JP2020044636A - 非常停止スイッチ、及びロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末をロボットの操作装置として使用する場合にその携帯端末に非常停止スイッチが確実に装着されているようにする。【解決手段】非常停止スイッチは、ロボットの駆動を制御するロボットコントローラに有線接続されユーザの操作を受けてロボットコントローラの制御を非常停止状態に切り替えるスイッチ本体部と、ユーザの操作を受け付ける携帯端末に対してスイッチ本体部を着脱可能に取り付ける取付部と、取付部を携帯端末に取り付けた場合に携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置に設けられた少なくとも２つの接触部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、非常停止スイッチ、及びロボットシステムに関する。

ＩＳＯ１０２１８等のロボットの安全規格によれば、ロボットの教示操作を行うための操作装置には、手動で始動可能な非常停止スイッチを設ける必要がある旨が定められている。そのため、いわゆるティーチングペンダントと称される従来の操作装置には、教示操作に用いるスイッチ等とは別に、手動で始動可能な機械式の非常停止スイッチが設けられている。

一方、近年、従来のティーチングペンダントに代えて、操作装置としていわゆるスマートフォンやタブレット等の高機能携帯端末を用いることが行われている。このような携帯端末は、汎用品であってロボットの教示操作専用に設計されたものではないため、非常停止スイッチを備えていない。そのため、このような携帯端末をロボットの操作装置として使用するために、携帯端末に後から装着可能な非常停止スイッチが考えられている。そして、このような非常停止スイッチにおいては、安全性の面から、携帯端末をロボットの操作装置として使用するときに携帯端末に確実に装着されていることが重要である。

特開２０１８−７２８８２号公報

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末をロボットの操作装置として使用する場合にその携帯端末に確実に装着されているようにすることができる非常停止スイッチ、及びその非常停止スイッチを用いたロボットシステムを提供することにある。

（請求項１）
請求項１に記載の非常停止スイッチは、ロボットの駆動を制御するロボットコントローラに有線接続されユーザの操作を受けて前記ロボットコントローラの制御を非常停止状態に切り替えるスイッチ本体部と、ユーザの操作を受け付ける携帯端末に対して前記スイッチ本体部を着脱可能に取り付ける取付部と、前記取付部を前記携帯端末に取り付けた場合に前記携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置に設けられた少なくとも２つの接触部と、を備える。

これによれば、ユーザは、取付部によって、非常停止スイッチのスイッチ本体部をスマートフォンやタブレット端末等の携帯端末に着脱可能に容易に取り付けることができる。そして、取付部を携帯端末に取り付けた場合、携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置には、少なくとも２つの接触部が位置する。これにより、携帯端末は、タッチパネルディスプレイに対する接触部の接触の有無を検出することで、非常停止スイッチが携帯端末に正しく装着されているか否かを検出することができる。

この場合、ロボットコントローラは、例えば携帯端末のタッチパネルディスプレイにおいて接触部の数及び位置関係と同一の数及び位置関係の接触を検出しない場合には非常停止スイッチが携帯端末に装着されていないと判断し、携帯端末の操作に基づくロボットの駆動を禁止すれば良い。また、ロボットコントローラは、携帯端末のタッチパネルディスプレイにおいて接触部の数及び位置関係と同一の数及び位置関係の接触を検出した場合には非常停止スイッチが携帯端末に装着されていると判断し、携帯端末の操作に基づくロボットの駆動を許可すれば良い。このように、本発明によれば、スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末をロボットの操作装置として使用する場合に、その携帯端末に非常停止スイッチが確実に装着されているようにすることができる。

ここで、例えば接触部の数が１つだけであると、他の接触部が存在しないため、当然ながら他の接触部に対する相対的な位置関係が定まらない。そのため、接触部の数が１つだけであると、タッチパネルディスプレイで１つの接触点が検出された場合に、その接触点が接触部によるものなのかユーザの指等によるものなのか区別が付き難く、非常停止スイッチの装着の有無の判定が正確に行い難い。これに対し、本構成の非常停止スイッチは、接触部を少なくとも２つ備えている。これによれば、非常停止スイッチが携帯端末に装着されているか否かを判定する際の判定条件として、接触部の数及びその相対的な位置関係を条件に含めることができる。そのため、タッチパネルディスプレイで接触点が検出された場合に、その接触点が接触部によるものなのかユーザの指等によるものなのか区別が付き易くなり、その結果、非常停止スイッチの装着の有無の判定の信頼性を向上させることができる。

（請求項２）
ここで、ユーザがタッチパネルディスプレイを用いて教示操作を行う場合、１本の指で行うことが多い。そのため、接触部の数を増やすほど、ユーザがその接触部と同一の数及び位置関係で操作を行う可能性を低くすることができるため、タッチパネルディスプレイで検出された接触点が、接触部によるものなのか、ユーザの操作等によるものなのかの区別がし易くなる。したがって、接触部の数を増やすことで、ユーザのタッチ操作や接触部以外の物体が接触したことによる誤検出の可能性を減らすことができ、その結果、非常停止スイッチが携帯端末に装着されているか否かの判定の信頼性を向上させることができる。

