JP2000305614A - タッチパネルによる機械制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のハードウェアを必要とせずに、機械の
手動による操作が簡単に行える装置、特に手パルスの発
生をソフトウェア的に行える装置を提供する。 【解決手段】 手動操作用の入力操作部１９が画面表示
されるタッチパネル１１を設ける。入力操作部１９は、
複数のタッチスイッチ表示２０が、指でなぞって連続的
に入力操作可能なように配列されたものとする。入力操
作部１９の入力操作に応じて制御対象機械１のサーボ機
構２に移動指令ｓを与える操作認識移動指令手段１３を
設ける。移動指令ｓは例えばパルス列とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動運転の各種
の機械、例えば工作機械やその他の産業機械を手動で動
作させる場合に用いるタッチパネルによる機械制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、Ｎ
Ｃ工作機械等の産業機械において、手動で動作させたい
場合、制御装置本体にケーブルで接続された手動パルス
発生装置を用いている。産業機械の制御装置は、以前は
専用のコンピュータ装置を用いることが多かったが、パ
ーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と称す）の高
性能化に伴い、パソコンを使用することが増えている。
パソコンを用いた制御装置は、その入力手段としてタッ
チパネルを採用することが主流となっている。しかし、
機械の手動操作を行う場合は、以前と同様に、専用のハ
ードウェアである手動パルス発生装置によっており、パ
ソコンの採用による低コスト化が十分に果たされていな
い。

【０００３】この発明の目的は、専用のハードウェアを
必要とせずに、機械の手動による操作が簡単に行えるタ
ッチパネルによる機械制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ハードウェアとして存在してい
た手パルスの発生手段を、フソトウェア的に実現するこ
とである。この発明のさらに他の目的は、移動量、移動
方向の手動による指令も簡単な操作で行えるようにする
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施形
態に対応する図１と共に説明する。このタッチパネルに
よる機械制御装置は、サーボ機構（２）の手動操作用の
入力操作部（１９）が画面表示されるタッチパネル（１
１）と、前記入力操作部（１９）の入力操作に応じて制
御対象機械（１）のサーボ機構（２）に移動指令（ｓ）
を与える操作認識移動指令手段（１３）とを備えたもの
である。この構成によると、タッチパネル（１１）の画
面に表示された入力操作部（１９）をオペレータが指等
で触れて入力操作することにより、その入力操作内容を
操作認識移動指令手段（１３）が認識し、入力操作に応
じた移動指令（ｓ）が制御対象機械（１）のサーボ機構
（２）に与えられる。このように、タッチパネル（１
１）の操作でサーボ機構（２）の手動による運転が行え
る。したがって、専用のハードウェアを必要とせずに、
機械の手動による操作が簡単に行える。

【０００５】この発明において、前記操作認識移動指令
手段（１３）で与える移動指令（ｓ）は、パルス列であ
っても良い。これにより、従来、専用のハードウェアと
して用いられていた手動パルス発生器を、ソフトウェア
として実現できる。

