JP2018079541A - 安全スイッチ装置、操作端末及び機械制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】機械動作情報に基づいて動作する機械を非常時に確実に停止させる利便性及び汎用性が高く低コストの安全スイッチ装置、操作端末及び機械制御システムを実現する。【解決手段】機械制御システム１００は、通信部１１とタッチパネル部１２とを有しタッチパネル部１２への入力操作に基づいて機械４を動作させるための機械動作情報が通信部１１を介して出力される操作端末１と、受信した機械動作情報に基づいて機械４の動作を制御する制御装置２と、機械４の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部３１と出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末１へ出力するパケット生成部３２とを有し操作端末１に取り付けられる安全スイッチ装置３と、を備え、操作端末１は、安全スイッチ装置３から受信したパケットを制御装置２へ転送し、制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元しこれに基づいて機械４を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、操作端末から受信した機械動作情報に基づいて動作する機械を停止させるための安全スイッチ装置、操作端末、及びこれらを備える機械制御システムに関する。

ロボットまたはＣＮＣ工作機械など（以下、単に「機械」と称することがある。）を操作するために、機械の制御装置と無線通信を介して接続される可搬式の無線教示操作盤が用いられている。このような機械システムにおいては、ロボットまたは工作機械の予期せぬ動作を回避して周囲の機械や作業者の安全を確保するために、非常停止ボタンやイネーブルスイッチ（デッドマンスイッチ）が無線教示操作盤に設けられている。

図７は、機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる一般的な機械制御システムの概略図である。一般的な機械制御システム１０００では、ロボットまたはＣＮＣ工作機械などの機械１００４を制御する制御装置１００２と可搬式の無線教示操作盤１００１とは無線通信にて接続される。作業者は無線教示操作盤１００１を用いて機械１００４に関する動作プログラムの登録や編集、条件設定、状態表示、機械１００４の教示などを行うことができる。このような機械制御システム１０００においては、作業者の安全性を確保するために、無線教示操作盤１００１は、非常停止ボタン及びイネーブルスイッチ（デッドマンスイッチ）といったような機械式の安全スイッチ部を備えるべきことが国際規格で定められている。例えば、無線教示操作盤１００１に設けられた非常停止ボタン（図示せず）が作業者によって押下されると、無線教示操作盤１００１から制御装置１００２へ、機械１００４を非常停止させるための非常停止信号が一定周期で送信され、この非常停止信号を受信した制御装置１００２は、機械１００４を非常停止させることで、機械１００４やこれらの周囲の機械や作業者の安全を確保することができる。

また、近年では、コスト低減、汎用性の確保、作業者の利便性の向上などの観点から、専用の教示操作盤ではなく、タブレットやスマートフォンなどの携帯可能な操作端末（スマートデバイス）でロボットやＣＮＣ工作機械などの機械を操作する機械制御システムが利用されている。このような操作端末は、ディスプレイ上に表示される操作ボタンの配置を作業者の好みに応じて変えることができる利点があるが、操作端末を教示操作盤として利用するためには、専用の教示操作盤の場合と同様、非常停止ボタン及びイネーブルスイッチといった機械式の安全スイッチ部を設けなければならない。

例えば、表示・入力のためのタッチパネル部を有する携帯可能なタブレットやスマートフォンなどのスマートデバイスでロボットを操作するロボット操作装置において、着脱可能なイネーブルスイッチ及び非常停止ボタンをスマートデバイスに取り付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６−６００１８号公報

上述のように、タブレットやスマートフォンなどの携帯可能な操作端末（スマートデバイス）でロボットやＣＮＣ工作機械などの機械を操作する機械制御システムにおいても、専用の教示操作盤の場合と同様、操作端末には非常停止ボタン及びイネーブルスイッチといった機械式の安全スイッチ部を設けなければならない。

