机器人控制器系统的制作方法

专利名称：机器人控制器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制机器人的系统。
背景技术：
通常，工业用机器人经由电力用电缆及信号用电缆与机器人控制器连接。电力用 电缆用于从机器人控制器向工业用机器人的电动机供给电力。信号用电缆用于从工业用机 器人向机器人控制器传送与电动机的旋转速度相关的信息。机器人控制器经由这些连接电 缆向工业用机器人的各促动器(actuator)赋予动作指令，使工业用机器人执行任意的动作。在如此的机器人控制器例如控制4轴控制的工业用机器人时，机器人控制器具备 4个伺服放大器。此外，在如此的机器人控制器控制6轴控制的工业用机器人时，机器人控 制器具备6个伺服放大器。即，必须根据工业用机器人的类型选择专用的类型的机器人控 制器。其结果是，由于需要按工业用机器人的类型准备专用的机器人控制器，因此生产成本 增大。因此，为了灵活地应对机器人的扩张或变更，提出了由多个机器人控制器形成机 器人控制器系统的方案。特开平10-20910号公报公开了与多个副控制器连接的主控制器。主控制器存储 分别对多个机器人的类型进行定义的定义文件。主控制器选择成为对象的类型的定义文 件，逐次运算机器人的轨道或关节角度。副控制器基于主控制器运算的轨道或关节角度，运 算各促动器的驱动量，驱动控制各促动器。因此，机器人控制器在机器人扩张时或变更时， 只变更定义文件，就能够应对机器人的扩张或变更。由此，不需要重新增设专用的机器人控 制器，可利用现存的机器人控制器。特开平10-20922号公报公开了在所述主控制器中存储副控制器的驱动程序的情 况。主控制器在规定的定时，使各副控制器下载各自的驱动程序。因此，机器人控制器能够 灵活地应对驱动程序的变更或更新。特开2000-112512号公报公开了分别包括收发部及存储器的多个机器人控制器。 多个机器人控制器的每一个都与其它机器人控制器进行I/O信息的授受，在存储器中存储 共用的I/O信息。通过该信息的授受，例如内置有4个电动机驱动器的机器人控制器和内 置有2个电动机驱动器的机器人控制器能够协作控制6轴控制的工业用机器人。因此，可 实现机器人控制器的共用化。但是，在所述机器人控制器系统中，各副控制器逐次运算对应的促动器的控制指 令。因此，各副控制器搭载用于运算控制指令的CPU、或成为该CPU的动作区域的存储器。 其结果是，导致了如下的问题各副控制器的尺寸或成本增大，从而使机器人控制器系统的 设置空间或成本增大。而且，在所述机器人控制器系统中，主控制器需要使分别搭载在多个副控制器中 的CPU同步。因此，导致主控制器的复杂化，机器人控制器系统的成本增大。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种不需要过大的设置空间的廉价的机器人控制器系 统。本发明的一实施方式是机器人控制器系统。该系统具备包括第一促动器和第二促动器的机器人；驱动第一促动器的主控制器；和驱动第二促动器的副控制器。主控制器 具有促动器控制装置，其运算第一促动器的目标驱动量，生成包括第一促动器的目标驱动 量的第一控制数据，并且，运算第二促动器的目标驱动量，生成包括第二促动器的目标驱动 量的第二控制数据；第一促动器驱动部，其生成基于第一控制数据的第一驱动信号，向第一 促动器供给第一驱动信号，从而驱动第一促动器；和第一输入输出部，其向副控制器供给第 二控制数据。副控制器具有第二促动器驱动部，其生成基于第二控制数据的第二驱动信 号，向第二促动器供给第二驱动信号，从而驱动第二促动器；和第二输入输出部，其向第二 促动器驱动部供给从第一输入输出部供给的第二控制数据。


图1是表示本发明的一实施方式的机器人控制器系统的图。图2是表示本发明的一实施方式的本体控制器的立体图。图3是表示本发明的一实施方式的本体控制器的电构成的框图。图4是表示本发明的一实施方式的机器人控制器系统的图。图5是表示本发明的一实施方式的追加控制器的分解立体图。图6是表示本发明的一实施方式的机器人控制器的电构成的框图。图7是表示本发明的另一实施方式的机器人控制器的电构成的框图。图8是表示本发明的另一实施方式的机器人控制器的电构成的框图。图9是表示本发明的又一实施方式的机器人控制器的电构成的框图。
具体实施例方式
在全部附图中，相同的参照符号用作表示相同的构成要素。以下，参照图1 图6说明本发明的一实施方式。首先，如图1 图3所示，本发 明的一实施方式的机器人控制器系统1包括作为主控制器的本体控制器Al。图1是表示机 器人控制器系统1的图，图2是表示本体控制器A 1的立体图。在图1中，机器人RBl是具有作为第一促动器的第一电动机Ml 第四电动机 M4(参照图3)的4轴控制的水平多关节型工业用机器人。机器人RB 1由机器人控制器系 统1 (本体控制器Al)驱动控制。本体控制器Al包括大致长方体状的本体侧筐体2，该本体侧筐体2具有可在开放 的第一位置和封闭的第二位置之间移动的控制板。本体侧筐体2具有底座部3、左侧板4、 右侧板5、顶板6、背板7和前面控制板8。底座部3包括底座侧接口接插件B1、B2。底座侧接口接插件B1、B2以其长边沿着 水平方向的方式安装。底座侧接口接插件B1、B2与连接电缆L1、L2的接插件(电缆侧接口 接插件C1、C2)连接。连接电缆Li、L2分别与个人计算机PC及示教盒TP连接。
