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JP4506065B2 - Machine Tools - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、工作機械には、工作機械の動作状態を監視するセンサや、工作機械を動作させるアクチュエータなどへの通電を行う電気回路が内蔵されている。
この電気回路では、通常、直流電源の高電位側に接続される高電位経路、および、低電位側に接続される低電位経路のうち、いずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている。そして、この非接地側経路にはヒューズなどの過電流保護装置が設けられており、非接地側経路が接地側経路または接地位置(例えば、筐体など)に短絡した場合に、ヒューズが溶断して非接地経路を切断することによって、電気回路を短絡電流から保護していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非接地側経路に設けられるヒューズは、工作機械が通常に動作している状態で溶断することがないように、充分に大きな定格のものが使用されている。このようなヒューズは、短絡電流が流れた場合でも溶断するまでに時間がかかり、非接地側経路を切断するまでの間、電気回路中に短絡電流が流れてしまう。
【0004】
こうして短絡電流が流れているときに、非接地側経路と接地側経路または接地位置との短絡(接触している状態)が振動などで解消(隔離)した場合、両者の間に火花が発生することがあった。また、短絡電流によって電気回路の経路が発熱して溶断した場合にも溶断部分に火花が発生することがあった。工作機械では、通常、ワークの加工中に多量のオイルミストが発生するため、オイルミストの充満している場所で火花が発生した場合には、引火する恐れがあり非常に危険である。
【0005】
本発明は、短絡電流が流れた場合でも火花を発生させないようにすることができる工作機械を提供することを目的とする。
【0008】
上記問題を解決するため請求項に記載の工作機械は、
直流電源の高電位側に接続された高電位経路と、直流電源の低電位側に接続された低電位経路とを有し、前記高電位経路または前記低電位経路のいずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている電気回路を備えた工作機械であって、
前記電気回路が、前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗を備えている
ことを特徴とする。
【0009】
このように構成された工作機械によれば、非接地側経路と接地位置とが短絡した場合であっても、非接地側経路から接続経路へ流れる短絡電流を制限抵抗が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源の電圧値eと制限抵抗の抵抗値zとで決まる短絡電流の電流値is(=e/z)が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗の抵抗値を決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【0010】
また、この工作機械において、
前記電気回路
前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出する短絡検出手段と、
該短絡検出手段により前記短絡電流が検出された際に、前記高電位経路および前記低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断する経路切断手段と、を備えており、
前記短絡検出手段は、正常な動作状態において制限抵抗の両端に発生する電位差でオンせず、前記制限抵抗に短絡電流が流れる短絡状態において制限抵抗両端に発生する電位差でオンすることで、前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出するフォトカプラである
【0011】
このように構成された工作機械によれば、短絡検出手段が制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出したときに、経路切断手段が高電位経路および低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について例を挙げて説明する。
[第1実施形態]
[全体構成]
工作機械1は、図1に示すように、直流電源10、入出力基板20、3線式センサ(以降、単にセンサとする)30、アクチュエータ32などを筐体40内に備えている。
【0013】
入出力基板20は、直流電源10から供給された電源をセンサ30に供給するセンサ入力回路22、アクチュエータ32に供給するアクチュエータ出力回路24などで構成される。また、この入出力基板20は、直流電源10の負極側と接続される経路において筐体40に接続されている。
【0014】
筐体40は、直流電源10、入出力基板20などが配設された制御室42と、センサ30、アクチュエータ32などが配設された加工室44とに分けられている。また、この筐体40は、接地点46によって外部に接地されている。
[センサ入力回路22]
まず、入出力基板20を構成するセンサ入力回路22を図2(a)に基づいて説明する。
【0015】
センサ入力回路22は、センサ30に電源を供給する経路として、直流電源10の正極側からセンサ30に至る高電位経路LHと、直流電源10の負極側からセンサ30に至る低電位経路LLとを備えている。高電位経路LHは、直列に設けられたリレー(本発明における経路切断手段)RY、第1制限抵抗R1および第2制限抵抗R2を介して直流電源10の正極側に接続されており、このうちの第1制限抵抗には、短絡検出回路(本発明における短絡検出手段)50が並列に設けられている。また、このセンサ入力回路22は、センサ30から出力されてくる検出信号によって作動する動作負荷RAを備えている。
【0016】
リレーRYは、コイル部が短絡検出回路50に接続されており、短絡検出回路50の出力がLレベル(0V)であれば、高電位経路LHを開いて、短絡検出回路50の出力がHレベル(+5V)であれば、高電位経路LHを閉じるものである。
【0017】
制限抵抗R1、R2の合成抵抗値zの上限zmaxは、センサ30の正常な動作に必要な電圧値v1および電流値i1、直流電源10の電圧値eに基づいて決定される(zmax=(e−v1)/i1)。また、合成抵抗値zの下限zminは、第2制限抵抗R2からセンサ30に至る高電位経路LHと、直流電源10の負極からセンサ30に至る低電位経路LLとが短絡した場合に、高電位経路LHから低電位経路LLに向かって流れる短絡電流を、どのくらいの電流に制限するかによって決定される。ここで、短絡電流を電流値i2に制限とする場合、下限zminは、電流値i2と直流電源10の電圧値eとに基づいて決定される(zmin=e/i2)。こうして、制限抵抗R1、R2は、その合成抵抗値zが、zminからzmaxまでの間となるような抵抗値のものが選ばれる。例えば、センサ30が正常に動作するために必要な電圧値が12V、電流値が10mA、直流電源10の電圧値が24Vである場合、合成抵抗値の上限zmaxは、1.2KΩ(=(24−12)/0.01)となる。また、短絡電流の電流値を0.5Aに制限する場合、合成抵抗値zの下限zminは、48Ω(=24/0.5)となる。
【0018】
短絡検出回路50は、第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことを検出する回路であって、図3に示したように、pnpトランジスタTr1を利用したエミッタ接地型の第1スイッチング回路52、npnトランジスタTr2を利用したエミッタ接地型の第2スイッチング回路54、および、フリップフロップ(以降、FFとする)56とで構成されている。
【0019】
第1スイッチング回路52は、センサ30に電源が供給されている正常な動作状態で第1制限抵抗R1両端に発生する電位差ではトランジスタTr1がON(エミッタ−コレクタ間が通電)せずに出力点P1からの出力がLレベル(0V)となり、一方、第1制限抵抗R1に短絡電流が流れる短絡状態で第1制限抵抗R1両端に発生する電位差ではトランジスタTr1がONして出力点P1からの出力がHレベル(負荷抵抗(R13)の抵抗値とトランジスタTr1のコレクタ電流とで決まる値)となるように構成されている。例えば、第1制限抵抗R1の抵抗値が8Ω、第2制限抵抗R2の抵抗値が40Ω、直流電源10の電圧値が24Vである場合、短絡電流が流れると第1制限抵抗R1両端に4V(=24×8/(40+8))の電位差が発生する。つまり、第1スイッチング回路52は、第1制限抵抗R1両端の電位差が4Vとなった場合にトランジスタTr1がONするように、使用するトランジスタTr1の特性、および、使用する抵抗R11、R12、R13の抵抗値を決定すればよいことになる。
