JP6677399B1 - 操作装置、操作方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】古い製造設備等に設けられた操作盤自体を新しいものに取り替えることや改造することなく、操作盤における複数の操作スイッチを操作すること及びその操作盤の操作状態を記憶することが可能にする。【解決手段】操作装置１は、既存設備の操作盤に装着した状態で、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する複数の操作部１ａと、上記複数の操作スイッチの状態を判定する判定部１ｂと、記憶部１ｃと、を備える。記憶部１ｃは、判定部１ｂで判定された上記複数の操作スイッチの状態を記憶する。操作装置１は、操作指示を受けた場合、判定部１ｂが上記複数の操作スイッチの状態を判定して記憶部１ｃが判定部１ｂで判定された状態を記憶する。操作装置１は、操作指示を受けた場合、上記複数の操作部１ａが上記複数の操作スイッチを操作する。【選択図】図１

Description

本開示は、操作装置、操作方法、及びプログラムに関する。

近年、ＩｏＴ（Internet Of Things）化が進んでおり、工場内の古い製造設備（生産設備）についてもＩｏＴ化の要望がある。しかしながら、古い製造設備には情報蓄積機能や通信機能を有しないものがあり、上記要望に応えるためには、それらの機能を有するように、設備の改造又は新しい設備への更新（置き換え）が必要となる。そして、このような改造や更新を実施しようとすると、コストが嵩むため、工場のＩｏＴ化やＩＴ（Information Technology）化の障害となる。

特許文献１には、工作機械を操作する操作スイッチを有する操作パネル部に着脱可能であって、その操作スイッチの状態と工作機械の内部情報を一致させることが可能な遠隔操作装置が記載されている。特許文献１に記載の遠隔操作装置は、操作パネル部の操作面に装着するパネル装着手段と、操作スイッチを操作する操作部と、操作部を操作パネル部に対向して移動する送りユニットと、操作指示に基づき、操作部及び送りユニットを制御する制御部と、を備える。ここで、上記のパネル装着手段には、操作部、送りユニット、及び制御部が設けられている。

特開２０１２−０８４１１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の遠隔操作装置では、操作部におけるＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を制御することによって１つの操作スイッチを遠隔操作することしかできず、また、その操作状態を記憶することができない。

よって、古い製造設備等に設けられた操作盤自体の取り替え及び改造を伴わずに、その操作盤における複数の操作スイッチを操作できるようにし、且つその操作状態を記憶できるようにする技術が望まれる。

本開示の目的は、上記課題を解決するための操作装置、操作方法、及びプログラムを提供することにある。上記課題は、古い製造設備等に設けられた操作盤自体を新しいものに取り替えることや改造することなく、操作盤における複数の操作スイッチを操作すること及びその操作盤の操作状態を記憶することを可能にすることにある。

本開示の第１の態様に係る操作装置は、既存設備の操作盤に装着した状態で、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する複数の操作部と、前記複数の操作スイッチの状態を判定する判定部と、前記判定部で判定された前記複数の操作スイッチの状態を記憶する記憶部と、を備え、操作指示を受けた場合、前記判定部が前記複数の操作スイッチの状態を判定して前記記憶部が前記判定部で判定された状態を記憶し、操作指示を受けた場合、前記複数の操作部が前記複数の操作スイッチを操作する、ものである。

本開示の第２の態様に係る操作方法は、既存設備の操作盤に装着した、複数の操作部を備えた操作装置により、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する操作方法であって、操作指示を受けた場合、前記操作装置が、前記複数の操作スイッチの状態を判定し、判定した前記複数の操作スイッチの状態を記憶するステップと、操作指示を受けた場合、前記複数の操作部が前記複数の操作スイッチの操作を実行するステップと、を備える、ものである。

本開示の第３の態様に係るプログラムは、既存設備の操作盤に装着した、複数の操作部を備えた操作装置の制御コンピュータに、操作指示を受けた場合、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチの状態を判定し、判定した前記複数の操作スイッチの状態を記憶するステップと、操作指示を受けた場合、前記複数の操作部に前記複数の操作スイッチの操作を実行させるステップと、を実行させるためのプログラムである。

本開示により、上記課題を解決する操作装置、操作方法、及びプログラムを提供することができる。即ち、本開示によれば、古い製造設備等に設けられた操作盤自体を新しいものに取り替えることや改造することなく、操作盤における複数の操作スイッチを操作すること及びその操作盤の操作状態を記憶することが可能になる。

