DE112013007534T5 - Schutzschaltung für eine Robotersteuerung - Google Patents

Schutzschaltung für eine Robotersteuerung Download PDF

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    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks

Abstract

Eine erste Stromunterbrechereinheit 21, die einen über einen mit einer Wechselstromquelle 1 verbundenen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 zugeführten Strom unterbricht, wenn ein Stromwert des Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, und eine zweite Stromunterbrechereinheit, die einen von der ersten Stromunterbrechereinheit 21 abgegebenen Strom unterbricht, wenn ein Spannungswert einer über den Versorgungspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, werden bereitgestellt. Ein Stromunterbrecherelement 42, das auf einem Strompfad zwischen dem Versorgungspannungs-Eingangsanschluss 11 und einem Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 angeordnet ist, und ein Widerstand 43, der einen Strom, der durch das Stromunterbrecherelement 42 geflossen ist, einer Masse zuführt, werden als erste Stromunterbrechereinheit 21 bereitgestellt.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für eine Robotersteuerung.
  • Hintergrund
  • Eine Robotersteuerung zur Steuerung eines Roboters muss diverse Sicherheitsnormen erfüllen. Eine Schutzmaßnahme gegen Überspannungsfehler einer Eingangsstromversorgungsquelle ist eines dieser Erfordernisse.
  • Um den Sicherheitsnormen zu genügen, wird üblicherweise bei einer Stromversorgungsschaltung eine der folgenden Verfahrensweisen als Überspannungsschutzmaßnahme angewendet:
    • (1) Es wird eine Stromversorgungseinrichtung mit einem von einer externen Prüforganisation vergebenen Sicherheitszertifikat verwendet.
    • (2) Es wird eine Stromversorgungseinrichtung ohne Sicherheitszertifikat einer externen Prüforganisation verwendet, und die Stromversorgungseinrichtung wird nachträglich durch eine Überspannungsschutzfunktion ergänzt.
  • Von den oben genannten Verfahrensweisen, stellt die Alternative (1) eine einfache Maßnahme dar, um einen wirksamen Überspannungsschutz zu erzielen. Bei der Verfahrensweise (1) besteht jedoch das Problem darin, dass der Einkaufspreis erheblich höher ist als bei einer Stromversorgungseinrichtung ohne Sicherheitszertifikat von einer externen Prüforganisation.
  • Dagegen stellt die Verfahrensweise (2) eine günstigere Alternative zur Verfahrensweise (1) dar, und es ist daher wahrscheinlicher, dass Alternative (2) zum Einsatz kommt, um den Sicherheitsnormen zu genügen.
  • Als Maßnahme zur Realisierung eines Überspannungsschutzes beschreibt das unten genannte Patentdokument 1 eine Überspannungsschutz-Schaltung, bei der beispielsweise, wenn fehlerbedingt eine zu hohe Spannung anliegt, ein Überspannungsableiter in einem Kurzschlussmodus eine Sicherung sicher zum Schmelzen bringt.
  • Darüber hinaus beschreibt das unten genannte Patentdokument 2 eine Überspannungsschutz-Schaltung, bei der, wenn eine Eingangsspannung einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, die Eingangsspannung eine Zener-Spannung einer Zener-Diode überschreitet und die Zener-Diode elektrisch leitend wird, so dass ein Thyristor kurzgeschlossen wird und ein Überstrom durch eine Stromsicherung fließt und die Stromsicherung in einen offenen Zustand versetzt wird (schmilzt).
  • Liste der Zitate
  • Patentliteratur
    • Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2010-263734
    • Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H2-179219
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Da Prüfzertifikate strengen Anforderungen dahingehend unterliegen, ob die Überspannungsschutzfunktion im normalen Betrieb funktioniert oder die Sicherheit in der Einrichtung gewährleistet ist, selbst wenn es beispielweise zum Ausfall einer Komponente kommt, besteht bei einer nachträglichen Ausstattung mit einer Überspannungsschutzfunktion die Tendenz, umfangreichere Maßnahmen zu ergreifen, um diesen Anforderungen zu genügen.
