JP2007140937A - Control panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械、ロボット等の産業用機器の動作を制御するための制御盤に関するものである。 The present invention relates to a control panel for controlling operations of industrial equipment such as machine tools and robots.
工作機械は、工具を加工動作させるための主軸装置、工具に対してワークを相対的に移動させるためのX,Y,Z駆動装置、ワークを着脱可能に固定するための治具装置、ワークを搬送するための搬送装置等から一般に構成されている。そして、これらの各装置を制御するための制御盤において、工作機械のサーボモータを駆動するためのサーボアンプは、サーボモータの容量や取り付け数量に応じて、取り付け数量が相違している。 The machine tool includes a spindle device for machining the tool, an X, Y, Z drive device for moving the workpiece relative to the tool, a jig device for detachably fixing the workpiece, and a workpiece. Generally, it is comprised from the conveying apparatus etc. for conveying. In the control panel for controlling each of these devices, the servo amplifiers for driving the servo motors of the machine tools have different installation quantities depending on the capacity and the installation quantity of the servo motors.
また、サーボモータの容量や取り付け数量が同一仕様の工作機械であっても、その工作機械を単体で運転する場合と、複数台を並べて生産システムのラインを構成した状態で運転する場合とでは、工作機械の運転方式が相違する。このため、シーケンス回路、リレー回路、入出力回路等の構成が異なり、それに伴い制御回路の構成の形態が異なることになり、その工作機械の運転方式毎に単一の制御盤を個々に製作していた。 In addition, even if the machine capacity of the servo motor and the number of attachments are the same specifications, when operating the machine tool alone and when operating in a state where the production system line is configured by arranging multiple machines, The operation method of the machine tool is different. For this reason, the configuration of the sequence circuit, relay circuit, input / output circuit, etc. will be different, and the configuration of the control circuit will be different accordingly, and a single control panel will be individually produced for each operation mode of the machine tool. It was.
このため、運転方式の相違や生産ラインの変更等に伴い、工作機械を同一生産ライン上の別の箇所に移したり、あるいは異なった生産ラインに移設したりする場合、制御盤の変更内容が多く、作業が困難であった。 For this reason, there are many changes to the control panel when the machine tool is moved to another location on the same production line or moved to a different production line due to differences in operation methods or production line changes. The work was difficult.
同様に、生産台数の変化により、増産される設備では手作業ラインから自動化ラインへ、減産される設備では自動化ラインから手作業ラインへ改造されることがある。手作業ラインでは、自動化ラインでは不要な、所定作業中に手を入れられなくするための自動扉、また、手を検出するためのライトカーテン(光学センサ)等が作業者の安全性を高めるため工作機械に設けられている。一方、自動化ラインでは、手作業ラインでは不要な、上位制御装置と運転準備回路の同期化が行われ、ワークの搬送を制御する搬送制御回路が制御盤に設けられている。このため、自動化ラインと手作業ラインとの切り替えの際には、上述した困難な制御盤の変更が必要となった。 Similarly, due to a change in the number of production, equipment that is increased in production may be converted from a manual work line to an automated line, and equipment that is reduced in production may be modified from an automated line to a manual work line. In the manual work line, an automatic door that is not necessary in the automated line and that prevents the user from entering a hand during a predetermined work, and a light curtain (optical sensor) to detect the hand, etc., increase the safety of the worker. Provided on machine tools. On the other hand, the automation line synchronizes the host controller and the operation preparation circuit, which is not necessary in the manual work line, and a conveyance control circuit for controlling the conveyance of the workpiece is provided in the control panel. For this reason, when switching between the automation line and the manual work line, the above-described difficult control panel change is required.