実施形態１に係る操作装置の一構成例を示すブロック図である。 実施形態２に係る操作装置の一構成例を示す模式図である。 図２の操作装置を操作盤に取り付ける様子の一例を示す模式図である。 実施形態２に係る操作装置における複数の操作部の配置の一例を示す図である。 実施形態２に係る操作装置における複数の操作部の配置の他の例を示す図である。 実施形態２に係る操作装置の一構成例を示すブロック図である。 実施形態２に係る操作装置を用いた操作処理の一例を説明するためのフロー図である。 実施形態２に係る操作装置を用いた操作処理の他の例を説明するためのフロー図である。 実施形態２に係る操作装置の操作部による操作対象となる操作盤の操作スイッチの一例を示す側面図である。 実施形態２に係る操作装置の操作部による操作対象となる操作盤の操作スイッチの具体例を示す側面図である。 実施形態２に係る操作装置の操作部による操作対象となる操作盤の操作スイッチの具体例を示す側面図である。 実施形態２に係る操作装置の操作部による操作対象となる操作盤の操作スイッチの具体例を示す側面図である。 操作装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付して重複する説明は省略されることがある。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る操作装置の一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係る操作装置１は、既存設備の操作盤に装着した状態で使用される装置であり、複数の操作部１ａを備えるとともに、判定部１ｂ及び記憶部１ｃを備える。上記操作盤は、複数の操作スイッチを有するものとする。この操作スイッチは、操作部１ａによる操作対象のスイッチ（被操作対象スイッチ）となる。

そして、複数の操作部１ａは、既存設備の操作盤に装着した状態で、その操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する。なお、既存設備の操作盤に装着した状態とは、上記複数の操作部を操作盤に装着した状態を指し、上述したように操作装置１自体を操作盤に装着した状態を指すことができる。

判定部１ｂは、上記複数の操作スイッチの状態を判定する。状態とは、操作スイッチがどちらにスイッチングされているか（例えばＯＮ状態かＯＦＦ状態かなど）を示す状態とすることができる。記憶部１ｃは、判定部１ｂで判定された上記複数の操作スイッチの状態を記憶する。

そして、操作装置１は、操作指示を受けた場合、判定部１ｂが複数の操作スイッチの状態を判定して記憶部１ｃが判定部１ｂで判定された状態を記憶する。また、操作装置１は、操作指示を受けた場合、複数の操作部１ａが複数の操作スイッチの操作を実行する。この操作は、操作指示が示す内容の操作となる。

また、操作装置１は、操作指示を受けた場合、このような判定及び記憶と操作スイッチの操作との双方を実行することができる。この場合、操作を実行してから判定及び記憶の処理を実行することが最新の情報を記憶できる点で好ましいが、次回の操作指示受付時にまた記憶を行うことになるため、判定及び記憶の処理後に操作を実行してもよい。

本実施形態に係る操作装置１によれば、古い製造設備等に設けられた操作盤自体を新しいものに取り替えることや改造する必要がない。また、本実施形態に係る操作装置１によれば、操作盤における複数の操作スイッチを速やかに操作すること、同時に操作すること、及びその操作盤の操作状態を記憶することが可能になる。操作状態を記憶することで、その操作盤が設けられた工場などにおいて、ＩＴ化及びＩｏＴ化が実現できる。

＜実施形態２＞
実施形態２について、図２〜図１２を併せて参照しながら、実施形態１との相違点を中心に説明するが、実施形態１で説明した様々な例が適用できる。図２は、実施形態２に係る操作装置の一構成例を示す模式図で、図３は、図２の操作装置を操作盤に取り付ける様子の一例を示す模式図である。また、図４は、本実施形態に係る操作装置における複数の操作部の配置の一例を示す図で、図５は、その配置の他の例を示す図である。

図２に示すように、操作装置１０は、複数の操作部１１が本体部１５に配設されている。各操作部１１は、操作部１ａに相当する部位で、アクチュエータ１２、それにより可動する支柱部１３、及び支柱部１３の先端に取り付けられた圧力センサ１４を有することができる。なお、図２及び図３では便宜上、操作部１１及び本体部１５を一部で透過させた状態でそれらの外観を図示している。

アクチュエータ１２は、操作スイッチを押下する操作を行う。アクチュエータ１２は、例えば、その動力として或いはアクチュエータ１２自身として、モータを有することができ、モータにより操作スイッチに近づく方向に支柱部１３を移動させて、その操作スイッチを押下させることができる。つまり、アクチュエータ１２は直線的に駆動することによって操作スイッチを押下することができる。また、アクチュエータ１２は、操作スイッチから離れる方向に支柱部１３を移動させる動作を行うこともでき、結果として、操作スイッチの方向への往復動作が可能になっている。このように往復運動機能を有するアクチュエータのモータの例としては、電子制御された直線運動の駆動装置の例であるリニアモータなどが挙げられる。

