JP2005261120A

JP2005261120A - 多軸サーボドライブ装置

Info

Publication number: JP2005261120A
Application number: JP2004070672A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hara; 憲二原
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】簡単に脱着可能で且つモータへの配線がコネクタに統合出来、更に一軸づつ分散配備が可能なサーボドライブ装置を供給する。
【解決手段】コンバータユニット２およびサーボアンプユニット１は、それぞれ個別にケーブル接続することが可能な電気配線用のコネクタ５、８、１４、１５を有しており、各々のユニット１、２に設けた電気配線用のコネクタ５、８、１４、１５は、各コネクタ間を接続するために必要な回路配線を予め施した回路基板３０を有するマウントベース３５上に嵌合接続されており、回路基板３０は、直流電力を分散配備されたサーボアンプユニット１へ出力するための直流電力用コネクタ３９と、サーボアンプユニット１からサーボモータへの動力線を一つに統合して接続するサーボモータ動力線用コネクタ４０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＦＡにおけるロボットなど複数のサーボモータを駆動制御する多軸サーボドライブ装置に関する。

図３は、従来技術の多軸サーボドライブ装置の配線接続例を示す外観斜視図である。
図３において、１は１台のサーボモータを駆動制御するサーボアンプユニットであって、ネットワークサーボを構成しており、２は交流電力を直流電力に変換して各軸のサーボアンプユニット１へ供給するコンバータユニット、３はネットワークケーブル接続用コネクタ、４はネットワークケーブル、７はコンバータユニット２からの直流電源出力、１０はモータへの動力ケーブル、１３はエンコーダケーブル、１９はコンバータユニット２ヘ入力される交流電源用のケーブル、２１は各軸の入出力を一括して取り込みネットワークで各軸に指令を出すマスターユニット、２２はネットワークの終端のターミネータである。
図４は従来技術および本発明の実施例に共通なサーボアンプユニット単体の外観図であり、図５は従来技術および本発明の実施例に共通なコンバータユニット単体の外観図である。なお、図４および図５において図３と同じ説明符号のものは、図３と同じ構成要素および機能を示している。
図４および図５において、５は直流電源接続コネクタ、６は直流電源接続コネクタ５と嵌合可能な直流電源ケーブル接続コネクタ、８はモータ動力接続用コネクタ、９はモータ動力接続用コネクタ８と嵌合可能なモータ動力ケーブル接続用コネクタ、１１はエンコーダ接続コネクタ、１２はエンコーダ接続コネクタ１１と嵌合可能なエンコーダケーブル接続コネクタ、１４はネットワーク接続用コネクタ３と嵌合可能なネットワーク接続用コネクタ、１５は直流電源出力コネクタ、１６は直流出力コネクタ１５と嵌合可能な直流電源ケーブル接続コネクタ、１７は交流電源入力コネクタ、１８は交流電源入力コネクタ１７と嵌合可能な交流電源ケーブル接続コネクタである。
以下、図３、４、５を用いて従来技術の多軸サーボドライブ装置の配線接続について説明する。図３の例では、３台のサーボモータを駆動する３軸構成の多軸サーボドライブ装置を示している。一般に、各サーボアンプユニット１およびコンバータユニット２は横に並べられて取付けられている。コンバータユニット２からの直流電源出力７は、コンバータユニット２に設けられた直流電源出力コネクタ１５から直流電源ケーブル接続コネクタ１６を経て出力され、端子台（図示せず）で分岐され、直流電源ケーブル接続コネクタ６を経て、サーボアンプユニット１に設けられた直流電源接続コネクタ５から供給される。
サーボアンプユニット１、コンバータユニット２とマスターユニット２１との信号伝送のため、それぞれに設けられたネットワーク接続用コネクタ３間で渡り配線が行なわれる。
サーボモータへの動力ケーブル１０は、それぞれ個別にモータ動力ケーブル接続用コネクタ９を介して配線していた。
ところが、この構成の多軸サーボドライブ装置では、サーボアンプユニット１を交換するにはコネクタやケーブルをいちいち外す必要が有ることから、配線の簡素化による作業性向上とコネクタの個数の削減によるコスト削減を目的として、回路基板に予め必要な回路配線を施してマウントベースを形成し、各サーボアンプユニットおよびコンバータユニットを該回路基板に配置固定する方法が従来考えられてきた（例えば、特許文献１を参照）。
特開平８−２５６５００号公報（第６頁、図１〜３参照）

