CN102862162A - 机器人控制器以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供机器人控制器以及机器人。机器人控制器具备：驱动电压生成基板，其将交流电压变换成直流电压并输出；驱动基板，其将驱动电压生成基板的输出变换成多相交流电压并输入到机器人的马达；控制基板，其将用于基于马达的旋转位置而控制驱动基板的输出的控制信号向驱动基板输出，控制基板沿着呈箱体形状的框体内的底面而配置于该底面，驱动电压生成基板比控制基板小、并且在层叠控制基板上，驱动基板以相对于驱动电压生成基板和控制基板竖起的状态，架设于控制基板的上表面中的未被驱动电压生成基板覆盖的部分和驱动电压生成基板的上表面。

Description

机器人控制器以及机器人

技术领域

本发明涉及控制机器人的动作的机器人控制器，特别是涉及用于对机器人所具有的马达的驱动进行控制的多个电路基板配置于框体的内部的机器人控制器。

背景技术

以往，如专利文献1记载那样，在机器人控制器的框体的内部，配置有用于控制马达的驱动的多个电路基板。图4是表示电路基板的配置的机器人控制器的分解立体图，是将作为框体51的一侧面的开闭面板51F从框体51取下的状态的机器人控制器与作为该机器人控制器的控制对象的机器人一起表示的图。

如图4所示，作为机器人控制器的控制对象的机器人60是水平多关节机器人，例如包括与基体61连结的多关节的臂62、与该臂62的前端连结的升降轴63、以及与升降轴63的下端连结的末端执行器64。在驱动这些多关节的臂62、升降轴63以及末端执行器64的4个马达65，均搭载有检测该马达65的旋转位置的编码器、分解器等位置检测器。

在机器人控制器的框体51内的底面，固定有安装有CPU的指令生成基板52，另外在框体51内的背面，固定有驱动控制基板53。指令生成基板52接受各位置检测器所输出的检测信号，将机器人60的移动目标的位置、机器人60的移动的速度作为位置指令、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，生成马达65中各相的电压指令，将与该电压指令对应的脉冲信号以PWM等的调制方式输出。这样的驱动控制基板53经由连接器53c与相对于该驱动控制基板53垂直立起的4个驱动基板54连接。而且，4个驱动基板54分别用安装于自身的变换电路，基于驱动控制基板53所输出的脉冲信号，进行向马达65的各相输出的驱动电压的开关。

专利文献1：日本特开2007－175856号公报

然而，在驱动基板54成为输出对象的上述驱动控制基板53中，除了用于开关驱动电压的脉冲信号之外，作为该驱动电压例如生成280V的直流电压。

在此，开关用的脉冲信号在驱动控制基板53生成的过程中，以与来自指令生成基板52的位置指令、速度指令对应的速度，对成为基准的时钟信号进行调制。因此，在驱动控制基板53中的生成上述脉冲信号的区域，在实现这样的高速运算上，通常，需要6层以上的多层构造。与此相对，在将200V的交流电压变换成例如280V的直流电压时，因为不需要上述那样的高速运算，所以在驱动控制基板53中的生成驱动电压的区域，通常只要具有两层左右的层叠构造就可以。

然而，在驱动控制基板53的这样的安装基板中，从制造工序的观点来看，很难在该安装基板的规定区域和其他区域之间改变层叠构造的层数。因此，一般安装基板的整体以相同的层数构成。因此，在由上述结构构成的机器人控制器中，结果是，因为需要使驱动电压所生成的区域的层数比其功能所必须的层数多，所以不得不使驱动控制基板的内部构造不必要地复杂。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供一种能够简化配置于框体内的电路基板的内部构造的机器人控制器。

本发明的一个方式的主旨在于，一种控制由马达驱动的机器人的动作的机器人控制器，具备：电源基板，其将交流电压变换成直流电压并输出；驱动基板，其对上述电源基板的输出进行变换而生成向上述机器人的马达输入的多相交流电压；以及控制基板，其将用于基于上述马达的旋转位置而控制上述驱动基板的输出的控制信号向上述驱动基板输出，上述控制基板沿着呈箱体形状的框体内的底面而配置于该底面，上述电源基板比上述控制基板小、并且层叠在上述控制基板上，上述驱动基板以相对于上述电源基板和上述控制基板竖起的状态，架设于上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分和上述电源基板的上表面。

根据上述一个方式，输入驱动基板的电压由电源基板生成，并且输入驱动基板的控制信号由控制基板生成。在用于控制多相交流电压的控制信号的生成过程中，因为需要基于马达的旋转位置的高速运算，所以在生成这样的控制信号的控制基板中，其基板构造自然为多层构造。另一方面，在将交流电压的输出电压变换成直流电压的电源基板中，因为不需要上述那样的高速运算，所以对于这样的电源基板，不需要多层构造。

这一点，若是上述的构成，由于具有相互不同的功能的控制基板和电源基板分别构成，所以能够在各电路基板采用与各自的要求对应的层叠构造。在控制基板和电源基板作为一个电路基板构成的情况下，为了使一个电路基板满足这些相互不同的要求，虽然需要该电路基板的多层化、复杂化，但是根据上述的构成，能够简化配置于框体内的电路基板的层构造。

