JP2017189833A - デイジーチェーン接続可能なロボットアームを有するロボット - Google Patents

Abstract

【課題】電力線ケーブルの配線数が少なく、ロボットアームの組み換え作業を容易にすることができる、低コストのロボットを実現する。【解決手段】ロボット１は、電源２から供給された交流電圧を、モータ駆動部用電圧に変換して出力するモータ駆動電源２１と、モータ駆動電源２１から出力されたモータ駆動部用電圧を、モータ駆動電圧に変換して出力するモータ駆動部１１と、モータ駆動部１１が出力するモータ駆動電圧により回転駆動するモータ１３と、モータ駆動部１１およびモータ１３が配置されたロボットアーム５０と、ロボットアーム５０とは別個に設けられ、かつモータ駆動電源２１が配置されるロボット制御装置７０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、デイジーチェーン接続可能なロボットアームを有するロボットに関する。

一般に、ロボットにおいては、ロボットアームに設けられるモータの駆動電圧として交流電圧が用いられている。このため、モータを駆動するシステムとして、モータ駆動電源とおよびモータ駆動部を有する。モータ駆動電源は、交流電源側から供給された三相交流電圧を整流してＤＣリンク（直流リンク）に直流電圧を出力する順変換器（コンバータ）であり、モータ駆動部は、モータ駆動電源の直流側であるＤＣリンクに接続され、内部のスイッチング素子のスイッチング動作によりＤＣリンク側の直流電圧を交流電圧に変換して交流モータに供給する逆変換器（インバータ）である。以下、本明細書では、「モータ駆動電源」は順変換器を意味し、「モータ駆動部」は逆変換器を意味するものとする。ロボットアームに設けられたモータは、モータ駆動部が出力する交流電圧により回転駆動される。

図７は一般的なロボット制御装置を示す図であり、図８は一般的な多関節ロボットを示す図である。一般に、モータ駆動部（逆変換器）１１１、モータ駆動電源（順変換器）１２１および制御部１２２はロボット制御装置２００内に設けられる。ロボット制御装置２００内に設置されたモータ駆動部１１１は、ロボット３００の各ロボットアーム１５０に設置されたモータ１１３へモータ駆動電圧を供給するために、モータ１１３の個数と同数個だけ設けられる。一方、モータ駆動電源１２１については、コストや占有スペースを低減する目的で、１個設けられる。図７および図８に示すように、各ロボットアーム１５０にはモータ１１３のみが設けられ、モータ駆動部１１１、モータ駆動電源１２１および制御部１２２はロボット制御装置２００内に設けられる構成によれば、ロボットアーム１５０の軽量化を図ることができることから、このような構成はロボットに広く採用されている。

しかしながら、このような構成では、ロボットアーム１５０の個数が増えるにつれモータ１１３の個数が増えるので、モータ１１３に交流電圧を供給するためモータ駆動部１１１とモータ１１３とを結ぶ電力線ケーブルの配線数が増加する。その結果、電力線ケーブルの総配線長が長くなり、配線のねじれや干渉がロボットの動作を制限する要素にもなる。また、電力線ケーブルの配線数が多いと配線作業に労力を要することから、この労力を低減するべく、交流モータの個数（ひいては電力線ケーブルの本数）を減らしてロボットの動作を制限したり、あるいはロボットの動作を制限しないような配線ルートや対策が取られることもある。

例えば、モータとアンプとを同一のケーシング内に収めたアンプ一体型モータを、メインバス経由で複数接続可能にすることでケーブルの配線を少なくしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３５３４６４１号公報

上述のように、従来のロボットでは、モータ駆動部（逆変換器）、モータ駆動電源（順変換器）および制御部をロボット制御装置内に設け、ロボットアームにはモータのみを設けることで、コストや占有スペースの低減、ロボットアームの軽量化を図っている。しかしながら、このような構成では、ロボットアームの個数が増えるにつれモータの個数が増えるので、モータ駆動部とモータとを結ぶ電力線ケーブルの配線数が増加する。その結果、電力線ケーブルの総配線長が長くなり、配線のねじれや干渉がロボットの動作を制限する要素にもなる。

