JP2023011283A - Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium - Google Patents
Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023011283A JP2023011283A JP2021115051A JP2021115051A JP2023011283A JP 2023011283 A JP2023011283 A JP 2023011283A JP 2021115051 A JP2021115051 A JP 2021115051A JP 2021115051 A JP2021115051 A JP 2021115051A JP 2023011283 A JP2023011283 A JP 2023011283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control device
- circuit
- cover
- device characterized
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 31
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 6
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 36
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
本発明は、制御装置に関する。 The present invention relates to control devices.
一般に自動組立等の作業を行う産業用のロボットでは、ロボットに搭載された各モータに電力を供給する、電源およびモータドライバからなる電力回路を有した制御装置が設けられる。このような制御装置は、ロボットに取り付けられた各種センサの検出結果に基づきフィードバックを行い所望の制御を行う通信制御回路からなる低圧回路も含んでおり、ロボットとケーブルで接続され、ロボットの駆動制御を実施している(特許文献1)。 2. Description of the Related Art In general, an industrial robot that performs tasks such as automatic assembly is provided with a control device having a power circuit including a power supply and a motor driver that supplies power to each motor mounted on the robot. Such a control device also includes a low-voltage circuit consisting of a communication control circuit that performs desired control by providing feedback based on the detection results of various sensors attached to the robot. (Patent Document 1).
特許文献1のような制御装置には、電力を扱うパワー回路(電源およびモータドライバ)と、制御や通信を行う弱電回路(サーボ制御回路、通信回路、安全回路)が混在している。前者の回路は高電圧をスイッチングするため、比較的大きなノイズの発生が想定される。しかしながら、後者の回路は低電圧によって駆動されるため上記のようなノイズに比較的弱い。このように、制御装置には特性の異なる回路が存在するため、制御装置における限られた設置面積の範囲で両者の干渉を低減させる必要がある。 A control device such as that disclosed in Patent Document 1 includes a power circuit (power supply and motor driver) that handles electric power and a light current circuit (servo control circuit, communication circuit, safety circuit) that performs control and communication. Since the former circuit switches a high voltage, it is assumed that a relatively large amount of noise is generated. However, since the latter circuit is driven by a low voltage, it is relatively susceptible to such noise. As described above, since the control device has circuits with different characteristics, it is necessary to reduce the interference between the two within the limited installation area of the control device.
本発明は上記課題に鑑み、特性の異なる回路間における干渉を低減することが可能な制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device capable of reducing interference between circuits having different characteristics.
上記課題を解決するため、本発明においては、第1電圧によって駆動する第1回路と、前記第1電圧より高い第2電圧によって駆動する第2回路と、前記第1回路が設けられた第1面を有し、前記第1面と反対側の第2面に前記第2回路を設けた部位と、を備えている、ことを特徴とする制御装置を採用した。 In order to solve the above problems, in the present invention, a first circuit driven by a first voltage, a second circuit driven by a second voltage higher than the first voltage, and a first circuit provided with the first circuit are provided. and a portion provided with the second circuit on a second surface opposite to the first surface.
本発明によれば、特性の異なる回路間における干渉を低減することができる。 According to the present invention, interference between circuits with different characteristics can be reduced.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。なお以下の図面において、図中の矢印X、Y、Zはロボットシステムの全体の座標系を示す。一般に、XYZ3次元座標系は、設置環境全体のワールド座標系を示す。その他、制御の都合などによって、ロボットハンド、指部、関節などに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiment shown below is merely an example, and, for example, details of the configuration can be appropriately modified by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Further, the numerical values taken up in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention. In the drawings below, arrows X, Y, and Z indicate the coordinate system of the entire robot system. In general, the XYZ three-dimensional coordinate system represents the world coordinate system of the entire installation environment. In addition, there are cases where the local coordinate system is appropriately used for robot hands, fingers, joints, etc., depending on convenience of control.
(第1の実施形態)
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本実施形態におけるロボットシステム1000の概略図である。図1を使って本実施形態における制御装置(ロボットコントローラ)2と各種外部機器との接続関係を説明する。
(First embodiment)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a
図1よりロボット本体1は、6軸多関節のシリアルリンクロボットであり、各関節に不図示のモータを装備し6自由度の動きを実現する。また各関節に不図示のブレーキを設置し、サーボ制御をオンすることによってブレーキを解除する構成となっている。またロボット本体1の先端においてワーク等の保持または把持を行う不図示のエンドエフェクタを取り付けられる構成となっている。ロボット本体1にエンドエフェクタを取り付け、エンドエフェクタによって所定ワークを保持させる。そして所定ワークを他のワークに組み付ける処理を行うことで、材料として所定ワークと他のワークとを用い、成果物として組付けワークを製造することができる。以上によりロボット本体1によって物品の製造を行うことが可能となる。 As shown in FIG. 1, the robot main body 1 is a 6-axis articulated serial link robot, and each joint is equipped with a motor (not shown) to achieve 6 degrees of freedom of movement. A brake (not shown) is installed at each joint, and the brake is released by turning on the servo control. Also, an end effector (not shown) for holding or gripping a workpiece or the like can be attached to the tip of the robot body 1 . An end effector is attached to the robot body 1, and a predetermined work is held by the end effector. Then, by performing the process of assembling the predetermined work to another work, the predetermined work and the other work can be used as materials, and the assembled work can be manufactured as a product. As described above, the robot main body 1 can manufacture an article.
