WO2009113552A1

WO2009113552A1 - 可搬式操作装置

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Publication number: WO2009113552A1
Application number: PCT/JP2009/054577
Authority: WO
Inventors: 信博谷; 泰宏神品; 真司岡部
Original assignee: 株式会社ダイヘン; 株式会社不二越
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-09-17
Also published as: CN102089721A; CN102089721B; JPWO2009113552A1

Abstract

　ＴＰ（ティーチペンダント）（１００）は、第１ＣＰＵ（１２０）、及び第２ＣＰＵ（１３０）を備える。第１及び第２ＣＰＵ（１２０、１３０）は、非常停止スイッチ（１１０）をモニタするとともに、そのモニタ結果及び通信エラー検出データを含む通信データを予め定められた通信プロトコルに従って作成する。ＴＰ（１００）は、非常停止スイッチ（１１０）の表示色を変更可能な第１発光体（Ｌ１）及び第２発光体（Ｌ２）を有する。第１ＣＰＵ（１２０）は、通信データの異常の有無の検出結果に応じて、第１発光体（Ｌ１）と第２発光体（Ｌ２）とを点灯したり、消灯したりする。これにより、非常停止スイッチ（１１０）の表示色が変更される。また、無線送受信回路（１５０）は通信状態を検出し、その検出結果に応じて、非常停止スイッチ（１１０）が第３発光体（Ｌ３）の表示色に表示される。

Description

可搬式操作装置

　本発明は、無線等の非有線通信により、機械を制御する制御装置に各種データを提供する可搬式操作装置に係り、詳しくは、機械を安全かつ確実に非常停止させるための非常停止手段を備える可搬式操作装置に関する。

　従来のロボット制御装置には、ロボットの動力を遮断するための非常停止スイッチを備えた可搬式の操作装置、即ち、ティーチペンダント（以下、ＴＰと称す）が、ケーブルを介して接続されている。それに対して、特許文献１では、図１１に示すように、非常停止スイッチ２０を備えたＴＰとロボット制御装置１０との間の通信を無線化することが提案されている。

　特許文献１では、図１２に示すように、ロボット制御装置１０は、送信部１１を介して、送信データをＴＰに送信する。ＴＰは、受信部２１を介して、ロボット制御装置１０からの送信データを受信データとして受信する。ＴＰは、送信データを生成し、送信部２２を介して、生成した送信データをロボット制御装置１０に送信する。ロボット制御装置１０は、受信部１２を介して、ＴＰからの送信データを受信データとして受信する。ＴＰの非常停止スイッチ２０を押すと、非常停止スイッチ２０が押下された旨のデータが、ＴＰの送信部２２からロボット制御装置１０に送信される。ロボット制御装置１０は、非常停止スイッチ２０が押下された旨のデータに基づいて、ロボットの動作を停止する。ところが、特許文献１に開示の装置は、非常停止スイッチが有効に機能しているか否かを表示する機能を備えていない。そのため、作業者は、非常事態発生時にも関わらず、無効にされた非常停止スイッチを無駄に操作することがある。

　これに対し、特許文献２によれば、可搬式操作装置の非常停止スイッチが有効に機能しているか否かを作業者に認識させるため、非常停止スイッチの色を変えて表示する方法が提案されている。特許文献２に開示の装置は、非常停止スイッチの色を変えて非常停止が無効であることを明示するものの、ＴＰと機械の制御装置との間の非有線通信の状態に対応するものではない。このため、無線等の非有線通信の場合、通信状態を不安定にする障害等が生じた場合、通信状態に関係なく、非常停止スイッチの状態が有効であるか、或いは無効であるかを表示してしまう。よって、非有線通信を前提とした可搬式操作装置に、特許文献２の可搬式操作装置を採用しても、信頼性の低い可搬式操作装置しか提供することができない。
特開２００８－００９８７２号公報特開２００４－３１９２５８号公報

　本発明の目的は、非有線通信の通信状態を監視する機能を有することにより、その通信状態に応じて、非常停止手段が有効であるか、或いは無効であるかに加え、通信状態の良否を表示することのできる信頼性の高い可搬式操作装置を提供することにある。

　上述した課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、外部操作可能な非常停止操作手段と、非常停止操作手段をモニタし、そのモニタ結果及び通信エラー検出データを含む通信データを予め定められた通信プロトコルに従って作成する多重化されたモニタ手段と、通信データに関して機械を制御する制御装置との間で非有線通信を行う通信手段とを備えた可搬式操作装置が提供される。可搬式操作装置は、通信データの異常の有無を検出する異常有無検出手段と、非常停止操作手段の表示色を変更可能な第１表示手段と、異常有無検出手段の検出結果に応じて、第１表示手段の表示色を変更する変更手段と、通信手段の通信状態を検出する通信状態検出手段と、通信状態検出手段の検出結果に応じて、通信手段の通信状態に応じた表示色で非常停止操作手段を表示する第２表示手段とを備えている。

　この構成によれば、非有線通信の通信状態の監視機能を有することにより、通信状態に応じて、非常停止手段が有効であるか、或いは無効であるかに加え、通信状態の良否を表示することができる。よって、信頼性の高い可搬式操作装置を提供することができる。なお、非有線通信とは、無線通信（通信媒体：電波）、赤外線通信、光通信、或いは磁気通信を含み、ワイヤレスで行う伝送方式による通信を意味する。又、多重化とは、２重化以上を意味する。

　上記の可搬式操作装置において、第１表示手段は、表示色としての第１色を発光する第１発光手段と、第１色とは異なる表示色としての第２色を発光する第２発光手段とを含む。また、変更手段は、異常有無検出手段の検出結果に応じて、第１発光手段と第２発光手段とを排他的に発光させる。

　この構成によれば、変更手段は、異常有無検出手段の検出結果に応じて、第１発光手段と第２発光手段とを排他的に発光させる。このことから、異常有無検出手段の検出結果に応じた表示色で非常停止操作手段を表示することができる。

