特開 2024-141391 作業機の操作表示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141391

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】作業機の操作表示システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/409 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

G05B19/409 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053000

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100125737

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 昭博

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄基

(72)【発明者】

【氏名】風間 祐太

【テーマコード（参考）】

3C269

【Ｆターム（参考）】

3C269AB02

3C269AB33

3C269BB07

3C269BB11

3C269MN02

3C269MN27

3C269QC01

3C269QD02

3C269QE11

3C269QE22

3C269QE26

(57)【要約】

【課題】誤操作を回避するための作業機の操作表示システムを提供すること。
【解決手段】作業機に対して所定の機能を実行させるための機能ボタンがモニタに表示されるタッチパネル式の操作表示装置を有し、前記作業機は、所定の機能を実行させるために該当する前記機能ボタンを一定時間長押しすることを解除条件としたインターロックが設けられ、前記モニタには前記機能ボタンに対応して作業者による前記インターロックの解除状況を示す直感表示部が設けられた作業機の操作表示システムであり、例えば、前記直感表示部は、前記インターロックの解除条件となっている長押し時間に関連して、作業者が連続して前記機能ボタンを押し続けている時間の長さを表示するものである。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機に対して所定の機能を実行させるための機能ボタンがモニタに表示されるタッチパネル式の操作表示装置を有し、
前記作業機は、所定の機能を実行させるために該当する前記機能ボタンを一定時間長押しすることを解除条件としたインターロックが設けられ、
前記モニタには前記機能ボタンに対応して作業者による前記インターロックの解除状況を示す直感表示部が設けられた作業機の操作表示システム。

【請求項2】

前記直感表示部は、前記インターロックの解除条件となっている長押し時間に関連して、作業者が連続して前記機能ボタンを押し続けている時間の長さを表示する請求項１に記載する作業機の操作表示システム。

【請求項3】

前記直感表示部は、前記機能ボタンの近傍に配置され、作業者が前記機能ボタンを押し続けている時間に応じてメーター表示の長さが変化するようにしたプログレスバーである請求項２に記載する作業機の操作表示システム。

【請求項4】

前記インターロックの解除条件は、前記作業機の機能によって長押しに要する時間が異なる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業機の操作表示システム。

【請求項5】

前記直感表示部は、前記作業機の機能によって長押しに応じて変化する表示の色が異なる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する作業機の操作表示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械などの作業機に搭載されるタッチパネル式の操作表示装置であって、その操作表示装置のボタン操作における操作表示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械などの作業機には、その駆動状況などの表示が可能な操作表示装置が設けられている。その操作表示装置は、ＮＣ工作機械を駆動するためのプログラム入力が行われ、工作機械を構成する各装置の動作指令を入力するためにも用いられる。そして、そうした入力された情報がモニタに表示される。操作表示装置には工作機械などの作業機に駆動を実行させる様々なボタンが設けられ、作業者の操作入力が行われるようになっている。しかし、単にボタンを押すだけの操作は作業者による操作ミスが起こりやすい。例えば、下記特許文献１には、作業者があわてた場合は非常停止スイッチを確実に押すことができない問題に対し、操作表示装置に盛り上げる構造の操作キーが設けられ、容易に素早く確実に工作機械を非常停止することができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１５９３０３号公報

【特許文献2】特開平６－２３８５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

操作表示装置における作業者の操作ミスに対応した技術としては、前記従来例のように確実にボタンを押すことができるようにした構成がある一方、作業者が誤ってボタンを押してしまった場合に、その作業機において当該機能が実行されないようにしたインターロックなどもある。ＮＣ工作機械には、例えばプログラムが問題なく実行できるか機械を動作させずにテストをするためのマシンロックや、そのプログラム確認の際に安全な低速運転を実行させるためのドライランなどがある。そして、このような機能を実行させるためのマシンロックボタンが操作表示装置に設けられている。しかし、作業者が誤ってマシンロックボタンなどを押してしまうことで、工作機械が実行すべき作業内容と全く異なった動きをしてしまうことになる。

【0005】

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、誤操作を回避するための作業機の操作表示システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る作業機の操作表示システムは、作業機に対して所定の機能を実行させるための機能ボタンがモニタに表示されるタッチパネル式の操作表示装置を有し、前記作業機は、所定の機能を実行させるために該当する前記機能ボタンを一定時間長押しすることを解除条件としたインターロックが設けられ、前記モニタには前記機能ボタンに対応して作業者による前記インターロックの解除状況を示す直感表示部が設けられたものである。

