CN107107341B - 控制电路衬底及机器人控制装置 - Google Patents

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Abstract

控制电路衬底(1)在衬底部件(4)的各面具备第一及第二元件(5、6)。第一及第二元件(5、6)分别具有相互对向的第一及第三缘部(9、11)、与相互对向的第二及第四缘部(10、12)。分别为在第一缘部(9)设置有多个信号输入引脚(I1～I5)，在第三缘部(11)设置有多个信号输出引脚(O1～O5)，在第二缘部(10)设置有多个元件间通信输入引脚(A1～A5)，在第四缘部(12)设置有多个元件间通信输出引脚(B1～B5)。将共通的信号输入至第一及第二元件(5、6)，并在第一元件(5)与第二元件(6)之间进行通信。能够抑制衬底大型化或开发、制造成本增大，并且切实地防止控制功能的丧失。

Description

控制电路衬底及机器人控制装置
技术领域
本发明涉及组入至机器人控制装置的控制电路衬底及具备该衬底的机器人控制装置，尤其是涉及具备如下功能的控制电路衬底及具备该衬底的机器人控制装置，该功能为防止由构成控制电路的元件的单一故障所造成的控制功能的丧失。
背景技术
在作为产业机器人使用的多轴机器人等中，在人或障碍物进入作业区域，或产生动作不良的情况等紧急时，必须使机器人紧急停止来确保安全。在IEC(InternationalElectrical Commission，国际电工委员会)60204-1或ISO(International Organizationfor Standardization，国际标准化组织)10218-1标准中，关于机器人的紧急停止，根据危险度或作业状况(物品保持状况等)而规定有多个停止形态。
如上所述，产业用机器人确保其安全性极为重要，在紧急时必须使其动作切实停止。为此，在机器人控制装置中进行设计以防止由构成机器人的控制电路的元件的单一故障所造成的控制功能的丧失(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2004-330346号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，为对机器人控制装置的控制电路进行用以防止其安全功能丧失的设计，而必须增加安装在衬底的元件的数量或种类，从而有导致衬底大型化或开发、制造成本增大的问题。
本发明是鉴于所述先前技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够抑制衬底大型化或开发、制造成本增大，并且切实防止控制功能丧失的控制电路衬底及具备该衬底的机器人控制装置。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述问题，本发明的第一形态是一种控制电路衬底，其特征在于，其组入至机器人控制装置，且具备：衬底部件；以及第一元件及第二元件，分别设置在所述衬底部件的各面；所述第一元件及所述第二元件分别具有相互对向的第一缘部及第三缘部、与相互对向的第二缘部及第四缘部，在所述第一缘部设置有多个信号输入引脚，在所述第三缘部设置有多个信号输出引脚，在所述第二缘部设置有多个元件间通信输入引脚，在所述第四缘部设置有多个元件间通信输出引脚，且以如下方式构成，即，将共通的信号输入至所述第一元件及所述第二元件，并且在所述第一元件与所述第二元件之间进行通信。
本发明的第二形态是根据第一形态，其特征在于：与所述多个元件间通信输入引脚及所述多个元件间通信输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件共通。
本发明的第三形态是根据第一或第二形态，其特征在于：与所述多个信号输入引脚及所述多个信号输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件共通。