并且，控制基板沿着框体的底面而配置于该底面，并且比控制基板小的电源基板与控制基板层叠，因此与控制基板和电源基板作为一个电路基板而构成的情况相比较，也能够缩小用于收容电路基板的面积。另外，使用控制基板的输出和电源基板的输出的驱动基板以相对于电源基板和控制基板竖起的状态架设于电源基板和控制基板。因此，能够抑制它们相对于成为驱动基板的连接目标的两个电路基板相互分离。其结果，能够简化驱动基板和其连接目标的布线的走线、驱动基板内的布线的走线，进而能够简化驱动基板的内部构造。

本发明的一个方式，其主旨在于，上述电源基板具有输出上述直流电压的第1输出连接器，上述控制基板具有输出上述控制信号的第2输出连接器，上述第1输出连接器和上述第2输出连接器在一个方向上排列配置，在上述驱动基板的周边中的成为上述框体内的底面侧的一边，沿上述一个方向排列配设有与上述第1输出连接器嵌合的第1输入连接器、和与上述第2输出连接器嵌合的第2输入连接器。

根据上述一个方式，电源基板和驱动基板通过第1输出连接器与第1输入连接器的嵌合而连接，控制基板和驱动基板通过第2输出连接器与第2输入连接器的嵌合而连接。因此，由于不使用用于连接电路基板间的缆线，就能够将上述控制基板以及电源基板与驱动基板直接连接，所以在机器人控制器的框体内，能够节省布线。

本发明的一个方式，其主旨在于，上述控制基板具备生成上述机器人的位置指令的运算处理装置，上述运算处理装置配置于上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分。

为了生成机器人的位置指令，通常当前机器人所处位置的计算、机器人所移动的轨道的生成等，在控制基板中也需要进行计算速度、计算量比较大的运算。因此，在执行这样的运算处理的运算处理装置中，在控制基板中有大量的热向该运算处理装置的外部释放。

该点，若是上述的方式，由于在控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分配置有运算处理装置，所以能够抑制来自运算处理装置的热充满于控制基板与电源基板之间。进而，能够提高配置于控制基板和电源基板之间的各种电子部件、电路的动作的稳定性。

本发明的一个方式，其主旨在于，上述框体是立方体形状，上述控制基板配置于上述框体内的底面的该框体的正面侧，并且在上述框体的正面侧具有供来自对上述马达的旋转位置进行检测的检测器的检测信号输入的端口，上述电源基板配置于上述控制基板的上表面的该框体的正面侧，在上述电源基板的正面侧具有供上述交流电压输入的外部连接器，上述端口以及上述外部连接器嵌入于上述框体的正面面板。

根据上述一个方式，在控制基板的正面侧配设有端口，表示马达的旋转位置的信号输入该端口。而且，检测马达的旋转位置的检测器与控制基板的接口亦即端口嵌入于框体的正面面板。另外，在电源基板的正面侧配设有外部连接器，用于生成马达的驱动电压的来自外部的交流电压输入该外部连接器。因此，与上述的接口配置于机器人控制器的背面或底面的情况相比，机器人控制器与检测器容易连接或切断。因此，不使用用于连接控制基板和端口的缆线，就能连接上述控制基板与端口，也能够在机器人控制器的框体内节省布线。

本发明的一个方式，其主旨在于，上述电源基板与作为上述框体内的右侧面和上述框体内的左侧面的任意一方的配置面邻接，并且上述驱动基板沿上述配置面配置于该配置面。

根据上述一个方式，电源基板以及驱动基板偏向呈立方体形状的框体内的右侧面与左侧面的任意一方配置。根据这样的构成，各电路基板所占据的空间形成为沿框体的各侧壁的空间，所以能够抑制框体的内部空间被电路基板划分，进而容易在框体的内部确保为了布线、配置电子部件所必需的连续的空间。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的机器人控制器的外部构造的立体图。

图2是以电源供给***为中心表示同一实施方式的机器人控制器的内部构造的立体图。

图3是表示同一实施方式的机器人控制器的内部构造的驱动基板相对于控制基板和电源基板的配置的立体图。

图4是将现有例中的机器人控制器的内部构造与作为控制对象的机器人一起表示的立体图。

具体实施方式

以下，参照图1~图3对将本发明的机器人控制器具体化的一实施方式进行说明。此外，本实施方式中的机器人控制器的控制对象是之前在图4中说明的机器人，是安装有4个马达65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，附上与之前说明的机器人60相同的附图标记并省略重复说明。

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，在形成为沿水平方向延伸的立方体形状的框体1的正面面板1F，且在该正面面板1F的大致中央，嵌入有作为外部连接器的电源连接器2。电源连接器2与设置有机器人控制器的设备的外部电源插头连接，将经由外部电源插头所供电的200V的交流电压供给至框体1的内部。

在正面面板1F中的右侧端部，配设有电路保护器3的操作杆3a。电路保护器3的操作杆3a在框体1的内部与电源连接器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与断开。

在正面面板1F中的左侧端部，嵌入有沿左右方向延伸的矩形的多相交流电压连接器4。在多相交流电压连接器4中，与4个马达65连接的多个连接端子均沿左右方向排列。多相交流电压连接器4分别与上述的4个马达65连接，并分别向这4个马达65输出多相交流电压。

在多相交流电压连接器4的上侧，能够更换地安装有冷却扇F。冷却扇F是从框体1的外部向框体1的内部吹入外部空气的风扇，在该冷却扇F的外侧壳体与正面面板1F之间，以能够更换的方式夹持有用于捕获含于外部空气的灰尘、尘埃的外部空气过滤器Fa。

