JP5345817B2 - 工作機械の無線式送受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＮＣ旋盤等の工作機械における無線式送受信装置に関し、その中でも非常停止等、安全性を確保するための送受信技術に関する。

一般にこの種の工作機械では、作業性向上のために制御盤とは別に携帯可能な操作端末が備えられている。この操作端末はケーブルを介して工作機械と接続されているため、移動時にはそのケーブルを引き回す必要があり、作業の邪魔となっている。

そのため、工作機械と操作端末との間のデータの送受信を無線方式で行うことが提案されている（特許文献１、２）。

しかし、無線方式でデータの送受信を行う場合には、ケーブルを用いた有線方式と比べると信頼性に欠けるため、これまでのところ実用化までには至っていないのが実情である。

無線方式の信頼性を向上させる技術に関しては、例えば、特許文献３、４がある。

特許文献３には、無線通信での非常停止機能を向上させたロボットの制御装置が開示されている。その制御装置では操作端末に複数のパケット生成回路が設けられていて、非常停止時には各々のパケット生成回路で非常停止に関するパケットデータが作成され、ロボット本体側に送信されるようになっている。従って、同時に全てのパケット生成回路が故障しない限り非常停止の無線通信が確保されるため、信頼性を向上させることができる。

特許文献４には、複数の無線回線を用いてデータを送受信する通信方法が開示されている。そこでは、複数の無線回線で同時にデータを送信し、いずれかの回線で最初に正常に受信できたデータを使って停止等の制御処理を行うようにしている。そうすることで、正常にデータを受信する機会が増えるため、システム全体の信頼性が向上するとしている。また、伝送信頼性の異なる２つの無線方式の使用も提案されている。
特開平５−２９３７４０号公報 特許第２８４９１３５号公報 特開２００４−１４８４８８号公報 特開２００７−２６０１０号公報

工作機械と操作端末との間を無線通信にするためには、その信頼性の向上が必須であり、特に、操作端末で非常停止操作が行われた場合にはそのデータを間違いなく送受信して機械本体を確実に停止させる必要がある。

その一方で、信頼性や安全性を優先すれば、ノイズの混入や電波の不安定化などの通信障害が発生した場合には中断や非常停止させるのが好ましいが、そうすると機械の停止が頻繁に発生して稼働率が低下してしまい、使用にたえなくなるおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機械停止の発生が抑制でき、非常停止時には高い信頼性でもって停止させることのできる、安全性に優れた工作機械の無線式送受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の工作機械の無線式送受信装置は、工作機械に接続される送受信機と、上記送受信機との間で複数の無線通信手段によりデータの送受信が可能な操作端末と、を備え、上記複数の無線通信手段は、通常の通信状態において、上記工作機械を操作するための操作制御データと、上記工作機械の安全性を維持するための安全制御データとを送受信する第１無線通信手段と、上記安全制御データのみを送受信する第２無線通信手段と、を含むことを特徴とする。

係る構成の無線式送受信装置によれば、通常の通信状態では、操作制御データは第１無線通信手段によってのみ送受信され、安全制御データは第１無線通信手段と第２無線通信手段とで送受信されるようになっている。

従って、安全制御データについては２つの通信手段で送受信されるため、それだけ安全性、信頼性を向上させることができる。

そして、操作制御データは安全制御データと比べると高度な信頼性は必要ないものの、送受信の頻度が極めて高いため通信障害の影響を受け易い。従って、操作制御データと安全制御データとが混在した状態で送受信した場合において、例えば非常停止の閾値等を高めに設定するなど安全性、信頼性を優先すれば、操作制御データの通信障害によって頻繁に機械の停止や中断を招くおそれがあるが、第２無線通信手段では、安全制御データのみを送受信するようにしたことで操作制御データの影響を受けずに済むため、頻繁な機械の停止等を招かずに高度な安全性、信頼性が確保できる。

