WO2020071468A1 - ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法 - Google Patents

ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法

Info

Publication number
WO2020071468A1
WO2020071468A1 PCT/JP2019/039058 JP2019039058W WO2020071468A1 WO 2020071468 A1 WO2020071468 A1 WO 2020071468A1 JP 2019039058 W JP2019039058 W JP 2019039058W WO 2020071468 A1 WO2020071468 A1 WO 2020071468A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
robot
control device
power module
power modules
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
千恵 堺
毅 田頭
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to CN201980064017.4A priority Critical patent/CN112770879B/zh
Publication of WO2020071468A1 publication Critical patent/WO2020071468A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/74—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more ac dynamo-electric motors

Definitions

  • the present invention relates to a robot control device and a method for manufacturing the robot control device.
  • a motor for driving each axis of the robot is generally driven by a power module including a plurality of power semiconductor chips represented by IGBTs.
  • IGBTs power semiconductor chips represented by IGBTs.
  • an IPM intelligent power module
  • a drive circuit and a protection circuit are integrated with an IGBT.
  • there is a technique of mounting a plurality of power modules for driving a motor for a vehicle on a substrate for example, see Patent Documents 1 and 2).
  • the articulated robot since the articulated robot has a plurality of motors having different outputs for each axis, in a conventional robot controller, it is necessary to prepare a plurality of substrates in different forms according to various power combinations. It was inevitable that the size would increase.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to reduce the size of a robot controller.
  • a robot control device is a control device that drives a plurality of axes, and controls the operation of a robot having a plurality of motors having different outputs according to the respective axes.
  • a plurality of power modules configured to supply driving power and a plurality of spaces on one main surface where power modules can be arranged are provided, and each space has a through hole according to the pin arrangement of the power module.
  • the articulated robot has a plurality of motors having different outputs for each axis
  • a plurality of power modules used for driving the motors have a rated current of at least one power module different from a rated current of another power module. Specifications are required.
  • the standard of the package is unified so that all the power modules have the same pin arrangement, and a plurality of spaces in which the power modules can be arranged are provided in advance on one main surface.
  • the shapes and sizes of the plurality of power modules may be the same.
  • the power module may be configured as an intelligent power module in which a power conversion circuit in which a plurality of power semiconductor switching elements are bridge-connected and a drive circuit for driving the power semiconductor switching elements are stored in one package. .
  • one heat sink may be attached to the plurality of power modules.
  • a method of manufacturing a robot control device is a method of manufacturing a control device that drives a plurality of axes of a robot and controls the operation of the robot having a plurality of motors having different outputs depending on the respective axes.
  • a single circuit board provided with a plurality of spaces on one main surface where power modules can be arranged, and a through hole provided in each of the plurality of spaces according to the pin arrangement of the power module.
  • a robot control device and a method of manufacturing the robot control device can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a robot according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of a control device. It is the top view which showed typically the circuit board and power module which comprise the servo unit of a control apparatus. It is the figure which showed the cross section of the circuit board and one power module typically. It is the 1st perspective view which looked at the circuit board inside a control device from the back. It is the 2nd perspective view which looked at the circuit board inside a control device from the back.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a robot according to one embodiment of the present invention.
  • the robot may include any of a plurality of movable members necessary for the operation, and may be configured to be driven by a plurality of motors. Therefore, in this embodiment, the robot is typically an articulated robot, but is not limited to this.
  • a robot 1 includes a first link 11 and a second link (hereinafter, also referred to as “lower arm”) 12 attached to a base link (base) 10 fixed to an installation surface such as a floor of a factory.
  • a third link (hereinafter, also referred to as an “upper arm”) 13 and a flange 14 are sequentially connected by a first joint JT1 to a sixth joint JT6.
  • the robot 1 according to the present embodiment includes a torsion joint (JT1), a bending joint (JT2), a bending joint (JT3), a torsion joint (JT4), a bending joint (JT5), and a torsion joint (JT6) from the base end to the tip end. ), And are sequentially connected by a plurality of links (10 to 14) via these joints.
  • the robot 1 is a 6-axis vertical articulated robot.
  • the first link 11 is connected to the base 10 by a first joint JT1 so as to be able to rotate.
  • the lower arm 12 is supported on the upper end of the first link 11 by a second joint JT2 so as to be pivotable in the vertical (vertical) direction.
  • the upper arm 13 is supported at the distal end of the lower arm 12 by a third joint JT3 so as to be pivotable in the vertical direction, and is supported by a fourth joint JT4 so as to be able to twist and rotate.
  • the flange 14 is supported at the distal end of the upper arm 13 by a sixth joint JT6 so as to be rotatable.
  • a servo motor, a brake for braking the rotation of the servo motor, and a position sensor for detecting the rotational position of the servo motor are provided so as to correspond to the first joint JT1 to the sixth joint JT6, respectively (all shown in the figure). Zu).
  • control device 2 is a robot controller including a computer such as a microcontroller, and is connected to the robot 1 via a cable.
  • the control device 2 is not limited to a single device, and may be configured by a plurality of devices.
  • FIG. 2 is a block diagram of the control device 2. As shown in FIG. 2, the control device 2 includes a servo unit 20, a control unit 21, a power unit 22, and a cooling unit 23.
  • the servo unit 20 supplies drive power to the servo motors M1 to M6 of the robot 1 according to the command.
