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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Operationen zum Ein-/Ausschalten der
Leistungszufuhr zu einer Antriebseinrichtung in einer Steuervorrichtung
einer automatischen Maschine.
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Stand der Technik
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Bei
Verarbeitungsanlagen für
kleine Teile, die automatische Maschinen wie etwa Roboter verwenden,
kann das Zuführen
von Werkstücken
zu den Verarbeitungspositionen sowie das Entnehmen der Werkstücke aus
den Verarbeitungspositionen durch Arbeiter ausgeführt werden.
Weil die Arbeiter dabei bestimmte Körperteile in die Bewegungsbereiche
der automatischen Maschinen einführen
müssen,
kann bei einer versehentlichen Betätigung der automatischen Maschinen
die Sicherheit der Arbeiter dadurch sichergestellt werden, dass
eine Annäherung
der automatischen Maschinen zu den Arbeitern durch einen Lichtvorhang
oder ähnliches
erfasst wird, wobei dann die Stromversorgung der automatischen Maschinen gestoppt
wird. Um Kosten zu sparen, wird eine derartige Sicherheitsvorkehrung
neuerdings ohne eine eigene Sicherheitsvorrichtung realisiert. Anstatt
einer Sicherheitsvorrichtung wird allgemein während der Vorbereitungsarbeiten,
bei denen sich die Arbeiter in die Bewegungsbereiche der automatischen
Maschinen begeben, die Antriebsstromversorgung zu den automatischen
Maschinen unterbrochen, um die Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten.
Weil die Antriebsstromversorgung jedes Mal ein- und ausgeschaltet
wird, wenn Werkstücke
zugeführt
oder entnommen werden, muss die Lebensdauer der Kontakte der Relaiseinrichtung
entsprechend verlängert werden.
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Eine
Antriebswelle, die eine Vielzahl von Wellen in einer automatischen
Maschine steuert, ist mit einer Gleichrichtungsschaltung, einem
Glättungskondensator
und einer Vielzahl von Inverterschaltungseinheiten verbunden. Die
Gleichrichtungsschaltung wandelt eine an einer Relaiseinrichtung
wie etwa einem elektromagnetischen Kontaktgeber angelegte Wechselspannung
zu einer Gleichspannung. Der Glättungskondensator
glättet
die Gleichspannung nach der Gleichrichtung. Die mehrfachen Inverterschaltungseinheiten
wandeln die Gleichspannungen nach der Glättung. Die Invertereinheiten
können auf
der Basis von Pulsbreitenmodulation-Befehlssignalen gesteuert werden,
die durch eine CPU in Übereinstimmung
mit den Operationen der automatischen Maschine erzeugt werden. Der
Glättungskondensator
ist in einer Glättungsschaltung
vorgesehen, wobei beim Einschalten der Stromversorgung ein großer Ladungsstrom
durch den Glättungskondensator
in die Schaltung des Kondensatoreingangstyps fließt, weshalb
die Gefahr besteht, dass die Kontakte der Relaiseinrichtung und
der Gleichrichtungselemente der Gleichrichtungseinheit beschädigt werden.
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Stand der Technik 1
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Wenn
eine Stromversorgung eingeschaltet wird, wird ein Strom von der
Stromversorgung für
einen Gleichrichter zu einem Widerstand umgeleitet, damit ein Stromstoß reduziert
werden kann. Der reduzierte Stromstoß wird zu einem Glättungskondensator
geführt.
Wenn der Strom vermindert wurde, wird ein Kontakt eines Relais zwischen
den beiden Anschlüssen
des Widerstands geschlossen, sodass die Stromversorgung direkt mit
dem Gleichrichter verbunden wird. Alternativ hierzu kann ein ähnlicher Effekt
erzielt werden, indem eine Spannung nach der Glättung überwacht wird, wobei wenn die überwachte
Spannung höher
oder gleich einer vorbestimmten Spannung wird, der Kontakt des oben
genannten Relais geschlossen wird. Dies wird im Folgenden mit Bezug
auf 6 beschrieben. 6 ist ein
Blockdiagramm, das eine Invertereinrichtung 62 zum Steuern
der Drehzahl eines Verdichters 66 sowie ein entsprechendes
Steuersystem zeigt. Die Invertereinrichtung 62 umfasst
eine Gleichrichterschaltungseinheit 63, einen Glättungskondensator 64 und
eine Invertereinheit 65. Das Bezugszeichen 67 gibt
einen Eingangsstromsensor zum Erfassen eines Eingangsstroms an der
Invertereinrichtung 62 an, und das Bezugszeichen 68 gibt
eine Eingangsstrom-Wandlungsschaltung an. Die Eingangsstrom-Wandlungsschaltung 68 wandelt
den erfassten Strom digital und gibt den digital gewandelten Strom
in eine Steuervorrichtung (einen Mikrocomputer) 69 ein.