【0020】
第2スイッチング回路54は、第1スイッチング回路52の出力点P1が入力点となっており、第1スイッチング回路52の出力がLレベルのとき(正常な動作状態)は、トランジスタTr2がONせずに出力点P2からの出力がHレベル(+5V)となり、一方、第1スイッチング回路52の出力レベルがHレベルのとき(短絡状態)は、トランジスタTr2がONして出力点P2からの出力がLレベル(0V)となる。
【0021】
FF56は、入力端子Dへの入力が常時Hレベル(+5V)となっており、第2スイッチング回路54の出力点P2が負論理のクロック端子CKに接続されている。ここで、第2スイッチング回路54の出力がHレベルのとき(正常な動作状態)は、非反転出力端子Q1の出力がLレベル(0V)、反転出力端子Q2の出力がHレベル(+5V)となる。一方、第2スイッチング回路54の出力レベルがLレベルのとき(短絡状態)は、非反転出力端子Q1の出力はHレベル(+5V)、反転出力端子Q2の出力はLレベル(0V)となる。なお、このFF56は、工作機械1の電源投入と同時にリセット端子CLRから入力されるリセットパルスによって、非反転出力端子Q1の出力がLレベル(0V)、反転出力端子Q2の出力がHレベル(+5V)にリセットされる。
【0022】
こうして、短絡検出回路50は、第1スイッチング回路52の出力がHレベルとなり、第2スイッチング回路54の出力レベルがLレベルとなり、そして、FF56の非反転出力端子Q1の出力がHレベル、反転出力端子Q2の出力がLレベルとなったことを、第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたこととして検出することができる。このFF56の非反転出力端子Q1は、筐体40外部に設けられたコントローラ(図示しない)の備えるマイコンに接続されており、短絡検出回路50によって第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことが検出された場合、マイコンは、コントローラの備える表示画面に短絡電流が流れたことを報知する旨のメッセージを表示させる。また、FF56の反転出力端子Q2は、リレーRYのコイル部に接続されており、短絡検出回路50によって第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことが検出されていない場合には、反転出力端子Q2の出力はHレベルとなるため、リレーRYが作動して高電位経路LHを閉じた状態となる。一方、短絡検出回路50によって第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことが検出された場合、反転出力端子Q2の出力はLレベルとなるため、リレーRYの動作が停止して高電位経路LHを開いた状態となる。
【0023】
[アクチュエータ出力回路24]
次に、入出力基板20の備えるアクチュエータ出力回路24を図2(b)に基づいて説明する。なお、このアクチュエータ出力回路24において、上述のセンサ入力回路22と同様の構成については同じ符号を付すこととして、上述のセンサ入力回路22との相違点についてのみ詳述する。
【0024】
アクチュエータ出力回路24は、アクチュエータ32に電源を供給する経路として、直流電源10の正極側からアクチュエータ32に至る高電位経路LHと、直流電源10の負極側からアクチュエータ32に至る低電位経路LLとを備えている。高電位経路LHは、直列に設けられたリレーRY、第1制限抵抗R1、第2制限抵抗R2およびスイッチング素子SWを介して直流電源10の正極側に接続されており、このうち、第1制限抵抗には短絡検出回路50が並列に設けられている。
【0025】
スイッチング素子SWは、高電位経路LHを開閉することによって、アクチュエータ32の動作を制御するものである。
[第1実施形態の効果]
このように構成された工作機械1によれば、高電位経路LHと低電位経路LLとが短絡した場合であっても、高電位経路LHから低電位経路LLへ流れる短絡電流を制限抵抗R1、R2が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源10の電圧値eと制限抵抗R1、R2の合成抵抗値zとで決まる短絡電流の電流値i2(=e/z)が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗R1、R2の合成抵抗値zを決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【0026】
また、短絡検出回路50が第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことを検出したときに、リレーRYが高電位経路LHを電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
[第2実施形態]
[全体構成]
工作機械2は、図4に示すように、直流電源10、入出力基板20、3線式センサ(以降、単にセンサとする)30、アクチュエータ32などを筐体40内に備えている。なお、工作機械2において、第1実施形態の工作機械1と同様の構成については同じ符号を付すこととし、第1実施形態の工作機械1との相違点についてのみ詳述する。
【0027】
入出力基板20は、直流電源10から供給された電源をセンサ30に供給するセンサ入力回路26、アクチュエータ32に供給するアクチュエータ出力回路28などで構成される。
[センサ入力回路26]
まず、入出力基板20の備えるセンサ入力回路26を図5(a)に基づいて説明する。
【0028】
センサ入力回路26は、センサ30に電源を供給する経路として、直流電源10の正極側からセンサ30に至る高電位経路LHと、直流電源10の負極側からセンサ30に至る低電位経路LLとを備えている。高電位経路LHは、直列に設けられたリレー(本発明における経路切断手段)RYを介して直流電源10の正極側に接続されている。また、このセンサ入力回路26には、低電位経路LLを筐体40に接続する接地側経路LG、接地側経路LGに直列に設けられた第3制限抵抗R3および第4制限抵抗R4、第4制限抵抗R4に並列に設けられた短絡検出回路(本発明における短絡検出手段)60、センサ30から出力されてくる検出信号によって作動する動作負荷RAなどが備えられている。なお、このセンサ入力回路26において、接地側経路に対して高電位経路LHは、本発明における非接地側経路に相当するものである。
【0029】
リレーRYは、コイル部が短絡検出回路60に接続されており、短絡検出回路60の出力がLレベル(0V)であれば、高電位経路LHを開いて、短絡検出回路50の出力がHレベル(+5V)であれば、高電位経路LHを閉じるものである。
【0030】
制限抵抗R3、R4は、その合成抵抗値zが、リレーRYからセンサ30に至る高電位経路LHと、筐体40とが短絡(地絡)した場合に、高電位経路LHから筐体40を経て直流電源10の負極側に流れる短絡電流を、どのくらいの電流値に制限するかによって決定される。ここで、短絡電流を電流値i3に制限する場合、合成抵抗値zは、電流値i3と直流電源10の電圧値eとに基づいて決定される(z=e/i3)。例えば、短絡電流の電流値i3を0.5A以下に制限する場合、合成抵抗値zは、48Ω以上(=24/0.5)となる。
【0031】
短絡検出回路60は、第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことを検出する回路であって、図6に示したように、フォトカプラCP、および、フリップフロップ(以降、FFとする)56とで構成されている。
フォトカプラCPは、センサ30に電源が供給されている正常な動作状態で第4制限抵抗R4両端に発生する電位差ではON(発光ダイオード側の発光によってフォトトランジスタ側のエミッタ−コレクタ間が通電する状態)せずに出力点P3からの出力がHレベル(+5V)となり、一方、第4制限抵抗R4に短絡電流が流れる短絡状態で第4制限抵抗R4両端に発生する電位差ではONして出力点P3からの出力がLレベル(0V)となる。
【0032】