左侧板4及右侧板5分别包括通气口 W2。此外，在左侧板4的内侧面配置有未图 示的冷却风扇。冷却风扇从设在左侧板4上的通气口 W2向本体侧筐体2的内部取入外气， 从设在右侧板5上的通气口 W2强制地使该取入的外气排出。通过使该冷却风扇动作，本体 控制器Al冷却本体侧筐体2的内部。在图2中，本体侧筐体2在其内部包括机架9。机架9包括用于驱动控制各电动机 Ml M4的4个伺服放大器10。各伺服放大器10沿着垂直方向隔着规定的间隔且可装卸 地配置。本体侧筐体2在其内部包括设在机架9的右侧的端子固定板11。端子固定板11 包括电源输入端子12。电源输入端子12与电源电缆L3连接，接受来自外部电源的供电。前面控制板8的上边通过铰链H与顶板6连结。前面控制板8以铰链H为支点转 动，开放或封闭本体侧筐体2的开口部。前面控制板8包括控制板侧电力用接插件20。控制板侧电力用接插件20以其长 边沿着水平方向的方式安装在前面控制板8的上部。控制板侧电力用接插件20与连接在 机器人RBl上的电力用连接电缆L4的接插件(电缆侧电力用接插件21)连接。控制板侧 电力用接插件20经由设在前面控制板8的后面上的未图示的内部电源配线，与伺服放大器 10连接。另外，该内部电源配线形成为当使前面控制板8在开放的第一位置和封闭的第二 位置之间移动时，不妨碍前面控制板8的移动动作的长度。
在控制板侧电力用接插件20的右侧安装有控制板侧信号用接插件30。控制板侧 信号用接插件30以其长边沿着水平方向的方式安装在前面控制板8上。控制板侧信号用接 插件30与连接在机器人RBl上的信号用连接电缆L5的接插件(电缆侧信号用接插件31) 连接。控制板侧信号用接插件30经由设在前面控制板8的后面上的未图示的内部电源配 线，与伺服放大器10连接。另外，该内部信号配线形成为当使前面控制板8在开放的第一 位置和封闭的第二位置之间移动时，不妨碍前面控制板8的移动动作的长度。前面控制板8包括在其右侧的与电源输入端子12对置的位置上形成的端子插通 孔8a及电缆嵌合槽Sb。在前面控制板8位于封闭的第二位置时，在端子插通孔8a中插通 电源输入端子12。在前面控制板8位于封闭的第二位置时，在电缆嵌合槽8b中嵌合电源 电缆L3。前面控制板8包括在其前面的端子插通孔8a的外侧设置的大致杯状的盖形壳K。 盖形壳K包括在其右侧面形成的凹部Ka。在前面控制板8位于封闭的第二位置时，盖形壳 K保护电源输入端子12，并使电源电缆L3与凹部Ka嵌合。通过凹部Ka，不论前面控制板8 的动作位置如何，电源电缆L3都引出到本体侧筐体2的外侧。前面控制板8包括在其右侧的端子插通孔8a的下方形成的插通孔Sc。在插通孔 8c中插通形成在端子固定板11上的电源开关S。电源开关S用于切换本体控制器Al的电 源的接通·断开。本体侧筐体2的右侧板5包括从本体侧筐体2的内部延伸设置的接插件(本体侧 连接接插件40)。在本实施方式中，该本体侧连接接插件40构成第一输入输出部。接着，参照图3说明所述本体控制器Al的电构成。在图3中，本体控制器Al具备与外部电源E连接而构成电源供给装置的主电源电 路MG。主电源电路MG向换流器电路COV供给从外部电源E供给的交流电源AC。换流器电 路COV对该交流电源AC进行整流而生成作为输出信号的直流电源DC，并将该直流电源DC 供给到本体控制器Al的各电路(例如，各伺服放大器10)和本体侧连接接插件40。
本体控制器Al具备主控制装置MC。主控制装置MC包括CPU、存储各种数据或各 种控制程序的ROM、和存储各种数据的DRAM或SRAM等RAM。这些CPU、R0M及RAM经由未图 示的总线相互连接。 主控制装置MC与底座侧接口接插件Bl连接。主控制装置MC经由底座侧接口接 插件Bl和电缆侧接口接插件Cl，与个人计算机PC连接。个人计算机PC向主控制装置MC 传送用于驱动机器人RBl的应用程序的数据(程序数据AP)。个人计算机PC显示由主控制 装置MC运算过的数据、或存储在主控制装置MC中的数据。主控制装置MC与底座侧接口接插件B2连接。主控制装置MC经由底座侧接口接 插件B2和电缆侧接口接插件C2，与示教盒TP连接。示教盒TP向主控制装置MC传送用于 进行机器人RBl的示教的示教指令数据ID。示教盒TP显示与由主控制装置MC运算过的示 教相关的数据或与存储在主控制装置MC中的示教相关的数据。主控制装置MC将基于示教 指令数据ID而示教的机器人RBl的手指的动作位置作为点位数据存储。主控制装置MC基于程序数据AP和点位数据，运算机器人RBl的各关节的角度，生 成与各电动机Ml M4的目标速度相关的数据(位置指令数据PI)。主控制装置MC与作为促动器控制装置的电动机控制装置MOC连接。