ロボットコントローラー
【課題】拡張回路基板とその接続先となる制御回路基板との接続構造の複雑化を抑えつつ、ロボットコントローラーが制御回路基板の面方向に大きくなることを抑えることの可能なロボットコントローラーを提供する。
【解決手段】制御回路基板３０に対して立てられた状態で制御回路基板３０に連結され、第２外部装置からの入力信号を制御回路基板３０に入力する拡張回路基板４０と、拡張回路基板４０の周縁のうちで筐体の正面壁１Ｆと向い合う第２接続縁４０Ｆに配設され、正面壁１Ｆを貫通して第２外部装置に接続される拡張Ｉ／Ｏコネクター１９とを備え、拡張回路基板４０は、ＬＡＮコネクター１６の上側に配置され、該ＬＡＮコネクター１６との接触を避ける切り欠き４２を有する。
【解決手段】制御回路基板３０に対して立てられた状態で制御回路基板３０に連結され、第２外部装置からの入力信号を制御回路基板３０に入力する拡張回路基板４０と、拡張回路基板４０の周縁のうちで筐体の正面壁１Ｆと向い合う第２接続縁４０Ｆに配設され、正面壁１Ｆを貫通して第２外部装置に接続される拡張Ｉ／Ｏコネクター１９とを備え、拡張回路基板４０は、ＬＡＮコネクター１６の上側に配置され、該ＬＡＮコネクター１６との接触を避ける切り欠き４２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの動きを制御するロボットコントローラーに関するものであって、特に外部装置とのインターフェースを拡張する拡張回路基板が筐体内に配置されるロボットコントローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載のように、ロボットコントローラーにおける筐体の内部には、ロボットの動きを制御するための複数の回路基板が配置されている。図４は、ロボットコントローラーの内部を例示するロボットコントローラーの分解斜視図である。なお、図４は、ロボットコントローラーの一側壁である開閉板５１Ｆが筐体５１から取り外された状態を制御対象である水平多関節ロボットとともに示す図である。
【０００３】
図４に示されるように、ロボットコントローラーにおける筐体５１の底面壁には、該底面壁と平行な矩形板状の指令生成基板５２が固定され、また筐体５１の背面壁には、これもまた背面壁と平行な矩形板状の駆動制御基板５３が固定されている。さらに、駆動制御基板５３には、該駆動制御基板５３に対して直立する４つのモータードライバー基板５４が、コネクター５３ｃを介して連結されている。
【０００４】
一方、筐体１の正面壁５５には、上記指令生成基板５２に接続されて左右方向に延びる複数の通信用のコネクターが嵌め込まれている。位置検出器用コネクター５６は、モーターＭの回転位置を検出するエンコーダーに接続されて、エンコーダーが検出した位置を示す位置検出信号を指令生成基板５２に入力する。また、ＴＰ用コネクター５７は、ティーチングペンダントに接続されて、ロボットＲの教示に用いられるデータをティーチングペンダントから指令生成基板５２に入力する。さらに、Ｉ／Ｏコネクター５８は、例えばロボットの動きを撮像するカメラやロボットの位置を検出するセンサーなどの外部装置に接続されて、該外部装置が出力する各種のデジタル信号を指令生成基板５２に入力する。
【０００５】
そして、ティーチングペンダントや外部装置からのトリガー信号が、ＴＰ用コネクター５７やＩ／Ｏコネクター５８を介して指令生成基板５２に入力されると、指令生成基板５２では、ロボットＲの現在位置が把握されるべく、位置検出器用コネクター５６を介してエンコーダーの検出信号が取得される。次いで、指令生成基板５２では、モーターＭの回転位置やロボットの構造を示すデータなどに基づき、ロボットＲの移動先やロボットＲの移動速度などの指令値が算出される。他方、駆動制御基板５３では、指令生成基板５２が出力する指令値に基づき、モーターＭに対する電圧指令値が生成され、該電圧指令値に応じたパルス信号がＰＷＭなどの変調方式で出力される。そして、４つのモータードライバー基板５４の各々では、駆動制御基板５３が出力するパルス信号に基づき、モーターＭに出力される多相交流電圧が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７５８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ロボットコントローラーの正面壁５５に対しては、上述したコネクターの他、ロボットコントローラー内のデータを外部装置に出力するためのＵＳＢボートやＬＡＮボートなど、指令生成基板５２が接続先となる数多くのインターフェースを集約することが検討されている。このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断の全てが正面壁５５と介して実施されるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【０００８】
一方、ロボットコントローラーに接続される外部装置は、他のロボットコントローラーを含め、通常、ロボットが設置される施設やロボットが行う作業の内容に応じて変わるものである。そこで、ロボットコントローラーのなかには、外部装置とのインターフェースを拡張するための拡張回路基板を搭載することの可能なものが少なくない。