そのため、上述した制限抵抗R4は、ノイズなどの影響を含めた通常の動作状態で両端に発生する電位差v2がフォトカプラCPをONさせるのに必要な電位差v3より小さくなり(v2<v3)、かつ、短絡状態で両端に発生する電位差v4がフォトカプラCPをONさせるのに必要な電位差v3より大きくなる(v4>v3)ような抵抗値としておく必要がある。例えば、フォトカプラCPが確実にONするために必要な電圧(電位差v3)が1.2V、そのときフォトカプラCPの発光ダイオード側に流れる電流を0.01A、フォトカプラCPが確実にOFFしている電圧(電位差v2)が0.5V、直流電源10の電圧値が24V、ノイズなどの発生に伴って第4制限抵抗R4に流れると想定される電流が0.001Aであって、フォトカプラCPが0.02A以上の短絡電流が流れたことを確実に検出できる場合を例示する。この場合、通常の動作状態で抵抗値r4の第4制限抵抗R4両端に発生する電位差が、フォトカプラCPが確実にOFFしている電圧より小さくなるには、0.5>r4×0.001の式に基づいて、第4制限抵抗R4の抵抗値r4が、500Ω(<0.5/0.001)より小さい必要がある。一方、短絡状態で第4制限抵抗R4両端に発生する電位差が、フォトカプラCPをONするのに必要な電圧より大きくなるには、1.2<(0.02−0.01)×r4の式に基づいて、第4制限抵抗R4の抵抗値r4が、120Ω(>1.2/0.01)より大きい必要がある。従って、第4制限抵抗R4の抵抗値r4は、120Ωから500Ωの間で選定すればよい。
【0033】
また、短絡電流を0.5A以下に制限したい場合、フォトカプラCPが確実にONするために必要な電圧(電位差v3)が1.2Vとすると、第3制限抵抗R3の抵抗値が、0.5>(24−1.2)/r4の式に基づいて、45.6Ω(>22.8/0.5)より大きい必要がある。さらに、フォトカプラCPが短絡電流が流れたことを検出するには、0.02A以上の短絡電流が流れる必要があるため、第3制限抵抗R3の抵抗値が、0.02<(24−1.2)/r3の式に基づいて、1140Ω(<22.8/0.02)より小さい必要がある。従って、第3制限抵抗R3の抵抗値r3は、45.6Ωから1140Ωの間で選定すればよい。
【0034】
FF56は、入力端子Dへの入力が常時Hレベル(+5V)となっており、フォトカプラCPの出力点P3が負論理のクロック端子CKに接続されている。ここで、フォトカプラCPの出力レベルがHレベルのとき(正常な動作状態)は、非反転出力端子Q1の出力がLレベル(0V)、反転出力端子Q2の出力がHレベル(+5V)となる。一方、フォトカプラCPの出力レベルがLレベルのとき(短絡状態)は、非反転出力端子Q1の出力はHレベル(+5V)、反転出力端子Q2の出力はLレベル(0V)となる。また、このFF56は、工作機械1の電源投入と同時にリセット端子CLRから入力されるリセットパルスによって、非反転出力端子Q1の出力がLレベル(0V)、反転出力端子Q2の出力がHレベル(+5V)にリセットされる。
【0035】
こうして、短絡検出回路60は、フォトカプラCPの出力がLレベルとなり、FF56の非反転出力端子Q1の出力がHレベル、反転出力端子Q2の出力がLレベルとなったことを、第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたこととして検出することができる。このFF56の非反転出力端子Q1は、筐体40外部に設けられたコントローラ(図示しない)の備えるマイコンに接続されており、短絡検出回路60によって第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことが検出された場合、マイコンは、コントローラの備える表示画面に短絡電流が流れたことを報知する旨のメッセージを表示させる。また、FF56の反転出力端子Q2は、リレーRYのコイル部に接続されており、短絡検出回路60によって第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことが検出されていない場合には、反転出力端子Q2の出力はHレベルとなるため、リレーRYが作動して高電位経路LHを閉じた状態となる。一方、短絡検出回路60によって第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことが検出された場合、反転出力端子Q2の出力はLレベルとなるため、リレーRYの動作が停止して高電位経路LHを開いた状態となる。
【0036】
[アクチュエータ出力回路28]
次に、入出力基板20の備えるアクチュエータ出力回路28を図5(b)に基づいて説明する。なお、このアクチュエータ出力回路28において、上述のセンサ入力回路26と同様の構成については同じ符号を付すこととして、上述のセンサ入力回路26との相違点についてのみ詳述することとする。
【0037】
アクチュエータ出力回路28は、アクチュエータ32に電源を供給する経路として、直流電源10の正極側からアクチュエータ32に至る高電位経路LHと、直流電源10の負極側からアクチュエータ32に至る低電位経路LLとを備えている。高電位経路LHは、直列に設けられたリレーRYおよびスイッチング素子SWを介して直流電源10の正極側に接続されている。また、このアクチュエータ出力回路28には、低電位経路LLを筐体40に接続する接地側経路LG、接地側経路LGに直列に設けられた第3制限抵抗R3および第4制限抵抗R4、第4制限抵抗R4に並列に設けられた短絡検出回路60などが備えられている。
【0038】
スイッチング素子SWは、高電位経路LHを開閉することによって、アクチュエータ32の動作を制御するものである。
[第2実施形態の効果]
このように構成された工作機械2によれば、高電位経路LHと筐体40とが短絡した場合であっても、高電位経路LHから筐体40を経て直流電源10の負極側に流れる短絡電流を制限抵抗R3、R4が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源10の電圧値eと制限抵抗R3、R4の合成抵抗値zとで決まる短絡電流の電流値i3(=e/z)が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗R3、R4の合成抵抗値zの抵抗値を決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【0039】
また、短絡検出回路60が第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことを検出したときに、リレーRYが高電位経路LHを電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、このほかにも様々な形態で実施することができる。
【0040】
例えば、本実施形態1および2においては、センサ30として3線式センサを利用したものを例示したが、センサとしては、図7に示したように、動作負荷RAを低電位経路LLに直列に設けることによって、光スイッチ、リミットスイッチなどの2線式のセンサ34を利用することもできる。
【0041】
また、本実施形態においては、1のセンサ入力回路22、26に対して、1のセンサ30が設けられたものを例示したが、1のセンサ入力回路22、26に対して、複数のセンサ30が設けられていてもよい。
また、本実施形態においては、1のアクチュエータ出力回路24、28に対して、1のアクチュエータ32けられたものを例示したが、1のアクチュエータ出力回路24、28に対して、複数のアクチュエータ32が設けられていてもよい。
【0042】
また、第1実施形態においては、制限抵抗R1、R2が高電位経路LHに直列に設けられたものを例示したが、制限抵抗R1、R2両方が低電位経路LLに直列に設けられていてもよい。また、制限抵抗R1、R2のいずれか一方が高電位経路LHに、他方が低電位経路LLに直列に設けられていてもよい。
【0043】
また、第1実施形態におけるリレーRYおよび短絡検出回路50とで構成される電気回路と、第2実施形態におけるリレーRYおよび短絡検出回路60とで構成される電気回路とを、図8に示したように、同一のセンサ入力回路またはアクチュエータ出力回路上で構成してもよい。
【0044】
また、第1実施形態における短絡検出回路50は、第1制限抵抗R1に短絡電流が流れたことを検出することができる回路であれば、その具体的な構成は特に限定されない。
また、第2実施形態における短絡検出回路60は、第4制限抵抗R4に短絡電流が流れたことを検出することができる回路であれば、その具体的な構成は特に限定されない。
【0045】
また、本実施形態においては、短絡検出回路50、60によって短絡電流が検出された際、リレーRYによって高電位経路LHを開放するように構成されたものを例示したが、高電位経路LHを開放する手段としては、例えば、図9に示したように、電界効果形トランジスタ(以降、FETとする)Tr4を利用したスイッチング回路70を利用して高電位経路LHを開放するように構成してもよい。この場合、リレーにより高電位経路LHを開放するのに要する時間は数msであるのに対し、FETにより高電位経路LHを開放するのに要する時間は数十μsと、より高速に高電位経路LHを開放することができる。また、高電位経路LHを上述した以外のスイッチング素子により高電位経路LHを開放するように構成してもよい。
