WO2004036971A1

WO2004036971A1 - 多軸用サーボアンプモジュールの実装方法

Info

Publication number: WO2004036971A1
Application number: PCT/JP2003/013143
Authority: WO
Inventors: Shoichiro Shimoike
Original assignee: Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2004-04-29
Also published as: US7559140B2; US20060038526A1; JP4139959B2; CN100359998C; KR20050062622A; CN1706232A; JP2004140301A

Abstract

薄型で耐振動衝撃性に強く、薄型スペースへ設置可能で、機械可動部に搭載可能な多軸サーボアンプ装置を提供する。半導体パワー素子が搭載された同一形状及び同一機能を有するモータ駆動用のサーボアンプモジュールを複数台備えた多軸サーボアンプ装置における多軸用サーボアンプモジュールの実装方法において、複数の多軸用サーボアンプモジュール（１）～（６）を実装し、上位コントローラに対して多軸サーボアンプ機能部を構成するための多軸用インターフェイス基板（７）をベースプレートとし、多軸用インターフェイス基板（７）面に多軸用サーボアンプモジュール（１）～（６）を平行にかつ多軸用インターフェイス基板（７）の両面に実装した。

Description

明細書

多軸用サ一ポアンプモジュールの実装方法

[技術分野]

本発明は、産業機械用のモータ駆動用多軸サ一ポアンプ装置における多軸用サ —ポモジュールの実装方法に関する。

[背景技術] .

従来、上位コントローラでモータを複数台同時に制御する場合、上位コント口一ラと各軸を駆動するサーポアンプとの接続は、電気的には、伝送ケーブル接続' された通信インターフェイス装置を介して、バス接続したり、シリアル通信等で接続している（例えば、特許文献 1参照。）。

このときの多軸サ一ボアンプ装置の構成例をプロック図で示したものが、図 9 である。（a) は多軸サ一ポアンプ装置の構成例 1、（b ) は構成例 2である。図 9 ( a ) と（b) において、 8 3は上位コントローラ、 8 4は通信イン夕一フェイス、 8 5は多軸用サ一ポアンプモジュ一ル、 8 6はサーポモータ、 8 7は伝送ケ一ブル、 8 8はバス接続、あるいは、シリアル通信等、 8 9はモータケープル、 9 0は多軸サーポアンプ機能部である。

図のように、一般的に、複数のサ一ポアンプを制御する場合、上位のコント口ーラ 8 3は、伝送ケーブル 8 7によって、通信インタ一フェイス 8 4に接続される。さらに、通信インタ一フェイス 8 4は、 8 8のバス接続、あるいは、シリアル通信等で、多軸用サ一ポアンプモジュール 8 5に接続される。

図 9 ( a ) は、通信インタ一フェイス 8 4と多軸用サ一ポアンプモ'ジュール 8 5が 1対 1の例であり、図 9 ( b ) は、 1対 N (複数）の例である。

いずれも、電源の供給線等の制約、及び配線等の問題により、通信インターフェイス部と併せて、多軸分のサーボアンプモジュールを複数台まとめて並置配置することが多い。

図中の点線で囲まれた部分 9 0は、その並置配列される多軸サーポアンプ機能部である。また、それぞれのサ一ボアンプモジュール 8 5は、モータケーブル 8 9により、サーポモ一タ 8 6に接続される。

ここで、多軸サ一ポアンプ機能部 9 0を多軸サ一ボアンプ装置として並置配列する機械的な方法としては、一般的には、多軸用サ一ポアンプモジュールを設置用のベースプレート部に実装するべ一スマウント実装型や、ラックに実装するラックマウント実型などがある。

この多軸用サ一ポアンプモジュールの実装方法例について、図を用いて説明する。図 1 0は、従来の方法を適用したベースマウント実装型の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法の構成例を示す装置全体の等角図である。

この多軸サーボアンプ装置は、通信インタ^"フェイスと多軸用サ一ボアンプモジュールが 1対 6の例であり、装置全体で 6台のサーボモー夕を駆動制御する 6 軸サーポアンプ装置を構成している。

これは、図 9 ( b ) 中の多軸サ一ポアンプ機能部 9 0部分に相当し、ベ一スプレート 9 1に、 1台の通信インターフェイス 9 2と、 6台の多軸用サ一ポアンプモジュール 9 3が実装されている。 '

多軸サ一ポアンプモジュール 9 3は、ケース 1 0 2と、半導体パワー素子や一般的にサ一ポアンプに必要とされる電子部品も搭載されているプリント基板 1 0 3から構成されている。