例えば、図３に示すように、操作装置１０を被操作対象の操作盤２に取り付けることによって、操作盤２の任意の位置でアクチュエータ１２が操作スイッチを押下し、遠隔操作又は自動化を実現することができる。図３の例では、操作盤２の「１」を示す操作ボタン２０ａ、「２」を示す操作ボタン２０ｂ、「３」を示す操作ボタン２０ｃを、それぞれ圧力センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃが当接するようにアクチュエータ１２で押下させるように構成されている。なお、操作盤における操作スイッチの例として、図３では操作盤２の表面に設けた９つの操作ボタンを挙げたが、操作盤の形状や操作スイッチの数や種類や配置などはこれに限ったものではない。

また、図３で例示するように、操作部１１は、操作盤２に設けられた複数の操作スイッチのそれぞれに対向するように（対応するように）配設されることができる。但し、これに限らず、操作盤に設けられた複数の操作スイッチが同時に操作できるような数及び配置で操作部１１を配設しておけばよく、操作部１１の数が操作スイッチの数以上であればよい。なお、図３では、便宜上、操作装置１０を操作盤２と離間した状態で図示しているが、実際には、本体部１５が操作盤２に取り付けられている。

また、図２及び図３で例示したように、複数の操作部１１は実質的に格子状に配設すること、つまり複数のアクチュエータ１２は本体部１５に実質的に格子状に配設することができる。この格子状の面は、操作装置１０の操作盤への装着等を考慮して、操作盤に平行な面とすることができる。なお、複数の操作部１１のうち一部が格子状に配設されていなくてもよい。

図２及び図３で例示したアクチュエータ１２の配置は、正面から見ると、図４に示すような格子配置となる。図４に示す格子配置では、全てのアクチュエータ１２の配置を等間隔としたものであり、格子配置の各格子点にアクチュエータ１２が配置されることになる。また、図５に示すように、アクチュエータ１２は面心立方格子的な配置とすることもできる。また、図４及び図５のような配置以外の配置を行うこともでき、操作盤の操作スイッチの配置に応じた様々なバリエーションの配置を採用することができる。

各アクチュエータ１２の先端には圧力センサ１４が取り付けられており、適切な押圧で押下されるように、逐次圧力値が読み取られる。このように、圧力センサ１４は、操作部１１の操作スイッチに接触する側に設けられている。圧力センサ１４は、判定部１ｂを構成する要素の一例であり、操作スイッチの状態を判定するための情報を得るためのセンサの一例である。操作装置１０に設けられた記憶部（記憶部１ｃに相当）が各操作スイッチの情報としてこれらの圧力値又はそれを閾値処理した結果を記憶することができる。なお、判定部１ｂでの判定のためには、圧力センサ１４に限らず、赤外線センサ等の非接触式センサをはじめとして、他のセンサやカメラなどを利用することもできる。

次に、図６を参照しながら、操作装置１０の制御系の構成例について説明する。図６は、本実施形態に係る操作装置の一構成例を示すブロック図である。

図６に示すように、本実施形態に係る操作装置１０は、アクチュエータ１２及び圧力センサ１４と、それらを制御する制御装置１００と、を有することができる。ここで、アクチュエータ１２及び圧力センサ１４のセットは、複数配設されることとなる。

制御装置１００は、制御部１１０、モータドライバ１１１、ＡＤ（Analog Digital）コンバータ１１２、通信部１１３、及び記憶部１１４を有することができる。制御部１１０は、判定部１ｂの機能と、モータドライバ１１１等の制御を行うことで操作を実行させる機能と、を有することができる。

制御部１１０は、モータドライバ１１１の入出力、ＡＤコンバータ１１２の入力、通信部１１３の入出力、記憶部１１４の入出力を備えている。制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリ等の作業用メモリ、プログラムを記憶した不揮発性の記憶装置、他の素子などを含むことができる。ＣＰＵは、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）と称されるものであってもよい。また、制御部１１０は、集積回路（Integrated Circuit）によって実現することもできる。また、制御装置１００は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）などの集積回路で構成することもできる。

モータドライバ１１１は、アクチュエータ１２の制御を実現し、適切な押圧で操作スイッチを操作する。モータドライバ１１１は、アクチュエータ１２のそれぞれに対して設けておくことができる。ＡＤコンバータ１１２は、圧力センサ１４のアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部１１０に渡す。ＡＤコンバータ１１２は、圧力センサ１４のそれぞれに対して設けておくことができる。

通信部１１３は、ＰＣ（Personal Computer）などの外部装置（遠隔システム）との通信を行う有線又は無線の通信アダプタ（ネットワークアダプタ）等の通信インタフェースで構成することができる。実際にＩｏＴ化を実現するためには、外部装置による情報の収集も考慮することが望ましい。よって、操作装置１０は、外部装置に、記憶部１１４に記憶（蓄積）された状態を示す情報を送信する送信部を備えることが好ましく、通信部１１３はこの送信部の一例とすることができる。