  • the servo motors M1 to M6 are provided at the first joint JT1 to the sixth joint JT6 (see FIG. 1) of the robot 1, respectively.
  • Servo motors M1 to M3 provided for the three first to third joints JT1 to JT3 on the main body base side are servomotors having relatively large outputs.
  • servomotors M4 to M6 provided on the three fourth joints JT4 to JT6 on the opposite side to the main body base, that is, on the wrist side, use servomotors having relatively small outputs. That is, in the robot 1, the torque, that is, the driving power (motor output) differs depending on each axis (each joint).
  • the control unit 21 performs various calculations, controls the operation of the robot 1 via the servo unit 20, and controls the operation of various units such as the power unit 22 and the cooling unit 23.
  • the power unit 22 supplies power to the servo unit 20, the control unit 21, and the cooling unit 23.
  • the power unit 22 includes, for example, an AC / DC converter that converts three-phase AC power output from an AC power supply into DC power and outputs the DC power, a smoothing capacitor that smoothes a DC output voltage, and the like (not shown).
  • the cooling unit 23 includes a cooling fan and a heat sink, and cools the inside of the control device 2 heated by the heating element.
  • FIG. 3A is a plan view schematically showing only the circuit board 200 constituting the servo unit 20. As shown in FIG. 3A, eight spaces 200a where power modules 201 can be arranged are provided on one main surface of one circuit board 200. Each space 200a is provided with a through hole 200b corresponding to the pin arrangement of the power module 201. The through hole 200b of each space 200a is provided according to the pin arrangement of the terminal 201a of the power module 201.
  • FIG. 3B is a plan view schematically showing the power module 201 arranged on the circuit board 200.
  • the six power modules 201 are configured to supply drive power to each of the servomotors M1 to M6 of the six joints JT1 to JT6.
  • the six power modules 201 used for driving the servo motors M1 to M6 are required to have specifications in which the rated current of at least one power module is different from the rated current of another power module.
  • three power modules 201 for driving the servo motors M1 to M3 each having a relatively large rated current (100 A) are used.
  • the three power modules 201 that drive each of the servo motors M4 to M6 have a relatively small rated current (50 A).
  • the power module 201 is configured as an intelligent power module (IPM) in which a power conversion circuit in which a plurality of power semiconductor switching elements are bridge-connected and a drive circuit for driving the power semiconductor switching elements are stored in one package.
  • IPM intelligent power module
  • the standard of the package is unified so that the pin arrangement of all the power modules 201 is the same.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section of one power module 201 (IV-IV section) on the circuit board 200 of FIG. 3B.
  • a power module 201 is arranged according to a space 200a provided on a circuit board 200.
  • the terminal 201a of the power module 201 is inserted into the through hole 200b provided in the space 200a on the circuit board 200.
  • FIG. 5 is a first perspective view of the circuit board 200 inside the control device 2 as viewed from the back side.
  • FIG. 5 shows a state before the bottom panel and the front side panel are attached to the housing 203 of the control device 2.
  • the housing 203 of the control device 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the space inside the housing 203 is divided into an upper first space and a lower second space by the main surface of the middle panel 210 having a flat plate shape.
  • the circuit board 200 is arranged on the main surface of the middle panel 210 in the second space.
  • Six power modules 201 are arranged on the circuit board 200.
  • the packages of all the power modules 201 have a substantially rectangular shape in plan view, and the shapes and sizes of the packages are the same.
  • the upper first space is a closed space, whereas the lower second space is not closed.
  • one side panel panel 211 is provided with an air-cooling fan constituting the cooling unit 23, and the other side panel panel 212 is provided with an air vent.
  • FIG. 6 is a second perspective view of the circuit board 200 inside the control device 2 as viewed from the back side.
  • FIG. 6 differs from FIG. 5 in that a heat sink 204 is mounted on a circuit board 200.
  • the heat sink 204 is attached so as to cover the upper surfaces of the six power modules 201 on the circuit board 200. Since the shape and size of the package of the six power modules 201 are the same, the power modules 201 as the heating elements can be efficiently cooled from above.
  • the heat sink 204 an integrally formed heat sink is used as the heat sink 204.
  • a groove is formed in the heat sink 204 along the direction from one side panel panel 211 to the other side panel panel 212 so that air can easily flow. Further, the heat sink 204 has a groove formed on the back side of a portion not in contact with the power module 201 for weight reduction.
  • the standard of the package is unified so that all the power modules 201 have the same pin arrangement, and a space 200a in which the power modules 201 can be arranged in advance on one main surface of the circuit board 200 is set in advance.
  • the power module can be selected and arranged, and the size of the control device can be reduced. Can be realized.
  • the present embodiment also discloses a method of manufacturing the control device 2 that drives a plurality of axes of the robot 1 and controls the operation of the robot 1 having a plurality of motors having different outputs for each axis.
  • this method on one main surface, eight spaces 200a in which the power module 201 can be arranged are provided, and each of the eight spaces 200a is provided with a through hole 200b corresponding to the pin arrangement of the power module 201.
  • the robot 1 of each of the above embodiments is a vertical articulated robot, but may be a horizontal articulated robot.
  • circuit board 200 of the above embodiment is a single board, the circuit board 200 may be combined with a plurality of board elements.
  • the present invention is useful for a control device of an articulated robot.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本発明のロボット制御装置は、複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボットの動作を制御する制御装置である。ロボット制御装置は、前記複数のモータのそれぞれに駆動電力を供給するように構成された複数のパワーモジュールと、一主面上において、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、各スペースにはパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板と、を備える。前記複数のパワーモジュールのうち、少なくとも一のパワーモジュールの定格電流が他の一のパワーモジュールの定格電流と異なり、且つ、各パワーモジュールが同一のピン配置を有する。

