JP2005111641A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のモータの各駆動回路がそれぞれ実装された複数のプリント配線基板を交換する場合に、交換作業に要する手間や時間を少なくする。
【解決手段】 本発明の制御装置１は、産業用ロボットの複数のモータを通電制御するものにおいて、複数のモータの各駆動回路がそれぞれ実装された複数のプリント配線基板９を１個のヒートシンク１０に着脱可能に取り付けてパワーユニット６を構成し、このパワーユニット６を本体ケース２の背面板３に着脱可能に取り付けるように構成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、産業用ロボットの複数のモータを通電制御する制御装置に関する。

例えば垂直多関節（６軸）型ロボットの場合、６軸をそれぞれ駆動するために６個のモータを備えている。そして、これら６個のモータを通電制御する制御装置の本体ケース内には、６枚のＩＰＭ（Intelligent Power Module）ボードが収容されている。各ＩＰＭボードは、それぞれ１個のモータを駆動するための駆動回路が実装されたプリント配線基板で構成されている。そして、各ＩＰＭボードには、放熱用のヒートシンクが取り付けられている。また、上記本体ケース内には、ＩＰＭボードの他に、制御回路を実装した制御ボード、ワイヤハーネスボード、電源ユニット等が収容されている。尚、本発明に関連する技術として、下記の特許文献１が知られている。
特開平７ー２４１７８６号公報

上記した６枚のＩＰＭボードは、本体ケースの前面板に形成された６個の挿入口から本体ケース内に出し入れ可能に挿入するように構成されている。この場合、各ＩＰＭボードを挿入すると、各ＩＰＭボードの先端部に設けられたコネクタがワイヤハーネスボードに設けられたコネクタに接続されるように構成されている。そして、各ＩＰＭボードは、挿入した状態で前面板の外に突出している部分（ヒートシンクの一部分）を前面板にねじ止めすることにより固定するように構成されている。

しかし、上記構成の場合、６枚のＩＰＭボードは、各別に本体ケース内に収容固定されているため、６枚全てを交換する場合には、交換作業に要する手間や時間が多くなるという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、複数のモータの各駆動回路がそれぞれ実装された複数のプリント配線基板を交換する場合に、交換作業に要する手間や時間を少なくすることができる制御装置を提供するにある。

本発明の制御装置は、産業用ロボットの複数のモータを通電制御するものにおいて、前記制御装置の本体ケースと、前記複数のモータの各駆動回路がそれぞれ実装された複数のプリント配線基板と、前記複数のプリント配線基板が着脱可能に取り付けられた１個のヒートシンクとを備え、そして、前記本体ケースの１つの側面部に前記ヒートシンクを着脱可能に取り付けるように構成したところに特徴を有するものである。

上記構成の場合、複数のプリント配線基板を取り付けた１個のヒートシンクを、本体ケースの１つの側面部に取り付けるように構成したので、複数のモータの駆動用の複数のプリント配線基板を全て交換する場合、複数のプリント配線基板を取り付けた１個のヒートシンクを交換するだけで済むから、交換に要する手間や作業時間を少なくすることができる。

上記構成の場合、前記ヒートシンクに前記複数のプリント配線基板を取り付けることにより１つのパワーユニットを構成し、前記本体ケースの１つの側面部を構成する側面板を備え、更に、前記側面板に前記パワーユニットを取り付けるように構成することが好ましい。

以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。本実施例の制御装置１は、産業用ロボットである例えば垂直多関節（６軸）型ロボット（図示しない）の６個のモータ（６軸）を通電制御するための制御装置である。この制御装置１の本体ケース２は、図３に示すように、矩形箱状に構成されており、その背面板３、天板４、前面板５等はねじを緩めることにより取り外し可能なように構成されている。この場合、背面板３は、本体ケース２の１つの側面部を構成していると共に、この側面部を構成する側面板でもある。

上記制御装置１の本体ケース２内には、パワーユニット６（図１及び図２参照）と、制御回路を実装した制御ボード７（図２参照）と、ワイヤハーネスボード８（図２及び図４参照）と、図示しない電源ユニット等が収容されている。
上記パワーユニット６は、図１に示すように、６枚のＩＰＭ（Intelligent Power Module）ボード９（図１には上側の３枚のみを図示する）と、１個のヒートシンク１０とから構成されている。ここで、各ＩＰＭボード９は、図２に示すように、それぞれロボットの１個のモータを駆動するための駆動回路が実装されたプリント配線基板で構成されている。このＩＰＭボード（プリント配線基板）９には、上記駆動回路を構成するパワー素子（例えばＩＧＢＴ）１２と各種の電気部品（図示しない）が半田付けされている。そして、ＩＰＭボード９の図１及び図２中の右端部には、コネクタ１３、１３が配設されている。

また、パワー素子１２の外面（図２中の上部のパワー素子１２の下面または図２中の下部のパワー素子１２の上面）には、該パワー素子１２から発生する熱を放熱するための平板状のヒートシンク１４が例えば接着により取り付けられている。このヒートシンク１４には、ＩＰＭボード９がスタッド１５を介してねじ１６止めされている。
この場合、スタッド１５は、その基端部に形成されたねじ部（図示しない）をヒートシンク１４に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定することにより、ヒートシンク１４に固着されている。そして、ＩＰＭボード９を固定するねじ１６は、スタッド１５の先端部に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定されている。