Wenn eine Gleichstromleistung von der Gleichstromversorgung 61 zu
der Invertereinrichtung 62 zugeführt wird, wird zuerst der Glättungskondensator 64 geladen.
Das Bezugszeichen 71 gibt ein Widerstandselement zum Unterdrücken eines
Stromstoßes
am Beginn der Ladung des Glättungskondensators 6 an.
Der Mikrocomputer 69 steuert eine Antriebsschaltung 73,
wenn der Glättungskondensator 64 aufgeladen
wird, wobei der Eingangsstromwert dann kleiner oder gleich einem
zuvor gesetzten Bezugswert wird, um ein Relais 72 einzuschalten
(siehe die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. Hei 5-168248).
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Stand der Technik 2
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Ein
weiterer Stand der Technik betrifft das Öffnen von Kontakten einer Relaiseinrichtung
beim Ausschalten einer Stromversorgung. Das Problem des Standes
der Technik 1 wurde oben beschrieben. Wenn nämlich die Kontakte der Relaiseinrichtung
geöffnet
werden, während
beim Ausschalten der Stromversorgung ein großer Strom fließt, kann
ein Lichtbogen zwischen den Kontakten erzeugt werden. Dadurch werden
die Oberflächen
der Kontakte rau und es kann ein Ausfall auftreten. Wenn in diesem
Stand der Technik 2 eine Antriebsoperation unter der Steuerung der
Stromversorgung der Antriebsvorrichtung ausgeschaltet wird und der
Strom größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist, dann werden die Kontakte nicht
geöffnet.
Die Kontakte werden erst geöffnet,
wenn der Strom kleiner geworden ist. Dies wird mit Bezug auf 7 ausführlicher
erläutert.
Der Stand der Technik 2 umfasst eine Stromwert-Erfassungseinrichtung 82 und
eine Steuereinheit 83. Die Stromwert-Erfassungseinrichtung 82 erfasst
einen Kontaktstrom eines Relais 81. Wenn der durch diese Stromwert-Erfassungseinrichtung 82 erfasste
Strom einen vorbestimmten Bezugswert überschreitet, sperrt die Steuereinheit 83 das Öffnen der
Relaiskontakte. Und wenn der durch die Stromwert-Erfassungseinrichtung 82 erfasste
Stromwert kleiner oder gleich dem Bezugswert wird, führt die Steuereinheit 83 das Öffnen der
Relaiskontakte durch (siehe die japanische offengelegte Patentanmeldung
Nr. Hei 11-297176).
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Stand der Technik 3
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Ein
weiterer Stand der Technik ist ein Verfahren, mit dem die Kontakte
eines Relais nahe einer Nullspannung einer Gleichstromversorgung
geöffnet/geschlossen
werden (siehe die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2000-340057).
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Wenn
in dem Stand der Technik 1 die Stromversorgung eingeschaltet wird,
wird der Strom über den
Widerstand zugeführt,
sodass ein großer
Stromstoß unterdrückt werden
kann. Wenn jedoch der Widerstandswert des Widerstands erhöht wird,
wird die Ladungszeit für
den Glättungskondensator
erhöht, sodass
die Zeitperiode verlängert
wird, während
welcher der Motor durch die Invertereinheit angetrieben werden kann.
Dadurch wird die Zeitperiode zwischen dem Einschalten der Antriebsstromversorgung
und dem Betriebsstart der automatischen Maschine verlängert. Weil
dadurch die zum Verarbeiten des Werkstücks benötigte Zeitperiode verlängert wird,
wird die Produktivität
vermindert. Um die Produktivität
nicht zu beeinträchtigen,
sollte also der Widerstandswert des Widerstands vermindert werden,
um die Zeitperiode bis zum Betriebsstart der automatischen Maschine
zu verkürzen.
