专利名称：机器人控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对机器人的动作进行控制的机器人控制器，特别是涉及在框体的内部配置有用于对机器人所具有的交流马达的驱动进行控制的多个电路基板的机器人控制器。
背景技术：
一直以来，如专利文献I所述，在机器人控制器的框体的内部，配置有用于对交流马达的驱动进行控制的多个电路基板。图4是示出电路基板的配置的机器人控制器的分解立体图，且是将框体51的一侧面、亦即开闭面板51F被从框体51拆下后的状态的机器人控制器与其控制对象、亦即机器人一并示出的图。如图4所示，机器人控制器的控制对象、亦即机器人R是由例如与基体连结的多关节的臂、与该臂的末端连结的升降轴、以及与升降轴的下端连结的末梢执行器构成的水平多关节机器人。在对这些多关节臂、升降轴以及末梢执行器进行驱动的四个交流马达M，分别搭载有对该交流马达M的旋转位置进行检测的编码器。在机器人控制器的框体51内的底面，固定有搭载了 CPU的指令生成基板52，并且，在框体51内的背面固定有驱动控制基板53。指令生成基板52接收各个编码器输出的检测信号，并将成为机器人R的移动目的地的位置、机器人R的移动速度作为位置指令、速度指令输出。驱动控制基板53基于上述指令生成基板52所输出的指令生成交流马达M的各相的电压指令，以PWM等调制方式输出与该电压指令相应的脉冲信号。相对于该驱动控制基板53直立的四个驱动电路基板54经由连接器53c与此类驱动控制基板53连接。进而，四个驱动电路基板54分别利用所搭载的变换器电路，基于驱动控制基板53所输出的脉冲信号，进行朝交流马达M的各相输出的驱动电压的切换。专利文献1:日本特开2007 - 175856号公报然而，在以驱动电路基板54作为输出对象的上述驱动控制基板53中，除了生成有用于切换驱动电压的脉冲信号之外，也生成有例如280V的直流电压来作为该驱动电压。在此，在利用驱动控制基板53生成切换用脉冲信号的过程中，成为基准的时钟信号以与来自指令生成基板52的位置指令、速度指令相应的速度被调制。因此，在驱动控制基板53中的生成上述脉冲信号的区域中，为了实现此类高速计算，通常需要6层以上的多层构造。与此相对，在将200V的交流电压变换为例如280V的直流电压时，由于不需要进行上述高速计算，因此，在驱动控制基板53中的生成驱动电压的区域中，通常只要有两层左右的层叠构造即可。然而，在驱动控制基板53那样的安装基板中，由于从制造工序的观点来看，难以在特定的区域改变层叠构造的层数，因此一般安装基板整体都以相同的层数构成。因此，在由上述结构构成的机器人控制器中，从结果来说，由于需要使生成驱动电压的区域的层数比该功能所需要的层数多，因此，无疑会使驱动控制基板的内部构造过分复杂。
实用新型内容本实用新型是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能够使配置于框体内的电路基板的内部构造简化的机器人控制器。本实用新型涉及对搭载有交流马达的机器人进行控制的机器人控制器，其重点在于，该机器人控制器具备将交流电压的输出电压转换为直流电压亦即驱动电压并输出的电源电路基板、将上述电源电路基板的输出电压转换为多相交流电压并输出至上述交流马达的驱动电路基板、以及将基于上述交流马达的旋转位置对上述驱动电路基板的输出电压进行控制的控制信号输出至上述驱动电路基板的控制电路基板，上述电源电路基板和上述控制电路基板在框体内的底面以相互并列的方式配置，上述驱动电路基板以相对于上述电源电路基板和上述控制电路基板立起的状态架设于上述电源电路基板和上述控制电路基板。根据本实用新型，利用电源电路基板生成输入至驱动电路基板的驱动电压，并且，利用控制电路基板生成输入至驱动电路基板的控制信号。在生成用于对多相交流电压进行控制的控制信号的过程中，需要进行基于马达旋转位置的高速计算，因此，在生成此类控制信号的控制电路基板中，其基板构造自然成为多层构造。另一方面，在将交流电压的输出电压转换为直流电压的电源电路基板中，不需要进行上述高速计算，因此，对于此类电源电路基板，不需要多层构造。在这一点，如果形成为上述结构，则由于分别构成具有互不相同的功能的控制电路基板和电源电路基板，因此，能够在各个电路基板中采用与各自的要求相应的层叠构造。在控制电路基板和电源电路基板构成为一个电路基板的情况下，为了使一个电路基板满足上述相互不同的要求，需要使该电路基板多层化、复杂化，但根据上述结构，能够简化配置于框体内的电路基板的层叠构造。此外，控制电路基板和电源电路基板在框体的底面以相互并列的方式配置，并且，使用上述控制电路基板和电源电路基板的输出的驱动电路基板以相对于该电源电路基板和控制电路基板立起的状态架设于电源电路基板和控制电路基板。因此，对于成为驱动电路基板的连接目的地的两个电路基板，能够抑制上述两个电路基板相互分离，结果，能够简化驱动电路基板中的配线的布线，进而能够简化驱动电路基板的内部构造。另外，当以电源电路基板以及控制电路基板与驱动电路基板相互平行的方式将驱动电路基板架设于电源电路基板以及控制电路基板时，电源电路基板和控制电路基板被驱动电路基板覆盖。另一方面，如果形成为上述结构，由于能够将被驱动电路基板覆盖的电源电路基板、控制电路基板的区域抑制在最小限度，因此，能够确保各个电路基板的维护性。