　ここで、第１表示手段において、非常停止操作手段の表示色を変更するとは、第１発光手段を発光させ第２発光手段を消光させることにより、非常停止操作手段を第１発光手段の発光色で表示する状態と、第１発光手段を消光させ第２発光手段を発光させることにより、非常停止操作手段を第２発光手段の発光色で表示する状態とに切り替えることを意味する。即ち、非常停止操作手段は、第１発光手段の発光により第１発光手段の発光色に表示され、第２発光手段の発光により第２発光手段の発光色に表示される。

　上記の可搬式操作装置において、第１色は赤色である。赤色は、非常停止を示す色として一般に使用されている。その点、本発明によれば、非常停止操作手段の表示色である第１色が赤色である。これにより、オペレータは、通信データに異常が検出されていない場合に非常停止操作手段の操作が有効であることを認識ができる。

　上記の可搬式操作装置において、第２色は白色である。白色は、非常停止を示す色として一般に使用されていない。その点、本発明によれば、非常停止操作手段の表示色である第２色が白色である。これにより、オペレータは、通信データに異常が検出されている場合に非常停止操作手段の操作が無効であることを認識できる。

　上記の可搬式操作装置において、通信状態検出手段は、制御装置との通信のリトライ回数及び受信強度の少なくともいずれかを検出し、検出したリトライ回数及び受信強度を対応する閾値のそれぞれと比較し、その結果に応じて、第２表示手段の表示色で非常停止操作手段を表示する。

　この構成によれば、機械の制御装置との通信のリトライ回数、及び受信強度の少なくともいずれかの状態に応じた表示色で非常停止操作手段が表示される。このため、オペレータは、通信のリトライ回数、及び受信強度の少なくともいずれか一方の状態を把握して、非常停止操作手段を操作することができる。

本発明の一実施形態に係るロボット制御装置の制御装置及びティーチペンダントのブロック回路図。非常停止データパケットの説明図。無線送信データパケットの説明図。応答データパケットの説明図。無線応答データパケットの説明図。第１及び第２ＣＰＵエラーフラグデータの説明図。データ処理を示すフローチャート。送受信状態監視ための処理を示すフローチャート。第１～第３発光体の発光タイムチャート。第１～第３発光体の発光タイムチャート。ロボット制御装置の制御装置及びティーチペンダントの概略図。ロボット制御装置の制御装置及びティーチペンダントのブロック図。

　以下、本発明の可搬式操作装置をティーチペンダント（以下、ＴＰと称す）１００に具体化した一実施形態について図１～１０を参照して説明する。ＴＰ１００は、制御装置２００とともにロボット制御装置を構成する。ロボットとしては、例えば、溶接ロボットや搬送ロボット等があるが、これらに限定されない。

　図１に示すように、ＴＰ１００は、本体ケース（図示しない）、及び２つの接点１１０ａ，１１０ｂを持つ非常停止スイッチ１１０を備えている。非常停止スイッチ１１０は、有底筒状の第１の嵌合部材１１１内に収納されている。本体ケースには、有底筒状の第２の嵌合部材１１２が固定されている。第１の嵌合部材１１１は、第２の嵌合部材１１２に対し嵌合されている。非常停止スイッチ１１０は、第１の嵌合部材１１１内において外部操作可能に収納されている。非常停止スイッチ１１０は、オペレータにより押下可能に、かつスプリングにより押下前の位置に復帰可能に設けられている。また、第１の嵌合部材１１１には、第１の嵌合部材１１１から非常停止スイッチ１１０を抜けないように保持するための抜け防止部材（図示しない）が設けられている。

　ＴＰ１００は、第１ＣＰＵ１２０、及び第２ＣＰＵ１３０を備えている。第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、接点１１０ａ，１１０ｂの開閉状態をそれぞれモニタして、モニタ結果を出力する。本実施形態では、接点１１０ａをＧＮＤに接続し、接点１１０ｂを電源Ｖｃｃに接続したが、これに限定されない。例えば、両接点１１０ａ，１１０ｂを電源に接続したり、ＧＮＤに接続したり、或いは、接点１１０ａを電源Ｖｃｃに接続し、かつ接点１１０ｂをＧＮＤに接続してもよい。第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、中央演算処理装置であり、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、及びカレンダＩＣを有する。

　（第１発光体Ｌ１，第２発光体Ｌ２）
　非常停止スイッチ１１０は、透明材質又は半透明材質からなる操作部１１０ｃ内に、第１発光体Ｌ１，第２発光体Ｌ２を備えている。第１発光手段としての第１発光体Ｌ１は、電源Ｖｃｃと、常開のリレースイッチＲｓ１とに直列に接続されている。第１発光体Ｌ１は、赤色ＬＥＤからなる。リレースイッチＲｓ１がオン作動すると、第１発光体Ｌ１は、表示色である第１色としての赤色を発光する。リレースイッチＲｓ１がオフ作動すると、第１発光体Ｌ１は消灯する。第１色は、赤色以外の色であってもよい。第１発光体Ｌ１が赤色に発光すると、非常停止スイッチ１１０の操作部の全体が赤色で表示される。

　第２発光手段としての第２発光体Ｌ２は、電源Ｖｃｃと、常閉のリレースイッチＲｓ２とに直列に接続されている。リレースイッチＲｓ２は常閉であるため、ＴＰ１００の電源スイッチがオンされると、第２発光体Ｌ２は表示色である第２色としての白色を発光する。リレースイッチＲｓ２がオフ作動すると、第２発光体Ｌ２は消灯する。第２色は、第１色と異なる色であれば、白色以外の色であってもよい。第２発光体Ｌ２が白色に発光すると、非常停止スイッチ１１０の操作部の全体が白色で表示される。

