JP2006146464A - ロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントローラ部とサーボ制御部でそれぞれＤＣ電源ユニットを個別に備える従来技術のロボット制御装置と同様な安全性を確保しつつ、装置の小形化と、保守容易性の向上を実現することができるロボット制御装置を提供する。
【解決手段】１台のＤＣ電源ユニット１１と、ＤＣ電源ユニット１１からコントローラ部１０とサーボ制御部１２を構成する各基板にＤＣ電源を供給するバックプレーン５と、を備える。また、ＤＣ電源ユニット１１は、コントローラ部１０、サーボ制御部１２、およびマニュピレータ８のブレーキ用の多系統の電源に分離し、これら系統毎に絶縁トランスＴ１〜Ｔ４及び保護回路２０３〜２０６を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車、一般産業及び半導体製造装置などで使用されるマニュピレータを制御するロボット制御装置に関する。

ロボット制御装置は、Ｊｏｂプログラムの管理、ロッボトの軌跡演算、およびＩ／Ｏ信号を制御するコントローラ部と、該コントローラ部から通信ネットワークを介してマニュピレータ軸及びマニュピレータの外部軸の制御指令を受け、これらの軸をサーボ制御するサーボ制御部とを有しており、これらコントローラ部およびサーボ制御部は、個別のＤＣ電源ユニットを備えている。
図３は、従来技術のロボット制御装置のシステム構成図である。
図３において、１はコントローラ部のＤＣ電源ユニット、２はＣＰＵ基板、３はＩ／Ｏ制御基板、４はサーボ制御基板、５はバックプレーン、６はブレーキ制御基板、７はサーボアンプユニット、 ８はマニュピレータ、９はＩ／Ｏ、１０はコントローラ部、１２はサーボ制御部、３０１はサーボ制御ユニット、３０２はサーボ制御ユニット３０１のＤＣ電源ユニット、３０３はＩ／Ｆ基板、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３はそれぞれ異なる系統のＤＣ２４Ｖ電圧、５ＶはＤＣ５Ｖ電圧である。
以下、図３を用いて、従来技術のロボット制御装置の構成について説明する。
ＤＣ電源ユニット１は、バックプレーン５を経由して、コントローラ部１０を構成するＣＰＵ基板２へＤＣ電源５Ｖを、Ｉ／Ｏ制御基板３へＤＣ２４Ｖ１を供給している。さらに、Ｉ／Ｏ制御基板３は、このＤＣ２４Ｖ１をコネクタを経由してＩ／Ｏ９へ供給している。また、ＤＣ電源ユニット１は、配線によりブレーキ制御基板６を経由して、マニュピレータ８のブレーキ（不図示）にＤＣ電源２４Ｖ３を供給している。
一方、サーボ制御部１２では、サーボ制御ユニット３０１内部のＤＣ電源ユニット３０２により、リード線またはコネクタ接続を介してサーボ制御基板４へＤＣ電源２４Ｖ２が供給されている。

ここで、ＤＣ電源ユニット３０２のＤＣ電源が故障した場合を考えてみる。
ＤＣ電源ユニット３０２のＤＣ電源が故障した場合、サーボ制御ユニット３０１とコントローラ部のＩ／Ｆ基板３０３との通信が異常となるのでサーボ制御部異常が発生し、コントローラ部はこのサーボ制御部異常をプログラミングペンダント（不図示）へ通知する。
この処置は、コントローラ部のＤＣ電源ユニット１が、ＤＣ電源ユニット３０２とは個別に存在することで可能となっている。

このように、従来技術のロボット制御装置は、コントローラ部、サーボ制御部それぞれ個別にＤＣ電源ユニットを備え、ロボット制御装置を構成しているのである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１４７０９号公報（第２図）