本发明的第四形态是根据第一或第二形态，其特征在于：与所述多个信号输入引脚及所述多个信号输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件反转。
本发明的第五形态是根据第一至第四中的任一形态，其特征在于：所述第一元件的所述第一缘部至第四缘部与所述第二元件的所述第一缘部至第四缘部隔着所述衬底部件而对向配置。
本发明的第六形态是根据第一至第五中的任一形态，其特征在于：所述第一元件及所述第二元件分别为可编程逻辑器件。
本发明的第七形态是一种机器人控制装置，其特征在于：其用以控制机器人的动作，且组入有第一至第六中的任一控制电路衬底。
[发明的效果]
根据本发明，可提供具备能抑制衬底大型化或开发、制造成本增大，并且切实防止控制功能丧失的控制电路衬底及具备该衬底的机器人控制装置。
附图说明
图1是表示组入有本发明的一实施方式的控制电路衬底的机器人控制装置及由该机器人控制装置控制的机器人的示意图。
图2是表示本发明的一实施方式的控制电路衬底的概略构成的前视图。
图3是表示图2所示的控制电路衬底的正面侧(背面侧)元件的概略构成的俯视图。
图4A是表示图3所示的正面侧(背面侧)元件的概略构成的前视图。
图4B是表示图3所示的正面侧(背面侧)元件的概略构成的右侧视图。
图4C是表示图3所示的正面侧(背面侧)元件的概略构成的后视图。
图4D是表示图3所示的正面侧(背面侧)元件的概略构成的左侧视图。
图5是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件及背面侧元件的配置构成的示意性分解立体图。
图6A是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件、背面侧元件、及衬底部件的配置构成的示意性右侧视图。
图6B是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件、背面侧元件、及衬底部件的配置构成的示意性左侧视图。
图7A是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件、背面侧元件、及衬底部件的配置构成的其他示意性右侧视图。
图7B是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件、背面侧元件、及衬底部件的配置构成的其他示意性左侧视图。
图8是用以说明图2所示的控制电路衬底的正面侧元件、背面侧元件、及衬底部件的配置构成的示意性立体图。
图9是表示图2所示的实施方式的一变化例的控制电路衬底的正面侧元件的概略构成的俯视图。
图10是表示图2所示的实施方式的一变化例的控制电路衬底的背面侧元件的概略构成的俯视图。
图11是用以说明图2所示的实施方式的一变化例的控制电路衬底的正面侧元件及背面侧元件的配置构成的示意性分解立体图。
具体实施方式
以下，参照图式对具备本发明的一实施方式的控制电路衬底的机器人控制装置进行说明。
如图1所示，本实施方式的控制电路衬底1组入至用以控制作为产业机器人2的多轴机器人等的动作的机器人控制装置3，机器人控制装置3例如为示教器。控制电路衬底1能够产生例如与机器人2的紧急停止或动作许可等相关的信号。
如图2所示，本实施方式的控制电路衬底1具有衬底部件(印刷衬底)4、及分别安装在衬底部件4的各面的正面侧元件(第一元件)5及背面侧元件(第二元件)6。正面侧元件5与背面侧元件6隔着衬底部件4而对向配置。
正面侧元件5及背面侧元件6分别由可编程逻辑器件构成，优选由CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)构成。
在本实施方式的控制电路衬底1中，正面侧元件5及背面侧元件6为相互共通的规格。即，与配置在元件的各缘部的多个引脚7、8的引脚功能相关的配置，在正面侧元件5与背面侧元件6之间均为共通。
如图3及图4A至图4D所示，正面侧元件5及背面侧元件6分别具有相互对向的第一缘部9及第三缘部11、以及相互对向的第二缘部10及第四缘部12。在第一缘部9设置有多个外部信号输入引脚I1～I5(7、8)，在第三缘部11设置有多个外部信号输出引脚O1～O5(7、8)。在第二缘部10设置有多个元件间通信输入引脚A1～A5(7、8)，在第四缘部12设置有多个元件间通信输出引脚B1～B5(7、8)。