　リレースイッチＲｓ１，Ｒｓ２を開閉するリレーコイルＲｅ、及びスイッチング手段としてのスイッチングトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２からなる直列回路は、電源Ｖｃｃに接続されている。各スイッチングトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、第１ＣＰＵ１２０及び第２ＣＰＵ１３０によりオン又はオフされる。両スイッチングトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２がオン作動すると、リレーコイルＲｅが励磁される。

　リレーコイルＲｅが励磁されると、常開のリレースイッチＲｓ１がオンされ、常閉のリレースイッチＲｓ２がオフされる。又、リレーコイルＲｅが消磁されると、リレースイッチＲｓ１はオフ状態に戻り、リレースイッチＲｓ２はオン状態に戻る。このように、第１発光体Ｌ１、及び第２発光体Ｌ２は排他的に発光する。本実施形態では、第１発光体Ｌ１と第２発光体Ｌ２とにより、第１表示手段が構成されている。

　（第３発光体Ｌ３）
　第１の嵌合部材１１１は、透明、又は半透明の材質からなる。第１の嵌合部材１１１の内部には、第２表示手段としての第３発光体Ｌ３が設けられている。第３発光体Ｌ３は、好ましくは、非常停止スイッチ１１０とともに外部から視認可能な部位に設けられている。このため、オペレータは、非常停止スイッチ１１０の表示色と第２表示手段の表示色とを同時に視認できる。

　第３発光体Ｌ３は、黄色ＬＥＤからなる。第３発光体Ｌ３は、第１色、第２色とは異なる第３色としての黄色に発光する。第３色は、黄色以外の色であってもよい。第３発光体Ｌ３が黄色に発光すると、第１の嵌合部材１１１の全体が黄色で表示される。これにより、第１の嵌合部材１１１における環状の上端部が黄色に発光する。これ以外にも、第１の嵌合部材１１１を第３色に着色し、第３色を阻害しない色に第３発光体Ｌ３を発光させてもよい。

　第３発光体Ｌ３、及びスイッチング手段としてのスイッチングトランジスタＴｒ３は、直列回路を構成すると共に、電源Ｖｃｃに接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ３は、無線送受信回路１５０によりオン又はオフされる。

　第１ＣＰＵ１２０及び第２ＣＰＵ１３０は、シリアル通信により、互いに必要な種々のデータを交信する。送受信制御回路１４０は、第１ＣＰＵ１２０に接続されている。送受信制御回路１４０は、第１ＣＰＵ１２０により作成された非常停止データパケットに基づいて、無線送信データパケット（図３参照）を作成し、無線送受信回路１５０に送信する。

　無線送受信回路１５０は、メモリ１５０ａ及びＣＰＵ１５０ｂを備えている。メモリ１５０ａは、送受信状態監視処理プログラムを記憶し、ＣＰＵ１５０ｂは、送受信状態監視処理プログラムを実行する。無線送受信回路１５０は、制御装置２００にデーを送信する際、制御装置２００との通信のリトライ回数をカウントし、そのカウント数をメモリ１５０ａに記憶する。通信のリトライは、送信番号データが正しく更新されないことにより行われる。このため、制御装置２００において送信番号データが正しく更新されないと判定した場合、制御装置２００から再送信が要求されて、制御装置２００との通信がリトライされる。そして、制御装置２００から再送信の要求がなく、制御装置２００とのリトライが成功した場合、ＣＰＵ１５０ｂは、メモリ１５０ａに記憶されたカウント数を０にリセットする。

　無線送受信回路１５０は、通信する際の電波強度、即ち、信号エネルギーの強度を検出する。無線送受信回路１５０は、通信状態検出手段に相当する。無線送受信回路１５０は、無線送信データパケットを無線でロボット制御装置の制御装置２００に送信する。また、無線送受信回路１５０は、制御装置２００から無線応答データパケットを受信し、送受信制御回路１４０に送信する。非常停止スイッチ１１０は非常停止操作手段に相当し、第１ＣＰＵ１２０及び第２ＣＰＵ１３０はモニタ手段、異常有無検出手段及び変更手段に相当し、無線送受信回路１５０は通信手段に相当する。又、第１ＣＰＵ１２０は判定手段に相当する。

　非常停止スイッチ１１０が押されて両接点１１０ａ，１１０ｂが開いた場合、非常停止スイッチ１１０は非常停止状態となる。以下、これを非常停止スイッチ開と称す。逆に、非常停止スイッチ１１０の非常停止状態が解除されて、両接点１１０ａ，１１０ｂが閉じた場合を、非常停止スイッチ閉と称す。

　制御装置２００は、無線送受信回路１５０から無線送信された無線送信データパケットを受信する。制御装置２００は、無線送受信回路２１０、及び多重化されたＣＰＵ等を備えている。無線送受信回路２１０は、多重化されたＣＰＵにより生成された無線応答データパケットを送信する。制御装置２００は、無線送信データパケットを解析処理して、応答データパケットを作成する。そして、制御装置２００は、無線送受信回路２１０等を介して、応答データパケットをＴＰ１００に送信する。この応答データパケットは、ＴＰ１００の第１ＣＰＵ１２０、及び第１ＣＰＵ１２０を経由して第２ＣＰＵ１３０に受信されて、データパケットとなる。

　制御装置２００は、受信した無線送信データパケットが通信エラー等を含まず正常なデータである場合、無線送信データパケットに含まれる非常停止データパケットに基づいて、ロボットを駆動するモータへの電力出力を遮断する。

　上記のように構成されたＴＰ１００の作用を説明する。
　なお、以下の電源オン時の説明では、説明の便宜上、制御装置２００との通信開始時に、電波強度が閾値以上であり、リトライ回数が閾値以下であり、かつ制御装置２００からの無線応答データにエラーがないものとして説明する。

　図９は、ＴＰ１００の電源スイッチがオンされたときの第１～第３発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の発光動作を示すタイムチャートである。
　電源スイッチがオンされると、第１ＣＰＵ１２０、第２ＣＰＵ１３０の初期化時間ｔ１の経過後に、リレーコイルＲｅが消磁される。従って、リレースイッチＲｓ１はオフされるため、第１発光体Ｌ１は消灯される。一方で、リレースイッチＲｓ２はオンされるため、第２発光体Ｌ２は白色に発光する。初期化時間ｔ１は瞬時である。

