JP2004188534A

JP2004188534A - コントロールボックス

Info

Publication number: JP2004188534A
Application number: JP2002358448A
Authority: JP
Inventors: Akito Okamoto; 炳人岡本; Shigetoshi Inoue; 繁俊井上
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】被制御装置に対する設定作業時に、大型の電気部品や大容量の電源回路を収納したコントロールボックスを危険区域内で作業者とともに自由に移動することができるようにする。
【解決手段】耐圧防爆構造の筐体１を、底面にキャスター２ａを取り付けたスンダント２の上面に固定した。筐体１の内部には、危険区域内に設置されている被制御装置の動作を制御するための制御ユニットが収納されている。筐体１の前面には、被制御装置に対する設定作業時に視認される表示器１ａ、スイッチ１ｂ及びボリューム１ｃが備えられており、筐体１の背面からは、非危険区域内に設置されている電源装置及び被制御装置の制御部との間を接続する移動用ケーブル３が露出している。筐体１の内部に収納された電源ユニットは移動用ケーブル３を介して電源供給を受けるとともに、制御ユニットは作成した制御データを移動用ケーブル３を介して被制御装置の制御部に供給する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被制御装置を制御するための入力操作を受け付けるコントロールボックスに関し、特に、爆発性ガスの爆発を生じる虞がある爆発性雰囲気状態の危険区域内における設定作業に用いられるコントロールボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボット等の被制御装置には、爆発性ガスの爆発を生じる虞がある爆発性雰囲気状態の危険区域内で使用されるものがある。危険区域内で被制御装置を使用するに場合には、非危険区域内で使用する場合と同様に、動作内容を教示する教示作業等のように被制御装置の動作を制御するための制御内容の設定作業が必要になる。通常、この設定作業はスイッチ等の操作部材の操作によって行われるため、危険区域内で使用される被制御装置に対して設定作業を行うためには、操作部材を備えたコントロールボックスを危険地域内に配置する必要がある。
【０００３】
ところが、危険区域内で使用される被制御装置に対する設定作業を受け付ける従来のコントロールボックスは、一般に、危険地域内の特定の場所に固定して配置されていた。このため、作業者は危険地域内の特定の場所に位置している状態でしか設定作業を行うことができず、被制御装置の動作を視認できる状態で危険地域内を自由に移動しつつ設定作業を円滑に行うことが困難であった。
【０００４】
このため、被制御装置である産業用ロボットに対する動作内容の設定作業である教示操作を受け付ける可搬型教示装置を本質安全防爆構造としたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。この構成によれば、可搬型教示装置内の電源回路や信号回路に危険区域内の爆発性ガスが点火する程度の電気火花や発熱を生じることがなく、産業用ロボットに対する教示作業時に作業者が可搬型教示装置を把持しつつ危険区域内を自由に移動することができ、被制御装置の動作を視認した状態で教示作業を円滑に行うことができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５２５４１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているような従来の可搬型教示装置は、作業者が片手又は両手で把持できる程度の大きさに構成されたものであり、内部に通信ユニットやリレー等の大型の電気部品を収納することができない。また、内部の電源回路や信号回路に生じる電気火花や発熱が危険区域内の爆発性ガスに点火しない程度に抑えた本質安全構造であるため、より安全性の高い耐圧防爆構造が要求される大容量の電源回路を収納することができない。
【０００７】
この発明の目的は、被制御装置に対する設定作業時に、通信ユニットやリレー等の大型の電気部品、及び、大容量の電源回路を収納した状態で危険区域内を作業者とともに自由に移動することができるコントロールボックスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）被制御装置の制御に関する入力操作内容に応じた制御信号を作成して被制御装置の制御部に出力する制御手段を、筐体内に収納したコントロールボックスにおいて、