【０００９】
この点、外部装置からの入力信号や外部装置への出力信号を取り扱う拡張回路基板も、その接続先は外部装置と指令生成基板５２とであって、それゆえに、こうした拡張回路基板に実装される各種コネクターも正面壁５５に集約されるべき対象ではある。しかしながら、数多くのインターフェースが指令生成基板５２の一辺に並んで配列されるとなれば、指令生成基板５２における一辺の大きさをこれらのインターフェースの大きさに合わせて大きくする必要がある。その結果、ロボットコントローラーの大型化が不可避なものとなってしまう。他方、数多くのインターフェースが指令生成基板５２の上側に積み重ねられるとなれば、数多くのインターフェースと指令生成基板５２とをケーブルで接続することが余儀なくされる。その結果、回路基板間を接続する構造の複雑化を招くことになってしまう。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、拡張回路基板とその接続先となる制御回路基板との接続構造の複雑化を抑えつつ、ロボットコントローラーが制御回路基板の面方向に大きくなることを抑えることの可能なロボットコントローラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、直方体形状をなす筐体内の底面に固定され、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する制御回路基板と、前記制御回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第１接続縁に配列され、前記正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続される複数の第１コネクターとを備えるロボットコントローラーであって、前記制御回路基板に対して立てられた状態で前記制御回路基板に連結され、第２外部装置からの入力信号を前記制御回路基板に入力する拡張回路基板と、前記拡張回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第２接続縁に配設され、前記正面壁を貫通して第２外部装置に接続される第２コネクターとを備え、前記拡張回路基板は、少なくとも１つの前記第１コネクターの上側に配置されており、該第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有することを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、複数の第１外部装置と複数の第１コネクターとが、筐体の正面壁側で互いに接続され、且つ第２外部装置と第２コネクターとが、これもまた筐体の正面壁側で互いに接続されることになる。このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断が筐体の正面壁側で行われるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【００１３】
また、拡張回路基板が制御回路基板に対して立てられた状態で拡張回路基板と制御回路基板とが連結されるため、こうした拡張回路基板の占有する制御回路基板上の領域が、該拡張回路基板の厚さ相当に抑えられる。そのため、複数の第１コネクターと第２コネクターとが第１接続縁に配列される構成と比較して、第１接続縁が大きくなること、ひいてはロボットコントローラーが制御回路基板の面方向に大きくなることを抑えることが可能でもある。
【００１４】
なお、制御回路基板の上側に拡張回路基板が積み重ねられる構成では、制御回路基板と拡張回路基板との間に熱が籠もることを抑えるために、また制御回路基板上の実装部品と拡張回路基板との接触を抑えるために、制御回路基板と拡張回路基板とを所定の距離だけ離間させる必要がある。それゆえに、制御回路基板と拡張回路基板との接続には、別途ケーブルが用いられることとなる。この点、制御回路基板と拡張回路基板とが連結される上記構成であれば、制御回路基板と拡張回路基板とを接続するケーブルの数量が少なくなる。そのため、拡張回路基板と制御回路基板との接続構造が複雑になることを抑えることが可能でもある。
【００１５】
ここで、上述のように、制御回路基板に対して拡張回路基板が立てられる構成であっても、拡張回路基板の周縁のうちで制御回路基板と連結される縁が、例えば制御回路基板の第１接続縁と重なる構成となれば、拡張回路基板の配置可能な領域は、第１接続縁のうちで第１コネクターを除く部分に自ずと制約される。この点、上述した構成であれば、拡張回路基板が、少なくとも１つの第１コネクターの上側に配置され、且つ第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有している。そのため、第１コネクターの数量や位置にかかわらず、拡張回路基板が制御回路基板に対して立てられた状態で、これら拡張回路基板と制御回路基板とを連結することが可能となる。
【００１６】