【発明の効果】

【0007】

前記構成によれば、操作表示装置のモニタに表示された機能ボタンにはインターロックが設けられているため誤操作を回避することができ、また、作業者がその機能ボタンを意図をもって押した場合には、対応する直感表示部によって長押しがインターロックの解除条件と分かるように表示が行われるため、作業者は、インターロックの存在を把握しているか否かに関わらず適切な機能ボタンの操作ができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】工作機械を正面から示した外観斜視図である。

【図2】機体カバーを除いた工作機械の内部構造を示した斜視図である。

【図3】工作機械を制御する制御システムを示したブロック図である。

【図4】複数ある押しボタンの一部を拡大して示した操作表示装置の正面図である。

【図5】タッチパネルに複数表示された表示ボタンの一部を拡大して示した操作表示装置の正面図である。

【図6】タッチパネル式の操作表示装置に表示されたマシンロックボタンについて直感表示部の変化を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る作業機の操作表示システムについて、その一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。本発明に係る操作表示システムは、機体前面に操作表示装置が取り付けられた工作機械などであって、特にタッチパネル式の操作表示装置に対するボタン操作に特徴を有するものである。ここで、図１は、工作機械を正面から示した外観斜視図であり、図２は、機体カバーを除いた工作機械の内部構造を示した斜視図である。

【0010】

正面２軸旋盤である工作機械１は、左右それぞれに配置された主軸装置３，４と、タレット装置５，６が設けられている。機体カバー５０によって覆われた機内には加工室が設けられ、機体カバー５０の前面には中央部５１の左右両側に開閉扉５３，５５が設けられている。また、工作機械１は、外部に配置されるストッカと機内との間でワークを自動搬送するためのワーク自動搬送機２が設けられている。ワーク自動搬送機２は、ガントリ式のワーク搬送機であり、ワークの把持することができるロボットハンドを、上下左右方向および前後方向に移動可能な構造となっている。

【0011】

主軸装置３，４は、ともに主軸チャックによってワークを把持し、スピンドルモータの回転を受けてワークに回転が与えられる。また、各々のタレット装置５は、多角形の刃物台１１に複数の工具Ｔが工具ホルダを介して着脱可能に取り付けられ、刃物台１１を回転させるサーボモータの駆動制御によって、複数の工具Ｔから加工に使用される工具Ｔの旋回割出しが行われる。そして、刃物台１１が各軸方向に移動することにより、回転するワークに対して工具Ｔが当てられることで外径切削などが行われる。このような加工制御は、左右の旋盤において独立して行われる。

【0012】

図３は、工作機械１を制御する制御システムを示したブロック図である。工作機械１の制御装置８にはマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４がバスラインを介して接続されている。ＣＰＵ３１は、制御装置全体を統括制御するものであり、ＲＯＭ３２にはＣＰＵ３１が実行するシステムプログラムや制御パラメータ等が格納され、ＲＡＭ３３には一時的な計算データや表示データなどが格納される。

【0013】

また、不揮発性メモリ３４にはＣＰＵ３１が行う処理に必要な情報が記憶され、工作機械１のシーケンスプログラムなどが格納されている。そして、制御装置８にはＩ／Ｏポート３５が設けられており、そのＩ／Ｏポート３５を介して主軸装置３，４およびタレット装置５，６、ワーク自動搬送機２などの駆動モータが各々ドライバを介して接続されている。さらに、工作機械１には図１に示すように、機体前面部にモニタを有する操作表示装置７０が取り付けられ、Ｉ／Ｏポート３５を介して制御装置８に接続されている。

【0014】

工作機械１は、主軸装置３およびタレット装置５からなる第１加工室と、主軸装置４おおびタレット装置６からなる第２加工室の開閉扉５３，５５が機体前面の中央設けられ、その右隣に操作表示装置７０が設けられている。この操作表示装置７０は、各装置を操作するための入力インタフェースそして、また加工プログラムなどを取り込むための入力インタフェースなどとして機能するものである。ただし、この操作表示装置７０は参考例として示すものであり、図４は、その操作表示装置７０を示した正面図である。

【0015】

操作表示装置７０は、モニタ７１による表示部のほかに、複数の押しボタン７２が所定の配置で並べられている。その中には工作機械１において所定の機能を実行するための押しボタンが複数あり、以下それを機能ボタン７２ｎ（ｎは正数）という。工作機械１に備えられた機能には例えばマシンロック機能があり、工具を動かさずに位置表示の変化をみることができ、プログラムの記述に問題がないか否かについて確認が行える。これは、複数ある押しボタン７２の中のマシンロックボタン７２１を押すことにより、全ての軸移動がロックされて動かなくなり、モニタ７１に表示される座標は指令通りに変化するものである。