9 6、 9 7は、'多軸用サ一ポモアンプモジュール 9 3に装備された、モー夕あるいはエンコーダと電気的に接続するコネクタ、または、電源供給、制御信号、信号入出力、伝送等の電気的接続を行なうコネクタで、プリント基板 1 0 3に実装されている。

9 4、 9 5は、通信インタ一フェイス 9 2に装備された電源供給、制御信号、信号入出力、伝送等の電気的接続を行なうコネクタで、上位コントローラと伝送ケーブルにより接続される。

この通信インターフェイス 9 2と多軸用サーポアンプモジュール 9 3は、電気的には、相互にバス接続あるいはシリアル通信等で接続されるが、図では省略している。

本発明に係る機械的な接続としては、多軸用サ一ポアンプモジュール 9 3を複数実装可能な面積と強度を持ったベースプレート 9 1上に、 6台の多軸用サーボアンプモジュール 9 3のプリント基板 1 0 3が、ベースプレート 9 1の平面に対- して垂直になるように実装される。そして、多軸用サ一ボアンプモジュール上下 2箇所に装備された多軸用サーポアンプモジュール固定板部 9 9上の、多軸用サーポアンプモジュール固定板部穴 1 0 0の上下それぞれ 2箇所と、それらに対応する、ベースプレート 9 1上に装備された多軸用サーポアンプモジュール取り付け用ネジ穴タップ 9 8の 4箇所に、これらを固定するに適切な長さのネジ 1 0 1 により、それぞれの多軸用サーポアンプモジュール 9 3がネジ締め固定される。このように、上位コントローラに対して、複数の多軸用サーポアンプモジュ一ルがベースプレート上に垂直に実装された、ベースマウント実装型の多軸制御用のサ一ポアンプ装置であり、これらの多軸用サーポモジュールにより、それぞれ対応するサーポモ一夕を複数台同時に制御するものであった。

近年、多軸サ一ポアンプ装置の省スペース設置に対する要求が増えており、また、チップマウン夕等の半導体製造装置などの産業機械においては、機能拡大に伴い軸数が増大傾向にあり、かつ、省配線化等の理由のため、多軸分のサ一ポアンプ装置自身を機械装置の可動部に搭載する需要が大きくなつている。

このため、この分野に用いられる多軸サーポアンプ装置は、小型 ·軽量であることはもちろんであるが、機械構造的にも、.'耐振動衝撃性を高め、かつ、高速可動時に発生する慣性を低減するために、より機械的剛性の高い薄型装置であることが望まれる。

しかしながら、従来の方法では、ベースプレ一ト面に対してサーポアンプモジユールを垂直に実装しているため、ベースプレート厚さ方向の奥行きが大きく、奥行きの狭い薄型スペースへの設置が困難であった。

また、機械装置可動部へ搭載する場合、機械搭載面から見た多軸サ一ポアンプ装置全体の厚さが大きくなり、この厚みに伴い、耐振動衝撃性と機械的剛性が低くなることから、高速動作を要する機械装置可動部への搭載の弊害となっていた。

[発明の開示] · そこで、本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、複数のサーポアンプモジュールが実装されるべ一スプレート面に対して、装置全体の厚さが小さくなるようサーポアンプモジユールを平行に実装可能とし、かつ、ベ一スプレートに効率的に両面実装可能とすることで、薄型で耐振動衝撃性の強い装置構造を実現し、薄型スペースへ設置可能で、かつ、機械可動部に搭載可能な多軸サ一ポアンプ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記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法の発明は、半導体パワー素子が搭載された同一形状及び同一機能を有するモータ駆動用のサーボアンプモジュ—ルを複数台備えた多軸サーポアンプ装置における多軸用サーポアンプモジュールの実装方法において、前記多軸用サーポアンプモジュールを複数実装し上位コントローラに対して多軸サ一ポアンプ機能部を構成するための多軸用インタ一フェイス基板をベースプレートとし、前記多軸用インターフェイス基板面に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを平行に実装し、前記多軸用インタ一フェイス基板に前記多軸用サーポアンプモジュールを両面実装し、前記多軸用ィンタ一フェイス基板上に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを効率的に複数台実装するものである。 .