电动机控制 装置MOC与多个电动机控制电路(第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54)、和 本体侧连接接插件40连接。各电动机控制电路51 54与各自的伺服放大器10和编码器 接收电路60连接。各伺服放大器10经由控制板侧电力用接插件20及电缆侧电力用接插 件21，与对应的电动机(第一电动机Ml 第四电动机M4)连接。各编码器接收电路60经 由控制板侧信号用接插件30及电缆侧信号用接插件31，与对应的电动机的编码器(第一编 码器Mla 第四编码器M4a)连接。 在本实施方式中，各电动机控制电路(第一电动机控制电路51 第四电动机控制 电路54)、对应的伺服放大器10、和对应的编码器接收电路60构成单一的第一促动器驱动 部。S卩，本体控制器Al包括4个第一促动器驱动部。电动机控制装置MOC从主控制装置MC接收位置指令数据PI。此外，电动机控制 装置MOC从对应的编码器接收电路60接收与各电动机的即时位置相关的信号(位置信息 信号第一编码器脉冲信号EPl 第四编码器脉冲信号EP4)。电动机控制装置MOC基于位 置指令数据PI、和各编码器脉冲信号EPl EP4，运算用于使各电动机Ml M4的旋转速度 达到目标速度的目标负载电流(目标驱动量)。电动机控制装置MOC生成规定目标负载电 流的第一控制数据(第一电流指令数据IPl 第四电流指令数据IP4)，并分别向对应的电 动机控制电路(第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54)供给该电流指令数据 IPl IP4。各电动机控制电路51 54从对应的伺服放大器10接收与对应的电动机的实际 负载电流相关的信号(电流检测信号第一电流检测信号ISl 第四电流检测信号IS4)。 电动机控制电路51比较电流检测信号ISl和电流指令数据IP1，生成用于驱动对应的伺服 放大器10的功率元件，使实际负载电流达到目标负载电流的功率元件驱动信号(第一功率 元件驱动信号PSl)。电动机控制电路52 54分别与电动机控制电路51同样，比较电流检 测信号(IS2 IS4)和电流指令数据(IP2 IP4)，生成用于驱动对应的伺服放大器10的 功率元件，使实际负载电流达到目标负载电流的功率元件驱动信号(第二功率元件驱动信号PS2 第四功率元件驱动信号PS4)。各电动机控制电路51 54向对应的伺服放大器 10供给各功率元件驱动信号PSl PS4。各伺服放大器10接收来自换流器电路COV的直流电源DC。各伺服放大器10利用 来自换流器电路COV的直流电源DC，基于各功率元件驱动信号PS 1 PS4，生成负载电流 (第一驱动信号可变频率的3相电流TC)。各伺服放大器10向对应的电动机供给该3相 电流TC。各伺服放大器10具有未图示的电流检测电路，检测供给到对应的电动机(第一电 动机Ml 第四电动机M4)的实际负载电流。各伺服放大器10以检测到的实际负载电流为 反馈值(第一电流检测信号ISl 第四电流检测信号IS4)，供给到对应的电动机控制电路 (第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54)。 第一编码器Mla 第四编码器M4a分别检测对应的电动机(第一电动机Ml 第 四电动机M4)的即时位置。各编码器Mla M4a生成与检测到的即时位置相关的位置信息 信号(第一编码器脉冲信号EPl 第四编码器脉冲信号EP4)，供给到对应的编码器接收电 路60。各编码器接收电路60向对应的电动机控制电路(第一电动机控制电路51 第四 电动机控制电路54)供给来自对应的编码器Mla M4a的位置信息信号(第一编码器脉冲 信号EPl 第四编码器脉冲信号EP4)。第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54 分别向电动机控制装置MOC供给来自对应的编码器接收电路60的位置信息信号(第一编 码器脉冲信号EPl 第四编码器脉冲信号EP4)。即，电动机控制装置MOC基于来自主控制装置MC的位置指令数据PI、和来自各电 动机控制电路的编码器脉冲信号EPl EP4，运算各电动机Ml M4的目标负载电流。电 动机控制装置MOC生成规定目标负载电流的第一电流指令数据IPl 第四电流指令数据 IP4，并分别供给到第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54。第一电动机控制电 路51 第四电动机控制电路54分别基于来自电动机控制装置MOC的对应的电流指令数据 IPl IP4、和来自对应的伺服放大器10的电流检测信号ISl IS4，生成功率元件驱动信 号PSl PS4。第一电动机控制电路51 第四电动机控制电路54分别向对应的伺服放大 器10供给功率元件驱动信号PSl PS4，驱动电动机Ml M4。