２接点のイネーブルスイッチ１０１からコネクタ１１０までの回路は、安全規格に適合した回路構成となる。
【００２８】
また、この場合、コネクタ１０９にはイネーブルスイッチ１０１が接続されていないことから、排他的論理和演算子１０４の入力端子１１３は常時ハイの状態となる。従って、排他的論理和演算子１０４の出力は、オペレーションスイッチ１０２がＯＦＦの状態（端子１１４がハイの状態）ではローであり、オペレーションスイッチ１０２がＯＮした場合（端子１１４がローの状態）ではハイとなる。即ち、排他的論理和演算子１０４の出力は、オペレーションスイッチ１０２の操作に応じて変化して、論理積演算子１０５に入力されることとなり、オペレーションスイッチ１０２の操作によって、タッチパネルスイッチ１０３の操作の有効、無効を切り換えることが可能となる。
【００２９】
以上のように、３ポジション２接点のイネーブルスイッチ１０１を、コネクタ１０８またはコネクタ１０９の何れに接続するかによって、１つのインタフェース回路１００で安全規格対応のインタフェース回路または安全規格非対応のインタフェース回路のいずれをも容易に実現することが可能となる。
【００３０】
なお、図１に示した抵抗Ｒ１〜Ｒ６、コンデンサＣ１〜Ｃ３、電源Ｖｃｃ、排他的論理和演算子１０４、論理積演算子１０５から構成される安全規格非対応の回路は一例であり、図１に示した回路に限定されるものではない。即ち、タッチパネルスイッチの操作の有効、無効を別のスイッチの操作によって切り換える機能を実現できるものであれば任意の回路を使用することが可能である。
【００３１】
また、安全規格対応の回路と非対応の回路とを切り換える手段として、コネクタ１０７、１０８、１０９とケーブル１１２を使用して脱着操作によって実現する場合を説明したが、コネクタを使用せず基板上で直接ジャンパ配線することやディップスイッチ等によって切り換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る携帯型操作装置のインタフェース回路を示す回路図である。
【図２】  携帯型操作装置を示す正面図である。
【図３】  携帯型操作装置を示す背面図である。
【図４】  安全規格非対応のインタフェース回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  タッチパネル
１１  スイッチ
１２  コネクタ
１００、２００    インタフェース回路
１３、１０１、２０１    イネーブルスイッチ
１０２、２０２    オペレーションスイッチ
１０３、２０３    タッチパネルスイッチ
１０４、２０４    排他的論理和演算子
１０５、２０５    論理積演算子
１０６〜１１０    コネクタ
１１１、２０８    出力端子
１１２    ケーブル
１１３、１１４、２０６、２０７    論理演算子の入力端子
１０１１、１０１２    接点
Ｒ１〜Ｒ１２    抵抗
Ｃ１〜Ｃ６    コンデンサ
Ｖｃｃ    電源
【図１】
0003800592.tif 000002
【図２】
0003800592.tif 000003
【図３】
0003800592.tif 000004
【図４】
0003800592.tif 000005