特に、各々に交流モータが搭載されたロボットアームが複数接続されることで構成される多関節ロボットにおいては、電力線ケーブルの配線数は膨大であり、配線パターンの制約も大きい。電力線ケーブルおよび信号線ケーブルの配線数が多いと、ロボットの組み換え作業は容易ではなくなる。

また、特許文献１（特許第３５３４６４１号公報）には、アンプ（モータ駆動部）とモータとが一体化されたアンプ一体型モータと、バッテリ（モータ駆動電源）とが直流電力供給線（電力線ケーブル）により接続されることが記載されている。したがって、特許文献１に記載された発明を多関節ロボットに適用した場合、アンプ一体型モータをロボットアーム内に設けることになることからバッテリ（モータ駆動電源）とアンプ一体型モータとを接続する直流電力供給線は必ず設けなければならないことになる。ロボットアームの個数が増えるにつれアンプ一体型モータの個数も増えるので、バッテリ（モータ駆動電源）とアンプ一体型モータとを接続する直流電力供給線の配線数が増加してしまう。つまり、特許文献１に記載された発明によっても結局のところは配線数が増加してしまい、システムとして冗長でコストも増大するという問題が生じる。

したがって本発明の目的は、上記問題に鑑み、電力線ケーブルの配線数が少なく、ロボットアームの組み換え作業を容易にすることができる、低コストのロボットを提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明においては、ロボットは、電源から供給された交流電圧を、モータ駆動部用電圧に変換して出力するモータ駆動電源と、モータ駆動電源から出力されたモータ駆動部用電圧を、モータ駆動電圧に変換して出力するモータ駆動部と、モータ駆動部が出力するモータ駆動電圧により回転駆動するモータと、モータ駆動部およびモータが配置されたロボットアームと、ロボットアームとは別個に設けられ、かつモータ駆動電源が配置されるロボット制御装置と、を備える。

ここで、ロボットアームは、当該ロボットアームに配置されたモータ駆動部におけるモータ駆動部用電圧の入力側を、当該ロボットアームとは別のロボットアームに配置されたモータ駆動部におけるモータ駆動部用電圧の入力側にデイジーチェーン接続するための接続部を有してもよく、この場合、モータ駆動電源から出力されたモータ駆動部用電圧が、接続部を介して、各ロボットアームに配置されたモータ駆動部に入力される。

また、ロボットは、モータ駆動部と、モータ駆動部により回転駆動されるモータと、を内部に収容するケースをさらに備えてもよい。

また、モータ駆動部の変換動作を制御するモータ駆動部用制御部が、当該モータ駆動部が配置されたロボットアームに配置されてもよい。

また、接続部は、各々が、モータ駆動部用電圧を供給する電力線ケーブルと電気的接続をとるための電力端子を有する、２つのコネクタと、２つのコネクタとモータ駆動部におけるモータ駆動部用電圧の入力側とのうちのいずれかに各一端が電気的に接続される、星形結線されたローカル電力線ケーブルと、を有してもよい。

本発明によれば、電力線ケーブルの配線数が少なく、ロボットアームの組み換え作業を容易にすることができる、低コストのロボットを実現することができる。

すなわち、本発明によれば、モータ駆動部（逆変換器）とモータ駆動部用制御部とモータとを同一のロボットアームに設け、各ロボットアーム内には、隣接するロボットアームとデイジーチェーン接続するための接続部が設けられるので、モータ駆動電源からモータ駆動部へ直流電圧を供給するための電力線ケーブルの配線数を削減することができる。その結果、配線のねじれや干渉の可能性が低減されるので、配線設計やロボットアームの交換が容易となり、ロボットアームの接続に自由度のあるロボットを実現することができる。ロボットアームを増設する際は末端のロボットアームに数珠つなぎするだけでよく、また、既に構築済みの複数のロボットアームのうちの１つもしくはいくつかを交換もしくは取り外しするのも容易であるので、設備の拡張や変更が容易である。一般に多関節ロボットでは、複数のロボットアームが同一ライン上に連結されることが多いので、本発明は特に有用である。

