JP2017001120A

JP2017001120A - ロボット制御装置

Info

Publication number: JP2017001120A
Application number: JP2015115838A
Authority: JP
Inventors: 寿人宇田; Shuji Uda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2017-01-05

Abstract

【課題】主電源から電圧が供給されなくても、各構成要素を動作させることができるロボット制御装置を得ること。【解決手段】主電源５から供給された電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて出力する電源回路１７と、主電源５よりも低い電圧を出力するメンテナンス用電源６が接続される第４接続部１８と、メンテナンス用電源６から供給された電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて出力する切替部１９とを備え、第３接続部１６に主電源５が接続されておらず、第４接続部１８にメンテナンス用電源６が接続された場合に、メモリ１２ａは、パソコン２からの要求に基づいてデータをパソコン２に出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットを制御するロボット制御装置に関する。

従来のロボット制御装置においては、電源基板で主電源から供給された電圧を変換し、変換後の電圧により制御回路に搭載されているＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）およびメモリなどの部品を動作させている。特許文献１に記載されているように、ロボット制御装置を動作させるためには、主電源が必要である。

特開２００７−３７３０４号公報

例えば、ロボット制御装置は、主電源から電圧が供給されないと、ＣＰＵおよびメモリを動作させて、メモリに記憶されているデータを確認することが困難になる。また、ロボット制御装置は、主電源から電圧が供給されないと、メンテナンス時において、ロボットアームに組み込まれているブレーキを解除してロボットの姿勢を変更することが困難になる。つまり、ロボット制御装置は、主電源から電圧が供給されないと、各構成要素を動作させることが困難になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、主電源から電圧が供給されなくても、各構成要素を動作させることができるロボット制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１外部機器が接続される第１接続部と、データが記憶されるメモリと、演算を行う演算処理部とが搭載されている制御回路と、ロボットアームに備えられているブレーキを駆動するブレーキ駆動回路と、第２外部機器が接続される第２接続部と、第２外部機器からの要求に基づいて、メモリから読み出したデータを変換して第２外部機器に出力するデータ処理回路と、主電源が接続される第３接続部と、主電源から供給された電圧を制御回路、ブレーキ駆動回路またはデータ処理回路に切り替えて出力する電源回路と、主電源よりも低い電圧を出力する補助電源が接続される第４接続部と、補助電源から供給された電圧を制御回路、ブレーキ駆動回路、データ処理回路または第２外部機器に切り替えて出力する切替部とを備え、第３接続部に主電源が接続されておらず、第４接続部に補助電源が接続された場合に、メモリは、第１外部機器からの要求に基づいてデータを第１外部機器に出力する。

本発明によれば、主電源から電圧が供給されなくても、各構成要素を動作させることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかるロボット制御装置の構成を示す図実施の形態２にかかるロボット制御装置の構成を示す図実施の形態３にかかるロボット制御装置の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるロボット制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるロボット制御装置１を示す図である。ロボット制御装置１は、第１外部機器であるパソコン２が接続される第１接続部１１と、後述するブレーキ駆動回路１３に指令を出力する制御回路１２と、制御回路１２から入力される指令に基づいてブレーキ３ａを駆動するブレーキ駆動回路１３と、第２外部機器であるロボット操作用専用機器４が接続される第２接続部１４と、データを処理するデータ処理回路１５と、主電源５が接続される第３接続部１６と、主電源５からの電圧を出力する電源回路１７と、補助電源であるメンテナンス用電源６が接続される第４接続部１８と、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４を切り替える切替部１９とを備える。なお、パソコンは、パーソナルコンピュータの略語である。

制御回路１２は、内部データが保存されているメモリ１２ａと、メモリ１２ａからのデータの読み出し、メモリ１２ａへのデータの書き込みおよび通信処理を行う演算処理部であるＣＰＵ１２ｂとが搭載されている。

ブレーキ駆動回路１３は、ロボットアーム３に備えられているブレーキ３ａを駆動する。

データ処理回路１５は、第２接続部１４に接続されているロボット操作用専用機器４からの要求に基づいて、メモリ１２ａから読み出したデータを変換処理し、変換処理後のデータをロボット操作用専用機器４に出力する。なお、データ処理回路１５は、ロボット操作用専用機器４から出力されてきたデータを変換処理し、変換処理後のデータをメモリ１２ａに出力する。

電源回路１７は、通常時は、主電源５から供給された電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて出力する。主電源５は、第３接続部１６を介して、２００Ｖの電圧をロボット制御装置１に供給する。