【0046】
また、第1実施形態においては、低電位経路LLと直流電源10の負極側との接続経路を筐体40に接続することにより低電位経路LLを接地側経路、高電位経路LHを非接地側経路としたものを例示したが、高電位経路LHと直流電源10の正極側との接続経路を筐体40に接続することにより高電位経路LHを接地側経路、低電位経路LLを非接地側経路としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】工作機械の構成を示すブロック図(第1実施形態)
【図2】センサ入力回路(a)およびアクチュエータ出力回路(b)を示す図
【図3】短絡検出回路を示す図
【図4】工作機械の構成を示すブロック図(第2実施形態)
【図5】センサ入力回路(a)およびアクチュエータ出力回路(b)を示す図
【図6】短絡検出回路を示す図
【図7】別の実施形態におけるセンサ入力回路の一部を示す図
【図8】別の実施形態における制御基板の備える回路の一部を示す図
【図9】別の実施形態における高電位経路を電界効果形トランジスタによって開放するスイッチング回路を示す図
【符号の説明】
1・・・工作機械、2・・・工作機械、10・・・直流電源、20・・・入出力基板、22・・・センサ入力回路、24・・・アクチュエータ出力回路、26・・・センサ入力回路、28・・・アクチュエータ出力回路、30・・・センサ、32・・・アクチュエータ、40・・・筐体、42・・・制御室、44・・・加工室、46・・・接地点、50・・・短絡検出回路、52・・・第1スイッチング回路、54・・・第2スイッチング回路、56・・・フリップフロップ、60・・・短絡検出回路、LG・・・接地側経路、LH・・・高電位経路、LL・・・低電位経路、R1・・・第1制限抵抗、R2・・・第2制限抵抗、R3・・・第3制限抵抗、R4・・・第4制限抵抗、RA・・・動作負荷、RY・・・リレー、SW・・・スイッチング素子。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a machine tool.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a machine tool has a built-in electric circuit for energizing a sensor for monitoring an operation state of the machine tool and an actuator for operating the machine tool.
In this electrical circuit, a ground side path in which one of a high potential path connected to the high potential side of the DC power supply and a low potential path connected to the low potential side is normally connected to the ground position. The other is a non-grounded path that is not connected to the grounding position. The non-ground side path is provided with an overcurrent protection device such as a fuse. When the non-ground side path is short-circuited to the ground side path or a ground position (for example, a housing), the fuse is blown. By disconnecting the ungrounded path, the electric circuit is protected from the short-circuit current.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the fuse provided in the non-ground side path has a sufficiently large rating so that the fuse is not blown while the machine tool is normally operating. Such a fuse takes time to blow even when a short-circuit current flows, and the short-circuit current flows in the electric circuit until the non-grounded path is cut.
[0004]
In this way, when the short-circuit current is flowing, if the short-circuit (contact state) between the non-ground side path and the ground-side path or ground position is resolved (isolated) due to vibration or the like, a spark is generated between them. There was a thing. In addition, even when the circuit path of the electric circuit generates heat due to a short circuit current and melts, sparks may occur at the melted portion. In a machine tool, a large amount of oil mist is usually generated during processing of a workpiece. Therefore, if a spark is generated in a place where the oil mist is filled, there is a risk of ignition, which is very dangerous.
[0005]
An object of the present invention is to provide a machine tool capable of preventing a spark from being generated even when a short-circuit current flows.
[0008]
  To solve the above problemClaim1The machine tool described in
  A high-potential path connected to the high-potential side of the DC power supply and a low-potential path connected to the low-potential side of the DC power supply, and either the high-potential path or the low-potential path is at the ground position A machine tool comprising an electrical circuit that is connected to a ground path and the other is a non-ground path that is not connected to a ground position,
  A short circuit current that flows from the non-ground side path to the connection path when the non-ground side path and the ground position are short-circuited in the connection path that connects the ground side path and the ground position. It has a limiting resistor that limits the current to a predetermined current value
  It is characterized by that.
