JP2020119028A - Control board - Google Patents
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本発明は、工作機械等の産業機械に備えられる制御基板に関する。 The present invention relates to a control board provided in an industrial machine such as a machine tool.
工作機械等の産業機械の制御基板は、CPUの中にメモリを備えないものがある。この場合、制御基板に記憶媒体を接続し、記憶媒体に格納されたオペレーティングシステムによりCPUを駆動する。
製品寿命が長い産業機械は、将来の製造中止に備え、複数の記憶媒体を制御基板に接続できるようにする必要がある。この場合、SATA(Serial Advanced Technology Attachment)スイッチIC(例えば特許文献1)により、CPUと記憶媒体との接続を切り替える。記憶媒体として、SATAのインタフェース規格に対応したSSD(Solid State Drive)、Half−slim SSD、mSATA SSD、Cfast等が挙げられる。
Some control boards of industrial machines such as machine tools do not have a memory in the CPU. In this case, a storage medium is connected to the control board, and the CPU is driven by the operating system stored in the storage medium.
Industrial machines with long product life must be able to connect multiple storage media to a control board in case of future discontinuation. In this case, the connection between the CPU and the storage medium is switched by a SATA (Serial Advanced Technology Attachment) switch IC (for example, Patent Document 1). Examples of the storage medium include SSDs (Solid State Drives), Half-slim SSDs, mSATA SSDs, Cfast, and the like that comply with the SATA interface standard.
上述の場合、起動中のOS(オペレーティングシステム)を格納した記憶媒体が制御基板のコネクタから外れたとき、CPUが動かなくなるという問題がある。 In the case described above, there is a problem that the CPU does not work when the storage medium storing the operating OS (operating system) is detached from the connector of the control board.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、接続されている記憶媒体を検知し、自動で、記憶媒体とCPUとを接続することができる制御基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control board that can detect a connected storage medium and can automatically connect the storage medium and the CPU.
本発明の一態様に係る制御基板は、複数の記憶媒体が接続される複数のコネクタと、該複数のコネクタが接続された一つの切替回路と、該切替回路に接続された第1CPUと、一のコネクタに一の記憶媒体が接続されたか否かを検知する検知回路とを備え、前記切替回路は、前記検知回路が前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されたことを検知した場合に、前記一のコネクタと前記第1CPUとを接続し、前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されていないことを検知した場合に、他の記憶媒体が接続されている他のコネクタと前記第1CPUとを接続する。 A control board according to one aspect of the present invention includes a plurality of connectors to which a plurality of storage media are connected, a switching circuit to which the plurality of connectors are connected, and a first CPU connected to the switching circuit. A detection circuit for detecting whether or not one storage medium is connected to the connector, and the switching circuit detects that the one storage medium is connected to the one connector. When the one connector is connected to the first CPU and it is detected that the one storage medium is not connected to the one connector, another connector is connected to another connector. The first CPU is connected.
上記構成によれば、複数の記憶媒体を制御基板に接続する場合に、制御基板に接続した記憶媒体を検知し、自動で、該記憶媒体と第1CPUとを接続できる。 According to the above configuration, when a plurality of storage media are connected to the control board, the storage media connected to the control board can be detected and the storage media and the first CPU can be automatically connected.
上述の制御基板において、前記一の記憶媒体は導線を有し、前記一のコネクタは、所定の電圧でプルアップされた第1端子、及び接地された第2端子を有し、前記検知回路は、前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されて前記導線と前記第1端子及び前記第2端子とが接続されたときに、前記第1端子におけるハイレベルからローレベルへの変化に基づいて、前記一の記憶媒体の接続を検知してもよい。 In the control board described above, the one storage medium has a conductive wire, the one connector has a first terminal pulled up by a predetermined voltage, and a second terminal grounded, and the detection circuit is , Based on a change from a high level to a low level at the first terminal when the one storage medium is connected to the one connector and the conducting wire is connected to the first terminal and the second terminal Then, the connection of the one storage medium may be detected.