そして、第１無線通信手段においては、安全性を気にすることなく従来通り通信条件等を任意に調整して設定することができ、安全性を損なわずに機械停止等の発生を抑制することができる。

例えば、上記第１無線通信手段として電波通信が用いられ、上記第２無線通信手段として赤外線通信が用いられているものとすることができる。

このように、特性の異なる２つの無線通信を使用することで、通信の信頼性、安全性を向上させることができる。すなわち、電波通信は指向性が低くて障害物の影響を受け難い利点があるが、ノイズの影響を受け易い欠点がある。一方、赤外線通信は指向性が高くて障害物の影響を受け易い欠点があるが、ノイズの影響は受け難い利点がある。従って、これら２つの無線通信を使用することで、互いの弱点を補ってより信頼性に優れた無線通信を確立することができる。

更には、上記第１無線通信手段による通信ができなくなった場合には、上記第２無線通信手段で安全制御データに加えて操作制御データを送受信するとともに、警報を行うようにしておくのが好ましい。

そうすることで、よりいっそう機械停止の発生を抑制することができ、頻繁に電波通信に断片的な通信障害が発生するような場合であっても、作業者は作業を中断せずに済むし、電波通信における通信障害の発生を知ることができるため、安心して作業できる。

そして、上記操作端末は、装備した入力装置の異常を検出する異常検出部を有し、上記異常検出部で上記入力装置の異常が検出された場合には、少なくとも上記第２無線通信手段によって上記工作機械を非常停止させる安全制御データが上記送受信機に送信されるようになっているようにしておくこともできる。

また、上記操作端末は、操作制御データ及び安全制御データを処理する第１処理部と、この第１処理部と独立し、一定周期で第１処理部が正常に動作しているか否かを監視する第２処理部と、を備え、上記第２処理部は、第１処理部が正常に動作していない場合に、第１処理部の修復を実行するようにしておくこともできる。

そうすれば、装備されているハードウエアの信頼性を確保することができ、よりいっそう安全性に優れた無線式の送受信装置とすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、信頼性、安全性に優れ、安心して使用できる無線式の送受信装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

｛送受信装置の全体構成｝
図１は、本発明に係る無線式送受信装置６が設置された工作機械１を示している。この工作機械１は、例えばＮＣ旋盤等の数値制御工作機械であり、内部に加工対象物（ワーク）がセットされる加工室２やワークの加工を操作するための制御盤３などを備えている。

この工作機械１では、例えばドリルなどの加工装置のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の位置を表す位置データや速度を表す速度データ等で加工条件が規定されていて、これら数値データを入力し、プログラムすることによってワークを高精度に加工できるようになっている。

加工を始める際には、セットしたワークと加工装置の位置決めが必要であり、その際、作業者は目視で確認しながら微調整を行うが、制御盤３では操作が困難なため、通常この種の工作機械１では、工作機械１とケーブルで繋がった携帯可能な操作端末が備えられている。

ところが、このケーブルは作業の邪魔になり易いことから、本実施形態では、携帯可能な操作端末４と送受信機５とからなる無線式の送受信装置６が工作機械１に備えられていて、作業者はワイヤレスで工作機械１を操作できるようになっている。その操作端末４及び送受信機５の詳細を図２に示す。

操作端末４には、起動ボタン１１や非常停止ボタン１２、入力する数値データのＸ，Ｙ，Ｚの軸を切り替えるための軸切り替え摘み１３、入力する数値データの倍率を切り替えるための倍率切り替え摘み１４、液晶ディスプレイに各種情報を表示する表示部１５、回転操作することで数値データが入力できる手動パルサ１６、押した状態にすることによってのみ手動パルサ１６の操作を許すイネーブルボタン１７、入力された位置データや速度データ等のカウント値をリセットするためのリセットスイッチ１８、そして図示しないが内蔵されたバッテリーなどが設けられている。