本实用新型的重点在于，上述电源电路基板具有输出上述驱动电压的第一输出连接器，上述控制电路基板具有输出上述控制信号的第二输出连接器，上述第一输出连接器和上述第二输出连接器沿着一个方向并列配置，在上述驱动电路基板的周边中的、位于上述框体内的底面侧的一个边，沿着上述一个方向并列配设有与上述第一输出连接器嵌合安装的第一输入连接器、和与上述第二输出连接器嵌合安装的第二输入连接器。根据本实用新型，电源电路基板与驱动电路基板借助第一输出连接器与第一输入连接器的嵌合安装而连接，控制电路基板和驱动电路基板借助第二输出连接器与第二输入连接器的嵌合安装而连接。因此，能够在不使用用于将电路基板之间连接在一起的缆线的情况下将这些控制电路基板以及电源电路基板与驱动电路基板直接连接，能够在机器人控制器的框体内节省导线。本实用新型的重点在于，上述框体呈长方体形状，上述电源电路基板配置于上述框体内的底面中的该框体的背面侧，上述控制电路基板配置于上述框体内的底面中的该框体的正面侧，并且，上述控制电路基板在上述框体的正面侧具有供来自检测上述交流马达的旋转位置的检测器的检测信号输入的端口，上述端口嵌入上述框体的正面面板。根据本实用新型，在控制电路基板的正面侧配置有端口，表示交流马达的旋转位置的信号输入至该端口。进而，检测交流马达的旋转位置的检测器与控制电路基板之间的接口亦即端口嵌入框体的正面面板。因此，与上述接口配置于机器人控制器的背面、底面的情况相比较，机器人控制器与检测器之间的连接、切断变得容易。此外，能够在不使用用于将控制电路基板和端口连接在一起的缆线的情况下连接这些控制电路基板与端口，并且能够在机器人控制器的框体内节省导线。本实用新型的重点在于，上述驱动电路基板配置于上述框体内的右侧面和上述框体内的左侧面中的任意一方。根据本实用新型，电源电路基板、控制电路基板、驱动电路基板分别配置于呈长方体形状的框体内的各个侧面。根据此类结构，由于各个电路基板所占据的空间是沿着框体的各个侧壁的空间，因此，能够抑制框体的内部空间被电路基板划分的情况，进而，能够在框体的内部确保用于配置导线、电子元件所必需的连续空间。本实用新型的重点在于，具备多个上述驱动电路基板，上述多个驱动电路基板分别以相互平行的方式架设于上述电源电路基板和上述控制电路基板。本实用新型的重点在于提供一种机器人控制器，其特征在于，该机器人控制器对搭载有马达的机器人进行控制，其中，所述机器人控制器具备:将来自外部电源的电压转换为驱动电压并输出的驱动电压生成基板；将所述驱动电压转换成马达驱动电压并输出的驱动电路基板；以及输出用于控制所述马达驱动电压的控制信号的控制电路基板，所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板在框体内并列配置，所述驱动电路基板以相对于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板立起的状态架设于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，所述驱动电压生成基板具有输出所述驱动电压的第一输出连接器，所述控制电路基板具有输出所述控制信号的第二输出连接器，所述第一输出连接器和所述第二输出连接器沿着一个方向并列配置。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述驱动电路基板，并列配置有嵌合安装于所述第一输出连接器的第一输入连接器和嵌合安装于所述第二输出连接器的第二输入连接器。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，所述框体呈长方体形状，所述驱动电压生成基板配置在所述框体内的背面侧，所述控制电路基板配置在所述框体内的正面侧。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，所述机器人控制器具有接收来自检测所述马达的旋转位置的检测器的检测信号的位置检测器用端口，所述位置检测器用端口嵌入于所述框体的正面面板。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述正面面板嵌入有接收紧急停止指令的紧急停止用端口。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述正面面板嵌入有接收示教指令的TP用端口。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述正面面板嵌入有接收来自外部计算机的指令的USB端口。 并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述正面面板嵌入有与网络相连的LAN 端 口。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，在所述正面面板嵌入有与外围设备相连的I/O端口。并且，在上述机器人控制器中，其特征在于，所述机器人控制器具备多个所述驱动电路基板，所述多个驱动电路基板分别以相互平行的方式架设于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板。根据本实用新型，由于多个驱动电路基板分别以相互平行的方式配置，因此，与多个驱动电路基板分别以相互交叉的方式配置的情况相比较，能够减小上述多个驱动电路基板所占据的空间的尺寸。进而，能够实现机器人控制器的小型化。