在正面面板1F中的下侧端部中的占据正面面板1F的左侧一半的部分，嵌入有向左右方向延伸的外部通信用的3个端口。构成3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1F的下边，从正面面板1F的左侧端部按该顺序，并且以各端口的连接端子沿左右方向排列的形式配设。

位置检测器用端口11与检测4个马达65各自的旋转位置的分解器、编码器等的4个旋转角传感器连接，从4个旋转角传感器分别输入表示该旋转角传感器所检测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、检测设置有机器人控制器的环境是否是紧急时的装置连接，从该装置输入紧急停止信号。TP用端口13与作为机器人控制器周边设备之一的示教盒连接，用于示教机器人60的数据从示教盒输入。

在正面面板1F中的下侧端部中的TP用端口13的右侧，嵌入有处理各种数字信号的输入以及输出的I/O端口14。I/O端口14与例如拍摄机器人的动作的照相机或检测机器人的位置的传感器等、为了使机器人动作所必需的周边设备或根据机器人的动作而被驱动的周边设备连接。而且，I/O端口14，从周边设备接收表示机器人自身的状态、机器人周边的状态的信号，并且将表示机器人的动作的信号向周边设备输出。

在I/O端口14的右侧，向右侧端部按顺序嵌入有串行通信用的两个端口亦即第1USB端口15以及第2USB端口16和LAN端口17。

第1USB端口15经由USB与作为机器人控制器的周边设备之一的外部计算机连接，例如对应外部计算机的要求，输出机器人控制器的I/O的状态等、表示机器人控制器的处理状态的信号。第2USB端口16例如与USB存储器连接，将存储于机器人控制器的日志输出至USB存储器。LAN端口17经由以太网（注册商标）例如与设置有机器人控制器的设备的网络连接，例如对应与网络连接的外部计算机的要求，也输出表示机器人控制器的处理状态的信号。在正面面板1F中的下侧端部中的第2USB端口16与LAN端口17之间，配设有触发开关16a。对于触发开关16a而言，每当按压该触发开关16a时，都允许从上述第2USB端口16输出日志。

在LAN端口17的右侧，嵌入有顺序控制器端口18。顺序控制器端口18，例如经由RS－232C与顺序控制器连接，用于使机器人动作的控制信号从该顺序控制器输入。

在正面面板1F中的第2USB端口16的上侧，形成有沿上下方向延伸的矩形孔亦即插口孔，在该插口孔嵌入呈矩形板状的扩展面板1P。另外，在扩展面板1P的左右方向排列配设有两个扩展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、或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周边设备或根据机器人的动作而被驱动的周边设备连接。而且，扩展I/O端口19从周边设备接收表示机器人自身状态、机器人周边的状态的信号，并且向周边设备输出表示机器人的动作的信号。

这样，在机器人控制器的正面面板1F，配设有不开放框体1的内部而进行的下述作业所必须的全部接口。

·对机器人控制器的电源的投入，以及该电源的断开。

·机器人控制器与作为其控制对象的机器人60的连接、以及切断。

·机器人控制器与其周边设备的连接、以及切断。

·冷却扇F以及外部空气过滤器Fa的维护、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对械手控制器的内部构造进行说明。此外，在图2中，为了便于说明机器人控制器的内部构造，省略机器人控制器的框体1中的上述的正面面板1F、背面面板、顶面面板，并且省略配设于正面面板1F的多相交流电压连接器4以及冷却扇F。另外，为了便于说明各电路基板的功能和其配置，省略连接电路基板之间的缆线、连接电路基板和电子部件的缆线以及连接电子部件之间的缆线。

如图2所示，在框体1的右侧面板1R配置有与电路保护器3连接，将200V的交流电压变换成直流电压并输出的电源供给***。另外，在框体1的底面面板，作为电源基板的驱动电压生成基板20与控制基板30层叠，而且在框体1的左侧面板1L的内侧面亦即配置面，配置有两块驱动基板40。

在框体1的右侧面板1R中的上侧中央，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，并经由输出缆线与驱动电压生成基板20连接。而且，若200V的交流电压从电路保护器3输入噪声滤波器NF，则噪声滤波器NF从该交流电压除去噪声，并将除去该噪声的交流电压向驱动电压生成基板20输出。

驱动电压生成基板20是固定于控制基板30上的矩形板状的印刷电路基板，形成为占据控制基板30上的正面侧大部分的大小。驱动电压生成基板20具有与底面面板平行的双层的印刷板层叠而成的刚性基板，在该刚性基板的上表面，安装有用于将200V的交流电压变换成作为驱动电压的280V的直流电压的各种电子部件。驱动电压生成基板20具有上述的电源连接器2，并且经由保护缆线与电路保护器3连接。另外，驱动电压生成基板20经由输入缆线与噪声滤波器NF连接，并经由输出缆线分别与第1电源基板PS1、第2电源基板PS2以及第3电源基板PS3连接。另外，驱动电压生成基板20经由输出连接器与驱动基板40连接。