送受信機５には、操作端末４の収容が可能なホルダー２１や、起動ボタン２２、非常停止ボタン２３、アンテナ２４などが設けられていて、工作機械１からケーブル２５を介して送受信機５に電源が供給されるとともに、制御盤３内に配設されている工作機械１の制御部に接続されている。尚、操作端末４はホルダー２１に収容されると、電磁誘導を用いた非接触方式の充電機構によって自動的にそのバッテリーが充電されるようになっている。

送受信装置６は、誤操作防止のため、操作端末４及び送受信機５の両起動ボタン１１，２２を同時にオンすることで起動されるようになっており、起動されると自動的に操作端末４から工作機械１の操作ができるようになる。

｛無線通信システムの全体構成｝
図３に無線式送受信装置６の無線通信システムのブロック図を示す。図中、左側が操作端末４を、右側が送受信機５を表している。本実施形態では、これらの間は、電波による通信（電波通信ともいう）と赤外線による通信（赤外線通信ともいう）とによる異なった２つの無線通信方式でデータの送受信が行われるように構成されている。

｛操作端末｝
操作端末４には、図示はしないがＣＰＵやＲＯＭ、モデム等が備えられるとともに、各種ソフトウエアが実装されていて、これらによって無線モジュール３１や通信処理部３２（第１処理部）、監視処理部３３（第２処理部）、異常検出部３４、表示処理部３５等がそれぞれ所定の機能を発揮するように構成されている。

また、操作端末４は、装備する各装置が適正に動作していることをチェックする自己診断手段を有している。

例えば、通信処理部３２と監視処理部３３とはそれぞれ別々の独立したＣＰＵで構成されていて、それぞれには不図示のウォッチドッグ・タイマー（ＷＤＴ）が設けられている。そして、ＣＰＵに異常が検出された場合には、通信処理部３２及び監視処理部３３は工作機械１の非常停止を実行するとともに、表示処理部３５に警報表示を命令する機能を有している。

異常検出部３４もまた自己診断手段の一つであり、手動パルサ１６や非常停止ボタン１２等の、操作端末４に装備されたハードウエアに異常がないか否かを検出し、異常が検出された場合には、工作機械１の非常停止を実行するとともに、表示処理部３５に警報表示を命令する機能を有している。

例えば、非常停止ボタン１２や手動パルサ１６、イネーブルボタン１７については、これらからの入力データに対して所定の短時間で異常な連続変動（チャタリング）が発生しているかどうかを調べることにより異常を検出することができる。また、充電機構についてはバッテリーの電圧を調べることによって、そして、表示部１５については電流を調べることによって異常を検出することができる。

表示処理部３５は、通信処理部３２や異常検出部３４からの命令に基づいて各種情報を表示部１５に表示させる機能を有している。例えば、異常検出部３４から警報表示の命令があった場合には、表示処理部３５はその入力装置名を点滅させる等の処理を行う。

通信処理部３２は、各種入力装置から入力されるデータを処理して所定フォーマットの通信データ５１を生成し、無線モジュール３１に受け渡す等の機能を有している。

監視処理部３３は、一定周期で通信処理部３２で生成される監視データ５４を用いて通信処理部３２の動作に異常がないかどうかを調べ、異常があれば通信処理部３２を修復する機能を有している。つまり、監視処理部３３は通信処理部３２の自己診断手段となっている。

無線モジュール３１は、通信処理部３２から入力される通信データ５１を変調し、電波通信と赤外線通信とを用いて送受信機５に向けて送信する機能や、送受信機５から受信する通信データ５１を復調して通信処理部３２に出力する機能を有している。尚、無線モジュール３１にも、例えば通信のプロトコルをチェックすることにより異常の有無を検出して非常停止の実行や警報表示を命令する自己診断手段が備えられている。