更に、製造メーカが工作機械を先行生産する場合に、顧客の生産ラインの自動化仕様の決定前に制御盤を製造することができず、リードタイムが延びるという問題があった。ここで、制御盤の動作形態を切り替え得るようにした先行技術が特許文献1中に開示されている。
しかしながら、上記先行技術においては、複数設けられた接続部にコネクタを接続することで、工作機械の運転形態を切り替えるようにしているため、コネクタが誤った接続部に接続される可能性が否定し得なかった。また、選択された動作形態に対応する制御回路と、制御プログラムとが一致しない可能性もあった。 However, in the above prior art, since the operation mode of the machine tool is switched by connecting a connector to a plurality of connecting portions, the possibility that the connector is connected to an incorrect connecting portion is denied. I didn't get it. Further, there is a possibility that the control circuit corresponding to the selected operation form and the control program do not match.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、運転方式の相違や生産ラインの変更に容易に対応でき、安全性の高い産業用機器の制御盤を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to easily cope with a difference in operation method and a change in production line, and a highly safe control panel for industrial equipment. Is to provide.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、産業用機器10を制御するための複数の制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cを備える制御盤20において、
前記複数の制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cの内、選択可能な動作形態A、B、Cに対応する制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cを選別するための端子38を備える単一のレセプタ36と、
特定の前記端子38を短絡させるジャンパ線52を備え、前記選択可能な動作形態A、B、Cに対応する種類毎に設けられる短絡プラグ50A、50B、50Cとを備え、
前記レセプタ36に、所望の動作形態を選択するための前記短絡プラグ50A、50B、50Cを接続することで、当該所望の動作形態に応じた制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cが選別されることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
Among the plurality of
A
By connecting the short-
請求項1に記載の発明によれば、レセプタ36に所望の動作形態A、B、Cを選択するための短絡プラグ50A、50B、50Cを接続することで、制御盤20に所望の動作形態を行わしめるため、工作機械、ロボット等の産業用機器10の制御盤20に汎用性を持たせることができる。すなわち、生産量の拡大に応じて、手作業ラインの工作機械10を自動で動作させたり、反対に、生産量の縮小に従い、自動ラインの工作機械10を手動で動作させたりする際の動作形態の変更が容易に行える。また、生産ラインの運用変更等に伴い、工作機械、ロボットを同一生産ライン上の別の箇所に移したり、あるいは異なった生産ラインに移設したりする場合、工作機械、ロボットの所要の動作形態に応じて短絡プラグ50A、50B、50Cにより特定の制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cを選択することにより、制御盤20の仕様を容易に変更することができる。この際に、制御盤20の制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cを変更する必要がない。
According to the first aspect of the present invention, by connecting the short-
特に、複数の動作形態と短絡プラグ50A、50B、50Cとが1対1に対応しており、所望動作形態の短絡プラグ50A、50B、50Cをレセプタ36に接続することで動作形態を選択する。このため、選択する動作形態を誤ることがなく、安全性を高めることができる。例えば、手作業ラインの短絡プラグ50Aをレセプタ36に接続することで、産業用機器10を手作業ライン用へ確実に切り替えることができるので、動作形態を誤って選択することがない。
In particular, the plurality of operation modes and the short-
請求項2の発明によれば、短絡プラグ50A、50B、50Cにより、所望の動作形態に応じた制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cが選択されると同時に、当該所望の動作形態に応じたシーケンスプログラムが選択される。このため、制御回路(ハードウエアー)の切り替えと同時に、シーケンスプログラム(ソフトウエアー)の切り替えを完了させれる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、短絡プラグ50A、50B、50Cによる制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cの選択と、当該所望の動作形態に応じたシーケンスプログラムの選択との一致、即ち、制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cの選択と、当該選択された制御回路26a、26b、26c、28a、28b、28cの動作形態に応じたシーケンスプログラムの選択との一致を確認し、一致した際にのみ産業用機器の動作を可能にするため、ハードウエアーとソフトウエアーとの不一致が生じることがなく、安全に産業用機器を動作させることができる。
According to the invention of
以下本発明の産業用機器の制御盤を工作機械の制御盤に適用した実施形態について図を参照して説明する。
図1(A)は、工作機械10が手作業ラインに置かれている状態を示し、図1(B)は工作機械10が自動ラインに置かれている状態を示している。
図1(A)に示す手作業ラインでは、工作機械10が手動搬送ライン16i、16oの間に設けられている。工作機械10のワーク投入部には、自動扉12iが設けられ、ワーク加工中に作業者の手が入るのを防いでいる。自動扉12iの前には、ライトカーテン14iが設けられ、作業者の手を検出した際に、工作機械10を停止するように制御される。同様に、工作機械10のワーク取り出し部には、自動扉12o、ライトカーテン14oが設けられている。更に、図示しない作業者の安全を確保するための種々の安全装置が設けられている。自動扉12i、12o、ライトカーテン14i、14o、上記安全装置と共に工作機械10は、制御盤20により制御される。