而且，若从电源连接器2向驱动电压生成基板20供给200V的交流电压，则驱动电压生成基板20将该交流电压向电路保护器3输出。另外，若从噪声滤波器NF向驱动电压生成基板20输入交流电压，则驱动电压生成基板20将该交流电压分配至第1电源基板PS1、第2电源基板PS2、以及第3电源基板PS3。并且，驱动电压生成基板20将从噪声滤波器NF输入的交流电压变换成280V的直流电压亦即驱动电压，并将该驱动电压输出至驱动基板40。此外，在不需要电路保护器3以及噪声滤波器NF的规格中，从驱动电压生成基板20向电路保护器3的输出连接器，与从噪声滤波器NF向驱动电压生成基板20的输入连接器通过缆线连接。

第1电源基板PS1是固定于右侧面板1R的背面侧上方的矩形板状的电路基板，是安装有用于将200V的交流电压变换成15V的直流电压的各种电子部件的安装基板。该第1电源基板PS1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。而且，若从驱动电压生成基板20向第1电源基板PS1分配交流电压，则第1电源基板PS1将该交流电压变换成15V的直流电压，并将该变换后的直流电压向驱动电压生成基板20输出。

第2电源基板PS2是固定于右侧面板1R的背面侧下方的矩形板状的电路基板，是安装有用于将200V的交流电压变换成5V的直流电压的各种电子部件的安装基板。该第2电源基板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基板30连接。而且，若从驱动电压生成基板20向第2电源基板PS2分配交流电压，则第2电源基板PS2将该交流电压变换成5V的直流电压，并将该变换后的直流电压向控制基板30输出。

第3电源基板PS3是框体1的底面面板中的固定于控制基板30的右侧背面方向的矩形板状的电路基板，是安装有用于将200V的交流电压变换成24V的直流电压的各种电子部件的安装基板。该第2电源基板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基板30连接。而且，若从驱动电压生成基板20向第3电源基板PS3分配交流电压，则第3电源基板PS3将该交流电压变换成24V的直流电压，并将该变换后的直流电压向控制基板30输出。

控制基板30是固定于框体1的底面面板的大致整面的矩形板状的印刷电路基板，形成为占据底面面板的大致整体的大小。控制基板30具有与底面面板平行的6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传感器输入的检测信号生成用于控制驱动基板40的输出电压的各种电子部件。该控制基板30与排列于正面面板1F的下侧端部的各连接器连接，来自外部装置、周边设备的检测信号或指令经由各连接器输入。

若详细叙述，则在控制基板30连接有上述位置检测器用端口11，来自4个旋转角传感器的检测信号均经由位置检测器用端口11向控制基板30输入。另外，在控制基板30连接有紧急停止用端口12，从而来自外部装置、周边设备的紧急停止指令经由紧急停止用端口12向控制基板30输入。并且，在控制基板30连接有TP用端口13连接，来自示教盒的示教指令经由TP用端口13向控制基板30输入。

另外，在控制基板30连接有第1USB端口15，来自外部计算机的指令或数据经由第1USB端口15向控制基板30输入。另外，在控制基板30连接有第2USB端口16，表示机器人控制器的处理状态的信号，根据来自触发开关16a的输入信号，而从控制基板30输出。并且，在控制基板30连接有LAN端口17，表示机器人控制器的处理状态的信号，经由LAN端口17和与该LAN端口17连接的网络从控制基板30输出。另外，在控制基板30连接有I/O端口14，来自周边设备的指令或检测信号经由I/O端口14向控制基板30输入。另外，对周边设备的指令或运算结果经由I/O端口14从控制基板30输出。

在控制基板30的上表面中，该上表面的背面侧，并且在未被驱动电压生成基板20覆盖的部分，层叠有搭载了用于生成机器人的位置指令的运算处理装置亦即CPU31a的CPU板31。CPU板31解释并执行用于对机器人60示教示教位置的示教程序，另外，解释并执行用于使机器人60向规定的作业位置移动的程序。这时，CPU板31首先使用从示教盒输入的示教位置或预先设定的作业位置、和从各旋转角传感器输入的检测结果，生成用于机器人60向示教位置或作业位置移动的轨道，生成表示机器人60的移动目的地的位置指令。接着，控制基板30计算用于使机器人60移动至位置指令所表示的位置的马达65的驱动量，并且生成与计算出的驱动量对应的各相的电压指令。接下来，CPU板31以PWM等调制方式将与所生成的电压指令对应的脉冲信号作为控制信号输出。然后，CPU板31每当从旋转角传感器接收检测结果，都进行这样的轨道的生成、与轨道对应的驱动量的计算以及与驱动量对应的控制信号的输出。

在控制基板30的上表面中，该上表面的正面侧，并且在未被驱动电压生成基板20覆盖的部分，层叠有通信用接口基板32。通信用接口基板32连接有顺序控制器端口18，用于使机器人动作的控制信号从该顺序控制器输入。

在控制基板30的上表面中的未被驱动电压生成基板20覆盖的部分，并且在通信用接口基板32的背面侧，配设有沿前后方向延伸的两个扩展用连接器33。在两个扩展用连接器33，分别以向上方开口的方式沿前后方向排列有供销嵌入的多个销嵌合孔。而且，若将搭载了上述扩展I/O端口19的扩展电路基板的销嵌入扩展用连接器，则表示机器人周边的状态的信号经由扩展电路基板向控制基板30输入，并且表示机器人的动作的信号，经由扩展电路基板从控制基板30输出。