請求項 2記載の発明は、請求項 1記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法において、前記多軸用サーポアンプモジュール上に前記多軸用インタ一フエイス基板との接続コネクタを対角領域に配置し、前記多軸用インタ一フェイス基板の表面と裏面の両面それぞれに前記多軸用サーポアンプモジュールとの接続コネクタをちどり状に配置し、かつ、前記多軸用インタ一フェイス基板の表面と裏面の前記多軸用サ一ポアンプモジュールとの接続コネクタが干渉しないように交互配置し、前記多軸用インターフェイス基板上の同位置両面に、前記多軸用サ一ポアンプモジュールをそれぞれ一つずつ対で挟み込むように両面実装し、かつ、前記多軸用インターフェイス基板上に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを並べ. て並置実装し、前記多軸用インタ一フェイス基板上に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを効率的に複数台実装するものである。

請求項 3記載の発明は、請求項 1記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法において、前記多軸用サーポアンプモジュールに固定用の貫通穴を設け、前記多軸用インターフェイス基板上の同位置両面に前記多軸用サ一ボアンプモジュールをそれぞれ一つずつ対で挟み込むように両面実装することによって出来る連続する貫通穴を用い、前記多軸用イン夕一フェイス基板上に前記多軸用サーポアンプモジュールを対で挾み込み固定するものである。

請求項 4記載の発明は、請求項 1〜 3のいずれか 1項記載の多軸用サーボアンプモジュールの実装方法において、前記多軸用サーポアンプモジュール自身に平面度及び平行度と強度を持つた取り付け平面及び構造を設け、機械装置可動部の搭載面に対する前記多軸サーポアンプ装置全体の厚さが小さくなるように、前記多軸サ一ポアンプ装置を機械装置可動部上に直接取り付け搭載するものである。以上述べたように、請求項 1〜 3に記載の方法によれば、ベースプレート平面に対して多軸用サーポアンプモジュールを平行に実装可能とし、かつ、ベ一スプレートの両面に効率的に実装可能としたため、従来の多軸サーポアンプ装置より、ベ一スプレート厚さ方向に低い、薄型の多軸サーポアンプ装置が実現可能となる。これにより、薄型スペースへ設置可能な多軸サーポアンプ装置を提供できる効果がある。 '

また、請求項 1〜4に記載の方法によれば、薄型の多軸サーポアンプ装置を機械搭載面に対して多軸サーポアンプ装置全体の厚さが小さくなるように搭載可能としたため、耐振動衝撃性と機械的剛性が増大する多軸サ一ポアンプ装置が実現可能になる。これにより、高速動作を要する機械装置可動部へ搭載可能な多軸サーポアンプ装置を提供できる効果がある。

[図面の簡単な説明] '

図 1は、本発明の方法を適用する多軸用サ一ポアンプモジュールの実装方法の構成例を示す装置全体の等角図である。図 2は、本発明の多軸用サーポアンプモジュールを示す図で、 . （a ) は正面図、 b) は下面図、（c ) は右側面図、（d) は背面図である。図 3は、本発明の多軸用インターフェイス基板を示す図で、

( a ) は正面図 (陰線表示) 、（b ) は下面図である。図 4は、図 2の多軸用サ —ポアンプモジュールと図 3の多軸用イン夕一フェイス基板の解図である。図 5は、図 2の多軸用サ一ポアンプモジュールを図 3の多軸用ィン夕一フェイス基板に実装した図で、（a ) は正面図（陰線表示）、（b ) は下面図である。図 6. は、産業用機械の可動部に搭載した多軸サ一ボアンプ装置の等角図である。図 7 は、産業用機械の可動部の多軸サ一ポアンプ装置の取り付け位置である。図 8は、産業用機械の可動部への多軸サーボアンプ装置の取り付け詳細図である。図 9は、多軸サ一ポアンプ装置の構成ブロック図の例で、（a ) は多軸サ一ポアンプ装置の構成例 1、（ b ) は構成例 2である。図 1 0は、従来の方法を適用したベースマウント実装型多軸用サーポアンプモジュールの実装方法の構成例を示す装置全体の等角図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図 1は、本発明の方法を適用する多軸用サーポアンプモジュールの実装方法の構成例を示す装置全体の等角図である。

図において、 1は半導体パワー素子が搭載されたモー夕駆 ¾用の多軸用サ一ポアンプモジュール単体（1軸目）であり、モータを駆動するためのサ一ポアンプ機能部をモジュール化したものである。