上記構成によれば、記憶媒体を制御基板に接続していることを良好に、容易に検知できる。 According to the above configuration, it is possible to favorably and easily detect that the storage medium is connected to the control board.
上述の制御基板において、第3の記憶媒体が接続された第2CPUを備え、前記検知回路は検知結果を前記第2CPUへ出力し、前記第2CPUは、前記検知結果を第3の記憶媒体に保存し、外部へ出力してもよい。 The above control board includes a second CPU to which a third storage medium is connected, the detection circuit outputs the detection result to the second CPU, and the second CPU stores the detection result in the third storage medium. However, it may be output to the outside.
上記構成によれば、第2CPUにより記憶媒体の接続の切断を記憶媒体に保存し、作業者に報知し、作業者により接続し直すことができる。 According to the above configuration, the disconnection of the connection of the storage medium can be stored in the storage medium by the second CPU, the worker can be notified, and the worker can reconnect.
上述の制御基板において、前記一の記憶媒体は、前記第1CPUを動作するためのオペレーティングシステムを記憶してもよい。 In the above-mentioned control board, the one storage medium may store an operating system for operating the first CPU.
上記構成によれば、第1CPUがメモリを有さない場合でも、第1CPUを駆動できる。 According to the above configuration, even if the first CPU does not have a memory, the first CPU can be driven.
上述の制御基板において、前記複数の記憶媒体の規格は異なり、前記一の記憶媒体が前記一のコネクタに接続されている場合は、該一の記憶媒体に記憶されたオペレーティングシステムにより前記第1CPUは動作し、前記一の記憶媒体が前記一のコネクタに接続されていない場合、他のコネクタに接続されている他の記憶媒体に記憶されたオペレーティングシステムにより前記第1CPUは動作してもよい。 In the above control board, when the standards of the plurality of storage media are different and the one storage medium is connected to the one connector, the first CPU is controlled by the operating system stored in the one storage medium. When operating and the one storage medium is not connected to the one connector, the first CPU may be operated by an operating system stored in another storage medium connected to another connector.
上記構成によれば、異なる規格の記憶媒体を制御基板に接続でき、優先度が高い記憶媒体が接続されている時は該記憶媒体により第1CPUを起動し、接続していない時は優先度が低い記憶媒体により第1CPUを起動できる。 According to the above configuration, storage media of different standards can be connected to the control board, the first CPU is activated by the storage medium when a storage medium having a high priority is connected, and the priority is set when the storage medium is not connected. The low storage medium can boot the first CPU.
本発明にあっては、接続されている記憶媒体を検知し、自動で、記憶媒体とCPUとを接続できる。 According to the present invention, the connected storage medium can be detected and the storage medium and the CPU can be automatically connected.