また、操作端末に設けられた機械式の安全スイッチ部から出力される機械の停止のための停止指示信号を機械の制御装置へ送信するための通信路としては、有線と無線がある。しかしながら、安全スイッチ部と機械の制御装置との間を有線の通信路にて結ぶと、安全スイッチ部が備えられる操作端末の携帯性を損なう問題がある。また、安全スイッチ部と機械の制御装置との間を無線の通信路にて結ぶ場合は、機械の動作のための機械動作情報の無線通信と停止指示信号の無線通信の２種類に対応させなければならないので非効率的であり、コストアップにつながる。また、安全スイッチ部と機械の制御装置との間の２種類の無線通信路で相互干渉が発生する可能性がある。

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、機械動作情報に基づいて動作する機械を非常時に確実に停止させることができる利便性及び汎用性が高く低コストの安全スイッチ装置、操作端末、及びこれらを備える機械制御システムを提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明においては、機械制御システムは、周辺機器と通信する通信部と表示及び入力のためのタッチパネル部とを有しタッチパネル部に対する入力操作に基づいて機械を動作させるための機械動作情報が通信部を介して出力される、携帯可能な操作端末と、操作端末から受信した機械動作情報に基づいて機械の動作を制御する制御装置と、操作されることにより機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部とスイッチ部の操作により出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末の通信部へ出力するパケット生成部とを有し操作端末に対して着脱自在に取り付けられる安全スイッチ装置と、を備え、操作端末は、安全スイッチ装置から受信したパケットを、通信部を介して制御装置へ転送し、制御装置は、操作端末から受信したパケットから停止指示信号を復元し、復元した停止指示信号に基づいて機械を停止させる。

ここで、安全スイッチ装置内のパケット生成部は、停止指示信号を多重化したパケットに変換するようにしてもよい。

また、操作端末の通信部は、パケットを、機械動作情報と同一の通信チャンネルにて制御装置へ送信するようにしてもよい。

また、操作端末の通信部は、安全スイッチ装置からのパケットを、機械動作情報及びパケットについての制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて受信するようにしてもよい。

また、スイッチ部は、押下されることにより停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つを含むものであってもよい。

また、本発明においては、周辺機器と通信する通信部と表示及び入力のためのタッチパネル部とを有する携帯可能な操作端末から受信した機械動作情報に基づいて動作する機械を停止させるための安全スイッチ装置は、安全スイッチ装置を操作端末に対して着脱自在に取り付けるための取付け部と、操作されることにより機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部と、スイッチ部の操作により出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末の通信部へ出力するパケット生成部と、を備え、機械の動作を制御する制御装置へ操作端末の通信部経由で転送されたパケットから復元された停止指示信号に基づいて、制御装置により機械を停止させる。

ここで、パケット生成部は、停止指示信号を多重化したパケットに変換するようにしてもよい。

また、パケットは、操作端末の通信部により、機械動作情報とともに同一の通信チャンネルにて制御装置へ送信されるものであってもよい。

また、パケット生成部は、操作端末の通信部による機械動作情報及びパケットについての制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて、パケットを操作端末へ送信してもよい。

また、スイッチ部は、押下されることにより停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

また、本発明においては、入力操作に基づいて、機械を動作させるための機械動作情報を、機械の動作を制御する制御装置へ送信する、携帯可能な操作端末は、制御装置を含む周辺機器と通信する通信部と、機械動作情報についての編集作業時における表示及び入力操作のためのタッチパネル部と、操作されることにより機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部とスイッチ部の操作により出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末の通信部へ出力するパケット生成部とを有する安全スイッチ装置が、着脱自在に取り付けられる筐体と、を備え、通信部は、安全スイッチ装置内のパケット生成部から受信したパケットを制御装置へ転送し、制御装置によりパケットから復元された停止指示信号に基づいて機械を停止させる。