　次に、オペレータは、ＴＰ１００の図示しないキーを操作する。例えば、図９に示すｔ１ａ時に上記のキー操作を行うと、そのキー操作に基づいて、ＴＰ１００の無線送受信回路１５０は、制御装置２００との間で接続処理を実行する。無線送受信回路１５０は、制御装置２００との間の通信状態を判定する。即ち、無線送受信回路１５０は、電波強度が閾値以上であり、かつ通信のリトライ回数が閾値以下であれば、ＴＰ１００と制御装置２００との通信が確立したと判断し、以下の処理を実行する。

　即ち、第１ＣＰＵ１２０及び第２ＣＰＵ１３０が、スイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２をそれぞれオン作動して、リレーコイルＲｅを励磁する。これにより、リレースイッチＲｓ１がオンとなり、第１発光体Ｌ１が赤色に発光する。また、リレースイッチＲｓ２がオフとなり、第２発光体Ｌ２が消灯する。この結果、立体構造をなす非常停止スイッチ１１０の全体が、第１発光体Ｌ１により赤色で表示される。

　次に、ＴＰ１００の非常停止スイッチ１１０をモニタするＣＰＵの処理について図７のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートに示される処理は、各ＣＰＵによって、所定の制御周期毎（例えば、０．０５秒毎）に、定期的に実行される。

　（１．非常停止データパケットの生成及び送信）
　ＴＰ１００の第２ＣＰＵ１３０は、非常停止信号処理のプログラムを実行して、非常停止スイッチ１１０の状態を監視する。第２ＣＰＵ１３０は、図７に示すＳ１０～Ｓ１４の処理を行い、図２に示す「非常停止データパケット」を生成する。

　図２に示すように、「非常停止データパケット」は、宛先データ、送信元データ、第１ＣＰＵエラーフラグ、第２ＣＰＵエラーフラグ、通信番号データとしての送信番号データ、第１ＣＰＵデータ、第２ＣＰＵデータ、及び誤り検出データからなる。

　第１ＣＰＵデータ及び第２ＣＰＵデータには、初期値以外に、接点が開状態のときの「非常停止スイッチ開」と、接点が閉状態のときの「非常停止スイッチ閉」とがそれぞれセットされる。「非常停止スイッチ開」及び「非常停止スイッチ閉」は、上述したモニタ結果に相当する。送信番号データは、通信データ、即ち、送信データ毎に設定されたデータである。送信番号データは、データを送信する毎に１を加えて更新することにより、送信された順番を特定可能なデータである（図７のＳ１０参照）。

　第２ＣＰＵ１３０は、第１ＣＰＵデータに、初期値として、非常停止スイッチ１１０が開である旨を示すデータをセットする。それとともに、第２ＣＰＵ１３０は、第２ＣＰＵデータに、第２ＣＰＵ１３０により直前に検出した非常停止スイッチ１１０の状態をセットする（図７のＳ１２参照）。又、第２ＣＰＵ１３０は、残りのデータを作成して、「非常停止データパケット」を生成する（図７のＳ１４参照）。

　ここで、誤り検出データは、宛先データ、送信元データ、第１ＣＰＵエラーフラグデータ、第２ＣＰＵエラーフラグデータ、送信番号データ、第１ＣＰＵデータ、第２ＣＰＵデータを合成したデータから、誤り検出演算により生成される。なお、宛先データ、送信元データ、送信番号データ、第１ＣＰＵデータ、第２ＣＰＵデータ、誤り検出データは、通信データを構成する。通信データは、予め定められた通信プロトコルに従ってパケットの形式で作成される。又、宛先データ、送信元データ、送信番号データ、誤り検出データは、通信エラー検出データに相当する。

　第２ＣＰＵ１３０は、宛先データに、ＲＯＭ（図示しない）に記憶されるとともに予めパラメータで定められた送信先である制御装置２００のＣＰＵに関するデータをセットする。宛先データ、即ち、宛先アドレスは、送信先の制御装置２００のＣＰＵに固有のデータである。第２ＣＰＵ１３０は、送信元データに、予めパラメータで定められた送信元であるＴＰ１００の第２ＣＰＵ１３０のデータをセットする。送信元データ、即ち、送信元アドレスは、送信元のＴＰ１００の第２ＣＰＵ１３０に固有のデータである。

　（第１ＣＰＵエラーフラグデータ及び第２ＣＰＵエラーフラグデータ）
　第１及び第２ＣＰＵエラーフラグデータについてそれぞれ説明する。
　第１ＣＰＵエラーフラグデータは、第１ＣＰＵ１２０が何らかの異常を検出したときにそのエラー状態を示すデータである。図６は、第１及び第２ＣＰＵエラーフラグデータの例をそれぞれ示す。第１ＣＰＵエラーフラグデータには、図６の右から左へと順に、非常停止データＣＲＣ異常、非常停止データタイムアウト異常、応答データＣＲＣ異常、応答データ不一致異常、及び応答データタイムアウト異常等の各種フラグがセットされる。第１ＣＰＵエラーフラグには、初期値例として、全てのビット（フラグ）に「異常」を表す「１」がセットされている（"１１１１１"）。

　又、第２ＣＰＵエラーフラグデータは、第２ＣＰＵ１３０が何らかの異常を検出したときにそのエラー状態を示すデータである。第２ＣＰＵエラーフラグは、第１ＣＰＵエラーフラグデータと同様に構成されている。第２ＣＰＵエラーフラグには、第２ＣＰＵ１３０により直前に検出して更新された異常パラメータの状態がセットされる。第２ＣＰＵエラーフラグデータには、初期値例として、例えば、非常停止データＣＲＣ異常及び非常停止データタイムアウト異常のそれぞれに「０」がセットされ、他のビットに「異常」を表す「１」がセットされる（"１１１００"）。これらのビット（フラグ）は、第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０による各ビット（フラグ）の判定時に異常と判定されない場合、正常として「０」にリセットされる。