2〜 6は、それぞれ同様の 2軸目〜 6軸目の多軸用サーポアンプモジュール単体である。いずれも同一形状で、かつ、同一機能を有し、差異はないが、今回、駆動するサ一ポモ一夕の軸に対応した符号をつけて区別することとする。今、これら 1〜6の多軸用サーポアンプモジュールは、ベースプレートとしての多軸用インタ一フェイス基板 7に装着され、 8のネジ、 9のナットにより、それぞれ多軸用インターフェイス基板に実装されており、装置全体で 6軸サーボアンプ装置を構成している。これは、上位コントローラに対して、複数の多軸用サーポアンプモジュールが接続され、多軸制御のサ一ポアンプ装置を構成するものであり、これらの多軸用サーポモジュールにより、それぞれ多応するサーポモータを複数台同時に制御するものである。

続いて、図番順にその詳細を説明する。

図 2は、半導体パワー素子が搭載されたモー夕駆動用の多軸用サーボアンプモジュール単体を示し、図 2 ( a ) は、その正面図、図 2 ( b ) は、その下面図、図 2 ( c ) は、その右側面図、図 2 ( d ) は、その背面図を示している。

この多軸用サーボアンプモジュールは、大きく 1 0のプリント基板と 1 1の台座から構成されている。 1 0のプリント基板上には、多軸用インターフェイス基板に電気的に動力や制御信号を接続するコネクタ 1 2、コネクタ 1 3が搭載されている。これらは、図 2 ( a ) 中に示す多軸用サーボアンプモジュールの正面図での中心線（垂直線） 2 1と、中心線（水平檸） 2 2により区切ることによって、プリント基板 1 0上に対角に区分けされる領域 1 2 a中と領域 1 3 a中に、それぞれ配置される。つまり、コネクタ 1 2とコネクタ 1 3は、多軸用サーポアンプモジュール正面図において、お互いが対角関係にある領域に配置される。

また、プリント基板 1 0上には、機械駆動用のモータあるいはエンコーダと、動力や制御信号を接続するコネクタ 1 4、コネクタ 1 5や、半導体パワー素子だけでなく、一般的にサ一ポアンプに必要とされる電子部品も搭載されている。台座 1 1は、 4つの台座足 1 6〜 1 9と、機械取り付け用の機能を兼ねる取り付け平面 2 0部分から構成される。この台座 1 1の材質は、機械の可動部に搭載することを考慮して、機械的強度が大きく、しかも軽量であるものが望ましい。例として、ここでは、材質はアルミ一体成形品としている。

台座足 1 6〜 1 9には、それぞれ多軸用サーポアンプモジュールを位置決め及び固定するための貫通穴 1 6 a〜 l 9 aが、多軸用サーポアンプモジュール正面図において垂直方向に備えられている。

プリント基板 1 0と台座 1 1は、お互いが相対的に強固に固定されている。例としては、プリント基板 1 0側にネジ用の穴を複数箇所設け、かつ、台座側にそのネジ用の雌ネジタップを同じ箇所分装備することで、プリント基板 1 0を台座 1 1に強固に固定できる。

図 3は、多軸用サ一ポアンプモジュールを複数実装し上位コントローラに対して多軸サーポアンプ機能部を構成するためのベースプレートを兼ねた多軸用ィン夕一フェイス基板単体を示し、図 3 ( a )は、その正面図（陰線表示）、図 3 ( b ) は、その下面図を示している。

ここでの例では、この多軸用インターフェイス基板 7は、多軸用サ一ポアンプモジュールを 6個実装可能な、つまり、 6軸分のモータを駆動可能な装置を構成するためのベースプレ一ト基板となる。

この多軸用インターフェイス基板 7には、多軸用サ一ポアンプモジュールに電気的に動力や制御信号を接続するコネク夕が、基板両面にそれぞれちどり状配置で、かつ、それぞれの面で交互配置となるよう搭載されている。

詳しく述べると、図中のコネクタ 2 3と 2 4は、多軸用サーボアンプモジユール 1 ( 1軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用インターフェイス基板 7の表面に搭載されている。また、コネクタ 2 3 aと 2 4 aは、多軸用サ一ボアンプモジュール 2. ( 2軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用イン夕一フェイス基板 7の裏面に搭載されている。

同じく、コネクタ 2 5と 2 6は、多軸用サーボアンプモジュール 3 ( 3軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用インターフェイス基板 7の表面に搭載されている。また、コネクタ 2 5 aと 2 6 aは、多軸用サ一ボアンプモジユール 4 ( 4軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用インターフェイス基板 7の裏面に搭載されている。