【０００６】この発明において、前記入力操作部（１
９）は、複数のタッチスイッチ表示（２０）を、指（３
０）でなぞって連続的に入力操作可能なように配列した
ものとしても良い。この場合に、前記操作認識移動指令
手段（１３）は、タッチスイッチ表示（２０）がなぞら
れた数および方向に対応して前記移動指令（ｓ）の移動
量および移動方向を定めるものとしても良い。このよう
に、入力操作部（１９）を、複数のタッチスイッチ表示
（２０）が配列されたものとすることにより、指（３
０）でなぞって連続的に入力操作することができ、また
そのタッチスイッチ表示（２０）のなぞり数や、なぞり
方向を自由に変えられる。そのため、操作認識移動指令
手段（１３）が、タッチスイッチ表示（２０）のなぞり
数およびなぞり方向に対応して移動指令（ｓ）の移動量
および移動方向を定めるものとすることで、移動量や移
動方向まで、タッチパネル表示（２０）のなぞり操作で
簡単に入力操作することができる。この場合に、操作認
識移動指令手段（１３）は、タッチスイッチ表示（２
０）のなぞり速度に対応して、移動指令（ｓ）の移動速
度を定めるものとしてもよい。なお、操作認識移動指令
手段（１３）は、上記のようになぞり数に応じて移動量
を定める代わりに、タッチスイッチ表示（２０）のなぞ
り数に応じて移動指令（ｓ）の移動速度を定めるものと
しても良い。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図４と共に説明する。このタッチパネルによる機械制
御装置は、数値制御される制御対象機械１のサーボ機構
２を手動で運転する場合に用いられる。制御対象機械１
は産業機械である。この明細書で言う「産業機械」は、
工作機械や、板材加工機、運搬機械など、物の生産、運
搬に用いる機械一般を言う。サーボ機構２は、可動体３
を位置制御可能に駆動する手段であり、駆動源およびそ
のコントローラからなる。この実施形態では、サーボ機
構２は、駆動源となるサーボモータ４と、そのサーボコ
ントローラ５とを備え、サーボモータ４の駆動によりボ
ールねじ機構等の送り機構６を介して可動体３が移動さ
せられる。全体制御装置７は、制御対象機械１の全体を
制御する手段であって、パソコン等のコンピュータ装置
で構成され、自動運転制御部８と、手動運転制御部９と
を備える。自動運転と手動運転とは、モード切換スイッ
チ（図示せず）等により切換可能とされている。自動運
転制御部８は、加工プログラム等の運転プログラム１０
に従って、制御対象機械１を制御する手段であり、その
制御指令の一つとして、サーボコントローラ５に移動指
令を与える。

【０００８】手動運転制御部９は、手動操作でサーボ機
構２を制御する手段であり、その入力装置として、タッ
チパネル１１を用いる。タッチパネル１１は、透明のデ
ィジタイザがディスプレイ上に重ねて設けられ、指等に
よって指示入力ができるようにしたものである。タッチ
パネル１１は、その画面表示内容を種々変えて各種の入
力に用いられるが、以下は、手動運転によるサーボ機構
２の制御に用いる場合を説明する。手動運転制御部９
は、画面表示手段１２と、操作認識移動指令手段１３と
を備える。

【０００９】画面表示手段１２は、タッチパネル１１の
ディスプレイに、サーボ機構２の手動操作用の入力操作
部１９を画面表示する手段である。入力操作部１９は、
複数のタッチスイッチ表示２０が、指でなぞって連続的
に入力操作可能なように配列されたものとしてある。各
タッチスイッチ表示２０は、サークル状に配列されてい
る。操作認識移動指令手段１３は、タッチパネル１１の
入力操作部１９の入力操作に応じて制御対象機械１のサ
ーボ機構２に移動指令ｓを与える手段である。移動指令
ｓはパルス列からなり、サーボコントローラ５に入力さ
れる。

【００１０】操作認識移動指令手段１３は、タッチパネ
ル１１の入力の認識につき、入力操作部１９に対応する
範囲が指等で触れられた場合に入力があったと判断する
ものとしてある。入力操作部１９がタッチスイッチ表示
２０の列からなる場合は、各タッチスイッチ表示２０の
いずれかの箇所が触れられる毎に、そのタッチスイッチ
表示２０と対応して予め設定された所定の座標入力があ
ったと認識される。なお、操作認識移動指令手段１３
は、上記のようにタッチスイッチ表示２０毎に定まった
座標値とする代わりに、触れられた座標位置をそのまま
入力座標として認識するものとしても良く、その場合、
タッチスイッチ表示２０は入力を認識する範囲の目安を
表示する役目を果たすものとされる。

【００１１】操作認識移動指令手段１３は、上記の入力
認識を行う手段の他に、移動指令付与手段１４、方向決
定手段１５、速度決定手段１６、操作連続性認識手段１
７、および不連続時停止手段１８を有し、例えば図２に
流れ図で示す制御を行う。