圧力センサ１４は、定期的に（或いは制御部１１０からの指示に従い、或いはアクチュエータ１２の稼働時に）、圧力検知処理を実行することができる。圧力センサ１４は、その検知結果を、ＡＤコンバータ１１２を介して制御部１１０に渡す。制御部１１０は、この検知結果により、対応する操作スイッチの状態を判定することができる。

また、記憶部１１４は、記憶部１ｃに相当する記憶装置とすることができ、操作スイッチの状態を示す情報を含むデータを記憶する。このように操作装置１０は操作スイッチの状態を入力することができる。状態を示す情報は、操作スイッチを操作した制御時の制御情報及びログ情報とすることもできる。なお、この場合、圧力センサ１４で計測される圧力値は、アクチュエータ１２の制御にのみ用いることもできる。

また、記憶部１１４は、上記のプログラムを記憶するように構成することもできる。制御部１１０は、記憶部１１４に格納されたプログラムをロードする。そして、制御部１１０は、そのプログラムに従って、事前の操作スイッチ制御のタイムスケジュールに従い、各アクチュエータ１２に対応する圧力センサ１４の圧力値を動作停止用のパラメータとし、アクチュエータ１２を制御する。

アクチュエータ１２の制御にはモータドライバ１１１を用い、アクチュエータ１２の変量をフィードバックしつつ適切な移動量を実現する。具体的には、アクチュエータ１２は、操作スイッチを操作する場合、予め設定された圧力の閾値に達するまで駆動させればよい。なお、操作スイッチの操作後は、アクチュエータ１２をそのままにしておくこともできるが、押下前の状態に戻しておくこともできる。

上記タイムスケジュールに従ったアクチュエータ１２の制御で例示したように、操作指示は、日時又は時刻（例えば操作実行の日時又は時刻）が予め定められた指示を含むことができる。このような指示を受け付けることで、操作装置１０は、スタンドアローンで動作する自動操作装置として機能することができる。この指示には、操作スイッチの操作なのか、状態の判定及び記憶なのかを示す、操作の内容を示す情報を含むことができる。

圧力センサ１４から得られたアナログ信号は、ＡＤコンバータ１１２によってデジタル値に変換され、制御部１１０に渡される。制御部１１０は、この圧力センサ１４の計測値を事前に定められた閾値に従って閾値処理することで、操作スイッチのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を判定し、その状態を記憶部１１４に書き込む。閾値は、操作スイッチの状態を判定するために設定される値であるため、操作対象となる操作スイッチの種類によって変更できるよう、任意に設定可能とする。

このように、制御装置１００は、圧力センサ１４の計測値を元に、操作スイッチの状態（圧力センサ１４によって計測される操作スイッチの操作状態）を逐次記録することができる。また、記憶部１１４に状態を示す情報が逐次記録されて管理されるため、制御部１１０は操作内容の正しさをチェックすることもでき、操作内容の正しさを保証することができる。

また、操作スイッチの制御は、上述したように事前に定められたタイムスケジュールに従って制御されることができる。この場合でも、割込み的に操作スイッチ操作を受け付けることができるように制御装置１００又は操作装置１０に操作指示部を設けておくこともできる。柔軟に変更することもできる。これにより、非常時など速やかな対応が求められる場合に、操作を実現することができる。なお、上記操作指示部の機能は、次に説明する遠隔操作による操作指示機能で代用することもできる。

また、制御部１１０は、通信部１１３を介して、現在の操作装置の状態を外部装置へ送信することができる。このように、外部装置では、圧力センサ１４の計測値によって操作装置１０を（つまり操作盤の操作スイッチの状態を）監視するモニタリングを実行することができる。なお、操作装置１０は、通信部１１３で例示した送信部を備えない場合にも、別途、外部接続端子を設けるなどにより、記憶部１１４から状態を示す情報を読み出すように構成することもできる。

また、操作装置１０は、外部装置から操作指示を受信する受信部を備えることもでき、この場合、操作装置１０はリモートモードで動作する遠隔操作装置として機能することができる。通信部１１３は、この受信部の一例とすることができる。

操作装置１０を遠隔操作装置として構成する場合、或いは自動操作機能も有する場合においてリモートモードで動作する場合について説明する。この場合、操作装置１０は、遠隔にある外部装置からの操作指示を受信して、その操作指示に従い、操作スイッチの状態の判定（確認）及び記憶、操作スイッチの操作を行うことができる。また、制御部１１０が通信部１１３を介しアクチュエータ１２への制御信号を外部装置に送信し、外部装置からアクチュエータ１２への制御信号に対応する信号を受信する構成を採用することで、外部装置からアクチュエータ１２を随時制御することもできる。