また、本発明によれば、モータ駆動電源（順変換器）およびモータ駆動電源用制御部は、ロボットアームではなく当該ロボットアームとは別個のロボット制御装置に設けられるので、ロボットアームを軽量化することができる。また、各ロボットアーム内のモータ駆動部へ直流電圧を供給するモータ駆動電源は１つでよいので、ロボットの低コスト化を図ることができる。

本発明の実施形態によるロボットを示す図（その１）である。 本発明の実施形態によるロボットを示す図（その２）である。 本発明の実施形態による別のロボットアームを示す図である。 本発明の実施形態によるさらに別のロボットアームを示す図である。 図３および図４に示したロボットアームを備える多関節ロボットを示す図である。 本発明の実施形態におけるモータ駆動電源の他の実施例を示す図である。 一般的なロボット制御装置を示す図である。 一般的な多関節ロボットを示す図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１および図２は、本発明の実施形態によるロボットを示す図である。

本発明の実施形態によるロボット１は、モータ駆動電源２１と、モータ駆動１２と、交流モータ（以下単に、「モータ」と称する。）１３と、ロボットアーム５０と、７０ロボット制御装置と、を含む。

モータ駆動部１１は、後述するモータ駆動電源２１から出力された直流電圧であるモータ駆動部用電圧を、三相交流電圧であるモータ駆動電圧に変換して出力する。より詳しくは、モータ駆動部１１は、半導体スイッチング素子のフルブリッジ回路からなる逆変換器（インバータ）で構成され、モータ駆動部用制御部１２から受信したスイッチング指令に応じてスイッチング素子がオンオフ駆動されることで、入力されたモータ駆動部用電圧（直流電圧）をモータ駆動電圧（三相交流電圧）に変換し、モータ１３に駆動電力を供給する。なお、モータ駆動部１１の種類や構成は本発明を特に限定するものではないが、一例を挙げると、スイッチング素子およびこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなるＰＷＭインバータがある。スイッチング素子の例としては、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本発明を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。

モータ駆動部用制御部１２は、モータ駆動部１１の変換動作を制御する。より詳しくは、モータ駆動部用制御部１２は、モータ１３が所望の回転動作を行うことになるようにモータ駆動部１１の電力変換動作を制御するためのスイッチング指令を生成する。例えばモータ駆動部１１がＰＷＭインバータである場合、モータ駆動部用制御部１２は、上位制御部（図示せず）から受信したモータ駆動指令と所定のキャリア周波数を有する三角波キャリア信号とを比較し、モータ駆動部１１であるＰＷＭインバータ内のスイッチング素子のスイッチング動作を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、モータ駆動部１１内の各スイッチング素子に向けて出力する。

モータ１３は、モータ駆動部１１が出力する三相交流電圧であるモータ駆動電圧がモータ入力端子（図示せず）に印加されることで流れる交流の駆動電流に基づき、回転駆動する。

モータ駆動部１１とモータ駆動部用制御部１２とモータ１３とを同一のロボットアーム５０におけるケース１５内に収容することで、モータ駆動部一体型モータを構築することができる。このとき、モータ駆動部１１とモータ１３とは近接して配置されることが好ましく、このようにすることによって、モータ駆動部１１とモータ１３との間の交流電源ケーブルを短くすることができ、コストを削減しモータ駆動部一体型モータを小型化することができる。多関節ロボットでは複数のロボットアーム５０が連結されることになるが、各ロボットアーム５０内のモータ駆動部１１およびモータ駆動部用制御部１２は、後述する接続部１４によってデイジーチェーン接続される。

モータ駆動電源２１は、交流電源２側から入力された三相交流電圧である電源電圧を、直流電圧であるモータ駆動部用電圧に変換して出力する。モータ駆動電源２１から出力されたモータ駆動部用電圧は、モータ駆動部１１に入力（印加）される。なお、モータ駆動電源２１の種類や構成は本発明を特に限定するものではないが、一例を挙げると、スイッチング素子およびこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなるＰＷＭコンバータがある。スイッチング素子の例としては、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本発明を限定するものではなく、その他の半導体素子であってもよい。