[0009]
According to the machine tool configured as described above, even when the non-ground side path and the ground position are short-circuited, the limiting resistance limits the short-circuit current flowing from the non-ground side path to the connection path to a predetermined current value. To do. Therefore, the resistance of the limiting resistor is set so that the current value is (= e / z) of the short-circuit current determined by the voltage value e of the DC power supply and the resistance value z of the limiting resistor becomes a current value that does not cause a spark. If the value is determined, no spark is generated even when a short-circuit current flows.
[0010]
  Also,thisMachine ToolsIn
  Electric circuitIs,
  A short-circuit current that flows from the non-ground side path to the connection path when the non-ground side path and the ground position are short-circuited in the connection path that connects the ground side path and the ground position is a predetermined current value. Limiting resistor to limit toWhen,
  Short-circuit detecting means for detecting that a short-circuit current has flowed through the limiting resistor;
  Path disconnecting means for electrically disconnecting a part of one or both of the high potential path and the low potential path when the short circuit current is detected by the short circuit detecting means,
  The short-circuit detecting means does not turn on at a potential difference generated at both ends of the limiting resistor in a normal operation state, and turns on at a potential difference generated at both ends of the limiting resistor in a short-circuit state in which a short-circuit current flows through the limiting resistor. It is a photocoupler that detects the short-circuit current flowing through the resistor.
[0011]
According to the machine tool configured as described above, when the short-circuit detecting unit detects that a short-circuit current flows through the limiting resistor, the path cutting unit detects one or both of the high-potential path and the low-potential path. The electrical circuit can be protected from a short circuit current.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with examples.
[First Embodiment]
[overall structure]
As shown in FIG. 1, the machine tool 1 includes a DC power supply 10, an input / output board 20, a three-wire sensor (hereinafter simply referred to as a sensor) 30, an actuator 32, and the like in a housing 40.
[0013]
The input / output board 20 includes a sensor input circuit 22 that supplies the power supplied from the DC power supply 10 to the sensor 30, an actuator output circuit 24 that supplies the actuator 32, and the like. The input / output board 20 is connected to the housing 40 in a path connected to the negative electrode side of the DC power supply 10.
[0014]
The housing 40 is divided into a control chamber 42 in which the DC power supply 10 and the input / output substrate 20 are disposed, and a processing chamber 44 in which the sensor 30 and the actuator 32 are disposed. The housing 40 is grounded to the outside by a grounding point 46.
[Sensor input circuit 22]
First, the sensor input circuit 22 constituting the input / output board 20 will be described with reference to FIG.
[0015]
The sensor input circuit 22 has a high potential path LH from the positive side of the DC power supply 10 to the sensor 30 and a low potential path LL from the negative side of the DC power supply 10 to the sensor 30 as paths for supplying power to the sensor 30. I have. The high potential path LH is connected to the positive electrode side of the DC power supply 10 via a relay (path disconnecting means in the present invention) RY, a first limiting resistor R1, and a second limiting resistor R2 provided in series. The first limiting resistor is provided with a short-circuit detection circuit (short-circuit detection means in the present invention) 50 in parallel. The sensor input circuit 22 includes an operation load RA that is activated by a detection signal output from the sensor 30.
[0016]
The relay RY has a coil portion connected to the short circuit detection circuit 50. If the output of the short circuit detection circuit 50 is L level (0 V), the high potential path LH is opened and the output of the short circuit detection circuit 50 is H level. If (+ 5V), the high potential path LH is closed.
[0017]
The upper limit zmax of the combined resistance value z of the limiting resistors R1 and R2 is determined based on the voltage value v1 and current value i1 necessary for normal operation of the sensor 30 and the voltage value e of the DC power supply 10 (zmax = (e -V1) / i1). The lower limit zmin of the combined resistance value z is a high potential when the high potential path LH from the second limiting resistor R2 to the sensor 30 and the low potential path LL from the negative electrode of the DC power supply 10 to the sensor 30 are short-circuited. This is determined by how much the short-circuit current flowing from the path LH toward the low potential path LL is limited. Here, when the short-circuit current is limited to the current value i2, the lower limit zmin is determined based on the current value i2 and the voltage value e of the DC power supply 10 (zmin = e / i2). Thus, the limiting resistors R1 and R2 are selected so that the combined resistance value z is between zmin and zmax. For example, when the voltage value necessary for normal operation of the sensor 30 is 12 V, the current value is 10 mA, and the voltage value of the DC power supply 10 is 24 V, the upper limit zmax of the combined resistance value is 1.2 KΩ (= (24 −12) /0.01). When the current value of the short circuit current is limited to 0.5 A, the lower limit zmin of the combined resistance value z is 48Ω (= 24 / 0.5).
[0018]
The short circuit detection circuit 50 detects a short circuit current flowing through the first limiting resistor R1, and as shown in FIG. 3, the grounded emitter first switching circuit 52 using the pnp transistor Tr1, This is composed of a grounded-emitter-type second switching circuit 54 using an npn transistor Tr2 and a flip-flop (hereinafter referred to as FF) 56.
[0019]
The first switching circuit 52 outputs the output point P1 without the transistor Tr1 being turned on (the emitter-collector is energized) in the potential difference generated between both ends of the first limiting resistor R1 in the normal operation state where the power is supplied to the sensor 30. The output from the output point P1 becomes L level (0V), and on the other hand, in the short-circuit state in which a short-circuit current flows through the first limiting resistor R1, the transistor Tr1 is turned on by the potential difference generated at both ends of the first limiting resistor R1. It is configured to be at the H level (value determined by the resistance value of the load resistance (R13) and the collector current of the transistor Tr1). For example, when the resistance value of the first limiting resistor R1 is 8Ω, the resistance value of the second limiting resistor R2 is 40Ω, and the voltage value of the DC power supply 10 is 24V, 4V ( = 24 × 8 / (40 + 8)) potential difference occurs. That is, the first switching circuit 52 has characteristics of the transistor Tr1 to be used and the resistors R11, R12, and R13 to be used so that the transistor Tr1 is turned on when the potential difference between both ends of the first limiting resistor R1 becomes 4V. It is sufficient to determine the resistance value.