而且，在本实施方式的控制电路衬底1中，一元件7(8)的元件间通信输入引脚A1与另一元件8(7)的元件间通信输出引脚B1进行通信。同样地，一元件7(8)的元件间通信输入引脚A2与另一元件8(7)的元件间通信输出引脚B2进行通信，一元件7(8)的元件间通信输入引脚A3与另一元件8(7)的元件间通信输出引脚B3进行通信，一元件7(8)的元件间通信输入引脚A4与另一元件8(7)的元件间通信输出引脚B4进行通信。
再者，在图3及图4A至图4D(及以下图式)中，表示在各缘部9～12设置有5个引脚的构成，但设置在各缘部9～12的引脚的数量并不限定于此。
如图5所示，正面侧元件5的第一缘部9至第四缘部12与背面侧元件6的第一缘部9至第四缘部12对向配置。具体而言，正面侧元件5的第一缘部9与背面侧元件6的第一缘部9对向，正面侧元件5的第二缘部10与背面侧元件6的第四缘部12对向，正面侧元件5的第三缘部11与背面侧元件6的第三缘部11对向，正面侧元件5的第四缘部12与背面侧元件6的第二缘部10对向。
再者，在本实施方式中，以当从与衬底部件4的正面(背面)垂直的方向(衬底垂线方向)观察时正面侧元件5及背面侧元件6完全重合的方式配置两元件。但两元件5、6的配置并不限定于此，也可为从衬底垂线方向观察时两元件不完全重合。
如图5及图6A所示，正面侧元件5的第二缘部10与背面侧元件6的第四缘部12隔着衬底部件4而对向配置。即，正面侧元件5的元件间通信输入引脚A1～A5分别与背面侧元件6的元件间通信输出引脚B1～B5对向配置。
如图5及图6B所示，正面侧元件5的第四缘部12与背面侧元件6的第二缘部10隔着衬底部件4而对向配置。即，正面侧元件5的元件间通信输出引脚B1～B5分别与背面侧元件6的元件间通信输入引脚A1～A5对向配置。
如图6A及图6B所示，在衬底部件4形成有用以在正面侧元件5与背面侧元件6之间将引脚彼此电连接的图案(配线)13。
而且，在本实施方式的控制电路衬底1中，通过图案13连接的引脚彼此隔着衬底部件4而相互对向配置，因此能够使供连接引脚彼此的图案长度最短化。例如，如图6A所示，正面侧元件5的元件间通信输入引脚A1与连接目标的背面侧元件6的元件间通信输出引脚B1对向配置。同样地，如图6B所示，正面侧元件5的元件间通信输出引脚B1与连接目标的背面侧元件6的元件间通信输入引脚A1对向配置。
如图7A及图7B所示，在本实施方式的控制电路衬底1中，将共通的外部信号输入至正面侧元件5及背面侧元件6的各者的外部信号输入引脚I1～I5。而且，在通常时，从正面侧元件5及背面侧元件6的各者的外部信号输出引脚O1～O5输出共通的外部信号。
从外部信号输出引脚O1～O5输出的信号例如为用以产生与机器人2的紧急停止或动作许可等相关的信号的输入信号。
在本实施方式的控制电路衬底1中，如上所述，在正面侧元件5与背面侧元件6之间进行通信。而且，以如下方式构成，即，在一元件7(8)出现异常的情况下，另一元件8(7)会检测到该异常，如果机器人2正在动作中则停止其动作，如果机器人2为静止中则使之无法动作。由此，能够防止由构成控制电路的元件的单一故障所造成的控制功能的丧失。
而且，在本实施方式的控制电路衬底1中，如图7A及图7B所示，正面侧元件5的配置有外部信号输入引脚I1～I5的第一缘部9、与背面侧元件6的配置有外部信号输入引脚I1～I5的第一缘部9对向配置。同样地，正面侧元件5的配置有外部信号输出引脚O1～O5的第三缘部11、与背面侧元件6的配置有外部信号输出引脚O1～O5的第三缘部11对向配置。
因此，如图8所示，外部信号输入侧与外部信号输出侧分离，能够使图案(配线)13(图6A等)简化。此外，如上所述，可使与元件间通信相关的图案13最短化，因此可缩小控制电路衬底1的图案面积。
此外，在本实施方式的控制电路衬底1中，能够在正面侧元件5与背面侧元件6使用共通规格的元件，因此能够降低开发、制造成本。