Wenn jedoch der Widerstandswert vermindert wird, kann der Stromstoß nicht
ausreichend unterdrückt
werden, sodass die Temperatur des Widerstandsleiters aufgrund der
eigenen Wärmeerzeugung
bei jedem Einschalten der Antriebsstromversorgung plötzlich ansteigt.
Nach dem Schließen
der Kontakte wird das Relais in den nicht zuführenden Zustand versetzt, sodass
der Widerstandsleiter abkühlt.
Der Widerstandsleiter wird also aufgrund der oben erläuterten
Wärmeerzeugung
wiederholt erweitert und zusammengezogen, sodass ein Ausfall aufgrund
einer Ermüdung
des Metalls auftreten kann. Es muss also ein Widerstand mit einem großen Außendurchmesser
gewählt
werden, was jedoch problematisch ist, weil die Steuervorrichtung der
automatischen Maschine vorzugsweise kompakt ausgebildet wird. Der
große
Widerstand kann zudem ein Kostenproblem verursachen. Der Stand der
Technik 1 sieht keine Vorkehrung für das Unterbrechen der Stromversorgung
vor. Wenn dabei bei laufendem Motor eine Notstoppoperation oder ähnliches
durchgeführt
wird und die Relaiseinrichtung ausgeschaltet wird, wird ein großer Strom
unterbrochen, sodass ein Lichtbogen zwischen den Kontakten der Relaiseinrichtung
erzeugt wird. Dadurch kann die Lebensdauer der Kontakte verkürzt werden
und werden die Oberflächen
der Kontakte rau.
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Wenn
in dem oben beschriebenen Stand der Technik 2 der Strom niedriger
oder gleich dem vorbestimmten Stromwert wurde, werden die Kontakte
geöffnet.
Als Sicherheitsvorkehrung in der automatischen Maschine wird die
Antriebsstromversorgung zu dem Motor im Notfall über die Notstoppoperation ausgeschaltet,
um den Betrieb der automatischen Maschine zu stoppen. Wenn also
eine Notstoppoperation ausgeführt
wird und die Antriebsstromversorgung unterbrochen wird, müssen die
Kontakte der Relaiseinrichtung unabhängig davon, ob die automatische
Maschine in Betrieb ist oder nicht, geöffnet werden. Wenn in der Patentveröffentlichung
2 der Strom während
des Betriebs oder beschleunigten Betriebs der automatischen Maschine
größer als
ein vorbestimmter Stromwert wird, werden die Kontakte der Relaiseinrichtung
nicht geöffnet,
sodass dieses technische Konzept nicht für das Einschalten und Ausschalten
der Antriebsstromversorgung des Roboters angewendet werden kann.
Wenn weiterhin der Stromdetektor in der Wechselstromschaltung angeordnet
ist, wird die Steuerung des Öffnens
der Kontakte der Relaiseinrichtung ähnlich wie in dem Stand der
Technik 3 durchgeführt.
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Der
Stand der Technik 3 gibt ein Verfahren zum Öffnen/Schließen der
Kontakte des Relais in der Nähe
der Nullspannung der Wechselstromversorgung an. Wenn die Kontakte
geschlossen werden, fließt
der Ladestrom durch den Glättungskondensator
als Stromstoß,
sodass Kontakte mit einer Kapazität erforderlich sind, die diesem
Stromstoß standhält. Wenn
die Kontakte des Relais geöffnet
werden, befindet sich die Last in dem Glättungskondensator, sodass diese
Last die Kapazitätseigenschaft
darstellt. Daraus resultiert, dass der Strom nicht vollständig unterbrochen
werden kann, wenn die Kontakte geöffnet werden, sodass auch zwischen
den Kontakten ein Lichtbogen erzeugt werden kann.
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Die
vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Techniken versuchen das Problem eines Stromstoßes beim Schließen der
Kontakte der Relaiseinrichtung sowie das Problem eines Lichtbogens zwischen
den Kontakten der Relaiseinrichtung beim Öffnen der Kontakte zu beheben.
In der Relaiseinrichtung sind deshalb große Kapazitäten an den Kontakten vorgesehen,
die den Öffnungs-/Schließfrequenzen
der Kontakte der Relaiseinrichtung entsprechend angepasst werden
können.