【００１２】移動指令付与手段１４は、タッチパネル１
１の入力座標の変化を認識し、その変化によりサーボコ
ントローラ５に移動指令ｓを与える手段であり、図２の
処理の場合、ステップＳ２，Ｓ６の正転指令および逆転
指令を行う手段となる。また移動指令付与手段１４は、
移動指令ｓとして、タッチパネル１１の入力座標の変化
量に応じた移動量を指令する。例えば、タッチパネル１
１の入力操作部１９がタッチスイッチ表示２０の並びか
らなる場合、移動指令付与手段１４は、なぞり箇所がタ
ッチスイッチ表示２０の１個分移ることで、所定個数の
パルス数を発生するものとされる。なお、移動指令付与
手段１４による移動指令ｓの移動量は、タッチパネル１
１の入力操作部１９が触れられている時間によって定め
るようにしても良い。例えば、入力操作部１９が触れら
れている時間だけ、移動が続くように、移動指令ｓを与
えるものとしても良い。方向決定手段１５は、入力座標
が増加の場合は正転、減少の場合は逆転として軸方向を
制御する手段であり、図２の処理では判断ステップＳ
１，Ｓ５が該当する。速度決定手段１６は、入力座標の
増加量を監視し、その量に応じて送り速度を変化させる
手段であり、図２の処理ではステップＳ３，Ｓ４が該当
する。この場合の入力座標の増加量は、単位時間当たり
の入力座標の増加量としている。なお速度決定手段１６
は、単位時間当たりの入力座標の増加量ではなく、タッ
チパネル１１から１回の連続した入力操作が行われる毎
の入力座標の増加量に応じて送り速度を変化させるもの
としても良い。その場合、移動指令付与手段１４は、例
えば、前記のように入力操作部１９が触れられている時
間によって移動量を定めるようにしても良く、また１回
の入力操作で一定の移動量だけ移動するようにしても良
い。

【００１３】操作連続性認識手段１７は、タッチパネル
１１の座標入力の変化を監視して、所定の条件により入
力操作が連続性を失ったか否かを判定する手段であり、
図２の処理では、ステップＳ１，Ｓ５を通じて、ステッ
プＳ７の判断を行う処理が該当する。この一連の処理
は、タッチパネル１１の座標入力が増加も減少もしない
状態、つまり入力座標が停止した状態かまたは入力がな
い状態が一定時間以上続くと、次の停止指令Ｓ８のステ
ップに移る処理である。操作連続性認識手段１７は、上
記の他に、連続性を失ったと判定する条件として、例え
ば、入力座標の増加幅または減少幅が一定値以上の場
合、および入力座標の増減方向が反転した後に再度反転
する場合等とされる。不連続時停止手段１８は、操作連
続性認識手段１７で不連続であると判定された場合に、
停止指令を出す手段であり、図２の例ではステップＳ８
が該当する。上記停止指令を出す時期は、例えば、不連
続であると判定された後の一定時間後とされる。操作認
識移動指令手段１３は、これらの手段の他に、入力座標
をタッチパネル１１の入力操作部１９の表示に対応し
て、所定の規則で補正する手段（図示せず）を備えてい
る。入力操作部１９のタッチスイッチ表示２０をサーク
ル状に配置した場合の補正は、後に説明する。

【００１４】図４は制御対象機械１の一例を示す。この
例では、制御対象機械１はタレット式の旋盤であり、タ
レット２１を搭載した送り台２２が、図１の例の可動体
３に相当する。送り台２２は、ベッド２３の案内２４上
を、主軸台２５の主軸２６に対して近接，離間する方向
に移動自在に設置され、ボールねじ機構等の送り機構６
を介してサーボモータ４により進退駆動される。