[0020]
In the second switching circuit 54, the output point P1 of the first switching circuit 52 is an input point, and when the output of the first switching circuit 52 is L level (normal operation state), the transistor Tr2 is not turned ON. When the output from the output point P2 is H level (+ 5V), and the output level of the first switching circuit 52 is H level (short circuit state), the transistor Tr2 is turned on and the output from the output point P2 is L. It becomes level (0V).
[0021]
In the FF 56, the input to the input terminal D is always at the H level (+ 5V), and the output point P2 of the second switching circuit 54 is connected to the negative logic clock terminal CK. Here, when the output of the second switching circuit 54 is H level (normal operation state), the output of the non-inverting output terminal Q1 is L level (0V) and the output of the inverting output terminal Q2 is H level (+ 5V). Become. On the other hand, when the output level of the second switching circuit 54 is L level (short circuit state), the output of the non-inverted output terminal Q1 is H level (+ 5V) and the output of the inverted output terminal Q2 is L level (0V). The FF 56 has a non-inverted output terminal Q1 output at L level (0V) and an inverted output terminal Q2 output at H level (+ 5V) in response to a reset pulse input from the reset terminal CLR at the same time when the machine tool 1 is turned on. ).
[0022]
Thus, in the short circuit detection circuit 50, the output of the first switching circuit 52 becomes H level, the output level of the second switching circuit 54 becomes L level, and the output of the non-inverting output terminal Q1 of the FF 56 becomes H level and inverted output. It can be detected that the output of the terminal Q2 has become L level as a short-circuit current flowing through the first limiting resistor R1. The non-inverted output terminal Q1 of the FF 56 is connected to a microcomputer provided in a controller (not shown) provided outside the housing 40, and a short-circuit current flows to the first limiting resistor R1 by the short-circuit detection circuit 50. When detected, the microcomputer displays a message notifying that a short-circuit current has flowed on the display screen of the controller. Further, the inverting output terminal Q2 of the FF 56 is connected to the coil portion of the relay RY, and when the short-circuit detection circuit 50 does not detect that a short-circuit current flows through the first limiting resistor R1, the inverting output terminal Q2 Since the output of Q2 is at the H level, the relay RY is activated and the high potential path LH is closed. On the other hand, when the short-circuit detection circuit 50 detects that a short-circuit current flows through the first limiting resistor R1, the output of the inverting output terminal Q2 becomes L level, so that the operation of the relay RY stops and the high potential path LH Will be open.
[0023]
[Actuator output circuit 24]
Next, the actuator output circuit 24 included in the input / output substrate 20 will be described with reference to FIG. In this actuator output circuit 24, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the sensor input circuit 22 described above, and only differences from the sensor input circuit 22 will be described in detail.
[0024]
The actuator output circuit 24 includes, as paths for supplying power to the actuator 32, a high potential path LH from the positive electrode side of the DC power supply 10 to the actuator 32 and a low potential path LL from the negative electrode side of the DC power supply 10 to the actuator 32. I have. The high potential path LH is connected to the positive electrode side of the DC power supply 10 via the relay RY, the first limiting resistor R1, the second limiting resistor R2, and the switching element SW provided in series, and of these, the first limiting A short circuit detection circuit 50 is provided in parallel with the resistor.
[0025]
The switching element SW controls the operation of the actuator 32 by opening and closing the high potential path LH.
[Effect of the first embodiment]
According to the machine tool 1 configured as described above, even when the high potential path LH and the low potential path LL are short-circuited, the short-circuit current flowing from the high potential path LH to the low potential path LL is limited by the limiting resistor R1, R2 limits to a predetermined current value. Therefore, the current value i2 (= e / z) of the short circuit current determined by the voltage value e of the DC power supply 10 and the combined resistance value z of the limiting resistors R1 and R2 is a current value that does not cause a spark. If the combined resistance value z of the limiting resistors R1 and R2 is determined, no spark is generated even when a short-circuit current flows.
[0026]
Moreover, since the relay RY electrically disconnects the high potential path LH when the short circuit detection circuit 50 detects that a short circuit current flows through the first limiting resistor R1, it is possible to protect the electric circuit from the short circuit current. it can.
[Second Embodiment]
[overall structure]
As shown in FIG. 4, the machine tool 2 includes a DC power supply 10, an input / output board 20, a three-wire sensor (hereinafter simply referred to as a sensor) 30, an actuator 32, and the like in a housing 40. In addition, in the machine tool 2, the same code | symbol shall be attached | subjected about the structure similar to the machine tool 1 of 1st Embodiment, and only the difference with the machine tool 1 of 1st Embodiment is explained in full detail.
[0027]
The input / output board 20 includes a sensor input circuit 26 that supplies the power supplied from the DC power supply 10 to the sensor 30, an actuator output circuit 28 that supplies the actuator 32, and the like.
[Sensor input circuit 26]
First, the sensor input circuit 26 provided in the input / output board 20 will be described with reference to FIG.
[0028]
The sensor input circuit 26 supplies a high potential path LH from the positive side of the DC power supply 10 to the sensor 30 and a low potential path LL from the negative side of the DC power supply 10 to the sensor 30 as paths for supplying power to the sensor 30. I have. The high potential path LH is connected to the positive electrode side of the DC power supply 10 via a relay (path cutting means in the present invention) RY provided in series. The sensor input circuit 26 includes a ground side path LG that connects the low potential path LL to the housing 40, a third limiting resistor R3 and a fourth limiting resistor R4 that are provided in series with the ground side path LG, and a fourth limiting resistance R4. A short-circuit detection circuit (short-circuit detection means in the present invention) 60 provided in parallel with the limiting resistor R4, an operational load RA that operates according to a detection signal output from the sensor 30, and the like are provided. In the sensor input circuit 26, the high potential path LH with respect to the ground side path corresponds to the non-ground side path in the present invention.
[0029]
The relay RY has a coil portion connected to the short circuit detection circuit 60. If the output of the short circuit detection circuit 60 is L level (0 V), the high potential path LH is opened and the output of the short circuit detection circuit 50 is H level. If (+ 5V), the high potential path LH is closed.
[0030]
When the combined resistance value z of the limiting resistors R3 and R4 is short-circuited (ground fault) between the high potential path LH from the relay RY to the sensor 30 and the casing 40, the casing 40 is connected from the high potential path LH. This is determined by how much current value the short-circuit current flowing to the negative electrode side of the DC power supply 10 is limited. Here, when the short-circuit current is limited to the current value i3, the combined resistance value z is determined based on the current value i3 and the voltage value e of the DC power supply 10 (z = e / i3). For example, when the current value i3 of the short circuit current is limited to 0.5 A or less, the combined resistance value z is 48Ω or more (= 24 / 0.5).