【0016】

そして、プログラムに問題がなければマシンロックを解除し、次は他に備えられている機能のシングルブロックやドライランなどを用いて実際に工具を動かして動作確認が行われる。つまり新規プログラムを実行する際には、シングルブロックを使用することにより意図しない動作による機械の破損などを避けるためのプログラムテストが行われる。また、その際には他の機能であるドライランを併用することにより、プログラムにおける工具の送り速度を設定変更することができる。

【0017】

こうして工作機械１に設けられた各機能は、図４に拡大して示すように、マシンロックボタン７２１、シングルブロックボタン７２２やドライランボタン７２３など、所定の機能ボタン７２ｎが作業者に押されることで実行される。そこで、シングルブロックボタン７２２が押された場合には、工作機械１において該当する機能が実行され、作業者が起動ボタンを押す毎に１ブロックずつプログラムを動かすことができる。そして、作業者は、開閉扉５３，５５が空けられた加工室内を視認しながら、プログラムに従った動作が実行されているか否かの確認を行うことができる。

【0018】

操作表示装置７０は、マシンロックボタン７２１やシングルブロックボタン７２２などのように、工作機械１に備わっている所定の機能を実行させるための機能ボタン７２ｎのほか、工作機械１に所定の動作を行わせる指令ボタンなどが多数存在する。そうした多くの押しボタン７２を備えた操作表示装置７０は比較的大型であり、そのほか操作性に関しても改善が必要であった。そこで、工作機械１では、押しボタン式の操作表示装置７０に替えて、直感的な操作を可能にするタッチパネル式の採用が検討された。図５は、そのタッチパネル式の操作表示装置を示した正面図である。なお、操作表示装置７は、図２に示す工作機械１の機体前面において操作表示装置７０に替えて取り付けられ、図３に示すようにＩ／Ｏポート３５を介して制御装置８に接続される。

【0019】

タッチパネル式の操作表示装置７は、操作表示装置７０を構成していた押しボタン７２を無くしたことにより、その分だけサイズを小さくすることができ、軽くなって取り扱いが便利になる。操作表示装置７では、操作表示装置７０の押しボタン７２が、モニタ２１の画面に表示された表示ボタン２２に置き換えられる。しかし、表示ボタン２２は、モニタ２１に軽くタッチするだけで反応してしまうため、誤ったボタン操作が行われてしまうという課題が生じることになる。つまり、誤操作だけではなく、意図せずに触れてしまうことでボタン操作が行われることになりかねない。

【0020】

そこで、こうした誤操作を回避する手段として、工作機械１には所定の機能を実行させるためには押しボタン７２や表示ボタン２２を一定時間長押しすることを解除条件としたインターロックが設けられている。例えば、前述した操作表示装置７０の場合にはマシンロックボタン７２１を３秒間押し続けることによってＯＮ状態になり、工作機械１に設けられた当該機能が実行されるようになる。そして、シングルブロックボタン７２２やドライランボタン７２３、あるいは他の機能ボタン７２ｎに関しても同じく長押しを解除条件にしたインターロックが設けられる。

【0021】

ただし、作業者が操作表示装置７０の機能ボタン７２ｎを押したとしても、インターロックが解除できたか否かの判断ができなければ、工作機械１が該当する機能を実行できるか否かの確認を改めて行う必要があった。また、作業者が操作する機能ボタン７２ｎについてインターロックの有無を把握していなければ、工作機械１に該当する機能を実行させることができない。そのため、作業者は、作業を中断して取り扱い説明書を見るなどして、操作する押しボタン７２が機能ボタン７２ｎであることや、インターロックの解除条件を確認する必要があった。

【0022】

タッチパネル式にした本実施形態の操作表示装置７は、前述したように誤操作が生じやすいことからインターロックが特に必要である。そのため、操作表示装置７０と同様な課題が存在する。そこで、本実施形態の工作機械１では、操作表示装置７における操作の際にインターロックの解除状況が確認でき、しかも作業者にとって操作性に優れたものにすべく、インターロックの解除条件であるボタンの長押しを作業者が直感的に行えるようにした操作表示システムが構成されている。

【0023】

操作表示装置７は、モニタ２１の画面に表示される表示ボタン２２の中に、図５に拡大して示すシングルブロックボタン２２１、マシンロックボタン２２２およびドライランボタン２２３などの機能ボタン２２ｎ（ｎは正数）がある。そして、この機能ボタン２２ｎにおいてもインターロックの解除操作により、前述したような工作機械１における所定の機能が実行される。さらに、本実施形態の操作表示システムは、シングルブロックボタン２２１などインターロックが設けられた機能ボタン２２ｎに直感表示部が付加されている。

