KR100827068B1 - 로봇 제어 장치 및 로봇 시스템 - Google Patents

로봇 제어 장치 및 로봇 시스템 Download PDF

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KR100827068B1
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료스케 데라나카
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

액추에이터를 갖는 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치는, 케이싱과, 액추에이터 드라이버와, 구동 제어 보드와, 주제어 보드와, 주전원 보드와, 통기로와, 냉각 팬과, 지지 부재를 구비하고 있다. 액추에이터 드라이버는, 케이싱에 수용되어 액추에이터를 구동한다. 구동 제어 보드는 케이싱에 수용되어 액추에이터 드라이버를 제어한다. 주제어 보드는 케이싱에 수용되어 구동 제어 보드를 통괄한다. 주전원 보드는 케이싱에 수용되어 구동 제어 보드 및 주제어 보드에 전력을 공급한다. 통기로는 적어도 구동 제어 보드와, 주제어 보드와, 주전원 보드에 의해 형성되고, 케이싱의 바깥쪽을 향해 개방된 단부를 갖는다. 냉각 팬은 통기로의 단부에 배치되어, 통기로로 공기를 통과시킨다. 지지 부재는 통기로 내에 배치되어, 액추에이터 드라이버를 지지한다.

Description

로봇 제어 장치 및 로봇 시스템{ROBOT CONTROL DEVICE AND ROBOT SYSTEM}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 로봇 시스템의 개략도,
도 2는 로봇 컨트롤러의 케이싱의 분해 사시도,
도 3은 케이싱의 사시도,
도 4는 로봇 컨트롤러의 부분 사시도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 로봇 컨트롤러 2 : 케이싱
3 : 베이스부 4 : 좌측판
5 : 우측판 6 : 천정판
7 : 배판(背板) 8 : 개폐 패널
10, 11 : 인터페이스 커넥터 13, 14 : 접속 케이블
20 : CPU 보드 22 : 구동 제어 보드
23 : 회로 프로텍터 24 : 노이즈 필터
25 : 프론트 커버 W1, W2 : 통기구
PC : 퍼스널 컴퓨터 TP : 티칭 펜던트
본 발명은 로봇 제어 장치 및 로봇 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 산업용 로봇 시스템은 산업용 로봇과, 전원용 케이블이나 신호용 케이블에 의해 산업용 로봇에 접속된 로봇 제어 장치를 갖고 있다. 일본 공개 특허 공보 평11-188686호 및 일본 공개 특허 공보 평9-198120호에 개시되어 있는 바와 같이, 산업용 로봇은 로봇 제어 장치가 출력하는 신호를 받아, 해당 신호에 따른 처리 동작을 행한다.
최근, 로봇 제어 장치에서는, 생산 설비의 공간 절약화의 관점에서 소형화가 강하게 요망되고 있다. 그러나, 로봇 제어 장치의 케이싱에는, 서보 증폭기 등의 각종 열원이 탑재되어 있다. 이러한 열원을 냉각하기 위해서는, 케이싱 전체의 방열 면적을 크게 하거나, 대형 냉각 팬에 의해 케이싱의 내부를 강제 냉각해야 하고, 이것은 케이싱의 크기를 확대시킨다. 그 결과, 로봇 제어 장치는 소형화하기 어려웠다. 또한, 상술한 2개의 공개 공보는 열원의 발열량에 따른 냉각 구성을 교시하고 있지 않다.
한편, 이러한 전자기기에서, 그 냉각 효율을 향상시키는 제안이 이루어지고 있다. 일본 공개 특허 공보 평6-216552호에서는, 케이싱의 측면 부근에 배치되는 프린트 회로 기판(복수)의 전자 소자의 실장면이 케이싱의 내부를 향해 배치되어 있다. 이것에 의해, 케이싱의 측면 부근의 전자 소자가 보다 높은 유속의 냉각 공 기에 노출되고, 이것은 프린트 기판의 냉각 효율을 향상시킨다. 일본 공개 특허 공보 제2002-353679호에서는, 케이싱 내에, 환기구를 갖는 냉각 덕트를 마련하여, 해당 냉각 덕트로부터 연장하는 복수의 히트 래인(heat lane)에, 각각 서보 증폭기, 전원, 트랜스 등의 발열체를 접속한다. 이것에 의해, 각 히트 래인을 통한 대량의 열 수송이 가능해져, 각 발열체의 냉각 효율을 향상시킨다.