以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は実施の形態に係る工作機械21の平面図である。以下の説明では図に示す前後左右を使用する。
工作機械21は、基台(図示略)と、該基台に設けた立柱23とを備える。立柱23は主軸ヘッド27を上下動可能に支持する。主軸ヘッド27は、上下方向を回転軸方向とした主軸(図示略)を回転可能に支持する。主軸ヘッド27の上端に主軸モータ25が設けてある。主軸は主軸モータ25の駆動により回転する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a
The
立柱23はタレット型の工具マガジン26を支持する。工具マガジン26は主軸ヘッド27の前側に配置してある。工具マガジン26の周囲に複数の工具が保持してある。工具マガジン26が回転し、主軸ヘッド27の上下動によって、主軸に対する工具の取付及び取り外しを行う。主軸の下方に左右方向及び前後方向に移動可能なテーブル28が配置してある。テーブル28に治具24を設ける。治具24はワークの保持及び保持の解除を行う。
The
工作機械21の上側、前側、後側、右側及び左側をカバー22が覆う。カバー22の前面に扉31が設けてある。扉31の右側に、作業者の操作を受け付ける操作部32及び画像を表示する表示部30が設けてある。カバー22の後側に制御装置29が設けてある。制御装置29は、後述する制御基板1を有する。表示部30は後述する記憶媒体5がコネクタ10から外れたことを検知した時に報知する。上記検知を報知する手段は表示部30に限定されない。
A
図2は、制御基板1の構成を示す回路図である。
制御基板1は、第1CPU2、第2CPU3、スイッチIC4、コネクタ10、及び接続端子14を備える。
第1CPU2は、メモリを有さず、表示部30の表示等を制御する。
第2CPU3は工作機械21の主軸の回転量等の数値の制御を行う。第2CPU3には記憶媒体(第3の記憶媒体)7を接続してある。記憶媒体7としては、NVSRAM(Non-Volatile Static Random Access Memory)、フラッシュメモリ等が挙げられる。第1CPU2と第2CPU3は通信バス18により接続されており、第2CPU3の指示に基づいて第1CPU2は表示を行う。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the
The
The
The second CPU 3 controls numerical values such as the amount of rotation of the spindle of the
スイッチIC4はSATAスイッチICであり、第1端子41、第2端子42、第3端子43、第4端子44、及びスイッチ回路45を備える。第1端子41には、第1CPU2が接続されている。第2端子42には外部の記憶媒体5が、第3端子43には記憶媒体6が接続される。第4端子44にはスイッチ回路45に対する切替信号が入力される。
The
スイッチ回路45は単極双投スイッチであり、例えばトランジスタ等から構成される。スイッチ回路45には、第4端子44への切替信号の入力に応じて制御信号が入力され、第2端子42に接続した記憶媒体5と、第3端子43に接続した記憶媒体6のいずれかを選択的に第1端子41に接続する。
The
記憶媒体5はCfastであり、記憶媒体6はSSDである。
記憶媒体5は、第1端子51、第2端子52、第3端子53、第1端子51と第3端子53とを接続する導線54を備える。
記憶媒体6は接続端子61を有し、接続端子61は接続端子14に接続する。
記憶媒体5、記憶媒体6は夫々オペレーティングシステム(OS)55、62を記憶しており、第1CPU2は、接続したいずれかの記憶媒体に記憶したOSにより駆動する。
The
The
The
The
コネクタ10は、CDO(Card Detect Out)端子(第1端子)11、接続端子12、及びCDI(Card Detect In)端子(第2端子)13を備える。接続端子12は第2端子42に接続し、CDI端子13はグランド接続する。
一端がCDO端子11に接続した信号線17(検知回路)は、他端側に設けられた分岐点17aを介して第2CPU3及び第4端子44に接続する。CDO端子11と分岐点17aとの間には分岐点17bが設けてあり、分岐点17bにはプルアップ抵抗16を介し、3.3Vの電源15に接続する。
上述の切替信号は0V又は3.3Vの電圧に対応し、0Vに対応する切替信号が第4端子44に入力された場合、第1端子41と第2端子42とを接続する制御信号がスイッチ回路45に入力される。3.3Vに対応する切替信号が第4端子44に入力された場合、第1端子41と第3端子43とを接続する制御信号がスイッチ回路45に入力される。
The
The signal line 17 (detection circuit) whose one end is connected to the
The switching signal described above corresponds to a voltage of 0V or 3.3V, and when the switching signal corresponding to 0V is input to the