ここで、パケット生成部により、停止指示信号は多重化したパケットに変換されてもよい。

また、通信部は、パケットを、機械動作情報と同一の通信チャンネルにて制御装置へ送信するようにしてもよい。

また、通信部は、安全スイッチ装置からのパケットを、機械動作情報及びパケットについての制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて受信するようにしてもよい。

また、スイッチ部には、押下されることにより停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つが含まれるようにしてもよい。

本発明によれば、機械動作情報に基づいて動作する機械を非常時に確実に停止させることができる利便性及び汎用性が高く低コストの安全スイッチ装置、操作端末、及びこれらを備える機械制御システムを実現することができる。

本発明によれば、専用の教示操作盤ではなく、タブレットやスマートフォンなどの携帯可能な操作端末（スマートデバイス）にて非常停止ボタン及びイネーブルスイッチといった機械式の安全スイッチ部を備えた教示操作盤を構築することができるので、コスト低減、汎用性の確保、及び作業者の利便性を確保しつつ、非常時に確実に機械を停止させることができ、安全性が高い。また、本発明によれば、停止指示信号に係るパケットを機械動作情報と同一の通信チャンネルを用いて操作端末から機械の制御装置へ送信するので、低コストである。また、本発明によれば、安全スイッチ装置から操作端末へのパケットを、機械動作情報及びパケットについての制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて送信するので、信号の相互干渉も発生しない。また、本発明によれば、停止指示信号に係るパケット生成処理を二重化するので、操作端末内でバグが発生したり各通信路で通信不良が発生しても、制御装置が誤った停止指示信号を受信する可能性を低減することができるので安全性が高い。

本発明の実施形態による機械制御システムを示す図である。 本発明の実施形態による安全スイッチ装置と操作端末との第１の取付け例を示す正面図である。 本発明の実施形態による安全スイッチ装置と操作端末との第２の取付け例を示す斜視図である。 本発明の実施形態において制御装置にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。 本発明の実施形態において安全スイッチ装置にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。 本発明の実施形態において操作端末にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。 機械の制御装置と無線教示操作盤とからなる一般的な機械制御システムの概略図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態による機械制御システムを示す図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。本発明の実施形態では、携帯可能な操作端末１にて機械４が操作されるが、機械４の例としては、ロボットまたはＣＮＣ工作機械などがある。

本発明の実施形態による機械制御システム１００は、携帯可能な操作端末１と、機械４の動作を制御する制御装置２と、操作端末１に対して着脱自在に取り付けられる安全スイッチ装置３とを備える。

操作端末１は、タブレットやスマートフォンなどのスマートデバイスである。なお、操作端末１はノートパソコンであってもよい。本発明の実施形態では、操作端末１は、入力操作に基づいて、機械４を動作させるための機械動作情報を、機械４の動作を制御する制御装置２へ送信する。より詳細には、操作端末１は、制御装置２を含む周辺機器と通信する通信部１２と、機械動作情報についての編集作業時における表示及び入力操作のためのタッチパネル部１１と、安全スイッチ装置３が着脱自在に取り付けられる筐体１３とを備える。

操作端末１において、通信部１２、タッチパネル部１１及び記憶部１４は、バスを介して制御部１５を介して電気的に接続されており、制御部１５によって、通信部１２及びタッチパネル部１１を含む操作端末１の動作が制御される。記憶部１４には、機械４を動作させるためのアプリケーションプログラムである教示ソフトウェアプログラムがインストールされており、制御部１５は、この教示ソフトウェアプログラムにしたがって操作端末１の動作を制御する。これにより、操作端末１は機械４を操作（教示）する無線教示操作盤として機能する。作業者は、操作端末１のタッチパネル部１１の入力機能及び表示機能を通じて、機械４に関する動作の登録や条件設定などの編集作業及び確認作業を行うことができる。