  • Bei den in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbarten Techniken kann bei Ausfall des Überspannungsableiters oder der Zener-Diode im offenen Zustand, die Sicherung nicht schmelzen, selbst wenn eine Überspannung anliegt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf das oben genannte Problem getätigt. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schutzschaltung für eine Robotersteuerung bereitzustellen, die eine einfache Schaltungskonfiguration vorsieht und dennoch ein genügendes Sicherheitsniveau erreicht, um den Sicherheitsnormen zu entsprechen.
  • Lösung des Problems
  • Um das oben genannte Problem und die gestellte Aufgabe zu lösen, umfasst eine Schutzschaltung für eine Robotersteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung: einen mit einer externen Stromquelle verbundenen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss; eine erste mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss verbundene Stromunterbrechereinheit, die einen über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss zugeführten Strom unterbricht, wenn ein Stromwert des Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet; eine zweite, der ersten Stromunterbrechereinheit nachgeordnete Stromunterbrechereinheit, die einen von der ersten Stromunterbrechereinheit abgegebenen Strom unterbricht, wenn ein Spannungswert einer über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet; und ein Gleichstrom-Ausgangsanschluss, an den ein Gleichstrom von der zweiten Stromunterbrechereinheit ausgegeben wird. Die erste Stromunterbrechereinheit umfasst: ein in einem Strompfad zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss angeordnetes Stromunterbrecherelement; und einen Widerstand, der einen durch das Stromunterbrecherelement geflossenen Strom einer Masse zuführt.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Schutzschaltung für eine Robotersteuerung bereitgestellt, die eine einfache Schaltungskonfiguration vorsieht und dennoch ein genügendes Sicherheitsniveau ermöglicht, um den Sicherheitsnormen zu genügen.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 zeigt ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Robotersteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das einen Überspannungsschutz-Schaltungsabschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
  • 3 zeigt ein Diagramm, das eine beispielhafte Ausgestaltung des in 2 gezeigten Überspannungsschutz-Schaltungsabschnitt darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Beispielhafte Ausführungsformen einer Schutzschaltung für eine Roboterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
  • Ausführungsform
  • 1 zeigt ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Robotersteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Wechselstrom wird von einer sich außerhalb einer Steuereinrichtung 4 befindlichen Wechselstromquelle 1 zugeführt. Unter Verwendung des von der Wechselstromquelle 1 bereitgestellten Stroms wird ein Wechselstrom zum Antrieb eines Roboters 5, der eine Last der Steuereinrichtung 4 darstellt, mittels eines Stromumformungs-Schaltungsabschnitts 10 in der Steuereinrichtung 4 erzeugt. Der erzeugte Wechselstrom wird dem Roboter 5 zugeführt. Derweil werden Gleichströme von außerhalb der Steuereinrichtung 4 angeordneten Gleichstromquellen 2 und 3 über entsprechende Versorgungsspannungs-Eingangsanschlüsse 11 zugeführt und steuern eine Steuerungsschaltung in einer Steuerungsschaltung 14 der Steuereinrichtung 4 an.
  • Eine Überspannungsschutz-Schaltung 12, die eine Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt, ist zwischen den Gleichstromquellen 2 und 3 und der Steuerungsschaltung 14 angeordnet. Falls aus irgendeinem Grunde ein Spannungswert der von der Gleichstromquelle 2 oder 3 angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (beispielsweise beim Auftreten eines Überspannungszustandes), unterbricht die Überspannungsschutz-Schaltung 12 die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 2 oder 3, so dass dieser Strom nicht der Steuerungsschaltung 14 über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 zugeführt wird, um zu verhindern, dass Komponenten der Steuerungsschaltung 14 zu Schaden kommen. Ebenso unterbricht, falls aus irgendeinem Grunde eine Stromwert des von der Gleichstromquelle 2 oder 3 zugeführten Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (beispielsweise im Falle eines Überspannungszustandes), die Überspannungsschutz-Schaltung 12 die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle 2 oder 3, so dass dieser Strom nicht der Steuerungsschaltung 14 über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 zugeführt wird, um zu verhindern, dass Komponenten der Steuerungsschaltung 14 zu Schaden kommen.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das die Überspannungsschutz-Schaltung 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die Überspannungsschutz-Schaltung 12 umfasst erste Stromunterbrechereinheiten 21 und 31 und zweite Stromunterbrechereinheiten 24 und 34, die jeweils den ersten Stromunterbrechereinheiten 21 und 31 nachgeordnet angeordnet sind. Die zweite Stromunterbrechereinheit 24 weist einen ersten Schalter 22 und einen zweiten Schalter 23 auf. Die zweite Stromunterbrechereinheit 34 weist einen ersten Schalter 32 und einen zweiten Schalter 33 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die erste Stromunterbrechereinheit 31 dieselbe Schaltungskonfiguration wie die erste Stromunterbrechereinheit 21 auf, und der erste Schalter 32 und der zweite Schalter 33, die die zweite Stromunterbrechereinheit 34 bilden, weisen jeweils dieselbe Schaltungskonfiguration wie der erste Schalter 22 und der zweite Schalter 23, die die zweite Stromunterbrechereinheit 24 bilden, auf. Jedoch können die erste Stromunterbrechereinheit 31 und die zweite Stromunterbrechereinheit 34 auch andere Schaltungskonfigurationen aufweisen, die dieselben Funktionen, wie die erste Stromunterbrechereinheit 21 bzw. die zweite Stromunterbrechereinheit 24, ausführen.