同じく、コネクタ 2 7と 2 8は、多軸用サーポアンプモジュール 5 ( 5軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用ィン夕一フェイス基板 7の表面に搭載されている。また、コネクタ 2 7 aと 2 8 aは、多軸用サーポアンプモジュ一ル 6 ( 6軸目）と電気的に接続するコネクタであり、多軸用インターフェイス基板 7の裏面に搭載されている。

このように、多軸用インターフェイス基板 7の表面には、コネクタ 2 3〜 2 8 が、多軸用イン夕一フェイス基板 7の裏面には、コネクタ 2 3 a〜 2 8 aが、それぞれの面にちどり状に配置され、力つ、表面と裏面のコネクタが干渉しないように交互配置されている。

さらには、これらのコネクタ 2 3、コネクタ 2 4は、多軸サ一ポアンプモジュ —ル 1 ( 1軸目）に搭載される多軸用インターフェイス基板との接続コネクタ 1 2とコネクタ 1 3と相対的に同じピッチで配置されている。他の、コネクタ 2 5 とコネクタ 2 6、コネクタ 2 7とコネクタ 2 8、コネクタ 2 3 aと 2 4 a、コネクタ 2 5 aと 2 6 a、 2 7 a 2 8 aも同一ピッチで配置されている。

また、多軸用イン夕一フェイス基板 7上には、上位コントローラと伝送を行なうための、通信インタ一フェイス機能部や、コネクタ 2 9〜 3 2に示すような、装置に電源供給を行なうコネクタや、上位制御装置からの制御信号、信号入出力、伝送等の電気的接続を行なうコネクタが搭載されている。

さらに、多軸用サ一ポアンプモジュールを搭載し全体として多軸サーポアンプ装置を構成するに必要とされる電子部品も搭載されているが、図では省略する。図中 3 3〜 3 6は、多軸用サーボアンプモジュールを位置決め及び固定するための穴で、この例では、多軸用サ一ポアンプモジュール 1 ( 1軸目）と多軸用サーポアンプモジュール 2 (2軸目）用を兼ねており、これらの二つの多軸用サーポアンプモジュールを共に固定するためのものである。

同様に、 37〜40は、多軸用サ一ポアンプモジュール 3 (3軸目）と多軸用サ一ポアンプモジュール 4 (4軸目）を共に位置決め及び固定するための穴であり、 41〜44は、多軸用サーポアンプモジュール 5 (5軸目）と多軸用サーポアンプモジュール 6 (6軸目）を共に位置決め及び固定するための穴ある。図 4は、図 2の多軸用サ一ポアンプモジュールと図 3の多軸用ィン夕ーフェイス基板の分解図である。ここでは、分解例として、多軸用サーポアンプモジユール 5 (5軸目)と多軸用サ一ポアンプモジュール 6 (6軸目）のみを示している。図 5は、図 2の多軸用サーポアンプモジュール 6軸分を図 3の多軸用ィンタ一フェイス基板に実装した図を示し、図 5 (a) は、その正面図（陰線表示）、図 5 (b) は、その下面図を示している。

次に、ベースプレートを兼ねた多軸用インターフェイス基板 7に二つの多軸用サーポアンプモジュール 5 (5軸目）とサ一ポアンプモジュール 6 (6軸目）を実装する方法を、順を追って説明する。

' 多軸用サ一ポアンプモジュール 5 (5軸目）上に搭載された多軸用インターフェイス基板との接続コネクタ 12とコネクタ 13 (いずれも図 2中）を、多軸用インタ一フェイス基板 7上の表面側に搭載された多軸用サーポアンプモジュールとの接続コネクタ 27とコネクタ 28 (いずれも図 3中）とそれぞれ嵌合させる。

05 (a) 中の 49、 50は、そのコネクタ嵌合位置を示す。同様に、多軸用サーポアンプモジュール 5と同一形状で、かつ、同一機能である、多軸用サ一ポアンプモジュール 6 (6軸目）上に搭載された多軸用インタ一フェイス基板との接続コネクタ 12とコネクタ 13を、多軸用インターフェイス基板 7上の裏面側に搭載された多軸用サーポアンプモジュールの接続コネクタ 27 aとコネクタ 2 8 aとそれぞれ嵌合させる。

図 5 (a) 中の 49 a、 50 aは、そのコネクタ嵌合位置を示す。これは、多軸用サーポアンプモジュール上に多軸用インターフェイス基板との接続コネクタ 12とコネクタ 13を対角領域に配置し、同時に、多軸用インターフェイス基板 7の表面と裏面の両面それぞれに多軸用サーボアンプモジュールとの接続コネク夕をちどり状に配置し、つ、多軸用インターフェイス基板 7の表面と裏面の多軸用サーポアンプモジュールとの接続コネクタが干渉しないように交互配置したことにより、多軸用インターフェイス基板上の同位置両面に多軸用サーポアンプモジュールを対で挟み込み実装することが可能となる。このとき、多軸用サ一ポアンプモジュールのプリント基板 1 0は、多軸用インタ一フェイス基板 7の平面に対して、平行となるように実装される。 .