操作端末１の通信部１２は、周辺機器と通信するためのものである。周辺機器には、機械４を制御する制御装置２が含まれる。操作端末１の通信部１２と機械４を制御する制御装置２の通信部２２とは無線通信にて接続される。無線通信の例として、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信などがある。なお、無線通信に代えて有線通信としてもよいが、この場合は、操作端末１と制御装置２との間の通信の安定性は増すが、操作端末１の携帯性には劣る。詳細については後述するが、通信部１２は、安全スイッチ装置３内のパケット生成部３２から受信したパケットを制御装置２へ転送するとともに、操作端末１で入力された教示内容を規定する機械動作情報を制御装置２へ送信する。

操作端末１の筐体１３には、安全スイッチ装置３が着脱自在に取り付けられる。

安全スイッチ装置３は、非常時に機械４を停止させるために用いられる。安全スイッチ装置３は、安全スイッチ装置３を操作端末１に対して着脱自在に取り付けるための取付け部３３と、操作されることにより機械４の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部３１と、スイッチ部３１の操作により出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末１の通信部１２へ出力するパケット生成部３２とを備える。安全スイッチ装置３の動作に必要な電力は、当該安全スイッチ装置３が取り付けられた操作端末１からケーブル（ＵＳＢケーブルもしくは専用の電力供給ケーブル）を介して供給されてもよくあるいは、当該安全スイッチ装置３に内蔵されるバッテリから供給されてもよい。

また、安全スイッチ装置３は、パケット生成部３２で生成されたパケットを操作端末１の通信部１２へ送信する手段として通信部３４を備える。安全スイッチ装置３の通信部３４と操作端末１の通信部１２とは無線通信もしくは有線通信のいずれにて接続してもよい。無線通信の例として、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信などがある。有線通信の例としてはＵＳＢケーブルを介した通信がある。

安全スイッチ装置３のスイッチ部３１は、押下されることにより停止指示信号を出力する機械式の非常停止ボタン３１−１及び押下が解除されることにより停止指示信号を出力する機械式のイネーブルスイッチ（デッドマンスイッチ）３１−２のうちの少なくとも１つを含む。図１に示す例では、一例として、スイッチ部３１として非常停止ボタン３１−１及びイネーブルスイッチ３１−２をそれぞれ１個ずつ設けたが、非常停止ボタン３１−１及びイネーブルスイッチ３１−２のうちのいずれか一方のみを設けてもよく、あるいは、非常停止ボタン３１−１及び／又はイネーブルスイッチ３１−２を複数個設けてもよい。作業者は、機械４の異常発生等、機械４を非常停止させたいときは、非常停止ボタン３１−１を押下するこことで、非常停止ボタン３１−１から停止指示信号を出力させる。また、作業者は、機械４の正常時（通常動作時）には、安全スイッチ装置３のイネーブルスイッチ３１−２を手で握った状態（すなわちイネーブルスイッチ３１−２が押下された状態）で操作端末１を使用することになるが、何らかの理由でイネーブルスイッチ３１−２を握っていた手を離すと、イネーブルスイッチ３１−２の押下が解除され、イネーブルスイッチ３１−２から停止指示信号が出力される。

安全スイッチ装置３の取付け部３３は、安全スイッチ装置３を操作端末１の筐体１３に対して着脱自在に取り付けるためのものである。安全スイッチ装置３と操作端末１との取付け例について図２及び図３を参照して説明するが、図２及び図３以外の方法にて操作端末１に安全スイッチ装置３を取り付けてもよい。図２は、本発明の実施形態による安全スイッチ装置と操作端末との第１の取付け例を示す正面図である。安全スイッチ装置３の取付け部３３は、操作端末１の筐体１３の一部を包み込むようにして安全スイッチ装置３を操作端末１に取り付ける構造を有する。図３は、本発明の実施形態による安全スイッチ装置と操作端末との第２の取付け例を示す斜視図である。安全スイッチ装置３の４隅に取付け部３３が設けられ、操作端末１の裏面から取付け部３３を介して安全スイッチ装置３を嵌めるようにして安全スイッチ装置３を操作端末１に取り付ける構造を有する。なお、図２及び図３に示した例では、スイッチ部３１として、１個の非常停止ボタン３１−１と２個のイネーブルスイッチ３１−２が設けられている。