Description

ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法
　本発明は、ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法に関する。
　一般に、多関節ロボットでは、基端側の関節に設けられた軸はロボット全体を支えるために大きなトルクが必要となるため、大きな駆動電力（モータ出力）が必要である。一方、先端側の関節に設けられた軸は、支える量が減りトルクも小さくなるため、比較的小さな電力で駆動できる。ロボットの各軸を駆動するモータは、ＩＧＢＴに代表される複数のパワー半導体チップを備えたパワーモジュールによって駆動するのが一般的である。最近では、パワーモジュールとして、ＩＧＢＴにその駆動回路や保護回路を一体化したＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）が実用化されている。本発明の先行技術として、車両用のモータを駆動するための複数のパワーモジュールを基板上に実装する技術がある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特許第５２６０３４７号 特許第４３１３２７２号
　上記のように、多関節ロボットは、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するため、従来のロボットコントローラでは、いろんなパワーの組み合わせに応じて異なる形態の基板を複数用意しなければならず、装置の大型化が避けられなかった。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ロボットコントローラの小型化を図ることを目的としている。
　本発明の一態様に係るロボット制御装置は、複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボットの動作を制御する制御装置であって、前記複数のモータのそれぞれに駆動電力を供給するように構成された複数のパワーモジュールと、一主面上において、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、各スペースにはパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板と、を備え、前記複数のパワーモジュールのうち、少なくとも一のパワーモジュールの定格電流が他の一のパワーモジュールの定格電流と異なり、且つ、各パワーモジュールが同一のピン配置を有するものである。
　多関節ロボットは各軸によって異なる出力の複数のモータを有するため、モータの駆動に使用される複数のパワーモジュールは、少なくとも一のパワーモジュールの定格電流が他の一のパワーモジュールの定格電流と異なる仕様が要求される。上記構成によれば、全てのパワーモジュールが同一のピン配置を有するようにパッケージの規格を統一するとともに、一主面上において、予め、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、各スペースにパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板を準備することで、複数のパワーモジュールを選択して配置することができ、制御装置の小型化を実現できる。
　また、前記複数のパワーモジュールの形状及び大きさが同一であってもよい。
　また、前記パワーモジュールは、複数のパワー半導体スイッチング素子をブリッジ接続した電力変換回路と、前記パワー半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とを１つのパッケージに格納してインテリジェントパワーモジュールとして構成されてもよい。
　また、一つのヒートシンクが前記複数のパワーモジュールに取り付けられてもよい。
　本発明のその他の態様に係るロボット制御装置の製造方法は、ロボットの複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボットの動作を制御する制御装置を製造する方法であって、一主面上において、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、前記複数のスペースの各々にパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板を準備することと、複数種類の定格電流の各々に対応する少なくとも１のパワーモジュールを準備することと、前記複数のスペースの各々に、前記複数の定格電流のうちの任意の１のものを定格電流とするパワーモジュールを、前記パワーモジュールから選択して配置すること、を含み、前記全てのパワーモジュールのピン配置が同一であるものである。
　本発明によれば、ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るロボットの構成を示す斜視図である。 制御装置のブロック図である。 制御装置のサーボユニットを構成する回路基板及びパワーモジュールを模式的に示した平面図である。 回路基板及び一のパワーモジュールの断面を模式的に示した図である。 制御装置内部の回路基板を裏側から見た第１の斜視図である。 制御装置内部の回路基板を裏側から見た第２の斜視図である。