根据以上的构成，主控制装置MC对第一电动机Ml 第四电动机M4进行 PWM(Pulse Width Modulation)控制，使第一电动机Ml 第四电动机M4的即时位置和位置 指令数据PI的位置间的误差最小。接着，如图4 图6所示，本发明的一实施方式的机器人控制器系统1，除作为主控 制器的本体控制器Al以外，还可以包括作为副控制器的追加控制器A2。另外，与本体控制 器Al相关的说明，为了避免重复而省略。图4是表示包括追加控制器A2的机器人控制器 系统1的图示，图5是表示追加控制器A2的分解立体图。在图4中，机器人RB2是具有作为第一促动器的第一电动机Ml 第四电动机M4、 和作为第二促动器的第五电动机M5及第六电动机M6 (参照图6)的6轴控制的垂直多关节 型的工业用机器人。机器人RB2由机器人控制器系统1驱动控制。机器人控制器系统1包 括本体控制器Al和追加控制器A2。本体控制器Al经由控制板侧电力用接插件20、控制板侧信号用接插件30、电缆侧电力用接插件21、电缆侧信号用接插件31、及连接电缆L4、L5，与机器人RB2连接。此外，本 体控制器Al经由底座侧接口接插件Bi、B2、电缆侧接口接插件Cl、C2及连接电缆Li、L2， 与个人计算机PC及示教盒TP连接。个人计算机PC向本体控制器Al传送机器人RB2的应 用程序(程序数据AP)。示教盒TP向本体控制器Al传送用于进行机器人RB2的示教的示 教指令数据ID。在本体控制器Al的本体侧筐体2上连结有与右侧板5密接的追加控制器A2。追 加控制器A2的追加侧筐体100是长方体形状的箱体。在图5中，追加侧筐体100具有底板101、顶板104、左侧板102、右侧板103、背板 105和前面板106。在底板101和顶板104上分别设置有下部安装台110和上部安装台114。 在下部安 装台110和上部安装台114之间，可装卸地安装有2个伺服放大器10。各伺服放 大器10在配置固定在追加侧筐体100中时，与设置在追加侧筐体100的内部的未图示的追 加用衬底连接。左侧板102包括设在其后方下侧的作为第二输入输出部的追加侧连接接插件41。 追加侧连接接插件41经由追加用衬底与2个伺服放大器10连接。追加侧连接接插件41 在追加控制器A2与本体控制器Al连结时，与本体控制器Al的本体侧连接接插件40电连 接。追加控制器A2的2个伺服放大器10在追加侧连接接插件41与本体侧连接接插件40 连结时，与本体控制器Al的电动机控制装置MOC电连接。左侧板102包括形成在其前方下侧的通气口 W3。通气口 W3在追加控制器A2与 本体控制器Al连结时，与设在本体控制器Al的右侧板5上的通气口 W2对置配置，并将本 体侧筐体2排出的空气驱入追加侧筐体100的内部。右侧板103包括形成在其前方上侧的 通气口 W4。通气口 W4排出取入到追加侧筐体100的内部的空气，从而冷却追加侧筐体100 的内部。下面，参照图6说明如上所述包括追加控制器A2的机器人控制器系统1的电构 成。另外，关于本体控制器Al的说明，为了避免重复而省略。本体控制器Al的主控制装置MC基于所述程序数据AP和点位数据，运算机器人 RB2的各关节的角度，生成与第一电动机Ml 第六电动机M6的目标速度的数据(位置指令 数据PI)。主控制装置MC将位置指令数据PI供给到电动机控制装置M0C。本体控制器Al的控制板侧电力用接插件20及控制板侧信号用接插件30具备分 别与第五电动机M5及第六电动机M6、和第五编码器M5a及第六编码器M6a连接的中继端 子。控制板侧电力用接插件20及控制板侧信号用接插件30的中继端子分别与本体侧连接 接插件40连接。追加控制器A2具备第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56。第五电动 机控制电路55及第六电动机控制电路56在追加侧连接接插件41与本体侧连接接插件40 连接时，与电动机控制装置MOC连接。第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56分别与对应的伺服放大器10 及编码器接收电路60连接。追加控制器A2的各伺服放大器10在追加侧连接接插件41与 本体侧连接接插件40连接时，经由控制板侧电力用接插件20和电缆侧电力用接插件21，与 对应的电动机(第五电动机M5及第六电动机M6)连接。追加控制器A2的伺服放大器10 与电容器57连接。电容器57在追加侧连接接插件41与本体侧连接接插件40连接时，补偿换流器电路COV的电容。追加控制器A2的各编码器接收电路60在追加侧连接接插件41与本体侧连接接 插件40连接时，经由控制板侧信号用接插件30和电缆侧信号用接插件31，与对应的电动机 的编码器(第五编码器M5a及第六编码器M6a)连接。在本实施方式中，各电动机控制电路(第五电动机控制电路55或第六电动机控制 电路56)、对应的伺服放大器10、和对应的编码器接收电路60构成单一的第二促动器驱动 部。即，追加控制器A2包括2个第二促动器驱动部。 本体控制器Al的电动机控制装置MOC从对应的编码器接收电路60分别接收与第 五电动机M5及第六电动机M6的即时位置相关的信号(位置信息信号第五编码器脉冲信 号EP5及第六编码器脉冲信号EP6)。