  • Eine Funktion der ersten Stromunterbrechereinehit 21 und Funktionen des ersten Schalters 22 und des zweiten Schalters 23, die die zweite Stromunterbrechereinehit 24 bilden, werden nachfolgend beschrieben. Funktionen der ersten Stromunterbrechereinehit 31 und der zweiten Stromunterbrechereinehit 34 entsprechen einander oder sind äquivalent zu denen der ersten Stromunterbrechereinehit 21 bzw. der zweiten Stromunterbrechereinehit 24, so dass sie nicht weiter beschrieben werden.
  • Die erste Stromunterbrechereinheit 21 dient dazu, Strom, der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 zugeführt wird, zu unterbrechen, so dass der Strom nicht in den ersten Schalter 22 und die folgenden Schaltungen gelangt, falls der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 zugeführte Strom aus irgendeinem Grund einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (beispielsweise im Falle eines Überstromzustands).
  • Der erste Schalter 22 wird eingeschaltet, wenn ein Spannungswert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, und wird ausgeschaltet, wenn der Spannungswert unter diesem Schwellenwert liegt.
  • Der zweite Schalter 23 ist zwischen dem ersten Schalter 22 und dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 verbunden. Falls der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 zugeführten Spannung niedriger ist als der voreingestellte Schwellenwert, wird der erste Schalter 22 wie zuvor beschrieben abgeschaltet, so dass der zweite Schaler 23 eingeschaltet wird. Es wird daher eine Gleichstromspannung von dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 ausgegeben.
  • Falls der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (beispielsweise im Falle eines Überspannungszustands), wird der erste Schalter 22 wie zuvor beschrieben eingeschaltet, so dass der zweite Schaler 23 abgeschaltet wird. Es wird daher keine Gleichstromspannung über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 ausgegeben.
  • 3 zeigt ein Diagramm, das eine beispielhafte Ausgestaltung des in 2 gezeigten Überspannungsschutz-Schaltungsabschnitts 12 darstellt, und zeigt ein Beispiel von Schaltungskonfigurationen der ersten Stromunterbrechereinheit 21, des ersten Schalters 22 und des zweiten Schalters 23 der Überspannungsschutz-Schaltung 12.
  • Ein Stromunterbrecherelement 42 in der ersten Stromunterbrechereinehit 21 ist an einem Ende mit einem positiven Anschluss 41 des Versorgungsspannungs-Eingangsanschlusses und an dem anderen Ende mit einem Eingangsende des ersten Schalters 22 verbunden. Das heißt, dass das Stromunterbrecherelement 42 in einem Strompfad zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 und dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 vorgesehen ist. Beispielsweise findet eine Sicherung als Stromunterbrecherelement 42 Verwendung. Falls der Wert eines durch die Sicherung fließenden Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, fließt ein Überstrom durch die Sicherung, so dass diese schmilzt und der Strom nicht in den ersten Schalter 22 und die nachfolgenden Schaltungsabschnitte fließt.
  • Ein Widerstand 43 in der ersten Stromunterbrechereinheit 21 ist mit dem anderen Ende des Stromunterbrecherelements 42 an einem Ende verbunden und an dem anderen Ende geerdet. Der Widerstand 43 dient dazu, den durch das Stromunterbrecherelement 42 geflossenen Strom der Masse zuzuführen.