しかしながら、携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイにおいて、同時に検出可能な接触点の数には限りがある。特にスマートフォンのようにタッチパネルディスプレイの面積が比較的小さいものにおいては、片手での操作が想定されていることから、通常、同時に検出可能な接触点数は５点である。そのため、接触部の数をむやみに増やし過ぎると、ユーザの操作の余地が無くなる。

そこで、本構成による非常停止スイッチは、接触部を３つ備えている。これによれば、ユーザの操作に使用可能な接触点の数を少なくとも２つ残すことができ、その結果、携帯端末に対するユーザの操作の余地を十分に残しつつ、非常停止スイッチが携帯端末に装着されているか否かの判定の信頼性の向上を図ることができる。

（請求項３）
請求項３に記載のロボットシステムは、ロボットの駆動を制御するロボットコントローラと、前記ロボットコントローラと無線通信可能な携帯端末と、前記ロボットコントローラに有線接続されユーザの操作を受けて前記ロボットコントローラの制御を非常停止状態に切り替えるスイッチ本体部と、前記携帯端末に対して前記スイッチ本体部を着脱可能に取り付ける取付部と、前記取付部を前記携帯端末に取り付けた場合に前記携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置に設けられた少なくとも２つの接触部と、を有する非常停止スイッチと、を備える。

前記携帯端末は、前記タッチパネルディスプレイに対する物体の接触を検出し、その物体の接触点の数及び位置関係が、前記接触部の数及び位置関係と同一であることを条件に含む予め設定された判定条件を満たさない場合には前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていないと判定し、前記判定条件を満たす場合には前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていると判定する装着判定処理部、を有する。前記ロボットコントローラは、前記装着判定処理部において前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていないと判定された場合には前記携帯端末からの操作に基づく前記ロボットの駆動を許可せず、前記装着判定処理部において前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていると判定された場合には前記携帯端末からの操作に基づく前記ロボットの駆動を許可する許可判断処理部、を有する。

これによれば、上述した非常停止スイッチを、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末と組み合わせてロボットシステムを構成することができる。すなわち、非常停止スイッチが携帯端末に装着されていない場合、携帯端末のタッチパネルディスプレイにおいて判定条件を満たす接触は通常は検出されない。この場合、携帯端末の装着判定処理部において非常停止スイッチが携帯端末に装着されていないと判定されるため、ユーザは、携帯端末を操作してロボットを駆動させることができない。

一方、非常停止スイッチが携帯端末に装着されている場合、携帯端末のタッチパネルディスプレイにおいて判定条件を満たす接触が検出される。すると、携帯端末の装着判定処理部において非常停止スイッチが携帯端末に装着されたと判定され、これによりユーザは、携帯端末を操作してロボットを駆動させることができるようになる。したがって、本構成によれば、スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末をロボットの操作装置として使用するときにその携帯端末に確実に非常停止スイッチが装着されているようにすることができ、その結果、教示操作における安全性を確保することができる。

（請求項４）
請求項４に記載のロボットシステムは、前記判定条件において、前記接触点の数及び前記接触部の数は３に設定されている。これによれば、上述した請求項２に記載の非常停止スイッチを、ロボットシステムに適用することができる。すなわち、これによれば、上述したようにユーザの操作に使用可能な接触点の数を少なくとも２つ残すことができ、その結果、携帯端末に対するユーザの操作の余地を十分に残しつつ、非常停止スイッチが携帯端末に装着されているか否かの判定の信頼性の向上を図ることができる。

（請求項５）
請求項５に記載のロボットシステムにおいて、前記判定条件は、前記接触点の接触面積に関する条件又は前記接触点の接触時間に関する条件のうち少なくともいずれか１つを更に含んでいる。すなわち、上述したように、非常停止スイッチが携帯端末に装着されているか否かの判定の信頼性は、接触部の数を増やすことで向上させることができる。しかし、接触部の数は、上述したようなタッチパネルディスプレイの検出点数の事情により、むやみに増やすことは適切ではない。

一方、本構成によれば、前記判定条件は、前記接触点の接触面積又は前記接触点の接触時間のうち少なくともいずれか１つを更に含んでいる。これによれば、接触部の数つまり判定に用いる接触点の数を増やすことなく、ユーザのタッチ操作や接触部以外の物体が接触したことによる誤検出の可能性を減らして上記判定の信頼性の向上を図ることができる。

第１実施形態によるロボットシステムの概略構成の一例を示す図 第１実施形態による非常停止スイッチの一例を示す斜視図 第１実施形態による非常停止スイッチの一例を示すもので、取付部の一部を取り外して接触部の周辺を示す斜視図 第１実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示すもので、取付部の一部を破断して示す斜視図 第１実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示すもので、携帯端末のタッチパネルディスプレイ側から見た斜視図 第１実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示すもので、接触部の周辺を拡大して示す図 第１実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示す断面図 第１実施形態のロボットシステムにおける判定条件の一例を示す図 第１実施形態によるロボットシステムについて、ロボットコントローラで実行される制御内容の一例を示すフローチャート 第１実施形態によるロボットシステムについて、携帯端末で実行される制御内容の一例を示すフローチャート 第２実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示すもので、接触部の周辺を拡大して示す図 第２実施形態のロボットシステムにおける判定条件の一例を示す図 第３実施形態について、非常停止スイッチを携帯端末に装着した状態の一例を示すもので、接触部の周辺を拡大して示す図 第３実施形態のロボットシステムにおける判定条件の一例を示す図 その他の実施形態による非常停止スイッチの一例を示すもので、取付部の一部を取り外して接触部の周辺を示す斜視図