しかしながら、ロボットでは、マニュピレータと多軸サーボドライブ装置間のサーボモータの動力線はまとめて一体のケーブルを用い、一つのコネクタで結合する事が求められており、従来技術の様に、モータの動力線やモータ動力ケーブル接続用コネクタがそれぞれ別々という構成は忌避されるという問題があった。さらに、従来のマウントベースではサーボアンプユニット自体の脱着が簡便ではなく、また、サーボアンプユニットを一軸づつ分散配備するといったことが困難であるという問題もあった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、簡単に脱着可能で、各軸のモータの動力線の配線を一つのコネクタに統合することが可能で、更に一軸づつ分散配備が可能な多軸サーボドライブ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、交流電力を直流電力に変換するコンバータユニットと、前記直流電力を交流制御電力に変換してサーボモータを駆動する複数のサーボアンプユニットを備えた多軸サーボドライブ装置において、前記コンバータユニットおよび前記サーボアンプユニットは、それぞれ個別にケーブル接続することが可能な電気配線用のコネクタを有しており、各々のユニットに設けた前期電気配線用のコネクタは、各コネクタ間を接続するために必要な回路配線を予め施した回路基板を有するマウントベース上に嵌合接続されており、前記回路基板は、前記直流電力を分散配備された前記サーボアンプユニットへ出力するための直流電力用コネクタと、前記複数のサーボアンプユニットからサーボモータへの動力線を一つに統合して接続するサーボモータ動力線用コネクタを有することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の多軸サーボドライブ装置において、前記サーボアンプユニットは、ネットワークサーボを構成するものであり、前記回路基板は、前記サーボアンプユニットと別置きのマスターユニットとをネットワークで接続するためのネットワーク接続コネクタを有することを特徴としている。

請求項１記載の多軸サーボドライブ装置によれば、サーボアンプユニットおよびコンバータユニットのコネクタと嵌合でき、ケーブルを接続可能なコネクタと同じ嵌合を有するコネクタを回路基板に設けて、ここにサーボアンプユニットやコンバータユニットを取付けることによりベースマウントタイプの多軸サーボドライブ装置が実現できる構成にしているため、サーボアンプユニットやコンバータユニットが簡単に脱着可能である。
また、前記回路基板は直流電力を分散配備されたサーボアンプユニット用の直流電力用コネクタに出力し、且つ、該多軸サーボドライブ装置のサーボアンプユニットはケーブル付きコネクタによる配線も出来る構成としているため、一軸づつ分散配備することも可能である。
更に、本発明の多軸サーボドライブ装置は、各軸のサーボモータ動力線の配線が一つのコネクタに統合する構成としているので、ロボットにおける動力線一体ケーブル化の要求を満たすことが可能である。
請求項２記載の多軸サーボドライブ装置によれば、前記サーボアンプユニットはネットワークサーボの構成としているので、マスターユニットは、ネットワークを用いて各軸の入出力を一括して取り込み、各軸に指令を出すことができる。