続いて、この状態で、多軸用イン夕一フェイス基板の両面に対してそれぞれ平行に実装された、この二つの多軸用サーポアンプモジュールを固定する方法を説明する。

図 4において、多軸用サーポアンプモジュール 5 ( 5軸目）の四隅の一つに位置する台座足 1 6に、多軸用サーボアンプモジュールを位置決め及び固定するための貫通穴 1 6 aがあいている。また、多軸用サ一ポアンプモジュール 6 ( 6軸目）にも同様に、台座足 1 8に位置決め及び固定するための貫通穴 1 8 aがあいている。さらに、多軸用インタ一フェイス基板 7においても、多軸用サ一ボアンプモジュールを位置決め及び固定するための穴 4 4があいている。 —

今、多軸用サ一ポアンプモジュール 5 ( 5軸目）と多軸用サ一ポアンプモジュ —ル 6 ( 6軸目）を多軸用インタ一フェイス基板 7に実装したとき、これらの、貫通穴 1 8 aと穴 4 4と貫通穴 1 6 aは連続する。つまり、多軸用サーポアンプモジュールを対で挟み込むように実装することによって出来る連続する貫通穴である。これに、この連続する貫通穴を通り、かつ、十分な長さをもったネジ 8と、そのネジに適合するナツト 9を用い、二つの多軸用サーボアンプモジュールで多軸用インタ一フェイス基板を挟み込むように固定することが可能となる。同様に、残りの 3箇所の四隅に出来る連続する穴にもネジとナツトを用いて固定する。以上に説明した、多軸用サ一ボアンプモジュール 5 ( 5軸目）と多軸サ一ポアンプモジュール 6 ( 6軸目）の多軸用インターフェイス基板への実装方法と、これらを対で、多軸用インターフェイス基板を挟み込むように固定する方法を、多軸用サーポアンプモジュール 1 ( 1軸目）と多軸用サ一ボアンプモジュール 2 ( 2 軸目）の対、多軸用サーポアンプモジュール 3 ( 3軸目）と多軸用サーボアンプモジュール 4 ( 4軸目）の対、それぞれに適用することで、多軸用インターフエィス基板上に計 6個のサ一ボアンプモジュールを並置して実装可能とし、 6軸のサーポアンプ装置が構成可能となる。

以上の説明のように、ベースプレート平面に対して多軸用サーポアンプモジュールを平行に実装するため、従来の多軸サーポアンプ装置より、ベースプレート厚さ方向に低い、薄型の多軸サーポアンプが実現可能となる。

また、ベ一スプレート平面に対して多軸サーポアンプモジュールを平行に実装すると、垂直に実装する場合よりも、実装面積を多く必要とするため実装効率が悪くなるという欠点があるが、これを解消すべく、ベースプレートの両面に実装可能としたため、実装面積を増やし、効率的な実装が実現可能となる。

次に、この多軸サーポアンプ装置を産業用機械に搭載する実施例として、電子部品等をプリント基板に自動実装するチップマウンタを用いて説明する。

図 6は、チップマウン夕の可動部に搭載した多軸サーポアンプ装置の等角図であり、 5 1はマウンタテーブル、 5 2はマウン夕ヘッドであり、マウン夕ヘッド

5 2は、マウンタテーブル 5 1上を水平方向、あるいは、垂直方向に可動する機構となっている。そのマウンタヘッド 5 2の取り付け平面 6 6は、アルミ等の金属製であり、直接、多軸サーポアンプ装置 5 3を搭載可能な、機械的強度と平面度、平行度を持っている。

図 7に示すマウン夕へッドの取り付け平面 6 6には、多軸サーポアンプ装置を搭載する際に使用するネジ穴タップが準備されている。

5 4〜5 7は、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップであり、この 4 つの穴で囲まれた領域平面である 6 7は、多軸用サ一ポアンプモジュール 2 ( 2 軸目）取り付け用の平面となる。

同様に、 5 8〜6 1も、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップであり、この 4つの穴で囲まれた領域平面である 6 8は、多軸用サ一ボアンプモジュール 4 ( 4軸目）取り付け用の平面となる。