上述のように、操作装置１０の制御方法にはスタンドアロンモードとリモートモードとの双方又は一方を採用することができる。スタンドアロンモードでは、操作装置１０単体で全ての制御が完結し、少なくとも操作指示に関する外部との通信は発生しない。一方で、リモートモードでは、通信部１１３を介して外部装置から操作指示を含む制御信号を受信すること、また操作スイッチの状態を送信することで、遠隔操作を実現する。このように、本実施形態では、ボタン配置、ストローク量、押し圧を、操作スイッチに対して自由に設定できるため、個々それぞれの操作盤に適した高い汎用性を持たせつつ、自動制御化又は遠隔制御化を実現することができる。

次に、図７及び図８を併せて参照しながら、本実施形態に係る操作装置を用いた操作処理の例について説明する。図７は、本実施形態に係る操作装置を用いた操作処理の一例を説明するためのフロー図で、図８は、上記操作処理の他の例を説明するためのフロー図である。図７はスタンドアロンモードでの動作例を示し、図８はリモートモードでの動作例を示している。

まず、図７を参照しながら、スタンドアロンモードでの動作の一例について説明する。
本実施形態に係る操作装置１０は、電源投入（ステップＳ１）に伴って、記憶部１１４から制御部１１０へプログラムがロードされる（ステップＳ２）。プログラムロード後はメインループ（ステップＳ３〜Ｓ６）が実行されることとなる。

メインループでは、操作スイッチ状態の確認（ステップＳ３）、操作スイッチ状態の記録（ステップＳ４）、及び必要に応じて操作スイッチの操作（ステップＳ６）、の三状態を繰り返すことになる。

まず、ステップＳ３では、操作スイッチの状態を確認するため、制御部１１０は、必要に応じてアクチュエータ１２を制御し、アクチュエータ１２の先端に取り付けられた圧力センサ１４を介して圧力値を読み取る。また、制御部１１０は、計測された圧力値を事前に設定された閾値に従って閾値処理し、ＯＮ状態／ＯＦＦ状態を判定する。

ステップＳ４では、制御部１１０は、計測されたアクチュエータ１２の先端の圧力値（操作スイッチの状態を表す値でもある）を、必要に応じて記憶部１１４へ記憶する。

ステップＳ４に続き、制御部１１０は、記憶部１１４に格納された状態の情報（例えばデータベース化された状態の情報）に従って、操作が必要な操作スイッチを抽出する。また、このデータベースは制御部１１０によって適宜更新しておく。そして、制御部１１０は、操作指示の内容と比較し、操作が必要な操作スイッチを検出し（ステップＳ５）、操作が必要な操作スイッチが検出された場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ６へ進む。操作が必要な操作スイッチが検出されなかった場合（ステップＳ５でＮＯの場合）、ループの先頭であるステップＳ３へ戻る。

ステップＳ６では、アクチュエータ制御による操作スイッチの操作を実行する。具体的には、制御部１１０はモータドライバ１１１を介してアクチュエータ１２を制御し、操作スイッチを操作する。この時、アクチュエータ１２は適切な押圧が実現されるよう、圧力センサ１４の値と照らし合わせて、制御される。

このように、制御部１１０は、操作指示と判定された操作スイッチの状態とに基づき、各モータドライバ１１１を介した各アクチュエータ１２の制御により、操作が必要な操作スイッチの操作を実行する。
以上の処理を繰り返すことによってスタンドアロンモードの自動制御を実現する。

次に、図８を参照しながら、リモートモード時の動作の一例について説明する。
スタンドアロンモードとリモートモードの違いは、データ送信（ステップＳ１５）とデータ受信（ステップＳ１６）の処理が加わったことである。つまり、リモートモードでは、図７のステップＳ１〜Ｓ４の処理を実行し（ステップＳ１１〜Ｓ１４）、ステップＳ１５，Ｓ１６を経て、ステップＳ５，Ｓ６の処理を実行する（ステップＳ１７，Ｓ１８）。

また、制御部１１０は、上記操作指示部からの操作により或いは外部装置からの指示により、リモートモードとスタンドアロンモードとを任意に切り替えられるように構成しておくことが好ましい。リモートモードでは、制御部１１０が通信部１１３を介して外部装置との通信を行うことになるが、スタンドアロンモードでは外部装置との通信は発生しない。

リモートモードでは、必要に応じてデータ保存（スイッチ状態記録）の処理（ステップＳ１４）が実行された後、ステップＳ１５において、制御部１１０は通信部１１３を介して外部装置へ操作スイッチの状態を示す情報を送信する。この送信は、操作の正しさを保証し、モニタリング結果として活用するためである。