电动机控制装置MOC基于位置指令数据PI、和第五 编码器脉冲信号EP5及第六编码器脉冲信号EP6，运算用于使第五电动机M5及第六电动机 M6的旋转速度达到目标速度的第五电动机M5及第六电动机M6的目标负载电流(目标驱 动量)。电动机控制装置MOC生成规定目标负载电流的第二控制数据(第五电流指令数据 IP5及第六电流指令数据IP6)，并分别向对应的电动机控制电路(第五电动机控制电路55 及第六电动机控制电路56)供给该电流指令数据IP5、IP6。第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56分别从对应的伺服放大器10 接收与对应的电动机的实际负载电流相关的信号(电流检测信号第五电流检测信号IS5 及第六电流检测信号IS6)。第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56比较各电流 检测信号和各电流指令数据(第五电流指令数据IP5及第六电流指令数据IP6)。第五电 动机控制电路55及第六电动机控制电路56分别生成用于驱动对应的伺服放大器10的功 率元件，使实际负载电流达到目标负载电流的各功率元件驱动信号(第五功率元件驱动信 号PS5及第六功率元件驱动信号PS6)，并向对应的伺服放大器10供给各功率元件驱动信号 PS5、PS6。追加控制器A2的各伺服放大器10接收经由了电容器57的直流电源DC。各伺服 放大器10利用经由了电容器57的直流电源DC，基于第五功率元件驱动信号PS5及第六功 率元件驱动信号PS6，生成负载电流(第二驱动信号可变频率的3相电流TC)。各伺服放 大器10向对应的电动机(第五电动机M5及第六电动机M6)供给该3相电流TC。追加控制器A2的各伺服放大器10具有未图示的电流检测电路，检测供给到对应 的电动机(第五电动机M5及第六电动机M6)的实际负载电流。各伺服放大器10以检测到 的实际负载电流为反馈值(第五电流检测信号IS5及第六电流检测信号IS6)，供给到对应 的电动机控制电路(第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56)。第五编码器M5a及第六编码器M6a分别检测对应的电动机(第五电动机M5及第 六电动机M6)的即时位置。各编码器M5a、M6a分别生成与检测到的即时位置相关的位置信 息信号(第五编码器脉冲信号EP5及第六编码器脉冲信号EP6)，并供给到对应的编码器接 收电路60。追加控制器A2的各编码器接收电路60接收来自对应的编码器M5a、M6a的位置 信息信号(第五编码器脉冲信号EP5及第六编码器脉冲信号EP6)，并向对应的电动机控制 电路(第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56)分别供给该位置信息信号。第 五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56分别向电动机控制装置MOC供给来自对应的编码器接收电路60的位置信息信号(第五编码器脉冲信号EP5及第六编码器脉冲信号 EP6)。即，本体控制器Al的电动机控制装置MOC基于来自主控制装置MC的位置指令 数据PI、和来自各电动机控制电路51 56的编码器脉冲信号EPl EP6，运算各电动机 Ml M6的目标负载电流。电动机控制装置MOC分别生成规定目标负载电流的电流指令数 据IPl IP6，并供给到对应的第一电动机控制电路51 第六电动机控制电路56。电动机 控制电路51 56分别基于来自电动机控制装置MOC的各电流指令数据IPl IP6、和来自 对应的伺服放大器10的电流检测信号ISl IS6，生成功率元件驱动信号PSl PS6。各 电动机控制电路51 56向对应的伺服放大器10分别供给功率元件驱动信号PSl PS6， 分别驱动电动机Ml M6。
根据以上的构成，主控制装置MC对第一电动机Ml 第六电动机M6进行 PWM(Pulse Width Modulation)控制，使各电动机Ml M6的即时位置和位置指令数据PI 的位置间的误差最小。因此，追加控制器A2能够使与第五电动机M5及第六电动机M6相关的位置指令数 据PI在本体控制器Al的主控制装置MC中生成。此外，追加控制器A2能够使用于驱动控 制第五电动机M5及第六电动机M6的第五电流指令数据IP5及第六电流指令数据IP6在本 体控制器Al的电动机控制装置MOC中逐次运算。此外，追加控制器A2能够使用于生成3 相电流TC的直流电流在本体控制器Al的换流器电路COV中生成。因此，追加控制器A2能够在不搭载用于生成位置指令数据PI的运算电路或存储 器、用于生成第五电流指令数据IP5及第六电流指令数据IP6的电动机控制装置M0C、主电 源电路MG或换流器电路COV的情况下，驱动控制第五电动机及第六电动机。因而，可实现 追加控制器A2的小型化，降低成本。