  • Während eines Zeitraums, in dem eine Spannung über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegt wird, fließt ein Strom kontinuierlich durch den Widerstand 43, der an einem Ende mit dem Stromunterbrecherelement 42 verbunden und an dem anderen Ende geerdet ist. Der Schwellenwert, der den Stromwert bezeichnet, bei dem das Stromunterbrecherelement 42 den Stromfluss unterbricht, ist so ausgelegt, dass er höher ist als ein Strom, der durch den Widerstand 43 fließt in einem Fall, bei dem der Spannungswert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung niedriger ist als der voreingestellte Schwellenwert. Daher wird in einem Falle, bei dem der Spannungswert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung niedriger ist als der Schwellenwert, der Strom nicht von dem Stromunterbrecherelement 42 unterbrochen.
  • Beispielsweise ist eine Zener-Diode 44 für den ersten Schalter 22 vorgesehen. Falls der Spannungswert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung geringer als der voreingestellte Schwellenwert ist, erreicht die Zener-Diode 44 keinen elektrisch leitfähigen Zustand. Daher bleibt ein erster Transistor 45 in dem zweiten Schalter 23 ausgeschaltet. In diesem Zustand wird ein Basisstrom über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 einer Basis eines zweiten Transistors 47 in dem zweiten Schaler 23 zugeführt, so dass der zweite Transistor 47 eingeschaltet wird. Wird der zweite Transistor 47 eingeschaltet, fließt ein Basisstrom eines dritten Transistors 46 in dem zweiten Schalter 23 als Kollektorstrom des dritten Transistors 46, so dass der dritte Transistor 46 eingeschaltet wird. Auf diese Weise wird die über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung über den Gleichstromausgansanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 ausgegeben.
  • Falls die über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (im Falle eines Überspannungszustands), d. h., wenn die Steuerungsschaltung geschützt werden muss, wird die Zener-Diode 44 in einen elektrisch leitfähigen Zustand versetzt. Wird die Zener-Diode 44 elektrisch leitend, fließt ein Basisstrom des ersten Transistors 45 in dem zweiten Schalter 23 und schaltet deshalb den ersten Transistor 45 ein. Wenn der erste Transistor 45 eingeschaltet ist, steigt eine Spannung zwischen Basis und Emitter des zweiten Transistors 47 des zweiten Schalters 23 nicht an. Daher fließt der Basisstrom des zweiten Transistors 47 nicht, und der zweite Transistor 47 wird abgeschaltet. Dies führt dazu, dass der Basisstrom des dritten Transistors 46 aufhört zu fließen und daher der dritte Transistor 46 ebenfalls ausgeschaltet wird. Es wird daher keine Spannung über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 angelegt. Auf diese Weise wird von der Überspannungsschutz-Schaltung 12 eine Überspannungsschutzfunktion erzielt. Die Steuerungsschaltung 14 für die Robotersteuerung wird daher durch die Überspannungsschutz-Schaltung 12, die als eine Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform fungiert, geschützt.
  • Die oben beschriebene Operation ist eine Operation, die durchgeführt wird, wenn es zu keinem Ausfall der Zener-Diode 44 kommt. Nachfolgend wird eine Operation beschrieben, die durchgeführt wird, wenn es zu einem Ausfall der Zener-Diode 44 in geöffnetem Zustand und in einem Kurzschluss-Zustand kommt.
  • In einem Zustand, bei der es zu einem Ausfall der Zener-Diode 44 im geöffneten Zustand kommt, d. h., wenn die über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung zu einer Überspannung ansteigt und den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, steigt der durch den Widertand 43 fließende Strom gemäß dem Ohm'schen Gesetz. Wenn der Wert dieses Stroms den voreingestellten Schwellenwert, d. h. einen Schmelzstrom des Stromunterbrecherelements 42, überschreitet, wird der durch das Stromunterbrecherelement 42 fließende Strom von dem Stromunterbrecherelement 42 selbst unterbrochen. Es wird dann keine Spannung über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 angelegt, unabhängig davon ob der dritte Transistor 46, der ein Haupttransistor ist, ein- oder ausgeschaltet ist. Dies bedeutet, dass die Überspannungsschutzfunktion der Überspannungsschutz-Schaltung 12 erreicht ist. Die Steuerungsschaltung 14 für die Robotersteuerung wird auf diese Weise vor einer Überspannung durch die als Schutzschaltung für die Robotersteuerung der vorliegenden Ausführungsform fungierende Überspannungsschutz-Schaltung 12 geschützt.