以下、複数の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第１実施形態）
以下では、第１実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
［ロボットシステムの構成の概要］
まず、図１に示すロボットシステム１の構成の概要について説明する。図１に示すロボットシステム１は、ロボット１０、ロボットコントローラ２０、携帯端末３０、及び非常停止スイッチ４０を備えている。ロボット１０は、例えば水平４軸型や垂直６軸型の多関節型ロボットなどである。なお、ロボット１０は、ユーザの教示操作を実行可能なロボットであれば、上述したものに限られない。

ロボットコントローラ２０は、携帯端末３０からの指令を受けて、又は予め記憶されたプログラムに基づいて、ロボット１０の駆動を制御する。ロボットコントローラ２０は、例えば接続ケーブルを介してロボット１０に接続されている。携帯端末３０は、スマートフォンやタブレット装置などの高機能携帯端末であり、タッチパネルディスプレイ３１を備えている。携帯端末３０は、ロボット１０の教示操作以外にも用いることができる汎用品で構成することができる。タッチパネルディスプレイ３１は、ユーザのタッチ操作つまり接触操作を検出するタッチパネル３１１と、画像等を表示する例えば液晶型のディスプレイ３１２とを重ねて構成したものである。

非常停止スイッチ４０は、汎用品である携帯端末３０をロボット１０の操作装置として用いるためものである。非常停止スイッチ４０は、ユーザの手動で始動可能な機械的スイッチであり、有線によってロボットコントローラ２０に接続されている。

［非常停止スイッチの構成］
次に、非常停止スイッチ４０の構成について説明する。
非常停止スイッチ４０は、図２〜図７にも示すように、スイッチ本体部４１と、取付部４２と、少なくとも２つの接触部４３と、を備えている。スイッチ本体部４１は、図１にも示すように、接続線４１１によってロボットコントローラ２０に有線接続されている。本実施形態の場合、ロボットコントローラ２０は、図１に示すようにコネクタ２０１を備えている。そして、スイッチ本体部４１の接続線４１１は、コネクタ２０１を介してロボットコントローラ２０に着脱可能に取り付けられている。

なお、コネクタ２０１は、スイッチ本体部４１側に設けられていても良い。また、スイッチ本体部４１は、必ずしもロボットコントローラ２０に着脱可能に構成されている必要はない。例えば接続線４１１は、スイッチ本体部４１及びロボットコントローラ２０に取り外し不可能に構成されていても良い。

スイッチ本体部４１は、例えば押しボタン式のスイッチであり、ユーザの押圧操作を受けてロボットコントローラ２０の制御を非常停止状態に切り替える機能を有する。本実施形態の場合、スイッチ本体部４１は、図１に示すようにＮＣ接点であり、常時は回路を閉じており、操作時つまり押圧操作を受けた際には回路を開く構成である。

ロボットコントローラ２０は、スイッチ本体部４１に対して安全状態を示す信号を常時出力し、その信号が戻って来ている場合には、非常停止スイッチ４０が操作されておらず安全な状態であると判断する。そして、ロボットコントローラ２０は、非常停止スイッチ４０が操作されておらず安全な状態であると判断しているときには、ロボット１０に対する駆動制御を行うことができる。一方、スイッチ本体部４１に対して出力した安全状態を示す信号を出力が戻って来ない場合、ロボットコントローラ２０は、非常停止スイッチ４０が操作されて回路が遮断されたと判断する。そして、ロボットコントローラ２０は、ロボット１０に対する制御を非常停止状態に切り替えて、ロボット１０を非常停止させるとともにロボット１０の駆動を禁止する。

取付部４２は、図４及び図５に示すように、携帯端末３０に対してスイッチ本体部４１を着脱可能に取り付ける機能を有している。本実施形態の場合、取付部４２は、携帯端末３０を両側面から挟持可能なクリップ形状に構成されている。ユーザは、スイッチ本体部４１がタッチパネルディスプレイ３１側つまりユーザ側に位置するように、取付部４２を携帯端末３０に装着する。

接触部４３は、取付部４２を携帯端末３０に取り付けた場合に携帯端末３０が備えるタッチパネルディスプレイ３１に接触する位置に設けられている。この場合、接触部４３は、クリップ形状を構成する取付部４２の内側に設けられており、タッチパネルディスプレイ３１側へ向かって突出している。この場合、接触部４３は、図６に示すように、取付部４２を携帯端末３０に取り付けた場合においてタッチパネルディスプレイ３１の領域内に位置する。また、本実施形態の場合、接触部４３は、例えば円柱状であって、取付部４２と一体に形成されている。なお、接触部４３は、例えば先端部が半球状に形成されていても良い。

