JP2009282973A - 工作機械を操作するための操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作装置を取り巻く塵埃粒子、液体および／またはガスの影響を受けない、工作機械を操作するための操作装置を提供する。
【解決手段】工作機械を操作するための操作装置であって、操作装置１１がタッチセンシティブ面１２ａを有し、タッチセンシティブ面１２ａに触れる要素を長さｌにわたって移動させたときに、該長さｌに応じて、工作機械の軸線Ｘ，Ｙ，Ｚの方向への機械要素の移動を制御するための出力信号Ａが操作装置１１から出力されるように操作装置１１が構成されている、操作装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、工作機械を操作するための操作装置に関するものである。

工作機械では、たとえばスピンドルモータとして設けられる可動な機械要素の走行運動を、いわゆる手動で行なうことがある。この場合に頻繁に使用される方式は、ハンドル車を用いて機械要素を工作機械の１つの軸線の方向へ移動させる方法である。それ故、工作機械を操作するための複数個の操作装置が複数個のハンドル車を有していることが多く、この場合複数個の操作装置は、工作機械に固定して取り付けられているか、或いは、工作機械の特定の領域において工作機械の位置に関係なく操作できるいわゆる手動操作器の形態で構成されているかのいずれかである。市販の操作装置の場合、ハンドル車は機械的なハンドル車として構成され、ハンドル車は操作装置のケーシングに対し回転可能に配置される。必要な回転運動の結果、ハンドル車と静止しているケーシングとの間に強制的に生じる隙間を介して、塵埃粒子、液体、ガスが比較的容易に操作装置内に侵入し、操作装置内部の敏感な電子機器を損傷させ、操作装置の故障もしくは誤作動になることがある。特に工作機械の周辺には、たとえば工作物の加工工程により発生する塵埃粒子、液体、ガスが発生することが多い。

パーソナルコンピュータの分野では、たとえばいわゆるタッチパッドの形態で設けられるタッチセンシティブ面が知られている。パーソナルコンピュータの分野では、マウスカーソルを操作するために必要な外部マウスの接続を避けるために、この種のタッチセンシティブ面が使用される。

特許文献１からは、再生装置においてタッチパッドを使用して操作をより容易にすることが知られている。

米国特許第７０４６２３０Ｂ２号明細書

本発明の課題は、操作装置を取り巻く塵埃粒子、液体および／またはガスの影響を受けない、工作機械を操作するための操作装置を提供することである。

この課題は、操作装置がタッチセンシティブ面を有し、前記面に触れる要素を長さにわたって移動させたときに、該長さに応じて、工作機械の軸線の方向への機械要素の移動を制御するための出力信号が操作装置から出力されるように操作装置が構成されている、工作機械を操作するための操作装置によって解決される。

工作機械を操作するための操作装置において、通常使用されているハンドル車の代わりにタッチセンシティブ面を使用することにより、タッチセンシティブ面を操作装置のケーシングに対し非常に好適に密封できるので、操作装置内への塵埃粒子、液体、ガスの侵入が防止されるという、当業者にとって予測できない効果が生じる。

工作機械を操作するためにタッチセンシティブ面を使用することにより、操作装置のケーシングに対し回転する部材はもはや必要ない。

有利な構成は、従属項から明らかである。

操作装置が前記軸線を選定するための１個または複数個の軸線選定操作要素を有し、複数個の軸線選定操作要素を設けた場合、１つの特定の前記軸線に各軸線選定操作要素が対応付けられていれば、有利であることが明らかになった。これにより、機械要素の移動を行なうべき方向の特定の軸線を簡単に選定することが可能になる。

さらに、操作装置が比例定数を選定するための比例定数選定操作要素を有していれば、有利であることが明らかになった。これにより、操作者がたとえば指でタッチセンシティブ面にわたって滑らせるどの程度の長さが、機械要素を工作機械の選定した軸線の方向において移動させるべきどの程度の距離に対応しているかを、操作者は簡単に選定することが可能になる。

さらに、操作装置が複数個のタッチセンシティブ面を有し、それぞれの前記面に触れる要素を長さにわたって移動させたときに、該長さに応じて、それぞれの前記面に割り当てられている工作機械の軸線の方向への機械要素の移動を制御するための出力信号が操作装置から出力されるように操作装置が構成されていれば、有利であることが明らかになった。これにより、各走行軸線に対し１つのタッチセンシティブ面が設けられているので、選定操作要素を省略できる。

さらに、タッチセンシティブ面の少なくとも一部が操作装置の異なる側に配置されていれば、有利であることが明らかになった。これにより、操作者にとって特に見通しのきく操作可能性が提供される。

さらに、前記面が円形の形状を有していれば、有利であることが明らかになった。これにより、従来使用されていたハンドル車に極めて類似した操作が操作者にとって可能になる。