【００１５】上記構成の動作を説明する。まず概略を説
明する。タッチパネル１１の各タッチスイッチ表示２０
をオペレータが指３０等で順次連続的に触れることによ
り、操作認識移動指令手段１３から、パルス列による移
動指令ｓがサーボコントローラ５に与えられる。サーボ
コントローラ５は、この移動指令ｓによりサーボモータ
４を駆動し、移動台３を移動させる。タッチスイッチ表
示２０が図示のようにサークル状に配列されている場
合、任意のタッチスイッチ表示２０を触れ、指３０で円
または円弧を描くように各タッチスイッチ表示２０を順
次なぞることにより、操作認識移動指令手段１３は各タ
ッチスイッチ表示２０の接触毎に得られる信号が何方の
方向に回転されているかを認識して移動方向を確定し、
その移動方向に対応する方向に駆動する移動指令ｓを出
力する。指３０が複数のタッチスイッチ表示２０に接触
する速度が異なれば、移動指令ｓとなるパルスを出力す
る速度も異なるので、結果的にサーボモータ４の回転速
度が変わることになり、従来はハードウェア的に構成さ
れていた手パルス発生器と同等の機能が、タッチパネル
１１上で実現されることになる。

【００１６】図２の流れ図と共に動作を説明する。同図
は前述のように図１の操作認識移動指令手段１３の処理
を示す図である。タッチスイッチ表示２０がなぞられた
ことによりタッチパネル１１から順次入力される座標値
は、増加であるか減少であるかが判断され（Ｓ１，Ｓ
５）、増加の場合は正転であると認識されて正転の移動
指令ｓが出力される（Ｓ２）。減少の場合は逆転である
と認識された逆転の移動指令ｓが出力される（Ｓ６）。
移動指令ｓの移動量は、例えば、入力がタッチスイッチ
表示２０の１個分移ることで、所定個数のパルスを発生
させるように定められる。また、入力座標値の単位時間
当たりの変化量が認識され（Ｓ３）、その変化量に応じ
た速度指令が生成される（Ｓ４）。この速度指令は、サ
ーボコントローラ５にディジタル値やアナログ値等の速
度指令として出力するようにしても良いが、この実施形
態では前記ステップＳ２，Ｓ６で正転や逆転の移動指令
ｓとして与えるパルス列のパルス間隔として与えるよう
にしている。

【００１７】タッチパネル１１から入力される座標値が
増加でも減少でもない状態、例えば同じ座標値が続いて
入力されるか、または入力がない場合は、その状態が一
定時間続くか否かを判定し（Ｓ７）、一定時間続く場合
は、入力操作の連続性が失われたとして停止指令を出力
する（Ｓ８）。停止指令は、例えば、移動指令ｓとなる
パルス列の出力を停止することで与える。一定時間続か
ない場合は、上記判断ステップＳ７から最初のステップ
Ｓ１に戻り、図２の処理を繰り返す。

【００１８】図１の操作連続性認識手段１７により操作
の連続性が失われたと判断される場合は、上記の場合の
他に、増加幅、つまり単位時間当たりの入力座標の増加
量または減少量が所定値以上の場合、および入力座標の
増加と減少の方向が２回以上変わる場合がある。入力座
標の増加と減少の方向が２回以上変わるとは、例えば、
タッチスイッチ表示２０のなぞり方向が、正方向の後、
負方向に変わり、再度正方向に変わる場合である。

【００１９】なお、タッチスイッチ表示２０がサークル
状に配列されている場合、入力座標値をそのまま処理し
たのでは、操作が円を描くように行われると、入力座標
値の増減が何回も繰り返されることになり、図２の処理
では方向が定まらない。そのため、図３に示すように、
タッチスイッチ表示２０の配列される円Ｃの中心を座標
原点として、座標を４つの象限Ｒ１〜Ｒ４に分け、触れ
られたタッチスイッチ表示２０がどの象限Ｒ１〜Ｒ４に
あるかで、増減を逆とする補正を行うようにしている。
例えば、円Ｃを図３の矢印方向になぞる操作が正方向
（増加方向）であるとする場合、第１象限Ｒ１および第
２象限Ｒ２では、Ｘ座標が増加する方向をそのまま増加
方向とするが、第３象限Ｒ３および第４象限Ｒ４では、
Ｘ座標が減少する方向を増加方向として補正する。この
ように、タッチスイッチ表示２０の配列に応じて、適宜
の補正処理が施される。