前記筐体が、移動用ケーブルを介して電源供給を受ける防爆構造の筐体であり、底部に床面との摩擦を低減する摩擦低減部材を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、移動用ケーブルを介して電源供給を受ける防爆構造の筐体の底部に床面との摩擦を低減する摩擦低減部材が設けられる。したがって、可搬型操作装置に収納することができない大型の電気部品や大容量の電源回路を収納した筐体が、制御装置の制御に関する入力操作内容に応じた制御信号を作成して被制御装置の制御部に出力できる状態で、危険区域内の床面を走行して作業者とともに自由かつ安全に移動できるようにされる。
【００１１】
（２）前記筐体の外部に、前記制御手段に接続された本質安全回路を収納する副筐体を設けたことを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、筐体の外部に設けられた副筐体に、筐体が収納する制御手段に接続された本質安全回路が収納される。したがって、副筐体を、筐体に収納された電気部品に比較して小型の本質安全回路のみを収納可能な比較的小型のサイズに構成することができ、被制御装置に対する設定作業時の作業性が向上する。また、計量機能等の個別の機能に特化した副筐体が、危険区域内で筐体の近傍に選択的に配置される。
【００１３】
（３）前記本質安全回路が、前記被制御装置の制御に関する入力操作を受け付ける操作部材を含むことを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、筐体の外部に設けられた副筐体に、筐体が収納する制御手段に接続された操作部材を含む本質安全回路が収納される。したがって、筐体に収納された電気部品に比較して小型の本質安全回路のみを収納する比較的小型のサイズに構成した副筐体に操作部材が備えられ、被制御装置に対する設定作業時の操作性が向上する。
【００１５】
（４）前記副筐体は、前記本質安全回路と前記制御手段との間の信号ライン、及び、前記本質安全回路に対する電源ラインを収納する可撓性パイプを介して前記筐体に接続されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、筐体と副筐体とが本質安全回路と制御手段との間の信号ライン、及び、本質安全回路に対する電源ラインを収納する可撓性パイプを介して接続される。したがって、本質安全回路と制御手段との電気的接続状態を維持したままで筐体に対して副筐体が所定範囲内で移動自在にされ、被制御装置に対する設定作業時の操作性がさらに向上する。
【００１７】
（５）前記筐体は、前記副筐体を支持する支持部材を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、副筐体を支持する支持部材が筐体に設けられる。したがって、被制御装置に対する設定作業が行われない場合や設定作業中に作業者が副筐体を把持できない場合に、筐体における定められた場所に副筐体を位置させておくことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。この実施形態に係るコントロールボックス１０は、一例として耐圧防爆構造の筐体１の底部を、底面にキャスター２ａを取り付けたスタンド（この発明の支持部材に相当する。）２の上面に固定して構成されている。キャスター２ａは、この発明の摩擦低減部材である。筐体１の内部には、危険区域内に設置されている被制御装置（図示せず。）の動作を制御するための制御ユニット（この発明の制御手段に相当する。）が収納されている。筐体１の前面には、被制御装置に対する設定作業時に視認される表示器１ａ、スイッチ１ｂ及びボリューム１ｃが備えられている。スイッチ１ｂ及びボリューム１ｃは、この発明の操作部材である。
【００２０】
筐体１の背面からは、非危険区域内に設置されている電源装置（図示せず。）及び被制御装置の制御部との間を接続する移動用ケーブル３が露出している。筐体１の内部に収納された電源ユニットは移動用ケーブル３を介して電源供給を受けるとともに、制御ユニットは作成した制御データを移動用ケーブル３を介して被制御装置の制御部に供給する。
【００２１】
筐体１の内部には、制御ユニットとともに通信ユニット等の消費電力量の大きい電気回路部品が収納されており、これらに十分な電力を供給するために大容量の電源ユニットが設けられている。筐体１は、収納している大容量の電源ユニットに故障等によって電気火花や温度上昇を生じて内部で爆発性ガスの爆発が起こった場合にその圧力に耐え、かつ、外部の爆発性ガスに点火することのないようにした耐圧防爆構造にされている。