接触部４３の材料は、タッチパネル３１１の検出方式に応じて変更することができる。例えばタッチパネル３１１の検出方式が静電容量方式である場合、接触部４３は、導電性を有する材料で構成される。この場合、接触部４３は、図示しない導線を介してロボットコントローラ２０の筐体等にアースされている。また、タッチパネル３１１の検出方式が、抵抗膜式、超音波表面弾性波方式、又は光学方式である場合、接触部４３は、導電性を有する材料に限られず、導電性を有さない材料つまり非導電性材料で構成することもできる。

本実施形態の場合、非常停止スイッチ４０は、接触部４３を３つ有している。この場合、各接触部４３の先端部分の面積つまりタッチパネル３１１に対する接触面積は、同一の面積Ａに設定されている。また、各接触部４３間の距離は、図６に示すように例えばそれぞれ距離Ｌに設定さており、正三角形の頂点となるように配置されている。なお、各接触部４３の数、接触面積、及び位置関係は、上述したものに限られない。

［ロボットシステムの詳細］
次に、ロボットシステム１について更に詳細に説明する。
図１に示すように、ロボットシステム１を構成する携帯端末３０は、タッチパネル３１１及びディスプレイ３１２を有するタッチパネルディスプレイ３１の他、装着判定処理部３２、送信処理部３３、及び端末制御部３４を有している。タッチパネルディスプレイ３１は、ユーザの入力操作を検出するとともに、ユーザに対して各種情報を表示するものであって、板状の携帯端末３０の一方側の面、又は両側の面に設けられている。

装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触が、予め設定された判定条件を満たすか否かによって、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かを判定する処理を行う。判定条件は、例えば予め携帯端末３０の図示しない記憶領域に登録されたものである。判定条件は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触点の数及び相対的な位置関係が、接触部４３の数及び相対的な位置関係と同一であることを条件に含んでいる。

本実施形態の場合、接触部４３は３つであり、各接触部４３の位置関係は、相互に距離Ｌ離間している。すなわち、各接触部４３の相対的な位置関係は、例えば一辺の長さがＬの正三角形の頂点となっている。この場合、判定条件は、図８に示すように、接触点の数を第１条件とし、接触点の相互の位置関係を第２条件としている。そして判定条件は、第１条件としてタッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触点の数が３点であることであり、かつ第２条件としてその接触点の相互の距離が距離Ｌであることである。

なお、各接触部４３の位置関係を正三角形の頂点とした理由は、ユーザが指でタッチし難い又はタッチされる可能性の低い配置とすることで、ユーザの指によって各接触部４３の配置関係が再現される可能性を極力減らすためである。しかしながら、各接触部４３の位置関係は、上述した正三角形の頂点に限られず、例えば各辺の長さが異なる三角形の頂点に配置されていても良い。

装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された接触点が、上述した判定条件を満たす場合、つまり接触点の数が３であることにより第１条件を満たし、かつその接触点が相互の距離がＬであることにより第２条件を満たす場合には、その接触点が接触部４３によるものと判断する。これにより、装着判定処理部３２は、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定する。一方、装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１で接触点を検出しない場合、又は接触点を検出してもその接触点が上述した判定条件つまり上記第１条件及び第２条件の両方を満たさない場合、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定する。

送信処理部３３は、装着判定処理部３２における判定結果、つまり非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かを、携帯端末３０に内蔵する通信機器を用いてロボットコントローラ２０に無線通信により送信する機能を有する。例えば装着判定処理部３２において、非常停止スイッチ４０が装着されていると判定された場合、送信処理部３３は、ロボットコントローラ２０に対して装着有り信号を送信する。また、装着判定処理部３２において、非常停止スイッチ４０が装着されていないと判定された場合、送信処理部３３は、ロボットコントローラ２０に対して装着無し信号を送信する。

これらタッチパネルディスプレイ３１による接触の検出処理、装着判定処理部３２による装着判定処理、及び送信処理部３３による判定結果の送信処理は、一定周期で繰り返して実行される。

図１に示す端末制御部３４は、携帯端末３０全体の制御を司っている。端末制御部３４は、例えば図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶領域を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。タッチパネルディスプレイ３１は、端末制御部３４に接続されており、端末制御部３４によって制御される。

また、端末制御部３４の図示しない記憶領域は、汎用品である携帯端末３０をロボットシステム１に適用させるためのロボットシステム用のプログラムを記憶している。そして、端末制御部３４は、図示しないＣＰＵにおいてロボットシステム用のプログラムを実行することにより、装着判定処理部３２及び送信処理部３３をソフトウェアによって仮想的に実現する。

ロボットコントローラ２０は、図１に示すように、駆動回路部２１、停止判断処理部２２、許可判断処理部２３、及びシステム制御部２４を有している。駆動回路部２１は、携帯端末３０からの操作に基づき、又は予め記憶しているプログラムに基づき、ロボット１０の駆動を制御する機能を有する。