图1是示出本实用新型的一个实施方式的机器人控制器的外部构造的立体图。图2是以电源的供给系统为中心示出同一个实施方式的机器人控制器的内部构造的立体图。图3是针对同一个实施方式的机器人控制器的内部构造示出驱动电路基板相对于控制电路基板和电源电路基板的配置的立体图。图4是将现有例的机器人控制器的内部构造与作为控制对象的机器人一同示出的立体图。
具体实施方式
以下，参照图1 图3对将本实用新型的机器人控制器具体化了的一个实施方式进行说明。另外，本实施方式的机器人控制器的控制对象是前面的利用图4进行说明的机器人，是搭载有四个交流马达M的水平多关节机器人。因此，以下，关于机器人控制器的控制对象，标注与先前说明的机器人R相同的标号，省略重复的说明。机器人控制器的外部构造首先，参照图1对机器人控制器的外部构造进行说明。如图1所示，在沿水平方向延伸的形成为长方体形状的框体I的正面面板1F、且是在该正面面板IF的右侧端部，配置有外部电源连接器2。外部电源连接器2与机器人控制器所被设置的设备的外部电源插头连接，将从外部电源插头供给的200V的交流电压供给至框体I的内部。在正面面板IF中、在外部电源连接器2的上侧，配置有电路保护器(circuit protector) 3的操作杆3a。电路保护器3的操作杆3a在框体I的内部与外部电源连接器2连接，强制切换外部电源插头所供给的200V的交流电压向机器人控制器的供给和遮断。另一方面，在正面面板IF的左侧端部，嵌入有沿上下方向延伸的矩形状的多相交流电压连接器4。在多相交流电压连接器4中，与四个交流马达M连接的多个连接端子分别沿上下方向排列。多相交流电压连接器4分别与上述四个交流马达M连接，分别向该四个交流马达M输出多相交流电压。在正面面板IF的下侧端部中的、占据正面面板IF的左半部分的部分，嵌入有沿左右方向延伸的外部通信用的三个端口。构成三个端口的位置检测器用端口 11、紧急停止用端口 12、TP用端口 13分别沿着正面面板IF的下边，从正面面板IF的左侧端部开始按照该顺序以各个端口的连接端子沿左右方向排列的方式配设。位置检测器用端口 11与检测四个交流马达M的各自的旋转位置的旋转变压器(resolver)、编码器等四个旋转角度传感器连接，分别从四个旋转角度传感器向该位置检测器用端口 11输入表示该旋转角度传感器检测到的位置的位置检测信号。紧急停止用端口 12与设置于机器人控制器的外部的紧急停止电路、安全门电路等检测机器人控制器所被设置的环境是否处于紧急时期的装置连接，从该装置向紧急停止用端口 12输入紧急停止信号。TP用端口 13与作为机器人控制器的外围设备之一的示教器(teaching pendant)连接，从示教器向该TP用端口 13输入在机器人R的示教中使用的数据。在正面面板IF的下侧端部中的TP用端口 13的右侧，朝向右侧端部按顺序嵌入有串行通信用的两个端口亦即第一 USB端口 14和第二 USB端口 15、以及LAN端口 16。第一 USB端口 14经由USB与作为机器人控制器的外围设备之一的外部计算机连接，例如，根据来自外部计算机的请求，输出表示机器人控制器中的I / O状态等机器人控制器中的处理状态的信号。第二 USB端口 15与例如USB存储器连接，将存储于机器人控制器的记录表(log)输出至USB存储器。LAN端口 16例如经由以太网(注册商标)与机器人控制器所被设置的设备的网络连接，根据例如来自与网络连接的外部计算机的请求，输出表示机器人控制器中的处理状态的信号。在正面面板IF的下侧端部中的第二 USB端口 15与LAN端口 16之间，配设有触发开关15a。对于触发开关15a，每当该触发开关15a被按压时，允许从上述第二 USB端口 15输出记录表。在正面面板IF的下侧端部中的右侧端部，嵌入有对各种数字信号的输入以及输出进行处理的I / O端口 17。I / O端口 17是配设于正面面板IF的连接器中的、左右方向的宽度以及前后方向的宽度最大的连接器。I / O端口 17与例如拍摄机器人的动作的照相机、检测机器人位置的传感器等为了使机器人动作而必需的外围设备、配合机器人的动作而被驱动的外围设备连接。进而，从外围设备向该I/O端口 17输入表示机器人自身的状态、机器人周边的状态的信号，并且从该I/O端口 17向外围设备输出表示机器人的动作的信号。在正面面板IF中的TP用端口 13的上侧嵌入有定序器端口(sequencer port)18,在定序器端口 18的上侧，以能够更换的方式安装有冷却用风扇F。定序器端口 18经由例如RS - 232C与定序器连接，从该定序器向定序器端口 18输入用于使机器人动作的控制信号。冷却用风扇F是从框体I的外部向框体I的内部吹入外部空气的风扇，在该冷却用风扇F的外侧壳体与正面面板IF之间，以能够更换的方式夹装有用于捕获外部空气所包含的尘埃、灰尘的外部空气过滤器Fa。[0049]在正面面板IF中的LAN端口 16的上侧，形成有沿上下方向延伸的矩形孔、亦即狭缝孔，在该狭缝孔嵌入有呈矩形板状的扩展面板1P。并且，在扩展面板IP沿左右方向并列配设有两个扩展I / O端口 19。两个扩展I / O端口 19分别与例如拍摄作为机器人的作业对象的工件的照相机、检测该工件的位置的传感器等为了使机器人动作所必需的外围设备、配合机器人的动作而被驱动的外围设备连接。进而，从外围设备向扩展I / O端口 19输入表示机器人自身的状态、机器人周边的状态的信号，并从扩展I / O端口 19向外围设备输出表不机器人的动作的信号。