JP2007144590A

JP2007144590A - ロボット制御装置

Info

Publication number: JP2007144590A
Application number: JP2005344654A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Teranaka; 僚祐寺中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: JP4670611B2

Abstract

【課題】筐体内の放熱効率の高いロボット制御装置を提供することにある。
【解決手段】筐体２の背板７の内側面７ａにサーボアンプ５０を密接させるようにモータドライバ５２を筐体２内に配設した。また、背板７の内側面７ａであってモータドライバ５２の上側に、複数の放熱フィン５４を上下方向に所定の間隔を置いて取着した。そして、左側板４の内側面の放熱フィン５４と対向する位置に、冷却ファン５６を設けた。また、その冷却ファン５６と対向する左右両側板４，５の上部に、それぞれ通気口Ｗ１，Ｗ２を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロボット制御装置に関する。

従来より、産業用ロボットは、ロボットに搭載されたモータに電力を供給するための電力用ケーブルや動作制御に必要な情報を伝送する信号用ケーブル等の接続ケーブルを介してロボット制御装置と電気的に接続されている。そして、これらの接続ケーブルを介して、ロボット制御装置が動作指令を産業用ロボットに与えることにより、産業用ロボットに任意の動作を行わせている（特許文献１参照）。
特開平１１−１８８６８６号公報

ところで、ロボット制御装置の筐体には、産業用ロボットのモータを駆動するサーボアンプをモータの数だけ内蔵する。これらサーボアンプは、発熱量が多いため、ロボット制御装置を連続作動させると筐体内の温度が上昇する。そして、筐体内の温度が上昇すると、筐体内の制御装置等が誤作動を起こす虞があった。

本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、筐体内の放熱効率の高いロボット制御装置を提供することにある。

本発明のロボット制御装置は、産業用ロボットと接続ケーブルを介して電気的に接続されて、同産業用ロボットの動作を制御するロボット制御装置において、前記産業用ロボットに設けたアクチュエータを駆動するアクチュエータドライバを格納した筐体の一側面の内側面に、前記アクチュエータドライバに実装されたサーボアンプを密接させて配設した。

本発明のロボット制御装置によれば、筐体の一側面の内側面にサーボアンプを密接させるようにアクチュエータドライバを配設した。これによって、発熱量の多いサーボアンプが発する熱を、表面積の広い筐体の一側面により放熱させることができる。従って、サーボアンプを高い放熱効果で放熱させることができるため、筐体内の温度上昇を好適に抑制することができる。

このロボット制御装置において、前記筐体の一側面は、前記筐体の側面のうち最も表面積の広い側面としてもよい。
このロボット制御装置によれば、サーボアンプが発する熱を、表面積の最も広い筐体の側面により放熱させることができる。従って、サーボアンプを高い放熱効果で放熱させることができるため、筐体内の温度上昇を好適に抑制することができる。

このロボット制御装置において、前記筐体の一側面の内側面に、放熱フィンをさらに設けてもよい。
このロボット制御装置によれば、筐体の一側面の内側面に放熱フィンを設けたため、サーボアンプの発した熱を放熱するための放熱面積をより広く確保することができる。従って、サーボアンプをより高い放熱効果で放熱させることができるため、筐体内の温度上昇をより好適に抑制することができる。また、放熱フィンが筐体外部に突出しないため、筐体の設置の自由度を向上させることができる。

このロボット制御装置において、前記筐体内に冷却ファンを、さらに設けるようにしてもよい。
このロボット制御装置によれば、冷却ファンによって筐体内を効率的に放熱することができる。

このロボット制御装置において、前記冷却ファンは、全ての前記放熱フィンと相対向するように設けられるようにしてもよい。
このロボット制御装置によれば、冷却ファンによる放熱流路に沿って放熱フィンを配置することができるため、サーボアンプをより効果的に放熱することができる。従って、筐体内の温度上昇を好適に抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１は、ロボットＲＢとロボットコントローラ１の配線について説明するための斜視図、図２はロボットコントローラ１の筐体２の内部構造を説明するための分解斜視図である。

図１において、ロボットＲＢは、４軸制御の水平多関節型の産業用ロボットであって、ロボットコントローラ１によって駆動制御されている。ロボットコントローラ１の筐体２は、底板３と、左右両側板４，５と、底板３と相対向する天板６と、背板７と、背板７と相対向する前面板８とによって、略直方体状の箱体が形成されている。

前面板８の上部左側には、パネル側電力用コネクタ２０が取着されている。パネル側電力用コネクタ２０は、その長手方向が水平になるように前面板８の上部に取着されるとともに、先端が前記ロボットＲＢに接続された電力用接続ケーブル２２の基端のケーブル側電力用コネクタ２４と電気的に接続される。また、パネル側電力用コネクタ２０には、前面板８の裏面から筐体２内に設けられた後記するモータドライバ５２に電気的に接続される内部電源配線（図示しない）が接続されている。