以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例を示す外観図であり、５軸分のサーボアンプユニットによる多軸サーボドライブ装置を構成した例を示している。
図２は本発明の実施例を示すマウントベースの構造図である。
図１および図２において、図４および図５と同じ説明符号のものは図４および図５と同じ構成要素および機能を示している。
図１および図２において、３０は回路基板すなわちプリント基板、３１はサーボアンプユニット１のコネクタ１４と嵌合可能なネットワーク接続コネクタ、３２はサーボアンプユニット１のコネクタ５と嵌合可能な直流入力電源接続コネクタ、３３はサーボアンプユニット１のコネクタ８と嵌合可能なモータ動力接続コネクタ、３４はコンバータユニット２のコネクタ１５と嵌合可能な直流出力電源接続コネクタ、３５はマウントベース、３６はネットワークの終端のターミネータ、３７はコンバータユニット２のコネクタ１４と嵌合可能なネットワーク接続コネクタ、３８はマスターユニットへのネットワーク接続コネクタ、３９は分散設置サーボアンプユニット用の直流電力用コネクタ、４０はサーボモータへの動力線用コネクタ、４１はマスターユニットへのネットワーク接続コネクタ３８と嵌合可能なネットワーク配線接続コネクタ、４２はコネクタ３９と嵌合可能な分散設置サーボアンプユニット用の直流電源ケーブル接続コネクタ、４３はコネクタ４０と嵌合可能な動力供給用集合ケーブル接続コネクタ、４４はサーボモータへの動力供給用集合ケーブルである。
本発明が従来技術と異なる点は、コンバータユニット２およびサーボアンプユニット１は、それぞれ個別にケーブル接続することが可能な電気配線用のコネクタ５、８、１４、１５を有しており、各々のユニット１、２に設けた電気配線用のコネクタ５、８、１４、１５は、各コネクタ間を接続するために必要な回路配線を予め施した回路基板３０を有するマウントベース３５上に嵌合接続されており、回路基板３０は、直流電力を分散配備されたサーボアンプユニット１へ出力するための直流電力用コネクタ３９と、複数のサーボアンプユニット１からサーボモータへの動力線を一つに統合して接続するサーボモータ動力線用コネクタ４０を有する点と、サーボアンプユニット１は、ネットワークサーボを構成するものであり、回路基板３０は、前記サーボアンプユニット１と別置きのマスターユニットとをネットワーク４で接続するためのネットワーク接続コネクタ３８を有する点である。

さらに、本発明の実施例を、図１および図２を用いて詳細な説明を行なう。
マウントベース３５の上には回路基板３０が備えられている。回路基板３０上には、サーボアンプユニット１の前面パネル上にある直流電源接続コネクタ５、モータ動力接続用コネクタ８およびネットワーク接続用コネクタ１４と嵌合して電気接続可能なコネクタ３１、３２、３３をそれぞれ５組配置している。さらに、回路基板３０上には、コンバータユニット２の前面パネル上にある直流出力コネクタ１５およびネットワーク接続用コネクタ１４と嵌合して電気接続可能なコネクタ３７、３４を配置している。
これらのコネクタ３１、３２、３３、３４、３７は、サーボアンプユニット１の前面パネルのコネクタ５、８、１４と回路基板３０上のコネクタ３１、３２、３３を同時に嵌合でき、コンバータユニット２の前面パネルのコネクタ１４、１５と回路基板３０のコネクタ３７、３４を同時に嵌合でき、５台のサーボアンプユニット１とコンバータユニット２が集合並置となる位置に配置している。すなわち、サーボアンプユニット１およびコンバータユニット２の前面パネルのコネクタ位置に対応させた位置に配置している。
コンバータユニット２の直流電源出力はコネクタ３４から回路基板３０に出力され、回路基板３０上のコネクタ３２を通じて各サーボアンプユニット１に取り込まれると共に、コネクタ３９に出力するように予め回路基板３０には配線がなされており、コネクタ３９から分散配備されたサーボアンプユニットへ直流電源の供給が可能である。
また、各々のサーボアンプユニット１のコネクタ８から回路基板３０上のコネクタ３３を通じて回路基板３０に取り込まれた各軸のサーボモータの動力は、回路基板３０上の１つのコネクタ４０に集められるよう予め回路基板３０には配線がなされている。
また、回路基板３０上のコネクタ３１、３７、３８は予めネットワークのための配線がなされており、ネットワークの信号の終端にはターミネータ３６が接続されており、回路基板３０上のコネクタ３８からネットワークケーブル４により、回路基板３０の外部に設置されたマスターユニットと結合できる。