作为所述实施方式的一变化例，也可如图9及图10所示，使与多个外部信号输入引脚I1～I5及多个外部信号输出引脚O1～O5的引脚功能相关的配置在正面侧元件5与背面侧元件6反转。
该情况下，如图11所示，正面侧元件5的外部信号输入引脚I1～I5分别与背面侧元件6的外部信号输入引脚I1～I5对向配置。同样地，正面侧元件5的外部信号输出引脚O1～O5分别与背面侧元件6的外部信号输出引脚O1～O5对向配置。
因此，本例中，在外部信号输入侧及外部信号输出侧的各者中可使图案更简化。由此，可进一步缩小控制电路衬底1的图案面积。
[符号的说明]
1 控制电路衬底
2 机器人控制装置
3 机器人
4 衬底部件
5 正面侧元件(CPLD)
6 背面侧元件(CPLD)
7 正面侧元件的引脚
8 背面侧元件的引脚
9 第一缘部
10 第二缘部
11 第三缘部
12 第四缘部
13 图案
A1～A5 元件间通信输入引脚
B1～B5 元件间通信输出引脚
I1～I5 外部信号输入引脚
O1～O5 外部信号输出引脚

Claims (6)

1.一种控制电路衬底，组入至机器人控制装置，且具备：
衬底部件；及
第一元件及第二元件，分别设置在所述衬底部件的两面，且隔着所述衬底部件而对向配置，且所述第一元件的引脚配置与所述第二元件的引脚配置共通；且
所述第一元件及所述第二元件分别具有相互对向的第一缘部及第三缘部、与相互对向的第二缘部及第四缘部，
在所述第一元件及所述第二元件的各者中，在所述第一缘部设置有以供信号输入的方式构成的多个信号输入引脚，在所述第三缘部设置有以供信号输出的方式构成的多个信号输出引脚，在所述第二缘部设置有多个元件间通信输入引脚，在所述第四缘部设置有多个元件间通信输出引脚，所述多个信号输入引脚、所述多个信号输出引脚、所述多个元件间通信输入引脚及所述多个元件间通信输出引脚的位置在所述第一元件与所述第二元件之间共通，
通过所述第一元件及所述第二元件隔着所述衬底部件而对向配置，所述第一元件的所述第一缘部与所述第二元件的所述第一缘部对向配置，所述第一元件的所述第三缘部与所述第二元件的所述第三缘部对向配置，所述第一元件的所述第二缘部与所述第二元件的所述第四缘部对向配置，所述第一元件的所述第四缘部与所述第二元件的所述第二缘部对向配置，且
以如下方式构成，即，通过所述第一元件的所述多个信号输入引脚及所述第二元件的所述多个信号输入引脚的各者，将共通的外部信号输入至所述第一元件及所述第二元件，
所述第一元件及所述第二元件的一者的所述多个元件间通信输入引脚通过所述衬底部件与所述第一元件及所述第二元件的另一者的所述多个元件间通信输出引脚电连接，由此，信号从所述元件间通信输出引脚传送至所述元件间通信输入引脚，
所述第一元件及所述第二元件的一者的所述多个元件间通信输出引脚通过所述衬底部件与所述第一元件及所述第二元件的另一者的所述多个元件间通信输入引脚电连接，由此，信号从所述元件间通信输出引脚传送至所述元件间通信输入引脚，
通过所述第一元件的所述多个信号输出引脚及所述第二元件的所述多个信号输出引脚，所述共通的外部信号从所述第一元件及所述第二元件的各者输出。
2.根据权利要求1所述的控制电路衬底，其中与所述多个元件间通信输入引脚及所述多个元件间通信输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件共通。
3.根据权利要求1或2所述的控制电路衬底，其中与所述多个信号输入引脚及所述多个信号输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件共通。
4.根据权利要求1或2所述的控制电路衬底，其中与所述多个信号输入引脚及所述多个信号输出引脚的引脚功能相关的配置在所述第一元件与所述第二元件反转。
5.根据权利要求1或2所述的控制电路衬底，其中所述第一元件及所述第二元件分别为可编程逻辑器件。
6.一种机器人控制装置，用以控制机器人的动作，且
组入有权利要求1至5中任一项所述的控制电路衬底。
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