Hereinafter, an embodiment in which a control panel for industrial equipment according to the present invention is applied to a control panel for a machine tool will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A shows a state where the
In the manual operation line shown in FIG. 1A, the
一方、図1(B)に示す自動ラインでは、自動搬送路ライン18i、18oがつながれている。一方、作業者が介在しないため、作業者の安全確保用の自動扉12i、12o、ライトカーテン14i、14oは設けられていない。しかし、上流側の工作機械の制御盤と運転準備回路の同期化が図られ、自動搬送路ライン18iによるワークの搬入、自動搬送路ライン18oによる加工済みワークの搬出を制御するための搬送制御等のライン自動化に必要な種々の制御が、図1(A)を参照して上述した手作業ラインを制御すると同じ制御盤20により制御される。
On the other hand, in the automatic line shown in FIG. 1B, automatic conveyance path lines 18i and 18o are connected. On the other hand, since no worker is present, automatic doors 12i and 12o and light curtains 14i and 14o for ensuring safety of the worker are not provided. However, the control panel of the machine tool on the upstream side and the operation preparation circuit are synchronized, and the conveyance control for controlling the loading of the workpiece by the automatic conveyance path line 18i, the unloading of the processed workpiece by the automatic conveyance path line 18o, etc. Various controls necessary for the line automation are controlled by the
図2は、図1に示す制御盤の内部構成を示す正面図である。制御盤20には、NC部22が着脱可能に組み付けられている。該NC部22は、各種の動作形態を決定するためのシーケンス回路をソフトウエアーとして記憶したプログラマブルコントローラ24を内蔵している。また、種々の動作形態を実現する制御回路としての複数のリレー回路26a、26b、26c、及び、安全リレーユニット28a、28b、28cが組み付けられている。ここで、安全リレーユニット28a、28b、28cは、主に、作業の安全を確保するための種々の動作を行う。安全リレーユニット28a、28b、28cの下側には、入力・出力ユニット30とが設けられている。更に、制御盤20には、複数のリレー回路26a、26b、26c、及び、安全リレーユニット28a、28b、28cを切り替えるための電磁接触器32と電磁開閉器34とが設けられている。電磁開閉器34の下方には、工作機械の運転仕様を変更するための仕様切り替えコネクタ(レセプタ)36が設けられている。
FIG. 2 is a front view showing the internal configuration of the control panel shown in FIG. An
図3は、制御盤20でのハードウエアーの切り替えを説明するための説明図であり、図4は、制御盤20でのソフトウエアーの切り替えを説明するための説明図であり、図5は、仕様切り替えコネクタ(レセプタ)36及び短絡プラグ50A、50B、50Cの結線図である。図6は、リレー回路26a及び安全リレーユニット28a、28bの選択を説明するための説明図である。
3 is an explanatory diagram for explaining switching of hardware on the
本実施形態においては、仕様切り替えコネクタ(レセプタ)36に取り付ける短絡プラグ50A、50B、50Cにより、3つの運転形態が設定される。運転形態Aの設定時は、ワークが作業者により加工位置に取り付け及び取り外され、起動ボタンの操作に伴い工作機械が1サイクルの運転を行って停止するという運転形態を有する手作業ライン仕様の工作機械の制御構成となる。運転形態Bの設定時には、ワークが作業者により加工位置に取り付けられて、起動ボタンの操作に伴い工作機械が1サイクルの運転を行って停止し、その後にワークが払い出し装置により払い出される手作業ライン仕様となる。運転形態Cの設定時には、ワークが生産システムの工作機械間で自動搬送装置により搬送されて、起動ボタンの操作に伴い各工作機械がサイクル運転を連続的に行う自動ライン仕様となる。 In the present embodiment, three operation modes are set by the short-circuit plugs 50A, 50B, and 50C attached to the specification switching connector (receptor) 36. When the operation mode A is set, the workpiece is manually attached to and removed from the machining position by the operator, and the machine tool with the manual operation line specification has an operation mode in which the machine tool performs one cycle operation and stops in accordance with the operation of the start button. It becomes the control configuration of the machine. When setting the operation mode B, the work is attached to the machining position by the operator, the machine tool is operated for one cycle in accordance with the operation of the start button, stops, and then the work is delivered by the dispensing device. It becomes a specification. When the operation mode C is set, the workpiece is transferred by an automatic transfer device between machine tools of the production system, and each machine tool has an automatic line specification in which the cycle operation is continuously performed in accordance with the operation of the start button.