ステップＳ１５におけるデータ送信処理が実行された後、制御部１１０は、通信部１１３を介して外部装置から操作スイッチの制御情報を受信する。制御部１１０は、受信した操作スイッチの制御情報を記憶部１１４上の操作スイッチの操作に関するデータベースへ書き加える。外部装置によって操作スイッチの操作に関するデータベースが更新されるため、適宜操作スイッチの操作が変更される。ステップＳ１６について、ステップＳ１７の処理が実行され、必要に応じてスイッチ操作がなされる（ステップＳ１８）。
以上が、リモートモードの処理となる。

次に、スイッチ状態の確認とスイッチ操作の動作例について、図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、本実施形態２に係る操作装置の操作部による操作対象となる操作盤の操作スイッチの一例を示す側面図である。

スイッチ操作を行う対象の操作スイッチとしては、オルタネート動作する押しボタンスイッチ、ロッカースイッチ等が適用可能である。オルタネート動作とは、一度押すとＯＮし、手を離してもＯＮ状態は保持され、ＯＦＦにするにはもう一度スイッチを押す必要があるような動作を指す。また、少なくともスイッチ状態を確認する対象の操作スイッチとしては、押しボタンスイッチ、ロッカースイッチ、ブレーカ（漏電ブレーカ、安全ブレーカ等）などが適用可能である。

図９では、操作盤にこのような３の種類の操作スイッチ４１，４２，４３が設けられている例を挙げている。操作スイッチ４１は押しボタンスイッチであり、操作スイッチ４２はロッカースイッチであり、操作スイッチ４３はブレーカである。操作スイッチ４１、操作スイッチ４２、操作スイッチ４３のそれぞれを操作するために、操作部５１、操作部５２，５３、操作部５４が設けられている。操作部５１〜５４はいずれも操作部１１に相当するものであり、それぞれアクチュエータ１２に相当するアクチュエータ５１ａ〜５４ａを有するとともに、それぞれの先端に圧力センサ１４に相当する圧力センサ５１ｂ〜５４ｂが設けられている。なお、ここでは、説明の簡略化のため、支柱部１３に相当する支柱部を含めてアクチュエータとして説明している。

ロッカースイッチである操作スイッチ４２は、２個の操作部５２，５３で操作するようにし、ブレーカである操作スイッチはスイッチ操作を行わず、スイッチ状態の確認のみ行うようにしている。このように、操作装置１０に設けられる複数の操作部のうち一部は操作を行わずに状態の判定にだけ用いるように構成することもできる。

まず、通常時には操作部５１、２つの操作部５２，５３、操作部５４は、それぞれ操作スイッチ４１、操作スイッチ４２、操作スイッチ４３から離れている。

スイッチ操作時は、アクチュエータを圧力値Ｆが動作に必要な力（ＯＦ：Operating Force）となるように制御し、規定の押し込み量まで動作させる。スイッチの圧力値、押し込み量は任意に設定可能とする。一方で、操作スイッチの状態の判定（確認）時は、対応するアクチュエータを動作位置手前の任意に設定した位置に動作させ、圧力値Ｆを閾値と比較し、その比較結果に基づき操作スイッチのＯＮ状態／ＯＦＦ状態を判定する。なお、上記の動作位置は、ＯＰ（Operating Position）と称することもできる。

このように、操作スイッチの操作と状態の判定とは別々に動作させること、つまり、それぞれの操作指示に対して実行させることができる。但し、状態の判定は、スイッチ操作時に併せて行うこともできる。

次に、図１０〜図１２を参照しながら、スライド式のスイッチ（スライドスイッチ）、ブレーカ式のスイッチ（ブレーカスイッチ）の操作例について説明する。図１０〜図１２はいずれも、操作盤の操作スイッチの具体例を示す側面図である。

スライドスイッチやブレーカスイッチ等に対応する場合は、操作盤に図１０〜図１２で例示するような治具を取り付けて、縦方向のアクチュエータの動きを横方向の操作スイッチを操作する動きへ変換する。以下に例示する治具は、いずれも操作装置１０の一部として構成することができる。なお、図１０〜図１２の例では、操作盤側に治具を装着しているが治具は操作装置１０側に元々装着されたものであってもよい。

図１０で例示する操作スイッチの機構及びその操作方法について説明する。この例では、アクチュエータ６１ａ及び圧力センサ６１ｂを有する操作部６１が操作を行うものとする。そして、操作部６１と治具の一部であるピニオン７２とに、治具の一部であるクランク７１が取り付けられている。このクランク７１が、アクチュエータ６１ａが縦方向に移動することでピニオン７２を回転させ、ピニオン７２の回転によって治具の一部であるラック７３が動き、スライドスイッチ７４を操作する。スライドスイッチ７４自身が動いた場合は、ラック７３が動いてピニオン７２に回転を伝え、クランク７１がアクチュエータ６１ａを動かす。これによってスライドスイッチ７４の変化をアクチュエータ６１ａの先端の圧力センサ６１ｂが検知することができる。