停止判断処理部２２は、スイッチ本体部４１に対して安全状態を示す信号を出力するとともに、スイッチ本体部４１から戻ってくる信号を監視する。そして、停止判断処理部２２は、スイッチ本体部４１から戻ってくる信号の有無によって、非常停止スイッチ４０の操作状態を判断し、ロボットコントローラ２０の制御状態を切り替える。すなわち、停止判断処理部２２は、スイッチ本体部４１から信号が戻って来ている場合には、非常停止スイッチ４０が操作されておらず安全な状態であると判断する。一方、停止判断処理部２２は、スイッチ本体部４１から信号が戻って来ない場合には、非常停止スイッチ４０が操作されて回路が遮断されたと判断する。そして、非常停止スイッチ４０が操作された場合、停止判断処理部２２は、ロボット１０に対する制御を非常停止状態に切り替えてロボット１０の非常停止させる。

許可判断処理部２３は、携帯端末３０から装着無し信号を受信した場合、つまり装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定された場合には、携帯端末３０に非常停止の機能が備わっていないと判断し、携帯端末３０からの操作に基づくロボット１０の駆動を許可しない。つまり、この場合、ユーザは、携帯端末３０を操作してロボット１０を動作させることができない。

一方、許可判断処理部２３は、携帯端末３０から装着有り信号を受信した場合、つまり装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定された場合には、携帯端末３０に非常停止の機能が備っていると判断し、携帯端末３０からの操作に基づくロボット１０の操作を許可する。これにより、ユーザは、携帯端末３０を操作することでロボット１０を動作させることができる。

システム制御部２４は、ロボットコントローラ２０全体の制御を司っている。システム制御部２４は、例えば図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶領域を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。駆動回路部２１、停止判断処理部２２、及び許可判断処理部２３は、システム制御部２４に接続されており、システム制御部２４によって制御される。

また、システム制御部２４の図示しない記憶領域は、ロボットコントローラ２０をロボットシステム１に適用させるためのロボットシステム用のプログラムを記憶している。そして、システム制御部２４は、図示しないＣＰＵにおいてロボットシステム用のプログラムを実行することにより、停止判断処理部２２及び許可判断処理部２３をソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これら停止判断処理部２２及び許可判断処理部２３は、例えばシステム制御部２４と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。

［ロボットシステムの制御フロー］
次に、図９及び図１０も参照して、ロボットコントローラ２０及び携帯端末３０で実行される制御内容について説明する。
まず、携帯端末３０の端末制御部３４で実行される制御内容について、図９を参照して説明する。端末制御部３４は、ロボットシステム用のプログラムを実行すると（図９のスタート）、ステップＳ１１において、タッチパネル３１１に対する物体の接触を検出する処理を実行する。なお、本実施形態では、タッチパネル３１１に対して物体が接触した箇所を接触点と称する。

次に、端末制御部３４は、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で判定条件を満たす接触点の検出が有ったか否かを判断する。端末制御部３４は、判定条件を満たす接触点の検出が有った場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が正しく装着されていると判定する。そして、端末制御部３４は、ステップＳ１３へ処理を移行させ、送信処理部３３の処理によって装着有り信号をロボットコントローラ２０へ送信する。その後、端末制御部３４は、ステップＳ１１へ処理を戻し、ステップＳ１１以降の処理を再度実行する。

一方、端末制御部３４は、判定条件を満たす接触点の検出が無かった場合（ステップＳ１２でＮＯ）、携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が正しく装着されていないと判定する。そして、端末制御部３４は、ステップＳ１４へ処理を移行させ、送信処理部３３の処理によって装着無し信号をロボットコントローラ２０へ送信する。その後、端末制御部３４は、ステップＳ１５において、携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が正しく装着されていない旨の警告情報を例えばディスプレイ３１２に表示する。これにより、携帯端末３０は、ユーザに対して警告情報を報知する。その後、端末制御部３４は、ステップＳ１１へ処理を戻し、ステップＳ１１以降の処理を再度実行する。なお、端末制御部３４は、上記処理内容を所定のサイクルで繰り返す。

次に、ロボットコントローラ２０のシステム制御部２４で実行される制御内容について、図１０を参照して説明する。システム制御部２４は、ロボットシステム用のプログラムを実行すると（図１０のスタート）、まずステップＳ２１において、携帯端末３０から装着有り信号を受信したか否かを判断する。システム制御部２４は、携帯端末３０から装着有りの信号を受信していない場合、つまり携帯端末３０から装着無しの信号を受信した場合（ステップＳ２１でＮＯ）、携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が正常に装着されていないと判断する。そして、システム制御部２４は、ステップＳ２２へ処理を移行させ、携帯端末３０の操作に基づくロボット１０の動作を禁止する。そして、システム制御部２４は、ステップＳ２２へ処理を戻し、ステップＳ２１以降の処理を再度実行する。

