CN103887891A - 机械的控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明的机械的控制设备具备控制部主体和能够与该控制部主体分离的显示操作器。显示操作器能够利用在其充电待机时不使用电力的机构，根据控制部主体的电源状态自动地进行其电源开/关，只在控制部主体中设置电源开关。能够根据显示操作器的状态自动地进行来自控制部主体的电力供给的开/关，提高机械的控制设备的操作性和可靠性。

Description

机械的控制设备

技术领域

本发明涉及一种机床、产业机械、机器人等机械的控制设备，特别涉及一种具有能够从机械的控制设备主体卸下的显示操作器的机械的控制设备。

背景技术

机械的控制设备的显示操作器一般被安装在机械的控制板上。但是，如果将显示操作器固定在机械的控制板上，则由此操作者进行操作的位置也被固定。在大型的机床的情况下，要求操作者能够从各种地点对机械动作进行操作，但如果显示操作器的地点被固定，则进行操作的地点也被固定，操作性变差。

为了提高该操作性，存在以下的方法，即如图5所示，将显示操作器1设为能够从机械的控制部主体2分离，通过对机械进行操作的操作者的手的动作对键盘等操作部6进行操作，而经由显示操作器侧收发机8A和控制部侧收发机8B无线地使显示信息信号和操作信号相互进行通信。

在这样的情况下，具有以下的结构，即在显示操作器1中内置充电电路和使用了能够充电的电池的充电器5，能够对该充电器5的充电池进行充电。成为以下的结构，即在显示操作器1为非操作时和能够在机械的控制主体2的附近进行操作时，用连接电缆4将设置在显示操作器1上的连接器7和机械的控制主体2连接起来，由此将机械的控制主体2所连接的电源3和显示操作器1的充电器5进行有线连接。

另外，在从显示操作器1卸下连接电缆4，将显示操作器1从机械的控制主体2分离而进行操作时，使用所充电的电力使显示操作器1动作，对显示信息、操作信息进行无线通信。在机械的控制主体2中存在满足作为机械的控制设备的功能的机械控制电路9，但对驱动该机械的控制电路9的电力使用从电源供给的电力，因此在显示操作器1中消耗的电力是在显示操作器1中的显示、操作无线通信时使用的电力的程度。

在日本特开平6-95772号公报中公开了以下的技术，即在由主体和子机构成的电子设备中，通过连接器连接，主体的电极和子机的电极接触而进行电源的供给。在空气中雾状地充满切削液等不能说是良好的环境下使用该电子设备的情况下，卸下连接电缆时的连接器必须为具有衬垫的外罩和盖子等能够确保防水性的构造。但是，无论采用哪种防水构造，如果频繁地装卸连接电缆，则操作性会变差，特别在使用了外罩的构造的情况下，可动部分的故障率变高，会损害可靠性。另外，在使用了盖子的构造的情况下，有可能会丢失盖子，因此也存在需要预备的盖子的问题。进而，即使这样提出针对切削液的对策，也难以完全防御雾状地充满的切削液，即使切削液是少量的，也会产生由于侵入而对连接器产生锈蚀等的坏影响。另外，对于卸下的连接电缆，为了使连接器部分不被切削液侵入，也需要实施设置外罩、将电缆整体放入袋子中、或在不受到切削液的影响的其他地点保管电缆这样的对策。

另外，在日本特开2011-82653号公报和日本特开2006-5978号公报中，公开了通过无线向设备供给电力的技术。该技术通过进行无线的供电，而成为不具有电源用的连接器的构造，因此在连接部不需要设置针对切削液等的防水性。但是，在日本特开2011-82653号公报所公开的技术中，在通过无线进行供电的供电部在控制部中进行开/关控制，因此控制有可能变得繁杂。另一方面，在日本特开2006-5978号公报所公开的技术中，通过无线进行供电的供电部一直进行动作，因此即使在不是能够供电的距离的情况下，也继续进行供电，效率有可能会变差。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够进行以下操作的机械的控制设备。

