(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを加工する加工装置と、該加工装置の制御を行う制御部と、電源電圧を降圧した電圧を入力され、信号の入出力を行う回路を有する入出力基板と、電源電圧が入力され、前記回路を過電流から保護する保護部を有する制御装置とを備え、前記入出力基板及び保護部は電線によって接続され、前記入出力基板は電源電圧を監視する回路を有する工作機械において、
前記電線は、前記入出力基板の端部以外の部分に保持されており、
前記電源電圧よりも低い電圧で動作する低電圧部品であるコネクタが前記入出力基板の周縁部に設けられていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記電線は、前記入出力基板の中央部に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
電源電圧を監視する回路の周囲は、電子素子の配置を禁止する電子素子配置禁止区域を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク（被加工物）を加工する加工装置と、該加工装置の制御を行う制御部を有する制御装置とを備える工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械は、ワークを加工する加工装置と、該加工装置を制御する制御装置とを有する。制御装置が加工装置の制御を行うことにより、加工装置でワークが加工される。制御装置は、例えば２００Ｖ系の電源電圧を入力される。制御装置は通常、前記電源電圧を２４Ｖ系又は１２Ｖ系に変換するＡＶＲ(Automatic Voltage Regulator)と、工作機械の各装置の駆動を制御する制御基板と、該制御基板及び制御装置内の各装置間の信号の入出力を行うための入出力基板と、制御基板及び入出力基板を過電流から保護する保護装置とを備える。電源電圧は保護装置を介しＡＶＲへ入力される。入出力基板と保護装置とは電圧検出ケーブルによって接続されており、入出力基板は保護装置に入力された電源電圧を監視する電源電圧監視回路を有する（例えば特許文献１参照）。
電源電圧監視回路は、制御装置に入力される電源電圧を所定時間ごとに電圧検出ケーブルにより取り込み、電圧値が所定の閾値以内であるか否かを判定し、所定の閾値以内でないと判定した場合、所定の停電プログラムを開始させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０７２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０は、従来の入出力基板９３の模式図である。
図１０に示すように、入出力基板９３は、基板９３１と、基板９３１の一短辺に沿って設けられた２００Ｖ系の電源電圧監視回路を実装した電源電圧監視回路部９３２と、基板９３１の周縁部に設けられた複数のコネクタ９３３とを有する。電源電圧監視回路部９３２は、電圧検出ケーブル９６により保護装置から電源電圧を入力される。電圧検出ケーブル９６は接地する必要があり、電圧検出ケーブル９６を基板９３１の一短辺（端縁）に取り付け、この取り付け位置に基板エッジスペーサ１５０を設け、該基板エッジスペーサ１５０を介して接地していた。
以上のように、電源電圧監視回路部９３２は入出力基板９３の一短辺に沿って設ける必要があり、低電圧部品は電圧検出ケーブル９６から略２〜３ｍｍ離隔して設ける必要があることと相まって、基板９３１の前記一短辺にはコネクタ９３３等の低電圧部品を設けることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、周縁部全体に亘ってコネクタ等の低電圧部品を設けることができ、基板表面を有効利用することができ、効率良く信号の入出力を行うことができる入出力基板を備える工作機械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】