[0031]
The short circuit detection circuit 60 is a circuit that detects that a short circuit current has flown through the fourth limiting resistor R4. As shown in FIG. 6, the photocoupler CP and a flip-flop (hereinafter referred to as FF) 56 are provided. It consists of and.
The photocoupler CP is ON in a normal operation state where the power is supplied to the sensor 30 and the potential difference generated between both ends of the fourth limiting resistor R4 (a state in which the emitter-collector on the phototransistor side is energized by light emission on the light-emitting diode side). ), The output from the output point P3 becomes H level (+ 5V). On the other hand, the potential difference generated at both ends of the fourth limiting resistor R4 in the short-circuit state where the short-circuit current flows in the fourth limiting resistor R4 is turned ON and the output point P3 Becomes an L level (0 V).
[0032]
Therefore, in the limiting resistor R4 described above, the potential difference v2 generated at both ends in a normal operation state including the influence of noise or the like is smaller than the potential difference v3 necessary for turning on the photocoupler CP (v2 <v3), and It is necessary to set the resistance value so that the potential difference v4 generated at both ends in the short-circuit state is larger than the potential difference v3 necessary for turning on the photocoupler CP (v4> v3). For example, the voltage (potential difference v3) necessary for surely turning on the photocoupler CP is 1.2 V, the current flowing to the light emitting diode side of the photocoupler CP is 0.01 A, and the photocoupler CP is surely turned off. The voltage (potential difference v2) is 0.5V, the voltage value of the DC power supply 10 is 24V, the current assumed to flow through the fourth limiting resistor R4 due to the occurrence of noise, etc. is 0.001A, and the photocoupler CP Exemplifies a case where it can be reliably detected that a short-circuit current of 0.02 A or more has flowed. In this case, in order to make the potential difference generated across the fourth limiting resistor R4 having the resistance value r4 in the normal operation state smaller than the voltage at which the photocoupler CP is surely turned off, an expression of 0.5> r4 × 0.001 Therefore, the resistance value r4 of the fourth limiting resistor R4 needs to be smaller than 500Ω (<0.5 / 0.001). On the other hand, in order for the potential difference generated at both ends of the fourth limiting resistor R4 in the short-circuit state to be larger than the voltage necessary to turn on the photocoupler CP, 1.2 <(0.02-0.01) × r4 Based on this, the resistance value r4 of the fourth limiting resistor R4 needs to be larger than 120Ω (> 1.2 / 0.01). Therefore, the resistance value r4 of the fourth limiting resistor R4 may be selected between 120Ω and 500Ω.
[0033]
Further, when it is desired to limit the short-circuit current to 0.5 A or less, if the voltage (potential difference v3) necessary for surely turning on the photocoupler CP is 1.2 V, the resistance value of the third limiting resistor R3 is 0. Based on the equation 5> (24-1.2) / r4, it should be greater than 45.6 Ω (> 22.8 / 0.5). Furthermore, in order for the photocoupler CP to detect that a short-circuit current has flowed, a short-circuit current of 0.02 A or more needs to flow, and thus the resistance value of the third limiting resistor R3 is 0.02 <(24-1 .2) Based on the equation of / r3, it needs to be smaller than 1140Ω (<22.8 / 0.02). Therefore, the resistance value r3 of the third limiting resistor R3 may be selected between 45.6Ω and 1140Ω.
[0034]
In the FF 56, the input to the input terminal D is always H level (+ 5V), and the output point P3 of the photocoupler CP is connected to the negative logic clock terminal CK. Here, when the output level of the photocoupler CP is H level (normal operation state), the output of the non-inverting output terminal Q1 is L level (0V) and the output of the inverting output terminal Q2 is H level (+ 5V). . On the other hand, when the output level of the photocoupler CP is L level (short circuit state), the output of the non-inverting output terminal Q1 is H level (+ 5V), and the output of the inverting output terminal Q2 is L level (0V). The FF 56 has a non-inverted output terminal Q1 output at L level (0V) and an inverted output terminal Q2 output at H level (+ 5V) in response to a reset pulse input from the reset terminal CLR at the same time when the machine tool 1 is turned on. ).
[0035]
Thus, the short circuit detection circuit 60 indicates that the output of the photocoupler CP is at L level, the output of the non-inverting output terminal Q1 of the FF 56 is H level, and the output of the inverting output terminal Q2 is L level. It can be detected as a short-circuit current flowing through R4. The non-inverted output terminal Q1 of the FF 56 is connected to a microcomputer provided in a controller (not shown) provided outside the housing 40, and a short-circuit current flows through the fourth limiting resistor R4 by the short-circuit detection circuit 60. When detected, the microcomputer displays a message notifying that a short-circuit current has flowed on the display screen of the controller. Further, the inverting output terminal Q2 of the FF 56 is connected to the coil portion of the relay RY. When the short-circuit detection circuit 60 does not detect that a short-circuit current flows through the fourth limiting resistor R4, the inverting output terminal Q2 Since the output of Q2 is at the H level, the relay RY is activated and the high potential path LH is closed. On the other hand, when the short circuit detection circuit 60 detects that a short circuit current flows through the fourth limiting resistor R4, the output of the inverting output terminal Q2 becomes L level, so that the operation of the relay RY stops and the high potential path LH. Will be open.
[0036]
[Actuator output circuit 28]
Next, the actuator output circuit 28 provided in the input / output substrate 20 will be described with reference to FIG. In this actuator output circuit 28, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the sensor input circuit 26 described above, and only differences from the sensor input circuit 26 will be described in detail.
[0037]
The actuator output circuit 28 has, as paths for supplying power to the actuator 32, a high potential path LH from the positive electrode side of the DC power supply 10 to the actuator 32 and a low potential path LL from the negative electrode side of the DC power supply 10 to the actuator 32. I have. High potential path LH is connected to the positive electrode side of DC power supply 10 via relay RY and switching element SW provided in series. The actuator output circuit 28 includes a ground side path LG that connects the low potential path LL to the housing 40, a third limiting resistor R3 and a fourth limiting resistor R4 provided in series with the ground side path LG, A short circuit detection circuit 60 provided in parallel with the limiting resistor R4 is provided.
[0038]
The switching element SW controls the operation of the actuator 32 by opening and closing the high potential path LH.