일본 공개 특허 공보 평6-216552호에서는, 냉각 효율의 향상이 케이싱의 내부 전체가 아니라, 케이싱의 측면 주변에 한정되어 있다. 한편, 일본 공개 특허 공보 제2002-353679호에서는, 별도로 마련된 냉각 덕트가 케이싱의 크기의 확대를 초래하여, 로봇 제어 장치의 소형화를 방해하고 있다.
본 발명의 목적은 냉각 효율의 향상과 소형화를 가능하게 한 로봇 제어 장치 및 로봇 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 형태에서는, 액추에이터를 갖는 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치가 제공된다. 로봇 제어 장치는 케이싱과, 액추에이터 드라이버와, 구동 제어 보드와, 주제어 보드와, 주전원 보드와, 통기로와, 냉각 팬과, 지지 부재를 구비하고 있다. 액추에이터 드라이버는 케이싱에 수용되어 액추에이터를 구동한다. 구동 제어 보드는 케이싱에 수용되어 액추에이터 드라이버를 제어한다. 주제어 보드 는 케이싱에 수용되어 구동 제어 보드를 통괄한다. 주전원 보드는 케이싱에 수용되어 구동 제어 보드 및 주제어 보드에 전력을 공급한다. 통기로는 적어도 구동 제어 보드와, 주제어 보드와, 주전원 보드에 의해 형성되고, 케이싱의 바깥쪽을 향해 개방된 단부를 갖는다. 냉각 팬은 통기로의 단부에 배치되어, 통기로로 공기를 통과시킨다. 지지 부재는 통기로 내에 배치되어, 액추에이터 드라이버를 지지한다.
본 발명의 다른 형태에서는, 액추에이터를 갖는 로봇과, 상기한 로봇 제어 장치를 구비한 로봇 시스템이 제공된다.
이하, 본 발명을 구체화한 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 따라 설명한다.
도 1에서, 로봇 시스템은 로봇 RB와 로봇 제어 장치로서의 로봇 컨트롤러(1)를 갖는다. 로봇 RB는, 4축 제어의 수평 다관절형의 산업용 로봇으로서, 로봇 컨트롤러(1)에 의해 그 구동이 제어된다. 로봇 컨트롤러(1)의 케이싱(2)은 대략 직방체 형상의 상자이다. 케이싱(2)은 좌우 방향으로 연장하는 베이스부(3)를 갖는다. 베이스부(3)의 전면(3a)에는, 한 쌍의 인터페이스 커넥터(10, 11)가 마련되어 있다.
인터페이스 커넥터(10, 11)에는, 각각 접속 케이블(13, 14)의 커넥터(15, 16)가 접속되어 있다. 접속 케이블(13, 14)은 각각 퍼스널 컴퓨터 PC와 티칭 펜던트 TP(teaching pendant)에 접속되어 있다. 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP에는, 로봇 RB의 설정에 관한 정보, 로봇 RB의 교시에 관한 정보, 로봇 RB를 구동 시키기 위한 구동 신호, MMI(man machine interface)와 같은 주변 기능을 제어하기 위한 주변 제어 신호가 입력된다.
도 2에서, 케이싱(2)은 좌측판(4)과, 우측판(5)과, 천정판(6)과, 뒤쪽 판, 즉 배판(7)과, 앞쪽 판, 즉 개폐 패널(8)을 갖고 있다. 베이스부(3)와 좌측판(4)과 우측판(5)과 천정판(6) 및 배판(7)은 전방이 개방된 상자체를 형성한다. 개폐 패널(8)의 상변은 힌지 H에 의해 천정판(6)에 연결되어 있다. 개폐 패널(8)은 힌지 H를 지지점으로 하여 회전함으로써, 상자체의 전방을 개폐한다.
좌측판(4) 및 우측판(5)에는, 각각 통기구 W1, W2가 형성되어 있다. 좌측판(4)의 바깥쪽 면에는, 통기구 W1을 덮도록, 팬 필터 FF가 분리 가능하게 배치되어 있다. 좌측판(4)의 안쪽 면에는, 중공(中空) 스페이서 T를 통해, 한 쌍의 냉각 팬 F가 상하 방향으로 배치되어 있다. 중공 스페이서 T는 냉각 팬 F의 흡입 거리를 확보한다. 냉각 팬 F는 각각 통기구 W1로부터 케이싱(2)의 안쪽을 향하여 외기를 흡인한다. 흡인된 공기는 통기구 W2로부터 강제적으로 배기된다. 따라서, 케이싱(2)은 서로 대향하는 양쪽 면의 한쪽으로부터 외기를 취입하고, 취입한 공기를 다른쪽 측면을 향하여(도 2에서 Y 방향으로) 통과시킨다.