｛送受信機｝
送受信機５には、操作端末４と同様に、ＣＰＵやＲＯＭ、モデム等が備えられるとともに各種ソフトウエアが実装され、無線モジュール４１や通信処理部４２、監視処理部４３、異常検出部４４、表示処理部４５、Ｉ／Ｏモジュール４６等が所定の機能を発揮するように構成されている。

異常検出部４４は、例えばチャタリングが発生しているかどうかを調べることによりＩ／Ｏモジュール４６に異常がないか否かを検出し、異常が検出された場合には、工作機械１の非常停止を実行するとともに、制御盤３のディスプレイにその旨の警報を表示させる等の機能を有している。

無線モジュール４１は、操作端末４から受信した通信データ５１を復調して通信処理部４２に出力する機能や、通信処理部４２から入力される通信データ５１を変調して操作端末４に向けて送信する機能を有している。この無線モジュール４１もまた自己診断手段が備えられている。

通信処理部４２は、無線モジュール４１から受け取った通信データ５１を処理してＩ／Ｏモジュール４６に出力する機能等を有している。

監視処理部４３は、一定周期で通信処理部４２で生成される監視データ５４を用いて通信処理部４２の動作に異常がないかどうかを調べ、異常があれば通信処理部４２を修復する機能を有している。

表示処理部４５は、通信処理部４２や異常検出部４４からの命令に基づいて制御盤３のディスプレイに各種情報を表示させる機能を有している。例えば、異常検出部４４から警報表示の命令があった場合には、表示処理部４５はその入力装置名を制御盤３のディスプレイに点滅させる等の処理を行う。

Ｉ／Ｏモジュール４６は、工作機械１の制御部との間でデータの入出力を行う機能を有している。

｛データの構成｝
図４は、操作端末４と送受信機５との間で送受信される通信データ５１の構造（フォーマット）を表している。通信データ５１は、ＩＤデータ５２やデータ本体５３、監視データ５４で構成されていて、ＩＤデータ５２とデータ本体５３と監視データ５４とを含む場合やＩＤデータ５２にデータ本体５３のみを含む場合、あるいはＩＤデータ５２に監視データ５４のみを含む場合などがある。通信データ５１は比較的高速なパルス通信によって送受信される。

ＩＤデータ５２は、操作端末４と送受信機５とを個々に識別するために３２ビットコード等で構成された識別データである。双方のＩＤデータ５２が一致しなければデータの送受信はできない。このようなＩＤデータ５２を備えることで、通信の安全性、信頼性を確保することができる。また、操作端末４が故障した場合などにＩＤデータ５２を設定するだけで操作端末４の交換が可能になる利点もある。

データ本体５３は、データの主体部であり、通常は手動パルサ１６から入力される位置や速度を示す数値データ等、工作機械１を操作するためのデータ（操作制御データ５３ａ）で構成されている。また、例えば、非常停止ボタン１２から入力される非常停止命令や異常検出部３４からの警報命令等、工作機械１の安全性を維持するためのデータ（安全制御データ５３ｂ）で構成される場合もある。また、データ本体５３にはＣＲＣ等、データの誤り検知データも含まれる。

監視データ５４は、監視処理部３３、４３のみで使用されるデータであり、所定の監視タイミングで通信処理部３２で作成される。この監視データ５４を監視処理部３３，４３が一定周期で通信処理部３２，４２から受信して、通信処理部３２，４２の動作に異常がないかどうかのチェックが行われる。

｛無線通信手段｝
本実施形態では、無線通信手段として、無線帯域２．４ＧＨｚ（ＩＳＭ帯）における電波通信（第１無線通信手段）と赤外線通信（第２無線通信手段）とが使用されている。電波通信は直接スペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）が用いられていて、例えば無線モジュールに実装された複数のチャネルの中から自動的に空きチャネルをスキャンして接続するように構成されている。