同様に、 6 2〜6 5も、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップであり、この 4つの穴で囲まれた領域平面である 6 9は、多軸用サーポアンプモジュール

6 ( 6軸目）取り付け用の平面となる。

6 6〜6 8の取り付け平面は、直接、多軸サ一ボアンプ装置 5 3を搭載可能な、機械的強度と平面度、平行度と穴深さを有している。

図 8は、マウン夕ヘッド 5 2 (機械可動部）に多軸サ一ポアンプ装置の取り付けを示すものである。多軸用サーボアンプモジュール 2 ( 2'軸目）、多軸用サ一ポアンプモジュール 4 ( 4軸目）、多軸用サーポアンプモジュール 6 ( 6軸目）は、それぞれの多軸用サ一ボアンプモジュールの台座部分に、機械取り付け用の台座取り付け平面 2 0を持っている（図 2中）。この平面 2 0も、機械可動部に搭載可能な、機械的強度と平面度、平行度を有している。

今、図 5中に示す、多軸用サ一ポアンプモジュール 1 ( 1軸目）と多軸用サーボアンプモジュール 2 ( 2軸目）と多軸用イン夕一フェイス基板 7の固定用の穴位置 7 1〜 7 4は、図 7中に示す、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タツプ 5 4〜 5 7の位置に、多軸用サ一ポアンプモジュール 2 ( 2軸目）の機械取り付け用の台座取り付け平面 2 0が、チップマウン夕の多軸用サーポアンプモジュール取り付け用の平面 6 7と、面接触して位置決めされる。

ここで、図 8に示すように、多軸サ一ポアンプ固定用ネジ 7 0を用い、このネジにより、多軸用サーポアンプモジュール台座足の穴に通すことで、多軸用サ一ポアンプモジュールと多軸用インターフェイス基板を保持した形で、チップマウン夕の多軸サーボアンプ装置取り付け用ネジ穴タップ 5 4〜 5 7の 4箇所に、ネジ固定される。

同様に、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップ 5 8〜 6 1の位置に、多軸用サーポアンプモジュール 4 ( 4軸目）の機械取り付け用の台座取り付け平面 2 0が、チップマウン夕の多軸用サーポアンプモジュール取り付け用の平面 6 8と、面接触して位置決めされ、多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップ 6 2〜 6 5の位置に、多軸用サーポアンプモジュール 6 ( 6軸目）の機械取り付け用の台座取り付け平面 2 0が、チップマウン夕の多軸用サーポアンプモジユール取り付け用の平面 6 9と、面接触して位置決めされる。

さらに、これらは、多軸サ一ポアンプ装置固定用ネジ 7 0により、チップマウン夕の多軸サーポアンプ装置取り付け用ネジ穴タップ 5 8〜 6 1 、 6 2〜 6 5に、それぞれ、ネジ固定される。

このように、サーボアンプモジュール自身に平面度及び平行度と強度を持った取り付け平面及び構造を設けることにより、チップマウン夕等の半導体製造装置などの機械置の可動部上に、本発明の薄型の多軸サーポアンプ装置を、直接取り付け可能となる。

以上の説明のように、薄型の多軸サーポアンプを機械搭載面に対して装置全体の厚さが小さくなるように搭載可能なので、機械搭載面から見た多軸サーポアンプ装置全体の厚さは小さくなり、この厚みに伴い、耐振動衝撃性と機械的剛性が増大することから、高速動作を要する機械装置可動部への搭載が可能となる。また、今回の実施例は、 6軸サーボアンプ装置であるが、応用形としては、この 6軸用の多軸用ィンタ一フェイス基板には、 1軸分の多軸用サーポアンプモジユールから最大で 6軸分の多軸用サ一ボアンプモジユールが実装できる形態がある。前記の説明では、多軸用イン夕一フェイス基板上の同位置両面にそれぞれ多軸用サ一ポアンプモジュールを実装し、それらを対で挟み込むように固定する方法であつたが、多軸用インターフェイス基板の表面、あるいは、裏面のいずれか一方面のみに多軸用サーポアンプモジュールを実装し、それを多軸用ィンターフェイス基板と固定するに適した長さにあるネジと、それに適合するナツト用い、多軸用サーポアンプモジュールを多軸用インタ一フェイス基板に固定する方法も可能である。つまり、最大軸数内であれば、 1軸〜 6軸分まで、自由に多軸用サーポアンプモジュールの軸数を遒択できるものである。，

