伺服电动机控制装置以及具备该控制装置的生产系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伺服电动机控制装置以及具备该控制装置的生产系统。
【背景技术】
[0002]在生产系统中，机器人和定位器对每个驱动轴具有电动机，通过电动机控制装置对这些电动机进行驱动控制。例如，在配置在定位器的工件的旋转或轨迹的控制中，使用伺服电动机。电动机控制装置向驱动机器人和定位器的驱动轴的驱动轴个数的电动机指令电动机的速度、转矩、或转子的位置来进行控制。
[0003]在生产系统中，作业者有时在机器人的可动范围中进行各种操作，例如向定位器装卸工件，或者进行用于确认机器人的动作状态的确认作业等。在作业者在机器人的可动范围内进行作业时，存在作业者的作业范围和机器人的可动范围重叠的区域即公共区域。为了防止发生作业者和机器人接触的接触事故，有时配置检测作业者闯入公共区域的光幕。如果光幕检测出作业者闯入到公共区域，则使在公共区域中具有可动范围的机器人以及驱动机器人的伺服电动机紧急停止。在现有的生产系统中，在紧急停止伺服电动机时，通过配置在向伺服电动机供给电源电压的电源和控制伺服电动机的伺服放大器之间的电磁接触器切断电源和伺服电动机之间的连接，使伺服电动机停止。
[0004]但是，由于每次作业者闯入公共区域都使配置在伺服放大器和电源之间的电磁接触器动作，存在因使伺服电动机紧急停止而产生的各种问题。例如，在紧急停止时切断电源和伺服放大器之间的连接，由此配置在伺服放大器中的电容放电，因此在再启动伺服电动机时，会对配置在伺服放大器中的电容充电。在每次紧急停止时对伺服放大器的电容充电，因此伺服电动机的紧急停止和再启动花费时间，所以生产系统的工作效率有可能下降。
[0005]另外，在每次作业者闯入公共区域时使电磁接触器进行打开动作来紧急停止伺服电动机的情况下，电磁接触器进行开闭动作的次数有可能非常多。在每次更换配置在机器人的定位器中的工件时使电磁接触器进行打开动作来使伺服电动机紧急停止的情况下，对电磁接触器和用于使电磁接触器进行动作的继电器电路等进行更换的更换周期有可能提早。
[0006]另外，有时将电磁接触器分别配置在控制多个伺服电动机的多个伺服放大器和电源之间。在将电磁接触器配置在多个伺服放大器和电源之间的情况下，在使在公共区域中具有可动范围的机器人的伺服电动机紧急停止时，有时还一并使在公共区域中不具有可动范围的机器人的伺服电动机紧急停止。由于还使在公共区域中不具有可动范围的机器人的伺服电动机紧急停止，生产系统的工作效率有可能进一步降低。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种伺服电动机控制装置，其在作业者闯入公共区域时使伺服电动机紧急停止的生产系统中，能够抑制与伺服电动机的紧急停止相伴的工作效率的降低。
[0008]为了实现上述目的，在第一方式中，伺服电动机控制装置具备:逆变器，其将直流变换为交流，向伺服电动机供给变换后的交流，由此驱动伺服电动机；电源切断电路，其切断向逆变器的直流供给；伺服电动机控制电路，其在接收到安全信号时控制逆变器从而向伺服电动机供给交流，在没有接收到安全信号时，控制逆变器从而不向伺服电动机供给交流；伺服电动机监视电路，其在判定为停止伺服电动机时，停止向伺服电动机控制电路发送安全信号由此停止伺服电动机，在判定为电源切断电路以及伺服电动机控制电路中的至少一个不正常时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流供给，并且停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机。
[0009]另外，在上述第一方式中，伺服电动机监视电路可以具备第一运算电路和作为相对于第一运算电路独立的电路的第二运算电路，在伺服电动机控制电路判定为第一运算电路发送的安全信号和第二运算电路发送的安全信号不一致时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流供给，并且停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机。
[0010]另外，在上述第一方式中，伺服电动机控制电路和伺服电动机监视电路之间可以经由能够传递安全信号的通信单元连接。
[0011 ] 另外，在上述第一方式中，伺服电动机控制装置还可以具备变换器，其将交流变换为直流，向逆变器供给变换后的直流，电源切断电路是切断向变换器供给交流的电源和变换器之间的连接的电磁接触器，其具备机械地与主触点联动的辅助触点，伺服电动机监视电路检测辅助触点的状态来判定电源切断电路是否正常。
[0012]另外，在上述第一方式中，电源切断电路可以是切断向逆变器的直流供给的半导体电路，伺服电动机监视电路检测输入给逆变器的直流，根据其检测结果，判定半导体电路是否正常。
[0013]另外，在上述第一方式中，伺服电动机控制装置还可以具备制动器控制电路，其控制用于停止伺服电动机的作为再生制动器或电磁制动器的制动器，伺服电动机监视电路在制动器控制电路判定为制动器不正常时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流供给，并且停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机。