このように、特性の異なる２つの無線通信を使用することで、通信の信頼性、安全性を向上させることができる。すなわち、電波通信は指向性が低くて障害物の影響を受け難い利点があるが、ノイズの影響を受け易い欠点がある。一方、赤外線通信は指向性が高くて障害物の影響を受け易い欠点があるが、ノイズの影響は受け難い利点がある。従って、これら２つの無線通信を使用することで、互いの弱点を補うことができる。

そして、通常の通信状態の下では、電波通信を用いて操作制御データ５３ａ及び安全制御データ５３ｂの送受信が行われ、赤外線通信を用いて安全制御データ５３ｂのみの送受信が行われるようになっている。

こうすることで、安全制御データ５３ｂについては、互いに欠点を補い合った２つの異なった方式で送受信されるようになっていることから、高い信頼性でもって送受信できる。

特に、通常の通信状態では、赤外線通信では安全制御データ５３ｂのみが送受信されるようになっているので、より安全性、信頼性を向上させることができる。

すなわち、操作制御データ５３ａは安全制御データ５３ｂと比べると高度な信頼性は必要ないものの、送受信の頻度が極めて高いため通信障害の影響を受け易い。従って、操作制御データ５３ａと安全制御データ５３ｂとを混在した状態で送受信した場合には、安全性、信頼性を優先して例えば非常停止の閾値等を高めに設定してしまうと、操作制御データ５３ａの通信障害によって頻繁に機械の停止や中断を招くおそれがある。

そこで、赤外線通信では、安全制御データ５３ｂのみを送受信して操作制御データ５３ａの影響を受けないようにすることで、高度な安全性、信頼性が確保できるようになっている。

このように安全制御データ５３ｂの送受信が高度な信頼性をもって確立されているため、電波通信においては、気にすることなく従来通り通信条件等を任意に調整して設定することができ、安全性を損なわずに機械停止の発生を抑制することができる。

更に、電波通信で通信障害が発生した場合には、赤外線通信で操作制御データ５３ａを送受信するとともに、その旨の警報を表示するように構成されている。従って、よりいっそう機械停止の発生を抑制することができ、頻繁に電波通信にノイズが発生するなどの通信障害が発生するような場合であっても、作業者は作業を中断せずに済むし、電波通信における通信障害の発生状況を知ることができるため、安心して作業できる。

尚、電波通信での通信障害と同時に赤外線通信でも通信障害が発生した場合には、その旨の警報が表示され、機械が非常停止されるように構成されている。この場合は操作端末４と送受信機５との間のデータの送受信ができなくなるからである。

｛送受信装置の動作｝
次に、本実施形態の送受信装置６の動作について、図５〜図９のフローチャートを参照しながら説明する。図５は操作端末４における通信時の動作の概略を、図６は送受信機５における通信時の動作の概略を表している。図７は通信障害時の動作の概略を表している。図８は操作端末４における監視処理部に関する動作の概略を、図９は送受信機５における監視処理部に関する動作の概略を表している。

操作端末４では、図５に示すように、常時、異常検出部３４によって非常停止ボタン１２等の入力装置が正常に機能しているかどうかがチェックされており（ステップＳ１）、入力装置の機能が正常でない場合には工作機械１の非常停止とその旨の警報が行われる（ステップＳ２）。

そして、入力装置が正常に機能している通常の状態において（ステップＳ１でＹＥＳ）、例えば手動パルサ１６が操作されて数値データが入力されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、通信処理部３２でデータ補正等の処理とともに、ＩＤデータ５２や監視データ５４などが付加されて上述した所定フォーマットの通信データ５１が生成される（ステップＳ４）。

生成された通信データ５１に非常停止命令等の安全制御データ５３ｂが含まれているか、つまりデータ本体５３が安全制御データ５３ｂかどうかがチェックされ（ステップＳ５）、この例のように含まれていない場合には電波通信によって通信データ５１が送信される（ステップＳ６）。一方、含まれている場合には電波通信と赤外線通信との２つの無線通信手段を用いて通信データ５１が送信される（ステップＳ７）。