（1）在机械的控制设备中，通过设置在显示操作器的充电待机时不使用电力的机构，来实现电池的电力消耗的降低、电池的寿命延长。

（2）通过设为根据控制设备主体的电源状态而自动地进行显示操作器的电源开/关的机构，能够只对控制设备主体设置电源开关。

（3）能够根据显示操作器的状态而自动地进行来自控制设备主体的电力供给的开/关，从而提高操作性和可靠性。

本发明的机械的控制设备由控制部主体和能够与该控制部主体分离的显示操作器构成。上述控制部主体具备：无线送电电路；伴随着上述控制部主体的电源的接通而发出光或磁性的光磁产生单元；控制部侧无线通信电路。另一方面，上述显示操作器具备：由显示器构成的显示部；由键盘构成的操作部；无线接收电路；充电电路；通过上述充电电路进行充电的电池；根据从上述控制部主体的光磁产生单元发出的光或磁性来将上述显示操作器的电源进行接通的开关；保持开关接通的状态直到上述电源被切断为止的显示操作器开/关状态保持电路；显示操作器侧无线通信电路。另外，在上述控制部侧无线通信电路和上述显示操作器侧无线通信电路之间通过无线进行数据的收发，通过将根据包含在上述数据中的信号而被接通的上述显示操作器开/关状态保持电路的状态设为切断，而将上述显示操作器的电源切断，通过上述显示操作器侧的无线接收电路对从上述控制部主体的无线送电电路通过无线所供给的电力进行受电。

在此，“机械”并不限于机床，还包含产业机械、机器人等各种机械。另外，对于“光磁产生单元”，实施方式中的线圈与之对应，只要是产生光、磁的至少任意一个的单元，则并不限定该单元。进而，作为显示操作器的操作单元，包含键盘、触摸屏等各种操作单元。

根据该机械的控制单元，通过设置在显示操作器的充电待机时不使用电力的机构，能够实现电池的电力消耗的降低、电池的寿命延长。另外，可以在控制设备主体中根据控制设备主体的电源状态进行显示操作器的电源开/关，因此在显示操作器侧不需要设置电源开关，因此在不太良好的环境下，也能够不需要设置开关的触点部的防水性构造等。进而，能够根据显示操作器的状态自动地进行来自控制设备主体的电力供给的开/关。

上述控制部主体还具备：检测单元，其检测上述显示操作器是否被设置在可充电的位置；可送电单元，其在通过该检测单元检测出上述显示操作器被设置在可充电的位置的情况下，能够进行上述无线送电电路的送电。另外，可以是上述显示操作器具备金属片，上述控制部主体的上述检测单元为检测上述金属片位于预定的位置的接近开关。

在上述形式的机械的控制设备中，检测显示操作器是否被设置在可充电的位置，根据该检测结果能够进行无线送电电路的送电，由此能够只在显示操作器被设置在可受电的位置时进行无线送电电路的送电，从而能够避免进行无用的送电，另外能够根据显示操作器的位置自动进行无线送电电路的送电的开始和停止，因此还能够减少控制装置的控制。

上述显示操作器具备：充电量监视电路，其监视上述电池的电力的剩余量；电力剩余量通知单元，其在上述电池的电力的剩余量成为预定值以下时，向上述控制部主体通知上述电池的电力的剩余量，其中，上述控制部主体在由上述电力剩余量通知单元通知了上述电池的电力的剩余量时，向上述显示操作器进行供电。另外，上述显示操作器具备：与上述充电量监视电路连接的线圈；由于流过该线圈的电流而位置发生变化的金属片，其中，上述控制部主体具备检测上述金属片位于预定的位置的接近开关，在通过该接近开关检测出上述金属片时，上述控制部主体能够向上述显示操作器进行供电。

在上述形式的机械的控制设备中，通过在显示操作器中具有监视电池的剩余量的充电量监视电路和向控制部主体通知电池的电力的剩余量的通知单元，能够成为根据显示操作器的充电状态自动地进行充电的机构，由于只在需要充电的情况下由控制部主体进行供电，因此不会供给无用的电力，在控制设备主体启动时能够维持显示操作器能够动作的状态，从而能够提高操作性。

根据本发明的机械的控制设备，只要将显示操作器设置在预定的位置就能够自动地充电，另外，没有电触点，由此能够不需要在连接部设置对使用了外罩、盖子等的切削液等的防御构造，进而不需要电缆自身，因此也不需要考虑到电缆，没有与连接器周围的防水性、耐切削液性有关的问题，从而能够提高操作性和可靠性，有利于成本。