即，由于包括本体控制器Al和追加控制器A2的机器 人控制器系统1整体小型化，所以可节省设置空间。接着，说明所述机器人控制器系统1的动作。首先，说明只使用本体控制器Al来 控制机器人RBl的机器人控制器系统1的动作。如图1所示，本体控制器Al的控制板侧电力用接插件20及控制板侧信号用接插 件30分别经由连接电缆L4、L5，与机器人RBl连接。接着，程序数据AP及示教指令数据ID 从个人计算机PC及示教盒TP分别供给到主控制装置MC。主控制装置MC基于这些程序数 据AP及示教指令数据ID，生成位置指令数据PI，并将位置指令数据PI供给到电动机控制 装置MOC。电动机控制装置MOC基于位置指令数据PI生成电流指令数据IPl IP4，并将该 电流指令数据IPl IP4分别供给到对应的电动机控制电路51 54。电动机控制电路 51 54基于被供给的电流指令数据IPl IP4，分别生成功率元件驱动信号PSl PS4，并 将该功率元件驱动信号PSl PS4分别供给到对应的伺服放大器10。各伺服放大器10利 用从换流器电路COV供给的直流电流DC，基于被供给的功率元件驱动信号PSl PS4，通过 PWM控制，生成可变频率的3相电流TC，并将该3相电流TC供给对应的电动机Ml M4，根 据位置指令数据PI驱动对应的电动机Ml M4。在此期间，各编码器接收电路60向对应的电动机控制电路(第一电动机控制电路 51 第四电动机控制电路54)反馈来自对应的编码器的编码器脉冲信号(第一编码器脉冲信号EPl 第四编码器脉冲信号EP4)。此外，各伺服放大器10将检测到的实际负载电流变 换成电流检测信号(第一电流检测信号ISl 第四电流检测信号IS4)，并反馈给电动机控 制装置MOC。电动机控制装置MOC基于位置指令数据PI和编码器脉冲信号EPl EP4，再次生 成电流指令数据IPl IP4，并供给到各电动机控制电路51 54。各电动机控制电路51 54基于各电流指令数据IPl IP4、和各电流检测信号 ISl IS4，再次生成各功率元件驱动信号PSl PS4，并供给到对应的伺服放大器10。通 过该动作，各电动机Ml M4被驱动控制为其即时位置和位置指令数据PI的位置的误差达 到最小。下面，说明使用本体控制器Al和追加控 制器A2来控制作为6轴控制的垂直多关 节工业用机器人的机器人RB2的机器人控制器系统1的动作。首先，将追加控制器A2的追加侧连接接插件41与本体控制器Al的本体侧连接接 插件40连接。如果本体侧连接接插件40与连接接插件41连接，则本体控制器Al的电动 机控制装置MOC控制追加控制器A2的促动器驱动部(各电动机控制电路55、56、伺服放大 器10及编码器接收电路60)。S卩，第一电动机控制电路51 第六电动机控制电路56基于从本体控制器Al的电 动机控制装置MOC供给的第一电流指令数据IPl 第六电流指令数据IP6，生成第一功率元 件驱动信号PSl 第六功率元件驱动信号PS6。第一电动机控制电路51 第六电动机控制 电路56分别向对应的伺服放大器10供给功率元件驱动信号。各伺服放大器10利用从换 流器电路COV供给的直流电源DC，基于被供给的功率元件驱动信号PSl PS6，通过PWM控 制，生成可变频率的3相电流TC，并将该3相电流TC供给到对应的电动机Ml M6，根据位 置指令数据PI驱动对应的电动机Ml M6。在此期间，各编码器接收电路60向对应的电动机控制电路(第一电动机控制电路 51 第六电动机控制电路56)反馈来自对应的编码器的编码器脉冲信号(第一编码器脉冲 信号EPl 第六编码器脉冲信号EP6)。此外，各伺服放大器10将检测到的实际负载电流变 换成电流检测信号(第一电流检测信号ISl 第六电流检测信号IS6)，并反馈给电动机控 制装置MOC。本体控制器Al的电动机控制装置MOC基于位置指令数据PI和编码器脉冲信号 EPl EP6，再次生成第一电流指令数据IPl 第六电流指令数据IP6，并供给到各电动机控 制电路51 56。通过该动作，本体控制器Al和追加控制器A2能够控制6轴控制的机器人RB2。本实施方式的机器人控制器系统1具有以下的优点。(1)根据本实施方式，本体控制器Al具有用于生成位置指令数据PI的主控制装 置MC、和用于逐次运算第五电流指令数据IP5及第六电流指令数据IP6的电动机控制装置 MOC0而且，本体控制器Al及追加控制器A2分别具有用于进行位置指令数据PI、第五电流 指令数据IP5及第六电流指令数据IP6的授受的接口(本体侧连接接插件40或追加侧连 接接插件41)。因此，追加控制器A2能够在不需要用于生成位置指令数据PI的运算电路或存储 器、及用于生成第五电流指令数据IP5和第六电流指令数据IP6的电动机控制装置MOC的情况下，驱动控制第五电动机及第六电动机。因而，可实现追加控制器A2的小型化，降低追 加控制器A2的成本。其结果是，包括本体控制器Al和追加控制器A2的机器人控制器系统 1可小型化，可实现机器人控制器系统1的设置空间的省空间化。