在控制基板30的上表面中的未被驱动电压生成基板20覆盖的部分，并且在CPU板31的左侧，配置有供卡型存储介质34安装的存储器连接器35。卡型存储介质34存储有机器人60所具备的臂的长度、机器人60所具备的连结驱动轴与马达65的减速机的减速比等、机器人控制器为了使机器人60动作所必要的各种数据。而且，CPU板31读出存储于卡型存储介质34的各种数据，并参照该数据执行上述的轨道的生成。

驱动基板的连接构造

接下来，参照图3对驱动基板40的构造、该驱动基板40与驱动电压生成基板20以及控制基板30的连接构造进行说明。

如图3所示，在驱动电压生成基板20的上表面中的背面侧的左端部配设有沿前后方向延伸的第1输出连接器21。在第1输出连接器21的上表面以向上方开口的方式沿前后方向排列有供销嵌入的多个销嵌合孔，从该第1输出连接器21输出由驱动电压生成基板20生成的驱动电压和由第1电源基板PS1生成的15V的直流电压。

另一方面，在控制基板30的上表面中的未被驱动电压生成基板20覆盖的部分，且在上述第1输出连接器21的背面侧的左端部，配设有同样沿前后方向延伸的第2输出连接器36。在第2输出连接器36的上表面，以向上方开口的方式排列有供销***的多个销嵌合孔，从该第2输出连接器36输出由控制基板30生成的控制信号。

两块驱动基板40分别以相对于驱动电压生成基板20和控制基板30竖起的状态，架设于控制基板30的上表面中的未被驱动电压生成基板20覆盖的部分和该驱动电压生成基板20。两块驱动基板40形成为沿冷却扇F的吹入方向亦即前后方向延伸的矩形板状，在左右方向相互面对并且相互平行地配置。此外，这两块驱动基板40相对于框体1的配置在左右方向相互不同，并且成为驱动对象的马达65相互不同，另一方面安装于其的电子部件的构成相互相同。因此，以下，对两块驱动基板40中的配置于左侧的驱动基板40进行说明，对于配置于右侧的驱动基板40，仅对与配置于左侧的驱动基板40相不同的点进行说明。

驱动基板40是由从框体1的左侧面板1L向右侧延伸的3个支承板1S支承三个边的矩形板状的印刷电路基板，形成为占据左侧面板1L的大概一半的大小。驱动基板40具有与左侧面板1L平行的4层印刷板层叠而成的刚性基板，安装有用于将从驱动电压生成基板20输出的驱动电压变换成多相交流电压的各种电子部件。

在驱动基板40的底边，沿前后方向排列配设有沿前后方向延伸的第1输入连接器41、和同样沿前后方向延伸的第2输入连接器42。第1输入连接器41具有嵌入第1输出连接器21的销嵌合孔的销，通过嵌入该第1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的直流电压输入驱动基板40。第2输入连接器42具有嵌入第2输出连接器36的销嵌合孔的销，通过嵌入该第2输入连接器42，将来自控制基板30的控制信号输入驱动基板40。此外，对于第1输入连接器41而言，输入来自驱动电压生成基板20的两***的驱动电压，另外输入来自驱动电压生成基板20的两***的15V的直流电压。另外，对于第2输入连接器42而言，输入用于驱动相互不同的两个马达65的两***的控制信号。

在驱动基板40的右侧面中的上下方向的大致中央，沿前后方向排列配置有第1功率模块43B和第2功率模块43F。另外，在第1功率模块43B的右侧面、以及第2功率模块43F的右侧面，以覆盖它们整体的方式，固定有用于冷却第1功率模块43B和第2功率模块43F的一个散热片44。

两个功率模块43B、43F各自的在驱动基板40中的配置在前后方向相互不同，并且成为驱动对象的马达65相互不同，另一方面安装于其的电路构成相互一样。因此，以下，对两个功率模块43B、43F中的配置于背面侧的第1功率模块43B进行说明，对于配置于正面侧的第2功率模块43F，仅对与第1功率模块43B相不同的点进行说明。

对于第1功率模块43B而言，输入向第1输入连接器41输入的两***的驱动电压的一方，另外输入向第1输入连接器41输入的两***的15V的直流电压的一方。并且，对于第1功率模块43B而言，输入向第2输入连接器输入的两个控制信号中的与该第1功率模块43B的驱动对象对应的控制信号。

第1功率模块43B通过驱动电压生成基板20所输出的15V的直流电压来驱动。在该第1功率模块43B封装有使驱动电压生成基板20所输出的驱动电压升降的升降压转换器，并且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马达65的驱动的电压。另外，在第1功率模块43B封装有由根据从控制基板30输入的控制信号来控制开/关的多个开关元件构成的变换电路。而且，在第1功率模块43B中，根据从控制基板30输入的控制信号控制开关元件的开/关，由此，由升降压转换器升压后的电压，被变换为作为多相交流电压的例如3相交流电压。

在驱动基板40的上边，沿前后方向排列配设有沿前后方向延伸的第1模块连接器45B、和同样沿前后方向延伸的第2模块连接器45F。在第1模块连接器45B的上表面，以向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1模块连接器45B在驱动基板40的内部与第1功率模块43B的输出端子连接，从该第1模块连接器45B输出由上述第1功率模块43B生成的多相交流电压。另一方面，在第2模块连接器45F的上表面，以向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2模块连接器45F在驱动基板40的内部与第2功率模块43F的输出端子连接，从该第2模块连接器45F输出由上述第2功率模块43F生成的多相交流电压。