さらに、前記面が縦長の形状を有していれば、有利であることが明らかになった。これにより、工作機械を操作するための簡単な操作可能性が使用者に対し提供される。

さらに、操作装置が１個のタッチセンシティブ面を有し、前記面に触れる要素を長さにわたって移動させたときに、該長さおよび移動の方向に応じて、それぞれの移動に割り当てられている工作機械の軸線の方向への機械要素の移動を制御するための出力信号が操作装置から出力されるように操作装置が構成されていれば、有利であることが明らかになった。これにより、１個の単独のタッチセンシティブ面を用いた複数個の軸線の移動が特に簡単に可能になる。

さらに、前記要素が指または物体として構成されていれば、有利であることが明らかになった。前記要素を指または物体として構成することは、該要素の通常の構成である。

さらに、操作装置が手動操作装置として構成されていれば、有利であることが明らかになった。なぜならば、特に手動操作装置の場合、すなわち作動時に使用者が携帯するような操作装置の場合、ハンドル車が使用されることが多いからである。

さらに、工作機械に、本発明による操作装置を備えさせるのが有利であることが明らかになった。

本発明の詳細な実施形態が図面に図示されており、以下にこれを詳細に説明する。

本発明による操作装置を備えた工作機械の概略図である。 本発明による操作装置の第１実施形態を示す図である。 本発明による操作装置の第２実施形態を示す図である。 本発明による操作装置の第３実施形態を示す図である。 本発明による操作装置の第４実施形態を示す図である。 本発明による操作装置の第５実施形態を示す図である。

図１には、概略図の形態で、工作機械１と本発明による操作装置１１とが図示されている。なお、図１では、工作機械１を上から見た図が示されている。工作機械１は定置の機械ベッド１３を有し、機械ベッド１３上ではトラバース３が第１のモータ４および第２のモータ５により工作機械の軸線Ｙの方向に移動可能である。これを図１では二重矢印で示してある。工作機械１はさらに機械要素７を有し、機械要素７は、本実施形態の範囲内では、スピンドルモータとして構成されている。スピンドルモータは工具８を回転駆動させ、この場合スピンドルモータは第４のモータ１２を介して第３のモータ６に連結されている。第３のモータ６により、スピンドルモータ７はトラバース３に沿って工作機械の軸線Ｘの方向に移動する。これを図１では対応する二重矢印で示した。第４のモータ１２により、スピンドルモータ７は工作機械の軸線Ｚの方向に移動し、すなわち図１の図示では、紙面の表側から裏側の方向へ、そして裏側から表側の方向へ移動する。このようにスピンドルモータ７を第１のモータ４、第２のモータ５、第３のモータ６、第４のモータ１２を用いて軸線Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に走行させることができる。

工作機械の制御・調整は、工作機械１の制御・調整装置２を用いて行なう。制御・調整装置２は、工作機械１の制御・調整のために必要な制御・調整要素と、前記電気モータを制御するために必要なコンバータとを有し、結線部９を介して前記モータと接続されている。

図１には、さらに、好ましくは手動操作装置の形態で構成され、工作機械を操作するために用いる本発明による操作装置１１が図示されている。この場合、操作装置１１は、データを伝送するために結線部１０を介して制御・調整装置２と接続されている。操作装置１１は、工作機械を操作するため、出力信号Ａを発生させる。

図２には、本発明による操作装置１１の第１実施形態が概略図の形態で図示されている。操作装置１１はタッチセンシティブ面１２ａを有し、タッチセンシティブ面１２ａは、本実施形態の範囲内では、円形の形状を有している。好ましくは、円形面１２ａがタッチセンシティブでない繰り抜き部１７を有しているのがよい。したがって、タッチセンシティブ面１２ａは、本実施形態の範囲内では、円形の、特にリング状のタッチセンシティブ面１２ａであり、すなわちタッチセンシティブ面１２ａはたとえばいわゆる「ホイール」として構成されている。

操作装置１１は、さらに、機械要素を移動させる方向の工作機械の軸線を選定するため、選定操作要素１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有している。選定操作要素１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、本実施形態の範囲内では、膜型操作キーとして実施されている。各選定操作要素１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、どの選定操作要素を用いれば工作機械の該当する軸線を選定できるかを示す、それぞれに割り当てられた文字Ｘ，Ｙ，Ｚを備えている。

操作装置１１は、さらに、比例定数を選定するため、比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有している。比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、本実施形態の範囲内では、膜型キーとして構成されている。比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃのそれぞれは、それぞれの比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃの下方に配置された、比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃにそれぞれ割り当てられた比例定数を示す文字を備えている。