図１１で例示する操作スイッチの機構及びその操作方法について説明する。この例では、アクチュエータ６２ａ及び圧力センサ６２ｂを有する操作部６２が操作を行うものとする。アクチュエータ６２ａが治具の一部であるカム８１を押下することでカム８１が回転し、ブレーカスイッチ８２を操作する。ブレーカスイッチ８２自身が動いた場合は、カム８１を介してブレーカスイッチ８２の変化をアクチュエータ６２ａに伝える。このとき、図１２に示すように、ブレーカスイッチ８２がカム８１に回転力を与え、カム８１に接しているアクチュエータ６２ａがカム８１の回転を検出することができる。これによってブレーカスイッチ８２の状態変化を検知することができる。

以上に説明したように、本実施形態に係る操作装置によれば、古い製造設備はそのまま使い操作盤に後付けでその操作装置を取り付けることによって、実施形態１に係る操作装置１による効果を奏する。さらに、本実施形態に係る操作装置によれば、操作盤に対する遠隔操作、自動制御化、モニタリングなどを実現することができる。つまり、本実施形態によれば、通信機能を備えない古い設備について、その改造を伴わない形で、ＩｏＴ化（遠隔操作又は自動化）を実現することができる。

より具体的には、本実施形態には以下の（１）〜（４）の効果を奏する。
（１）通信機能を備えない設備の遠隔制御化又は自動制御化又は遠隔自動制御化である。
（２）設備操作の自動記録が可能となる。特に、操作スイッチの状態を逐次記憶しておくことで、操作盤の操作スイッチに対する全操作を時系列で記録管理できる。本実施形態では、必要に応じて操作スイッチの操作は外部装置若しくは操作装置の記憶部に記録されるため、操作スイッチの操作の正しさが保証され、操作スイッチの状態変化が記録できる。

（３）モニタリングが可能となる。リモートモードでは、操作スイッチの状態は外部装置に送信されるため、ブレーカなどスイッチ自身の機能で状態が変化する操作スイッチを監視し、異常があればモニタリング結果に即座に反映され、アラームが検出できるようになる。このように、本実施形態では、自動化によって非常時などに速やかに対応可能である。

（４）操作スイッチの同時操作／即時操作が可能となる。特に、本実施形態では、アクチュエータ等を含む操作部が格子状に複数並べられているため、操作スイッチの同時押しが可能となり、Ｘ軸Ｙ軸の移動に伴う時間的遅延も発生し得ない。特に、本実施形態に係る操作装置では、どのような操作スイッチの配置、形状の操作盤であっても汎用的に装着させることができる。

＜他の実施形態等＞
［ａ］
各実施形態では操作装置の各構成要素について説明したが、操作装置としてこれらの構成要素が有する機能が実現できればよく、上述した例に限定されるものではない。例えば、操作装置が備える複数の操作部は、複数種類の操作盤に対応できるように細かく配置しておくこともできる。その際、装着先となる操作盤が有する操作スイッチの配置に応じて、対応する操作スイッチが存在しない操作部については、その旨を記憶部に別途記憶しておくこともできる。また、各実施形態では、製造設備（生産設備）での運用を想定して説明したが、あらゆる電気機器に対して各実施形態は適用可能である。

また、操作装置は、操作部を必要な個数だけ用意しておき、任意の位置に配置移動できるような構成を採用することもでき、これにより自由なレイアウトが可能となり、多くの種類の操作盤に対応させることができる。

実施形態２では通信部を介して外部装置から制御情報を受信する例を挙げたが、外部装置において動的に制御情報を更新するアプリケーションを走らせることで自動制御を実現することもできる。加えて、外部装置が収集した圧力センサの圧力値等の状態計測値に基づいて制御情報を動的に更新することによって、より応用的な自動制御が実現可能となる。例えば、温度センサを用いて設備周辺温度を監視し、異常温度に達した場合は、エマージェンシーモードとして設備を緊急に停止させるというような応用事例が想定できる。

また、操作スイッチの制御は外部からの制御信号をトリガとするものでもよいし、外部装置から個別に操作スイッチを指定して制御してもよいし、外部装置から予め定められたシーケンスプログラムによって制御されてもよい。また、操作装置内の機能として、或いは、外部装置からの制御に、タイマー機能を搭載すること、つまり、定められた時間に定められた操作を実現する機能を搭載することもできる。

また、スライドスイッチについて例示したが、スライドスイッチの状態確認は、リミットスイッチをスライドスイッチに搭載して直接監視するようにすることもできる。
また、操作盤に表示ランプを有する場合、操作装置にその表示ランプの表示状態を確認するために、操作部の先端に受光素子を搭載してもよい。これにより、精度の高いアラーム監視ができるようになる。