케이싱(2)의 내부로서, 베이스부(3) 즉 바닥판의 상면에는, 주제어 보드로서의 CPU 보드(20)가 접합되어 있다. CPU 보드(20)는, X-Y 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되고, CPU 보드(20)의 면은 통기 방향과 평행하다. 이것에 의해, CPU 보드(20)는 통기 방향의 유로 저항을 낮게 하여, 냉각 효율을 향상시킨다. 이 CPU 보드(20)의 발열하는 쪽의 면, 예컨대, 회로 소자를 실장하는 실장면은 케이 싱(2)의 내부를 향하여 배치되어 있다. CPU 보드(20)는 베이스부(3)의 인터페이스 커넥터(10, 11)에 접속되어, 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP로부터 각 정보 및 각 신호를 입력받는다. CPU 보드(20)는 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP로부터 입력된 구동 신호에 근거하여 위치 지령 신호를 생성한다.
CPU 보드(20)의 위쪽으로서, 배판(7)의 안쪽 면에는 구동 제어 보드(22)가 접합되어 있고, 구동 제어 보드(22)는 Y-Z 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되며, 구동 제어 보드(22)의 면은 통기 방향과 평행하다. 이것에 의해, 구동 제어 보드(22)는 통기 방향의 유로 저항을 낮게 하여, 냉각 효율을 향상시킨다. 이 구동 제어 보드(22)의 발열하는 쪽의 면, 예컨대, 회로 소자를 실장하는 실장면은 케이싱(2)의 내부를 향하여 배치되어 있다. 구동 제어 보드(22)는 CPU 보드(20)와 전기적으로 접속되어, CPU 보드(20)로부터 상기 위치 지령 신호를 입력받는다. 구동 제어 보드(22)의 왼쪽에는, 쌍으로 된 커넥터, 즉 전원용 커넥터(30) 및 신호용 커넥터(32)가 상하 방향을 따라, 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 구동 제어 보드(22)는 상하 방향을 따라 배열된 각각 4개의 전원용 커넥터(30) 및 신호용 커넥터(32)를 갖는다.
구동 제어 보드(22)의 오른쪽에는, 회로 프로텍터(23)와, 회로 프로텍터(23)에 접속된 노이즈 필터(24)가 배치되어 있다.
이들 회로 프로텍터(23)와 노이즈 필터(24)와는 별도로 프론트 커버(25)가 배치되어 있다. 프론트 커버(25)는 구동 제어 보드(22)와 대략 평행하게 배치되어 있다. 즉, 프론트 커버(25)도 Y-Z 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되고, 프론트 커버(25)의 면은 통기 방향과 평행하며, 이것에 의해, 프론트 커버(25)는 통기 방향의 유로 저항을 낮게 한다. 프론트 커버(25)는 전원용 커넥터(30) 및 신호용 커넥터(32)와 대향하는 위치에, 사각형상의 개구부(25a)를 갖는다. 또한, 프론트 커버(25)는 회로 프로텍터(23)와 대향하는 위치에, 원형의 구멍(25b)을 갖는다. 구멍(25b)에는, 회로 프로텍터(23)의 전원 스위치 SW를 끼워 통하게 한다. 개구부(25a)의 양쪽에는, 가이드 레일 GR이 쌍으로 되어 배치되어 있다. 가이드 레일 GR은 상하 방향을 따라 소정 간격으로 배치되고, 프론트 커버(25)로부터 수직(도 2에서는 X 방향)으로 연장하고 있다. 각 가이드 레일 GR은 지지 부재로서 기능하고, 각각 액추에이터 드라이버로서의 모터 드라이버(34)를 지지한다. 모터 드라이버(34)는 로봇 RB에 마련된 복수의 액추에이터로서의 모터(90)(하나만 도시)에 각각 대응하여 마련된다. 좌우의 가이드 레일 GR의 쌍의 수는 모터 드라이버(34)와 동일 개수이다. 본 실시예에서는, 프론트 커버(25)는 상하 방향을 따라 4쌍의 가이드 레일 GR을 구비하고, 그 각각의 쌍이 대응하는 하나의 모터 드라이버(34)를 지지하고 있다.
모터 드라이버(34)는 회로 기판(35)과 회로 기판(35)의 위쪽에 마련된 방열 핀(36)을 갖고 있다.