安全スイッチ装置３のパケット生成部３２は、スイッチ部３１の操作により出力された停止指示信号をパケットに変換して操作端末１の通信部１２へ出力する。より具体的には、パケット生成部３２は、スイッチ部３１からの停止指示信号を分割してこれらにシーケンス番号を付加したパケットを生成する。本発明の実施形態では、通信の安全性及び確実性を高めるために、パケット生成部３２では、停止指示信号からのパケット生成処理を多重化する。すなわち、１つの停止指示信号から複数種類のパケットを生成するために、パケット生成部３２は停止指示信号からパケットを生成する処理装置として複数のＬＳＩを有する。図１に示す例では、一例としてパケット生成処理を二重化した場合を示しており、パケット生成部３２は、第１のＬＳＩ３２−及び第２のＬＳＩ３２−２を有する。非常停止ボタン３１−１が押下されることにより出力された停止指示信号は、第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２のそれぞれに入力される。同様に、イネーブルスイッチ３１−２の押下が解除されることにより出力された停止指示信号は、第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２のそれぞれに入力される。第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２のそれぞれにおいて、受信した停止指示信号を分割してこれらにシーケンス番号を付加したパケットを生成する。第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２で生成された各パケットは、通信部３４を介して操作端末１の通信部１２へ送信される。この変形例として、第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２のいずれか一方において、当該ＬＳＩで生成されたパケットに他方のＬＳＩで生成されたパケットをつなげてから、通信部３４を介して操作端末１の通信部１２へ送信するようにしてもよい。

なお、パケット生成部３２については、通信の安全性及び確実性をより一層高めることを目的として、誤り検出信号（ｅｒｒｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）もしくは誤り訂正符号（ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を付加したパケットを生成するよう構成してもよい。誤り検出信号及び誤り訂正符号の例としては、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ：巡回冗長検査）などがある。

なお、安全スイッチ装置３は、上述したスイッチ部３１、パケット生成部３２、取付け部３３及び通信部３４以外の構成要素を備えてもよい。例えば、停止指示信号以外の電気信号を生成するユニットを備えてもよく、この場合、パケット生成部は、当該電気信号を含めてパケットを生成してもよい。

上述のようにしてパケット生成部３２により生成されたパケットは、通信部３４を介して操作端末１の通信部１２へ送信される。操作端末１の通信部１２は、さらに、パケット生成部３２から受信したパケットを制御装置２へ転送する。操作端末１の通信部１２が安全スイッチ装置３の通信部３４からパケットを受信して制御装置２の通信部２２へ転送する転送処理は、操作端末１の教示ソフトウェアプログラムに基づく処理の合間に適宜行われる。パケットの一連の転送処理に係るソフトウェアプログラム（以下、「パケット転送ソフトウェアプログラム」と称する。）も記憶部１４に記憶されており、制御部１５はこのパケット転送ソフトウェアプログラムに従ってパケットの転送処理を行う。また、操作端末１の通信部１２は、機械動作情報を制御装置２へ送信するが、パケットの操作端末１から制御装置２への送信は、機械動作情報と同一の通信チャンネルにて行われるので、停止指示信号に係るパケットの通信路もブラックチャンネル化される。一方で、安全スイッチ装置３の通信部３４と操作端末１の通信部１２との通信における通信チャンネルは、通信の相互干渉を防ぐために、操作端末１の通信部１２と制御装置２の通信部２２との通信における通信チャンネルとは異なるものが用いられる。すなわち、操作端末１の通信部１２は、安全スイッチ装置３からのパケットを、機械動作情報及パケットについての制御装置２への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて受信する。なお、パケットの転送処理の具体例については後述する。