この発明は、前記複数の第１外部装置が、入出力装置を含み、前記複数の第１コネクターが、前記入出力装置に信号を入出力する入出力コネクターを含み、前記第２外部装置が、前記入出力装置とは異なる他の入出力装置であり、前記第２コネクターが、前記他の入出力装置に信号を入出力するコネクターであり、前記拡張回路基板が、前記入出力コネクターの上側に配置されることを要旨とする。
【００１７】
外部装置に信号を入出力する入出力コネクターには、入力に用いられる複数の端子と出力に用いられる複数の端子とが含まれるため、こうした入出力コネクターのサイズは、入力専用のコネクターのサイズや出力専用のコネクターのサイズと比較して大きくなることが少なくない。そして、拡張回路基板の周縁のうちで制御回路基板と連結される縁が、例えば制御回路基板の第１接続縁と重なる構造となれば、拡張回路基板の配置可能な領域は、こうした入出力コネクターを避けるために大幅に制約されることになる。この点、この発明によれば、拡張回路基板が入出力コネクターの上側に配置され、且つ入出力コネクターとの接触を避ける切り欠きを有している。そのため、上述した効果が、より顕著なものとなる。
【００１８】
また、制御回路基板においては、入出力処理用の入出力コネクターの近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を集約することが容易なものとなる。
【００１９】
この発明は、複数の前記拡張回路基板を備え、前記複数の拡張回路基板の各々が互いに平行であることを要旨とする。
【００２０】
この発明によれば、複数の拡張回路基板の各々が互いに平行となるように配置されているため、複数の拡張回路基板の各々が互いに交差するように配置される場合と比較して、筐体内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。ひいては、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【００２１】
この発明は、交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路基板を備え、前記電源回路基板の出力電圧を多相交流電圧に変換して前記モーターに出力するモータードライバー基板を備え、制御回路基板は、前記モータードライバー基板の出力電圧を前記モーターの回転位置に基づいて制御するための制御信号を前記モータードライバー基板に出力し、前記電源回路基板と前記制御回路基板とが、前記筐体内の底面に並んで配置され、前記制御回路基板は、前記電源回路基板に対して前記正面壁側に配置されていることを要旨とする。
【００２２】
上記多相交流電圧を制御するための制御信号の生成される過程では、モーターの回転位置に基づく高速演算が必要とされるため、こうした制御信号を生成する制御回路基板では、その基板構造が自ずと多層構造になる。一方、交流電圧の出力電圧を直流電圧に変換する電源回路基板では、上述のような高速演算が必要とされないため、こうした電源回路基板に対しては、多層構造が必要とされない。
【００２３】
この発明によれば、互いに異なる機能を有した制御回路基板と電源回路基板とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。制御回路基板と電源回路基板とが一つの回路基板として構成される場合には、これらの互いに異なる要請を一つの回路基板が満たすために、該回路基板の多層化や複雑化が必要となるが、上述した構成によれば、筐体内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００２４】
そのうえ、制御回路基板と電源回路基板とが筐体の底面に並んで配置され、且つ制御回路基板が電源回路基板の正面壁側に配置される。それゆえに、制御回路基板の第１接続縁に複数の第１コネクターが配列され、これら第１コネクターが正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００２５】
この発明は、前記モータードライバー基板が、前記電源回路基板と前記制御回路基板とに対して立てられた状態で前記電源回路基板と前記制御回路基板とに架設されていることを要旨とする。
【００２６】
この発明によれば、モータードライバー基板が制御回路基板に対して立てられた状態でモータードライバー基板と制御回路基板とが連結される。そのため、制御回路基板上の空間が、拡張回路基板とモータードライバー基板とによって有効的に利用されることになる。それゆえに、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態におけるロボットコントローラーの外部構造を示す斜視図。
【図２】同じく一実施形態におけるロボットコントローラーの内部構造を示す平面図。
【図３】同じく一実施形態におけるロボットコントローラーの側面構造について拡張回路基板を中心に示す部分断面図。