また図1は、制御装置2のフロントパネルを正面から見た図となっている。制御装置2は制御の対象としてロボット本体1を制御する。ロボット本体1の各関節におけるモータやブレーキに動力を供給するために接続されるケーブル101は、図中制御装置2の上方に設置されたコネクタ3に接続される。図1ではコネクタ3は1つのみ図示してあるがロボット本体1の駆動軸の数に応じて適宜分割して複数のコネクタ3を設置しても構わない。
1 is a front view of the front panel of the
またロボット本体1の各関節の内部に設置された不図示の角度センサ、トルクセンサなどのセンサ信号の通信を行うケーブル102は、制御装置2の下方に設置されたコネクタ5に接続される。ロボット本体1を非常停止させる安全機器としての役割を持つ非常停止スイッチ10は、通信を行うケーブル103を介してコネクタ6に接続される。ロボット本体1の動作をユーザにより教示するティーチングペンダント等の外部入力装置11は、通信を行うケーブル104を介しコネクタ7に接続される。なお図1では説明の便宜上、安全機器として1つの非常停止スイッチ10を示したが、安全対策強化のための安全機器の多重化のため複数設置される場合が多い。また、非常停止スイッチ10の機能としてのイネーブルスイッチ等を外部入力装置11に設置されても良い。
A
順序制御装置13は、ロボット本体1における上位制御を実施する。すなわち不図示の部品供給装置や撮像装置、人感センサ装置などロボット本体1以外の装置とロボット本体1を同期して各装置の動作順序をする。順序制御装置13は汎用のネットワーク通信を行うケーブル105を介してコネクタ8に接続される。そして主電源ケーブル12は、不図示の配電盤等に接続され、制御装置2のコネクタ9に接続される。
The
以上説明したようにロボット本体1のモータやブレーキへ電力を出力したり、制御装置2へ給電を行うパワー回路関連のコネクタ3、9はコントローラ2の上方(Z軸+方向)に配置される。そして通信やセンサ信号などパワー回路関連以外のコネクタ5、6、7、8は制御装置2の下方(Z軸-方向)に配置される。このようにすることで、パワー系(高電圧)のコネクタの配置位置と信号系(低電圧)のコネクタの配置位置を分離している。なお図1では制御装置2を平置きしているが長辺を垂直にして縦置きしてもよい。また説明の便宜上、全コネクタがフロントパネルに配置されている例を示したが、コネクタ間の上方、下方の位置関係が同じであれば一部をリアパネルに配置してもよい。
As described above, the power circuit-
図2は制御装置2の内部回路の接続図である。図2より電源回路21は不図示の配電盤から主電源ケーブル12を介して供給される交流電圧を整流し制御装置2の内部で必要な直流電圧を生成する。内部で必要な電源は、ロボット本体1のモータやブレーキを駆動するためのパワー電源と、サーボ制御、通信、安全回路の駆動用の電源と、がある。また後述する各回路は、相互に通信可能なようにバスで接続されている。
FIG. 2 is a connection diagram of an internal circuit of the
前者には高電圧部が含まれることがあるので既定の絶縁処理が施され、低電圧系の回路と分離されて安全が確保されている。また後述する安全回路20からの遮断信号によって主電源ケーブル12、ケーブル101を通る電力を遮断する機能や過電流に対する保護機能を持つ。なお図では説明の便宜上、電源回路21を1つのブロックで示したが実際には複数の機器に分割される。すなわちサーボ制御、動作制御、安全回路等の各基板に直流電源を供給するための中間電圧の直流電源と、後述するモータドライバ回路22のゲート駆動用絶縁電源とを設けている。これら2つの電源は、別々に実装している。
Since the former may contain high-voltage parts, it is subjected to a predetermined insulation treatment, and is separated from the low-voltage circuit to ensure safety. It also has a function to cut off the power passing through the main
モータドライバ回路22は、電源回路21から供給される高圧直流電圧と、後述するサーボ制御回路24からのPMW(Pulse Width Modulation)信号とにより各モータの駆動を行う。各モータの駆動においてはIGBT(Insulated Gate Bipolor Transistor)などのスイッチング素子をH型に接続したインバータをスイッチングして行う。駆動されるモータはACモータを想定しているが同様の構成でPWM制御を変えることによりDCモータによっても駆動可能である。
The
PWM信号はフォトカプラ等で絶縁され、スイッチングを行うインバータのゲート側は絶縁電源により駆動される。ACモータに対して効率の良いベクトル制御を実施するため、モータに流れる電流を基板上で検出してサーボ基板へ転送する機能をもつ。このような回路がロボットの駆動軸分実装される。またモータ減速時などに発生する回生エネルギーを吸収して、直流電圧の上昇を防止する回生処理回路基板を備えている。この基板では、高電圧部、ゲート駆動電圧部とその他の部位が外周の筐体に対して絶縁されている。さらにサーボ信号がONの間ロボット本体1の各駆動軸をロックするブレーキを解除するブレーキドライバが実装されている。 The PWM signal is insulated by a photocoupler or the like, and the gate side of the inverter that performs switching is driven by an insulated power supply. In order to implement efficient vector control for an AC motor, it has a function to detect the current flowing in the motor on the board and transfer it to the servo board. Such circuits are mounted for the drive shafts of the robot. It also has a regenerative processing circuit board that absorbs regenerative energy generated when the motor decelerates and prevents an increase in DC voltage. In this substrate, the high voltage section, the gate drive voltage section and other parts are insulated from the outer casing. Furthermore, a brake driver is mounted to release the brakes that lock the drive axes of the robot main body 1 while the servo signal is ON.