　以上のように、第２ＣＰＵ１３０は、全てのデータをセットし、合成されたデータの誤り検出データを計算して更新する。第２ＣＰＵ１３０は、生成された「非常停止データパケット」を、シリアル通信により、第１ＣＰＵ１２０に送信する（図７のＳ１６参照）。この後、第２ＣＰＵ１３０は、Ｓ１８において、図示しないカレンダＩＣのタイムアウト検出用カレンダを読み込む。

　第１ＣＰＵ１２０は、第２ＣＰＵ１３０による非常停止信号処理と同期して、非常停止信号処理のプログラムを、所定の制御周期で実行する。第１ＣＰＵ１２０は、非常停止信号処理のスタート直後のＳ３０において、カレンダＩＣのタイムアウト検出用カレンダを読み込む。

　Ｓ３２において、第１ＣＰＵ１２０は、読み込まれたタイムアウト検出用カレンダの値に基づいて、第２ＣＰＵ１３０からの「非常停止データパケット」を規定時間内に受信したか否かを判断する。規定時間内に「非常停止データパケット」を受信していない場合、第１ＣＰＵ１２０は「ＮＧ」と判定し、後述するＳ５４の異常処理を行う。規定時間は、予め定められた時間であって、例えば、数ｍｓｅｃ～数百ｍｓｅｃに設定される。Ｓ３４において、第１ＣＰＵ１２０は、「非常停止データパケット」に含まれる誤り検出データを用いてデータが正しいことを確認する。その後、第１ＣＰＵ１２０は、第１ＣＰＵエラーフラグを、直前に検出して更新した異常パラメータの状態に更新する。

　Ｓ３６において、第１ＣＰＵ１２０は、第１ＣＰＵデータに、このパケットの入力直前に検出した非常停止スイッチ１１０の状態をセットする。以上のデータを更新した上で、Ｓ３８において、第１ＣＰＵ１２０は、合成されたデータの誤り検出データを計算して更新する。続いて、Ｓ４０において、第１ＣＰＵ１２０は、生成された「非常停止データパケット」を、送受信制御回路１４０に書き込む。

　次に、Ｓ４２において、第１ＣＰＵ１２０は、カレンダＩＣのタイムアウト検出用カレンダを読み込む。Ｓ３４において、「非常停止データパケット」に含まれる誤り検出データを用いてデータが正しくないと判断した場合、第１ＣＰＵ１２０は「ＮＧ」と判定し、後述するＳ５４の異常処理を行う。

　次に、図３に示すように、送受信制御回路１４０は、「非常停止データパケット」に無線送信を実行するためのヘッダデータを付加すると共に、「無線送信データパケット」として無線送受信回路１５０に送信する。ヘッダデータには、使用する通信プロトコルによって定められた送信元ポート番号、宛先ポート番号、データサイズ、及び誤り検出データ等が含まれる。

　次に、ＴＰ１００の無線送受信回路１５０は、送受信制御回路１４０から受信した「無線送信データパケット」を無線信号として送信する。
　（２．ティーチペンダント側の無線応答データパケットの処理）
　（２．１．第１ＣＰＵ１２０の処理）
　ＴＰ１００の無線送受信回路１５０は、制御装置２００から「無線応答データパケット」を無線信号として受信し、送受信制御回路１４０に送信する。

　送受信制御回路１４０は、無線送受信回路１５０から受信した「無線応答データパケット」のヘッダデータ内にある誤り検出データを利用して、無線応答データパケットの内容が正しいことを確認する。その後、送受信制御回路１４０は、ヘッダデータ内の宛先ポート番号を利用して、自分宛のデータであるか否かを判断する。

　ヘッダデータ内の宛先ポート番号が自分宛である場合、送受信制御回路１４０は、「無線応答データパケット」から「応答データパケット」を取り出し、第１ＣＰＵ１２０に対して割り込みをかける。ヘッダデータ内の宛先ポート番号が自分宛でなかった場合、送受信制御回路１４０はデータを破棄する。送受信制御回路１４０からの割り込みを受けて、第１ＣＰＵ１２０は「応答データパケット」を読み出す。

　そして、図７に示すように、Ｓ４４において、第１ＣＰＵ１２０は、Ｓ４２で読み込まれたタイムアウト検出用カレンダの値に基づいて、「応答データパケット」を規定時間内に受信したか否かを判断する。規定時間内に「応答データパケット」を受信していない場合、第１ＣＰＵ１２０は、後述するＳ５４の異常処理を行う。「応答データパケット」を規定時間内に受信している場合、Ｓ４６において、第１ＣＰＵ１２０は、「応答データパケット」をそのまま第２ＣＰＵ１３０にシリアル通信で送信する。　その後、Ｓ４８において、第１ＣＰＵ１２０は、「応答データパケット」の誤り検出データを用いて、データに誤りがないかをチェックする。Ｓ４８のチェックで問題無しと判断した場合、Ｓ５０において、第１ＣＰＵ１２０は、「応答データパケット」のデータから、まず、宛先データ、送信元データを、予め設定された宛先データ、送信元データとそれぞれ比較する。それらのパラメータのうちいずれかが一致しない場合、第１ＣＰＵ１２０は、後述するＳ５４の異常処理を行う。

　Ｓ５０において宛先データ、送信元データが正しい判断した場合、第１ＣＰＵ１２０はＳ５２に移行する。そして、第１ＣＰＵ１２０は、「応答データパケット」のデータから第１ＣＰＵエラーフラグデータ、第２ＣＰＵエラーフラグデータ、送信番号データ、第１ＣＰＵデータ、第２ＣＰＵデータをビット反転し、送信した「非常停止データパケット」の内容と比較する。「応答データパケット」と送信した「非常停止データパケット」との内容が一致していれば、第１ＣＰＵ１２０は、この回の処理を正常に終了し、スイッチングトランジスタＴｒ１オン作動を継続する。Ｓ５２において、「応答データパケット」と送信した「非常停止データパケット」との内容が一致しない場合、第１ＣＰＵ１２０はＳ５４の異常処理を行う。