以上述べたように、本発明の実施例に係る多軸サーボドライブ装置は、サーボアンプユニット１およびコンバータユニット２のコネクタ５、８、１４、１５と嵌合でき、ケーブルを接続可能なコネクタ６、９、３、１６と同じ嵌合を有するコネクタ３１、３２、３３、３４、３７を回路基板３０に設けて、ここにサーボアンプユニット１やコンバータユニット２を取付けることによりベースマウントタイプの多軸サーボドライブ装置が実現できる構成にしたので、サーボアンプユニット１やコンバータユニット２を簡単に脱着することができる。また、回路基板３０は直流電力を分散配備されたサーボアンプユニット用の直流電力用コネクタ３９に出力し、且つ、該多軸サーボドライブ装置のサーボアンプユニット１はケーブル付きコネクタ３、６、９による配線も出来る構成としたので、一軸づつ分散配備することもできる。
また、本発明の実施例に係る多軸サーボドライブ装置は、各軸のサーボモータ動力線の配線が一つのコネクタ４０に統合する構成としたので、ロボットにおける動力線一体ケーブル化の要求を満たすことができる。
更に、本発明の実施例に係る多軸サーボドライブ装置は、サーボアンプユニット１はネットワークサーボの構成としたので、マスターユニットは、ネットワーク４を用いて各軸の入出力を一括して取り込み、各軸に指令を出すことができる。

本発明はロボット以外の装置の多軸サーボドライブ装置にも適用が可能である。

本発明の実施例を示す外観図本発明の実施例を示すマウントベースの構造図従来技術の多軸サーボドライブ装置の配線接続例を示す外観斜視図従来技術および本発明の実施例に共通なサーボアンプユニット単体の外観図従来技術および本発明の実施例に共通なコンバータユニット単体の外観図

符号の説明

１サーボアンプユニット
２コンバータユニット
３ネットワークケーブル接続用コネクタ
４ネットワークケーブル
５直流電源接続コネクタ
６直流電源ケーブル接続コネクタ
７直流電源出力
８モータ動力接続用コネクタ
９モータ動力ケーブル接続用コネクタ
１０動力ケーブル
１１エンコーダ接続コネクタ
１２エンコーダケーブル接続コネクタ
１３エンコーダケーブル
１４ネットワーク接続用コネクタ
１５直流電源出力コネクタ
１６直流電源ケーブル接続コネクタ
１７交流電源入力コネクタ
１８交流電源ケーブル接続コネクタ
１９交流電源用のケーブル
２１マスターユニット
２２、３６ネットワークの終端のターミネータ
３０回路基板
３１、３７、３８ネットワーク接続コネクタ
３２直流入力電源接続コネクタ
３３モータ動力接続コネクタ
３４直流出力電源接続コネクタ
３５マウントベース
３９直流電源接続コネクタ
４０動力線用コネクタ
４１ネットワーク配線接続コネクタ
４２直流電源ケーブル接続コネクタ
４３動力供給用集合ケーブル接続コネクタ
４４動力供給用集合ケーブル

Claims

交流電力を直流電力に変換するコンバータユニットと、前記直流電力を交流制御電力に変換してサーボモータを駆動する複数のサーボアンプユニットを備えた多軸サーボドライブ装置において、
前記コンバータユニットおよび前記サーボアンプユニットは、それぞれ個別にケーブル接続することが可能な電気配線用のコネクタを有しており、
各々のユニットに設けた前期電気配線用のコネクタは、各コネクタ間を接続するために必要な回路配線を予め施した回路基板を有するマウントベース上に嵌合接続されており、
前記回路基板は、前記直流電力を分散配備された前記サーボアンプユニットへ出力するための直流電力用コネクタと、前記複数のサーボアンプユニットからサーボモータへの動力線を一つに統合して接続するサーボモータ動力線用コネクタを有することを特徴とする多軸サーボドライブ装置。
請求項１記載の多軸サーボドライブ装置において、
前記サーボアンプユニットは、ネットワークサーボを構成するものであり、
前記回路基板は、前記サーボアンプユニットと別置きのマスターユニットとをネットワークで接続するためのネットワーク接続コネクタを有することを特徴とする多軸サーボドライブ装置。