　本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るロボットの構成を示す斜視図である。本実施形態においてロボットは、動作に必要な複数の可動部材を備えていて、それらを複数のモータによって駆動するよう構成されたものであればよい。従って、本実施形態において、ロボットは、典型的には、多関節ロボットであるが、これには限定されない。図１に示すように、ロボット１は、工場の床面などの据え付け面に固定されるベースリンク（ベース）１０に、第１リンク１１、第２リンク（以下、「下部アーム」ともいう）１２、第３リンク（以下、「上部アーム」ともいう）１３、フランジ１４を第１関節ＪＴ１～第６関節ＪＴ６により順次連結して構成されている。本実施形態のロボット１は、基端から先端に向かって、ねじり関節（ＪＴ１）、曲げ関節（ＪＴ２）、曲げ関節（ＪＴ３）、捩り関節（ＪＴ４）、曲げ関節（ＪＴ５）および捩り関節（ＪＴ６）を有し、これらの関節を介して複数のリンク（１０～１４）により順次連結して構成されている。ロボット１は、６軸の垂直多関節型のロボットである。
　第１リンク１１はベース１０上に第１関節ＪＴ１によって捻り回転可能に連結される。下部アーム１２は第１リンク１１の上端部に第２関節ＪＴ２によって上下（鉛直）方向に旋回可能に支持される。上部アーム１３は下部アーム１２の先端部に第３関節ＪＴ３によって上下方向に旋回可能に支持されるとともに、第４関節ＪＴ４によって捻り回転可能に支持される。フランジ１４は上部アーム１３の先端部に第６関節ＪＴ６によって捩り回転可能に支持される。第１関節ＪＴ１～第６関節ＪＴ６それぞれに対応付けられるように、サーボモータ、サーボモータの回転を制動するブレーキ、及び、サーボモータの回転位置を検出する位置センサがそれぞれ設けられる（いずれも図示せず）。
　制御装置２は、本実施形態では、マイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラであり、ロボット１とケーブルを介して接続される。制御装置２は単一の装置とは限らず、複数の装置で構成されてもよい。
　図２は、制御装置２のブロック図である。図２に示すように、制御装置２は、サーボユニット２０と、制御ユニット２１と、パワーユニット２２と、冷却ユニット２３と、を備える。
　サーボユニット２０は、指令に応じてロボット１のサーボモータＭ１～Ｍ６に駆動電力を供給する。サーボモータＭ１～Ｍ６は、ロボット１の第１関節ＪＴ１～第６関節ＪＴ６（図１参照）にそれぞれ設けられる。本体ベース側にある３つの第１関節ＪＴ１～第３関節ＪＴ３に設けられたサーボモータＭ１～Ｍ３は、相対的に出力の大きなサーボモータが使用される。一方、本体ベースとは反対側すなわちリスト側にある３つの第４関節ＪＴ４～第６関節ＪＴ６に設けられたサーボモータＭ４～Ｍ６は、相対的に出力の小さなサーボモータが使用される。つまり、ロボット１では、各軸（各関節）によって、トルク、すなわち駆動電力（モータ出力）が異なる。
　制御ユニット２１は、各種演算を行い、サーボユニット２０介してロボット１の動作を制御するとともに、パワーユニット２２や冷却ユニット２３等の各種ユニットの動作を制御する。
　パワーユニット２２は、サーボユニット２０、制御ユニット２１及び冷却ユニット２３に電力を供給する。パワーユニット２２は、例えば、交流電源から出力された三相交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部と、直流出力電圧を平滑化する平滑用コンデンサ等を備える（図示せず）。また、冷却ユニット２３は、冷却用のファンやヒートシンクで構成され、発熱素子によって熱せられた制御装置２内部を冷却する。
　図３（ａ）は、サーボユニット２０を構成する回路基板２００のみを模式的に示した平面図である。図３（ａ）に示すように、１枚の回路基板２００の一主面上に、パワーモジュール２０１を配置可能なスペース２００ａが８つ設けられる。各スペース２００ａにはパワーモジュール２０１のピン配置に応じた貫通孔２００ｂが設けられる。各スペース２００ａの貫通孔２００ｂは、パワーモジュール２０１の端子２０１ａのピン配置に応じて設けられている。
　図３（ｂ）は、回路基板２００上に配置されたパワーモジュール２０１を模式的に示した平面図である。図３（ｂ）に示すように、８つの配置スペース２００ａのうち、６つの配置スペース２００ａそれぞれに６つのパワーモジュール２０１が配置されている。６つのパワーモジュール２０１は、６つの関節ＪＴ１～ＪＴ６のサーボモータＭ１～Ｍ６のそれぞれに駆動電力を供給するように構成されている。サーボモータＭ１～Ｍ６の駆動に使用される６つのパワーモジュール２０１は、少なくとも一のパワーモジュールの定格電流が他の一のパワーモジュールの定格電流と異なる仕様が要求される。本実施形態では、サーボモータＭ１～Ｍ６の出力に対応すべく、サーボモータＭ１～Ｍ３のそれぞれを駆動する３つのパワーモジュール２０１は定格電流（１００Ａ）が相対的に大きいものを使用している。一方、サーボモータＭ４～Ｍ６のそれぞれを駆動する３つのパワーモジュール２０１は定格電流（５０Ａ）が相対的に小さいものを使用している。