　（２．２異常処理（Ｓ５４））
　次に、Ｓ５４の異常処理について説明する。Ｓ３２及びＳ３４において、第１ＣＰＵ１２０が「ＮＧ」と判定した場合についても説明する。

　Ｓ３２において「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０は、次回の制御周期の送信時において、第１ＣＰＵエラーフラグデータにおける非常停止データタイムアウト異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。

　Ｓ３４において、「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０は、次回の制御周期の送信時において、第１ＣＰＵエラーフラグデータにおける非常停止データＣＲＣ異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。

　このように、Ｓ３２及びＳ３４で「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０はＳ５４の処理を行うことにより、今回の制御周期では通信データを作成せず、通信データを出力しない。

　Ｓ４４において、「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０は、次回の制御周期の送信時において、第１ＣＰＵエラーフラグデータにおける応答データタイムアウト異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。Ｓ４８において、「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０は、次回の制御周期の送信時において第１ＣＰＵエラーフラグデータにおける応答データＣＲＣ異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。Ｓ５２において、「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０は、次回の制御周期の送信時において第１ＣＰＵエラーフラグデータにおける応答データ不一致のデータをエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。又、Ｓ５０において「ＮＧ」と判定された場合、第１ＣＰＵ１２０はデータを破棄し、この回の処理を終了する。

　以上のＳ３２，Ｓ３４、Ｓ４４、Ｓ４８、Ｓ５０、及びＳ５２で「ＮＧ」と判定されてＳ５４の処理を実行する場合、この処理を終了する前に、第１ＣＰＵ１２０は、スイッチングトランジスタＴｒ１をオフ作動する。スイッチングトランジスタＴｒ１のオフにより、スイッチングトランジスタＴｒ２のオン状態に関係なくリレーコイルＲｅを消磁させる。これにより、常開のリレースイッチＲｓ１がオフされ、常閉のリレースイッチＲｓ２がオンされる。このため、第１発光体Ｌ１が消灯されて、第２発光体Ｌ２が白色に発光する。この結果、非常停止スイッチ１１０の全体が、第２発光体Ｌ２により白色で表示される。

　（２．３第２ＣＰＵ１３０の処理）
　次に、第２ＣＰＵ１３０は、第１ＣＰＵ１２０からのシリアル通信で「応答データパケット」を受信すると、Ｓ２０において、Ｓ１８で読み込みしたタイムアウト検出用カレンダの値に基づいて「応答データパケット」を規定時間内に受信したか否かを判断する。「応答データパケット」を規定時間内に受信していない場合、第２ＣＰＵ１３０はＳ２８の異常処理を行う。

　「応答データパケット」を規定時間内に受信している場合、Ｓ２２において、第２ＣＰＵ１３０は、「応答データパケット」データにおける誤り検出データを用いて、データに誤りがないかをチェックする。Ｓ２２において、データに誤りがある場合には、第２ＣＰＵ１３０はＳ２８の異常処理を行う。

　Ｓ２２のチェックで問題無しと判断した場合、Ｓ２４において、第２ＣＰＵ１３０は、「応答データパケット」のデータから、まず、宛先データ、送信元データを、パラメータとして設定された宛先データ、送信元データとそれぞれ比較する。それらのパラメータのうちいずれかが一致しない場合、第２ＣＰＵ１３０はＳ２８の異常処理を行う。

　Ｓ２４において宛先データ、送信元データが正しいと判断した場合、第２ＣＰＵ１３０は、「応答データパケット」のデータから第２ＣＰＵエラーフラグデータ、送信番号データ、第２ＣＰＵデータをビット反転して、送信した「非常停止データパケット」との内容と比較する。「応答データパケット」と送信した「非常停止データパケット」との内容が一致していれば、第２ＣＰＵ１３０は、この回の制御周期の処理を正常に終了する。Ｓ２６において、「応答データパケット」と送信した「非常停止データパケット」との内容が一致しない場合、第２ＣＰＵ１３０はＳ２８の異常処理を行う。

　（２．４異常処理（Ｓ２８））
　Ｓ２０において「ＮＧ」と判定された場合、第２ＣＰＵ１３０は、次回の制御周期の送信時において、第２ＣＰＵエラーフラグデータにおける応答データタイムアウト異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。Ｓ２２において、「ＮＧ」と判定された場合、第２ＣＰＵ１３０は、次回の制御周期の送信時において第２ＣＰＵエラーフラグデータにおける応答データＣＲＣ異常をエラー（異常）にセットして送信し、この回の処理を終了する。又、Ｓ２４において「ＮＧ」と判定された場合、第２ＣＰＵ１３０はデータを破棄し、この回の処理を終了する。

　Ｓ２６において、「ＮＧ」と判定された場合、第２ＣＰＵ１３０は、次回の制御周期の送信時において第２ＣＰＵエラーフラグデータにおける送受信データ不一致のデータをエラーにセットして送信し、この回の処理を終了する。

　以上のＳ２０，Ｓ２２、Ｓ２４、及びＳ２６で「ＮＧ」と判定されてＳ２８の処理を実行する場合、この処理を終了する前に、第２ＣＰＵ１３０は、スイッチングトランジスタＴｒ２をオフ作動する。スイッチングトランジスタＴｒ２のオフにより、スイッチングトランジスタＴｒ１のオン状態に関係なく、リレーコイルＲｅが消磁される。これにより、常開のリレースイッチＲｓ１がオフされ、常閉のリレースイッチＲｓ２がオンされる。このため、第１発光体Ｌ１が消灯されて、第２発光体Ｌ２が白色に発光する。この結果、非常停止スイッチ１１０の全体が、第２発光体Ｌ２により白色で表示される。