記憶媒体5をコネクタ10に挿入した場合、第1端子51、第2端子52、及び第3端子53は夫々CDO端子11、接続端子12、CDI端子13に接続する。信号線17はCDO端子11及び第1端子51を介し導線54の一端に接続し、導線54の他端は第3端子53を及びCDI端子13を介し接地する。
スイッチIC4の第4端子44には、接地に基づく0Vの切替信号が入力し、スイッチ回路45には第1端子41と第2端子42とを接続する制御信号が入力し、第1CPU2と記憶媒体5とを接続する。第1CPU2は、記憶媒体5に記憶したOS55により駆動する。
When the
A switch signal of 0V based on ground is input to the
図3は、記憶媒体5がコネクタ10から外れた状態を示す回路図である。図中、図と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
記憶媒体5をコネクタ10に挿入していない場合、第1端子51、第2端子52、及び第3端子53はCDO端子11、接続端子12、CDI端子13に接続していない。信号線17は接地せず、第4端子44には電源15から3.3Vの電圧が印加する。
スイッチIC4の第4端子44には、3.3Vの切替信号が入力し、スイッチ回路45には第1端子41と第3端子43とを接続する制御信号が入力し、第1CPU2と記憶媒体6を接続する。第1CPU2は、記憶媒体6に記憶したOS62により駆動する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a state in which the
When the
A switching signal of 3.3V is input to the
第2CPU3は信号線17を介し、記憶媒体5をコネクタ10に挿入していないことを検知でき、接続の切断を検知した場合、作業者に報知する。
図4は、第2CPU3による、切断の報知処理を示すフローチャートである。
第2CPU3は、記憶媒体5と制御基板1の接続を切断したか否かを判定する(S1)。第2CPU3は接続を切断していないと判定した場合(S1:NO)、この判定処理を繰り返す。
The second CPU 3 can detect, via the
FIG. 4 is a flowchart showing disconnection notification processing by the second CPU 3.
The second CPU 3 determines whether or not the connection between the
第2CPU3は、接続を切断したと判定した場合(S1:YES)、記憶媒体7に、記憶媒体5がコネクタ10から外れたことをログとして記録し(S2)、表示部30に切断を表示して、作業者に報知し(S3)、処理を終了する。S2は省略してもよい。尚、表示部30に切断を表示することは、検知結果を外部へ出力する一例であり、その他制御基板1上に発光LEDを備え、該発光LEDを点灯させることでもよい。
When determining that the connection has been disconnected (S1: YES), the second CPU 3 records that the
図5は、比較例であり、CfastのCDI、CDO信号を使わずに、記憶媒体の接続を切り替える場合の回路図である。図中、図2と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図5の制御基板1は、スイッチ20を有する。スイッチ20の一方の接点はプルアップ抵抗16を介し電源15に接続する。スイッチ20の他方の接点は抵抗19を介し接地する。
手動によりスイッチ20の他方の接点を抵抗19を介し接地した場合、0Vの電圧が第4端子44に印加し、0Vの切替信号に基づいてスイッチ回路45に第1端子41と第2端子42とを接続する制御信号が入力し、第1CPU2と記憶媒体5とを接続する。
FIG. 5 is a comparative example, and is a circuit diagram in the case of switching the connection of the storage medium without using the CDI and CDO signals of Cfast. 2, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
The
When the other contact of the
図6は、記憶媒体5がコネクタ10から外れた状態を示す回路図である。図中、図2と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
記憶媒体5がコネクタ10から外れた場合、第1CPU2は、記憶媒体5に接続していないので、動かなくなる。ここで、第2CPU3は第1CPU2が動かない理由を判断できず、作業者に報知してスイッチ20の接点を切り替えて記憶媒体6に接続するか、又は記憶媒体5を接続し直すように報知することができない。
実施例の場合、比較例の上述の問題は生じない。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a state in which the
When the
In the case of the example, the above-mentioned problems of the comparative example do not occur.