モータ駆動電源２１の変換動作は、ロボット制御装置７０内のモータ駆動電源用制御部２２によって制御される。より詳しくは、モータ駆動電源用制御部２２は、モータ１３が所望の回転動作を行うことになるようにモータ駆動部１１の電力変換動作を制御するためのスイッチング指令を生成する。例えばモータ駆動電源２１がＰＷＭコンバータである場合、モータ駆動電源用制御部２２は、上位制御部（図示せず）から受信したモータ駆動指令と所定のキャリア周波数を有する三角波キャリア信号とを比較し、モータ駆動電源２１であるＰＷＭコンバータ内のスイッチング素子のスイッチング動作を制御するためのＰＷＭ制御信号を生成し、モータ駆動電源２１内の各スイッチング素子に向けて出力する。

ロボット制御装置７０は、ロボット１の動作を統括制御するものであり、ロボットアーム５０とは別個に設けられる。モータ駆動電源２１およびモータ駆動電源用制御部２２は、ロボット制御装置７０内に配置される。

このように、本実施形態では、モータ駆動部１１、モータ駆動部用制御部１２およびモータ１３はロボットアーム５０に配置され、モータ駆動電源２１およびモータ駆動電源用制御部２２はロボット制御装置７０に配置される。

ロボット１において、複数のロボットアーム５０は接続部１４によって互いに接続可能である。

各ロボットアーム５０は、当該ロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部１１におけるモータ駆動部用電圧（直流電圧）の入力側を、当該ロボットアーム５０とは別のロボットアームに配置されたモータ駆動部１１におけるモータ駆動部用電圧（直流電圧）の入力側にデイジーチェーン接続するための接続部１４を有する。モータ駆動電源２１から出力されたモータ駆動部用電圧が、接続部１４を介して、各ロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部１１に入力される。接続部１４についてより詳細に説明すると次の通りである。

接続部１４は、２つのコネクタ１４−１および１４−２と、ローカル電力線ケーブル１０１とを有する。

コネクタ１４−１および１４−２はそれぞれ、外部の電力線ケーブル４１と接続をとるための電力端子１１４Ａおよび１１４Ｂを有する。このように電力端子については２つ設けられるのは、直流電圧の電力線ケーブル４１は２線（すなわちプラス電位用の配線とグランド用の配線）からなるためである。

ローカル電力線ケーブル１０１は、コネクタ１４−１および１４−２とモータ駆動部１１におけるモータ駆動部用電圧の入力側とのうちのいずれかに各一端が電気的に接続される星形結線されたケーブルからなる。すなわち、ローカル電力線ケーブル１０１は、３本のケーブルが星形に結線されてなる。このように星形に結線されたケーブルは、図１に示すように、電力線ケーブル４１に対応して、プラス電位用とグランド用の２組設けられる。星形に結線された３本のケーブルのうち、１本はモータ駆動部１１の直流入力側に接続され、残りの２本は各コネクタ１４−１および１４−２の電力端子１１４Ａおよび１１４Ｂにそれぞれ接続される。ローカル電力線ケーブル１０１をモータ駆動部１１と電力端子１１４Ａおよび１１４Ｂとの間でこのように配置することによって、複数のロボットアーム５０をデイジーチェーン接続したときに、複数のモータ駆動部１１が並列接続された状態となる。

また、接続部１４は、上述の電力供給系統の端子およびケーブルに加え、信号供給系統のための信号端子１１４Ｃおよびローカル信号線ケーブル１０２を備えてもよい。

すなわち、接続部１４内のコネクタ１４−１および１４−２はさらに、外部の信号線ケーブル４２と接続をとるための信号端子１１４Ｃを有してもよい。図１に示す例では、シリアル通信を行うためにコネクタ１４−１および１４−２は、それぞれ信号端子１１４Ｃが１つ設けられる。なお、パラレル通信を行う場合は、コネクタ１４−１および１４−２は、パラレル通信される制御信号の種類に対応したピン数を有する。なお、図１では、図面を簡明にするために、「斜めに傾いた楕円が１本の線上に乗っている」記載にて、信号線ケーブル４２が複数の配線本数からなることを示している。