即ち、図3中に示すように、短絡プラグ50Aが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられると、上記運転形態Aを設定するためのリレー回路、安全リレーユニットが選択される。同様に、短絡プラグ50Bが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられると、上記運転形態Bを設定するためのリレー回路、安全リレーユニットが選択され、短絡プラグ50Cが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられると、上記運転形態Cを設定するためのリレー回路、安全リレーユニットが選択される。
That is, as shown in FIG. 3, when the short-
更にハードウエアーの切り替えについて具体例を説明する。図5中に示すように仕様切り替えコネクタ36には、上記ハード制御回路40側からの配線と接続された端子(コネクタピン)38が設けられている。一方、短絡プラグ50A、50B、50Cには、所定の端子38を短絡するためのジャンパ線52が設けられている。ここで、図6(A)中に示すリレー回路26aは、図1(A)を参照して上述した工作機械10の自動扉12iを制御する制御回路を構成しており、仕様切り替えコネクタ36のNo.7端子及びNo.8端子が短絡された際、即ち、No.7端子−No.8端子を短絡するジャンパ線52を備える短絡プラグ50Cが接続された際に動作しないよう設定され、短絡プラグ50A又は50Bが接続された際に動作するよう設定されている。
A specific example of switching hardware will be described. As shown in FIG. 5, the
一方、図6(B)中に示す安全リレーユニット28aは、図1(A)を参照して上述した工作機械10の投入側のライトカーテン14iで作業者の手が検出された際に、工作機械10での切削を停止する動作を行う。該安全リレーユニット28aは、No.11端子及びNo.10端子の開放で動作が選択される。他方、安全リレーユニット28bは、工作機械10の搬出側のライトカーテン14oで作業者の手が検出された際に、工作機械10での切削を停止する動作を行う。該安全リレーユニット28bは、No.10端子及びNo.9端子の開放で動作が選択される。そして、No.9端子及びNo.11端子の短絡で、安全リレーユニット28a、28bの動作しないように選択される。
On the other hand, the safety relay unit 28a shown in FIG. 6 (B) works when the operator's hand is detected by the light curtain 14i on the input side of the
ここで、短絡プラグ50Aが接続された際には、No.9端子−No.11端子が当該短絡プラグ50Aにより開放され、安全リレーユニット28a、28bの動作が共に選択され、投入側のライトカーテン14i又は搬出側のライトカーテン14oで作業者の手が検出された際に、工作機械10での切削を停止する動作が行われる。他方、短絡プラグ50Bが接続された際には、No.9端子−No.10端子が当該短絡プラグ50Bのジャンパ線52により短絡され、また、No.10端子−No.11端子が開放されるため、安全リレーユニット28aの動作が選択され、投入側のライトカーテン14iで作業者の手が検出された際に、工作機械10での切削を停止する動作が行われる。そして、短絡プラグ50Cが接続された際には、ライトカーテンが動作しないように設定される。ここでは、リレー回路26a、安全リレーユニット28a、28bのみについて説明したが、上述した運転形態A、B、Cに対応する複数のリレー回路、安全リレーユニットが選択される。
Here, when the shorting
引き続きソフトウエアーの切り替えについて図4及び図5を参照して説明する。
短絡プラグ50Aは、仕様切り替えコネクタ36のNo.21端子−No.22端子を短絡させるジャンパ線52を備えている。ここで、短絡プラグ50Aが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられ、前記制御回路(ハードウエアー)が運転形態A(Aspec.)であることを設定するNo.21端子−No.22端子の短絡により、プログラマブルコントローラ24の比較回路24aの接点AがON状態となる。さらに、プログラマブルコントローラ24のシーケンサ内パラメータ設定により、運転形態A(Aspec.)のパラメータ設定「1」に対応して、比較回路24bの接点aがON状態となる。そして、比較回路24aの接点Aと比較回路24bの接点aのON状態により、運転形態A(Aspec.)に対するシーケンスプログラムが選択される。つまり、動作形態としての運転形態Aに応じたシーケンスプログラムが、短絡プラグ50Aによる仕様切り替えコネクタ(レセプタ)36のNo.21端子−No.22端子の短絡により選択される。さらに、短絡プラグ50Aとシーケンサ内パラメータ設定とにより、制御回路の動作形態とシーケンスプログラムの動作形態との一致を確認することができ、工作機械10を一致した時にのみ動作することが可能となる。