회로 기판(35)은 서보 증폭기 등의 회로 소자를 실장하고, X-Y 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되어 있다. 회로 기판(35)의 단부에는, 쌍을 이루는 커넥터, 즉 좌측 커넥터부 C1 및 우측 커넥터부 C2가 배치되어 있다. 모터 드라이버(34)는 각 가이드 레일 GR이 각 회로 기판(35)의 좌우 양 가장자리를 지지할 때 에, 커넥터부 C1, C2를 전원용 커넥터(30) 및 신호용 커넥터(32)에 접속한다. 방열 핀(36)은 전체로서 X-Y 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되고, 또한, Y-Z 방향으로 연장하는 방열면을 가진 다수의 핀 조각을 갖는다.
각각 커넥터부 C1, C2가 커넥터(30, 32)에 접속될 때, 회로 기판(35)의 면이 통기 방향과 평행하게 된다. 또한, 각각 커넥터부 C1, C2가 커넥터(30, 32)에 접속될 때, 방열 핀(36)의 방열면도 통기 방향과 평행하게 된다. 이것에 의해, 각 모터 드라이버(34)는 구동 제어 보드(22)에 접속된 상태로 통기 방향의 유로 저항을 낮게 하고, 냉각 효율을 향상시킨다. 각 모터 드라이버(34)는 각각 전방으로 인출하는 것에 의해, 케이싱(2) 내로부터 빼낼 수 있다.
프론트 커버(25)의 개구부(25a)의 오른쪽에는, 전력 입력 단자(40)가 부착되어 있다. 전력 입력 단자(40)에는, 전원 케이블(42)이 전기적으로 접속되어, 외부 전원(도시하지 않음)으로부터 교류 전력이 공급된다. 전력 입력 단자(40)에는 내부 입력 배선(44)이 부착되어 있다. 내부 입력 배선(44)은 프론트 커버(25)의 이면으로 연장하여, 노이즈 필터(24)에 전기적으로 접속되어 있다.
천정판(6)의 안쪽 면에는, 주전원 보드 DB가 접착되어 있다. 주전원 보드 DB는, X-Y 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되고, 주전원 보드 DB의 면은 통기 방향과 평행하다. 이것에 의해, 주전원 보드 DB는 통기 방향의 유로 저항을 낮게 하여, 냉각 효율을 향상시킨다. 이 주전원 보드 DB의 발열하는 쪽의 면, 예컨대, 회로 소자를 실장하는 실장면은 케이싱(2)의 내부를 향하여 배치되어 있다. 주전원 보드 DB는 도시하지 않은 접속 케이블에 의해 회로 프로텍터(23)와 전기적 으로 접속되어 있다. 주전원 보드 DB에는, 회로 프로텍터(23)에 의해, 외부 전원으로부터의 교류 전력이 급전된다. 주전원 보드 DB는 CPU 보드(20)나 구동 제어 보드(22)에 교류 전력을 분배한다.
구동 제어 보드(22) 위에는, 제 1 스위칭 전원 보드(50)가 부착되어 있다. 제 1 스위칭 전원 보드(50)는 Y-Z 방향으로 연장하는 평면 판 형상으로 형성되고, 스위칭 전원 보드(50)의 면은 통기 방향과 평행하다. 이것에 의해, 제 1 스위칭 전원 보드(50)는 통기 방향의 유로 저항을 낮게 하여, 냉각 효율을 향상시킨다. 이 제 1 스위칭 전원 보드(50)의 발열하는 쪽의 면, 예컨대, 회로 소자를 실장하는 실장면은 케이싱(2)의 내부를 향하여 배치되어 있다. 제 1 스위칭 전원 보드(50)의 상단부는 주전원 보드 DB와 전기적으로 접속되고, 동 보드(50)의 하단부는 구동 제어 보드(22)와 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 스위칭 전원 보드(50)는 주전원 보드 DB로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 직류 전력을 구동 제어 보드(22)에 공급한다.
우측판(5)의 안쪽 면에는, 제 2 스위칭 전원 보드(52)가 부착되어 있다. 제 2 스위칭 전원 보드(52)는 통기구 W2를 개방하는 위치에 배치되어 있다. 제 2 스위칭 전원 보드(52)의 발열하는 쪽의 면, 예컨대, 회로 소자를 실장하는 실장면은 케이싱(2)의 내부를 향하여 배치되어 있다. 제 2 스위칭 전원 보드(52)의 상단부는 주전원 보드 DB와 전기적으로 접속되고, 동 보드(52)의 하단부는 CPU 보드(20)와 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 스위칭 전원 보드(52)는 주전원 보드 DB로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여, 직류 전력을 CPU 보드(20)에 공 급한다.