　次に、無線送受信回路１５０のＣＰＵ１５０ｂにより実行される送受信状態監視処理について図８のフローチャートを参照して説明する。無線送受信回路１５０のＣＰＵ１５０ｂは、フローチャートの送受信状態監視処理プログラムを所定の周期で実行する。

　Ｓ１００において、ＣＰＵ１５０ｂは、メモリ１５０ａに記憶された通信のリトライ回数が閾値以下であるか否かを判定する。リトライ回数が閾値以下であれば、ＣＰＵ１５０ｂはＳ１０２に移行する。リトライ回数が閾値を越えていれば、ＣＰＵ１５０ｂはＳ１０６に移行する。Ｓ１０２において、ＣＰＵ１５０ｂは、電波強度が閾値以上であるか否かを判定する。電波強度が閾値未満であれば、ＣＰＵ１５０ｂは、通信状態が良くないと判定し、Ｓ１０６に移行する。電波強度が閾値以上であれば、ＣＰＵ１５０ｂは、通信状態が良好であると判定し、Ｓ１０４に移行する。

　Ｓ１０４において、ＣＰＵ１５０ｂは、送受信良好処理を実行する。その後、ＣＰＵ１５０ｂは、一旦、このフローチャートの処理を終了する。具体的には、Ｓ１０４において、ＣＰＵ１５０ｂは、スイッチングトランジスタＴｒ３のオフ作動を保持する。一方、Ｓ１０６において、ＣＰＵ１５０ｂは、点滅処理を行った後、一旦、このフローチャートの処理を終了する。具体的には、Ｓ１０６において、ＣＰＵ１５０ｂは、スイッチングトランジスタＴｒ３のオン作動及びオフ作動を繰り返し、第３発光体Ｌ３を点滅させる。つまり、第１の嵌合部材１１１の上端部が、所定の周期で、黄色に発光したり、消灯したりする。

　図１０は、第３発光体Ｌ３が点滅している状態を示す。この点滅期間は、通信状態が良くないと判定された期間である。図１０に示すように、第３発光体Ｌ３が点滅している状態で第１発光体Ｌ１が赤色に発光し、第２発光体Ｌ２が消灯しているｔ２時に、非常停止スイッチ１１０を押圧操作すると、オペレータは、通信状態の良くない状態で非常停止スイッチ１１０を押圧操作していることを認識する。第３発光体Ｌ３が点滅している状態で第１発光体Ｌ１が消灯し、第２発光体Ｌ２が白色に発光しているｔ３時に、非常停止スイッチ１１０を押圧操作すると、オペレータは、通信データに異常が検出されており、非常停止スイッチ１１０の操作が無効であることを認識する。これらの場合、ロボットを非常停止させるオペレータに対し、ＴＰ１００及び制御装置２００間の通信状態は良くないという注意の喚起を与えることができる。

　又、第１発光体Ｌ１が赤色に発光し、第２発光体Ｌ２が消灯し、第３発光体が消灯しているｔ４時に、非常停止スイッチ１１０を押圧操作すると、オペレータは、通信状態が良好であり、かつ安全通信状態であるため、その操作が有効であることを認識する。

　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）ＴＰ１００は、非常停止スイッチ１１０と、二重化された第１ＣＰＵ１２０及び第２ＣＰＵ１３０とを備えている。第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、非常停止スイッチ１１０をモニタするとともに、そのモニタ結果及び通信エラー検出データを含む通信データを、予め定められた通信プロトコルに従って作成する。又、ＴＰ１００は、ロボットを制御する制御装置２００と無線通信する無線送受信回路１５０を備えている。

　第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、通信データの異常の有無を検出する。ＴＰ１００は、非常停止スイッチ１１０の表示色を変更可能に構成されている。また、第１表示手段は、第１発光体Ｌ１と第２発光体Ｌ２とから構成されている。第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、通信データの異常の有無に応じて、第１及び第２発光体Ｌ１，Ｌ２の点灯、消灯を行うことにより、非常停止スイッチ１１０の表示色を変更する。無線送受信回路１５０は、通信状態を検出する通信状態検出手段としても機能する。ＴＰ１００は、通信状態に応じて表示色を表示する第３発光体を備えている。

　この構成によれば、ＴＰ１００は、無線通信による通信状態の監視機能を有する。これにより、通信状態に応じて、ＴＰ１００の非常停止スイッチ１１０が有効であるか、或いは無効であるかに加え、制御装置２００との通信状態の良否を表示することができる。よって、信頼性の高いＴＰ１００を提供することができる。

　特に、Ｓ３２において、非常停止データパケットのデータ応答時間の監視、Ｓ２２，Ｓ４８において、データパケットにおける誤り検出データによるデータ化け監視、Ｓ２４、Ｓ５０において、データパケットの荷札内容の確認、Ｓ２６、Ｓ５２において、送信データパケットと応答データパケットとの照合、及びＳ３４において、並列するＣＰＵ間での処理データの照合がそれぞれ行われる。これらの通信データの確認結果を通じて、非常停止スイッチ１１０が有効であるか、或いは無効であるかを表示することから、信頼性の高いＴＰ１００を提供することができる。

　又、本実施形態によれば、オペレータは、非常停止スイッチ１１０が有効であるか、或いは無効であるかを一目で判断できる。また、オペレータは、非常停止スイッチ１１０が無効であるにも関わらずロボットを緊急停止させるといった無駄な操作を回避することもできる。これにより、国際安全規格ISO10218-1_2006の5.8.6のａ）項が順守される。

　（２）ＴＰ１００は、第１発光体Ｌ１を赤色に発光させる第１発光手段と、第２発光体Ｌ２を白色に発光させる第２発光手段とを備えている。また、第１及び第２ＣＰＵ１２０，１３０は、検出された通信データの異常の有無に応じて、第１発光体Ｌ１と第２発光体Ｌ２とを排他的に発光させる。この結果、通信データの異常の有無に応じた表示色で、非常停止スイッチ１１０を表示させることができる。