また、ヒートシンク１４は、ヒートシンク１０の表面（図１及び図２の上面または下面）に当接されてねじ１７、１７（図１参照）により締め付け固定されている。これにより、各ＩＰＭボード９が、ヒートシンク１０に着脱可能に取り付けられている。尚、ヒートシンク１４を備えていないＩＰＭボード９は、図１に示すように、ヒートシンク１０の表面にスタッド１８を介してねじ１９、１９（図１参照）により締め付け固定されている。

この場合、スタッド１８は、その基端部に形成されたねじ部（図示しない）をヒートシンク１０に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定することにより、ヒートシンク１０に固着されている。そして、ＩＰＭボード９を固定するねじ１９は、スタッド１８の先端部に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定されている。
そして、上述したようにして構成されたパワーユニット６（のヒートシンク１０）は、図２に示すように、本体ケース２の背面板３にスタッド２０を介してねじ２１により締め付け固定されている。この場合、スタッド２０は、その基端部に形成されたねじ部（図示しない）をヒートシンク１０に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定することにより、ヒートシンク１０に固着されている。そして、背面板３を固定するねじ２１は、スタッド２０の先端部に形成されたねじ孔（図示しない）に締め付け固定されている。

尚、背面板３には、図２及び図３に示すように、ワイヤハーネスボード８が予めねじ２２により締め付け固定されている。上記ねじ２２は、背面板３に例えば溶接により固着されたナット２３に締め付け固定されている。上記ナット２３は、スペーサとしての機能も有している。
この構成の場合、ワイヤハーネスボード８には、図４に示すように、上記ヒートシンク１０のねじ２１止め箇所に対応するように、４個の貫通孔２４が形成されており、これら貫通孔２４内に上記ヒートシンク１０に取り付けられたスタッド２０を挿通させるように構成されている。

また、上記ワイヤハーネスボード８には、図４に示すように、制御ボード７に設けられたコネクタ２５（図２参照）を接続するためのコネクタ２６と、６枚のＩＰＭボード９のコネクタ１３（図２参照）を接続するためのコネクタ２７とが配設されている。更に、ワイヤハーネスボード８は、プリント配線基板で構成されており、各種の電気部品（図示しない）が実装されている。

そして、上記構成の場合、パワーユニット６のヒートシンク１０を背面板３にねじ止めするときに、同時に、パワーユニット６のＩＰＭボード９のコネクタ１３を、ワイヤハーネスボード８のコネクタ２７に接続するように構成されている。また、制御ボード７のコネクタ２５もワイヤハーネスボード８のコネクタ２６に接続するように構成されている。
更に、上述したように組み付けられた後の背面板３は、本体ケース２内にパワーユニット６及び制御ボード７等を収容するようにして、該本体ケース２に例えばねじ止めにより取り付けられるように構成されている。尚、パワーユニット６のヒートシンク１０には、パワーユニット６を本体ケース２の底板部に載置支持するための脚部材（図示しない）が設けられている。

このような構成の本実施例では、産業用ロボットの複数のモータを通電制御する制御装置１において、６枚（６軸）のＩＰＭボード（プリント配線基板）９を１個のヒートシンク１０に取り付けてパワーユニット６を構成し、このパワーユニット６を制御装置１の本体ケース２の背面板３（１つの側面部）に取り付けるように構成した。この構成によれば、６枚のＩＰＭボード９を全て交換する場合に、１個のパワーユニット６を交換するだけの作業で済むから、従来構成に比べて、交換作業に要する手間や作業時間を少なくすることができる。

また、上記実施例においては、本体ケース２の背面部を着脱可能な背面板（側面板）３とし、この背面板３に上記パワーユニット６を着脱可能に取り付けるように構成したので、パワーユニット６を本体ケース２に取り付けたり、取り外したりする作業を一層実行し易くなり、作業性を向上させることができる。
尚、上記実施例では、本発明を６軸型の産業用ロボットの制御装置１に適用したが、これに限られるものではなく、２〜５軸または７軸以上の産業用ロボットの制御装置に適用しても良い。

本発明の一実施例を示すパワーユニットの斜視図 パワーユニットを背面板に取り付けた状態を示す側面図 制御装置の斜視図 背面板及びワイヤハーネスボードの正面図

符号の説明

図面中、１は制御装置、２は本体ケース、３は背面板（側面部、側面板）、６はパワーユニット、７は制御ボード、８はワイヤハーネスボード、９はＩＰＭボード（プリント配線基板）、１０はヒートシンク、１１はプリント配線基板、１２はパワー素子、１４はヒートシンク、１５はスタッド、１６はねじ、１７はねじ、１８はスタッド、１９はねじ、２０はスタッド、２１はねじ、２２はねじ、２４は貫通孔を示す。

Claims (2)

1. 産業用ロボットの複数のモータを通電制御する制御装置において、
   前記制御装置の本体ケースと、
   前記複数のモータの各駆動回路がそれぞれ実装された複数のプリント配線基板と、
   前記複数のプリント配線基板が着脱可能に取り付けられた１個のヒートシンクとを備え、
   前記本体ケースの１つの側面部に前記ヒートシンクを着脱可能に取り付けるように構成したことを特徴とする制御装置。
2. 前記ヒートシンクに前記複数のプリント配線基板を取り付けることにより１つのパワーユニットを構成し、
   前記本体ケースの１つの側面部を構成する側面板を備え、
   前記側面板に前記パワーユニットを取り付けるように構成したことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
   
   

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