【００２２】
このため、筐体１は、比較的大型に構成されており、そのままの状態では、被制御装置に対する設定作業時に作業者が移動させることは容易でない。そこで、この実施形態に係るコントロールボックス１０では、底面にキャスター２ａを取り付けたスタンド２に筐体１を搭載することにより、危険区域内の床面に対する筐体１を含むコントロールボックス１０の摩擦力を軽減するようにしている。この構成によって、被制御装置に対する設定作業時に作業者はコントロールボックス１０を床面上を走行させるようにして危険区域内に移動させることができる。このため、被制御装置の動作を視認しつつコントロールボックス１０を用いて制御データの設定作業を行うことができる。
【００２３】
なお、筐体１は、表示器１ａ、スイッチ１ｂ及びボリューム１ｃに代えて、表面にタッチパネルを備えたディスプレイを備えたものであってもよい。また、キャスター２ａはその回転を選択的に規制する公知のストッパ機構を備えたものであってもよく、筐体１に作業者が把持する把手を設けてもよい。さらに、筐体１の背面又はスタンド２の一部等に移動体ケーブル３を巻回して収納する収納部材を設け、コントロールボックス１０を使用しない場合の設置スペースを狭小化できるようにしてもよい。
【００２４】
図２は、この発明の第２の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。この実施形態に係るコントロールボックス２０は、底面にキャスター１２ａを備えたスタンド１２上に筐体１１を搭載し、さらに、筐体１１の上面にこの発明の副筐体としての電子天秤１４を備えたものである。この構成では、筐体１１の上面が、この発明の支持部材として電子天秤１４の支持位置にされている。
【００２５】
電子天秤１４は、前面に表示部１４ａ及びキースイッチ１４ｂを備え、内部に計量機構を収納している。電子天秤１４の上面の計量台１４ｃに物品が載置されると、載置された物品の重量に応じて計量機構が変位し、計量機構から変位量に応じた検出信号が出力される。この検出信号は、データラインを介して筐体１１内の制御ユニットに入力される。制御ユニットは、検出信号に応じた重量を表す表示データを作成し、データラインを介して電子天秤１４の表示部１４ａに出力する。電子天秤１４は、電力消費量の低い電気回路部品のみを収納している。このため、電子天秤１４は、安全規格上、耐圧防爆構造とする必要はなく、本質安全防爆構造とすれば十分である。
【００２６】
そこで、コントロールボックス２０は、筐体１１内に主電源ユニットとは別に本質安全回路用の電源ユニットを設け、この電源ユニットから電源ライン１５を介して電子天秤１４内の電気回路部品に電源を供給している。筐体１１内の主電源ユニットは、移動用ケーブル１３を介して非危険区域から電源の供給を受ける。
【００２７】
なお、電子天秤１４において測定された重量データをデータライン１６を介して非危険区域に設置された装置に供給するようにしてもよい。
【００２８】
図３は、この発明の第３の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。この実施形態に係るコントロールボックス３０は、底面にキャスター２２ａを取り付けた筐体２１の上面から延出したパイプ２１ｂの上端に、この発明の副筐体である操作表示装置２６を取り付けたものである。
【００２９】
操作表示装置２６は、前面にディスプレイ２６ａ及びキースイッチ２６ｂを備えている。操作表示装置２６は、キースイッチ２６ｂの操作による制御データの設定入力を受け付ける。キースイッチ２６ｂの操作データは、データラインを介して筐体２１に収納されている制御ユニットに入力される。制御ユニットは、この操作データに応じてディスプレイ２６ａの表示画面を切り換えるとともに、制御データを作成して非危険区域に設置されている被制御装置の制御部に出力する。ディスプレイ２６ａは、例えば反射型液晶ディスプレイであり、操作表示装置２６は電力消費量の低い電気回路部品のみを収納している。このため、操作表示装置２６は、安全規格上、耐圧防爆構造とする必要はなく、本質安全防爆構造とすれば十分である。
【００３０】
そこで、コントロールボックス３０は、筐体２１内に主電源ユニットとは別に本質安全回路用の電源ユニットを設け、この電源ユニットからパイプ２１ｂ内に収納されている電源ライン（図示せず。）を介して操作表示装置２６内の電気回路部品に電源を供給している。また、筐体２１内の制御ユニットが作成した表示データは、パイプ２１ｂ内に収納されているデータライン（図示せず。）を介して操作表示装置２６のディスプレイ２６ａに供給される。筐体２１内の主電源ユニットは、移動用ケーブル２３を介して非危険区域から電源の供給を受ける。