さらなる応用としては、 6軸用インタ一フェイス基板を任意の数、例えば、 8 軸、 1 0軸、 1 2軸等の軸数分の多軸用サーポアンプモジュールを実装可能な多軸用インタ一フェイス基板を用いることで、軸数は自由に選択できる。つまり、多軸用インターフェイス基板を単軸〜複数軸用まで用意することにより、用途に応じて柔軟に対応可能な、任意の軸数の多軸サーポアンプ装置を提供できる。また、別の応用としては、本実施例のように、多軸用サーボアンプモジュールを直線的に並置して並べるに限らない。つまり、今回の実施例においては、図 5 ( a ) に示すように、多軸用サ一ポアンプモジュール 1 ( 1,軸目）と多軸用サーボアンプモジュール 2 ( 2軸目）の対と、多軸用サ一ボアンプモジュール 3 ( 3 軸目）と多軸用サ一ポアンプモジュール 4 ( 4軸目）の対と、多軸用サーボアンプモジュール 5 ( 5軸目）と多軸用サーボアンプモジュール 6 ( 6軸目）の対とを直線的に隣接して、並置実装したが、実施例で説明した、二つの多軸用サーポァンプモジュールを対で多軸用インターフェイス基板の同位置両面へ実装できる構造と、これらを対で、多軸用インターフェイス基板を挟み込むように固定できる構造を確保すれば、直線配列でなく、多軸用ィン夕一フェイス基板上の任意の位置に実装が可能となる。これにより、用途に応じた形状に柔軟に対応可能な多軸サ一ボアンプ装置が提できる。

[産業上の利用可能性]

本発明は、特に産業機械用のモータ駆動用多軸サーポアンプ装置に使用される多軸用サーポモジュールの実装方法に適用して、薄型で耐振動衝撃性の強い装置構造を実現し、薄型スペースへ設置可能で、かつ、機械可動部に搭載可能な多軸サ一ポアンプ装置を製造、提供する分野に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 半導体パワー素子が搭載された同一形状及び同一機能を有するモータ駆動用のサ一ポアンプモジュールを複数台備えた多軸サ一ポアンプ装置における多軸用サ一ポアンプモジュールの実装方法において、

前記多軸用サ一ポアンプモジュールを複数実装し、上位コントローラに対して多軸サーポアンプ機能部を構成するための多軸用イン夕一フェイス基板をベースプレートとし、前記多軸用ィンタ一フェイス基板面に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを平行に実装し、前記多軸用ィンターフェイス基板に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを両面実装し、前記多軸用インターフェイス基板上に前記多軸用サーポアンプモジュールを効率的に複数台実装することを特徵とする多軸用サ —ポアンプモジュールの実装方法。

2 . 前記多軸用サーポアンプモジュール上に前記多軸用インターフェイス基板との接続コネクタを対角領域に配置し、前記多軸用インターフェイス基板の表面と裏面の両面それぞれに前記多軸用サ一ポアンプモジュールとの接続コネクタをちどり状に配置し、かつ、前記多軸用イン夕一フェイス基板の表面と裏面の前記多軸用サーポアンプモジュールとの接続コネクタが干渉しないように交互配置し、前記多軸用インターフェイス基板上の同位置両面に、前記多軸用サーポアンプモジュールをそれぞれ一つずつ対で挟み込むように両面実装し、かつ、前記多軸用インターフェイス基板上に前記多軸用サーポアンプモジュールを並べて並置実装し、前記多軸用インタ一フェイス基板上に前記多軸用サ一ポアンプモジュールを効率的に複数台実装することを特徴とする請求項 1記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法。

3 . 前記多軸用サーポアンプモジュールに固定用の貫通穴を設け、前記多軸用インターフェイス基板上の同位置両面に前記多軸用サーポアンプモジュールをそれぞれ一つずつ対で挟み込むように両面実装することによって出来る連続する貫通穴を用い、前記多軸用インタ一フェイス基板上に前記多軸用サ一ポアンプモジユールを対で挟み込み固定することを特徴とする請求項 1記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法。

4. 前記多軸用サーボアンプモジュール自身に平面度及び平行度と強度を持つた取り付け平面及び構造を設け、機械装置可動部の搭載面に対する前記多軸サーポアンプ装置全体の厚さが小さくなるように、前記多軸サ一ポアンプ装置を前記機械装置可動部上に直接取り付け搭載することを特徴とする請求項 1〜 3のいずれか 1項記載の多軸用サーポアンプモジュールの実装方法。