［ｂ］
各実施形態に係る操作装置を備えた装置は、次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図１３は、各実施形態に係る操作装置のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、上記［ａ］についても同様である。

図１３に示す操作装置２００は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、通信インタフェース２０３、及び操作インタフェース１０４を有する。各実施形態で説明した操作装置における判定部１ｂや判定を含む制御を行う部位（制御部１１０）は、プロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現される。この実行は、通信インタフェース２０３及び操作インタフェース２０４と協働しながらなされることになる。

上述の例において、上記プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、この例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、この例は、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

［ｃ］
さらに、上述した様々な実施形態において、操作装置における操作方法の手順を例示したように、本開示は、操作方法としての形態も採り得る。この操作方法は、既存設備の操作盤に装着した、複数の操作部を備えた操作装置により、上記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する操作方法であって、次の第１及び第２のステップを有する。第１のステップは、操作指示を受けた場合、上記操作装置が、上記複数の操作スイッチの状態を判定し、判定した上記複数の操作スイッチの状態を記憶する。第２のステップは、操作指示を受けた場合、上記複数の操作部が上記複数の操作スイッチの操作を実行する。なお、その他の例については、上述した様々な実施形態で説明した通りである。

また、上記プログラムは、上記操作装置内の制御コンピュータに、第１及び第２のステップを実行させるためのプログラムであると言える。つまり、上記プログラムは、この制御コンピュータに、操作指示を受けた場合、複数の操作スイッチの状態を判定し、それらの状態を記憶するステップと、操作指示を受けた場合、複数の操作部に複数の操作スイッチの操作を実行させるステップと、を実行させる。

なお、本開示は上記の各実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

１、１０、２００ 操作装置
１ａ、１１ 操作部
１ｂ 判定部
１ｃ、１１４ 記憶部
２ 操作盤
１２ アクチュエータ
１３ 支柱部
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 圧力センサ
１５ 本体部
２０ａ 操作ボタン
２０ｂ 操作ボタン
２０ｃ 操作ボタン
４１、４２、４３ 操作スイッチ
５１、５２、５３、６１、６２ 操作部
５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ、６１ａ、６２ａ アクチュエータ
５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ、６１ｂ、６２ｂ 圧力センサ
７２ ピニオン
７３ ラック
７４ スライドスイッチ
８１ カム
８２ ブレーカスイッチ
１００ 制御装置
１１０ 制御部
１１１ モータドライバ
１１２ ＡＤコンバータ
１１３ 通信部
２０１ プロセッサ
２０２ メモリ
２０３ 通信インタフェース
２０４ 操作インタフェース

Claims (9)

1. 既存設備の操作盤に装着した状態で、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する複数の操作部と、
   前記操作部の前記操作スイッチに接触する側に設けられた圧力センサを有し、前記複数の操作スイッチの状態を判定する判定部と、
   前記判定部で判定された前記複数の操作スイッチの状態を記憶する記憶部と、
   を備え、
   操作指示を受けた場合、前記判定部が前記複数の操作スイッチの状態を判定して前記記憶部が前記判定部で判定された状態を記憶し、
   操作指示を受けた場合、前記複数の操作部が前記複数の操作スイッチを操作する、
   操作装置。
2. 外部装置に前記状態を示す情報を送信する送信部をさらに備える、
   請求項１に記載の操作装置。
3. 外部装置から前記操作指示を受信する受信部をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の操作装置。
4. 前記操作指示は、実行の日時又は時刻が予め定められた指示を含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の操作装置。
5. 前記複数の操作部は、実質的に格子状に配設されている複数の操作部を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の操作装置。
6. 前記操作部は、前記操作スイッチを押下する操作を行うアクチュエータを有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の操作装置。
7. 前記操作部は、前記操作盤に設けられた前記複数の操作スイッチのそれぞれに対応するように配設される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の操作装置。
8. 既存設備の操作盤に装着した、複数の操作部を備えた操作装置により、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチを操作する操作方法であって、
   操作指示を受けた場合、前記操作装置が、前記複数の操作スイッチの状態を、前記操作部の前記操作スイッチに接触する側に設けられた圧力センサでの検知結果に基づき判定し、判定した前記複数の操作スイッチの状態を記憶するステップと、
   操作指示を受けた場合、前記複数の操作部が前記複数の操作スイッチの操作を実行するステップと、
   を備える、
   操作方法。
9. 既存設備の操作盤に装着した、複数の操作部を備えた操作装置の制御コンピュータに、
   操作指示を受けた場合、前記操作盤に設けられた複数の操作スイッチの状態を、前記操作部の前記操作スイッチに接触する側に設けられた圧力センサでの検知結果に基づき判定し、判定した前記複数の操作スイッチの状態を記憶するステップと、
   操作指示を受けた場合、前記複数の操作部に前記複数の操作スイッチの操作を実行させるステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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