[Effects of Second Embodiment]
According to the machine tool 2 configured in this way, even if the high potential path LH and the housing 40 are short-circuited, a short circuit that flows from the high potential path LH through the housing 40 to the negative electrode side of the DC power supply 10. The limiting resistors R3 and R4 limit the current to a predetermined current value. Therefore, the current value i3 (= e / z) of the short circuit current determined by the voltage value e of the DC power supply 10 and the combined resistance value z of the limiting resistors R3 and R4 is a current value that does not cause a spark. If the resistance value of the combined resistance value z of the limiting resistors R3 and R4 is determined, no spark is generated even when a short-circuit current flows.
[0039]
Moreover, since the relay RY electrically disconnects the high potential path LH when the short circuit detection circuit 60 detects that a short circuit current has flown through the fourth limiting resistor R4, the electrical circuit can be protected from the short circuit current. it can.
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said specific one Embodiment, In addition, it can implement with a various form.
[0040]
For example, in the first and second embodiments, a sensor that uses a three-wire sensor as the sensor 30 is illustrated, but as the sensor, as shown in FIG. 7, the operation load RA is serially connected to the low potential path LL. By providing, a two-wire sensor 34 such as an optical switch or a limit switch can be used.
[0041]
In the present embodiment, one sensor input circuit 22, 26 is provided with one sensor 30, but a plurality of sensors 30 are provided with respect to one sensor input circuit 22, 26. May be provided.
In the present embodiment, one actuator 32 is provided for one actuator output circuit 24, 28, but a plurality of actuators 32 are provided for one actuator output circuit 24, 28. It may be provided.
[0042]
In the first embodiment, the limiting resistors R1 and R2 are illustrated as being provided in series with the high potential path LH. However, even if both the limiting resistors R1 and R2 are provided in series with the low potential path LL. Good. Further, one of the limiting resistors R1 and R2 may be provided in series with the high potential path LH and the other in series with the low potential path LL.
[0043]
Moreover, the electric circuit comprised with the relay RY and the short circuit detection circuit 50 in 1st Embodiment, and the electric circuit comprised with the relay RY and the short circuit detection circuit 60 in 2nd Embodiment were shown in FIG. As described above, the same sensor input circuit or actuator output circuit may be used.
[0044]
In addition, the specific configuration of the short-circuit detection circuit 50 in the first embodiment is not particularly limited as long as the short-circuit detection circuit 50 can detect that a short-circuit current flows through the first limiting resistor R1.
In addition, the specific configuration of the short-circuit detection circuit 60 in the second embodiment is not particularly limited as long as the short-circuit detection circuit 60 can detect that a short-circuit current flows through the fourth limiting resistor R4.
[0045]
Further, in the present embodiment, an example in which the high potential path LH is opened by the relay RY when a short circuit current is detected by the short circuit detection circuits 50 and 60 is illustrated, but the high potential path LH is opened. For example, as shown in FIG. 9, the switching circuit 70 using a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) Tr4 may be used to open the high potential path LH as shown in FIG. Good. In this case, the time required to open the high-potential path LH by the relay is several ms, whereas the time required to open the high-potential path LH by the FET is several tens of μs. LH can be released. Alternatively, the high potential path LH may be configured to be opened by a switching element other than those described above.
[0046]
In the first embodiment, the low potential path LL is connected to the casing 40 by connecting the connection path between the low potential path LL and the negative electrode side of the DC power supply 10 to the ground side path, and the high potential path LH is connected to the non-ground side. Although illustrated as a path, the high potential path LH is connected to the casing 40 by connecting the connection path between the high potential path LH and the positive side of the DC power supply 10 to the casing 40, and the low potential path LL is connected to the non-ground side. A route may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a machine tool (first embodiment).
FIG. 2 is a diagram showing a sensor input circuit (a) and an actuator output circuit (b).
FIG. 3 shows a short circuit detection circuit.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a machine tool (second embodiment).
FIG. 5 is a diagram showing a sensor input circuit (a) and an actuator output circuit (b).
FIG. 6 shows a short circuit detection circuit.
FIG. 7 is a diagram showing a part of a sensor input circuit according to another embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a part of a circuit included in a control board in another embodiment;
FIG. 9 is a diagram showing a switching circuit that opens a high potential path by a field effect transistor in another embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Machine tool, 2 ... Machine tool, 10 ... DC power supply, 20 ... Input / output board, 22 ... Sensor input circuit, 24 ... Actuator output circuit, 26 ... Sensor Input circuit, 28 ... Actuator output circuit, 30 ... Sensor, 32 ... Actuator, 40 ... Housing, 42 ... Control room, 44 ... Processing room, 46 ... Grounding point , 50 ... short circuit detection circuit, 52 ... first switching circuit, 54 ... second switching circuit, 56 ... flip-flop, 60 ... short circuit detection circuit, LG ... ground side path, LH: High potential path, LL: Low potential path, R1: First limiting resistor, R2: Second limiting resistor, R3: Third limiting resistor, R4: Fourth limiting Resistance, RA ... Operating load, RY ... Relay, SW ... Switch Quenching element.

Claims (1)

直流電源の高電位側に接続された高電位経路と、直流電源の低電位側に接続された低電位経路とを有し、前記高電位経路または前記低電位経路のいずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている電気回路を備えた工作機械であって、
前記電気回路
前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出する短絡検出手段と、
該短絡検出手段により前記短絡電流が検出された際に、前記高電位経路および前記低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断する経路切断手段と、を備えており、
前記短絡検出手段は、正常な動作状態において制限抵抗の両端に発生する電位差でオンせず、前記制限抵抗に短絡電流が流れる短絡状態において制限抵抗両端に発生する電位差でオンすることで、前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出するフォトカプラである
ことを特徴とする工作機械。
A high-potential path connected to the high-potential side of the DC power supply and a low-potential path connected to the low-potential side of the DC power supply, and either the high-potential path or the low-potential path is at the ground position A machine tool comprising an electrical circuit that is connected to a ground path and the other is a non-ground path that is not connected to a ground position,
The electrical circuit is
A short-circuit current that flows from the non-ground side path to the connection path when the non-ground side path and the ground position are short-circuited in the connection path that connects the ground side path and the ground position is a predetermined current value. and limiting resistor be limited to,
Short-circuit detecting means for detecting that a short-circuit current has flowed through the limiting resistor;
Path disconnecting means for electrically disconnecting a part of one or both of the high potential path and the low potential path when the short circuit current is detected by the short circuit detecting means,
The short-circuit detecting means does not turn on at a potential difference generated at both ends of the limiting resistor in a normal operation state, and turns on at a potential difference generated at both ends of the limiting resistor in a short-circuit state in which a short-circuit current flows through the limiting resistor. A machine tool that is a photocoupler that detects a short-circuit current flowing through a resistor .
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