Next, software switching will be described with reference to FIGS.
The short-
同様に、短絡プラグ50Bは、仕様切り替えコネクタ36のNo.21端子−No.23端子を短絡させるジャンパ線52を備えている。ここで、短絡プラグ50Bが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられ、No.21端子−No.23端子が短絡されると、プログラマブルコントローラ24の比較回路24aの接点BがON状態となる。さらに、プログラマブルコントローラ24のシーケンサ内パラメータ設定により、比較回路24bの接点bがON状態となる。そして、比較回路24aの接点Bと比較回路24bの接点bのON状態により、運転形態B(Bspec.)に対するシーケンスプログラムが選択され、工作機械10の動作、すなわち、運転形態Bの動作を可能にする。
Similarly, the short-
短絡プラグ50Cは、仕様切り替えコネクタ36のNo.21端子−No.24端子を短絡させるジャンパ線52を備えている。ここで、短絡プラグ50Cが仕様切り替えコネクタ36に取り付けられると、プログラマブルコントローラ24の比較回路24aで、短絡プラグ50Cに対応する上記運転形態Cに対応する接点CがON状態となる。そして、プログラマブルコントローラ24は、前述の運転形態A、Bと同様に比較回路24a、24bにより運転形態Cに対応するシーケンスプログラムを選択し、工作機械10の運転形態Cの動作を可能にする。
本実施形態では、比較回路24a、比較回路24bもまたシーケンスプログラムであり、短絡プラグ50A、50B、50Cの短絡により、シーケンスプログラムの接点が短絡できる。
The short-
In the present embodiment, the comparison circuit 24a and the
本実施形態によれば、短絡プラグ50A、50B、50Cによる制御回路(リレー回路26、安全リレーユニット28)の選択と、当該選択された制御回路の動作形態に応じたシーケンスプログラムの選択との一致を確認し、一致した際にのみ工作機械10の動作を可能にするため、ハードウエアーとソフトウエアーとの不一致が生じることがなく、安全に工作機械10を動作させることができる。
According to the present embodiment, the selection of the control circuit (
本実施形態によれば、仕様切り替えコネクタ36に所望の動作形態を選択するための短絡プラグ50A、50B、50Cを接続することで、制御盤20に所望の動作形態を行わしめるため、制御盤20に汎用性を持たせることができる。すなわち、生産量の拡大に応じて、手作業ラインの工作機械10を自動で動作させたり、反対に、生産量の縮小に従い、自動ラインの工作機械10を手動で動作させたりする際の動作形態の変更が容易に行える。また、生産ラインの運用変更等に伴い、工作機械10を同一生産ライン上の別の箇所に移したり、あるいは異なった生産ラインに移設したりする場合、工作機械10の所要の動作形態に応じて短絡プラグ50A、50B、50Cにより特定の制御回路(リレー回路26、安全リレーユニット28)を選択することにより、制御盤の仕様を容易に変更することができる。この際に、制御盤の制御回路を変更する必要がない。
According to the present embodiment, by connecting the short-circuit plugs 50A, 50B, and 50C for selecting a desired operation form to the
特に、動作形態A、B、Cと短絡プラグ50A、50B、50Cとが1対1に対応しており、所望動作形態の短絡プラグ50A、50B、50Cを仕様切り替えコネクタ36に接続することで動作形態を選択する。このため、選択する動作形態を誤ることがなく、安全性を高めることができる。例えば、手動用の短絡プラグ50Aを仕様切り替えコネクタ36に接続することで、工作機械10を手作業ライン用へ確実に切り替えることができるので、動作形態を誤って選択することがない。
In particular, the operation modes A, B, C and the short-circuit plugs 50A, 50B, 50C have a one-to-one correspondence, and the operation can be performed by connecting the short-circuit plugs 50A, 50B, 50C of the desired operation mode to the