如此，对于在不打开框体I的内部的状态下进行的下述作业，在机器人控制器的正面面板IF配置有该作业所必需的全部接口。.电源与机器人控制器的接通、以及该电源的遮断。.机器人控制器与作为其控制对象的机器人R的连接、以及切断。.机器人控制器与其外围设备之间的连接、以及切断。.冷却用风扇F以及外部空气过滤器Fa的保养、以及检查。机器人控制器的内部构造接下来，参照图2以及图3对机器人控制器的内部构造进行说明。另外，在图2中，为了便于对机器人控制器的内部构造进行说明，省略了机器人控制器的框体I中的上述正面面板1F、背面面板、顶面面板，还省略了配设于正面面板IF的多相交流电压连接器4、以及冷却用风扇F。并且，为了便于对各电路基板的功能及其配置进行说明，省略了连接电路基板之间的缆线、连接电路基板和电子元件的缆线、以及连接电子元件之间的缆线。如图2所示，在框体I的右侧面板IR配置有与电路保护器3连接、并且将200V的交流电压转换为直流电压并输出的电源供给系统。并且，在框体I的底面面板1B，分别配置有作为电源电路基板的驱动电压生成基板20和控制电路基板30，进而，在框体I的左侧面板IL配置有两个驱动电路基板40。在框体I的右侧面板IR的上侧中央，固定有噪声滤波器NF。噪声滤波器NF经由输入缆线与电路保护器3连接，经由输出缆线与驱动电压生成基板20连接。进而，当从电路保护器3向噪声滤波器NF输入200V的交流电压时，噪声滤波器NF从该交流电压除去噪声，并将除去该噪声后的交流电压输出至驱动电压生成基板20。驱动电压生成基板20是固定于底面面板IB的背面侧的矩形板状的印刷电路板，且形成为占据底面面板IB的背面侧的大部分的尺寸。驱动电压生成基板20具有层叠与底面面板IB平行的双层印制板而成的刚性基板，在该刚性基板的上表面，安装有用于将200V的交流电压转换为驱动电压、亦即280V的直流电压的各种电子元件。该驱动电压生成基板20经由输入缆线与噪声滤波器NF连接，且经由输出缆线分别与第一电源电路基板PS1、第二电源电路基板PS2、以及第三电源电路基板PS3连接。并且，驱动电压生成基板20经由输出连接器与驱动电路基板40连接。进而，当从噪声滤波器NF向驱动电压生成基板20输入交流电压时，驱动电压生成基板20将该交流电压分配给第一电源电路基板PS1、第二电源电路基板PS2、以及第三电源电路基板PS3。此外，驱动电压生成基板20将从噪声滤波器NF输入的交流电压转换为280V的直流电压、亦即驱动电压，并将该驱动电压输出至驱动电路基板40。第一电源电路基板PSl是固定于右侧面板IR的背面侧上方的矩形板状的电路基板，且是安装有用于将200V的交流电压转换为15V的直流电压的各种电子元件的安装基板。该第一电源电路基板PSl经由输入缆线与驱动电压生成基板20连接，并经由输出缆线与驱动电压生成基板20连接。进而，当从驱动电压生成基板20向第一电源电路基板PSl分配交流电压时，第一电源电路基板PSl将该交流电压转换为15V的直流电压，并将该转换后的直流电压输出至驱动电压生成基板20。第二电源电路基板PS2是固定于右侧面板IR的背面侧下方的矩形板状的电路基板，且是安装有用于将200V的交流电压转换为5V的直流电压的各种电子元件的安装基板。该第二电源电路基板PS2经由输入缆线与驱动电压生成基板20连接，并经由输出缆线与控制电路基板30连接。进而，当从驱动电压生成基板20向第二电源电路基板PS2分配交流电压时，第二电源电路基板PS2将该交流电压转换为5V的直流电压，并将该转换后的直流电压输出至控制电路基板30。第三电源电路基板PS3是固定于底面面板IB中的驱动电压生成基板20的右侧的矩形板状的电路基板，且是安装有用于将200V的交流电压转换为24V的直流电压的各种电子元件的安装基板。该第二电源电路基板PS2经由输入缆线与驱动电压生成基板20连接，并经由输出缆线与控制电路基板30连接。进而，当从驱动电压生成基板20向第三电源电路基板PS3分配交流电压时，第三电源电路基板PS3将该交流电压转换为24V的直流电压，并将该转换后的直流电压输出至控制电路基板30。控制电路基板30是固定于底面面板IB的正面侧的矩形板状的印刷电路板，且形成为占据底面面板IB的正面侧整体的尺寸。控制电路基板30具有由与底面面板IB平行的六层印刷基板层叠而成的刚性基板，在该刚性基板的上表面，安装有用于基于从旋转角度传感器输入的检测信号生成用于控制驱动电路基板40的输出电压的控制信号的各种电子元件。该控制电路基板30与排列在正面面板IF的下侧端部的各连接器连接，经由各连接器向该控制电路基板30输入来自外部装置、外围设备的检测信号、指令。详细叙述，在控制电路基板30连接有上述位置检测器用端口 11，分别来自四个旋转角度传感器的检测信号经由位置检测器用端口 11被输入至控制电路基板30。并且，在控制电路基板30连接有紧急停止用端口 12，来自外部装置、外围设备的紧急停止指令经由紧急停止用端口 12被输入至控制电路基板30。此外，在控制电路基板30连接有TP用端口13，来自示教器的示教指令经由TP用端口 13被输入至控制电路基板30。并且，在控制电路基板30连接有第一 USB端口 14，来自外部计算机的指令、数据经由第一 USB端口 14被输入至控制电路基板30。并且，在控制电路基板30连接有第二 USB端口 15,根据来自触发开关15a的输入信号而从控制电路基板30输出表不机器人控制器中的处理状态的信号。