Dabei werden jedoch die Abmessungen der Relaiseinrichtung vergrößert, was
zu dem folgenden Problem führen
kann, wenn die Steuervorrichtung für eine automatische Maschine
kompakt sein soll. Weiterhin ergibt sich das Problem, dass die Herstellungskosten
für die
Steuervorrichtung erhöht
werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezweckt die oben beschriebenen Probleme zu
lösen,
wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Steuervorrichtung
für eine
automatische Maschine anzugeben, die den Strom einer Stromversorgung
mit großer
Zuverlässigkeit
zu der Antriebseinrichtung der automatischen Maschine zuführen kann,
wobei außerdem
die Sicherheit problemlos gewährleistet
werden kann.
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Um
die weiter oben beschriebenen Probleme zu lösen, sieht die vorliegende
Erfindung Folgendes vor:
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung
ist eine Steuervorrichtung für
eine automatische Maschine angegeben, mit: einem Unterbrecher, der
mit einer Stromversorgung verbunden ist; einer Antriebseinrichtung
zum Zuführen
von Strom aus der Stromversorgung zu einer Antriebseinheit der automatischen Maschine über eine
Relaiseinrichtung, die mit dem Unterbrecher verbunden ist, um die
Antriebseinrichtung zu steuern; einem Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement,
das mit der Relaiseinrichtung verbunden ist; und einer Stromsteuereinrichtung,
die das Zuführen
von Strom über
das Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement nach dem Schließen eines
Kontakts der Relaiseinrichtung veranlasst, wenn die Stromversorgung
zu der Antriebseinheit einschaltet wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung für eine automatische
Maschine angegeben, mit: einem Unterbrecher, der mit einer Stromversorgung
verbunden ist; einer Antriebseinrichtung zum Zuführen von Strom aus der Stromversorgung
zu einer Antriebseinheit der automatischen Maschine über eine
Relaiseinrichtung, die mit dem Unterbrecher verbunden ist, um die
Antriebseinrichtung zu steuern; einem Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement,
das mit der Relaiseinrichtung verbunden ist; und einer Stromsteuereinrichtung,
die das Zuführen
von Strom über
das Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement vor dem Öffnen eines Kontakts
der Relaiseinrichtung unterbindet, wenn die Stromversorgung zu der
Antriebseinheit ausschaltet wird.
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Wenn
wie zuvor beschrieben bei der Steuervorrichtung der vorliegenden
Erfindung die Antriebsstromversorgung einschaltet wird, nachdem
die Kontakte der Relaiseinrichtung geschlossen wurden, wird eine
Zufuhrsteueroperation zum Einstellen eines Zufuhrstartwinkels einer
Wechselspannung durch das Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement durchgeführt, wobei
die Kontakte der Relaiseinrichtung ohne Spannung geschlossen werden
und ein Stromstoß unterdrückt wird.
Auf diese Weise kann eine Beschädigung
an den Kontakten der Relaiseinrichtung verhindert werden. Wenn die
Antriebsstromversorgung ausgeschaltet wird, nachdem die Zufuhrsteueroperation
des Stromsteuerungs-Gleichrichtungselements gestoppt wurde, um das
Zuführen
von Strom zu unterbinden, sind die Kontakte der Relaiseinrichtung
geöffnet,
sodass ein Lichtbogen, der beim Öffnen
der Kontakte der Relaiseinrichtung erzeugt werden kann, unterdrückt wird
und verhindert werden kann, dass die Kontakte der Relaiseinrichtung
rau werden. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der Kontakte der
Relaiseinrichtung wesentlich verlängert werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das den Aufbau eines Robotersystems gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein
Blockdiagramm, das eine Antriebseinrichtung und eine Steuereinheit
in dem Robotersystem gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 ist ein
Flussdiagramm, das die Einschaltoperation einer Antriebsstromversorgung
in dem Robotersystem gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist ein
Flussdiagramm, das die Ausschaltoperation der Antriebsstromversorgung
in dem Robotersystem gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 zeigt
eine Stromversorgungs-Steuerschaltung
der Antriebseinrichtung in dem Robotersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. 6 ist ein Diagramm, das einen
Aufbau gemäß dem Stand
der Technik 1 zeigt. 7 ist ein
Diagramm, das einen Aufbau gemäß dem Stand
der Technik 1 zeigt.