サーボ制御回路24は、ロボット本体1の内部に設置された、角度センサ、トルクセンサ等からのデータ(信号)を取得して、後述する動作制御回路23の動作指令信号に従って各関節が目標値の角度となるようサーボ制御を実施する。サーボ制御回路は、サーボ制御を実現するCPU(Central Processing Unit)を備えたマザーボードを有している。そしてマザーボードはROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)としての機能を備えている。またロボットの状態や基板自身の状態をモニタしており、エラーが発生した際には、ロボット本体1の動作を停止したり、動作制御回路23や安全基板20へフィードバックする機能を持つ。なおサーボ回路24は高電圧部やケーブル101、主電源ケーブル12とは隔離されている。
The
動作制御回路23は、オペレーティングシステムを搭載した汎用のコンピュータ基板(CPU)および記憶装置からなる動作制御装置である。記憶装置としては、ROMや、RAM、SSD(Solid State Drive)を実装する。ROMには、CPUに、各種演算処理を実行させるためのBIOS等の基本プログラムが格納されている。CPUは、SSDに記録(格納)された制御プログラムに基づいて各種演算処理を実行する。SSDは、CPUの演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部である。本実施形態では記憶部としてSSDを使用したが、HDD(Hard Disc Drive)であってもよい。
The
上位コントローラに相当する順序制御装置13は、ユーザが作成した、各装置の動作順序に関するプログラムを記憶している。動作制御回路23は、順序制御装置13の指令タイミングに従ってロボット本体1の軌道を生成し、サーボ制御回路24へ指令値を送信してロボット本体1の動作制御を行う。ユーザは外部入力装置11により、安全回路20を介して動作制御回路13に動作プログラムの教示を行い、動作プログラムを記憶装置に記憶する。外部入力装置11は、ティーチングペンダント(TP)のような操作装置として説明したが、ロボットプログラムを編集可能な他のコンピュータ装置(PCやサーバ)であってもよい。
A
なお動作制御回路23に不揮発のメモリや外付けHDDを設けることでロボット本体1の動作ログを保存する機能を付加することも可能である。また制御装置2の外部にログサーバを設置し、動作ログを外部に送信して管理しても構わない。この動作制御回路23は、高電圧部やケーブル101、主電源ケーブル12とは隔離されている。
By providing the
安全回路20は、非常停止ボタン10や外部入力装置11のイネーブルスイッチ等の安全機器の信号、およびサーボ制御回路24や動作制御回路23からの異常信号を元に動力の遮断制御を行う回路である。ロジック回路は安全リレーで組んでおり過負荷や回路の異常により接点溶着やバネの溶断、あるいは万一のリレーの故障や開閉寿命が尽きた場合でも、次の動作を確実に停止、あるいは自力で安全位置に復帰させることができる安全機構をもっている。この安全回路20は高電圧部やケーブル101、主電源ケーブル12とは隔離されている。
The
図3は本実施形態における制御装置2の外観図である。図3(a)は正面斜視図、図3(b)は裏面斜視図を示す。図3(a)(b)より、主筐体16は、金属部材等の材料により構成され、支柱、リブ、止めねじなどにより他の筐体を支える構造部品である。図3(a)より上部カバー15は、金属部材等の材料により構成され、リブを介して主筐体16に固定される。図3(a)よりフロントパネル14は、外部機器との接続用の金属製のパネルであり、図1で示した各種コネクタが設置されている。またフロンパネル14には、制御装置2の内部の熱を逃がすために丸型の孔部14aを設けている。
FIG. 3 is an external view of the
図3(b)よりリアパネル17は、金属製のパネルであり冷却用のファンが取り付けられている。また、上部カバー15の反対側には、金属製のメンテ用カバー18が主筐体16に設けられている。上部カバー15、メンテナンス用カバー18は、制御装置2において面積が大きい面に位置しており、上部カバー15、メンテ用カバー18は外した際に、内部に実装された基板にアクセスし易いようになっている。
As shown in FIG. 3(b), the
また制御装置2は6面すべて金属筐体で覆われており、外部へのノイズの放射を防ぐことができる。また所定のアース19を制御装置2に設置し大地に接地を行うことにより、万一、故障によって電源やドライバ基板からの漏電が発生した場合に、ユーザが筐体に接触した際の感電を防ぐことができる。
In addition, the
次に本実施形態における制御装置2の内部構造について説明する。図4は、本実施形態のおける制御装置2の内部構造を示す図である。図4(a)は制御装置2から上部カバー15を外した図である。図4(b)は本実施形態の制御装置2を上下逆にして、メンテナンス用カバー18を外した図である。図4(c)は制御装置2の正面(フロントパネル14側)から似た透視図である。
Next, the internal structure of the
図4(a)(c)より、本実施形態の制御装置2は、筐体外郭(上部カバー15、メンテナンス用カバー18)と略平行な方向に延在して、筐体内部を上下に2区画に区切るように設置された金属中板30を備えている。そして金属中板30の表裏に、電源回路21(図2)の機能、モータドライバ回路22(図2)の機能、安全回路20(図2)の機能を備えるために、一般の電子部品と共にコネクタやヒューズ、テスト端子など保守部品が実装される。以下実装された面を部品面と呼称する場合があり、部品面は制御装置2内において最大の面積となっている。また図4(a)より、コスト等を考慮し、ロボット本体1の動力用の電力を供給するパワー電源基板32と、サーボ制御回路24(図2)、動作制御回路23(図2)、安全回路20(図2)の駆動するための電源31と、を別々に実装する。本実施形態では、電源31は、汎用の電源を使用するがこれに限られない。例えば、専用のプロトコルを用いた専用の電源を使用しても構わない。
4(a) and 4(c), the
図4(a)より、安全回路20(図2)からの遮断信号によって主電源ケーブル12、ケーブル101を通る電力を遮断するリレーや過電流に対する保護用ヒューズはパワー電源基板32に実装されている。主電源ケーブル12、ケーブル101を通る電力を遮断するリレーのリセットスイッチは部品面にあるため、上部カバー15を外した状態で容易にアクセスし、メンテナンスを行うことができる。
As shown in FIG. 4A, the