　パワーモジュール２０１は、複数のパワー半導体スイッチング素子をブリッジ接続した電力変換回路と、パワー半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とを１つのパッケージに格納してインテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）として構成される。本実施形態では、全てのパワーモジュール２０１のピン配置が同じになるようにパッケージの規格を統一している。
　図４は、図３（ｂ）の回路基板２００上の一のパワーモジュール２０１（ＩＶ－ＩＶ部）の断面を模式的に示した図である。図４に示すように、回路基板２００上に設けられたスペース２００ａに応じてパワーモジュール２０１が配置される。パワーモジュール２０１の端子２０１ａが回路基板２００上のスペース２００ａに設けられた貫通孔２００ｂに挿入される。
　図５は、制御装置２内部の回路基板２００を裏側から見た第１の斜視図である。図５では、制御装置２の筐体２０３において底板パネル及び正面側の側板パネルを取り付ける前の状態を示している。図５に示すように、制御装置２の筐体２０３は、略直方体形状を有する。筐体２０３の内部の空間は、平板形状を有する中段パネル２１０の主面によって、上部の第１空間と下部の第２空間に分割されている。第２空間において中段パネル２１０の主面上には回路基板２００が配置されている。回路基板２００上には６つのパワーモジュール２０１が配置されている。全てのパワーモジュール２０１のパッケージは、平面視で略矩形状を有し、パッケージの形状及び大きさは同一である。
　上部の第１空間は密閉空間であるのに対し下部の第２空間は密閉されていない。下部の空間において、一方の側板パネル２１１には冷却ユニット２３を構成する空冷ファンが設けられ、他方の側板パネル２１２には通風口が設けられる。
　図６は、制御装置２内部の回路基板２００を裏側から見た第２の斜視図である。図６は、回路基板２００上にヒートシンク２０４が取り付けられている点が図５と異なる。ヒートシンク２０４は、回路基板２００上の６つのパワーモジュール２０１の上面を覆うように取り付けられる。６つのパワーモジュール２０１のパッケージの形状及び大きさは同一であるので、発熱素子であるパワーモジュール２０１を上部から効率的に冷却することができる。ヒートシンク２０４は一体的に形成されたものが使用される。ヒートシンク２０４には、空気が流れやすくなるように一方の側板パネル２１１から他方の側板パネル２１２に向かう方向に沿って溝が形成される。また、ヒートシンク２０４は、軽量化のために、パワーモジュール２０１に接触しない部分の裏側に溝が形成される。
　本実施形態によれば、全てのパワーモジュール２０１が同一のピン配置を有するようにパッケージの規格を統一するとともに、回路基板２００の一主面上において、予め、パワーモジュール２０１を配置可能なスペース２００ａが複数設けられ、各スペース２００ａにパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板を準備することで、パワーモジュールを選択して配置することができ、制御装置の小型化を実現できる。
　尚、本実施形態は、ロボット１の複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボット１の動作を制御する制御装置２を製造する方法についても開示する。この方法は、一主面上において、パワーモジュール２０１を配置可能なスペース２００ａが８つ設けられ、８つのスペース２００ａの各々にパワーモジュール２０１のピン配置に応じた貫通孔２００ｂが設けられた１枚の回路基板２００を準備することと、二種類の定格電流（１００Ａ，５０Ａ）の各々に対応する少なくとも１のパワーモジュール２０１を準備することと、６つの配置スペース２００ａの各々に、二種類の定格電流（１００Ａ，５０Ａ）のうちの任意の１のものを定格電流とするパワーモジュール２０１を、パワーモジュール２０１から選択して配置すること、を含み、全てのパワーモジュール２０１のピン配置が同一であることを特徴とするものである。
　尚、上記各実施形態のロボット１は、垂直多関節型のロボットであったが、水平多関節型のロボットであってもよい。
　尚、上記実施形態の回路基板２００は、１枚の基板であったが、複数の基板要素によって結合されて構成されてもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び機能の双方又は一方の詳細を実質的に変更できる。
　本発明は、多関節ロボットの制御装置に有用である。
１　ロボット
２　制御装置
２０　サーボユニット
２１　制御ユニット
２２　パワーユニット
２３　冷却ユニット
２００　回路基板
２００ａ　配置スペース
２００ｂ　貫通孔
２０１　パワーモジュール
２０１ａ　ピン
２０３　筐体
２０４　ヒートシンク
２１０　中段パネル
２１１，２１２　側板パネル
２１３　天板パネル
ＪＴ１～ＪＴ６　関節
Ｍ１～Ｍ６　サーボモータ