一方、システム制御部２４は、携帯端末３０から装着有り信号を受信した場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が正常に装着されていると判断する。そして、システム制御部２４は、ステップＳ２３へ処理を移行させて、携帯端末３０の操作に基づくロボット１０の動作を許可する。これにより、ユーザは、携帯端末３０を操作してロボット１０の教示操作を行うことができる。そして、システム制御部２４は、ステップＳ２１へ処理を戻し、ステップＳ２１以降の処理を再度実行する。なお、システム制御部２４は、上記処理内容を所定のサイクルで繰り返す。

以上説明した実施形態によれば、非常停止スイッチ４０は、スイッチ本体部４１と、取付部４２と、少なくとも２つの接触部４３と、を備える。スイッチ本体部４１は、ロボット１０の駆動を制御するロボットコントローラ２０に有線接続されており、ユーザの操作を受けてロボットコントローラ２０の制御を非常停止状態に切り替える。取付部４２は、ユーザの操作を受け付ける携帯端末３０に対してスイッチ本体部４１を着脱可能に取り付ける。接触部４３は、取付部４２を携帯端末３０に取り付けた場合に携帯端末３０が備えるタッチパネルディスプレイ３１に接触する位置に設けられている。

これによれば、ユーザは、取付部４２によって、非常停止スイッチ４０のスイッチ本体部４１をスマートフォンやタブレット端末等の携帯端末３０に着脱可能に容易に取り付けることができる。そして、取付部４２を携帯端末３０に取り付けた場合、携帯端末３０が備えるタッチパネルディスプレイ３１に接触する位置には、少なくとも２つの接触部４３が位置する。これにより、携帯端末３０は、タッチパネルディスプレイ３１に対する接触部４３の接触の有無を検出することで、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に正しく装着されているか否かを検出することができる。

この場合、ロボットコントローラ２０は、例えば携帯端末３０のタッチパネルディスプレイ３１において接触部４３の数及び位置関係と同一の数及び位置関係の接触を検出しない場合には非常停止スイッチ４０が装着されていないと判断し、携帯端末３０の操作に基づくロボット１０の駆動を禁止すれば良い。また、ロボットコントローラ２０は、携帯端末３０のタッチパネルディスプレイ３１１において接触部４３の数及び位置関係と同一の数及び位置関係の接触を検出した場合には非常停止スイッチ４０が装着されていると判断し、携帯端末３０の操作に基づくロボット１０の駆動を許可すれば良い。このように、本実施形態によれば、スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末３０をロボット１０の操作装置として使用する場合に、その携帯端末３０に非常停止スイッチ４０が確実に装着されているようにすることができる。

ここで、例えば接触部４３の数が１つだけであると、他の接触部が存在しないため、当然ながら他の接触部に対する相対的な位置関係が定まらない。そのため、接触部の数が１つだけであると、タッチパネルディスプレイ３１で１つの接触点が検出された場合に、その接触点が接触部４３によるものなのかユーザの指等によるものなのか区別が付き難く、非常停止スイッチの装着の有無の判定が正確に行い難い。これに対し、本構成の非常停止スイッチ４０は、接触部４３を少なくとも２つ備えている。これによれば、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かを判定する際の判定条件として、接触部４３の数及びその相対的な位置関係を条件に含めることができる。そのため、タッチパネルディスプレイ３１で接触点が検出された場合に、その接触点が接触部４３によるものなのかユーザの指等によるものなか区別が付き易くなり、その結果、非常停止スイッチ４０の装着の有無の判定の信頼性を向上させることができる。

ここで、ユーザがタッチパネルディスプレイを用いて教示操作を行う場合、１本の指で行うことが多い。そのため、接触部４３の数を増やすほど、ユーザがその接触部４３と同一の数及び位置関係で操作を行う可能性を低くすることができるため、携帯端末３０のタッチパネルディスプレイ３１で検出された接触点が、接触部４３によるものなのか、ユーザの操作等によるものなのかの区別がし易くなる。したがって、接触部４３の数を増やすことで、ユーザのタッチ操作や接触部以外の物体が接触したことによる誤検出の可能性を減らすことができ、その結果、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かの判定の信頼性を向上させることができる。

しかしながら、携帯端末３０が備えるタッチパネルディスプレイ３１において、同時に検出可能な接触点の数には限りがある。特にスマートフォンのようにタッチパネルディスプレイ３１１の面積が比較的小さいものにおいては、片手での操作を想定していることから、通常、同時に検出可能な接触点数は５点である。そのため、接触部４３の数をむやみに増やし過ぎると、ユーザの操作の余地が無くなる。

そこで、本構成による非常停止スイッチ４０は、接触部４３を３つ備えている。これによれば、ユーザの操作に使用可能な接触点の数を少なくとも２つ残すことができ、その結果、携帯端末３０に対するユーザの操作の余地を十分に残しつつ、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かの判定の信頼性の向上を図ることができる。