また同様に過電流保護用ヒューズもパワー電源基板32に設置されており、上部カバー15を外した状態で交換等のメンテナンスを行うことが可能となる。モータドライバ回路22(図2)に相当する回路は、回生エネルギーを吸収して熱に変換する回生抵抗34を除いてドライバ基板33に実装されている。回生抵抗34は放熱をよくするためにドライバ基板33と分離して設置されている。またドライバ基板33からの放熱を行うためにヒートシンク33aをドライバ基板33に実装している。
Similarly, an overcurrent protection fuse is also installed on the
また図4(a)(b)より、冷却ファン39、40、41が設けられている。冷却ファン39は、主として電源31に風を当て冷却するようにしている。また、冷却ファン40、41は、主として回生抵抗34およびヒートシンク33aに風を当て冷却するようにしている。このように冷却ファン39、40、41の風の流路に、発熱の多い電源31、ヒートシンク33a、回生抵抗34を配置している。
Cooling
また図4(a)より、上部カバー15は安全のために、後述するメンテナンス用カバー18と比較してねじ穴15aの本数を多くしており、ねじ(締結具)の取り外しの際、複数の方向(図4の矢印5方向)からのアクセスを必要とさている。これにより上部カバー15を外すための作業時間を長くさせ、コンデンサに充電された電荷が完全に放電完了する前に、金属中板30上の部品にアクセスできないようにしている。
As shown in FIG. 4A, the
なお上部カバー15の取り外しを検知するセンサを別途設置し、センサがONになると、主電源ケーブル12、ケーブル101を通る電力を遮断する、パワー電源基板32に実装されているリレーをOFFにすることで安全にメンテナンス作業が可能となる。また同様にして、同じセンサのON信号により冷却ファン39、40、41を止めることもメンテナンス作業を安全に行うために有効である。
A sensor for detecting the removal of the
図4(b)(c)より、安全回路20の機能を有する安全基板35、サーボ制御回路24の機能を有するサーボ基板36、および動作制御回路23(図2)の機能を有する動作制御基板38は、金属中板30の下面を部品面として実装される。動作制御基板38には、CPUとしての機能を有するプロセッサーや、RAM、ROM、HDDとしての機能を有するメモリが実装されている。今回は説明の簡略化のため不図示としている。また各種基板の機能を実現するために、金属中板30の部品面にはコネクタ、リセット可能な回路保護素子、テスト端子、機能拡張ボードなどが実装されている。
4B and 4C, a
メンテナンス用カバー18は、制御装置2において面積を大きく有するように取り付けられており大きな開口を確保できる。したがってメンテナンス用カバー18を外すことで、各基板に容易にアクセスでき、メンテナンスの容易性が向上する。なおメンテナンス用カバー18側の基板は、基板が設置された状態で信号を見ながらメンテナンスすることが想定される。よって、メンテナンス用カバー18は外しやすいように、ねじ穴18aのねじは図4(b)中矢印1方向からのアクセスで取り外しが可能なようにしている。また、上部カバー15のねじ穴15aの数より、メンテナンス用カバー18のねじ穴18aの数を少なくしている。なお本実施形態では、ねじによりメンテンス用カバー18を留めたがこれに限られない。たとえば、メンテナンス用カバー18側に設置した止めねじとスライド機構を併用して、メンテナンス用カバー18を所定の方向に引き出して外せるようにしても構わない。
The
また上述のように、メンテナンス用カバー18の取り外しを検知するセンサを設置し、センサの信号により冷却ファン39、40、41の回転を停止してもよい。なおメンテナンス用カバー18側の各基板においては、高電圧部で大電流が流れる部位(パワー電源基板32)は接地された金属(金属中板30、上部カバー15および主筐体16)で覆われている。よって、ユーザから隔離されているので主電源ケーブル12、ケーブル101を通る電力を遮断する必要はない。この結果、メンテナンス用カバー18側の各基板が活線状態であっても、センサ信号や制御信号を観測することが可能となる。
Further, as described above, a sensor for detecting removal of the
以上のように、金属中板30の、上部カバー15側の面には高電圧部を含む基板を設けており、メンテナンス用カバー18側の面には低電圧部を含む基板を設け、上下で隔離している。これにより、高電圧部は筐体部の金属で囲われるので、高電圧部を含む基板からのノイズが、低電圧部を含む基板に影響することを低減できる。
As described above, the surface of the metal
次に図5、図6を用いて本実施形態における制御装置2と従来例の制御装置との違いを説明する。図5は従来の制御装置の模式図、図6は本実施形態における制御装置2の模式図である。ここで、回路ブロック54は高電圧部を含むブロックであり、回路ブロック53はその他の弱電回路を含むブロックである。今回は、回路ブロック53、54を形式上1個のブロックで示したが実際は複数の回路基板等で構成される。また回路ブロック53、54にはそれぞれ、それぞれ発熱が行われる発熱部53a、54aを備えている。
Next, the difference between the
図5(a)は最も一般的な構成で高電圧部を含む回路ブロック54とその他の回路ブロック53が主筐体55に部品面を上にして固定され金属製の上部カバー50によって周囲を覆った形態を示している。また上部カバー50、主筐体55からなる外周の金属部はアース56により接地されて漏電に備えている。このようにして筐体外部へのノイズの影響、漏洩および感電の危険を低減している。
FIG. 5(a) shows the most general configuration, in which a
また回路ブロック53と回路ブロック54は金属製の仕切り板51で分離され内部での電気的、磁気的な干渉を低減している。なお仕切り板51は、基板を分離するために基板の実装面に対して垂直に取り付けられている。メンテナンスの際は上部カバー50を外せば回路ブロック53、54の部品面にアクセスできる。また、メンテナンスの際、高電圧部と低電圧部を分離するため、アース56に接続された保護板52が、高電圧部となる回路ブロック54上に設置される。しかしながら、このような構成では上部カバー50を外せば、回路ブロック53、54のすべての基板の保守部品やテスト端子が搭載された部品面にアクセス可能ではあるが、回路ブロックの設置面積が大きくなってしまう。
The circuit blocks 53 and 54 are separated by a
図5(b)(c)は、回路ブロック53、54を上段と下段に分けて配置した場合の例図である。図5(a)と同様に、コントローラ外周は金属製の主筐体60および上部カバー61によって覆われており、筐体外部へのノイズ放出を低減する構造となっている。また金属部をアース62によって接地することによって、漏電時の感電を防いでいる。また、図5(b)(c)共に、高電圧部を含む回路ブロック54は主筐体60に固定されている。