此外，在控制电路基板30连接有LAN端口 16，经由LAN端口 16和与该LAN端口 16连接的网络而从控制电路基板30输出表示机器人控制器中的处理状态的信号。并且，在控制电路基板30连接有I / O端口 17，经由I / O端口 17向控制电路基板30输入来自外围设备的指令、检测信号。并且，经由I / O端口 17从控制电路基板30输出针对外围设备的指令、计算结果。在控制电路基板30的上表面的背面侧，以在前后方向与上述冷却用风扇F相对的方式重叠有搭载了 CPU的CPU板31。CPU板31解析并执行用于将示教位置向机器人R示教的示教程序，并且解析并执行用于使机器人R向规定的作业位置移动的程序。此时，CPU板31首先使用从示教器输入的示教位置、预先设定的作业位置、从各个旋转角度传感器输入的检测结果，生成用于使机器人R向示教位置、作业位置移动的轨道，并生成表示机器人R的移动目的地的位置指令。接着，控制电路基板30算出用于使机器人R向位置指令所表示的位置移动的交流马达M的驱动量，并且生成与所算出的驱动量相应的各相电压指令。接下来，CPU板31以PWM等调制方式将与所生成的电压指令相应的脉冲信号作为控制信号输出。进而，每当从旋转角度传感器向CPU板31输入有检测结果时，CPU板31就进行此类轨道的生成、与轨道相应的驱动量的算出以及与驱动量相应的控制信号的输出。在控制电路基板30的上表面的正面侧，重叠有通信用接口基板32。在通信用接口基板32连接有定序器端口 18，从该定序器输入用于使机器人动作的控制信号。在控制电路基板30的上表面中的CPU板31的右侧，配置有沿前后方向延伸的三个扩展用连接器33。在三个扩展用连接器33分别以朝上方开口的方式沿前后方向排列有多个供销嵌入的销嵌合孔。进而，当搭载有上述扩展I / O端口 19的扩展电路基板的销嵌入扩展用连接器时，表示机器人周边的状态的信号经由扩展电路基板被输入至控制电路基板30，并且，经由扩展电路基板从控制电路基板30输出表示机器人的动作的信号。并且，在控制电路基板30的上表面中的背面侧的右侧端部，配置有装配有卡片型存储介质34的存储器连接器35。在卡片型存储介质34存储有机器人R所具有的臂的长度、连结机器人R所具有的驱动轴和交流马达M的减速器的减速比等机器人控制器为了使机器人R动作所必需的各种数据。进而，CPU板31读取存储于卡片型存储介质34的各种数据，参照该数据执行上述轨道的生成。驱动电路基板的连接构造接下来，参照图3对驱动电路基板40的构造、该驱动电路基板40与驱动电压生成基板20及制御电路基板30之间的连接构造进行说明。如图3所示，在驱动电压生成基板20的上表面中的正面侧的左端部，配置有沿前后方向延伸的第一输出连接器21。在第一输出连接器21的上表面，以朝上方开口的方式沿前后方向排列有多个供销嵌入的销嵌合孔，从该第一输出连接器21输出利用驱动电压生成基板20生成的驱动电压、和利用第一电源电路基板PSl生成的15V的直流电压。并且，在控制电路基板30的上表面中的背面侧的左端部、亦即上述第一输出连接器21的正面侧，还配置有沿前后方向延伸的第二输出连接器36。在第二输出连接器36的上表面，以朝上方开口的方式沿前后方向排列有多个供销嵌入的销嵌合孔，从该第二输出连接器36输出利用控制电路基板30生成的控制信号。两个驱动电路基板40分别以相对于驱动电压生成基板20和控制电路基板30立起的状态架设于上述驱动电压生成基板20和控制电路基板30。两个驱动电路基板40形成为沿着冷却用风扇F的吹入方向、亦即沿前后方向延伸的矩形板状，配置为在左右方向上相互面对并且相互平行。另外，上述两个驱动电路基板40相对于框体I的配置在左右方向相互不同，并且，成为驱动对象的交流马达M相互不同，另一方面，搭载于各驱动电路基板40的电子元件的结构彼此相同。因此，以下对两个驱动电路基板40中的配置于右侧的驱动电路基板40进行说明，对于配置于左侧的驱动电路基板40，仅对与配置于右侧的驱动电路基板40相互不同之处进行说明。驱动电路基板40是三个边被三个从框体I的左侧面板IL向右侧延伸的支承板IS支承的矩形板状的印刷电路板，且形成为占据左侧面板IL的大约一半的尺寸。驱动电路基板40具有由与左侧面板IL平行的四层印制板层叠而成的刚性基板，且安装有用于将从驱动电压生成基板20输出的驱动电压转换为多相交流电压的各种电子元件。在驱动电路基板40的底边，沿前后方向并列配设有沿前后方向延伸的第一输入连接器41、和同样沿前后方向延伸的第二输入连接器42。第一输入连接器41具有嵌入第一输出连接器21的销嵌合孔的销，通过嵌入该第一输入连接器41，将驱动电压生成基板20的输出电压亦即驱动电压、和15V的直流电压输入至驱动电路基板40。第二输入连接器42具有嵌入第二输出连接器36的销嵌合孔的销，通过嵌入该第二输入连接器42，将来自控制电路基板30的控制信号输入至驱动电路基板40。另外，从驱动电压生成基板20向第一输入连接器41输入两个系统的驱动电压，并且，从驱动电压生成基板20向第一输入连接器41输入两个系统的15V的直流电压。并且，向第二输入连接器42输入用于对互不相同的两个交流马达M进行驱动的两个系统的控制信号。在驱动电路基板40的右侧面中的上下方向的大致中央，沿前后方向并列配设有第一电源模块43B和第二电源模块43F。并且，在第一电源模块43B的右侧面以及第二电源模块43F的右侧面，以覆盖上述电源模块的整体的方式固定有用于对第一电源模块43B和第二电源模块43F进行冷却的一个散热部件44。