機械要素を工作機械の１つの軸線の方向に走行させるため、操作者は選定操作要素の１つを押すことにより機械要素７を走行させるべき方向に対応する軸線を選定する。たとえば、操作者は選定操作要素１３ａを押すことにより工作機械１の軸線Ｘを選定する。

次に、比例定数選定操作要素１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうちの１つを押すことにより比例定数を選定する。比例定数は、タッチセンシティブ面１２ａに触れる要素を移動したときの該要素の移動長さが、工作機械の選定した軸線の方向での機械要素７のどの程度の走行長さに相当するかを表わしている。たとえば、操作者が比例定数選定要素１４ｂを押して操作したとすると、これは、たとえば、前記面上で前記要素が移動する１ミリメートルの長さが、選定した軸線の方向での機械要素７の１０マイクロメートルの走行長さに相当することを意味している。

次に、操作者は任意の要素、たとえば操作者の指で、特にその指先で前記面１２ａの点１５ａにおいて該面１２ａに触れ、指先を二重矢印１６ａの方向において左右いずれかに所望の特定の長さｌにわたって動かす。所望の特定の長さｌとは、たとえば点１５ａから二重矢印１６ａの左側の矢印先端に及ぶ長さである。次に、操作者は指先を前記面１２ａから引っ込め、このようにして前記面１２ａとの接触を終了させる。本実施形態の範囲内では、工作機械の軸線Ｘが選定されたので、本実施形態の範囲内では、機械要素７は長さｌに対応して図１の図示では工作機械１の軸線Ｘの方向において左側へ走行する。このため操作装置１１は対応する出力信号Ａを発生させ、この出力信号Ａは制御・調整装置２により入力信号として読み取られる。このとき制御・調整装置２は出力信号に対応して機械要素７の運動を制御する。

操作者が接触点１５ａを起点としてその指先の移動を前記面１２ａにわたって二重矢印１６ａの右側の矢印の方向に行なうと、機械要素７は対応して図１において工作機械１の軸線Ｘの方向において右側へ走行する。

なお、前記要素は物体として、たとえばピンとして形成されていもよい。

図３に図示した実施形態は、基本構成および作用に関し、上述した図２の実施形態に実質的に対応している。それ故、図３においては、同一の要素には同一の符号を付した。主要な相違点は、図３の実施形態の場合、タッチセンシティブ面１２ａが縦長の形状、特に長方形の形状を有している点である。この場合機械要素は、図２で説明したのと同様に、前記面１２ａに触れる要素の移動によって、選定した軸線の方向において長さｌにわたって左側または右側へ移動することができる。

図４には、本発明の他の実施形態が図示されている。図４に図示した実施形態は、基本構成において、図３および図２で説明した実施形態に対応している。操作装置１１は、１個の単独のタッチセンシティブ面１２ａの代わりに、複数個のタッチセンシティブ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有している。それぞれの前記面１２ａ，１２ｂまたは１２ｃに触れる要素が特定の長さにわたって移動すると（二重矢印１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって示唆した）、操作装置１１からは、この長さに対応して、それぞれの前記面に対応する工作機械の軸線Ｘ、軸線Ｙ、または軸線Ｚの方向において機械要素の運動を制御するための出力信号Ａが出力される。すなわち、各面１２ａ，１２ｂ，１２ｃには正確に工作機械の１つの軸線が固定して割り当てられている。したがって、選定操作要素を設けずに済む。操作者が機械要素７をたとえば軸線Ｚの方向に走行させたければ、操作者は指先を前記面１２ｃにわたって移動させ、軸線Ｙの方向に走行させたければ、指先を前記面１２ｂにわたって移動させ、機械要素を工作機械１の軸線Ｘの方向に移動させたければ、指先を前記面１２ａにわたって移動させる。

図５には、本発明の他の実施形態が図示されている。図５に図示した発明は、基本構成において、図４ですでに説明した実施形態に実質的に対応している。それ故、図５では、同一の要素には図２および図４と同じ符号を付した。図４の実施形態に対する主要な相違は、タッチセンシティブ面の少なくとも一部が操作装置の異なる側に配置されている点にある。図５の実施形態の範囲内では、機械要素７を軸線Ｚの方向に移動させるために用いるタッチセンシティブ面１２ｃは、操作装置１１の、タッチセンシティブ面１２ａおよび１２ｂとは異なる側に配置されている。本実施形態の範囲内では、工作機械の前方にいる使用者に対しては、軸線Ｚは上方から下方へまたはその逆へ垂直に延在する移動方向であるので、これに対応して、機械要素７を軸線Ｚの方向に移動させるためのタッチセンシティブ面１２ｃは、操作装置１１の対応する配置側に配置され、すなわち本実施形態では、上方から下方へ向かうように配置されている。これにより、工作機械のより簡単な見通しのきく操作が可能になる。