パネル側電力用コネクタ２０の下側には、パネル側信号用コネクタ３０が取着されている。パネル側信号用コネクタ３０は、その長手方向が水平になるように前面板８に取着されるとともに、先端が前記ロボットＲＢに接続された信号用接続ケーブル３２の基端のケーブル側信号用コネクタ３４と電気的に接続される。また、パネル側信号用コネクタ３０には、前面板８の裏面から筐体２内のモータドライバ５２に電気的に接続される内部信号配線（図示しない）が接続されている。

パネル側電力用コネクタ２０及びパネル側信号用コネクタ３０の右側には、パネル側インターフェースコネクタ４０，４１が取着されている。パネル側インターフェースコネクタ４０，４１は、その長手方向が水平になるように取着されるとともに、先端がパーソナルコンピュータＰＣ及びティーチングペンダントＴＰに接続された接続ケーブル４２，４３の基端のケーブル側インターフェースコネクタ４４，４５とそれぞれ電気的に接続される。そして、パネル側インターフェースコネクタ４０，４１には、パーソナルコンピュータＰＣ及びティーチングペンダントＴＰからロボットコントローラ１に接続されているロボットＲＢの情報や教示データ等のロボットＲＢを駆動させるための駆動情報信号が入力されるようになっている。そして、パネル側インターフェースコネクタ４０，４１は、パーソナルコンピュータＰＣ及びティーチングペンダントＴＰから入力された駆動情報信号を筐体２内のＣＰＵボード（図示しない）に出力するようになっている。

また、前面板８のパネル側インターフェースコネクタ４０，４１の下方には貫通穴４７が形成されている。この貫通穴４７には、ロボットコントローラ１の電源をオン・オフす
るための電源スイッチＳが貫通される。

また、筐体２の右側板５には、基端が筐体２内に貫挿された電源ケーブル４９が設けられている。電源ケーブル４９の先端は、図示しない外部電源に電気的に接続されるとともに、電源ケーブル４９は、その外部電源から筐体２内に給電するようになっている。

図２に示すように、このように構成された筐体２内には、ロボットＲＢのアクチュエータを構成する各モータを駆動制御するためのサーボアンプ５０等の各種回路素子を実装したアクチュエータドライバとしてのモータドライバ５２がモータ毎に設けられている。詳述すると、モータドライバ５２に実装された発熱量の多いサーボアンプ５０は、筐体２の側面のうち最も表面積の広い背板７の内側面７ａに密着されて配設されている。これによって、サーボアンプ５０が発した熱を、表面積の広い筐体２の背板７により放熱させることができる。なお、各モータドライバ５２は、筐体２内に設けられる駆動制御ボード（図示しない）と電気的に接続されるとともに、前記内部電源配線及び前記内部信号配線と電気的に接続される。これによって、駆動制御ボードによって制御される各モータドライバ５２は、前記電力用接続ケーブル２２を介してロボットＲＢの各モータに３相電流を供給するとともに、各モータからの各モータの位置情報を含むエンコーダ信号を、前記信号用接続ケーブル３２を介して受信するようになっている。

また、筐体２の背板７の内側面７ａであってモータドライバ５２の上側には、略直方体状の放熱フィン５４が複数本（本実施形態では、５本）、上下方向に所定の間隔を置いて取着されている。これによって、サーボアンプ５０が発した熱を放熱させるための放熱面積をさらに大きくすることができるため、放熱面積を十分に確保することができる。

左側板４の内側面であって放熱フィン５４の左側には、冷却ファン５６が設けられている。また、筐体２の左右両側板４，５であって冷却ファン５６と対向する位置には、それぞれ通気口Ｗ１，Ｗ２が形成されている。そして、冷却ファン５６を駆動させることにより、外気が通気口Ｗ１から筐体２内に取り込まれ、各回路素子にて熱せられた筐体２内の空気が通気口Ｗ２から筐体２外に放出される。この時、冷却ファン５６による冷却風を効率的に放熱フィン５４に当てることができるため、筐体２内を効率的に放熱することができる。

次に、上記のように構成したロボットコントローラ１の作用について説明する。
筐体２の背板７の内側面７ａに多量に熱を発するサーボアンプ５０を密接させるようにしてモータドライバ５２を配設した。また、背板７の内側面７ａであってモータドライバ５２の上側に、複数の放熱フィン５４を上下方向に所定の間隔を置いて取着した。そして、左側板４の内側面の放熱フィン５４と対向する位置に冷却ファン５６を設けるとともに、その冷却ファン５６と対向する左右両側板４，５の上部に、通気口Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ形成した。