이들 케이싱(2)에 수용되는 CPU 보드(20), 구동 제어 보드(22), 주전원 보드 DB, 제 1 스위칭 전원 보드(50) 및 제 2 스위칭 전원 보드(52)는 프론트 커버(25)와 함께, 단면이 사각형이고 또한 대략 직선 형상으로 연장하는 통기로를 형성한다. 도 2에서, 통기로의 양 단부는 통기구 W1, W2에 대응하고, 케이싱(2)의 바깥쪽을 향해 개방되어 있다. 각 보드는 각각 발열하는 쪽의 면을 통기로를 향해서 배치함과 동시에, 그 면이 통기 방향과 평행하며, 이에 따라 통기로의 유로 저항을 낮게 하고 있다. 각 모터 드라이버(34)의 각각의 방열면도 통기 방향과 평행하며, 방열면은 통기로에 노출된다.
즉, 각 보드는 냉각 팬 F가 공기를 통기로로 통과시킬 때에, 통기로의 유로 저항을 낮게 하여, 보다 빠른 유속의 공기를 통과시킨다. 각 보드의 발열하는 쪽의 면의 전체는 이 빠른 유속의 공기에 노출된다. 또한, 각 모터 드라이버(34)의 상하면의 전체도 이 빠른 유속의 공기에 노출된다.
그 결과, 각 보드 및 각 모터 드라이버(34)는 냉각 팬 F가 흡인한 공기에 의해 열 교환을 효율적으로 실행할 수 있어, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열량이 큰 모터 드라이버(34)는 상하면에서 열 교환을 행하기 때문에, 보다 효과적으로 냉각된다. 아울러, 통기로가 각 보드의 일측면에 의해 형성되기 때문에, 통기로의 크기는 불필요하게 커지지 않고, 각 보드의 크기에 따른 크기로 형성할 수 있다.
따라서, 대형의 냉각 팬이나 별도 냉각 덕트를 마련하는 일없이, 케이싱(2) 의 내부를 효율적으로 냉각할 수 있어, 로봇 컨트롤러(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
도 4에서, 개폐 패널(8)은 계단 형상으로 꺾여 형성되어 있다. 즉, 개폐 패널(8)은, 전면(8a)와, 전면(8a) 전체 폭에 걸쳐 전면(8a)의 법선 방향으로 돌출하는 돌기부(8b)와, 돌기부(8b)의 일측면으로서 전면(8a)의 법선 방향으로 연장하는 단차면(8c)을 갖는다. 돌기부(8b)의 뒤쪽에는, 중계 기판(51)이나 도시하지 않은 제 3 스위칭 전원 보드가 배치되어 있다.
돌기부(8b)의 단차면(8c)에는, 한 쌍의 커넥터, 즉 전원용 커넥터(60)와 신호용 커넥터(70)가 배치되어 있다. 전원용 커넥터(60)와 신호용 커넥터(70)는 각각 돌기부(8b)의 안쪽에 배치된 중계 기판(51)에 전기적으로 접속된다. 중계 기판(51)은 각각 도시하지 않은 내부 전원 배선과 내부 신호 배선을 통해 구동 제어 보드(22)에 접속되어 있다. 또, 이들 내부 전원 배선과 내부 신호 배선은, 개폐 패널(8)을 개폐할 때에, 개폐 패널(8)의 개폐 동작에 영향을 미치지 않는 길이로 형성되어 있다.
개폐 패널(8)의 전원용 커넥터(60)와 신호용 커넥터(70)는 각각 돌기부(8b)의 바깥쪽에서, 로봇 RB의 전력용 접속 케이블(62) 및 신호용 접속 케이블(72)의 커넥터, 즉 전원용 커넥터(64)와 신호용 커넥터(74)에 각각 전기적으로 접속된다. 전원용 커넥터(60)가 전원용 커넥터(64)와 접속되었을 때, 전력용 접속 케이블(62)은 전원용 커넥터(64)로부터 단차면(8c)의 법선 방향으로, 즉 전면(8a)과 평행하게 연장된다. 또한, 신호용 커넥터(70)가 신호용 커넥터(74)와 접속되었을 때, 신호 용 접속 케이블(72)은 신호용 커넥터(74)로부터 단차면(8c)의 법선 방향으로, 즉 전면(8a)과 평행하게 연장된다.