短絡プラグ50A、50B、50Cにより、動作形態A、B、Cに応じた制御回路が選択されると同時に、当該所望の動作形態に応じたシーケンスプログラムが選択される。このため、制御回路(ハードウエアー)の切り替えと同時に、シーケンスプログラム(ソフトウエアー)の切り替えを完了させれる。 The short-circuit plugs 50A, 50B, and 50C select a control circuit corresponding to the operation modes A, B, and C, and simultaneously select a sequence program corresponding to the desired operation mode. Therefore, the switching of the sequence program (software) can be completed simultaneously with the switching of the control circuit (hardware).
上述した実施形態では、本発明の制御盤を工作機械に適用した例を挙げたが、本発明は工作機械に限定されず、ロボット等の種々の産業用機器に適用可能であることは言うまでもない。 In the above-described embodiment, an example in which the control panel of the present invention is applied to a machine tool has been described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to a machine tool and can be applied to various industrial devices such as robots. .
10 工作機械
12i、12o 自動扉
14i、14o ライトカーテン
20 制御盤
22 NC部
24 PLC
26a、26b、26c リレー回路
28a、28b、28c 安全リレーユニット
36 仕様切り替えコネクタ(レセプタ)
38 端子
50A、50B、50C 短絡プラグ
52 ジャンパ線
10 Machine tools 12i, 12o Automatic doors 14i, 14o
26a, 26b,
38
Claims (3)
前記複数の制御回路の内、選択可能な動作形態に対応する制御回路を選別するための端子を備える単一のレセプタと、
特定の前記端子を短絡させるジャンパ線を備え、前記選択可能な動作形態に対応する種類毎に設けられる短絡プラグとを備え、
前記レセプタに、所望の動作形態を選択するための前記短絡プラグを接続することで、当該所望の動作形態に応じた制御回路が選別されることを特徴とする制御盤。 In a control panel comprising a plurality of control circuits for controlling industrial equipment,
A single receptor having a terminal for selecting a control circuit corresponding to a selectable operation mode from among the plurality of control circuits;
A jumper wire for short-circuiting the specific terminal, and a short-circuit plug provided for each type corresponding to the selectable operation mode,
A control panel according to claim 1, wherein a control circuit corresponding to the desired operation mode is selected by connecting the shorting plug for selecting a desired operation mode to the receptor.
前記所望の動作形態を選択するための前記短絡プラグによる前記レセプタの端子の短絡により、当該所望の動作形態に応じたシーケンスプログラムが選択されることを特徴とする請求項1の制御盤。 Each has a sequence program corresponding to the selectable operation mode,
2. The control panel according to claim 1, wherein a sequence program corresponding to the desired operation mode is selected by short-circuiting a terminal of the receptor by the short-circuit plug for selecting the desired operation mode.
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