而且，各模块连接器45B、45F经由输出缆线与上述多相交流电压连接器4连接，并且由各功率模块43B、43F生成的多相交流电压经由该多相交流电压连接器4输出至各马达65。

接下来，对由上述结构构成的机器人控制器的作用进行以下的说明。

若200V的交流电压从外部电源插头经由驱动电压生成基板20和电路保护器3输入噪声滤波器NF，则通过噪声滤波器NF除去噪声的交流电压，从噪声滤波器NF向驱动电压生成基板20输出。接下来，输入驱动电压生成基板20的交流电压被分配至第1电源基板PS1、第2电源基板PS2以及第3电源基板PS3，并且在第1电源基板PS1、第2电源基板PS2以及第3电源基板PS3中，被变换成相互不同的直流电压。另外，在驱动电压生成基板20中，来自噪声滤波器NF的交流电压被变换成作为驱动电压的280V的直流电压。而且，由第1电源基板PS1生成的15V的直流电压和由驱动电压生成基板20生成的驱动电压经由第1输出连接器21以及第1输入连接器41，从驱动电压生成基板20分别输入两个驱动基板40。

另一方面，为了使机器人60移动至作业位置，若来自周边设备的检测信号经由I/O端口14输入控制基板30，则在控制基板30中，经由位置检测器用端口11取得各旋转角传感器的检测信号。接下来，在控制基板30中，基于表示作业位置的位置指令和各旋转角传感器的检测结果，生成用于机器人60移动至作业位置的轨道，并计算用于使机器人60沿该轨道移动的马达65的驱动量。然后，在控制基板30中，生成与计算出的驱动量对应的各相的电压指令，并与该电压指令对应的控制信号经由第2输出连接器36以及第2输入连接器42，从控制基板30分别输入两个驱动基板40。

接着，在驱动基板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马达65驱动的电压，通过从控制基板30输入的控制信号的开/关控制，该升压的电压被变换成多相交流电压。然后，在机器人控制器中，通过控制基板30控制输入至驱动基板40的控制信号的频率，从而将与马达65的驱动量对应的电流供给至该马达65的各相。

这时，在生成用于控制多相交流电压的控制信号的过程中，因为需要基于马达65的旋转位置的高速运算，所以在生成这样的控制信号的控制基板30中，作为其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变换成驱动电压的驱动电压生成基板20中，因为不需要上述这样的高速运算，所以对于这样的驱动电压生成基板20不需要多层构造。若是上述的构成，则因为分别构成有具有相互不同的功能的驱动电压生成基板20与控制基板30，所以能够在各电路基板采用与各自的要求对应的层叠构造。此外，在驱动电压生成基板20与控制基板30作为一个电路基板构成的情况下，虽然为了使一个电路基板满足这些的相互不同的要求，需要该电路基板的多层化、复杂化，但是根据上述构成，能够简化配置于框体1内的电路基板的层叠构造。

而且，驱动电压生成基板20与控制基板30在框体1的底面面板上层叠配置，并且使用它们的输出的驱动基板40以相对于驱动电压生成基板20和控制基板30竖起的状态，架设于驱动电压生成基板20和控制基板30。因此，对于成为驱动基板40的连接目标的两个电路基板，能够抑制它们相互分离，其结果是，能够简化驱动基板40中的布线的走线，进而能够简化驱动基板40的内部构造。

另外，因为在控制基板30上层叠配置有驱动电压生成基板20，所以与将上述控制基板30以及驱动电压生成基板20，例如沿底面面板排列配置的方式相比，能够缩小它们所占据的面积。此外，在配置于控制基板30上的驱动电压生成基板20上，形成相当于驱动基板40的高度方向的宽度的空间。这一点上，为了将200V的交流电压变换成280V的直流电压，通常，需要与其他的电子部件比较尺寸大的电容器等。若是上述的方式，则因为这样的尺寸大的电子部件安装于驱动电压生成基板20上，所以也能够有效地利用形成于驱动电压生成基板20上的上述空间。

如以上所进行的说明，根据本实施方式的机器人控制器，能够得到以下列举的效果。

（1）因为驱动电压生成基板20与控制基板30分别构成，所以能够在各电路基板采用与各自的要求对应的层积构造。因此，能够简化配置于框体1内的电路基板的层叠构造。

（2）控制基板30沿框体1的底面面板配置于该底面面板，并且比控制基板30小的驱动电压生成基板20与控制基板30层叠。因此，与控制基板30和驱动电压生成基板20作为一个电路基板构成的情况相比较，能够缩小用于收容电路基板的面积。

（3）因为驱动电压生成基板20和控制基板30层叠于框体1的底面面板上，所以能够抑制它们相对于成为驱动基板40的连接目标的这两个电路基板相互分离。其结果是能够简化驱动基板40中的布线的走线，进而能够简化驱动基板40的内部构造。

（4）使用控制基板30的输出和驱动电压生成基板20的输出的驱动基板40以相对于驱动电压生成基板20和控制基板30竖起的状态，架设于驱动电压生成基板20和控制基板30。因此，能够抑制它们相对于成为驱动基板40的连接目标的两个电路基板相互分离。其结果，能够简化驱动基板40和其连接目标的布线的走线、驱动基板40内的布线的走线，进而能够简化驱动基板40的内部构造。