이것에 의해, 로봇 RB의 동작 중, 로봇 컨트롤러(1)의 케이블(62, 72)이 케이싱(2)으로부터 전방(반 X 방향)으로 돌출되지는 않는다. 그 결과, 로봇 컨트롤러(1)는 케이블(62, 72)이 구부려지기 어려운 경우더라도, 축소된 점유 공간을 취할 수 있다.
개폐 패널(8)의 전면(8a)으로서, 전력 입력 단자(40)와 대향하는 위치에는, 단자(40)의 통과를 허용하는 구멍(8d)이 형성되어 있다. 구멍(8d)으로부터 개폐 패널(8)의 오른쪽의 가장자리까지 슬릿(8e)이 연장되고 있다. 또한, 구멍(8d)을 덮는 컵 형상의 커버 케이스(80)가 배치되어 있다. 커버 케이스(80)의 오른쪽에는, 슬릿(8e)과 연속하는 오목부(80a)가 형성되어 있다. 슬릿(8e)과 오목부(80a)는 개폐 패널(8)이 닫혔을 때에, 전원 케이블(42)과 끼워 맞춰진다. 이것에 의해, 전원 케이블(42)은 개폐 패널(8)의 개폐에 관계없이, 개폐 패널(8)의 바깥쪽으로 원활하게 인출된다.
개폐 패널(8)의 전면(8a)으로서, 커버 케이스(80)의 아래쪽에는, 원형의 관통공(84)이 형성되어 있다. 관통공(84)에는, 상기 회로 프로텍터(23)의 전원 스위치 SW가 삽입 관통된다. 이것에 의해, 전원 스위치 SW를 케이싱(2)의 바깥쪽으로부터 조작할 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성한 로봇 컨트롤러(1)의 작용에 대하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 접속 케이블(13, 14)에 의해, 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP가 로봇 컨트롤러(1)에 접속된다. 또한, 접속 케이블(62), 케이블(72)에 의해, 로봇 RB가 로봇 컨트롤러(1)에 접속된다.
로봇 컨트롤러(1)의 전원 스위치 SW가 온 상태로 되어, 로봇 컨트롤러(1)에 전원이 투입되면, 냉각 팬 F가 구동하기 시작한다. 또한, 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP로부터 로봇 컨트롤러(1)에 소정의 구동 신호가 입력되면, 로봇 컨트롤러(1)가 구동 신호에 근거하여 위치 지령 신호를 생성하고, 해당 위치 지령 신호에 근거하여 로봇 RB를 구동 제어한다.
이 동안, 각 보드, 즉 CPU 보드(20), 구동 제어 보드(22), 주전원 보드 DB, 제 1 스위칭 전원 보드(50) 및 제 2 스위칭 전원 보드(52)와, 각 모터 드라이버(34)는 그것들에 실장되어 있는 회로 소자에 의해 발열을 계속한다.
한편, 냉각 팬 F는 통기구 W1로부터 공기를 흡인하고, 흡인한 공기를 통기구 W2로부터 계속 배출한다. 이 때, 각 보드의 면은 통기 방향과 평행하기 때문에, 공기는 보다 빠른 유속으로 흐른다. 각 보드의 발열하는 쪽의 면은, 이 빠른 유속의 공기에 노출되고, 각 모터 드라이버(34)의 상하면도, 이 빠른 유속의 공기에 노출된다. 즉, 각 보드 및 각 모터 드라이버(34)는 각각 발열량에 따른 열 교환을 받아, 보다 효율적으로 냉각된다.
그 결과, 로봇 컨트롤러(1)에서, 냉각 팬 F가 흡인한 공기에 의해 열 교환이 효율적으로 행해져, 냉각 효율이 향상된다.
다음에, 본 실시예의 이점을 이하에 기재한다.
CPU 보드(20), 구동 제어 보드(22) 및 주전원 보드 DB는 각각 베이스부(3), 배판(7) 및 천정판(6)의 안쪽 면에 부착되어, 통기로를 형성하고 있다. 또한, 발열량이 큰 모터 드라이버(34)가 통기로의 내부에 배치되어 있다. 통기구 W1, W2를 양 측판(4, 5)에 마련하고, 냉각 팬 F를 통기로에 배치하여, 통기로에 공기를 통과시키고 있다.