また、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４がそれぞれ異なる電圧で動作する場合の電源回路１７の構成について以下に説明する。電源回路１７は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａは、主電源５から供給された電圧を制御回路１２に適した電圧に変換し、変換後の電圧を制御回路１２に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａは、主電源５から供給された電圧をブレーキ駆動回路１３に適した電圧に変換し、変換後の電圧をブレーキ駆動回路１３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａは、主電源５から供給された電圧をデータ処理回路１５に適した電圧に変換し、変換後の電圧をデータ処理回路１５に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａは、主電源５から供給された電圧をロボット操作用専用機器４に適した電圧に変換し、変換後の電圧を第２接続部１４を介してロボット操作用専用機器４に出力する。

また、電源回路１７は、複数の電源回路で構成されていてもよく、例えば、主電源５から供給された電圧を変換して制御回路１２に供給する電源回路と、主電源５から供給された電圧を変換してブレーキ駆動回路１３に供給する電源回路と、主電源５から供給された電圧を変換してデータ処理回路１５に供給する電源回路と、主電源５から供給された電圧を変換してロボット操作用専用機器４に供給する電源回路の４つの電源回路で構成されていてもよい。

第４接続部１８は、主電源５よりも低い電圧を出力するメンテナンス用電源６が接続される。なお、ロボットアーム３をメンテナンスする場合には、主電源５を第３接続部１６に接続せずに、メンテナンス用電源６を第４接続部１８に接続する。メンテナンス用電源６は、切替部１９を介して、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４に接続されている。

切替部１９は、第４接続部１８にメンテナンス用電源６が接続された場合に、メンテナンス用電源６から供給された電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて出力する。

また、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４がそれぞれ異なる電圧で動作する場合の切替部１９の構成について以下に説明する。切替部１９は、電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａは、メンテナンス用電源６から供給された電圧を制御回路１２に適した電圧に変換し、変換後の電圧を制御回路１２に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａは、メンテナンス用電源６から供給された電圧をブレーキ駆動回路１３に適した電圧に変換し、変換後の電圧をブレーキ駆動回路１３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａは、メンテナンス用電源６から供給された電圧をデータ処理回路１５に適した電圧に変換し、変換後の電圧をデータ処理回路１５に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａは、メンテナンス用電源６から供給された電圧をロボット操作用専用機器４に適した電圧に変換し、変換後の電圧をロボット操作用専用機器４に出力する。

つまり、切替部１９は、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４の電圧が同じ場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａを不要とし、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて、電圧を出力する。また、切替部１９は、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４の電圧が異なる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９ａによりそれぞれに適した電圧に変換し、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて、電圧を出力する。

メモリ１２ａは、第３接続部１６に主電源５が接続されておらず、第４接続部１８にメンテナンス用電源６が接続された場合には、切替部１９を介してメンテナンス用電源６から電圧が供給されるので、第２接続部１４に接続されているパソコン２からの要求に基づいてデータをパソコン２に出力する。

また、ブレーキ駆動回路１３は、第３接続部１６に主電源５が接続されておらず、第４接続部１８にメンテナンス用電源６が接続された場合には、切替部１９を介してメンテナンス用電源６から電圧が供給されるので、ロボットアーム３に備えられているブレーキ３ａのロックを解除する。

よって、ロボット制御装置１は、主電源５から電圧が供給されなくても、各構成要素である制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４を動作させることができる。

ここで、ロボット制御装置１の動作について説明する。パソコン２によりメモリ１２ａに保存されている内部データの確認を行う第１動作の場合には、切替部１９は、メンテナンス用電源６の電圧が制御回路１２に供給されるように切り替える。

また、メンテナンス用電源６は、メモリ１２ａが搭載されている制御回路１２の動作を担保できる容量でよいため、容量の小さなものを選択することができる。

また、ロボット操作用専用機器４によりメモリ１２ａに保存されている内部データの確認を行う第２動作の場合には、切替部１９は、メンテナンス用電源６の電圧が制御回路１２、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４に供給されるように切り替える。なお、第２動作は、第１動作に比べて、容量の大きなメンテナンス用電源６を必要とするが、メモリ１２ａに保存されている内部データの確認にパソコン２を用いない利点がある。

また、ブレーキ３ａを解除する第３動作の場合には、切替部１９は、メンテナンス用電源６の電圧が制御回路１２およびブレーキ駆動回路１３に供給されるように切り替える。なお、ブレーキ駆動回路１３は、制御回路１２からの指令によって駆動しているため、ブレーキ３ａを解除するためには、制御回路１２およびブレーキ駆動回路１３に電圧が供給される必要がある。

よって、ロボット制御装置１は、主電源５が第３接続部１６に接続されていなくても、メンテナンス用電源６から電圧が供給されている制御回路１２およびブレーキ駆動回路１３により、ブレーキ３ａを解除し、ロボットアーム３の姿勢を変更できるため、ロボットアーム３のメンテナンス性を向上させることができる。