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Folgenden wird eine Robotersteuervorrichtung als konkrete Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, das eine Anordnung aus einer Robotersteuervorrichtung
und einem Robotersystem gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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In
der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 1 einen Roboter an,
wobei der Roboter 1 mit einer Robotersteuervorrichtung 2 verbunden
ist. Ein Werkzeug zum Durchführen
einer Arbeit ist am Ende eines Gelenkteils des Roboters 1 montiert.
Eine Hängebedieneinrichtung 3 ist
mit der Robotersteuervorrichtung 2 verbunden. Über die
Hängebedieneinrichtung 3 können Bearbeitungen
wie etwa die Registrierung eines Arbeitsprogramms oder eine Änderung
an einem registrierten Arbeitsprogramm vorgenommen werden, wobei
der Roboter 1 etwa während
einer Lernoperation betätigt
wird, um eine Position oder ein Werkstück zu registrieren. Weiterhin
umfasst das Robotersystem einen Schutzzaun 4, eine Schutzzauntüre 5 in
dem Schutzzaun 4 und eine Tür-Öffnungs-/Schließeinrichtung 6.
Die Tür-Öffnungs-/Schließeinrichtung 6 ist
mit der Robotersteuervorrichtung 2 verbunden. Der Schutzzaun 4 umgibt einen
Betriebsbereich des Roboters 1. Die Tür-Öffnungs-/Schließeinrichtung 6 erfasst
das Öffnen/Schließen der
Schutzzauntüre 5.
Die Robotersteuervorrichtung 2 ist mit einem Bedienfeld 7 (einschließlich eines
Notstoppschalters) ausgestattet, an dem ein Moduswechselbefehl,
ein Betriebsstartbefehl und ein Stoppbefehl eingegeben werden können. Das
Bezugszeichen 8 gibt eine externe Operationsvorrichtung
(einschließlich
eines Notstoppschalters) an, die mit der Robotersteuervorrichtung 2 verbunden
ist. Die externe Operationsvorrichtung 8 gibt einen Moduswechselbefehl,
einen Betriebsstartbefehl und einen Stoppbefehl an die Robotersteuervorrichtung 2 aus.
Ein Arbeiter 9 legt ein zu verarbeitendes Werkstück 11 auf
einen Werktisch 10 oder nimmt das durch den Roboter 1 verarbeitete
Werkstück 11 von
dem Werktisch 10 durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem
Schutzzaun 4. Weil in diesem Fall wenigstens ein Körperteil
des Arbeiters 9 in den Bewegungsbereich des Roboters 1 geführt wird,
legt der Arbeiter 9 das Werkstück 11 ein bzw. nimmt
der Arbeiter 9 das Werkstück 11 heraus, nachdem
jeweils die Antriebsstromversorgung zu dem Roboter 1 ausgeschaltet
wurde oder durch eine Notstoppoperation der externen Operationsvorrichtung 8 unterbrochen wurde,
um die Sicherheit für
den Arbeiter 9 zu gewährleisten.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Antriebseinrichtung und eine Steuereinheit
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 21 eine Stromversorgung
an, die zum Steuern und Antreiben des Roboters verwendet wird. Die
Stromversorgung 21 wird zu der Robotersteuervorrichtung 2 geführt, wobei
das Einschalten und Ausschalten der Robotersteuervorrichtung 2 durch
einen Unterbrecher 22 durchgeführt wird. Das Bezugszeichen 23 gibt
eine Steuerungs-Stromversorgungseinrichtung
an. Die Steuerungs-Stromversorgungseinrichtung 23 ist
mit der Lastseite des Unterbrechers 22 verbunden und führt Strom
für eine
Steuerleiterplatte 24 zu. Auch die Stromversorgung 21 ist
von der Lastseite des Unterbrechers 22 mit der Steuerungs-Stromversorgung 23 verbunden,
wobei sie über
eine Verzweigung für
die Antriebsoperation mit der Relaiseinrichtung 31 verbunden
ist und dann von der Lastseite der Relaiseinrichtung 31 mit
einer Antriebseinrichtung 32 verbunden ist. Die Steuerleiterplatte 24 umfasst
eine CPU und einen Speicher 35, eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 26,
eine Relaiseinrichtungs-Schnittstelle 27, eine
Stromsteuereinrichtung 29 und eine Antriebsspannungs-Schnittstelle 28.