第１発明に係る工作機械は、ワークを加工する加工装置と、該加工装置の制御を行う制御部と、電源電圧を降圧した電圧を入力され、信号の入出力を行う回路を有する入出力基板と、電源電圧が入力され、前記回路を過電流から保護する保護部を有する制御装置とを備え、前記入出力基板及び保護部は電線によって接続され、前記入出力基板は電源電圧を監視する回路を有する工作機械において、前記電線は、前記入出力基板の端部以外の部分に保持されており、前記電源電圧よりも低い電圧で動作する低電圧部品であるコネクタが前記入出力基板の周縁部に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、電線が入出力基板の端部以外の部分に保持されているので、コネクタ等の低電圧部品を入出力基板の周縁部全体に亘って多数設けることができる。
【０００８】
第２発明に係る工作機械は、第１発明において、前記電線は、前記入出力基板の中央部に保持されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、入出力基板の周縁部に確実に低電圧部品を設けることができる。
【００１０】
第３発明に係る工作機械は、第１、第２発明において、電源電圧を監視する回路の周囲は、電子素子の配置を禁止する電子素子配置禁止区域を設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、高電圧で動作する電源電圧を監視する回路の周囲に電子素子の配置を禁止する電子素子配置禁止区域を設けたので、高電圧による悪影響を他の素子に与えることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の工作機械によれば、入出力基板と保護部とを接続する電線は、入出力基板の端部以外の部分に保持されているので、周縁部全体に亘ってコネクタ等の低電圧部品を多数設けることができ、基板表面を有効利用することができ、効率良く信号の入出力を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る工作機械の略示斜視図である。
【図２】工作機械の略示正面図である。
【図３】工作機械の略示右側面図である。
【図４】工具交換装置及びガイドレールを覆うカバー等を省略した工作機械の略示斜視図である。
【図５】工作機械用カバーを略示する斜視図である。
【図６】蓋による閉鎖を解除した制御装置の斜視図である。
【図７】蓋の記載を省略した制御装置の外観裏面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る入出力基板の模式図である。
【図１０】従来の入出力基板の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を実施の形態に係る工作機械を示す図面に基づいて詳述する。以下の説明では図において矢印で示す上下、左右及び前後を使用する。作業者は前方で工作機械を操作し、ワークの着脱を行う。図１は工作機械１００の略示斜視図であり、図２は工作機械１００の略示正面図であり、図３は工作機械１００の略示右側面図、図４は工具交換装置及びガイドレールを覆うカバー等を省略した工作機械１００の略示斜視図である。
【００１５】
工作機械１００は機械本体（加工装置）を備え、該機械本体は基台２０、固定台２１、Ｙ方向移動装置２２、Ｘ方向移動装置２６、コラム２８、Ｚ方向移動装置３０、主軸ヘッド３２、工具交換装置１０等を備える。基台２０は床面上に固定してある。固定台２１は前後方向に長い平面視矩形状の箱形をなし、基台２０上に設けてある。固定台２１は、Ｙ方向移動装置２２を固定している。
【００１６】
Ｙ方向移動装置２２上にはＸ方向移動装置２６が設けてある。Ｘ方向移動装置２６上にはコラム２８が設けてある。Ｘ方向移動装置２６及びＹ方向移動装置２２は、コラム２８をＸ方向（左右方向）及びＹ方向（前後方向）に移動可能に支持する。
コラム２８は、Ｚ方向移動装置３０を介して主軸ヘッド３２をＺ方向（上下方向）に移動可能に支持する。工具交換装置１０は、主軸ヘッド３２に装着する工具を交換する。
【００１７】