以上より、本発明の制御基板1によれば、制御基板1に複数の規格の記憶媒体を接続している場合に、記憶媒体を制御基板1に接続しているか否かを検知し、手動で記憶媒体5を第1CPU2に接続するように切り替えることなく、自動で、記憶媒体5と第1CPU2を接続できることが分かる。
また、第2CPU3は、記憶媒体5と第1CPU2の接続を切断した場合に、作業者に報知することができる。
As described above, according to the
In addition, the second CPU 3 can notify the operator when the connection between the
以上の構成により、製品寿命が長い工作機械21において、記憶媒体の将来の製造中止に備え、複数の記憶媒体を制御基板1に接続することができる。
そして、優先度が高い記憶媒体5を接続している時は記憶媒体5により第1CPU2を起動し、接続していない時は優先度が低い記憶媒体6により第1CPU2を起動できる。
なお、スイッチICはSATAスイッチICに限定されず、他のインタフェース規格のスイッチICを用いてもよい。記憶媒体も上述の規格に対応する場合には限定されない。
With the above configuration, in the
Then, when the
The switch IC is not limited to the SATA switch IC, and a switch IC of another interface standard may be used. The storage medium is not limited to the case that it corresponds to the above-mentioned standard.
1 制御基板
10 コネクタ
11 CDO端子
12 接続端子
13 CDI端子
14 接続端子
15 電源
16 プルアップ抵抗
17 信号線
18 通信バス
2 第2CPU
3 第3CPU
4 スイッチIC
5、6、7 記憶媒体
51 第1端子
52 第2端子
53 第3端子
54 導線
55、62 OS
1
3rd CPU
4 switch IC
5, 6, 7
Claims (5)
該複数のコネクタが接続された一つの切替回路と、
該切替回路に接続された第1CPUと、
一のコネクタに一の記憶媒体が接続されたか否かを検知する検知回路と
を備え、
前記切替回路は、前記検知回路が前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されたことを検知した場合に、前記一のコネクタと前記第1CPUとを接続し、前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されていないことを検知した場合に、他の記憶媒体が接続されている他のコネクタと前記第1CPUとを接続する、制御基板。 A plurality of connectors to which a plurality of storage media are connected,
One switching circuit to which the plurality of connectors are connected,
A first CPU connected to the switching circuit,
A detection circuit for detecting whether or not one storage medium is connected to one connector,
The switching circuit connects the one connector and the first CPU when the detection circuit detects that the one storage medium is connected to the one connector, and the one connector is connected to the one connector. The control board, which connects the other connector to which the other storage medium is connected and the first CPU when it is detected that the storage medium is not connected.
前記一のコネクタは、所定の電圧でプルアップされた第1端子、及び接地された第2端子を有し、
前記検知回路は、前記一のコネクタに前記一の記憶媒体が接続されて前記導線と前記第1端子及び前記第2端子とが接続されたときに、前記第1端子におけるハイレベルからローレベルへの変化に基づいて、前記一の記憶媒体の接続を検知する、請求項1に記載の制御基板。 The one storage medium has a conductor,
The one connector has a first terminal pulled up by a predetermined voltage and a second terminal grounded,
The detection circuit changes from a high level to a low level at the first terminal when the one storage medium is connected to the one connector and the conducting wire is connected to the first terminal and the second terminal. The control board according to claim 1, wherein the connection of the one storage medium is detected on the basis of the change of.
前記検知回路は検知結果を前記第2CPUへ出力し、
前記第2CPUは、前記検知結果を第3の記憶媒体に保存し、外部へ出力する、請求項1又は2に記載の制御基板。 A second CPU to which a third storage medium is connected,
The detection circuit outputs a detection result to the second CPU,
The control board according to claim 1, wherein the second CPU stores the detection result in a third storage medium and outputs the detection result to the outside.
前記一の記憶媒体が前記一のコネクタに接続されている場合は、該一の記憶媒体に記憶されたオペレーティングシステムにより前記第1CPUは動作し、前記一の記憶媒体が前記一のコネクタに接続されていない場合、他のコネクタに接続されている他の記憶媒体に記憶されたオペレーティングシステムにより前記第1CPUは動作する、請求項4に記載の制御基板。 The standards of the plurality of storage media are different,
When the one storage medium is connected to the one connector, the first CPU operates by the operating system stored in the one storage medium, and the one storage medium is connected to the one connector. If not, the control board according to claim 4, wherein the first CPU is operated by an operating system stored in another storage medium connected to another connector.
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