另外，也不需要显示操作器的电源的开关，能够在非接触的状态下确认显示操作器是否位于预定的地点，因此降低了切削液从显示操作器的开关、按键等进入到显示操作器中的可能性，提高了可靠性。进而，没有显示操作器的电池的充电待机时的电力消耗，能够减少充电次数，因此电池的寿命延长，电池更换的次数减少，提高了维护性。

附图说明

参照附图通过以下的实施方式的说明能够了解本发明的上述和其他的目的和特征。

图1是说明本发明的机械的控制设备的第一实施方式的图。

图2是说明本发明的机械的控制设备的第二实施方式的图。

图3是说明本发明的机械的控制设备的第三实施方式的图。

图4是将图3的用虚线H围住的部分进行了放大的放大图。

图5是说明现有技术的机械的控制设备的一个例子的图。

具体实施方式

首先，参照图1说明本发明的机械的控制设备的第一实施方式。

机械的控制设备由显示操作器1和机械的控制部主体2构成。在显示操作器1的外面设置由用于向操作机械的操作者显示机械的控制设备的状态的液晶显示器构成的显示部19、由用于操作者对机械的控制设备进行操作、控制的键盘构成的操作部6。另外，在显示操作器1的内部，设置接收从后述的机械的控制部主体2的送电电路15进行无线供电的电力的接收电路16、将通过接收电路16所提供的电力进行充电的充电器5、在与后述的机械的控制部主体2的控制部侧收发机8B之间进行信息的通信的显示操作器侧收发机8A、对显示操作器的电源进行开/关的开关21。

在机械的控制部主体2的内部设置向显示操作器1的接收电路16输送电力的送电电路15、在与显示操作器1的显示操作器侧收发机8A之间进行信息的通信的控制部侧收发机8B、机械的控制电路9、线圈20。另外，该机械的控制部主体2与外部的电源3连接而被供电。进而，在机械的控制电路9中内置有软件，例如在机械是数值控制装置的情况下，作为机械的控制电路9包含用于控制伺服电动机等的伺服控制电路、用于进行时序控制的时序控制电路等，作为软件包含伺服控制用软件、时序控制用软件等。

接着，说明图1记载的机械的控制设备的动作。

通过电波等的无线信号，将表示机械的控制部主体2的状态的信号和控制显示操作器1的信号从控制部侧收发机8B发送到显示操作器侧收发机8A。相反，同样通过电波等的无线信号，将操作者在显示操作器1进行操作的信号从显示操作器侧收发机8A发送到控制部侧收发机8B。根据所发送的操作信号控制机械的控制部主体2。

通过电磁耦合从机械的控制部主体2向显示操作器1进行无线供电。电磁耦合例如有电磁感应方式、磁共振方式、电解耦合方式等，通过这些方式从机械的控制部主体2的送电电路15向显示操作器1的接收电路16通过无线送电进行供电，所供电的电力对充电器5进行充电。与能够进行这些无线送电的送电的距离相比，能够在显示操作器侧收发机8A和控制部侧收发机8B之间进行信号的收发的距离变长。因此，即使机械的控制部主体2和显示操作器1之间的距离远而电源供给效率低下，也能够使用显示操作器1的充电器5所充电的电力，进行显示操作器1的操作部6的操作、与机械的控制部主体2之间的信号的收发。

由此，确认了被设置在能够从机械的控制部主体2的送电电路15进行供电的位置的显示操作器1能够接受电力的供给。另外，在离开机械的控制部主体2的位置对显示操作器1进行操作的情况下，也能够保持从显示操作器1的本来的设置地点卸下而使用。

结构为，在机械的控制部主体2的内部具备线圈20，根据机械的控制部主体2的电源的开/关在线圈20中流过电流，从而产生磁场。在显示操作器1中具备通过由机械的控制部主体2的线圈20产生的磁场而动作的开关21。

首先，在机械的控制部主体2的电源从切断变为接通时，从机械的控制电路9向线圈20流过电流而产生磁场。通过该产生的磁场，显示操作器1内部的开关21为接通。由此，显示操作器1的电源为接通，开始动作。在该开关21和显示操作器侧收发机8A之间，设置一直保持开关接通的状态直到电源切断为止的显示操作器开/关状态保持电路10。这样，显示操作器1的显示操作器侧收发机8A的结构为，即通过显示操作器开/关状态保持电路10，在开关21一度成为接通后，在电路内保持该状态直到电源切断为止。因此，在开关21为接通后，即使手持显示操作器1等而线圈20和开关21之间的距离远离，显示操作器1的电源也不会切断。

