JP4680492B2 - ロボット制御装置 - Google Patents
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Description
図において、1はロボットであり、ロボット制御装置2に接続されている。ロボット1の手首部先端には、作業を行なうための作業ツールが取り付けられている。ロボット制御装置2には、ペンダント3が接続されており、教示中にモータ電源を作業者7の手元操作で投入と遮断できるイネーブル装置9が備わっている。ロボット1が作業中は、その動作範囲に作業者7が進入しないように、図示しない防護柵で囲われている。8は外部操作装置であり、ロボット制御装置2に接続されており、非常停止、モータ電源投入指令、動作開始指令、及び停止指令等の信号をロボット制御装置2に与える。5はモータによって旋回するターンテーブル6を備える作業台であり、ロボット制御装置2に接続されている。
このように、稼動中あるいは教示中において、駆動電源の投入と遮断は頻繁に行なわれている。
尚、ロボットは垂直多関節型、水平多間接型、円筒座標型など種々の構成があるが、供給電源の遮断のため駆動軸のトルク出力が止まり、自らのアームが重力方向に落下することを防ぐために、各駆動軸には電磁ブレーキなどの保持器が備えられている。
このように、従来のモータ駆動装置は、モータの駆動電源を遮断した時に、平滑コンデンサに充電された電荷を強制放電して、保守点検等のために直接モータ駆動装置に触れても感電事故を防いでいる。また充電表示を行なうことで、作業者に対し感電への注意を促している。
(1)駆動電源の遮断では放電用の抵抗器で平滑コンデンサに充電された電荷を強制放電するため、頻度が高くなると放電用の抵抗器は過熱状態となり焼損する恐れがある。
(2)平滑コンデンサの温度上昇を招き、平滑コンデンサが短寿命化する。
(3)平滑コンデンサ放電後に駆動用の電源を投入したときには、モータに適正なトルクを発生するための平滑コンデンサへの充電に数百ミリ秒の充電時間が必要となり、タクトタイムが伸びる障害となる。
また、平滑コンデンサの充電状態表示を行なう場合は、保守点検を行なう時には表示が消灯して感電の危険がなくなるまで待たなければならなかった。平滑コンデンサ両端の電圧が人体にとって危険電圧以下(例えば直流30V)になるためには、充電された電荷が自然放電及び駆動回路部品の漏洩電流に頼り、強制放電を行なわないと数分から数十分必要である。この強制放電を作業者の操作に頼ることは、操作を忘れると安全が阻害されることとなるため問題があった。
尚、段取り時に駆動電源の遮断は、前述の作業者への安全確保の他に、工作機の非動作時の節電となり、省エネルギーの効果があり要望が多くなっている。
請求項1に記載の発明は、電源から直列接続した遮断器の接点と継電器の接点とを介して電源供給され、前記遮断器の接点および前記継電器の接点が閉路したときにエネルギーを蓄える平滑コンデンサを備える駆動電源部と、前記駆動電源部より電力供給を受け駆動回路を介してモータを駆動する駆動部と、前記遮断器の接点と前記継電器の接点との間に接続され前記電源の供給停止を検出して電源供給停止信号を出力する停電検出回路と、前記モータの減速時に該モータからの回生による余剰エネルギーの開放および前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーを開放するエネルギー開放手段と、を備えたロボット制御装置において、前記停電検出回路が前記停電検出信号を出力した際には前記エネルギー開放手段で前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーの開放を行ない、前記電源から前記遮断器の接点と前記継電器の接点とを介して前記駆動電源部へ電源供給された状態から、前記遮断器の接点は閉路した状態で前記継電器の接点を開路して前記駆動電源部への電源供給の遮断に際し、前記停電検出回路が前記電源供給停止信号を出力していなければ、前記エネルギー開放手段で前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーの開放を行なわないで自然放電を行なうことを特徴とするものである。
また、モータ減速時にはモータより回生エネルギーが駆動回路34より戻されて、平滑コンデンサ33の両端電圧は高くなるが、この高い電圧によって回路部品の焼損や回路の絶縁破壊を防ぐために、電圧検出回路29が所定の過電圧より高くなったことを検出すると、回生制御回路30へ結果が出力され、回生制御回路30ではトランジスタ31を駆動して、平滑コンデンサ33に蓄えられている電荷を回生抵抗器32を介して放電する。この回生抵抗器32は平滑コンデンサ33に蓄積されエネルギーを強制放電する際にも使用される。すなわち、駆動電源制御回路24より回生制御回路30へ強制放電信号が出力されると、回生制御回路30はトランジスタ31を駆動して、平滑コンデンサ33に蓄積されている電荷エネルギーを、回生抵抗器32を使用して強制的に放電する。
次に外部操作装置8のモータ電源投入指令の入力でモータ駆動電源の投入を行なう。
駆動電源制御回路24へ駆動電源投入指令が入力されると、駆動電源投入信号が継電器25へ出力され、継電器25は通電励磁され、その接点は閉路して、整流器26へ電源が供給される。
図2は、平滑コンデンサ33が完全放電状態から駆動電源を投入した時の両端電圧グラフである。平滑コンデンサ33が完全に放電の状態より充電され、支障なくモータ駆動を行なうために必要な電圧になるためには約250ミリ秒の時間が必要である。
2 ロボット制御装置
3 ペンダント
4 ワーク
5 作業台
6 ターンテーブル
7 作業者
8 外部操作装置
9 イネーブル装置
20 電源
21 遮断器
22 電源装置
23 停電検出回路
24 駆動電源制御回路
25、28 継電器
26 整流器
27 抵抗器
29 電圧検出回路
30 回生制御回路
31 トランジスタ
32 回生抵抗器
33 平滑コンデンサ
34 駆動回路
35 駆動電源部
Claims (1)
- 電源から直列接続した遮断器の接点と継電器の接点とを介して電源供給され、前記遮断器の接点および前記継電器の接点が閉路したときにエネルギーを蓄える平滑コンデンサを備える駆動電源部と、
前記駆動電源部より電力供給を受け駆動回路を介してモータを駆動する駆動部と、
前記遮断器の接点と前記継電器の接点との間に接続され前記電源の供給停止を検出して電源供給停止信号を出力する停電検出回路と、
前記モータの減速時に該モータからの回生による余剰エネルギーの開放および前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーを開放するエネルギー開放手段と、を備えたロボット制御装置において、
前記停電検出回路が前記停電検出信号を出力した際には前記エネルギー開放手段で前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーの開放を行ない、
前記電源から前記遮断器の接点と前記継電器の接点とを介して前記駆動電源部へ電源供給された状態から、前記遮断器の接点は閉路した状態で前記継電器の接点を開路して前記駆動電源部への電源供給の遮断に際し、前記停電検出回路が前記電源供給停止信号を出力していなければ、前記エネルギー開放手段で前記平滑コンデンサに蓄えられたエネルギーの開放を行なわないで自然放電を行なうことを特徴とするロボット制御装置。
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