これによって、サーボアンプ５０が発した熱を、表面積の広い筐体２の背板７及び放熱フィン５４により放熱させることができる。従って、サーボアンプ５０が発した熱を放熱させるための放熱面積を大きく確保し、サーボアンプ５０を効率的に放熱することができる。また、冷却ファン５６による冷却風を効率的に放熱フィン５４に当てることができるため、筐体２内をより効率的に放熱することができる。

次に、本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、サーボアンプ５０を、筐体２の側面のうち最も表面積の広い背板７の内側面７ａに密接させるようにして、モータドライバ５２を筐体２内に配設した。これによって、サーボアンプ５０が発した熱を、表面積の広い筐体２の背板７により
放熱させることができる。従って、サーボアンプ５０を高い放熱効果で放熱させることができ、筐体２内の温度上昇を好適に抑制することができる。その結果、温度上昇に伴う筐体２内の駆動制御ボード及びＣＰＵボード等の誤作動を好適に抑制することができる。

（２）本実施形態によれば、サーボアンプ５０を密接させた背板７の内側面７ａに放熱フィン５４を取着して、サーボアンプ５０が発した熱を放熱させるための放熱面積をより大きく確保するようにした。従って、サーボアンプ５０をより高い放熱効果で放熱させることができる。また、放熱フィン５４を筐体２内に設け、放熱フィン５４が筐体２の外部に突出しないように構成した。そのため、筐体２の設置の自由度を向上させることができる。

（３）本実施形態によれば、放熱フィン５４と対向する位置に冷却ファン５６を設けた。これによって、冷却ファン５６による冷却風を効率的に放熱フィン５４に当てることができ、筐体２内の放熱効果をより向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態では、放熱フィン５４と対向する位置に冷却ファン５６を１つ設けるようにしたが、これに限らず、筐体２内に複数の冷却ファンを設けるようにしてもよい。また、冷却ファン５６を省略するようにしてもよい。

・上記実施形態では、放熱フィン５４をモータドライバ５２の上側に設けたが、これに限らず、背板７の内側面であれば、放熱フィン５４の配置位置に特に制限はない。
・上記実施形態では、放熱フィン５４を５本設けたが、この数に制限はない。

・上記実施形態では、サーボアンプ５０を筐体２の背板７の内側面７ａに密接させるようにしたが、これに限らず、筐体２の他の側面（例えば、左側板４、右側板５、天板６等）の内側面にサーボアンプ５０を密接させるようにしてもよい。

・上記実施形態では、ロボットコントローラ１にパーソナルコンピュータＰＣ及びティーチングペンダントＴＰを接続するようにしたが、これに制限されない。例えば、パーソナルコンピュータＰＣ及びティーチングペンダントＴＰの他に、非常停止スイッチやプログラマブル・ロジック・コントローラ等をロボットコントローラ１に接続するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ロボットＲＢを４軸制御の水平多関節型の産業用ロボットに具体化したが、これに限らず、例えば単軸〜３軸制御の産業用ロボットや５軸以上の産業用ロボット（例えば、６軸制御の垂直多関節型の産業用ロボット）に変更してもよい。この場合、ロボットＲＢに搭載されるモータに応じたモータドライバ５２を内蔵することのできるロボットコントローラに変更する。

本実施形態におけるロボットとロボットコントローラの配線を説明するための斜視図。同じく、ロボットコントローラの筐体の内部構造を説明するためのロボットコントローラの分解斜視図。

符号の説明

ＲＢ…ロボット、Ｗ１，Ｗ２…通気口、１…ロボットコントローラ、２…筐体、４…左側板、５…右側板、７…背板、７ａ…内側面、８…前面板、２２…電力用接続ケーブル、３２…信号用接続ケーブル、５０…サーボアンプ、５２…モータドライバ、５４…放熱フ
ィン、５６…冷却ファン。

Claims

産業用ロボットと接続ケーブルを介して電気的に接続されて、同産業用ロボットの動作を制御するロボット制御装置において、
前記産業用ロボットに設けたアクチュエータを駆動するアクチュエータドライバを格納した筐体の一側面の内側面に、前記アクチュエータドライバに実装されたサーボアンプを密接させて配設したことを特徴とするロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置において、
前記筐体の一側面は、前記筐体の側面のうち最も表面積の広い側面としたことを特徴とするロボット制御装置。
請求項１又は２に記載のロボット制御装置において、
前記筐体の一側面の内側面に、放熱フィンをさらに設けたことを特徴とするロボット制御装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のロボット制御装置において、
前記筐体内に冷却ファンを、さらに設けたことを特徴とするロボット制御装置。
請求項４に記載のロボット制御装置において、
前記冷却ファンは、全ての前記放熱フィンと相対向するように設けられたことを特徴とするロボット制御装置。