在机械的控制部主体2的电源从接通变为切断时，从机械的控制部主体2的控制部侧收发机8B向显示操作器侧收发机8A发出切断显示操作器1的电源的信号。因此，显示操作器1的开关21的开/关通过机械的控制部主体2的电磁能量而动作，在显示操作器1侧不需要对开关21进行开/关的按键等，另外不需要在开关21自身具备电源。

在图1的例子中，使用了线圈20作为使显示操作器1内的开关21接通的单元，但通过使用发光二极管而代替线圈20，代替开关21使用能够以0功率检测光的零功率光检测IC等，也能够使用光学的方法使得进行开关21的开/关。

接着，参照图2说明本发明的机械的控制设备的第二实施方式。

该第二实施方式与上述第一实施方式的不同点在于：在显示操作器1的内部还具备金属片30；在机械的控制部主体2的内部还具备接近开关22。

接近开关22的设置位置为，在相对于机械的控制部主体2将显示操作器1放置在预定的位置时，由接近开关22检测显示操作器1内部的金属片30而接通的位置，由机械的控制电路9监视该接近开关22的开/关的状态。由此，能够判断显示操作器1是否位于能够供电的预定的位置。

通过机械的控制部主体2的内部的接近开关22的开/关，使从机械的控制部主体2的送电电路15向显示操作器1的送电进行开/关。由此，只在显示操作器1位于能够供电的预定的位置时，机械的控制部主体2的内部的接近开关22为接通，进行从送电电路15的送电，因此没有无用的送电，能够节约电力。

接着，参照图3说明本发明的机械的控制设备的第三实施方式。

该第三实施方式与上述第一实施方式的不同点在于：在显示操作器1的内部具备持续监视充电器5的充电池的充电量的充电量监视电路40、将充电状态传送到机械的控制部主体2的充电状态发送机构41，另外在机械的控制部主体2的内部，具备检测来自显示操作器1的内部的充电状态发送机构41的充电状态发送信息的充电状态检测机构42。该充电状态检测机构42的结构为与机械的控制电路9的电源开/关单独地使送电电路15的电源开/关，这点与实施例2不同。

图3所示的显示操作器1的内部的充电状态发送机构41如图4的放大图所示那样，由线圈50、在内部具有金属片51的筒52构成。另一方面，机械的控制部主体2的内部的充电状态检测机构42由接近开关53构成。

在显示操作器1的内部的充电状态发送机构41中，金属片51通过线圈50所产生的磁场和重力之间的关系而在筒52内部上下移动。即，如果在线圈50中产生磁场，则金属片51向线圈50侧靠近，如果没有产生磁场，则金属片51通过重力而从线圈50脱离。因此，在充电器5的充电池的充电量超过预定量的状态下，在线圈50中流过电流，金属片51向线圈50靠近。另一方面，在充电量低于预定量的状态下，在线圈50中不流过电流，金属片51通过重力而从线圈50脱离。

充电状态检测机构42使用接近开关53检测筒52内部的金属片51的位置。在本实施方式中的结构为，即电源3的电力不经由机械的控制电路9，而经由接近开关53能够与送电电路15导通。因此，在接近开关53接通的情况下，从电源3向送电电路15直接供给电力。其结果是即使在机械的控制电路9切断的状态下，也能够向显示操作器1进行送电。

如已经说明的那样，显示操作器1的充电状态发送机构41内的金属片51根据充电器5的充电池的充电量位置变得不同。在本实施方式中，机械的控制部主体2的充电状态检测机构42的接近开关53被配置在以下那样的位置，即在显示操作器1的充电器5的充电池的充电量低于预定量且金属片51通过重力从线圈50脱离的状态时检测该脱离的位置的金属片并进行接通。由此，通过由接近开关53检测显示操作器1的充电器5的充电池的充电量低于预定量而需要充电的状态，而从送电电路15供给电力，因此即使在机械的控制电路9的电源切断的状态下，也能够将显示操作器1的充电器5的充电量保持在预定的量以上，另外在机械的控制部主体2的电源接通时能够保持为能够使用显示操作器1的状态。