また、ロボット制御装置１は、作業者によるスイッチ操作部の操作に基づいて、切替部１９の切り替え動作を行う構成にすることにより、動作させたい構成要素に必要な容量のメンテナンス用電源６を選択させることができる。

実施の形態２．
図２は、実施の形態２にかかるロボット制御装置７を示す図である。なお、実施の形態２にかかるロボット制御装置７は、切替部１９の構成が、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と異なるのみであり、切替部１９の構成以外の構成は、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と同一である。よって、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と同一の構成には、同一の符号を付し、説明を省略する。なお、実施の形態２では、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４がそれぞれ異なる電圧で動作する場合を想定する。

切替部１９は、メンテナンス用電源６から供給された電圧を電源回路１７で変換させ、変換後の電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に出力する。

つまり、切替部１９は、電源回路１７に備えられているＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａを利用してメンテナンス用電源６から供給された電圧の変換を行う。

よって、実施の形態２にかかるロボット制御装置７は、切替部１９にＤＣ／ＤＣコンバータを備えない構成であるため、装置全体を簡素化することができる。

実施の形態３．
図３は、実施の形態３にかかるロボット制御装置８を示す図である。なお、実施の形態３にかかるロボット制御装置８は、メンテナンス用電源６を備えない構成が、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と異なるのみであり、他の構成は、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と同一である。よって、実施の形態１にかかるロボット制御装置１の構成と同一の構成には、同一の符号を付し、説明を省略する。

切替部１９は、メンテナンス用電源６の代替で、第１接続部１１を介して接続されているパソコン２から電圧が供給される。

第１接続部１１は、ＵＳＢ（登録商標）コネクタにより構成されている。なお、ＵＳＢとは、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓの略語である。

パソコン２は、ＵＳＢケーブルを利用して第１接続部１１に接続され、電源線を利用して内蔵されているバッテリーの電圧を切替部１９に出力する。

切替部１９は、パソコン２から供給された電圧を制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５またはロボット操作用専用機器４に切り替えて出力する。

よって、実施の形態３にかかるロボット制御装置８は、メンテナンス用電源６が第４接続部１８に接続されていなくても、パソコン２から供給される電圧によって、制御回路１２、ブレーキ駆動回路１３、データ処理回路１５およびロボット操作用専用機器４を動作させることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，７，８ロボット制御装置、２パソコン（第１外部機器）、３ロボットアーム、３ａブレーキ、４ロボット操作用専用機器（第２外部機器）、５主電源、６メンテナンス用電源（補助電源）、１１第１接続部、１２制御回路、１３ブレーキ駆動回路、１４第２接続部、１５データ処理回路、１６第３接続部、１７電源回路、１７ａ，１９ａＤＣ／ＤＣコンバータ、１８第４接続部、１９切替部。

Claims

第１外部機器が接続される第１接続部と、
データが記憶されるメモリと、演算を行う演算処理部とが搭載されている制御回路と、
ロボットアームに備えられているブレーキを駆動するブレーキ駆動回路と、
第２外部機器が接続される第２接続部と、
前記第２外部機器からの要求に基づいて、前記メモリから読み出したデータを変換して前記第２外部機器に出力するデータ処理回路と、
主電源が接続される第３接続部と、
前記主電源から供給された電圧を前記制御回路、前記ブレーキ駆動回路または前記データ処理回路に切り替えて出力する電源回路と、
前記主電源よりも低い電圧を出力する補助電源が接続される第４接続部と、
前記補助電源から供給された電圧を前記制御回路、前記ブレーキ駆動回路、前記データ処理回路または前記第２外部機器に切り替えて出力する切替部とを備え、
前記第３接続部に前記主電源が接続されておらず、前記第４接続部に前記補助電源が接続された場合に、
前記メモリは、前記第１外部機器からの要求に基づいてデータを前記第１外部機器に出力することを特徴とするロボット制御装置。
前記第３接続部に前記主電源が接続されておらず、前記第４接続部に前記補助電源が接続された場合に、
前記ブレーキ駆動回路は、前記ロボットアームに備えられているブレーキのロックを解除することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
前記切替部は、前記補助電源から供給された電圧を変換し、変換後の電圧を前記制御回路、前記ブレーキ駆動回路、前記データ処理回路または前記第２外部機器に出力することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
前記切替部は、前記補助電源から供給された電圧を前記電源回路で変換させ、変換後の電圧を前記制御回路、前記ブレーキ駆動回路、前記データ処理回路または前記第２外部機器に出力することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
前記切替部は、前記補助電源の代替で、前記第１外部機器から電圧が供給されることを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。