　（３）第１発光体Ｌ１は、表示色としての赤色に発光する。つまり、通信データの異常検出がされていない場合、非常停止スイッチ１１０は赤色に発光する。赤色は、非常停止を示す色として一般に使用されている。このため、オペレータは、非常停止スイッチ１１０の操作が有効であることを認識することができる。

　（４）第２発光体Ｌ２は、表示色として白色に発光する。つまり、通信データの異常検出がされている場合、非常停止スイッチ１１０は白色で表示される。白色は、非常停止を示す色として一般に使用されていない。このため、オペレータは、通信データの異常検出がされて、非常停止スイッチ１１０の操作が無効であることを認識することができる。

　（５）無線送受信回路１５０は、制御装置２００との通信のリトライ回数、及び受信強度の両方の状態をそれぞれ検出する。そして、無線送受信回路１５０は、リトライ回数及び受信強度を対応する閾値のそれぞれと比較し、その結果に応じて、第２表示手段である第３発光体Ｌ３を発光させる。この構成によれば、オペレータは、通信のリトライ回数、及び受信強度の両方の状態を把握して、非常停止スイッチ１１０を操作することができる。

　なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
　本実施形態において、可搬式操作装置及び制御装置２００間の通信を無線ＬＡＮで行うようにしてもよい。

　本実施形態において、可搬式操作装置を、ロボット制御装置に使用するＴＰ１００以外にも、工作機械に用いる可搬式操作装置や、産業機械に用いる可搬式操作装置に具体化してもよい。

　本実施形態において、ＣＰＵを、３重化以上に構成してもよい。
　本実施形態において、通信データの一部をビット反転していたが、これに限定されない。例えば、元のデータに戻すために定数を乗算する場合、同じ定数で除算する等、所定のアルゴリズムで演算し、逆のアルゴリズムで元に戻す等の方法を用いてもよい。

　本実施形態において、可搬式操作部及び制御部間の通信を、赤外線通信、光通信、或いは磁気通信で行うようにしてもよい。これらの場合、通信状態検出手段は、電波強度に代えて、通信の信号エネルギーの強度を検出する。

　本実施形態において、無線通信データパケットは、非常停止データパケットに無線通信のためのヘッダデータを付加して生成していたが、通信の信頼性を更に高めるため、このデータに無線LAN規格IEEE802.11bやIEEE802.11aで用いられるＷＥＰの暗号化処理を加えてもよい。

　本実施形態において、第３発光体Ｌ３は、点滅ではなく、単に、点灯させてもよい。又、第３発光体Ｌ３は、単調に点滅させるのではなく、点滅周期を徐々に変化させたり、点滅の発光強度を周期的に変化させたりしてもよい。

　本実施形態において、制御装置２００との通信のリトライ回数、及び受信強度のいずれか一方のみの状態を、無線送受信回路１５０により検出してもよい。
　本実施形態において、第１及び第２発光手段は、非常停止操作手段の表示色に発光するＬＥＤであってもよい。又は、第１及び第２発光手段を白色又は昼光色に発光する発光源から構成し、白色又は昼光色とは異なる他の色のフィルタで覆うようにしてもよい。

　本実施形態において、第３発光手段も、非常停止操作手段の表示色に発光するＬＥＤであってもよい。又は、第３発光手段を白色又は昼光色に発光する発光源から構成し、白色又は昼光色とは異なる他の色のフィルタで覆うようにしてもよい。

　本実施形態において、第１表示手段を第１発光手段と第２発光手段とから構成したが、第１表示手段を、例えば、有機ＥＬディスプレイから構成してもよい。この場合、例えば、非常停止スイッチ１１０の操作面全体を有機ＥＬディスプレイから構成し、ディスプレイを通じて非常停止スイッチ１１０の表示色を変更するようにしてもよい。操作面は、押圧操作に対する耐久性のため、強度の高い透明又は半透明のプラスチック製の防護材を用いて覆うようにしてもよい。

Claims

外部操作可能な非常停止操作手段と、前記非常停止操作手段をモニタし、そのモニタ結果及び通信エラー検出データを含む通信データを予め定められた通信プロトコルに従って作成する多重化されたモニタ手段と、前記通信データに関して機械を制御する制御装置との間で非有線通信を行う通信手段とを備えた可搬式操作装置において、
　前記通信データの異常の有無を検出する異常有無検出手段と、
　前記非常停止操作手段の表示色を変更可能な第１表示手段と、
　前記異常有無検出手段の検出結果に応じて、前記第１表示手段の表示色を変更する変更手段と、
　前記通信手段の通信状態を検出する通信状態検出手段と、
　前記通信状態検出手段の検出結果に応じて、前記通信手段の通信状態に応じた表示色で前記非常停止操作手段を表示する第２表示手段と
　を備えたことを特徴とする可搬式操作装置。
前記第１表示手段は、前記表示色としての第１色を発光する第１発光手段と、前記第１色とは異なる前記表示色としての第２色を発光する第２発光手段とを含み、
　前記変更手段は、前記異常有無検出手段の検出結果に応じて、前記第１発光手段と前記第２発光手段とを排他的に発光させることを特徴とする請求項１に記載の可搬式操作装置。
前記第１色は赤色であることを特徴とする請求項２に記載の可搬式操作装置。
前記第２色は白色であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の可搬式操作装置。
前記通信状態検出手段は、前記制御装置との通信のリトライ回数及び受信強度の少なくともいずれかを検出し、検出したリトライ回数及び受信強度を対応する閾値のそれぞれと比較し、その結果に応じて、前記第２表示手段の表示色で非常停止操作手段を表示することを特徴とする請求項１～請求項４のうちいずれか１項に記載の可搬式操作装置。