此外，也可以针对图2（第二实施方式）所记载的用于向该机械的控制部主体2通知显示操作器1位于能够对机械的控制部主体2供电的预定的位置的情况的机构，使用本实施方式中的用于通过充电状态发送机构41向机械的控制部主体2的充电状态检测机构42通知显示操作器1的充电器5的充电状态的结构。

在本发明的机械的控制设备的第一至第三实施方式中的结构为，即能够在该显示操作器1侧不设置进行显示操作器1的电源的开/关的开关，而只从机械的控制部主体2侧进行显示操作器1的电源的开/关。但是，虽然需要实施一些防水性等的对策，但也可以在显示操作器1侧设置能够进行电源的开/关的外部开关等，即使在显示操作器1从机械的控制部主体2离开的位置，也能够进行显示操作器1的电源的开/关。

另外，在本发明的机械的控制设备的第一至第三实施方式中，使用液晶显示器作为显示部19，但并不限于此，只要是基于EL的显示器、灯等能够通过显示向操作者传达状态的话，也可以是其他方法。对于操作部6，在本实施方式中使用了键盘，但也并不限于此，也可以是触摸屏、按键等其他操作单元。

进而，在本发明的机械的控制设备的第一至第三实施方式中，使用金属片30、金属片51作为线圈20和线圈50进行检测的检测对象，但检测对象并不一定限于金属片，只要是通过磁性吸附的磁性体的话，也可以是金属片以外的对象。

另外，在实施例3中的结构为，即如图4所示，在显示操作器1的内部（充电状态发送机构41）设置筒52使得其轴心方向朝向垂直方向，在显示操作器1的内部的线圈50中流过电流时，金属片51摆脱重力而被吸附，另一方面，在线圈50中没有流过电流时，金属片51由于重力而落下。但是，该筒52并不一定限于这样的结构，既可以将筒52设为其轴心从垂直方向倾斜预定的角度的姿势，另外，也可以在金属片51上安装弹簧、橡胶等弹性构件，通过线圈的磁力和弹性构件的弹性力之间的关系来变更金属片51的位置。

Claims (5)

1.一种机械的控制设备，其特征在于，

由控制部主体和能够与该控制部主体分离的显示操作器构成，

上述控制部主体具备：

无线送电电路；

伴随着上述控制部主体的电源的接通而发出光或磁性的光磁产生单元；以及

控制部侧无线通信电路，

另一方面，

上述显示操作器具备：

由显示器构成的显示部；

由键盘构成的操作部；

无线接收电路；

充电电路；

由上述充电电路进行充电的电池；

根据从上述控制部主体的光磁产生单元发出的光或磁性来将上述显示操作器的电源接通的开关；

保持开关接通的状态直到上述电源被切断为止的显示操作器开/关状态保持电路；以及

显示操作器侧无线通信电路，其中

在上述控制部侧无线通信电路和上述显示操作器侧无线通信电路之间通过无线进行数据的收发，

将通过包含在上述数据中的信号而被接通的上述显示操作器开/关状态保持电路的状态设为切断，从而将上述显示操作器的电源切断，

通过上述显示操作器侧的无线接收电路接收由上述控制部主体的无线送电电路通过无线提供的电力。

2.根据权利要求1所述的机械的控制设备，其特征在于，

上述控制部主体还具备：

检测单元，其检测上述显示操作器是否被设置在可充电的位置；

可送电单元，其在通过该检测单元检测出上述显示操作器被设置在可充电的位置的情况下，设为能够进行上述无线送电电路的送电。

3.根据权利要求2所述的机械的控制设备，其特征在于，

上述显示操作器具备金属片，上述控制部主体的上述检测单元为检测上述金属片位于预定的位置的接近开关。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的机械的控制设备，其特征在于，

上述显示操作器具备：充电量监视电路，其监视上述电池的电力的剩余量；电力剩余量通知单元，其在上述电池的电力的剩余量成为预定值以下时，向上述控制部主体通知上述电池的电力的剩余量，

上述控制部主体在由上述电力剩余量通知单元通知了上述电池的电力的剩余量时，向上述显示操作器进行供电。

5.根据权利要求1～3的任意一项所述的机械的控制设备，其特征在于，

上述显示操作器具备：与上述充电量监视电路连接的线圈；金属片，其根据流过该线圈的电流位置发生变化，

上述控制部主体具备检测上述金属片位于预定的位置的接近开关，在通过该接近开关检测出上述金属片时，上述控制部主体向上述显示操作器进行供电。

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