制御装置２は、操作端末１から受信した機械動作情報に基づいて機械２の動作を制御する。機械動作情報は、通信部２２を介して受信される。また、制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元し、この復元した停止指示信号に基づいて機械４を停止させる。このため、制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元する信号復元部２１を備える。上述のように、安全スイッチ装置１のパケット生成部３２においてパケットは多重化されているので、制御装置２内の信号復元部２１では、多重化されたパケットから１つの停止指示信号を復元する。このため、制御装置２内の信号復元部２１は、多重化されたパケットから１つの停止指示信号を復元する処理装置として複数のＣＰＵを有する。図１に示す例では、一例としてパケット生成処理を二重化したので、信号復元部２１は、第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２を有する。通信部２２を介して受信したパケットは、シーケンス番号に基づき第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２のそれぞれに入力される。第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２のそれぞれにおいて停止指示信号が復元され、その結果を第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２同士が比較する。制御装置２は、これら両方の停止指示信号が一致した場合のみ有効なデータとして機械４の停止処理に使用し、不一致の場合はアラームを出力する。なお、どちらか一方、あるいは両方のパケットにエラーがある場合には、制御装置２は、システムの許す制限時間内であればリトライ処理を行ってもよい。このように、本発明の実施形態によれば、停止指示信号に係るパケット生成処理を二重化したことにより、操作端末１内でパケット転送ソフトウェアプログラムのバグが発生したり各通信路で通信不良が発生しても、制御装置２が誤った停止指示信号を受信する可能性を低減することができる。なお、通信部２２を介して受信したパケットが、パケット生成部３２内の第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２の生成された各パケットをつなげたものであった場合には、第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２のいずれか一方においてパケットを分割した後、第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２のそれぞれにおいて停止指示信号が復元される。

なお、通信の安全性及び確実性をより一層高めることを目的として、パケット生成部３２において誤り検出信号もしくは誤り訂正符号を付加したパケットを生成するよう構成した場合は、制御装置２内に、操作端末１から受信したパケットに付加された誤り検出信号に基づいてパケットの誤りの有無を検出しまたは操作端末１から受信したパケットに付加された誤り訂正信号に基づいてパケットの誤りを訂正する誤り検出訂正部（図示せず）が設けられる。

続いて、操作端末１におけるパケットの転送処理について図４〜図６を参照して説明する。以下、説明を簡明にするために、操作端末１と制御装置２との間及び操作端末１と安全スイッチ装置３との間の各通信に用いられる通信部１２、通信部２２及び通信部３４については特に言及しないが、各通信は通信部１２、通信部２２及び通信部３４のいずれかが関与している点に留意されたい。また、パケット生成部３２内の第１のＬＳＩ３２−１及び第２のＬＳＩ３２−２の処理並びに制御装置２内の第１のＣＰＵ２１−１及び第２のＣＰＵ２１−２の処理についても上述した通りであるので、以下では説明を省略している。

図４は、本発明の実施形態において制御装置にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。この場合、制御装置２は、所定のタイマ周期にて操作端末１に対して要求（リクエスト）信号を送信する。操作端末１は、受信した要求信号を安全スイッチ装置３へ転送する。要求信号を受信した安全スイッチ装置３は、スイッチ部３１が操作されたか否かの検知処理を実行する。スイッチ部３１が操作された場合、停止指示信号がスイッチ部３１から出力されるので、安全スイッチ装置３内のパケット生成部３２は停止指示信号をパケットに変換して操作端末１へ出力し、操作端末１は、安全スイッチ装置３から受信したパケットをさらに制御装置２へ転送する。制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元し、復元した停止指示信号に基づいて機械４を停止させる。また、制御装置２が操作端末１に対して要求信号を送信してから操作端末１からパケットを受信するまでにはある程度の時間を要することになるが、この時間が予め設定された制限時間（タイマ周期よりも短い時間に設定される。）を超えた場合にも、安全のため、制御装置２は機械４を停止させる（アラーム停止）。