(2)此外，共用的主控制装置MC及电动机控制装置MOC控制本体控制器Al及追加 控制器A2的各电动机控制电路51 56。因此，与同步的多个CPU分别控制对应的电动机 控制装置的情况相比，电动机的控制系统大幅度简化。因而，可实现机器人控制器系统的进 一步的省空间化。(3)根据本实施方式，本体控制器Al包括本体侧连接接插件40，追加控制器A2包 括追加侧连接接插件41。而且，在连接接插件40与连接接插件41连接时，本体控制器Al 与追加控制器A2密接地连接。通过该密接，机器人控制器系统1的整体可进一步小型化。(4)此外，只通过连接接插件40与连接接插件41连接，本体控制器Al的换流器电 路COV和追加控制器A2的各伺服放大器10就电连接。因此，能使追加控制器A2节省换流 器电路COV的空间量。
此外，只通过连接接插件40与连接接插件41连接，追加控制器A2的各伺服放大 器10和第五电动机M5及第六电动机M6就电连接。进而，只通过连接接插件40与连接接 插件41连接，追加控制器A2的各编码器接收电路60和第五编码器M5a及第六编码器M6a 就电连接。因而，能使追加控制器A2进一步节省追加控制器A2所不需要的控制板侧电力用 接插件20或控制板侧信号用接插件30的量。(5)进而，由于电力用接插件20、21及信号用接插件30、31集中在一处，所以可简 化本体控制器Al和机器人RB2之间的连接电缆L4、L5。(6)根据本实施方式，本体控制器Al所收纳的促动器驱动部的数量设定为成为控 制对象的多轴机器人(机器人RB1、RB2)的轴数中最小的轴数。因此，在控制具有不同的轴 数的机器人RBI、RB2时，能够共用地使用本体控制器Al。因此，可实现机器人控制器的共 用化，从而更可靠地降低机器人控制器的成本。(7)根据本实施方式，可从前面控制板8更换本体控制器Al的伺服放大器10。此 夕卜，可从前面板106更换追加控制器A2的伺服放大器10。因此，可从机器人控制器系统1 的前面(前面控制板8及前面板106)侧更换伺服放大器10。因此，在变更成为控制对象的 机器人时，可容易地更换伺服放大器10。·在本发明的一实施方式中，1个追加控制器A2包括2个促动器驱动部。但并不 限定于此，例如，如图7所示，也可以1个追加控制器A3、A4只包括1个促动器驱动部。在 此种情况下，追加控制器A3的第五电动机控制电路55可以经由连接接插件40、41与本体 控制器Al连接，追加控制器A4的第六电动机控制电路56可以经由连接接插件40、41、42、 43与本体控制器Al连接。或者，也可以本体控制器Al包括多个本体侧连接接插件40，多 个追加控制器经由多个本体侧连接接插件40分别并联连接。 在本发明的一实施方式中，追加控制器A2的伺服放大器10经由连接接插件40、 41及电力用接插件20、21，与机器人RB2连接。此外，追加控制器A2的编码器接收电路60 经由连接接插件40、41及信号用接插件30、31，与机器人RB2连接。但并不限定于此，例如， 如图8所示，也可以追加控制器A2包括追加侧电力用接插件44及追加侧信号用接插件45，追加控制器A2的伺服放大器10及编码器接收电路60分别经由追加侧电力用接插件44及 追加侧信号用接插件45，与机器人RB2连接。在此种情况下，优选如下的构成将机器人RB2 和机器人控制器系统1连接的连接电缆变更成2股电缆，接机器人RB2与本体控制器Al及 追加控制器A2的双方连接。·在本发明的一实施方式中，追加控制器A2的第五电动机控制电路55及第六电动 机控制电路56分别驱动机器人RB2的第五电动机M5及第六电动机M6。但并不限定于此， 例如，如图9所示，也可以第五电动机控制电路55及第六电动机控制电路56分别控制由第 七电动机M7驱动的外部设备AR、或由第八电动机M8驱动的外部设备AR。S卩，电动机控制装置MOC生成规定第七电动机M7及第八电动机M8的驱动量的外 部设备控制数据。此外，追加控制器A2的第五电动机控制电路55、第六电动机控制电路56、 伺服放大器10及编码器接收电路60生成基于外部设备控制数据的外部设备驱动信号(例 如，可变频率的3相电流TC)。而且，追加控制器A2也可以经由电力用接插件46及 信号用 接插件47与各外部设备AR连接，向各外部设备供给外部设备驱动信号。根据该变更，主控 制装置MC及电动机控制装置MOC能够同时驱动控制机器人RB 1和外部设备AR。 在本发明的一实施方式中，为了补偿本体控制器Al的换流器电路COV的电容，而 在追加控制器A2上设置电容器57。但并不限定于此，例如也可以本体控制器Al包括电容 器57。此外，如果换流器电路COV的电容是充足的电容，则也可以省略电容器57。 在本发明的一实施方式中，通过本体侧连接接插件40与追加侧连接接插件41连 接，本体控制器Al与追加控制器A2电连接。但并不限定于此，例如，也可以从追加侧连接 接插件41延长连接电缆，将安装在该连接电缆的前端上的电缆侧连接接插件与本体侧连 接接插件40连接，从而使本体控制器Al与追加控制器A2电连接。·在本发明的一实施方式中，机器人控制器具体化为控制4轴控制的机器人RB 1 或6轴控制的机器人RB2的机器人控制器系统1。