Die CPU und der Speicher 25 steuern das Robotersystem einheitlich.
Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 26 sendet
und empfängt ein
Signal zu oder von dem Bedienfeld 7 bzw. der externen Operationsvorrichtung 8.
Die Relaiseinrichtungs-Schnittselle 27 gibt ein Steuersignal
an die Relaiseinrichtung 31 aus, die die Stromversorgung
zu der Antriebseinrichtung 32 ein- und ausschaltet. Die Stromsteuereinrichtung 29 führt eine
Gleichrichtungssteuerung einer Wechselspannung der Stromversorgung 21 durch,
die über
den Unterbrecher 22 und die Relaiseinrichtung 31 zu
der Antriebseinrichtung 32 eingegeben wird. Die Antriebsspannungs-Schnittstelle 28 erfasst
eine Antriebsspannung, die nach dem Gleichrichten geglättet wurde.
Es ist zu beachten, dass andere Elemente neben der Steuerleiterplatte 24 nicht
gezeigt sind. In der Antriebseinrichtung 32 wird eine Wechselspannung durch
ein Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement 33 unter der
Steuerung der Stromsteuereinrichtung 29 gleichgerichtet,
wobei die gleichgerichtete Spannung dann durch die Glättungseinrichtung 34 geglättet wird.
Die geglättete
Spannung wird dann zu den Antriebseinheiten 35-1, 35-2,... 35-n gegeben,
die jeweils Wellenantriebsmotoren (nicht gezeigt) des Roboters 1 antreiben.
Die Antriebseinheiten 35-1, 35-2,... 35-n treiben
die entsprechenden Wellenantriebsmotoren des Roboters 1 unter
der Steuerung der Steuerleiterplatte 24 an (die Steuersignale
der Antriebseinheiten sind nicht gezeigt).
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Mit
Bezug auf das Flussdiagramm von 3 werden
im Folgenden die Operationen der entsprechenden Elemente beim Einschalten
der Antriebsstromversorgung in der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Wenn
ein Befehl zum Einschalten der Antriebsstromversorgung durch einen
Bediener 9 in die externe Operationsvorrichtung 8 eingegeben
wird (S1), bestätigt
die CPU auf der Basis des Status der Notstoppoperation, des Modus
des Robotersystems und des Status der Schutzzauntüre 5,
ob die Antriebsstromversorgung eingeschaltet werden kann. Wenn die
Antriebsstromversorgung eingeschaltet werden kann, wird die Prozessoperation
der CPU zu einem Schritt geführt,
in dem die Antriebsstromversorgung eingeschaltet wird. Wenn die
Antriebsstromversorgung nicht eingeschaltet werden kann, ignoriert
die CPU den Einschaltbefehl für
die Antriebsstromversorgung und schaltet die Antriebsstromversorgung
nicht ein (S2). Dann wird ein Kontakt der Relaiseinrichtung 31 geschlossen,
damit die Stromversorgung 21 mit der Antriebseinrichtung 32 verbunden wird.
Weil in diesem Fall das Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement 33 der
Antriebseinrichtung 32 nicht durch die Stromsteuereinrichtung 29 mit
Strom versorgt wird, kann kein Strom durch den Kontakt der Relaiseinrichtung 31 fließen. Deshalb
wird kein Lichtbogen erzeugt und es fließt kein Stromstoß durch
den Kontakt, wenn der Kontakt geschlossen wird (S3). Dann beginnt
die Stromsteuereinrichtung 29 mit der Stromversorgung zu
dem Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement 33. Weil die
Stromsteuereinrichtung 29 einen Zuführstartwinkel der Wechselspannung
auf der Basis einer Spannung an den Anschlüssen der Glättungseinrichtung 34 nach
dem Gleichrichten einstellt, fließt kein übermäßig großer Stromstoß (S4).