5(b) and 5(c) are diagrams showing an example in which the circuit blocks 53 and 54 are arranged in upper and lower stages. As in FIG. 5(a), the outer periphery of the controller is covered with a metal
図5(b)では、金属製のスペーサ58、59により、回路ブロック53と回路ブロック54とが上下にスタッキングされ連結されている。ここで遮蔽版57は回路ブロック54と回路ブロック53のノイズ干渉を低減するための遮蔽板であり、スペーサ58、59に設けられる。図5(c)では、スペーサ58、59の代わりに、主筐体60に遮蔽板63を設け、遮蔽板63上に回路ブロック53を実装している。
In FIG. 5B, the
図5(b)(c)の例では、図5(a)の場合と比較して回路ブロックの設置面積を小さくできるというメリットを有する。しかしながら下部に設置された回路ブロック54にアクセスするには回路ブロック53、遮蔽板57、遮蔽板63および付帯する配線類を外す必要があり手間を有する。また回路ブロック53の信号を観測する際、外した結線を適宜延長してつなぎなおし、外した基板を安全に保持する必要がある。
The examples of FIGS. 5B and 5C have the advantage of being able to reduce the installation area of the circuit blocks compared to the case of FIG. 5A. However, in order to access the
これらに対し、図6における本実施形態の制御装置2では、回路ブロック54、回路ブロック53を、金属中板30の両面に部品面を逆にして実装されているため、設置面積を図5(b)(c)と同様に小さくできる。またメンテナンスの際、上部カバー15、またはメンテナンス用カバー18を外せば、すべての回路ブロックで保守部品やテスト端子が実装された部品面にアクセス可能となるため、メンテナンス性が良い。また活線状態で回路ブロック53の信号線を観測する際に基板や配線は主筐体16に連結された金属中板30に固定したままで良いので、再接続や基板の保持の必要がなく、図5(b)(c)と比較してメンテナンス性が良好である。また、発熱部53a、54aの位置関係が点Cを基準として実質的に点対称となるようにしている。これにより、発熱部を遠ざけることができるため、制御装置2内部の最高温度が高くなることを低減することも可能となる。
6, the
以上説明したように本実施形態の制御装置2は、小さい設置面積で筐体内部での特性の異なる回路間での電気的、磁気的な干渉を低減できる。さらに、干渉を低減するための金属中板の両面に各回路の部品を実装しているので、良好なメンテナンス性を有する。
As described above, the
また、高電圧部を含む回路側には取り外しにくい上部カバー15を設け、低電圧部を含む回路側には、上部カバーに比べ取り外しやすいメンテナンス用カバー18を設けている。これにより、高電圧部にアクセスしづらくすることで、上部カバー15を外すための作業時間を長くさせ、コンデンサに充電された電荷が完全に放電完了する前に、高電圧部の部品にアクセスできないようにでき、ユーザの安全を確実に確保することができる。
A hard-to-remove
以上本実施形態では、説明の便宜上、高電圧部、低電圧部の設置を、紙面における上下の位置にあるという意味で用いたが実際の設置に当たって上下の限定をするものではない。すなわち上部カバー15が紙面下になるように設置してもよい。また縦置きにして上部カバー15およびメンテナンス用カバー18がサイド部分(紙面左右方向)に位置するようにしてもよい。またデザイン上、本実施形態の金属筐体の外側に樹脂製などの化粧パネルを施しても構わない。
In the present embodiment, for convenience of explanation, the installation of the high-voltage section and the low-voltage section is used to mean that they are located above and below the plane of the paper, but the actual installation is not limited to above or below. In other words, the
(変形例)
また図7は、本実施形態における制御装置2の変形例を示した図である。図7(a)は正面斜視図、図7(b)は裏面斜視図を示す。図7(a)より、制御装置2の内部の熱を逃がす孔部14aを竪穴型により形成しても構わない。また、図7(b)のように、冷却ファン39、40、41を設けても構わない。
(Modification)
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the
(第2の実施形態)
次に第2の実施形態につき説明する。なお、以下では必要に応じ、第1の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第1の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the following description, parts of the hardware and control system configurations that are different from those of the first embodiment will be illustrated and explained as necessary. Also, the same parts as those of the first embodiment can have the same configurations and functions as those described above, and detailed descriptions thereof will be omitted.
図8は、本実施形態における制御装置2内部構造を示す図である。上述の実施形態と異なる点は、機能拡張コネクタ37を使用し、破線で示す空間Vによって囲われる金属中板30の所定部位に種々の部品を設けている。
FIG. 8 is a diagram showing the internal structure of the