但并不限定于此，机器人控制器系统并不 受所控制的机器人的类型及机器人的数量限制。例如，机器人控制器系统也可以控制单轴 的机器人、2轴的机器人、或3轴的机器人。另外，在此种情况下，优选，本体控制器Al搭载 与轴数最少的单轴机器人一致的必要最小限的伺服放大器10。 在本发明的一实施方式中，控制板侧电力用接插件20、和控制板侧信号用接插件 30作为独立部件而设置。但并不限定于此，例如，控制板侧电力用接插件20及控制板侧信 号用接插件30也可以作为共用的接插件而具体化。 在本发明的一实施方式中，在本体侧筐体2的前面设置有前面控制板8。但并不 限定于此，也可以在本体侧筐体2的其它侧面设置可在开放的第一位置和封闭的第二位置 之间移动的控制板。或者，也可以是本体侧筐体2的前面完全不开放的构成。·在本发明的一实施方式中，追加控制器A2的任一侧面，都可以与本体控制器Al 的前面同样，是可开放的构成。另外，在此种情况下，优选，前面板106是可开放的。如此， 通过将追加控制器A2的前面形成为可开放的，能够从共用的方法(前方)执行本体控制器 Al的伺服放大器10的更换作业、和追加控制器A2的伺服放大器10的更换作业。 在本发明的一实施方式中，在本体控制器Al上连接个人计算机PC及示教盒TP， 但并不限定于此。例如，除个人计算机PC及示教盒TP以外，也可以将快速断开开关或可编 程逻辑控制器等与本体控制器Al或追加控制器A2连接。
权利要求
一种机器人控制器系统，其能够控制第一机器人，其中，具备包括设于所述第一机器人的第一促动器且还包括第二促动器的第二机器人；驱动所述第一促动器的主控制器；驱动所述第二促动器的副控制器，所述主控制器具有机器人连接用插件，其仅设于所述主控制器，且将该主控制器与所述第一机器人或所述第二机器人连接；促动器控制装置，其生成包括所述第一促动器的目标驱动量的第一控制数据、包括所述第二促动器的目标驱动量的第二控制数据；第一促动器驱动部，其基于所述第一控制数据，生成用于驱动所述第一促动器的第一驱动信号；第一输入输出部，其向所述副控制器供给所述第二控制数据，所述副控制器包括第二促动器驱动部，其基于所述第二控制数据，生成用于驱动所述第二驱动器的第二驱动信号；第二输入输出部，其经由所述第一输入输出部向所述主控制器供给所述第二驱动信号，所述主控制器经由所述机器人连接用插件向所述第一促动器供给由所述第一促动器驱动部生成的所述第一驱动信号，并且，经由所述机器人连接用插件向所述第二促动器供给从所述第二输入输出部经由所述第一输入输出部供给的所述第二驱动信号。
2.如权利要求1所述的机器人控制器系统，其中， 所述主控制器还包括电源供给装置，其供给交流电源；换流器电路，其将所述交流电源变换为直流电源，并向所述第一促动器驱动部和所述 第一输入输出部供给该直流电源， 所述副控制器还包括电容器，其经由所述第一输入输出部及第二输入输出部与所述换流器电路电连接，对 所述换流器电路的电容进行补偿而向所述第二促动器驱动部供给所述直流电源。
3.如权利要求1所述的机器人控制器系统，其中，所述第二机器人还包括生成与所述第一促动器的驱动量相关的第一编码器信号的第 一编码器、生成与所述第二促动器的驱动量相关的第二编码器信号的第二编码器， 所述主控制器构成为，从所述第一编码器经由所述机器人连接用插件接收所述第一编码器信号，从所述第二 编码器经由所述机器人连接用插件接收所述第二编码器信号，经由所述第一促动器驱动部将所述第一编码器信号反馈给所述促动器控制装置，经由 所述第一输入输出部将所述第二编码器信号反馈给所述副控制器， 所述副控制器构成为，经由所述第二促动器驱动部、所述第二输入输出部及所述第一输入输出部将从所述第 一输入输出部经由所述第二输入输出部供给的所述第二编码器信号反馈给所述主控制器的所述促动器控制装置。
4.如权利要求1所述的机器人控制器系统，其中，还包括外部设备连接插件，其设于所述副控制器且用于连接能够由所述第二促动器驱 动部控制的外部设备。
全文摘要
本发明提供一种机器人控制器系统具备机器人、主控制器及副控制器。主控制器具有促动器控制装置，其运算第一促动器的目标驱动量，生成包括第一促动器的目标驱动量的第一控制数据，并且，运算第二促动器的目标驱动量，生成包括第二促动器的目标驱动量的第二控制数据；第一促动器驱动部，其生成基于第一控制数据的第一驱动信号，向第一促动器供给第一驱动信号，从而驱动第一促动器；和第一输入输出部，其向副控制器供给第二控制数据。副控制器具有第二促动器驱动部，其生成基于第二控制数据的第二驱动信号，向第二促动器供给第二驱动信号，从而驱动第二促动器；和第二输入输出部，其向第二促动器驱动部供给从第一输入输出部供给的第二控制数据。
文档编号B25J13/00GK101863032SQ20101022517
公开日2010年10月20日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者田中丰树 申请人:精工爱普生株式会社