図４に示すように、Ｙ方向移動装置２２は、互いに平行な１対のガイドレール２２ａ、２２ａ、複数のブロック２２ｂ、２２ｂ、・・・、２２ｂ及びＹ方向移動台２２ｃ等を備える。ガイドレール２２ａ、２２ａは、左右方向に適当な間隔を空けて固定台２１の上面に前後方向に延設してある。ブロック２２ｂ、２２ｂ、・・・、２２ｂはガイドレール２２ａ、２２ａの夫々に前後方向に移動可能に嵌合している。Ｙ方向移動台２２ｃはブロック２２ｂ、２２ｂ、・・・、２２ｂ上に固定してある。Ｙ方向駆動モータ（図示略）がボール螺子機構（図示略）を駆動することでＹ方向移動台２２ｃは前後方向に移動する。
【００１８】
Ｘ方向移動装置２６は、互いに平行な１対のガイドレール２６ａ、２６ａ、複数のブロック２６ｂ、２６ｂ、・・・、２６ｂ、コラム台２６ｃ、及びＸ方向駆動モータ（図示略）を備える。ガイドレール２６ａ、２６ａは前後方向に適当な間隔を空けて、Ｙ方向移動台２２ｃの上面に左右方向に延設してある。ブロック２６ｂ、２６ｂ、・・・、２６ｂはガイドレール２６ａ、２６ａの夫々に左右方向に移動可能に嵌合している。コラム台２６ｃはブロック２６ｂ、２６ｂ、・・・、２６ｂ上に固定してある。Ｘ方向駆動モータがボール螺子機構(図示略)を駆動することで、コラム台２６ｃは左右方向に移動する。コラム２８は、コラム台２６ｃ上に固定してある。コラム２８は、Ｙ方向移動装置２２及びＸ方向移動装置２６によってＹ方向及びＸ方向に移動する。
【００１９】
Ｚ方向移動装置３０は、互いに平行な１対のガイドレール３０ａ、３０ａ、複数のブロック３０ｂ、３０ｂ、・・・、３０ｂ、主軸ヘッド台３０ｃ及びＺ方向駆動モータ（図示略）を備える。ガイドレール３０ａ、３０ａは、左右方向に適当な間隔を空けてコラム２８の前面に上下方向に延設してある。複数のブロック３０ｂ、３０ｂ、・・・、３０ｂはガイドレール３０ａ、３０ａの夫々に上下方向に移動可能に嵌合している。主軸ヘッド台３０ｃはブロック３０ｂ、３０ｂ、・・・、３０ｂの前面に固定してある。Ｚ方向駆動モータがボール螺子機構（図示略）を駆動することで、主軸ヘッド台３０ｃは上下方向に移動する。
【００２０】
主軸ヘッド３２は主軸ヘッド台３０ｃに固定してある。Ｘ方向駆動モータ、Ｙ方向駆動モータ及びＺ方向駆動モータを駆動制御することで、主軸ヘッド３２は前後、左右及び上下に移動する。
【００２１】
主軸３４は、主軸ヘッド３２の上端に設けられた主軸モータ３５に接続されている。主軸３４は、主軸モータ３５の駆動により軸心回りに回転する。主軸３４は、工具を保持した工具ホルダ（図示せず）をその下端に装着した状態で軸心回りに回転することで、ワーク保持部１２０に固定されたワークに対して回転加工を行うことができる。尚、冷却ファン(不図示)は主軸モータ３５の上端に固定している。
【００２２】
図１に示すように、工具交換装置１０は、工具マガジン１１及びマガジンモータ１２を備える。工具交換装置１０は複数の工具ホルダを搬送し、主軸３４の下端部に工具ホルダを着脱する。尚工具ホルダは工具を保持している。
【００２３】
図５は工作機械用カバー１を略示する斜視図である。図５に示すように、工作機械１００は機械本体を囲繞する工作機械用カバー１を備える。工作機械用カバー１が基台２０の上側に設けてある。工作機械用カバー１は、上下方向に延設してあり、工作機械１００の機械本体の前後左右を夫々覆う矩形の前壁５０、左壁６０、右壁７０及び後壁８０を備える。また工作機械１００の上側を覆っており、左右方向及び前後方向に平行な矩形の天井９０を備える。
【００２４】
右壁７０は、その中央部に取り外し可能な二つのパネル７１、７１を備える。パネル７１、７１は右壁７０の中央部に設けた開口内に配置してある。作業者は必要に応じてパネル７１、７１を取り外し、開口から手を入れるか又は開口から工作機械用カバー１内に入って工作機械１００の保守管理を行う。尚左壁６０にも右壁７０と同様にその中央部に開口が設けてあり、該開口内に取り外し可能な二つのパネルを配置してある。後壁８０には、工作機械１００の動作を制御する制御基板及び前記各モータへ電力を供給するアンプ等を有する制御装置８１が設けてある。天井９０の中央部分は、前記主軸及びコラム等との接触を回避するために、上方に突出している。
【００２５】
前壁５０の中央部には縦長矩形の開口５１が設けてあり、該開口５１の右隣には、作業者が指令を入力するための操作盤５４が設けてある。開口５１には、縦長矩形の右扉５２及び左扉５３が左右方向に移動可能に並設してある。
【００２６】