このような場合、機能拡張コネクタ37に実装される部品からのノイズの影響を低減させるため、空間Vの上部に金属製の中間カバー70を設け、空間Vの周りにおいて金属製の隔壁71を金属中板30に設けている。また中間カバー70には、ねじ穴70aを設けており、ねじにより中間カバー70を主筐体16の縁部に留めることができる。
In such a case, in order to reduce the influence of noise from components mounted on the function expansion connector 37, a metal
以上により、実装する部品が多くなる場合でも、中間カバー70、隔壁71により、実装される部品を金属により囲うことができるので、ノイズの影響を低減することができる。また、保守のためにメンテンナンス用カバー18を開けた際、中間カバー70により、空間Vに実装されている部品にアクセスし辛くできるので、保守の際のユーザの安全性を向上させることが可能となる。
As described above, even when a large number of components are to be mounted, the
(その他の実施形態)
以上述べた実施形態のロボット本体1の制御に関する処理手順は具体的には制御装置(ロボットコントローラ)2により実行されるものである。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体を、各制御装置を統合する装置に供給し、統合的に処理を行うCPUが記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって達成されるよう構成することができる。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、プログラム自体およびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
(Other embodiments)
The processing procedure for controlling the robot main body 1 of the embodiment described above is specifically executed by the control device (robot controller) 2 . Therefore, a recording medium recording a software program capable of executing the functions described above is supplied to a device that integrates the respective control devices, and the CPU that performs integrated processing reads out and executes the program stored in the recording medium. can be configured to achieve In this case, the program itself read from the recording medium implements the functions of the above-described embodiments, and the program itself and the recording medium recording the program constitute the present invention.
また、各実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体が各ROM或いは各RAM或いは各フラッシュROMであり、ROM或いはRAM或いはフラッシュROMにプログラムが格納される場合について説明した。しかしながら本発明はこのような形態に限定されるものではない。本発明を実施するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、HDD、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。 In each embodiment, the computer-readable recording medium is each ROM, each RAM, or each flash ROM, and the case where the program is stored in the ROM, RAM, or flash ROM has been described. However, the present invention is not limited to such a form. A program for carrying out the present invention may be recorded on any recording medium as long as it is a computer-readable recording medium. For example, an HDD, an external storage device, a recording disk, or the like may be used as a recording medium for supplying the control program.
また上述した種々の実施形態では、ロボット本体が複数の関節を有する多関節ロボットアームを用いた場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボットアームの形式として、垂直多軸構成を示したが、水平多関節型、パラレルリンク型、直交ロボットなど異なる形式の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。 Further, in the various embodiments described above, the robot body uses a multi-joint robot arm having a plurality of joints, but the number of joints is not limited to this. Although a vertical multi-axis configuration is shown as the type of robot arm, the configuration equivalent to the above can also be implemented for different types of joints such as a horizontal articulated type, a parallel link type, and an orthogonal robot.