なお、ここで付言しておくと、図４に図示した３個のタッチセンシティブ面の代わりに、１個の単独のタッチセンシティブ面のみを設け、左側から右側への移動操作、または、上方から下方への移動操作、または、前記面の左下隅角部から右上隅角部への移動操作或いはこれとは逆の移動操作によって、それぞれに付属の軸線を対応して走行させてもよい。

図６には、１個のタッチセンシティブ面１２ａを有する操作装置が図示されている。前記面に触れる要素が長さ方向に移動すると、移動の長さと方向とに対応して、その都度の移動に割り当てられている工作機械の軸線の方向に機械要素７の移動を制御するための出力信号Ａが操作装置から出力される。その他の点では、図６の発明の作用は図４の発明の構成に対応している。

なお、ここで付言しておくと、操作装置は複数個の軸線選定操作要素の代わりにただ１個の単独の軸線選定操作要素を有していてよく、このケースでは、軸線の選定は軸線選定操作要素を適宜連続的に複数回押すことで行なわれる。

さらに、ここで付言しておくと、操作装置は複数個の比例定数選定操作要素の代わりにただ１個の単独の比例定数選定操作要素を有していてよく、この場合比例定数の選定は、比例定数選定操作要素を適宜連続的に押すことで行なわれる。

さらに、ここで付言しておくと、図４および図５の実施形態では、タッチセンシティブ面の一部分は（よって操作装置は円形および縦長の前記面を有している）、円形に構成されていてよく、或いは、すべての前記面が円形に構成されていてよい。

さらに、ここで付言しておくと、本発明による操作装置を用いて機械要素を移動させるべき走行長さのデフォルト値の代わりに（実施形態を参照）、機械要素を移動させるべき走行速度をも設定してよい。このとき、走行速度は長さｌに比例する。

さらに、ここで付言しておくと、本発明はもちろん機械要素の回転運動の際にも適用できる。回転運動のケースでは、本発明の意味での「１つの軸線方向での機械要素の移動」という概念は、空間内での移動の回転軸線のオリエンテーションのまわりでの（すなわち回転軸線に沿って延びるオリエンテーションベクトルのまわりでの）機械要素の回転運動という意味である。この場合機械要素は、回転可能に駆動される、工作物を固定するための円形テーブルの形態で構成されていてよい。

１ 工作機械
７ スピンドルモータ（機械要素）
１１ 操作装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ タッチセンシティブ面
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 軸線選定操作要素
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 比例定数選定操作要素
Ａ 出力信号
ｌ 長さ
Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸線

Claims (11)

1. 工作機械（１）を操作するための操作装置であって、操作装置（１１）がタッチセンシティブ面（１２ａ）を有し、前記面（１２ａ）に触れる要素を長さ（ｌ）にわたって移動させたときに、該長さ（ｌ）に応じて、工作機械（１）の軸線（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の方向への機械要素（７）の移動を制御するための出力信号（Ａ）が操作装置（１１）から出力されるように操作装置（１１）が構成されていることを特徴とする操作装置。
2. 操作装置（１１）が前記軸線（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を選定するための１個または複数個の軸線選定操作要素（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を有し、複数個の軸線選定操作要素（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を設けた場合、１つの特定の前記軸線（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に各軸線選定操作要素（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）が対応付けられていることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
3. 操作装置（１１）が比例定数を選定するための比例定数選定操作要素（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の操作装置。
4. 操作装置（１１）が複数個のタッチセンシティブ面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を有し、それぞれの前記面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に触れる要素を長さ（ｌ）にわたって移動させたときに、該長さ（ｌ）に応じて、それぞれの前記面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に割り当てられている工作機械（１）の軸線（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の方向への機械要素（７）の移動を制御するための出力信号（Ａ）が操作装置（１１）から出力されるように操作装置（１１）が構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の操作装置。
5. タッチセンシティブ面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の少なくとも一部が操作装置（１１）の異なる側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の操作装置。
6. 前記面が円形の形状（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を有していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の操作装置。
7. 前記面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が縦長の形状を有していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の操作装置。
8. 操作装置（１１）がタッチセンシティブ面（１２ａ）を有し、前記面（１２ａ）に触れる要素を長さ（ｌ）にわたって移動させたときに、該長さ（ｌ）および移動の方向（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に応じて、それぞれの移動に割り当てられている工作機械（１）の軸線（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の方向への機械要素（７）の移動を制御するための出力信号（Ａ）が操作装置（１１）から出力されるように操作装置（１１）が構成されていることを特徴とする請求項１，２，３，５，６，または７に記載の操作装置。
9. 前記要素が指または物体として構成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の操作装置。
10. 操作装置（１１）が手動操作装置として構成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の操作装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか一つに記載の操作装置（１１）を備えた工作機械。

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