（5）另外，因为驱动基板40以相对于驱动电压生成基板20和控制基板30竖起的状态，架设于驱动电压生成基板20和控制基板30，所以能够确保对各个电路基板的维护性。

（6）驱动电压生成基板20与驱动基板40通过第1输出连接器21与第1输入连接器41的嵌合来连接，控制基板30与驱动基板40通过第2输出连接器36与第2输入连接器42的嵌合来连接。因此，不使用用于连接电路基板间的缆线，就能够直接连接上述驱动电压生成基板20以及控制基板30和驱动基板40，并且在机器人控制器的框体1内，也能够节省布线。

（7）因为在控制基板30的上表面中的未被驱动电压生成基板20覆盖的部分配置有CPU板31，所以能够抑制来自CPU板31的热充满控制基板30与驱动电压生成基板20之间。进而，能够提高配置于控制基板30与驱动电压生成基板20之间的各种电子部件、电路的动作的稳定性。

（8）在框体1的正面面板1F，嵌入有不开放框体1的内部就进行的作业所必需的全部接口，如电源连接器2、位置检测器用端口11、紧急停止用端口12、TP用端口13、I/O端口14、第1USB端口15、第2USB端口16、LAN端口17等。因此与上述接口配设于机器人控制器的背面面板或底面面板的情况相比较，机器人控制器与外部设备容易连接或切断。

（9）在框体1的正面侧，配置有作为上述接口的连接目标的驱动电压生成基板20和控制基板30。若是这样的构成，则不使用用于连接驱动电压生成基板20和电源连接器2的缆线、用于连接控制基板30和各端口的缆线，就能连接驱动电压生成基板20和电源连接器2、以及连接控制基板30和各端口。因此，能够在机器人控制器的框体1内节省布线。

（10）驱动电压生成基板20、控制基板30、驱动基板40均配置于形成为立方体形状的框体1内的各侧面。根据这样的构成，因为各电路基板所占据的空间为沿框体1的各侧壁的空间，所以能够抑制框体1的内部空间被电路基板划分，进而容易在框体1的内部确保为了布线、配置电子部件所必需的连续的空间。

（11）因为两个驱动基板40以相互平行的方式配置，所以与两个驱动基板40以相互交叉的方式配置的情况相比，能够缩小这两个驱动基板40所占的空间的大小。进而，也能够实现机器人控制器的小型化。

此外，上述实施方式也能够通过以下的方式来实施。

多个驱动基板40既可以分别配置于右侧面板1R以及左侧面板1L的构成，也可以是仅配置于右侧面板1R的构成。例如，在作为控制对象的机器人具有6个马达65的情况下，既可以是3块驱动基板40配置于左侧面板1L侧的构成，也可以是两块驱动基板40配置于左侧面板1L侧、且剩余的1块驱动基板40配置于右侧面板1R侧的构成。

另外，在驱动基板40的数量是1块的情况下，只要是该驱动基板40配置于右侧面板1R或者左侧面板1L的构成即可。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（10）对应的效果。另外，也可以是1个以上的驱动基板40配置于框体1的左右方向的中央的构成。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（9）对应的效果。

多个驱动基板40也可以以相互交叉的方式配置，即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（9）对应的效果。总之，只要是驱动基板40以相对于作为电源基板的驱动电压生成基板20和控制基板30竖起的状态架设于驱动电压生成基板20和控制基板30的构成就可以。

也可以是电源连接器2、位置检测器用端口11、紧急停止用端口12、TP用端口13、I/O端口14、第1USB端口15、第2USB端口16、LAN端口17的至少一个，嵌入框体1的正面面板1F以外的面板的构成。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（7）对应的效果。此外，若是电源连接器2嵌入正面面板1F以外的面板的情况，则为了简化驱动电压生成基板20与电源连接器2的连接方式，优选为驱动电压生成基板20配置于该正面面板1F以外的面板的附近的构成。

只要是驱动电压生成基板20、控制基板30以及驱动基板40对于CPU板31所释放出的热均具有足够的耐性的构成，则也可以在控制基板30与驱动电压生成基板20之间配置CPU板31。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（6）对应的效果。

也可以是驱动电压生成基板20和驱动基板40经由连接缆线而连接的构成，另外也可以是控制基板30和驱动基板40是经由连接缆线连接的构成。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（5）对应的效果，另外也能够提高驱动基板40的配置的自由度、用于连接电路基板间的连接器的配置的自由度。

即使是驱动电压生成基板20在控制基板30上配置于正面侧以外的部位、例如控制基板30上的中央或控制基板30上的背面侧的构成也可以。即使是这样的构成，也能够得到与上述（1）~（6）对应的效果。

也可以是驱动基板40所生成的多相交流电压通过第1输入连接器41向驱动电压生成基板20输出，并且从该驱动电压生成基板20向机器人控制器的外部输出的构成。此外，这时优选多相交流电压连接器4与驱动电压生成基板20直接连接的构成。根据这样的构成，能够省略各模块连接器45B、45F，还能够省略连接各模块连接器45B、45F和多相交流电压连接器4的缆线。

机器人控制器也能够将与上述电路基板、电子部件不同的其他部件收容于框体1的内部。例如，用于将在机器人60减速时返回机器人控制器的电压亦即再生能量变换成热并消耗的再生电阻收容于框体的内部的构成也可以。另外，例如，具有在上述的再生能量上升时，以规定的电压值将再生能量供给至再生电阻的比较功能的比较基板收容于框体的内部的构成也可以。