Claims (5)

  1. 　複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボットの動作を制御する制御装置であって、
    　前記複数のモータのそれぞれに駆動電力を供給するように構成された複数のパワーモジュールと、
    　一主面上において、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、各スペースにはパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板と、
    を備え、
    　前記複数のパワーモジュールのうち、少なくとも一のパワーモジュールの定格電流が他の一のパワーモジュールの定格電流と異なり、且つ、各パワーモジュールが同一のピン配置を有する、ロボット制御装置。
  2. 　前記複数のパワーモジュールの形状及び大きさが同一である、請求項１に記載のロボット制御装置。
  3. 　前記パワーモジュールは、複数のパワー半導体スイッチング素子をブリッジ接続した電力変換回路と、前記パワー半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路とを１つのパッケージに格納してインテリジェントパワーモジュールとして構成される、請求項１又は２に記載のロボット制御装置。
  4. 　一つのヒートシンクが前記複数のパワーモジュールに取り付けられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  5. 　ロボットの複数の軸をそれぞれ駆動し、各軸によって異なる出力の複数のモータを有するロボットの動作を制御する制御装置を製造する方法であって、
    　一主面上において、パワーモジュールを配置可能なスペースが複数設けられ、前記複数のスペースの各々にパワーモジュールのピン配置に応じた貫通孔が設けられた１枚の回路基板を準備することと、
    　複数種類の定格電流の各々に対応する少なくとも１のパワーモジュールを準備することと、
    　前記複数のスペースの各々に、前記複数の定格電流のうちの任意の１のものを定格電流とするパワーモジュールを、前記パワーモジュールから選択して配置すること、
    を含み、
    　前記全てのパワーモジュールのピン配置が同一である、ロボット制御装置の製造方法。
PCT/JP2019/039058 2018-10-03 2019-10-03 ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法 WO2020071468A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980064017.4A CN112770879B (zh) 2018-10-03 2019-10-03 机器人控制装置以及机器人控制装置的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-188535 2018-10-03
JP2018188535A JP7152238B2 (ja) 2018-10-03 2018-10-03 ロボット制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020071468A1 true WO2020071468A1 (ja) 2020-04-09