送受信機５でも、図６に示すように、操作端末４と同様に異常検出部４４によってＩ／Ｏモジュール４６が正常に機能しているかどうかが常時チェックされており（ステップＳ１１）、正常でない場合には工作機械１の非常停止とその旨の警報が行われる（ステップＳ１２）。

そして、Ｉ／Ｏモジュール４６が正常に機能している通常の状態において（ステップＳ１１でＹＥＳ）、通信データ５１が受信されると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、通信処理部４２で通信データ５１から数値データ等を元の状態に戻す変換処理が実行される（ステップＳ１４）。得られた数値データは、通信処理部４２からＩ／Ｏモジュール４６を介して工作機械１の制御部に出力される（ステップＳ１５）。

一方、異常検出部３４で入力装置の異常が検出され（ステップＳ１でＮＯ）、工作機械１の非常停止とその旨の警報が行われる場合には（ステップＳ２）、通信処理部３２に非常停止命令が行われ、通信処理部３２では、その内容の安全制御データ５３ｂを含む通信データ５１（非常停止データ）が生成される（ステップＳ４）。その通信データ５１は無線モジュール３１で変調された後、電波通信及び赤外線通信の両通信を用いて送受信機５に送信される（ステップＳ７）。また、操作端末４の表示処理部３５には警報表示が命令されて表示部１５にその旨の警報が表示される。

送受信機５では、受信された通信データ５１が無線モジュール４１で復調され、通信処理部４２で非常停止命令に変換された後、Ｉ／Ｏモジュール４６を介して工作機械１に出力される。そうすると、工作機械１は緊急停止し、制御盤３のディスプレイには警報が表示され、警報が発せられることとなる。また、操作端末４の表示処理部３５にもその旨の警報表示が命令されて、表示部１５に警報が表示される。

操作端末４で非常停止ボタン１２がオンされた場合にも、この異常検出部３４で入力装置の異常が検出された場合と同様に非常停止、警報が行われることとなる。

異常検出部４４でＩ／Ｏモジュール４６の異常が検出され（ステップＳ１１でＮＯ）、工作機械１の非常停止とその旨の警報が行われる場合には（ステップＳ１２）、通信処理部４２に非常停止命令が行われ、Ｉ／Ｏモジュール４６を介して工作機械１に出力される。そうすると、工作機械１は緊急停止し、制御盤３のディスプレイには警報が表示され、警報が発せられることとなる。

ところで、安全制御データ５３ｂの場合は電波通信と赤外線通信とで通信データ５１が送信されるため、送受信できなくなる可能性は低くなっているが、操作制御データ５３ａの場合は電波通信によって送受信されるため、混線等の通信障害によって断片的に送受信できなくなる場合がある。そのような場合には、赤外線通信も活用することにより、通信の信頼性、安全性を確保したうえで作業性も確保できるように設定されている。

すなわち、図７に示すように、電波通信に通信障害がない場合には上述したような通常の送信が実行されるが（ステップＳ２１、Ｓ２２）、通信障害があって通信データ５１が送受信できない場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、赤外線通信で臨時的に操作制御データ５３ａを含む通信データ５１も送受信できるように構成されている。

具体的には、電波通信の通信障害と同時に赤外線通信でも通信障害があって、安全制御データ５３ｂ、操作制御データ５３ａにかかわらず通信データ５１が送受信できない場合には（ステップＳ２３でＮＯ）、非常停止が実行されるとともにその旨の警報が行われるが（ステップＳ２５）、そうでなければ（ステップＳ２３でＹＥＳ）、赤外線通信で操作制御データ５３ａを含む通信データ５１の送受信を許すとともにその旨の警報が行われる（ステップＳ２４）。

従って、多少電波環境が悪くて電波通信で通信障害が頻繁に発生するような場合であっても、赤外線通信で送受信が可能である限り、操作制御データ５３ａを含む通信データ５１の送受信は寸断されないため、作業性が損なわれずに済むし、工作機械１の無用な停止も抑制できる。