따라서, 각 보드의 면이 통기 방향과 평행하여, 통기로의 유로 저항을 낮게 할 수 있다. 또한, 통기로를 각 보드의 일측면에 의해 형성하기 때문에, 통기로의 크기는 불필요하게 커지지 않고, 각 보드의 크기에 따른 크기로 형성할 수 있다. 그 결과, 대형의 냉각 팬이나 별도 냉각 덕트를 마련하지 않고, 케이싱(2)의 내부를 효율적으로 냉각할 수 있어, 로봇 컨트롤러(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
그 위에, 발열량이 큰 모터 드라이버(34)의 전체를, 통과하는 공기에 노출시킬 수 있다. 따라서, 발열량에 따른 냉각을 각 부재마다 실시할 수 있어, 로봇 컨트롤러(1)의 냉각 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
제 1 스위칭 전원 보드(50)가 주전원 보드 DB와 구동 제어 보드(22) 사이에 배치되고, 그것들에 접속되어 있다. 또한, 제 2 스위칭 전원 보드(52)가 주전원 보드 DB와 CPU 보드(20) 사이에 배치되고, 그것들에 접속되어 있다. 이 배치는 각 보드간의 케이블 길이를 짧게 한다. 따라서, 로봇 컨트롤러(1)의 크기를 더욱 축소시킬 수 있다.
힌지 H에 의해 개폐 패널(8)이 개폐 가능하게 구성됨과 동시에, 배판(7)에 구동 제어 보드(22)가 부착되어 있다. 각 모터 드라이버(34)는 전후 방향으로 움 직이는 것이 가능하다. 따라서, 개폐 패널(8)을 여는 것만으로, 각 모터 드라이버(34)를 용이하게 교환할 수 있다. 그 때문에, 로봇 컨트롤러(1)의 유지 보수성을 향상시킬 수 있다.
개폐 패널(8)에 단차면(8c)을 형성하여, 그 단차면(8c)에 커넥터(60, 70)를 부착하고 있다. 이것에 의해, 케이블(62, 72)을, 전면(8a)을 따라 배치할 수 있다. 즉, 케이블(62), 케이블(72)(커넥터(64, 74))의 전방으로의 돌출을 억제할 수 있다. 그 결과, 로봇 컨트롤러 시스템의 공간 절약화를 도모할 수 있다.
개폐 패널(8)을 여는 것만으로, 커넥터(60, 70)와 커넥터(64, 74)의 접속 상태를 확인할 수 있다. 커넥터(64, 74)의 착탈을 쉽게 할 수 있다.
베이스부(3)의 전면(3a)에 접속 케이블(13, 14)을 접속하고, 프론트 커버(25)에 전원 케이블(42)을 접속한다. 이것에 의해, 모든 케이블(13, 14, 42, 62, 72)의 착탈 작업과, 각 모터 드라이버(34)의 착탈 작업을, 로봇 컨트롤러(1)의 전면으로부터 실행할 수 있다. 그 때문에, 로봇 컨트롤러(1)의 유지 보수성을 보다 향상시킬 수 있다.
또, 상기 실시예는 이하의 형태로 변경하여도 좋다.
· CPU 보드(20), 구동 제어 보드(22), 주전원 보드 DB가 통기로를 형성하도록 배치되어 있는 한, 그들의 보드(20, 22) 및 DB는, 베이스부(3), 배판(7) 및 천정판(6) 중 어디에 부착되어도 좋다. 예컨대, CPU 보드(20)가 천정판(6)의 안쪽 면에, 주전원 보드 DB가 베이스부(3)에 부착되어도 좋다.
· 제 1 스위칭 전원 보드(50) 및 제 2 스위칭 전원 보드(52)는 배판(7) 및 우측판(5) 이외에, 케이싱(2)의 어느 측판에 부착되어도 좋다.
예컨대, 제 1 스위칭 전원 보드(50)는 주전원 보드 DB가 위치하는 천정판(6)에 부착되어도 좋다. 제 2 스위칭 전원 보드(52)는 주전원 보드 DB가 위치하는 천정판(6) 또는 주제어 보드(20)가 위치하는 베이스부(3)에 부착되어도 좋다.
· 각 모터 드라이버(34)가 통기로의 내부에 배치되어 있는 한, 그 배열 방향은 한정되지 않는다.
· 단차면(8c)은 형성되지 않아도 좋다.
· 케이싱(2)의 앞쪽 판 이외의 측판이 개폐되어도 좋고, 또는 어떤 측판도 개폐되지 않아도 좋다.
· 전력용 접속 케이블(62) 및 신호용 접속 케이블(72)을 1개의 공통하는 케이블로 구성하여도 좋다.