符号说明

F…冷却扇；Fa…外部空气过滤器；NF…噪声滤波器；PS1…第1电源基板；PS2…第2电源基板；PS3…第3电源基板；1…框体；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…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；11…位置检测器用端口；12…停止用端口；13…TP用端口；14…I/O端口；15…第1USB端口；16…第2USB端口；16a…触发开关；17…LAN端口；18…顺序控制器端口；19…扩展I/O端口；20…驱动电压生成基板；21…第1输出连接器；30…控制基板；31…CPU板；31a…CPU；32…通信用接口基板；33…扩展用连接器；34…卡型存储介质；35…存储器连接器；36…第2输出连接器；40…驱动基板；41…第1输入连接器；42…第2输入连接器；43B…第1功率模块；43F…功率模块；44…散热片；45B…第1模块连接器；45F…第2模块连接器；51…框体；51F…开闭面板；52…指令生成基板；53…驱动控制基板；53c…连接器；54…驱动基板；60…机器人；61…基体；62…臂；63…升降轴；64…末端执行器；65…马达。

Claims (13)

1.一种机器人控制器，其控制机器人的动作，其特征在于，

该机器人控制器具备：

电源基板，其将交流电压变换成直流电压并输出；

驱动基板，其对上述电源基板的输出进行变换而生成向上述机器人的马达输入的多相交流电压；以及

控制基板，其将用于基于上述马达的旋转位置而控制上述驱动基板的输出的控制信号向上述驱动基板输出，

上述控制基板沿着呈箱体形状的框体内的底面而配置于该底面，

上述电源基板比上述控制基板小，并且层叠在上述控制基板上，

上述驱动基板以相对于上述电源基板和上述控制基板竖起的状态，架设于上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分和上述电源基板的上表面。

2.根据权利要求1所述的机器人控制器，其特征在于。

上述电源基板具有输出上述直流电压的第1输出连接器，

上述控制基板具有输出上述控制信号的第2输出连接器，

上述第1输出连接器和上述第2输出连接器在一个方向上排列配置，

在上述驱动基板的周边中的作为上述框体内的底面侧的一边，沿上述一个方向排列配设有与上述第1输出连接器嵌合的第1输入连接器、和与上述第2输出连接器嵌合的第2输入连接器。

3.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，

上述控制基板具备生成上述机器人的位置指令的运算处理装置，

上述运算处理装置配置于上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分。

4.根据权利要求1或2所述的机器人控制器，其特征在于，

上述框体是立方体形状，

上述控制基板配置于上述框体内的底面的该框体的正面侧，并且在上述框体的正面侧具有供来自对上述马达的旋转位置进行检测的检测器的检测信号输入的端口，

上述电源基板配置于上述控制基板的上表面的该框体的正面侧，并且在上述电源基板的正面侧具有供上述交流电压输入的外部连接器，

上述端口以及上述外部连接器嵌入于上述框体的正面面板。

5.根据权利要求4所述的机器人控制器，其特征在于，

上述电源基板与作为上述框体内的右侧面和上述框体内的左侧面的任意一方的配置面邻接，

上述驱动基板沿着上述配置面而配置于该配置面。

6.一种机器人，其特征在于，

具备权利要求1或者2所述的机器人控制器。

7.一种机器人控制器，其控制机器人的动作，其特征在于，

该机器人控制器具备：

电源基板，其将交流电压变换成直流电压并输出；

驱动基板，其具备输出部，该输出部对来自上述电源基板的输出进行变换而输出向上述机器人输入的电压；以及

控制基板，其控制上述驱动基板的输出，

上述电源基板平行地配置于上述控制基板的上方，

上述驱动基板在与上述控制基板及上述电源基板垂直的方向上架设于上述控制基板与上述电源基板。

8.根据权利要求7所述的机器人控制器，其特征在于，

具有端口，该端口供来自对上述机器人的马达的旋转位置进行检测的检测器的检测信号输入，

基于来自上述端口的信号，控制上述驱动基板的输出。

9.根据权利要求7或8所述的机器人控制器，其特征在于，

所述电源基板小于上述控制基板，在上述控制基板的上表面具有未被上述电源基板覆盖的部分，

上述驱动基板与上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分、以及上述电源基板的上表面重叠而架设。

10.根据权利要求7或8所述的机器人控制器，其特征在于，

具有供交流电压输入的外部连接器，

上述电源基板将上述交流电压变换为直流电压。

11.根据权利要求7或8所述的机器人控制器，其特征在于，

上述电源基板具有输出直流电压的第1输出连接器，

上述控制基板具有输出控制信号的第2输出连接器，

与上述第1输出连接器嵌合的第1输入连接器、和与上述第2输出连接器嵌合的第2输入连接器被排列配设。

12.根据权利要求7或8所述的机器人控制器，其特征在于，

上述控制基板具备生成上述机器人的位置指令的运算处理装置，

上述运算处理装置配置于上述控制基板的上表面中的未被上述电源基板覆盖的部分。

13.根据权利要求7或8所述的机器人控制器，其特征在于，

上述机器人控制器具有立方体形状的框体，

上述控制基板配置于上述框体的底面。

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