更に、本実施形態の送受信装置６では、監視処理部３３，４３によって通信データ５１の適正な送受信が保持されているため、通信の信頼性がよりいっそう向上している。

すなわち、図８に示すように、操作端末４では、一定周期で監視処理部３３によって通信処理部３２の動作が監視されており、所定の監視タイミングになると（ステップＳ３１でＹＥＳ）、通信処理部３２で監視データ５４が作成されて保持される（ステップＳ３２）。そして、監視処理部３３は通信処理部３２からその監視データ５４（第１監視データ５４）を受け取るとともに（ステップＳ３３）、再度監視データ５４の受け取りを要求して、通信処理部３２から監視データ５４（第２監視データ５４）を受け取る（ステップＳ３４）。

監視処理部３３は受け取った第１監視データ５４と第２監視データ５４とが一致するかどうかを照合することで通信処理部３２が適正に動作しているかどうかを確認する（ステップＳ３５）。つまり、通信処理部３２に同一の所定動作を繰り返し実行させてそれら動作を比較することにより、監視処理部３３は通信処理部３２の動作をチェックしている。

そして、一致しない場合には（ステップＳ３５でＮＯ）、通信処理部３２を修復するために、その再起動（リセット）を実行して通信処理部３２の動作を適正化させ（ステップＳ３６）、一致する場合には（ステップＳ３５でＹＥＳ）、通信処理部３２の動作は適正であるとして通信データ５１の送信が許可される（ステップＳ３７）。

通信データ５１の送信が許可されると、作成された監視データ５４は操作制御データ５３ａ等とともに、あるいは単独で送受信機５に送信される。

送受信機５では、図９に示すように、監視データ５４が受信されると（ステップＳ５１でＹＥＳ）、通信処理部４２で受信した監視データ５４がいったん保持される（ステップＳ５２）。そして、受信した監視データ５４を用いて操作端末４と同様に監視処理部４３によって通信処理部４２が適正に動作しているかどうかが確認され（ステップＳ５３〜Ｓ５５）、適正に動作していなければ（ステップＳ５５でＮＯ）、その再起動（リセット）を実行して通信処理部４２の動作を適正化させ（ステップＳ５６）、適正に動作していれば（ステップＳ５５でＹＥＳ）、通信データ５１の出力が許可される（ステップＳ５７）。

そして、通信データ５１の出力が許可されると、通信処理部４２は、操作制御データ５３ａ等が含まれていればＩ／Ｏモジュール４６を介して出力するとともに、受信した監視データ５４を操作端末４に返信する（ステップＳ５８）。

それに対し、操作端末４は、図８に示すように、送信した監視データ５４の返信があれば（ステップＳ３８でＹＥＳ）、適正に通信データ５１の送受信が確立されていることから、通信処理部３２にＯＫ信号を出力し（ステップＳ３９）、ＯＫ信号を入力した通信処理部３２は再度データの処理を続行することとなる。

以上説明したように、本発明によれば、ワイヤレスの操作端末４でありながらも無用な機械停止の発生が抑制でき、非常停止時等にも工作機械１を高い信頼性でもって操作することができる安全性に優れた送受信装置６を提供することができる。

なお、本発明にかかる工作機械１の送受信装置６は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、監視処理部３３，４３における通信処理部３２，４２の動作の監視は乱数値等の所定の動作チェックデータを用いて行うようにしてもよい。

具体的には、一定のタイミングで監視処理部３３，４３は通信処理部３２，４２に動作チェックデータを出力する。動作チェックデータを受信した通信処理部３２，４２は、他の処理は一時中断して最優先でその受信した動作チェックデータを監視処理部３３，４３に返信する。そして、監視処理部３３，４３は返信された動作チェックデータと送信した動作チェックデータとを照合して、一致していれば通信処理部３２，４２に処理再開を指示し、一致しなければ通信処理部３２，４２の再起動（リセット）を実行して通信処理部３２，４２の動作を適正化させる。この場合、操作端末４と送受信機５とでそれぞれ別々に動作の監視を行うことができる。