【００３１】
図４は、この発明の第４の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。図４（Ａ）に示すこの実施形態に係るコントロールボックス４０は、図３に示したコントロールボックス３０におけるパイプ２１ｂに代えて、可撓性パイプ３１ｂを備えたものである。即ち、コントロールボックス４０を構成する筐体２１の上面に下端を固定した可撓性パイプ３１ｂの上端に操作表示装置２６が取り付けられている。可撓性パイプ３１ｂは、所定角度範囲で自在に湾曲した状態を固定的に維持する。したがって、被制御装置に対する設定作業時に、筐体２１を危険区域内の所定の位置に移動させた後、作業内容に応じて可撓性パイプ３１ｂが変形する範囲で操作表示装置２６の高さや角度を変更することができ、作業性を向上することができる。
【００３２】
なお、図４（Ｂ）に示すように、可撓性パイプ３１ｂに支持された操作表示装置２６に加えて、可撓性パイプ３１ｃに支持されたスイッチ３６を設けることもできる。このスイッチ３６は、例えば、操作表示装置２６におけるキースイッチ２６ｂの操作を有効にするデッドマンスイッチとすることができる。
【００３３】
また、図４（Ｃ）に示すように、操作表示装置２６が載置される支持台３７を筐体２１の上面に設けることもできる。この支持台３７は、この発明の支持部材に相当する。この場合には、操作表示装置２６は電源ライン及びデータラインを内蔵したケーブル３１ｄを介して筐体２１に接続することができる。
【００３４】
図５は、上記第３及び第４の実施形態に係るコントロールボックスの構成を示すブロック図である。筐体２１の内部には、通信ユニット５１、制御ユニット５２、本質安全回路５３、本質安全回路用電源ユニット５４及び主電源ユニット５５が収納されている。一方、操作表示装置２６の内部には、液晶ディスプレイ２６ａ、キースイッチ２６ｂ及びタッチスイッチ２６ｃが収納されており、液晶ディスプレイ２６ａが反射型でない場合にはバックライト２６ｄが備えられる。
【００３５】
筐体２１内の通信ユニット５１は、例えばＲＳ２３２ＣやＲＳ４２２等の通信ケーブルを介して非危険区域に設置されている被制御装置の制御部７１との間でデータの送受信を行う。筐体２１内の制御ユニット５２は、本質安全回路５３及びデータライン６１を介して表示操作装置２６内の液晶ディスプレイ２６ａ、キースイッチ２６ｂ、タッチスイッチ２６ｃ及びバックライト２６ｄに接続されているとともに、データライン７３を介して非危険区域に配置された被制御装置の制御部７１に接続されている。筐体２１内の本質安全型電源ユニット５４は、本質安全回路５４ａ及び電源ライン６２を介して操作表紙装置２６内の液晶ディスプレイ２６ａ、タッチスイッチ２６ｃ及びバックライト２６ｄに接続されているとともに、筐体２１内で主電源ユニット５５に接続されている。筐体２１内の主電源ユニット５５は、移動用ケーブル２３を介して非危険区域に配置されているＡＣ１００Ｖ／ＤＣ２４Ｖの電源７２に接続されている。
【００３６】
以上の構成により、電源７２に接続された筐体２１内の主電源ユニット５５は、電力消費量の大きい通信ユニット５１及び制御ユニット５２に電源を供給するとともに、本質安全型電源ユニット５４に降圧した電源を供給する。本質安全型電源ユニット５４は、本質安全回路５４ａ及び電源ライン６２を介して、操作表紙装置２６に収納されている電力消費量の小さい液晶ディスプレイ２６ａ、タッチスイッチ２６ｃ及びバックライト２６ｄに電源を供給する。なお、バックライト２６ｄをＬＥＤで構成することにより電力消費量を小さくできるが、液晶ディスプレイ２６ａが比較的大画面である場合等においてバックライト２６ｄが必要な場合は比較的大電流を必要とする。この場合には、バックライト２６ｄを透明樹脂によってモールドし、筐体２１内の主電源ユニット５５から図示しない移動用ケーブルを介してバックライト２６ｄに電源を供給する。また、液晶ディスプレイ２６ａとバックライト２６ｄとの両方を透明樹脂によってモールドしてもよいし、さらに、駆動制御用ＣＰＵ（図示せず。）が内蔵されている場合には、これをモールドしてもよい。
【００３７】