しかしながら、従来技術のロボット制御装置は、コントローラ部とサーボ制御部でそれぞれＤＣ電源ユニットを個別に備える構成としているため、ロボット制御装置全体を小形に出来ないという問題があった。また、両方のＤＣ電源ユニットの入り切りシーケンスを協調させるための回路を設ける必要があるという問題があった。電気回路の簡略化のために、両方のＤＣ電源ユニットの入り切りシーケンスを協調させるための回路を設けない場合には、人為的にＤＣ電源ユニットの入り切りの順番を守るなどの操作性の制限を設ける必要があるといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、コントローラ部とサーボ制御部のＤＣ電源ユニットを統合して１つにするとともに、この電源出力を２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３などの多電源に系統分けし、系統毎に保護回路を備えることにより、シーケンス協調回路または操作性の制限を不要とし、従来技術である個別のＤＣ電源を用いた場合と同様な安全性を確保したまま、装置の小形化と、保守容易性の向上を実現することができるロボット制御装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため請求項１に記載の発明は、Ｊｏｂプログラムの管理、ロボットの軌跡演算、およびＩ／Ｏ信号を制御するコントローラ部と、前記コントローラ部から通信ネットワークを介してマニュピレータ軸およびマニュピレータの外部軸の制御指令を受け、これらの軸をサーボ制御するサーボ制御部と、を備えたロボット制御装置において、前記ロボット制御装置は、１台のＤＣ電源ユニットと、前記１台のＤＣ電源ユニットから前記コントローラ部と前記サーボ制御部を構成する各基板にＤＣ電源を供給するバックプレーンと、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のロボット制御装置において、前記ＤＣ電源ユニットは、前記コントローラ部用、前記サーボ制御部用、および前記マニュピレータのブレーキ用の多系統の電源に分離し、これら系統毎に絶縁トランス及び保護回路を有するものであることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、コントローラ部とサーボ制御部のＤＣ電源ユニットを統合して１つにするとともに、バックプレーンでＤＣ電源を供給するようにしているので、シーケンス協調回路または操作性の制限を不要とし、ロボット制御装置を小形化することができる。また、部品点数を削減できるため保守容易性を向上することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、ＤＣ電源ユニットの出力は２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３の多電源に系統分けし、系統毎に絶縁トランス及び保護回路を備える構成にしているので、従来技術である個別のＤＣ電源を用いた場合と同様な安全性を確保することができる。

以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明のロボット制御装置のシステム構成図である。なお、本発明の構成要素が従来技術である図３と同じものについては、その説明を省略し、異なる点のみ説明する。
図１において、１１は本発明のＤＣ電源ユニット、１０１はエンコーダ信号集線基板である。
また、図２は、本発明のロボット制御装置における電源の系統分けを示すブロック図である。
図２において、２０１は整流回路、２０２は絶縁トランスＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４からなるトランス部、２０３、２０４、２０５、２０６はヒューズなどの保護回路である。
本発明が従来技術のロボット制御装置と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、従来技術のロボット制御装置における電源は、図３に示すようにＤＣ電源ユニット１とＤＣ電源ユニット３０２から構成していたのに対し、本発明における電源は、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３の多系統を有するＤＣ電源ユニット１１のみで構成するようにしている点である。

以下、図１、２を用いて、本発明のロボット制御装置の構成について説明する。
ＤＣ電源ユニット１１は、５Ｖ、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３の多系統の出力を有するＤＣ電源ユニットである。ＤＣ電源ユニット１１は、ＡＣ入力を整流回路２０１により整流し、絶縁トランスＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４により、互いに独立し絶縁された各系統の電源を生成し、それぞれの保護回路２０３、２０４、２０５、２０６を経て、多系統のＤＣ電源、すなわち５Ｖ、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３を出力している。
ＤＣ電源ユニット１１の出力５Ｖ、２４Ｖ１は、バックプレーン５を経由してコントローラ部１０のＣＰＵ基板２とＩ／Ｏ制御基板３へ供給されている。同様に、２４Ｖ２は、バックプレーン５を経由してサーボ制御部のサーボ制御基板４へ供給され、さらに、マニュピレータ８がエンコーダ信号集線基板１０１を有する場合は、ワイヤー接続にてサーボ制御基板４からエンコーダ信号集線基板１０１へ供給されている。２４Ｖ３は、ワイヤー接続にてブレーキ制御基板６へ供給され、これがマニュピレータ８の昇降軸のサーボモータのブレーキ電源となっている。