【図４】従来例におけるロボットコントローラーの内部構造を制御対象であるロボットとともに示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のロボットコントローラーを具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態におけるロボットコントローラーの制御対象は、先の図４にて説明されたロボットであって、４つのモーターＭが搭載された水平多関節ロボットである。そのため、以下では、ロボットコントローラーの制御対象に関し、先に説明されたロボットＲと同じ構成には同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００２９】
［ロボットコントローラーの外部構造］
まず、ロボットコントローラーの外部構造について図１を参照して説明する。図１に示されるように、水平方向に延びる直方体形状に形成された筐体１の正面壁１Ｆには、該正面壁１Ｆにおける右側端部に、外部電源コネクター２が配設されている。外部電源コネクター２は、ロボットコントローラーが設置される設備の外部電源プラグに接続されて、外部電源プラグから供給される２００Ｖの外部交流電圧を筐体１の内部に供給する。正面壁１Ｆにおいて外部電源コネクター２の上側には、サーキットプロテクター３の操作レバー３ａが配設されている。サーキットプロテクター３の操作レバー３ａは、筐体１の内部にて外部電源コネクター２に接続されて、外部電源プラグが供給する２００Ｖの交流電圧に対し、ロボットコントローラーへの供給と遮断とを強制的に切り替える。
【００３０】
一方、正面壁１Ｆにおける左側端部には、上下方向に延びる矩形状の多相交流電圧コネクター４が嵌め込まれている。多相交流電圧コネクター４では、４つのモーターＭに接続される複数の接続端子の各々が、上下方向に配列されている。多相交流電圧コネクター４は、上述した４つのモーターＭの各々に接続されて、該４つのモーターＭの各々に多相交流電圧を出力する。
【００３１】
正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、正面壁１Ｆの左側半分を占める部分には、第１コネクターを構成する左右方向に延びる外部通信用の３つのコネクターが嵌め込まれている。３つのコネクターを構成する位置検出器用コネクター１１、非常停止用コネクター１２、ＴＰ用コネクター１３の各々は、正面壁１Ｆの下辺に沿って、正面壁１Ｆの左側端部からこの順に、且つ各コネクターの接続端子が左右方向に並ぶかたちに配設されている。
【００３２】
位置検出器用コネクター１１は、４つのモーターＭの各々の回転位置を検出して第１外部装置を構成するレゾルバやエンコーダーなどの４つの回転角センサーに接続されている。この位置検出器用コネクター１１には、４つの回転角センサーの各々から該回転角センサーが検出した位置を示す位置検出信号が入力される。非常停止用コネクター１２は、ロボットコントローラーの外部に設けられた非常停止回路や安全扉回路など、ロボットコントローラーの設置された環境が非常時であるか否かを検出する第１外部装置を構成する設備装置に接続されて、該設備装置から非常停止信号が入力される。ＴＰ用コネクター１３は、第１外部装置を構成するティーチングペンダントに接続されて、ロボットＲの教示に用いられるデータがティーチングペンダントから入力される。
【００３３】
正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、ＴＰ用コネクター１３の右側には、第１コネクターを構成するシリアル通信用の２つのコネクターである第１ＵＳＢコネクター１４、及び第２ＵＳＢコネクター１５と、ＬＡＮコネクター１６が、右側端部に向けてこの順に嵌め込まれている。
【００３４】
第１ＵＳＢコネクター１４は、第１外部装置を構成する外部コンピューターにＵＳＢを経由して接続されて、例えば外部コンピューターからの要求に応じ、ロボットコントローラーにおけるＩ／Ｏの状態など、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号を出力する。第２ＵＳＢコネクター１５は、第１外部装置を構成するＵＳＢメモリーに接続されて、ロボットコントローラーに格納されたログをＵＳＢメモリーに出力する。ＬＡＮコネクター１６は、例えばロボットコントローラーが設置される設備のネットワークにイーサネット（登録商標）を経由して接続されて、例えばネットワークに接続された第１外部装置を構成する外部コンピューターからの要求に応じ、これもまたロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号を出力する。正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、第２ＵＳＢコネクター１５とＬＡＮコネクター１６との間には、トリガースイッチ１５ａが配設されている。トリガースイッチ１５ａは、該トリガースイッチ１５ａが押されるたびに、上記第２ＵＳＢコネクター１５からのログの出力を許容する。
【００３５】