上記実施形態の手動パルサ１６の代わりに、ポテンショメータやジョイスティック、ジョグダイヤル、シートスイッチなどを用いてあってもよい。操作端末４の電源はバッテリー（２次電池）以外にも、乾電池（１次電池）であってもよい。また、第２無線通信手段として、例えば無線帯域の異なる５．０ＧＨｚを使用してもよいし、さらに第３無線通信手段等、３つ以上の通信手段を用いてもよい。そうすれば、信頼性、安全性をより向上させることができる。

無線式送受信装置を適用した工作機械の概要を示す斜視図である。 無線式送受信装置を示す概略図である。 無線通信システムの概要を示すブロック図である。 通信データの構造を示す概念図である。 操作端末における通信時の動作の概略を表したフローチャートである。 送受信機における通信時の動作の概略を表したフローチャートである。 通信障害時の動作の概略を表したフローチャートである。 操作端末の監視処理部に関する動作の概略を表したフローチャートである。 送受信機の監視処理部に関する動作の概略を表したフローチャートである。

符号の説明

１ 工作機械
４ 操作端末
５ 送受信機
６ 送受信装置
１１ 起動ボタン
１２ 非常停止ボタン
１３ 軸切り替え摘み
１４ 倍率切り替え摘み
１５ 表示部
１６ 手動パルサ
１７ イネーブルボタン
１８ リセットスイッチ
２１ ホルダー
２２ 起動ボタン
２３ 非常停止ボタン
２４ アンテナ
２５ ケーブル
３１ 無線モジュール
３２ 通信処理部（第１処理部）
３３ 監視処理部（第２処理部）
３４ 異常検出部
３５ 表示処理部
４１ 無線モジュール
４２ 通信処理部
４３ 監視処理部
４４ 異常検出部
４５ 表示処理部
４６ Ｉ／Ｏモジュール
５１ 通信データ
５２ ＩＤデータ
５３ データ本体
５３ａ 操作制御データ
５３ｂ 安全制御データ
５４ 監視データ

Claims (4)

1. 工作機械に接続される送受信機と、
   上記送受信機との間で複数の無線通信手段によりデータの送受信が可能な操作端末と、を備え、
   上記複数の無線通信手段は、通常の通信状態において、
   上記工作機械を操作するための操作制御データと、上記工作機械の安全性を維持するための安全制御データとを送受信する第１無線通信手段と、
   上記安全制御データのみを送受信する第２無線通信手段と、を含み、
   上記第１無線通信手段による通信ができなくなった場合には、上記第２無線通信手段で安全制御データに加えて操作制御データを送受信するとともに、警報を行うことを特徴とする工作機械の無線式送受信装置。
2. 請求項１に記載の工作機械の無線式送受信装置であって、
   上記第１無線通信手段として電波通信が用いられ、上記第２無線通信手段として赤外線通信が用いられていることを特徴とする工作機械の無線式送受信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の工作機械の無線式送受信装置であって、
   上記操作端末は、装備した入力装置の異常を検出する異常検出部を有し、
   上記異常検出部で上記入力装置の異常が検出された場合には、少なくとも上記第２無線通信手段によって上記工作機械を非常停止させる安全制御データが上記送受信機に送信されるようになっていることを特徴とする工作機械の無線式送受信装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の工作機械の無線式送受信装置であって、
   上記操作端末は、操作制御データ及び安全制御データを処理する第１処理部と、この第１処理部と独立し、一定周期で第１処理部が正常に動作しているか否かを監視する第２処理部と、を備え、
   上記第２処理部は、第１処理部が正常に動作していない場合に、第１処理部の修復を実行することを特徴とする工作機械の無線式送受信装置。

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