また上述した種々の実施形態では、ワークWに対する操作において、ワークWの把持を行う把持動作例にとり説明したが、これに限られない。例えば、塗布動作、溶接動作、切削動作、ネジ締め等により締結を行う締結動作、研磨を行う研磨動作等、種々の動作を実行して構わない。 In addition, in the various embodiments described above, in the operation on the work W, an example of a gripping operation of gripping the work W has been described, but the present invention is not limited to this. For example, various operations such as coating operation, welding operation, cutting operation, fastening operation for fastening by screw tightening, polishing operation for polishing, and the like may be performed.
また上述した種々の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。 Further, the various embodiments described above are applicable to machines capable of automatically performing operations such as expansion, contraction, bending and stretching, vertical movement, horizontal movement, turning, or a combination of these operations, based on information stored in a storage device provided in the control device. It is possible.
なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are possible within the technical concept of the present invention. Moreover, the effects described in the embodiments of the present invention are merely enumerations of the most suitable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention.
1 ロボット本体
2 制御装置(ロボットコントローラ)
3、5、6、7、8,9 コネクタ
10 非常停止スイッチ
11 外部入力装置
12 主電源ケーブル
13 順序制御装置
14 フロントパネル
14a 孔部
15、50、61 上部カバー
15a、18a、70a ねじ穴
16、55、60 主筐体
17 リアパネル
18 メンテナンス用カバー
19、56、62 アース
20 安全回路
21 電源回路
22 モータドライバ回路
23 動作制御回路
24 サーボ制御回路
30 金属中板
31 電源
32 パワー電源基板
33 ドライバ基板
33a ヒートシンク
34 回生抵抗
35 安全基板
36 サーボ基板
37 機能拡張コネクタ
38 動作制御基板
39、40、41 冷却ファン
51 仕切り板
52 保護板
53、54 回路ブロック
53a、54a 発熱部
57、63 遮蔽板
58、59 スペーサ
70 中間カバー
101、102、103、104、105 ケーブル
V 空間
1
3, 5, 6, 7, 8, 9
Claims (26)
前記第1電圧より高い第2電圧によって駆動する第2回路と、
前記第1回路が設けられた第1面を有し、前記第1面と反対側の第2面に前記第2回路を設けた部位と、を備えている、
ことを特徴とする制御装置。 a first circuit driven by a first voltage;
a second circuit driven by a second voltage higher than the first voltage;
a portion having a first surface provided with the first circuit, and a portion provided with the second circuit on a second surface opposite to the first surface;
A control device characterized by:
前記第1回路が配置された第1空間と、前記第2回路が配置された第2空間と、を備え、
前記部位によって、前記第1空間と前記第2空間とが区切られる、
ことを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
A first space in which the first circuit is arranged and a second space in which the second circuit is arranged,
The first space and the second space are separated by the part,
A control device characterized by:
前記第1回路を覆う第1カバーと、前記第2回路を覆う第2カバーと、を備えている、
ことを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1 or 2,
A first cover that covers the first circuit and a second cover that covers the second circuit,
A control device characterized by:
前記第1カバーを締結する第1締結具と、前記第2カバーを締結する第2締結具と、を備え、
前記第2締結具の数は、前記第1締結具の数よりも多い、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 3,
A first fastener that fastens the first cover and a second fastener that fastens the second cover,
the number of said second fasteners is greater than the number of said first fasteners;
A control device characterized by:
前記第2カバーを取り外す際にアクセスすべき方向の数が、前記第1カバーを取り外す際にアクセスすべき方向の数よりも多い、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 4,
The number of directions to be accessed when removing the second cover is greater than the number of directions to be accessed when removing the first cover.
A control device characterized by:
前記第2カバーを取り外す際にアクセスすべき方向の数は5であり、前記第1カバーを取り外す際にアクセスすべき方向の数は1である、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 5,
The number of directions to be accessed when removing the second cover is 5, and the number of directions to be accessed when removing the first cover is 1.
A control device characterized by:
前記部位と、前記第1カバーと、の間に、前記第1回路の所定部位を覆う第3カバーを備えている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 3 to 6,
A third cover that covers a predetermined portion of the first circuit is provided between the portion and the first cover,
A control device characterized by:
前記所定部位には拡張コネクタが配置される、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 7,
an expansion connector is arranged at the predetermined portion;
A control device characterized by:
前記所定部位の周りには隔壁が配置されている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 8,
A partition is arranged around the predetermined portion,
A control device characterized by:
ファンを備えている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 9,
equipped with a fan,
A control device characterized by:
前記第2回路には、ロボットが有するモータに電力を供給するドライバ回路が実装されている、
ことを特徴とする制御装置。 A control device according to claim 10, wherein
A driver circuit that supplies power to a motor of the robot is mounted on the second circuit,
A control device characterized by:
前記ドライバ回路には、ヒートシンクが設けられており、
前記ファンによる風の流路に前記ヒートシンクが配置されている、
ことを特徴とする制御装置。 A control device according to claim 11, wherein
The driver circuit is provided with a heat sink,
wherein the heat sink is arranged in a flow path of air generated by the fan;
A control device characterized by:
前記第1回路には、前記モータを制御する制御回路が実装されており、
前記第2回路には、前記制御回路を駆動するための第1電源が実装されており、
前記流路に前記第1電源が配置されている、
ことを特徴とする制御装置。 13. The control device of claim 12, wherein
A control circuit for controlling the motor is mounted on the first circuit,
A first power supply for driving the control circuit is mounted on the second circuit,
wherein the first power source is arranged in the channel;
A control device characterized by:
前記第2回路には、回生抵抗が実装されており、
前記流路に前記回生抵抗が配置されている、
ことを特徴とする制御装置。 14. The control device of claim 13, wherein
A regenerative resistor is mounted in the second circuit,
The regenerative resistor is arranged in the flow path,
A control device characterized by:
前記部位と、前記第1カバーと、前記第2カバーと、は金属製であり、前記部位と、前記第1カバーと、前記第2カバーと、は接地されている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 3,
The portion, the first cover, and the second cover are made of metal, and the portion, the first cover, and the second cover are grounded.