正面壁１Ｆの下側端部のうちで右側端部には、各種のデジタル信号の入力及び出力を取り扱う入出力コネクターとしてのＩ／Ｏコネクター１７が嵌め込まれている。Ｉ／Ｏコネクター１７は、正面壁１Ｆに配設されたコネクターのうち、左右方向の幅及び前後方向の幅が最も大きいコネクターである。Ｉ／Ｏコネクター１７は、例えば入出力装置としての他のロボットコントローラーやロボットの動きを撮像するカメラなど、第１外部装置を構成してロボットを動かすために必要とされる周辺機器やロボットの動きに合わせて駆動される周辺機器に接続されている。そして、Ｉ／Ｏコネクター１７は、ロボットそのものの状態やロボットの周辺状態を示す信号を周辺機器から入力されるとともに、ロボットの動きを示す信号を周辺機器に対して出力する。
【００３６】
正面壁１ＦのうちＴＰ用コネクター１３の上側には、シーケンサーコネクター１８が嵌め込まれ、シーケンサーコネクター１８の上側には、冷却用ファンＦが交換可能に挿着されている。シーケンサーコネクター１８は、例えばＲＳ−２３２Ｃを経由してシーケンサーに接続されて、ロボットを動かすための制御信号が該シーケンサーから入力される。冷却用ファンＦは、筐体１の外部から筐体１の内部に向けて外気を吹き込むファンであって、該冷却用ファンＦの外側ケースと正面壁１Ｆとの間には、外気に含まれる埃や塵を捕獲するための外気フィルターＦａが交換可能に挟まれている。
【００３７】
正面壁１Ｆのうち、第２ＵＳＢコネクター１５、ＬＡＮコネクター１６、及びＩ／Ｏコネクター１７の上側には、上下方向に延びる矩形孔であるスロット孔が形成され、該スロット孔には、矩形板状をなす拡張パネル１Ｐが嵌め込まれている。また、拡張パネル１Ｐには、第２コネクターを構成する２つの拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が左右方向に並んで配設されている。２つの拡張Ｉ／Ｏコネクター１９の各々は、上下方向に延びるコネクターであって、例えば入出力装置としての他のロボットコントローラーやロボットの動きを撮像するカメラなど、第２外部装置を構成してロボットを動かすために必要とされる周辺機器やロボットの動きに合わせて駆動される周辺機器に接続されている。そして、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９は、ロボットそのものの状態やロボットの周辺状態を示す信号を周辺機器から入力されるとともに、ロボットの動きを示す信号を周辺機器に対して出力する。
【００３８】
このように、ロボットコントローラーの正面壁１Ｆには、筐体１の内部が開放されることなく行われる下記作業に対し、該作業に必要とされるインターフェースの全てが配設されている。
・ロボットコントローラーに対する電源の投入、及び該電源の遮断。
・ロボットコントローラーとその制御対象となるロボットＲとの接続、及び切断。
・ロボットコントローラーと外部装置との接続、及び切断。
・冷却用ファンＦ及び外気フィルターＦａの保守、及び点検。
【００３９】
このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断が筐体の正面壁１Ｆ側で行われるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【００４０】
［ロボットコントローラーの内部構造］
次に、ロボットコントローラーの内部構造について、図２を参照して説明する。なお、図２では、ロボットコントローラーの内部構造を説明する便宜上、ロボットコントローラーの筐体１のうち天面壁が省略され、さらに正面壁１Ｆに配設された多相交流電圧コネクター４、及び冷却用ファンＦが省略されている。また、各回路基板における機能とその配置とを説明する便宜上、回路基板間を接続するケーブル、回路基板と電子部品とを接続するケーブル、及び電子部品間を接続するケーブルが省略されている。
【００４１】
図２に示されるように、筐体１の右側壁１Ｒには、サーキットプロテクター３に接続されて、２００Ｖの交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源供給系が配置されている。また、筐体１の底面壁１Ｂには、電源回路基板としての主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に配置され、そして筐体１の左側壁１Ｌには、２つのモータードライバー基板３３が配置されている。
【００４２】
筐体１の右側壁１Ｒにおける上側中央には、ノイズフィルターＮＦが固定されている。ノイズフィルターＮＦは、入力ケーブルを介してサーキットプロテクター３に接続され、出力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続されている。そして、２００Ｖの交流電圧がサーキットプロテクター３からノイズフィルターＮＦに入力されると、ノイズフィルターＮＦは、該交流電圧からノイズを除去し、該ノイズの除去された交流電圧を主電源回路基板２０に出力する。
【００４３】