以上の構成により、危険区域における爆発性ガスの引火に対する安全性の維持、及び、危険区域内における被制御装置に対する設定作業の作業性の向上を図りつつ、筐体２１から操作表示装置２６内の各電気部品に対して必要かつ十分な電源を供給することができるとともに、筐体２１内の制御ユニット５２及び非危険区域に配置された制御部７１と操作表示装置２６内の各電気部品との間のデータの入出力を円滑に行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３９】
（１）移動用ケーブルを介して電源供給を受ける防爆構造の筐体の底部に床面との摩擦を低減する摩擦低減部材を設けることにより、可搬型操作装置に収納することができない大型の電気部品や大容量の電源回路を収納した筐体を、制御装置の制御に関する入力操作内容に応じた制御信号を作成して被制御装置の制御部に出力できる状態で、危険区域内において作業者とともに自由かつ安全に移させることができる。
【００４０】
（２）筐体の外部に設けられた副筐体に、筐体が収納する制御手段に接続された本質安全回路を収納することにより、副筐体を、筐体に収納された電気部品に比較して小型の本質安全回路のみを収納可能な比較的小型のサイズに構成することができ、被制御装置に対する設定作業時の作業性を向上させることができる。また、計量機能等の個別の機能に特化した副筐体を、危険区域内で筐体の近傍に選択的に配置することができる。
【００４１】
（３）筐体の外部に設けられた副筐体に、筐体が収納する制御手段に接続された操作部材を含む本質安全回路を収納することにより、筐体に収納された電気部品に比較して小型の本質安全回路のみを収納する比較的小型のサイズに構成した副筐体に操作部材を備えることができ、被制御装置に対する設定作業時の操作性を向上させることができる。
【００４２】
（４）筐体と副筐体とを本質安全回路と制御手段との間の信号ライン、及び、本質安全回路に対する電源ラインを収納する可撓性パイプを介して接続することより、本質安全回路と制御手段との電気的接続状態を維持したままで筐体に対して副筐体を所定範囲内で移動自在にすることができ、被制御装置に対する設定作業時の操作性をさらに向上させることができる。
【００４３】
（５）副筐体を支持する支持部材を筐体に設けることにより、被制御装置に対する設定作業が行われない場合や設定作業中に作業者が副筐体を把持できない場合に、筐体における定められた場所に副筐体を安定した状態で位置させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。
【図２】この発明の第２の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。
【図３】この発明の第３の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。
【図４】この発明の第４の実施形態に係るコントロールボックスの外観図である。
【図５】上記第３及び第４の実施形態に係るコントロールボックスの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１１，２１−筐体
１ｂ−スイッチ（操作部材）
１ｃ−ボリューム（操作部材）
３，１３，２３−移動用ケーブル
２，１２−スタンド
２ａ，１２ａ，２２ａ−キャスター（摩擦低減部材）
１０，２０，３０，４０−コントロールボックス
１４−電子天秤（副筐体）
２６−操作表示装置（副筐体）
２１ｂ−パイプ
３１ｂ−可撓性パイプ
３７−スタンド（支持部材）

Claims

被制御装置の制御に関する入力操作内容に応じた制御信号を作成して被制御装置の制御部に出力する制御手段を、筐体内に収納したコントロールボックスにおいて、
前記筐体が、移動用ケーブルを介して電源供給を受ける防爆構造の筐体であり、底部に床面との摩擦を低減する摩擦低減部材を備えたことを特徴とするコントロールボックス。
前記筐体の外部に、前記制御手段に接続された本質安全回路を収納する副筐体を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコントロールボックス。
前記本質安全回路が、前記被制御装置の制御に関する入力操作を受け付ける操作部材を含むことを特徴とする請求項２に記載のコントロールボックス。
前記副筐体は、前記本質安全回路と前記制御手段との間の信号ライン、及び、前記本質安全回路に対する電源ラインを収納する可撓性パイプを介して前記筐体に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のコントロールボックス。
前記筐体は、前記副筐体を支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のコントロールボックス。