ローカル信号線ケーブル１０２は、ロボットアーム５０内において２組設けられる。２組のローカル信号線ケーブル１０２の各組において、一方はモータ駆動部用制御部１２に接続され、もう一方は各コネクタ１４−１および１４−２の信号端子１１４Ｃに接続される。各ローカル信号線ケーブル１０２は、シリアル通信を行う場合は１本の配線で構成され、パラレル通信を行う場合は、信号線ケーブル４２の配線の本数に応じた配線にて構成される。なお、図１およびこれ以降の図面では、図面を簡明にするために、信号線ケーブル４２の場合と同様、「斜めに傾いた楕円が１本の線上に乗っている」記載にて、各ローカル信号線ケーブル１０２が複数の配線本数からなることを示している。

このように、本実施形態における接続部１４は、ロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部１１におけるモータ駆動部用電圧の入力側を、当該ロボットアーム５０とは別のロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部１１におけるモータ駆動部用電圧の入力側に電力線ケーブル４１を介してデイジーチェーン接続（数珠つなぎ接続）するとともに、ロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部用制御部１２を、当該ロボットアーム５０とは別のロボットアーム５０に配置されたモータ駆動部用制御部１２に信号線ケーブルを４２介してシリアル通信接続するために用いられる。接続部１４を有することによって、複数のロボットアーム５０をデイジーチェーン接続することができる。すなわち、隣接してデイジーチェーン接続されるロボットアーム５０間では、直流電圧であるモータ駆動部用電圧を供給するための電力線ケーブル４１と、これら隣接してデイジーチェーン接続されるロボットアーム５０それぞれに設けられるモータ駆動部用制御部１２を接続するための信号線ケーブル４２とが、各ロボットアーム５０に設けられた接続部１４によって一括して、電気的に接続される。接続部１４を介した複数のロボットアーム５０のデイジーチェーン接続により、各ロボットアーム５０内に設けられるモータ駆動部１１は互いに並列接続された状態となり、かつ、各ロボットアーム５０内に設けられるモータ駆動部用制御部１２はシリアル接続された状態となる。

接続部１４を介してデイジーチェーン接続された複数のロボットアーム５０のうちの両端部に位置するロボットアーム５０のいずれかに、モータ駆動電源２１およびこれに対応するモータ駆動電源用制御部２２を接続することで、複数のロボットアーム５０内のモータ１３を駆動するシステムを構築することができる。電力供給系統については、接続部１４を介して互いに並列接続された複数のモータ駆動部１１が、モータ駆動電源２１に接続された関係になる。すなわち電力線ケーブル４１と接続部１４内のコネクタ１４−１および１４−２ならびにローカル電力線ケーブル１０１とによりＤＣリンクが構築され、互いに並列接続された複数のモータ駆動部１１には、モータ駆動電源２１から出力された同一の直流電圧（ＤＣリンク電圧）が印加されることになる。また、信号供給系統については、接続部１４を介してモータ駆動電源用制御部２２および各モータ駆動部用制御部１２がシリアル接続された関係になり、モータ駆動電源用制御部２２と複数のモータ駆動部用制御部１２との間で通信可能となる。ロボットアーム５０を増設する際は末端のロボットアーム５０に数珠つなぎするだけでよく、また、既に構築済みの複数のロボットアーム５０のうちの１つもしくはいくつかを交換もしくは取り外しするのも容易であるので、設備の拡張や変更が容易である。

続いて、ロボットアーム５０の機構部について説明する。

本発明の実施形態によるロボット１は、動作のための動力源としてモータ１３の回転駆動力を利用するロボットアーム５０を複数有する多関節ロボットであり、ロボットアーム５０の内部に、隣接して接続される２つのロボットアーム５０間を結ぶローカル電力線ケーブル１０１およびローカル信号線ケーブル１０２が配設される。各ロボットアーム５０は、モータ駆動電源２１と、モータ駆動電源用制御部２２と、モータ１３と、を備える。隣接して接続されるロボットアーム５０の相対運動の動力源に、モータ１３の回転駆動力が利用される。なお、図２では、図面を簡明なものにするために、接続部１４およびその内部の構成要素について図示を省略し、「斜めに傾いた楕円が１本の線上に乗っている」記載にて、複数の電力線ケーブル４１および信号線ケーブル４２を示している。多関節ロボットではロボットアーム５０を数珠つなぎに配置するため、上述の接続部１４にてロボットアーム５０をデイジーチェーン接続することで、配線を少なくし、総配線長短くすることができる。その結果、ケーブルのねじれや干渉が少なくなり、配線も容易となる。