对于两个电源模块43B、43F，其在驱动电路基板40上的配置在前后方向相互不同，并且，成为驱动对象的交流马达M相互不同，另一方面，搭载于各电源模块的电路结构彼此相同。因此，以下对两个电源模块43B、43F中的配置于背面侧的第一电源模块43B进行说明，对于配置于正面侧的第二电源模块43F，仅对与第一电源模块43B相互不同之处进行说明。输入至第一输入连接器41的两个系统的驱动电压中的一方被输入至第一电源模块43B，并且，输入至第一输入连接器41的两个系统的15V的直流电压中的一方被输入至第一电源模块43B。此外，输入至第二输入连接器的两个控制信号中的、与该第一电源模块43B的驱动对象对应的控制信号被输入至第一电源模块43B。第一电源模块43B由驱动电压生成基板20所输出的15V的直流电压驱动。在该第一电源模块43B，封装有用于使驱动电压生成基板20输出的驱动电压升降的升降压转换器，从驱动电压生成基板20输入的280V的驱动电压被升压至适合于交流马达M的驱动的电压。并且，在第一电源模块43B封装有变换器回路，该变换器回路由多个基于从控制电路基板30输入的控制信号来进行开/关控制的开关元件构成。进而，在第一电源模块43B中，利用从控制电路基板30输入的控制信号来对开关元件进行开/关控制，由此，利用升降压转换器升压后的电压作为多相交流电压被转换为例如三相交流电压。在驱动电路基板40的上边，沿前后方向并列配设有沿前后方向延伸的第一模块连接器45B、和同样沿前后方向延伸的第二模块连接器45F。在第一模块连接器45B的上表面，以朝上方开口的方式沿前后方向排列有多个供销嵌入的销嵌合孔。第一模块连接器45B在驱动电路基板40的内部与第一电源模块43B的输出端子连接,从该第一模块连接器45B输出利用上述第一电源模块43B生成的多相交流电压。另一方面，在第二模块连接器45F的上表面以朝上方开口的方式沿前后方向排列有多个供销嵌入的销嵌合孔。第二模块连接器45F在驱动电路基板40的内部与第二电源模块43F的输出端子连接，从该第二模块连接器45F输出利用上述第二电源模块43F生成的多相交流电压。进而，各个模块连接器45B、45F经由输出缆线与上述多相交流电压连接器4连接，利用各个电源模块43B、43F生成的多相交流电压经由该多相交流电压连接器4被输出至各个交流马达M。接下来，以下对由上述结构构成的机器人控制器的作用进行说明。当从外部电源插头经由电路保护器3向噪声滤波器NF输入有200V的交流电压时，利用噪声滤波器NF除去噪声后的交流电压从噪声滤波器NF被输出至驱动电压生成基板20。接下来，被输入至驱动电压生成基板20的交流电压被分配至第一电源电路基板PSl、第二电源电路基板PS2以及第三电源电路基板PS3，在第一电源电路基板PSl、第二电源电路基板PS2以及第三电源电路基板PS3中被转换为相互不同的直流电压。并且，在驱动电压生成基板20中，来自噪声滤波器NF的交流电压被转换为驱动电压亦即280V的直流电压。进而，利用第一电源电路基板PSl生成的15V的直流电压和利用驱动电压生成基板20生成的驱动电压经由第一输出连接器21以及第一输入连接器41从驱动电压生成基板20分别被输入至两个驱动电路基板40。另一方面，当为了使机器人R移动至作业位置而经由I / O端口 17将来自外围设备的检测信号输入至控制电路基板30时，在控制电路基板30中，经由位置检测器用端口 11获得各个旋转角度传感器的检测信号。接下来，在控制电路基板30中，基于表示作业位置的位置指令和各个旋转角度传感器的检测结果，生成用于使机器人R向作业位置移动的轨道，并算出用于使机器人R沿着该轨道移动的交流马达M的驱动量。进而，在控制电路基板30中，生成与所算出的驱动量相应的各相的电压指令，并经由第二输出连接器36以及第二输入连接器42将与该电压指令相应的控制信号从控制电路基板30分别输入至两个驱动电路基板40。接着，在驱动电路基板40中，从驱动电压生成基板20输入的驱动电压被升压至适合于交流马达M的驱动的电压，基于从控制电路基板30输入的控制信号的开/关控制，该升压后的电压被转换为多相交流电压。进而，在机器人控制器中，控制电路基板30对输入至驱动电路基板40的控制信号的频率进行控制，由此，向该交流马达M的各相供给与交流马达M的驱动量相应的电流。此时，在生成用于控制多相交流电压的控制信号的过程中，由于需要进行基于交流马达M的旋转位置的高速计算，因此，在生成此类控制信号的控制电路基板30中，作为基板构造自然需要多层构造。另一方面，在将交流电压的输出电压转换为驱动电压的驱动电压生成基板20中，由于不需要进行上述高速计算，因此，对于此类驱动电压生成基板20而言不需要多层构造。如果形成为上述结构，由于分别构成具有相互不同的功能的驱动电压生成基板20和控制电路基板30，因此，能够在各个电路基板中采用与各个要求相应的层叠构造。另外，在驱动电压生成基板20和控制电路基板30构成为一个电路基板的情况下，为了使一个电路基板满足上述相互不同的要求，需要使该电路基板多层化、复杂化，但根据上述结构，能够简化配置于框体I内的电路基板的层叠构造。此外，驱动电压生成基板20和控制电路基板30在框体I的底面面板IB并列配置，并且，使用上述驱动电压生成基板20和控制电路基板30的输出的驱动电路基板40以相对于该驱动电压生成基板20和控制电路基板30立起的状态架设于驱动电压生成基板20和控制电路基板30。