右扉５２は左扉５３よりも後方に配置してある。右扉５２の前面には取手５２ａが設けてある。作業者が取手５２ａを把持し、左側へ引っ張った場合、右扉５２及び左扉５３は順に左側に移動して開く。
【００２７】
図６乃至図８に示すように、制御装置８１は、後側に開口を備える縦長直方体の筐体８２と、前記開口を開閉する蓋８３を備える。筐体８２の下面には電源ケーブル１１１が挿通する挿通孔８２ａを設けてある。筐体８２の下部左側に、電源ケーブル１１１及び電力線の接続を切断可能なブレーカ８４が設けてある。ブレーカ８４は挿通孔８２ａの近傍に位置する。ブレーカ８４は上下に長い直方体状をなし、その上下に入力部及び出力部を夫々有する。電源ケーブル１１１が挿通孔８２ａを通り、ブレーカ８４の入力部と２００Ｖ系の電源１１０とを接続している。アンプ等の電力を供給する電力線（不図示）がブレーカ８４の出力部に接続してある。ブレーカ８４の後面には、スイッチ部８４ａが設けてある。該スイッチ部８４ａは、蓋８３を閉じた場合に、蓋８３の表面に設けてある回転式のレバー８５に連結する。蓋８３が閉じた状態でレバー８５が一方向へ回動した場合、スイッチ部８４ａは一方向へ移動して電源ケーブル１１１及び電力線の接続を解除し、電力の供給が強制的に停止する。蓋８３が閉じた状態でレバー８５が他方向へ回動した場合、スイッチ部８４ａは他方向へ移動して電源ケーブル１１１及び電力線を再接続し、電力の供給が再開される。尚レバー８５が一方向に回動し、電力線の接続が解除された後で、蓋８３が開くようにしてある。筐体８２の左外側面には制御装置８１を冷却するファン１１２が設けてある。
【００２８】
筐体８２前面の左側中央部には、前記Ｚ方向駆動モータへの電力供給を制御するＺ方向アンプ８６が設けてある。Ｚ方向アンプ８６の左側であって、ブレーカ８４の上方に主軸モータ３５への電力供給を制御する主軸アンプ８７が設けてある。筐体前面の左側上部には、前記Ｘ方向駆動モータ及びＹ方向駆動モータへの電力供給を制御するＸ方向アンプ８８及びＹ方向アンプ８９が左右に並設してある。
【００２９】
筐体８２前面の右上側中央部には、２００Ｖ系の電圧を２４Ｖ系又は１２Ｖ系に変換するＡＶＲ９１が設けてある。ＡＶＲ９１の下方には、前記冷却ファン（不図示）を保護／継電するファン保護装置９２と、後述する入出力基板９３及び制御基板（制御部）９４を過電流から保護するための保護装置（保護部）９５とが左右に並設してある。ファン保護装置９２と保護装置９５とは接続され、ユニット化されている。制御装置８１には、必要に応じてオプションアンプ９７が設けられる。オプションアンプ９７としては、例えばワーク保持部１２０にワークを取り付けるロボットアームを工作機械が備える場合、該ロボットアームの駆動モータへの供給電力を制御するアンプが挙げられる。
【００３０】
筐体８２右内側面には、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)等を備え、前述した各モータの駆動を制御する制御基板９４と、該制御基板９４及び筐体８２内の各種装置間の信号の入出力を行うための入出力基板９３とが上下に並設してある。更に、入出力基板９３の下側にインターロック基板１３２が配置してある。制御基板９４、入出力基板９３、インターロック基板１３２は、筐体８２の右内側略全域に設けた矩形の金属１３４に固定している。制御基板９４は入出力基板９３よりも上側に位置する。ＡＶＲ９１は制御基板９４及び入出力基板９３に接続してあり、２４Ｖ系又は１２Ｖ系の電圧が制御基板９４及び入出力基板９３に入力される。制御基板９４及び入出力基板９３は、２４Ｖ系又は１２Ｖ系の電圧を例えば、５Ｖ系、１０Ｖ系又は２５Ｖ系に変換して使用する。
入出力基板９３及びファン保護装置９２は、ファン保護装置９２に入力された電圧を検出するための電圧検出ケーブル（電線）９６によって接続されており、入出力基板９３はファン保護装置９２に入力された電源電圧を監視する電源電圧監視回路を実装した電源電圧監視回路部９３２を備える（図８及び図９参照）。上述したように、ファン保護装置９２と保護装置９５とは接続されているので、ファン保護装置９２に入力された電源電圧を監視することで、保護装置９５に入力される電源電圧を監視でき、保護装置９５を正常に機能させることができる。