Wenn dabei die Spannung an den Anschlüssen der Glättungseinrichtung 34,
die durch die Antriebsspannungs-Schnittstelle 28 erfasst
wird, nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit erhöht wird,
kann das Auftreten eines Kurzschlusses in der Verdrahtung zu den
Antriebseinheiten 35-1, 35-2,... 35-n oder
das Auftreten eines Ausfalls von Kurzschlussmodi zu den Antriebseinheiten 35-1, 35-2,... 35-n erfasst
werden. Nachdem dann eine Spannung an den Anschlüssen der Glättungseinrichtung 34,
die durch die Antriebsspannungs-Schnittstelle 28 erfasst
wird, eine vorbestimmte Spannung erreicht hat, bei der die entsprechenden
Wellenantriebsmotoren durch die Antriebseinheiten 35-1, 35-2,... 35-n betrieben/gesteuert
werden können, führt die
CPU Antriebs-/Steueroperationen für die entsprechenden Wellenantriebsmotoren
durch (S5).
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Mit
Bezug auf das Flussdiagramm von 4 werden
im Folgenden die Operationen der entsprechenden Elemente beim Ausschalten
der Stromversorgung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn
ein Befehl zum Ausschalten der Antriebsstromversorgung (über eine
Betätigung
des Notstoppschalters) durch den Bediener 9 an der externen
Operationsvorrichtung 8 eingegeben wird (S11), reduziert
die Stromsteuereinrichtung 29 einen gleichgerichteten Strom
der Stromsteuerungs-Gleichrichtungselements 33 und stoppt
die Stromzuführoperation
(S12), wobei dann der Kontakt der Relaiseinrichtung 31 geöffnet wird
(S13).
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5 zeigt
eine Stromversorgungs-Steuerschaltung der Antriebseinrichtung einschließlich der Relaiseinrichtungs-Schnittstelle 27 und
der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 26 zum Steuern des Einschaltens und
Ausschaltens der Stromversorgung zu der Antriebseinrichtung 32 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung gibt das Bezugszeichen 41 einen
Notstoppschalter der externen Operationseinrichtung an, gibt das
Bezugszeichen 43 einen Notstoppschalter der Hängebedieneinrichtung
an, gibt das Bezugszeichen 45 einen Aktivierungsschalter
an und gibt das Bezugszeichen 47 einen Tür-Öffnungs-/Schließ-Erfassungseinrichtungs-Schalter
an. Wenn eine Operation des Roboters 1 über die Hängebedieneinrichtung 3 ausgeführt wird,
wird der Aktivierungsschalter 45 verwendet, um die Sicherheit
eines Arbeiters zu gewährleisten, wenn
die entsprechenden Wellenantriebsmotoren betrieben werden. Die Schalter 41, 43, 45, 47 sind
mit der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 26 und mit einem Notstopprelais 42 der
externen Operationsvorrichtung, mit einem Notstopprelais 44 der
Hängebedieneinrichtung,
einem Aktivierungsschalterrelais 46 und einem Tür-Öffnungs-/Schließrelais 48 verbunden.
Es ist zu beachten, dass der Aktivierungsschalter 45 geschlossen
ist, wenn die entsprechenden Wellenantriebsmotoren betrieben werden,
und dass der Kontakt des Tür-Öffnungs-/Schließ-Erfassungseinrichtungs-Schalters 47 geschlossen
ist, wenn die Tür
geschlossen ist. Es sind eine Vielzahl von Relais (nicht gezeigt)
zusätzlich
zu den oben genannten Relais vorgesehen, wobei die Öffnungs-/Schließoperationen
dieser Relais auf der Basis des Status der CPU oder durch die CPU
selbst gesteuert werden. Die Verbindungszustände der Kontakte dieser Relais sind
wie folgt definiert: ein CPU-Normalstatus-Relaiskontakt 52,
der geschlossen ist, wenn die CPU unter normalen Bedingungen betrieben
wird, ein Notstopp-Relaiskontakt 42a der externen Operationsvorrichtung,
und ein Notstopp-Relaiskontakt 44a der Bedienvorrichtung
sind in Reihe miteinander und mit einer Steuerstromversorgung von
24 V verbunden. Eine Schaltung, in der ein Aktivierungsschalter-Relaiskontakt 46a in
Reihe mit einem im Lernmodus geschlossenen Lernmodus-Relaiskontakt 50 verbunden
ist, ist parallel mit einer anderen Schaltung verbunden, in der
ein im Betätigungsmodus
der automatischen Maschine geschlossener Betätigungsmodus-Relaiskontakt 49 in
Reihe mit einem Tür-Öffnungs-/Schließ-Relaiskontakt 48a verbunden
ist, wobei die parallele Schaltung weiterhin mit dem anderen Anschluss
des Notstopp-Relaiskontakts 44a der Hängebedieneinrichtung
verbunden ist. Eine Antriebsstromversorgung-Steuerrelaiskontakt 51 ist
mit den oben genannten Schaltungen verbunden, wobei die CPU einen
Signalstatus über
eine Eingabeschnittstellenschaltung 53 von dem anderen
Anschluss des Antriebsstromversorgungs-Steuerrelaiskontakts 51 liest
und die Eingabeschnittstellenschaltung 53 parallel zu einem
Relaiseinrichtungs-Steuerrelais 54 in Entsprechung zu einem
Aus-Verzögerungsrelais
verbunden ist. Ein Signal eines Relaiseinrichtungs-Steuerrelaiskontakts 54a steuert
das Öffnen/Schließen des
Kontakts der Relaiseinrichtung 31 über eine Relaiseinrichtungs-Schnittstelle 27.