因此，对于成为驱动电路基板40的连接目的地的两个电路基板，能够抑制上述两个电路基板相互分离，结果，能够简化驱动电路基板40中的导线的布线，进而能够简化驱动电路基板40的内部构造。另外，当驱动电路基板40以驱动电压生成基板20以及控制电路基板30与驱动电路基板40相互平行的方式架设于驱动电压生成基板20以及控制电路基板30时，驱动电压生成基板20和控制电路基板30被驱动电路基板40覆盖。另一方面，如果形成为上述结构，由于能够将被驱动电路基板40覆盖的驱动电压生成基板20的区域、控制电路基板30的区域抑制在最小限度，因此，能够确保针对各个电路基板的维护性。如以上所说明，根据本实施方式的机器人控制器，能够得到如下列举的效果。(I)由于分别构成驱动电压生成基板20和控制电路基板30，因此，能够在各个电路基板中采用与各个要求相应的层叠构造。因此，能够简化配置于框体I内的电路基板的层叠构造。(2)由于驱动电压生成基板20和控制电路基板30在框体I的底面面板IB并列配置，因此，对于成为驱动电路基板40的连接目的地的上述两个电路基板，能够抑制上述两个电路基板相互分离。结果，能够简化驱动电路基板40中的导线的布线，进而能够简化驱动电路基板40的内部构造。(3)由于驱动电路基板40以相对于驱动电压生成基板20和控制电路基板30立起的状态架设于驱动电压生成基板20和控制电路基板30，因此，能够确保对各个电路基板的维护性。(4)驱动电压生成基板20和驱动电路基板40借助第一输出连接器21与第一输入连接器41之间的嵌合安装而连接，控制电路基板30和驱动电路基板40借助第二输出连接器36与第二输入连接器42之间的嵌合安装而连接。因此，能够在不使用用于将电路基板之间连接在一起的缆线的情况下将上述驱动电压生成基板20以及控制电路基板30与驱动电路基板40直接连接，在机器人控制器的框体I内，能够节省导线。(5)对于不打开框体I的内部就能够进行的作业，位置检测器用端口 11、紧急停止用端口 12、TP 用端口 13、第一 USB 端口 14、第二 USB 端口 15、LAN 端口 16、I / O 端口 17等进行该作业所必需的接口全都嵌入于框体I的正面面板1F。因此，与上述接口配置于机器人控制器的背面面板、底面面板IB的情况相比较，机器人控制器与外部设备之间的连接、切断变得容易。(6)上述接口的连接目的地、亦即控制电路基板30配置在框体I的底面面板IB的正面侧。如果形成为此类结构，则能够在不使用用于连接控制电路基板30和各个端口的缆线的情况下将上述控制电路基板30与各个端口连接，也能够在机器人控制器的框体I内节省导线。(7)驱动电压生成基板20、控制电路基板30、驱动电路基板40分别配置于呈长方体形状的框体I内的各个侧面。根据此类结构，由于各个电路基板所占据的空间是沿着框体I的各个侧壁的空间，因此，抑制了框体I的内部空间被电路基板划分的情况，进而，容易在框体I内部确保用于配置导线、电子元件所必需的连续空间。(8)由于两个驱动电路基板40分别以相互平行的方式配置，因此，与两个驱动电路基板40分别以相互交叉的方式配置的情况相比较，能够减小这两个驱动电路基板40所占据的空间的尺寸。进而，能够实现机器人控制器的小型化。另外，上述实施方式也可以基于以下方式加以实施。.多个驱动电路基板40也可以按照相互交叉的方式配置，即使采用此类结构，也能够得到以上述(I) (7)为准的效果。重点是，只要采用驱动电路基板40以相对于电源电路基板、亦即驱动电压生成基板20和控制电路基板30立起的状态架设于驱动电压生成基板20和控制电路基板30的结构即可。.多个驱动电路基板40可以构成为分别配置于右侧面板IR、以及左侧面板1L，或者也可以构成为仅配置于右侧面板IR。例如，在作为控制对象的机器人具有六个交流马达M的情况下，可以采用三个驱动电路基板40配置于左侧面板IL侧的结构，或者采用两个驱动电路基板40配置于左侧面板IL侧、剩余的一个驱动电路基板40配置于右侧面板IR侧的结构。并且，在驱动电路基板40的数量为I个的情况下，该驱动电路基板40采用配置于右侧面板IR和左侧面板IL中任意一方的结构即可。即使是此类结构，也能够得到以上述(I) (7)为准的效果。并且，也可以采用I个以上的驱动电路基板40配置于框体I的左右方向上的中央的结构。即使是此类结构，也能够得到以上述(I) (6)为准的效果。 也可以采用驱动电压生成基板20配置在框体I的底面面板IB的正面侧，并且控制电路基板30配置在框体I的底面面板IB的背面侧的结构。即使是此类结构，也能够得到以上述(I) (4)为准的效果。并且，由于与机器人控制器连接的信号缆线、电源缆线汇集于机器人控制器的背面侧，因此，能够抑制这些缆线类对机器人控制器的操作造成障碍。.也可以采用驱动电压生成基板20和驱动电路基板40经由`连接缆线而连接的结构，并且也可以采用控制电路基板30和驱动电路基板40经由连接缆线而连接的结构。即使是此类结构，也能够得到以上述(I) (3)为准的效果，并且，能够提高驱动电路基板40的配置的自由度、用于将电路基板之间连接在一起的连接器的配置的自由度。.机器人控制器也能够在框体I的内部收纳有与上述电路基板、电子元件不同的其他部件。例如，也可以采用在框体的内部收纳有再生电阻的结构，该再生电阻用于将机器人R减速时返回机器人控制器的电压、亦即再生能量转换为热量而消耗。