A control device characterized by:
前記第2回路には、ロボットが有するモータに電力を供給するドライバ回路が実装されており、
前記第2カバーには、取り外されたことを検出するセンサが設けられており、
前記センサに基づき、前記モータへの電力およびまたは前記ドライバ回路への電力の供給を遮断する、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 3,
A driver circuit for supplying power to a motor of the robot is mounted on the second circuit,
The second cover is provided with a sensor for detecting removal,
cut off power to the motor and/or power to the driver circuit based on the sensor;
A control device characterized by:
ファンを備えており、
前記第2カバーには、取り外されたことを検出するセンサが設けられており、
前記センサに基づき、前記ファンの駆動を停止する、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 3,
equipped with a fan,
The second cover is provided with a sensor for detecting removal,
stopping driving the fan based on the sensor;
A control device characterized by:
前記第2回路には、外部からの第2電源により、前記ドライバ回路を駆動させる電源基板を備えている、
ことを特徴とする制御装置。 13. The control device of claim 12, wherein
The second circuit includes a power supply board that drives the driver circuit with a second power supply from the outside,
A control device characterized by:
前記第1面および前記第2面は、前記制御装置において最大の面積となっている、
ことを特徴とする制御装置。 19. The control device according to any one of claims 1 to 18,
The first surface and the second surface have the largest area in the control device,
A control device characterized by:
前記第1面と前記第2面とは表裏の関係となっている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 19,
The first surface and the second surface have a front-back relationship,
A control device characterized by:
前記第1回路には第1発熱部を備え、前記第2回路には第2発熱部を備え、
前記第1発熱部と前記第2発熱部との位置関係が点対称の関係となるように前記第1回路と前記第2回路と前記部位に配置されている、
ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 20,
The first circuit includes a first heat generating section, the second circuit includes a second heat generating section,
The first circuit and the second circuit are arranged at the part so that the positional relationship between the first heat generating part and the second heat generating part is point symmetrical.
A control device characterized by:
前記第1電圧より高い第2電圧によって駆動する第2回路と、
前記第1回路が設けられた第1面を有し、前記第1面と反対側の第2面に前記第2回路を設けた部位と、を備え、
前記第1回路と前記第2回路とに基づき対象を制御する、
ことを特徴とする制御方法。 a first circuit driven by a first voltage;
a second circuit driven by a second voltage higher than the first voltage;
a portion having a first surface provided with the first circuit, and a portion provided with the second circuit on a second surface opposite to the first surface;
controlling an object based on the first circuit and the second circuit;
A control method characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021115051A JP2023011283A (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021115051A JP2023011283A (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023011283A true JP2023011283A (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=85120243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021115051A Pending JP2023011283A (en) | 2021-07-12 | 2021-07-12 | Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023011283A (en) |
-
2021
- 2021-07-12 JP JP2021115051A patent/JP2023011283A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7473080B2 (en) | Compressor having internally mounted inverter | |
CN110962159B (en) | Robot | |
JP6268920B2 (en) | robot | |
TW201621532A (en) | Systems and methods for a modular battery pack | |
JP6497213B2 (en) | Power converter | |
US10906171B2 (en) | Motor unit and robot | |
KR102503472B1 (en) | Controller assembly | |
JP6892080B2 (en) | Robot arm and robot | |
JP7235869B2 (en) | Base and function modules for control cabinet systems | |
KR20140038329A (en) | Industrial robot having electronic drive devices distributed on the robot structure | |
JP2015136780A (en) | Controller | |
WO2014031175A1 (en) | Programmable termparature controller for hazardous location enclosures | |
TWI717599B (en) | Power unit boxes | |
CN113796171A (en) | Robot control device | |
JP2023011283A (en) | Control device, control method, robot system, method for manufacturing article using robot system, control program and recording medium | |
KR20190130839A (en) | Device for controlling electric drive | |
TWI661656B (en) | Motor drive | |
JP2017216863A (en) | Motor unit and robot | |
WO2009116508A1 (en) | Shape measuring device and robot device with the same | |
JPH11184570A (en) | Device provided with power source | |
JP2017195686A (en) | Electric power conversion apparatus and electric power conversion system | |
JPH10335857A (en) | Controller incorporating control electronic apparatus | |
CN112770879B (en) | Robot control device and method for manufacturing robot control device | |
JP2014104573A (en) | Robot controller | |
JPH0839478A (en) | Robot device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20231213 |