図５は、本発明の実施形態において安全スイッチ装置にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。この場合、安全スイッチ装置３は、所定のタイマ周期にてスイッチ部３１が操作されたか否かの検知処理を実行する。スイッチ部３１が操作された場合、停止指示信号がスイッチ部３１から出力されるので、安全スイッチ装置３内のパケット生成部３２は停止指示信号をパケットに変換して操作端末１へ出力し、操作端末１は、安全スイッチ装置３から受信したパケットをさらに制御装置２へ転送する。制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元し、復元した停止指示信号に基づいて機械４を停止させる。また、制御装置２が操作端末１からパケットを受信してから次のパケットを受信するまでにはある程度の時間を要することになるが、この時間が予め設定された制限時間（タイマ周期よりも短い時間に設定される。）を超えた場合にも、安全のため、制御装置２は機械４を停止させる（アラーム停止）。なお、安全スイッチ装置３にタイマを設ける場合、操作端末１に対して能動的なパケット送信が必要であるため、そのような通信が可能な通信方式を採用する必要がある。例えば、装置間相互の通信が可能なＷｉ−Ｆｉなどの無線ＬＡＮなどは採用することができる、マスタスレーブ関係が決まっているＵＳＢケーブル通信は採用することができない。

図６は、本発明の実施形態において操作端末にタイマを設けた場合の通信ダイヤグラムを例示する図である。この場合、操作端末１は、所定のタイマ周期にて安全スイッチ装置３に対して要求（リクエスト）信号を送信する。要求信号を受信した安全スイッチ装置３は、スイッチ部３１が操作されたか否かの検知処理を実行する。スイッチ部３１が操作された場合、停止指示信号がスイッチ部３１から出力されるので、安全スイッチ装置３内のパケット生成部３２は停止指示信号をパケットに変換して操作端末１へ出力し、操作端末１は、安全スイッチ装置３から受信したパケットをさらに制御装置２へ転送する。制御装置２は、操作端末１から受信したパケットから停止指示信号を復元し、復元した停止指示信号に基づいて機械４を停止させる。また、制御装置２が操作端末１からパケットを受信してから次のパケットを受信するまでにはある程度の時間を要することになるが、この時間が予め設定された制限時間（タイマ周期よりも短い時間に設定される。）を超えた場合にも、安全のため、制御装置２は機械４を停止させる（アラーム停止）。

１ 操作端末
２ 制御装置
３ 安全スイッチ装置
４ 機械
１１ タッチパネル部
１２ 通信部
１３ 筐体
１４ 記憶部
１５ 制御部
２１ 信号復元部
２１−１ 第１のＣＰＵ
２１−２ 第２のＣＰＵ
３１ スイッチ部
３１−１ 非常停止ボタン
３１−２ イネーブルスイッチ
３２ パケット生成部
３２−１ 第１のＬＳＩ
３２−２ 第２のＬＳＩ
３３ 取付け部
３４ 通信部
１００ 機械制御システム

Claims (15)