并且，例如也可以采用在框体的内部收纳有比较器基板的结构，该比较器基板具有在上述再生能量上升时，将再生能量以规定的电压值供给至再生电阻的比较器功能。符号说明:F…冷却用风扇；M…交流马达洱…机器人；FA…外部空气过滤器；NF…噪声滤波器；PS1…第一电源电路基板；PS2…第二电源电路基板;PS3…第3电源电路基板;1…框体；1B…底面面板；1F…正面面板；1L...左侧面板；1P…扩展面板；1R…右侧面板；1S…支承板；2…外部电源连接器；3…电路保护器；3a…操作杆；4…多相交流电压连接器；1L...位置检测器用端口 ； 12…紧急停止用端口 ； 13…TP用端口 ； 14…第一 USB端口 ； 15…第二 USB端口 ；15a…触发开关；16“*LAN端口 ；17...Ι / O端口 ；18…定序器端口 ；19...扩展I / O端口 ；20...驱动电压生成基板；21...第一输出连接器；30...控制电路基板；31...0Ρυ板；32…通信用接口基板；33…扩展用连接器；34…卡片型存储介质；35…存储器连接器；36…第二输出连接器；40…驱动电路基板；41…第一输入连接器；42…第二输入连接器；43...电源模块；43Β…第一电源模块；43F…第二电源模块；45B…第一模块连接器；45F…第二模块连接器；44…散热部件； 51...框体；52...指令生成基板；53…驱动控制基板；54…驱动电路基板。
权利要求1.一种机器人控制器,其特征在于， 该机器人控制器对搭载有马达的机器人进行控制， 其中，所述机器人控制器具备: 将来自外部电源的电压转换为驱动电压并输出的驱动电压生成基板； 将所述驱动电压转换成马达驱动电压并输出的驱动电路基板；以及 输出用于控制所述马达驱动电压的控制信号的控制电路基板， 所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板在框体内并列配置， 所述驱动电路基板以相对于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板立起的状态架设于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板。
2.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于， 所述驱动电压生成基板具有输出所述驱动电压的第一输出连接器， 所述控制电路基板具有输出所述控制信号的第二输出连接器， 所述第一输出连接器和所述第二输出连接器沿着一个方向并列配置。
3.根据权利要求2所述的机器人控制器，其特征在于， 在所述驱动电路基板，并列配置有嵌合安装于所述第一输出连接器的第一输入连接器和嵌合安装于所述第二输出连接器的第二输入连接器。
4.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于， 所述框体呈长方体形状， 所述驱动电压生成基板配置在所述框体内的背面侧， 所述控制电路基板配置在所述框体内的正面侧。
5.根据权利要求4所述的机器人控制器，其特征在于， 所述机器人控制器具有接收来自检测所述马达的旋转位置的检测器的检测信号的位置检测器用端口， 所述位置检测器用端口嵌入于所述框体的正面面板。
6.根据权利要求3所述的机器人控制器，其特征在于， 所述框体呈长方体形状， 所述驱动电压生成基板配置于所述框体内的背面侧， 所述控制电路基板配置于所述框体内的正面侧。
7.根据权利要求6所述的机器人控制器，其特征在于， 所述机器人控制器具有接收来自检测所述马达的旋转位置的检测器的检测信号的位置检测器用端口， 所述位置检测器用端口嵌入于所述框体的正面面板。
8.根据权利要求5或7所述的机器人控制器，其特征在于， 在所述正面面板嵌入有接收紧急停止指令的紧急停止用端口。
9.根据权利要求5或7所述的机器人控制器，其特征在于， 在所述正面面板嵌入有接收示教指令的TP用端口。
10.根据权利要求5或7所述的机器人控制器，其特征在于， 在所述正面面板嵌入有接收来自外部计算机的指令的USB端口。
11.根据权利要求5或7所述的机器人控制器，其特征在于，在所述正面面板嵌入有与网络相连的LAN端口。
12.根据权利要求5或7所述的机器人控制器，其特征在于， 在所述正面面板嵌入有与外围设备相连的I/O端口。
13.根据权利要求1 7中任一项所述的机器人控制器，其特征在于， 所述机器人控制器具备多个所述驱动电路基板， 所述多个驱动电路基板分别以相互平行的方式架设于所述驱动电压生成基板和所述控制电路基板。
专利摘要控制搭载有交流马达的机器人的机器人控制器具备将交流电压转换为直流电压即驱动电压并输出的电源电路基板、将上述电源电路基板的输出电压转换为多相交流电压并输出至上述交流马达的驱动电路基板、以及将基于上述交流马达的旋转位置对上述驱动电路基板的输出电压进行控制的控制信号输出至上述驱动电路基板的控制电路基板，上述电源电路基板和上述控制电路基板在框体内的底面以相互并列的方式配置，上述驱动电路基板以相对于上述电源电路基板和上述控制电路基板立起的状态架设于上述电源电路基板和上述控制电路基板。
文档编号G05B19/04GK203069997SQ20122051299
公开日2013年7月17日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年3月30日
发明者寺中僚祐 申请人:精工爱普生株式会社