Family

ID=70055226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039058 WO2020071468A1 (ja) 2018-10-03 2019-10-03 ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7152238B2 (ja)
CN (1) CN112770879B (ja)
WO (1) WO2020071468A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022153531A1 (ja) * 2021-01-18 2022-07-21 株式会社Fuji サーボアンプ装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005117791A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Denso Wave Inc 駆動制御装置及び駆動制御装置の駆動モジュール判別方法
JP2009159704A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Keihin Corp パワードライブユニット
JP2011167802A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Denso Wave Inc ロボット
WO2012117609A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 株式会社安川電機 多軸モータ駆動装置及び多軸モータ駆動システム
JP2013172620A (ja) * 2012-02-22 2013-09-02 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2016046988A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 富士電機株式会社 ３レベル電力変換装置の半導体モジュールユニット

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5813746B2 (ja) * 2013-12-26 2015-11-17 川崎重工業株式会社 ロボット制御システム
CN105609493B (zh) * 2016-03-22 2018-05-11 富士电机（中国）有限公司 一种集成双向升降压功能的八合一igbt模块

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005117791A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Denso Wave Inc 駆動制御装置及び駆動制御装置の駆動モジュール判別方法
JP2009159704A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Keihin Corp パワードライブユニット
JP2011167802A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Denso Wave Inc ロボット
WO2012117609A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 株式会社安川電機 多軸モータ駆動装置及び多軸モータ駆動システム
JP2013172620A (ja) * 2012-02-22 2013-09-02 Mitsubishi Electric Corp パワーモジュール
JP2016046988A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 富士電機株式会社 ３レベル電力変換装置の半導体モジュールユニット

Also Published As

Publication number Publication date
CN112770879B (zh) 2024-05-24
CN112770879A (zh) 2021-05-07
JP2020055088A (ja) 2020-04-09
JP7152238B2 (ja) 2022-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7347120B2 (en) Robot of SCARA type
EP1793292B1 (en) Robot controller system
JP2699941B2 (ja) ロボット関節
US6731091B2 (en) Robot
JP2004148449A (ja) 多関節マニピュレータ
WO2020071468A1 (ja) ロボット制御装置及びロボット制御装置の製造方法
CN112621725A (zh) 一种机器人
US20210268644A1 (en) Robot arm and robot
JP2019063940A (ja) ロボット
JP2005077016A (ja) 電子回路基板支持体、電装品ユニットおよび電装品ユニット取付方法
JP5522207B2 (ja) スポット溶接システムおよびスポット溶接ロボットの制御装置
CN209449032U (zh) 一种工业机器人驱控一体控制器
JP7241378B2 (ja) ロボットアーム及びロボット
TW202327830A (zh) 6軸多關節機器人
TW202322998A (zh) 多關節機器人
CN112533461A (zh) 驱控一体板、控制系统和机器人
CN214446375U (zh) 一种机器人
WO2019167418A1 (ja) ロボット
JP5970713B2 (ja) ロボットコントローラー
JP2011167802A (ja) ロボット
CN110385717A (zh) 控制装置
KR200407970Y1 (ko) 공간절약형 서보모터
WO2023073843A1 (ja) 基板固定構造、機械、及びロボット
WO1999052339A1 (en) Cooling device of multispindle servo-amplifier
WO2022134462A1 (zh) 机器人

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19869154

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19869154

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1