  • In einem Zustand, bei dem es zu einem Ausfall der Zener-Diode 44 in einem Kurzschlusszustand kommt, fungiert der zweite Schalter 23 in gleicher Weise wie in dem Falle, bei dem der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet (im Falle des Überspannungszustands). Es wird daher, in einem Zustand, bei dem es zu einem Ausfall der Zener-Diode 44 in kurzgeschlossenem Zustand kommt, keine Spannung über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 angelegt, unabhängig davon, ob die über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung niedriger oder höher als der Schwellenwert ist.
  • Daher wird, falls die über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegte Spannung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet (im Falle eines Überspannungszustands), keine Spannung über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss 13 an die Steuerungsschaltung 14 angelegt, unabhängig davon, ob es bei dem ersten Schalter 22, d. h. der Zener-Diode 44, zu einem Ausfall im geöffneten Zustand oder im Kurzschlusszustand kommt. Die Steuerungsschaltung 14 ist auf diese Weise vor Überspannung geschützt und die Sicherheit der Robotersteuerung kann somit erhöht werden.
  • Wie oben beschrieben, umfasst die Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform: die erste Stromunterbrechereinheit, die den über den mit einer externen Stromquelle verbundenen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 zugeführten Strom unterbricht, falls der Stromwert dieses Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet; und die zweite Stromunterbrechereinheit, die den von der ersten Stromunterbrechereinheit abgegebenen Strom unterbricht, falls der Spannungswert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 11 angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Die erste Stromunterbrechereinheit umfasst: das in dem Strompfad zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss vorgesehene Stromunterbrecherelement; und den Widerstand, der den durch das Stromunterbrecherelement geflossenen Strom erdet. Daher ist es selbst bei Stromversorgungssystemen ohne von externen Prüforganisationen vergebenen Sicherheitszertifikaten möglich, eine Sicherheitsschaltung für die Robotersteuerung zu realisieren, bei der ein ausreichendes Maß an Sicherheit entsprechend der Sicherheitsnormen gewährleistet ist.
  • Wenn es zu einem Ausfall des ersten Schalters im offenen Zustand kommt und der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, wird der Widerstandswert des Widerstands 43 vorzugsweise auf einen Widerstandswert eingestellt, der bewirkt, dass ein Strom, der ausreicht, um das Stromunterbrecherelement dazu zu veranlassen, den über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss zugeführten Strom zu unterbrechen, durch das Stromunterbrecherelement fließt. Der Widerstandswert des Widerstands 43 ist vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der das Stromunterbrecherelement dazu veranlasst, den Strom nicht zu unterbrechen, wenn der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung dem Schwellenwert entspricht oder darunter liegt. Die oben beschriebene Einstellung des Widerstandswertes führt zu einer Schutzschaltung, die mit einer einfachen Schaltungskonfiguration erreichbar ist.
  • Die Konfiguration gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist nur ein Beispiel der Konfigurationen der vorliegenden Erfindung. Die Konfiguration kann auch mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und es versteht sich von selbst, dass gemäß der vorliegenden Erfindung auch Modifikationen möglich sind, z. B. durch Weglassung eines Teils der Konfiguration, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung von Nutzen als Schutzschaltung für eine Robotersteuerung, die ein ausreichendes Sicherheitsniveau erreicht, um den Sicherheitsnormen zu genügen und gleichzeitig ermöglicht, die Schaltungskonfiguration auf das notwendige Minimum zu reduzieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wechselstromquelle,
    2
    Gleichstromquelle,
    4
    Steuereinrichtung,
    5
    Roboter,
    11
    Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss,
    12
    Überspannungsschutz-Schaltungsabschnitt,
    13
    Gleichstrom-Ausgangsanschluss,
    14
    Steuerungsschaltungsabschnitt,
    21, 31
    erste Stromunterbrechereinheit,
    24, 34
    zweite Stromunterbrechereinheit,
    22, 32
    erster Schalter,
    23, 33
    zweiter Schalter,
    41
    positiver Anschluss,
    42
    Stromunterbrecherelement,
    44
    Zener-Diode,
    45
    erster Transistor,
    46
    dritter Transistor,
    47
    zweiter Transistor.