以上述べたように本発明に係るロボット制御装置は、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３の多系統のＤＣ電源ユニット１１のみで構成するようにしているので、ロボット制御装置を小形化することができ、部品点数を削減できるため保守容易性を向上することができる。
また、各系統の電源を図２に示すように絶縁トランスＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４でそれぞれ絶縁し、また系統毎に保護回路２０３、２０４、２０５、２０６を備える構成にしているので、例えば、サーボ制御部１２で使用する２４Ｖ２が負荷短絡し異常となった場合でも、コントローラ部で使用する２４Ｖ１はその影響を受けず、コントローラ部１０は正常に動作を継続することができ、図１に示すようにＩ／Ｏ制御基板３とサーボ制御基板４の間で通信ネットワークを設けている場合においても、Ｉ／Ｏ９から外部へ異常を通知することができるのである。
また、Ｉ／Ｏ９へ誤ってＡＣ１００Ｖなどを入力し、２４Ｖ１の系統の基板が故障した場合においても、サーボ制御基板４やエンコーダ信号集線基板１０１を電気的に破壊することから防ぐことができるのである。

本発明は、ロボット制御装置のＤＣ電源を１個にすることによって装置を小形化することができるので、ロボット制御装置をマニュピレータの本体内へ搭載するような小形搬送ロボットなどの用途にも適用できる。

本発明のロボット制御装置のシステム構成図 本発明のロボット制御装置の電源における系統分けを示すブロック図 従来技術のロボット制御装置のシステム構成図

符号の説明

１、１１ ＤＣ電源ユニット
２ ＣＰＵ基板
３ Ｉ／Ｏ制御基板
４ サーボ制御基板
５ バックプレーン
６ ブレーキ制御基板
７ サーボアンプユニット
８ マニュピレータ
９ Ｉ／Ｏ
１０ コントローラ部
１２ サーボ制御部
１０１ エンコーダ信号集線基板
２０１ 整流回路
２０２ 絶縁トランスＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４からなるトランス部
２０３、２０４、２０５、２０６ 保護回路
３０１ サーボ制御ユニット
３０２ サーボ制御ユニットのＤＣ電源ユニット
３０３ Ｉ／Ｆ基板
２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３ それぞれ異なる系統のＤＣ２４Ｖ電圧
５Ｖ ＤＣ５Ｖ電圧

Claims (2)

1. Ｊｏｂプログラムの管理、ロボットの軌跡演算、およびＩ／Ｏ信号を制御するコントローラ部（１０）と、
   前記コントローラ部（１０）から通信ネットワークを介してマニュピレータ軸およびマニュピレータの外部軸の制御指令を受け、これらの軸をサーボ制御するサーボ制御部（１２）と、を備えたロボット制御装置において、
   前記ロボット制御装置は、１台のＤＣ電源ユニット（１１）と、
   前記１台のＤＣ電源ユニットから前記コントローラ部（１０）と前記サーボ制御部（１２）を構成する各基板（２、３、４）にＤＣ電源（５Ｖ、２４Ｖ１、２４Ｖ２）を供給するバックプレーン（５）と、を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記ＤＣ電源ユニット（１１）は、前記コントローラ部用、前記サーボ制御部用、および前記マニュピレータのブレーキ用の多系統の電源（５Ｖ、２４Ｖ１、２４Ｖ２、２４Ｖ３）に分離し、これら系統毎に絶縁トランス（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）及び保護回路（２０３、２０４、２０５、２０６）を有するものであることを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。

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