本実施形態のロボットシステム１は、ロボット１０の駆動を制御するロボットコントローラ２０と、ロボットコントローラ２０と無線通信可能な携帯端末３０と、非常停止スイッチ４０と、を備える。非常停止スイッチ４０は、スイッチ本体部４１と、取付部４２と、少なくとも２つの接触部４３と、を有する。スイッチ本体部４１は、ロボットコントローラ２０に有線接続されユーザの操作を受けてロボットコントローラ２０の制御を非常停止状態に切り替える。取付部４２は、携帯端末３０に対してスイッチ本体部４１を着脱可能に取り付ける。接触部４３は、取付部４２を携帯端末３０に取り付けた場合に携帯端末３０が備えるタッチパネルディスプレイ３１に接触する位置に設けられている。

携帯端末３０は、装着判定処理部３２を有する。装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１に対する物体の接触を検出し、検出された物体の接触点が予め設定された判定条件を満たさない場合には非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定し、判定条件を満たす場合には非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定する。判定条件は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触点の数及び位置関係が、接触部４３の数及び位置関係と同一であることを条件に含む

そして、ロボットコントローラ２０は、許可判断処理部２３を有する。許可判断処理部２３は、装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定された場合には携帯端末３０からの操作に基づくロボット１０の駆動を許可しない。また、許可判断処理部２３は、装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定された場合には携帯端末３０からの操作に基づくロボット１０の駆動を許可する。

これによれば、上述した非常停止スイッチ４０を、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末３０と組み合わせてロボットシステム１を構成することができる。すなわち、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていない場合、携帯端末３０のタッチパネルディスプレイ３１において判定条件を満たす接触は通常は検出されない。この場合、携帯端末３０の装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定されるため、ユーザは、携帯端末３０を操作してロボット１０を駆動させることができない。

一方、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されている場合、携帯端末３０のタッチパネルディスプレイ３１において判定条件を満たす接触が検出される。すると、携帯端末３０の装着判定処理部３２において非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されたと判定され、これによりユーザは、携帯端末３０を操作してロボット１０を駆動させることができるようになる。したがって、この実施形態によれば、スマートフォンやタブレット装置等の携帯端末３０をロボット１０の操作装置として使用するときにその携帯端末３０に確実に非常停止スイッチ４０が装着されているようにすることができ、その結果、教示操作における安全性を確保することができる。

そして、ロボットシステム１は、上述した判定条件において、タッチパネルディスプレイ３１に対する接触点の数、及び接触部４３の数は、いずれも３に設定されている。これによれば、上述した請求項２に記載の非常停止スイッチを、ロボットシステムに適用することができる。すなわち、これによれば、上述したようにユーザの操作に使用可能な接触点の数を少なくとも２つ残すことができ、その結果、携帯端末３０に対するユーザの操作の余地を十分に残しつつ、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されているか否かの判定の信頼性の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。
本実施形態において、装着判定処理部３２における判定条件は、図１２に示すように、第３条件として接触部４３の接触面積に関する条件を更に含んでいる。すなわち、本実施形態において、非常停止スイッチ４０は、図１１に示すように、例えば２つの接触部４３１、４３２を有している。この２つの接触部４３１、４３２は、タッチパネルディスプレイ３１に対する接触面積が異なっている。本実施形態の場合、接触部４３２の接触面積Ａ２は、接触部４３１の接触面積Ａ１よりも大きい。

そして、判定条件は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触点の数及び接触点の位置関係が接触部４３の数及び位置関係と同一であり、かつその各接触点の面積が各接触部４３の面積と同一であることを条件としている。すなわち、本実施形態において、判定条件は、図１２に示すように、接触点の数が２点であることを第１条件とし、２つの接触点間の距離が距離Ｌであることを第２条件とし、更に２つの接触面積がそれぞれＡ１、Ａ２であることを第３条件としている。

この場合、装着判定処理部３２は、上記した第１条件、第２条件、及び第３条件を全て満たす場合、つまりタッチパネルディスプレイ３１で検出された接触点の数が２でかつその接触点の距離が距離Ｌであり、かつ、各接触点の面積がそれぞれ接触部４３１、４３２の接触面積Ａ１、Ａ２と同一である場合に、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定する。一方、装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１で接触点を検出しない場合、又は接触点を検出してもその接触点が上述した判定条件を満たさない場合、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定する。

これによれば、接触部４３の数つまり接触点の数をむやみに増やすことなく、ユーザのタッチ操作や接触部４３以外の物体が接触したことによる誤検出の可能性を減らして装着判定処理部３２における判定の信頼性の向上を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。
本実施形態において、装着判定処理部３２における判定条件は、図１４に示すように、第３条件として各接触点の接触時間に関する条件を更に含んでいる。すなわち、本実施形態において、非常停止スイッチ４０は、図１３に示すように、例えば２つの接触部４３を有している。この２つの接触部４３は、タッチパネルディスプレイ３１に対する接触面積が同一でも異なっていても良い。

そして、判定条件は、タッチパネルディスプレイ３１で検出された物体の接触点の数及び接触点の位置関係が接触部４３の数及び位置関係と同一であり、かつその各接触点の接触時間が所定期間Ｔ秒以上維持されていることを条件としている。すなわち、本実施形態において、判定条件は、図１４に示すように、接触点の数が２点であることを第１条件とし、２つの接触点間の距離が距離Ｌであることを第２条件とし、更に２つの接触点の検出がＴ秒以上継続して検出されたことを第３条件としている。