[0014]在第二方式中，生产系统具备:闯入检测传感器，其检测作业者闯入了公共区域的情况，该公共区域是安装第一伺服电动机的第一机构部的可动范围与作业者进行作业的作业范围重叠的区域；第一逆变器，其将直流变换为交流，向第一伺服电动机供给变换后的交流，由此驱动第一伺服电动机；第二逆变器，其将变换器变换后的直流变换为交流，向安装在可动范围与公共区域不重叠的第二机构部的第二伺服电动机供给变换后的交流，由此驱动第二伺服电动机；电源切断电路，其切断向逆变器的直流供给；第一伺服电动机控制电路，其在接收到安全信号时控制第一逆变器从而向第一伺服电动机供给交流，在没有接收到安全信号时控制第一逆变器从而不向第一伺服电动机供给交流；第二伺服电动机控制电路，其在接收到安全信号时控制第二逆变器从而向第二伺服电动机供给交流，在没有接收到安全信号时控制第二逆变器从而不向第二伺服电动机供给交流；伺服电动机监视电路，其在闯入检测传感器检测出作业者闯入了公共区域时，通过停止向第一伺服电动机控制电路发送安全信号停止第一伺服电动机，在判定为电源切断电路、安全信号、第一伺服电动机控制电路以及第二伺服电动机控制电路中的至少一个不正常时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流供给，并且停止向第一伺服电动机控制电路和第二伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止第一伺服电动机和第二伺服电动机。
[0015]在第三方式中，生产系统具备:闯入检测传感器，其检测作业者闯入了公共区域的情况，该公共区域是安装伺服电动机的机构部的可动区域与作业者进行作业的作业区域重叠的区域；电动机位置检测传感器，其检测伺服电动机的位置；逆变器，其将直流变换为交流，向伺服电动机供给变换后的交流，由此驱动伺服电动机；电源切断电路，其切断向变换器供给交流的电源和变换器之间的连接；伺服电动机控制电路，其在接收到安全信号时控制逆变器从而向伺服电动机供给交流，在没有接收到安全信号时控制逆变器从而不向伺服电动机供给交流；伺服电动机监视电路，其在闯入检测传感器检测出作业者闯入了公共区域，并且根据电动机位置检测传感器检测出的伺服电动机的位置判定为机构部和闯入了公共区域的作业者干扰时，停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机，在判定为电源切断电路、安全信号以及伺服电动机控制电路中的至少一个不正常时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流供给，并且停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机。
[0016]另外，在上述第三方式中，伺服电动机监视电路可以具备:第一运算电路，其根据电动机位置检测传感器检测出的伺服电动机的位置，运算机构部的位置；第二运算电路，其是相对于第一运算电路独立的电路，根据电动机位置检测传感器检测出的伺服电动机的位置，运算机构部的位置，伺服电动机监视电路在判定为第一运算电路运算出的机构部的位置和第二运算电路运算出的机构部的位置不一致时，通过电源切断电路切断向逆变器的直流的供给，并且停止向伺服电动机控制电路发送安全信号，由此停止伺服电动机。
【附图说明】
[0017]通过参照以下的附图，能够更明确地理解本发明。
[0018]图1是表示第一实施例的伺服电动机控制装置的框图。
[0019]图2是图1所示的伺服电动机控制装置的内部的部分框图。
[0020]图3是表示图1所示的伺服电动机控制装置的动作流程的流程图。
[0021]图4是表示第二实施例的伺服电动机控制装置的框图。
[0022]图5是表示图4所示的伺服电动机控制装置的动作流程的流程图。
[0023]图6是表示第三实施例的伺服电动机控制装置的框图。
[0024]图7是表示图6所示的伺服电动机控制装置的动作流程的流程图。
[0025]图8是表示第四实施例的伺服电动机控制装置的框图。
[0026]图9是表示图8所示的伺服电动机控制装置的动作流程的流程图。
[0027]图10是表示第五实施例的伺服电动机控制装置的框图。
[0028]图11是表示直接向机器人装卸工件的生产系统的实施例的图。
[0029]图12A是表示与安装在机器人的机械手前端的包含伺服电动机的伺服焊枪系统的枪尖更换、枪尖对位有关的生产系统中的实施例的图。
[0030]图12B是图12A所示的操作盒的放大图。
[0031]图13A是表示作业者向定位器装卸工件的生产系统中的实施例的图。
[0032]图13B是配置在图13A所示的系统中的定位器的立体图。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图，列举第一?第五实施例说明本发明的伺服电动机控制装置和具备该控制装置的生产系统。但是，应该理解本发明并不限于附图或以下说明的实施方式。
[0034]图1是表示第一实施例的伺服电动机控制装置的框图。以后，在不同的附图中附加了相同的参照符号的部分表示具有相同功能的构成要素。
[0035]第一实施例的伺服电动机控制装置I具备第一伺服放大器10、第二伺服放大器20、电磁接触器30、伺服电动机监视电路40。
[0036]第一伺服放大器10具备变换器11、逆变器121?126、伺服电动机控制电路13。变换器11具备整流器111和电容112，将从三相的交流输入电源60输入的交流变换为直流后输出。各个逆变器121?126将变换器11输出的直流变换为交流，输出到分别安装在第一机构部61中的伺服电动机611?616。伺服电动机控制电路13向各个逆变器121?126输出脉冲宽度调制信号，控制各个伺服电动机611?616。
[0037]图2是表示伺服电动机控制电路13的框图。
[0038]伺服电动机控制电路13具备第一输入电路131、第二输入电路132、接口电路133、伺服电动机控制电路134、作为光耦合器的监视信号发送器135。
[0039]第一输入电路131具备作为光