1. 周辺機器と通信する通信部と、表示及び入力のためのタッチパネル部と、を有し、前記タッチパネル部に対する入力操作に基づいて、機械を動作させるための機械動作情報が前記通信部を介して出力される、携帯可能な操作端末と、
   前記操作端末から受信した機械動作情報に基づいて前記機械の動作を制御する制御装置と、
   操作されることにより前記機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部と、前記スイッチ部の操作により出力された前記停止指示信号をパケットに変換して前記操作端末の前記通信部へ出力するパケット生成部と、を有し、前記操作端末に対して着脱自在に取り付けられる安全スイッチ装置と、
   を備え、
   前記操作端末は、前記安全スイッチ装置から受信した前記パケットを、前記通信部を介して前記制御装置へ転送し、
   前記制御装置は、前記操作端末から受信した前記パケットから停止指示信号を復元し、前記復元した停止指示信号に基づいて機械を停止させることを特徴とする機械制御システム。
2. 前記安全スイッチ装置内の前記パケット生成部は、前記停止指示信号を多重化したパケットに変換する、請求項１に記載の機械制御システム。
3. 前記操作端末の前記通信部は、前記パケットを、前記機械動作情報と同一の通信チャンネルにて前記制御装置へ送信する、請求項１または２に記載の機械制御システム。
4. 前記操作端末の前記通信部は、前記安全スイッチ装置からの前記パケットを、前記機械動作情報及び前記パケットについての前記制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて受信する、請求項３に記載の機械制御システム。
5. 前記スイッチ部は、押下されることにより前記停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより前記停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の機械制御システム。
6. 周辺機器と通信する通信部と表示及び入力のためのタッチパネル部とを有する携帯可能な操作端末から受信した機械動作情報に基づいて動作する機械を停止させるための安全スイッチ装置であって、
   前記安全スイッチ装置を前記操作端末に対して着脱自在に取り付けるための取付け部と、
   操作されることにより前記機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部と、
   前記スイッチ部の操作により出力された前記停止指示信号をパケットに変換して前記操作端末の前記通信部へ出力するパケット生成部と、
   を備え、
   前記機械の動作を制御する制御装置へ前記操作端末の前記通信部経由で転送された前記パケットから復元された停止指示信号に基づいて、前記制御装置により前記機械を停止させることを特徴とする安全スイッチ装置。
7. 前記パケット生成部は、前記停止指示信号を多重化したパケットに変換する、請求項６に記載の安全スイッチ装置。
8. 前記パケットは、前記操作端末の前記通信部により、前記機械動作情報とともに同一の通信チャンネルにて前記制御装置へ送信される、請求項７または８に記載の安全スイッチ装置。
9. 前記パケット生成部は、前記操作端末の前記通信部による前記機械動作情報及び前記パケットについての前記制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて、前記パケットを前記操作端末へ送信する、請求項８に記載の安全スイッチ装置。
10. 前記スイッチ部は、押下されることにより前記停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより前記停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つを含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の安全スイッチ装置。
11. 入力操作に基づいて、機械を動作させるための機械動作情報を、前記機械の動作を制御する制御装置へ送信する、携帯可能な操作端末であって、
    前記制御装置を含む周辺機器と通信する通信部と、
    前記機械動作情報についての編集作業時における表示及び入力操作のためのタッチパネル部と、
    操作されることにより前記機械の停止を指示する停止指示信号を出力するスイッチ部と前記スイッチ部の操作により出力された前記停止指示信号をパケットに変換して前記操作端末の前記通信部へ出力するパケット生成部とを有する安全スイッチ装置が、着脱自在に取り付けられる筐体と、
    を備え、
    前記通信部は、前記安全スイッチ装置内の前記パケット生成部から受信した前記パケットを前記制御装置へ転送し、
    前記制御装置により前記パケットから復元された停止指示信号に基づいて前記機械を停止させることを特徴とする操作端末。
12. 前記パケット生成部により、前記停止指示信号は多重化したパケットに変換される、請求項１１に記載の機械制御システム。
13. 前記通信部は、前記パケットを、前記機械動作情報と同一の通信チャンネルにて前記制御装置へ送信する、請求項１１または１２に記載の操作端末。
14. 前記通信部は、前記安全スイッチ装置からの前記パケットを、前記機械動作情報及び前記パケットについての前記制御装置への送信に用いられる通信チャンネルとは異なる通信チャンネルにて受信する、請求項１３に記載の操作端末。
15. 前記スイッチ部には、押下されることにより前記停止指示信号を出力する非常停止ボタン及び押下が解除されることにより前記停止指示信号を出力するイネーブルスイッチのうちの少なくとも１つが含まれる、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の操作端末。

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