この場合、装着判定処理部３２は、上記した第１条件、第２条件、及び第３条件を全て満たす場合、つまりタッチパネルディスプレイ３１で検出された接触点の数が２でかつその接触点の距離が距離Ｌであり、かつ、接触点の検出時間がＴ秒以上継続している場合に、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていると判定する。一方、装着判定処理部３２は、タッチパネルディスプレイ３１で接触点を検出しない場合、又は接触点を検出してもその接触点が上述した判定条件を満たさない場合、非常停止スイッチ４０が携帯端末３０に装着されていないと判定する。

これによっても、上記第２実施形態と同様に、接触部４３の数つまり接触点の数をむやみに増やすことなく、ユーザのタッチ操作や接触部４３以外の物体が接触したことによる誤検出の可能性を減らして装着判定処理部３２における判定の信頼性の向上を図ることができる。

（他の実施形態）
接触部４３は、タッチパネル３１１が接触部４３の接触と取付部４２の接触とを区別できれば、取付部４２から突出していない構成、つまり取付部４２のタッチパネルディスプレイ３１側面から露出した状態で取付部４２に埋め込まれている構成でも良い。すなわち、例えばタッチパネル３１１の検出方式が静電容量方式である場合、接触部４３をアースされた導電性の材料で構成するとともに、取付部４２を非導電性の材料で構成する。これにより、図１５に示すように、各接触部４３が取付部４２から突出していない構成、つまり接触部４３と、取付部４２のうち接触部４３が設けられた部分とを、平坦な面にすることができる。

これによれば、取付部４２は、接触部４３を含むタッチパネルディスプレイ３１側の全体の面でタッチパネルディスプレイ３１に接触する。このため、接触部４３が取付部４２から突出している場合に比べて、タッチパネルディスプレイ３１との接触面積を大きく確保することができる。これにより、タッチパネルディスプレイ３１に対して局所的に押圧負荷がかかることを防ぎ、その結果、タッチパネルディスプレイ３１に対する負荷を軽減することができる。

なお、各実施形態を相互に組み合わせて構成しても良い。例えば第１実施形態のように接触部４３の個数を３つとし、更に判定条件に、第２実施形態における接触面積と、第３実施形態における接触時間とを、含ませても良い。
また、第１実施形態において、３つの接触部４３の間隔は、等間隔でなくても良い。
上記説明した各実施形態は、上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

図面中、１はロボットシステム、１０はロボット、２０はロボットコントローラ、２３は許可判断処理部、３０は携帯端末、３１はタッチパネルディスプレイ、３２は装着判定処理部、４０は非常停止スイッチ、４１はスイッチ本体部、４２は取付部、４３は接触部、を示す。

Claims (5)

1. ロボットの駆動を制御するロボットコントローラに有線接続されユーザの操作を受けて前記ロボットコントローラの制御を非常停止状態に切り替えるスイッチ本体部と、
   ユーザの操作を受け付ける携帯端末に対して前記スイッチ本体部を着脱可能に取り付ける取付部と、
   前記取付部を前記携帯端末に取り付けた場合に前記携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置に設けられた少なくとも２つの接触部と、
   を備える非常停止スイッチ。
2. 前記接触部を３つ備えている、
   請求項１に記載の非常停止スイッチ。
3. ロボットの駆動を制御するロボットコントローラと、
   前記ロボットコントローラと無線通信可能な携帯端末と、
   前記ロボットコントローラに有線接続されユーザの操作を受けて前記ロボットコントローラの制御を非常停止状態に切り替えるスイッチ本体部と、前記携帯端末に対して前記スイッチ本体部を着脱可能に取り付ける取付部と、前記取付部を前記携帯端末に取り付けた場合に前記携帯端末が備えるタッチパネルディスプレイに接触する位置に設けられた少なくとも２つの接触部と、を有する非常停止スイッチと、を備え、
   前記携帯端末は、前記タッチパネルディスプレイに対する物体の接触を検出し、その物体の接触点の数及び位置関係が、前記接触部の数及び位置関係と同一であることを条件に含む予め設定された判定条件を満たさない場合には前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていないと判定し、前記判定条件を満たす場合には前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていると判定する装着判定処理部、を有し、
   前記ロボットコントローラは、前記装着判定処理部において前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていないと判定された場合には前記携帯端末からの操作に基づく前記ロボットの駆動を許可せず、前記装着判定処理部において前記非常停止スイッチが前記携帯端末に装着されていると判定された場合には前記携帯端末からの操作に基づく前記ロボットの駆動を許可する許可判断処理部、を有する、
   ロボットシステム。
4. 前記判定条件において、前記接触点の数及び前記接触部の数は３に設定されている、
   請求項３に記載のロボットシステム。
5. 前記判定条件は、前記接触点の接触面積に関する条件又は前記接触点の接触時間に関する条件のうち少なくともいずれか１つを更に含んでいる、
   請求項３又は４に記載のロボットシステム。

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