【0024】

図６は、操作表示装置７に表示されたマシンロックボタン２２２について直感表示部の変化を示した図である。工作機械１の操作表示システムは、対象となるマシンロックボタン２２２などの機能ボタン２２ｎに対して、直感表示部であるプログレスバー２３が設けられている。プログレスバー２３は、インターロックの解除条件となっている長押し時間に関連して、作業者が連続して押し続けている時間の長さをメーター表示２３１で示すものである。そして、プログレスバー２３は、長押しの中の作業者が確認しやすいように機能ボタンン２２の近傍に設けられ、特に本実施形態では機能ボタンン２２の直ぐ上に配置されている。

【0025】

本実施形態では、インターロックの解除条件について設定機能を有し、操作表示装置７によって長押し時間や直感表示部に使用される色を設定変更できるようになっている。例えば、機能ボタン２２ｎに応じて工作機械１で実行される機能の内容に基づき、作業者へ求める注意の度合いが高いものと低いものとで長押し時間の長さや色に差をつけるようにすることができる。長押しの選択時間には例えば１秒、３秒、５秒が用意され、長押し時間設定プログラムによってモニタ２１に表示される設定画面に従い、該当する機能ボタン２２ｎに対する長押し時間の設定が行われる。

【0026】

そこで、工作機械１に対してマシンロックを実行させる場合には、作業者によって操作表示装置７のモニタ２１に表示されたマシンロックボタン２２２の長押しが行われる。マシンロックに関して５秒の長押し時間が設定されている場合には、作業者は、マシンロックボタン２２２に指先６０を当てて５秒が経過するまでその状態を維持しなければならない。その間、マシンロックボタン２２２の上に設けられたプログレスバー２３のメーター表示２３１が図６に示す（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように順に変化する。

【0027】

プログレスバー２３は、時間経過を表す赤色のメーター表示２３１が次第に伸びていくようになっている。各々の機能ボタン２２ｎの上に設けられたプログレスバー２３は、色の付いたメーター表示２３１が伸び終えたときの最大長は全て同じであるため、解除条件である長押し時間の違いによってメーター表示２３１の伸びる速度が異なる。また、作業者が途中で機能ボタン２２ｎから指先６０が離れてしまった場合には操作がリセットされ、メーター表示２３１の表示（長さ）もゼロに戻るようになっている。

【0028】

よって、以上のような本実施形態では、マシンロックボタン２２２にインターロックが設けられていることを知っている作業者は、その意図をもって長押しすることになるが、その際、時間を正しく把握していない場合でもプログレスバー２３のメーター表示２３１が伸びている変化を見ることで、押し続けなければならない状況を知ることができる。そのため、作業者は、安心感を持って確実にマシンロックボタン２２２を押し続けることができる。また、マシンロックボタン２２２にインターロックが設けられていることを知らない作業者であっても、指先６０を当てたことによりプログレスバー２３のメーター表示２３１が変化することで状況を直ちに理解することができる。そして、作業者は、プログレスバー２３におけるメーター表示２３１の伸びを確認しながら安心感を持って確実にマシンロックボタン２２２を押し続けることができる。

【0029】

マシンロックボタン２２２以外にもシングルブロックボタン２２１やドライランボタン２２３など、インターロックが設けられた機能ボタン２２ｎであれば、プログレスバー２３の表示変化によって作業者が直感的に長押し操作を確実に行うことができる。そして、プログレスバー２３の伸びるメーター表示２３１の速度や色から、作業者は、機能ボタン２２ｎの操作に伴うその後の工作機械１で行われる作業に関して注意への意識を持つことができる。また、タッチパネル式の操作表示装置７は、機械的な押しボタン式の操作表示装置７０に比べて小型化が可能になり、工作機械１前面のデザインもシンプルなものにできる。

【0030】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、作業機の一例として工作機械１を示したが、操作表示装置を搭載したものであれば、例えば電子部品を基板に搭載するいわゆるチップマウンタなど様々な作業機を対象とすることができる。

【0031】

前記実施形態では、工作機械１について説明する中で、表示ボタンとしてシングルブロック、マシンロックおよびドライランなどを実行させるためのものを例に挙げたが、同じ工作機械であっても強制加工完了など他の機能を実行させるための表示ボタンや、他の作業機における所定の機能を実行させるための表示ボタンに適応可能である。
また、前記実施形態では機能ボタン２２ｎの操作に必要な長押しに対する直感表示部をプログレスバー２３としたが、例えば機能ボタン２２ｎ全体が長押し時間をかけて色が変化するなど他の構成にしてもよい。

【符号の説明】

【0032】

１…工作機械 ２…ワーク自動搬送機 ３，４…主軸装置 ５，６…タレット装置 ７…操作表示装置 ８…制御装置 ２１…モニタ ２２…表示ボタン ２３…プログレスバー ２２１…シングルブロックボタン ２２２…マシンロックボタン ２２３…ドライランボタン ２２ｎ…機能ボタン ２３１…メーター表示

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】