Claims (5)

  1. Schutzschaltung für eine Robotersteuerung, wobei die Schutzschaltung umfasst: einen mit einer externen Stromquelle verbundenen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss; eine erste mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss verbundene Stromunterbrechereinheit, die einen über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss zugeführten Strom unterbricht, wenn ein Stromwert des Stroms einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet; eine der ersten Stromunterbrechereinheit nachgeordnete zweite Stromunterbrechereinheit, die einen von der ersten Stromunterbrechereinheit abgegebenen Strom unterbricht, wenn ein Spannungswert einer über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet; und ein Gleichstrom-Ausgangsanschluss, an den ein Gleichstrom von der zweiten Stromunterbrechereinheit ausgegeben wird, wobei die erste Stromunterbrechereinheit umfasst: ein in einem Strompfad zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Gleichstrom-Ausgangsanschluss angeordnetes Stromunterbrecherelement; und einen Widerstand, der einen durch das Stromunterbrecherelement geflossenen Strom einer Masse zuführt.
  2. Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Stromunterbrechereinheit umfasst: einen ersten Schalter, der eingeschaltet wird, wenn der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet; und einen dem ersten Schalter nachgeordneten zweiten Schalter, der ausgeschaltet wird, um eine über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss ausgegebenen Strom zu unterbrechen, wenn der erste Schalter eingeschaltet ist.
  3. Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Stromunterbrecherelement einen durch dieses hindurchfließenden Strom unterbricht, um einen über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss ausgegebenen Strom zu unterbrechen, wenn ein durch die erste Stromunterbrechereinheit fließender Strom einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet.
  4. Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Widerstand auf einen Widerstandswert eingestellt ist, der bewirkt, dass ein Strom, der ausreicht, um das Stromunterbrecherelement dazu zu veranlassen, den über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss zugeführten Strom zu unterbrechen, durch das Stromunterbrecherelement fließt, wenn es zu einem Ausfall des ersten Schalters in einem offenen Zustand kommt und der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung den voreingestellten Schwellenwert überschreitet; und das Stromunterbrecherelement dazu veranlasst wird, den Strom nicht zu unterbrechen, wenn der Wert der über den Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss angelegten Spannung gleich dem voreingestellten Schwellenwert ist oder kleiner ist.
  5. Schutzschaltung für die Robotersteuerung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zweite Schalter umfasst: einen ersten Transistor, der mit dem ersten Schalter verbunden ist und von dem ersten Schalter zum Ein- und Ausschalten gesteuert wird; einen zweiten Transistor, der mit einem Kollektoranschluss des ersten Transistors verbunden ist und von dem ersten Transistor zum Ein- und Ausschalten gesteuert wird; und einen dritten Transistor, der mit einem Kollektoranschluss des zweiten Transistors verbunden ist und von dem zweiten Transistor zum Ein- und Ausschalten gesteuert wird, und wobei der zweite Schalter eine Schaltungskonfiguration aufweist, bei der: der erste Transistor eingeschaltet wird, wenn der erste Schalter eingeschaltet wird; der zweite Transistor ausgeschaltet wird, wenn der erste Transistor eingeschaltet wird; und der dritte Transistor ausgeschaltet wird, wenn der zweite Transistor ausgeschaltet wird, und ein über den Gleichstrom-Ausgangsanschluss abgegebener Gleichstrom abgeschaltet wird.
DE112013007534.2T 2013-11-21 2013-11-21 Schutzschaltung für eine Robotersteuerung Ceased DE112013007534T5 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/081430 WO2015075801A1 (ja) 2013-11-21 2013-11-21 ロボット制御装置の保護回路

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Publication Number Publication Date
DE112013007534T5 true DE112013007534T5 (de) 2016-07-14

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DE112013007534.2T Ceased DE112013007534T5 (de) 2013-11-21 2013-11-21 Schutzschaltung für eine Robotersteuerung

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