· 퍼스널 컴퓨터 PC 및 티칭 펜던트 TP 외에, 비상 정지 스위치나 프로그램 가능한 논리 제어기 등의 임의 장치가 로봇 컨트롤러(1)에 접속되어도 좋다.
· 로봇 RB는 4축 제어의 수평 다관절형 산업용 로봇에 한정되지 않고, 예컨대, 단축∼3축 제어의 산업용 로봇이나 5축 이상의 산업용 로봇(예컨대, 6축 제어의 수직 다관절형 산업용 로봇)이어도 좋다. 이 경우, 로봇 컨트롤러(1)는 로봇 RB에 탑재되는 모터(90)에 따른 모터 드라이버(34)를 내장한다.
본 발명에 의하면, 냉각 효율의 향상과 소형화를 가능하게 한 로봇 제어 장 치 및 로봇 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 액추에이터를 갖는 로봇을 제어하는 로봇 제어 장치에 있어서,
    케이싱과,
    상기 케이싱에 수용되어 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 드라이버와,
    상기 케이싱에 수용되어 상기 액추에이터 드라이버를 제어하는 구동 제어 보드와,
    상기 케이싱에 수용되어 상기 구동 제어 보드를 통괄하는 주제어 보드와,
    상기 케이싱에 수용되어 상기 구동 제어 보드 및 상기 주제어 보드에 전력을 공급하는 주전원 보드와,
    적어도 상기 구동 제어 보드와, 상기 주제어 보드와, 상기 주전원 보드 각각의 일면에 의해 둘러싸여서 형성되고, 상기 케이싱의 바깥쪽을 향해 개방된 단부를 갖는 통기로(vent passage)와,
    상기 통기로의 단부에 배치되어, 상기 통기로에 공기를 통과시키는 냉각 팬과,
    상기 통기로 내에 배치되어, 상기 액추에이터 드라이버를 지지하는 지지 부재
    를 구비하는 로봇 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 드라이버는 방열면을 갖고,
    상기 지지 부재는, 상기 방열면이 상기 통기로에서 그 통기로의 통기 방향과 평행하게 되도록, 상기 액추에이터 드라이버를 지지하는
    로봇 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기로는, 구동 제어 보드와 주제어 보드와 주전원 보드와 상기 케이싱의 일부에 의해, 단면 사각형상을 이루고, 또한 직선 형상으로 연장하도록 형성되는 로봇 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 케이싱은,
    상기 구동 제어 보드가 부착되는 제 1 판과,
    상기 주제어 보드가 부착되는 제 2 판과,
    상기 주전원 보드가 부착되는 제 3 판을 갖는
    로봇 제어 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 상기 구동 제어 보드가 부착되는 후측판과, 상기 후측판과 대면하는 개폐 가능한 전측판을 갖고,
    상기 지지 부재는, 상기 액추에이터 드라이버를 케이싱의 전후 방향을 따라 이동 가능하게 지지하고,
    상기 구동 제어 보드는, 상기 액추에이터 드라이버가 케이싱의 전후 방향을 따라 분리가능(detachable)하게 접속되는 커넥터를 갖는
    로봇 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 케이싱은,
    상기 주제어 보드가 부착되는 바닥판과,
    상기 주전원 보드가 부착되는 천정판을 갖는
    로봇 제어 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 주전원 보드로부터 입력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 구동 제어 보드로 출력하는 제 1 스위칭 전원 보드를 더 구비하고,
    상기 제 1 스위칭 전원 보드는 상기 제 1 판 또는 상기 제 3 판에 부착되는
    로봇 제어 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 주전원 보드로부터 입력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 주제어 보드로 출력하는 제 2 스위칭 전원 보드를 더 구비하고,
    상기 제 2 스위칭 전원 보드는 상기 제 2 판 또는 상기 제 3 판에 부착되는
    로봇 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 제 1 측판 및 상기 제 1 측판에 대향하는 제 2 측판을 갖고, 상기 제 1 측판 및 상기 제 2 측판은 각각 개구부를 갖고,
    상기 통기로는, 상기 제 1 측판의 개구부와 상기 제 2 측판의 개구부 사이를 연장하고 있는
    로봇 제어 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 공기의 통기 방향에 대해 수직으로 연장되는 로봇 제어 장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 케이싱의 일부로부터 수직으로 연장되어 있는 로롯 제어 장치.
  12. 액추에이터를 갖는 로봇과, 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 로봇 제어 장치를 구비한 로봇 시스템.
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