主電源回路基板２０は、底面壁１Ｂの背面側に固定された矩形板状のプリント回路基板であって、底面壁１Ｂの背面側の殆どを占める大きさに形成されている。主電源回路基板２０は、底面壁１Ｂと平行な２層のプリント板が積層されてなるリジッド基板を有し、該リジッド基板の上面には、２００Ｖの交流電圧を駆動電圧である２８０Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装されている。この主電源回路基板２０は、入力ケーブルを介してノイズフィルターＮＦに接続され、出力ケーブルを介して、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に各別に接続されている。また、主電源回路基板２０は、交流電圧出力コネクターを介してモータードライバー基板３３に接続されている。そして、ノイズフィルターＮＦから主電源回路基板２０に交流電圧が入力されると、主電源回路基板２０は、該交流電圧を第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に分配する。さらに、主電源回路基板２０は、ノイズフィルターＮＦから入力された交流電圧を２８０Ｖの直流電圧である駆動電圧に変換し、該駆動電圧をモータードライバー基板３３に出力する。
【００４４】
主電源回路基板２０の上面のうち、正面側の左端部には、前後方向に延びる図示されない２つの出力コネクターが、２つのモータードライバー基板３３と重なるように、左右方向に併設されている。これら２つの出力コネクターの各々には、モータードライバー基板３３が接続され、主電源回路基板２０で生成される駆動電圧と第１電源回路基板ＰＳ１で生成される１５Ｖの直流電圧とが入力される。
【００４５】
第１電源回路基板ＰＳ１は、右側壁１Ｒの背面側上方に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を１５Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第１電源回路基板ＰＳ１は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第１電源回路基板ＰＳ１に交流電圧が分配されると、第１電源回路基板ＰＳ１は、該交流電圧を１５Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を主電源回路基板２０に出力する。
【００４６】
第２電源回路基板ＰＳ２は、右側壁１Ｒの背面側下方に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を５Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第２電源回路基板ＰＳ２は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して制御回路基板３０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第２電源回路基板ＰＳ２に交流電圧が分配されると、第２電源回路基板ＰＳ２は、該交流電圧を５Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を制御回路基板３０に出力する。
【００４７】
第３電源回路基板ＰＳ３は、底面壁１Ｂのうち、主電源回路基板２０の右側に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を２４Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第２電源回路基板ＰＳ２は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して制御回路基板３０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第３電源回路基板ＰＳ３に交流電圧が分配されると、第３電源回路基板ＰＳ３は、該交流電圧を２４Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を制御回路基板３０に出力する。
【００４８】
制御回路基板３０は、底面壁１Ｂの正面側に固定された矩形板状のプリント回路基板であって、底面壁１Ｂの正面側の全体を占める大きさに形成されている。制御回路基板３０は、底面壁１Ｂと平行な６層のプリント基板が積層されてなるリジッド基板を有し、該リジッド基板の上面には、モータードライバー基板３３の出力電圧を制御するための制御信号を外部装置から入力される入力信号に基づいて生成するための各種の電子部品が実装されている。この制御回路基板３０は、該制御回路基板３０の周縁のうちで筐体１の正面壁１Ｆと向い合う直線状の第１接続縁３０Ｆを有し、該第１接続縁３０Ｆには、正面壁１Ｆの下側端部に配列された各コネクターが連結されている。そして、制御回路基板３０には、上述した各種の外部装置からの入力信号が、上記各コネクターを介して入力される。
【００４９】
詳述すると、第１接続縁３０Ｆには、上記位置検出器用コネクター１１が接続されて、４つの回転角センサーの各々からの検出信号が、位置検出器用コネクター１１を介して制御回路基板３０に入力される。また、第１接続縁３０Ｆには、非常停止用コネクター１２が接続されて、設備装置からの非常停止指令が、非常停止用コネクター１２を介して制御回路基板３０に入力される。さらに、第１接続縁３０Ｆには、ＴＰ用コネクター１３が接続されて、ティーチングペンダントからの教示指令が、ＴＰ用コネクター１３を介して制御回路基板３０に入力される。