図３は、本発明の別の実施形態によるロボットアームを示す図である。本実施形態では、ロボットアーム５０において、モータ駆動部１１と、モータ駆動部用制御部１２と、モータ１３の回転軸３１とがケース１５に固定設置される。すなわち本実施形態では、モータ１３のモータケース３２は、ケース１５内には属してない。ただし、モータ駆動部１１とモータ１３と間の配線長を短くするために、モータ駆動部１１とモータ１３とはできるだけ近接して配置されるのが好ましい。モータ１３の回転軸３１についてはケース１５に固定設置するとともに、当該モータ１３のモータケース３２については、隣接して設置される別のロボットアーム５０のケースに固定設置することで、モータ１３の回転駆動をこれら互いに隣接して接続されるロボットアーム５０間の相対運動のための動力源として利用することができ、これにより、ロボットアーム５０自身が動く多関節ロボットを構築することができる。

図４は、本発明のさらに別の実施形態によるロボットアームを示す図である。本実施形態では、ロボットアーム５０において、ロボットアーム５０において、モータ駆動部用制御部１２と、モータ１３のモータケース３２と、がケース１５に固定設置される。すなわち本実施形態では、モータ１３のモータケース３２がケース１５に固定設置され、モータ１３の回転軸３１は、ロボットアーム５０から露出している。ただし、モータ駆動部１１とモータ１３と間の配線長を短くするために、モータ駆動部１１とモータ１３とはできるだけ近接して配置されるのが好ましい。本実施形態によれば、例えば多関節ロボットの複数のロボットアーム５０のうち、末端のロボットアーム５０について、モータケース３２がケース１５に固定設置されたモータ１３の回転軸３１に、工具を結合するといった利用が可能である。

図５は、図３に示したロボットアームを備える多関節ロボットを示す図である。多関節ロボット１は、図３に示したロボットアーム５０と、モータ駆動電源２１と、モータ駆動電源用制御部２２と、ロボットアーム５０を当該ロボットアームとは別のロボットアームに接続するための接続機構２３と、を備える。

隣接するロボットアーム５０間の電気的接続は、電力線ケーブル４１および信号線ケーブル４２に、各ロボットアーム５０内の接続部１４を接続することで行われ、機械的接続は接続機構２３によって行われる。ロボットアーム５０の増設は末端のロボットアーム５０にデイジーチェーン接続（数珠つなぎ）するだけでよく、また、既に構築済みの複数のロボットアーム５０のうちの１つもしくはいくつかを交換もしくは取り外しするのも容易であるので、設備の拡張や変更が容易である。例えば、ロボットアーム５０の長さを変える、出力の大きなモータを備えたロボットアーム５０に交換するなどといった対応が取りやすくなる。

なお、上述の実施形態では、交流電源２側からの三相交流電圧を電源電圧としたが、これに代えて、バッテリなどの直流電源からの直流電圧を電源電圧としてもよい。図６は、本発明の実施形態におけるモータ駆動電源の他の実施例を示す図である。モータ駆動電源２１’は、バッテリなどの直流電源３からの直流電圧である電源電圧を、直流電圧であるモータ駆動部用電圧に変換して出力するＤＣＤＣコンバータとして構成される。モータ駆動電源２１から出力されたモータ駆動部用電圧は、モータ駆動部１１に入力（印加）される。モータ駆動電源（ＤＣＤＣコンバータ）２１’の変換動作は、ロボット制御装置７０内のモータ駆動電源用制御部２２’によって制御される。なお、これ以外の回路構成要素については図１〜５に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。

１ ロボット
２ 交流電源
３ 直流電源
１１ モータ駆動部
１２ モータ駆動部用制御部
１３ モータ
１４ 接続部
１４−１、１４−２ コネクタ
１５ ケース
２１、２１’ モータ駆動電源
２２、２２’ モータ駆動電源用制御部
２３ 接続機構
３１ 回転軸
３２ モータケース
５０ ロボットアーム
７０ ロボット制御装置
１０１ ローカル電力線ケーブル
１０２ ローカル信号線ケーブル
１１４Ａ、１１４Ｂ 電力端子
１１４Ｃ 信号端子