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Wenn
bei dieser Schaltung ein Notstopp der externen Operationsvorrichtung 8 als
Antriebsstromversorgungs-Einschaltbefehl
betätigt
wird, wird der Kontakt des Notstoppschalters 41 der externen
Operationsvorrichtung geöffnet,
sodass das Notstopprelais 42 der externen Operationsvorrichtung
ausgeschaltet wird und dadurch der Notstopprelaiskontakt 42a der
externen Operationsvorrichtung geöffnet wird. Weil die Eingabe
zu der Eingabeschnittstellenschaltung 53 eine Nullspannung
wird, erkennt die CPU, dass der Befehl zum Einschalten der Antriebsstromversorgung
eingegeben wird. Dann reduziert die CPU den gleichgerichteten Strom
des Stromsteuerungs-Gleichrichtungselements 33 und
stoppt die Stromversorgung über
die Stromsteuereinrichtung 29. Die CPU reduziert den gleichgerichteten
Strom des Stromsteuerungs-Gleichrichtungselements 33 und
stoppt die Stromversorgungsoperation über die Stromsteuereinrichtung 29,
weil das Relaiseinrichtungs-Steuerrelais 54 dem Aus-Verzögerungsrelais entspricht,
wobei der Relaiseinrichtungs-Steuerrelaiskontakt 54a noch
nicht geöffnet
wurde und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer geöffnet wird (zum
Beispiel nach 0,1 Sekunden). Das Relaiseinrichtungs-Steuerrelais 54 öffnet den
Kontakt der Relaiseinrichtung 31 über die Relaiseinrichtungs-Schnittstelle 27,
um die Stromversorgung zu der Antriebseinrichtung 32 zu
unterbrechen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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In
einer automatischen Maschine mit Antriebswellen kann die Steuervorrichtung
sinnvoll verwendet werden, um die Lebensdauer der Relaiseinrichtung
der Steuervorrichtung, die viele Ein- und Ausschaltoperationen für die Antriebsstromversorgung
durchführt,
zu verlängern.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine Steuervorrichtung für
eine automatische Maschine angegeben, die Strom aus einer Stromversorgung
mit großer
Zuverlässigkeit
zu einer Antriebseinrichtung der automatischen Maschine zuführt und
kein Problem hinsichtlich der Gewährleistung der Sicherheit verursacht.
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Eine
Steuervorrichtung für
eine automatische Maschine mit einem Unterbrecher, der mit einer Stromversorgung
verbunden ist, und mit einer Antriebseinrichtung zum Zuführen von
Strom aus der Stromversorgung zu einer Antriebseinheit der automatischen
Maschine über
eine Relaiseinrichtung, die mit dem Unterbrecher verbunden ist,
um die Antriebseinrichtung zu steuern, umfasst: ein Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement,
das mit der Relaiseinrichtung verbunden ist; und eine Stromsteuereinrichtung
, die das Zuführen
von Strom über
das Stromsteuerungs-Gleichrichtungselement nach dem Schließen eines
Kontakts der Relaiseinrichtung veranlasst, wenn die Stromversorgung
zu der Antriebseinheit einschaltet wird.