【００２０】上記実施形態は、タッチスイッチ表示２０
をサークル状に配列した場合につき説明したが、図５に
示すように、タッチパネル１１の入力操作部１９は、タ
ッチスイッチ表示２０を直線状に配列したものであって
もよく、また、その他の任意の配列としても良い。すな
わち、タッチスイッチ表示２０は、指でなぞって連続的
に入力操作可能な配列であれば良い。また、図６に一例
を示すように、タッチパネル１１の画面に、制御対象機
械１における操作目的の部位を図や絵で示す対象機械図
表示３１を施し、対象機械図表示３１と対応させて入力
操作部１９を表示しても良い。入力操作部１９は、タッ
チスイッチ表示２０の配列であっても、他の表示であっ
ても良い。また、対象機械図表示３１のそのものの全体
または一部を、入力操作部としても良い。例えば、対象
機械図表示３１における手動操作で移動させる機械部分
の表示部３１ａ（図示の例では図４の送り台２２に対応
する表示部）を入力操作部とし、この入力操作部に触れ
た状態で指を希望の移動方向になぞることで、座標入力
を与えるものとしても良い。

【００２１】

【発明の効果】この発明のタッチパネルによる機械制御
装置は、手動操作用の入力操作部が画面表示されるタッ
チパネルと、その入力操作に応じて制御対象機械のサー
ボ機構に移動指令を与える操作認識移動指令手段とを備
えるため、専用のハードウェアを必要とせずに、機械の
手動による操作を簡単に行うことができる。操作認識移
動指令手段で与える移動指令がパルス列である場合は、
ハードウェアとして存在していた従来の手パルスの発生
手段を、フソトウェア的に実現することができる。前記
操作部を、複数のタッチスイッチ表示が配列されたもの
とし、前記操作認識移動指令手段を、タッチスイッチ表
示がなぞられた数および方向に対応して移動指令の移動
量および移動方向を定めるものとした場合は、移動量、
移動方向の手動による指令も簡単な操作で行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるタッチパネルに
よる機械制御装置の概念構成を示すブロック図である。

【図２】同装置における操作認識移動指令手段の処理を
示す流れ図である。

【図３】同装置における操作認識移動指令手段の補正処
理の説明図である。

【図４】制御対象機械の一例を示す部分正面図である。

【図５】タッチパネルの画面の変形例を示す説明図であ
る。

【図６】タッチパネルの画面の他の変形例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…制御対象機械 ２…サーボ機構 ３…可動体 ４…サーボモータ ５…サーボコントローラ ６…送り機構 ８…自動運転制御部 ９…手動運転制御部 １０…運転プログラム １１…タッチパネル １２…画面表示手段 １３…操作認識移動指令手段 １９…入力操作部 ２０…タッチスイッチ表示 ３０…指

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ機構の手動操作用の入力操作部が
   画面表示されるタッチパネルと、前記入力操作部の入力
   操作に応じて制御対象機械のサーボ機構に移動指令を与
   える操作認識移動指令手段とを備えたタッチパネルによ
   る機械制御装置。
2. 【請求項２】 前記操作認識移動指令手段で与える移動
   指令が、パルス列である請求項１記載のタッチパネルに
   よる機械制御装置。
3. 【請求項３】 前記入力操作部には、複数のタッチスイ
   ッチ表示が、指でなぞって連続的に入力操作可能なよう
   に配列され、前記操作認識移動指令手段は、タッチスイ
   ッチ表示がなぞられた数および方向に対応して前記移動
   指令の移動量および移動方向を定めるものとした請求項
   １または請求項２記載のタッチパネルによる機械制御装
   置。