上記目的を実現するために、本発明においては、ロボットは、電源から供給された電圧を、モータ駆動部用電圧に変換して出力するモータ駆動電源と、モータ駆動電源から出力されたモータ駆動部用電圧を、モータ駆動電圧に変換して出力するモータ駆動部と、モータ駆動部が出力するモータ駆動電圧により回転駆動するモータと、モータ駆動部およびモータが配置されたロボットアームと、ロボットアームとは別個に設けられ、かつモータ駆動電源が配置されるロボット制御装置と、を備える。

本発明の実施形態によるロボット１は、モータ駆動電源２１と、モータ駆動部用制御部１２と、交流モータ（以下単に、「モータ」と称する。）１３と、ロボットアーム５０と、ロボット制御装置７０と、を含む。

図４は、本発明のさらに別の実施形態によるロボットアームを示す図である。本実施形態では、ロボットアーム５０において、モータ駆動部用制御部１２と、モータ１３のモータケース３２と、がケース１５に固定設置される。すなわち本実施形態では、モータ１３のモータケース３２がケース１５に固定設置され、モータ１３の回転軸３１は、ロボットアーム５０から露出している。ただし、モータ駆動部１１とモータ１３と間の配線長を短くするために、モータ駆動部１１とモータ１３とはできるだけ近接して配置されるのが好ましい。本実施形態によれば、例えば多関節ロボットの複数のロボットアーム５０のうち、末端のロボットアーム５０について、モータケース３２がケース１５に固定設置されたモータ１３の回転軸３１に、工具を結合するといった利用が可能である。

Claims (6)

1. 電源から供給された交流電圧を、モータ駆動部用電圧に変換して出力するモータ駆動電源と、
   前記モータ駆動電源から出力された前記モータ駆動部用電圧を、モータ駆動電圧に変換して出力するモータ駆動部と、
   前記モータ駆動部が出力する前記モータ駆動電圧により回転駆動するモータと、
   前記モータ駆動部および前記モータが配置されたロボットアームと、
   前記ロボットアームとは別個に設けられ、かつ前記モータ駆動電源が配置されるロボット制御装置と、
   を備えることを特徴とするロボット。
2. 前記ロボットアームは、当該ロボットアームに配置された前記モータ駆動部における前記モータ駆動部用電圧の入力側を、当該ロボットアームとは別のロボットアームに配置された前記モータ駆動部における前記モータ駆動部用電圧の入力側にデイジーチェーン接続するための接続部を有し、
   前記モータ駆動電源から出力された前記モータ駆動部用電圧が、前記接続部を介して、各前記ロボットアームに配置された前記モータ駆動部に入力される、請求項１に記載のロボット。
3. 前記モータ駆動部と、前記モータ駆動部により回転駆動される前記モータと、を内部に収容するケースをさらに備える、請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記モータ駆動部の変換動作を制御するモータ駆動部用制御部が、当該モータ駆動部が配置された前記ロボットアームに配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボット。
5. 前記接続部は、
   各々が、前記モータ駆動部用電圧を供給する電力線ケーブルと電気的接続をとるための電力端子を有する、２つのコネクタと、
   前記２つのコネクタと前記モータ駆動部における前記モータ駆動部用電圧の入力側とのうちのいずれかに各一端が電気的に接続される、星形結線されたローカル電力線ケーブルと、
   を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボット。
6. 前記接続部は、
   各々が、前記モータ駆動部用電圧を供給する電力線ケーブルと電気的接続をとるための電力端子と外部の信号線ケーブルと接続をとるための信号端子との組からなる、２つのコネクタと、
   前記２つのコネクタと前記モータ駆動部における前記モータ駆動部用電圧の入力側とのうちのいずれかに各一端が電気的に接続される、星形結線されたローカル電力線ケーブルと、
   各々が、一方が前記モータ駆動部用制御部に接続され、もう一方が各前記コネクタのうちの１つの前記信号端子に接続される、２本のローカル信号線ケーブルと、
   を有する、請求項４に記載のロボット。

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