インターロック基板１３２は入出力基板９３と電気的に接続し、右扉５２、左扉５３の開状態時の制御等を行う。
【００３１】
前記ブレーカ８４の出力部はＸ方向アンプ８８、Ｙ方向アンプ８９、Ｚ方向アンプ８６、主軸アンプ８７、ファン保護装置９２、保護装置９５、オプションアンプ９７に接続してある。電源電圧（２００Ｖ系）はＸ方向アンプ８８、Ｙ方向アンプ８９、Ｚ方向アンプ８６、主軸アンプ８７、ファン保護装置９２、保護装置９５、オプションアンプ９７に供給される。また、保護装置９５はＡＶＲ９１に接続してあり、ＡＶＲ９１に電源電圧（２００Ｖ系）が入力される。
【００３２】
図８及び図９に示すように、入出力基板９３は、基板９３１と、基板９３１の一短辺から所定距離離隔して設けられた前述の電源電圧監視回路部９３２と、基板９３１の四辺に沿って設けられた複数のコネクタ９３３と、低電圧回路部１３６とを有する。電源電圧監視回路部９３２は基板９３１の周縁部より中央側且つ上方に位置する。電圧検出ケーブル９６はコネクタ１３０により基板９３１に固定され、電源電圧監視回路部９３２に接続されている。電源電圧監視回路部９３２は、電圧検出ケーブル９６によりファン保護装置９２から電源電圧を入力される。
【００３３】
電源電圧監視回路部９３２が位置する基板９３１には、矩形の開口１３１が形成されている。
開口１３１には、該開口１３１と略同形状のエッジスペーサ（不図示）が嵌合する。該エッジスペーサは基板９３１を金属板１３４と所定の空間を有して金属板１３４に固定している。該エッジスペーサは、その一部に金属片を装着し、該金属片の一端は電源電圧監視回路部９３２のアースパターン（不図示）と接触し、他端は金属板１３４と接触している。故に電源電圧監視回路部９３２はエッジスペーサを介して接地している。
電源電圧監視回路部９３２の周囲は、高電圧が他に悪影響を与えないように電子素子配置禁止区域１３５を設けている。但し、低電圧回路部１３６と電源電圧監視回路部９３２を接続する連絡素子１３７は電子素子配置禁止区域１３５に配置しているが２つの素子のみとしている。連絡素子１３７としては、高電圧の影響を受けない素子を用いる必要があり、例えばフォトカプラ等を用いることができる。電子素子配置禁止区域１３５の幅は約３．５ｍｍである。
【００３４】
低電圧回路部１３６は電源電圧監視回路部９３２の下方に配置している。低電圧回路部１３６は５Ｖ系、１０Ｖ系又は２５Ｖ系で動作する素子で構成している。  
【００３５】
本実施の形態の制御装置８１は以上のように構成されており、電圧検出ケーブル９６を入出力基板９３の端部から中央部寄りに設けることができ、電源電圧監視回路部９３２を基板９３１の端縁部から離隔させることができ、コネクタ９３３等の低電圧部品を入出力基板９３の周縁部全体に亘って設けることができる。従って、入出力基板９３の表面を有効利用することができ、効率良く信号の入出力を行うことができ、入出力基板９３の小型化を図ることができる。
【００３６】
尚、本実施の形態において、電圧値が２００Ｖ系、２４Ｖ系、１２Ｖ系、５Ｖ系、１０Ｖ系又は２５Ｖ系である場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、他の電圧値でもよい。
電源電圧監視回路部９３２の上方に電源電圧監視回路部９３２を覆うカバーを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  工作機械用カバー
１０  工具交換装置
２０  基台
２１  固定台
２２  Ｙ方向移動装置
２６  Ｘ方向移動装置
２８  コラム
３０  Ｚ方向移動装置
３２  主軸ヘッド
３４  主軸
８１  制御装置
８２  筐体
８３  蓋
８４  ブレーカ
９１  ＡＶＲ
９２  ファン保護装置
９３  入出力基板
９３１  基板
９３２  電源電圧監視回路部
９３３  コネクタ
９４  制御基板
９５  保護装置
９６  電圧検出ケーブル
１００  工作機械
１３０  コネクタ
【図１】
0005903986.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005903986.tif 000010
【図１０】
0005903986.tif 000011