【００５０】
また、第１接続縁３０Ｆには、第１ＵＳＢコネクター１４が接続されて、外部コンピューターからの指令やデータが、第１ＵＳＢコネクター１４を介して制御回路基板３０に入力される。また、第１接続縁３０Ｆには、第２ＵＳＢコネクター１５が接続されて、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号が、トリガースイッチ１５ａからの入力信号に応じて制御回路基板３０から出力される。さらに、第１接続縁３０Ｆには、ＬＡＮコネクター１６が接続され、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号が、ＬＡＮコネクター１６と該ＬＡＮコネクター１６に接続されたネットワークとを介して制御回路基板３０から出力される。また、第１接続縁３０Ｆには、Ｉ／Ｏコネクター１７が接続されて、周辺機器からの指令や検出信号が、Ｉ／Ｏコネクター１７を介して制御回路基板３０に入力される。また、周辺機器への指令や演算結果が、Ｉ／Ｏコネクター１７を介して制御回路基板３０から出力される。
【００５１】
このように、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが筐体１の底面に並んで配置され、且つ制御回路基板３０が主電源回路基板２０の正面壁１Ｆ側に配置される。そのため、第１接続縁３０Ｆに複数のコネクターが配列され、これら各コネクターが正面壁１Ｆを貫通して外部装置に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００５２】
制御回路基板３０の上面における背面側には、上述した冷却用ファンＦと前後方向で向い合うように、ＣＰＵの搭載されたＣＰＵボード３１が積み重ねられている。ＣＰＵボード３１は、ロボットＲに教示位置を教示するための教示プログラムをティーチングペンダントからの入力信号に応じて解釈して実行する。また、ＣＰＵボード３１は、ロボットＲを所定の作業位置へ動かすためのプログラムを外部装置からの入力信号に応じて解釈して実行する。この際、ＣＰＵボード３１は、まずティーチングペンダントから入力される教示位置や予め設定される作業位置と、各回転角センサーから入力される検出結果とを用い、ロボットＲが教示位置や作業位置へ移動するための軌道を生成し、ロボットＲの移動先を示す位置指令を生成する。続いて、制御回路基板３０は、位置指令が示す位置へロボットＲを動かすためのモーターＭの駆動量を算出するとともに、算出された駆動量に応じた各相の電圧指令を生成する。次いで、ＣＰＵボード３１は、生成された電圧指令に応じたパルス信号をＰＷＭなどの変調方式で制御信号として出力する。そして、ＣＰＵボード３１は、回転角センサーから検出結果が入力される度に、こうした軌道の生成と、軌道に応じた駆動量の算出と、駆動量に応じた制御信号の出力とを行う。
【００５３】
制御回路基板３０の上面における正面側には、通信用インターフェース基板３２が積み重ねられている。通信用インターフェース基板３２には、シーケンサーコネクター１８が接続されて、ロボットを動かすための制御信号が該シーケンサーから入力される。
【００５４】
制御回路基板３０の上面のうち、背面側の左端部には、前後方向に延びる図示されない出力コネクターが、２つのモータードライバー基板３３と重なるように、左右方向に併設されている。これら２つの出力コネクターの各々には、モータードライバー基板３３が接続され、制御回路基板３０で生成される制御信号が出力される。
【００５５】
２枚のモータードライバー基板３３の各々は、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とに対して直立した状態で、これら主電源回路基板２０と制御回路基板３０とに架設されている。２枚のモータードライバー基板３３は、冷却用ファンＦの吹き込み方向である前後方向に延びる矩形板状に形成されて、左右方向において互いに向かい合い、且つ互いに平行に配置されている。
【００５６】
モータードライバー基板３３は、筐体１の左側壁１Ｌから右側に延びる３つの支持プレート１Ｓによって３辺が支持される矩形板状のプリント回路基板であって、左側壁１Ｌの凡そ半分を占める大きさに形成されている。モータードライバー基板３３は、左側壁１Ｌと平行な４層のプリント板が積層されてなるリジッド基板を有し、主電源回路基板２０から出力される駆動電圧を多相交流電圧に変換するための各種の電子部品が実装されている。これらモータードライバー基板３３の各々の側面のうち筐体１に向かう側面には、２つのパワーモジュール３４が、前後方向に並んで配設されている。また、２つのパワーモジュール３４の内側面には、これらの全体が覆われるように、２つのパワーモジュール３４を冷却するための１つのヒートシンク３５が固着されている。
【００５７】
２つのパワーモジュール３４の各々には、主電源回路基板２０から入力される駆動電圧と１５Ｖの直流電圧とが入力される。また、２つのパワーモジュール３４の各々には、該パワーモジュール３４の駆動対象に対応した制御信号が、制御回路基板３０から入力される。２つのパワーモジュール３４の各々には、主電源回路基板２０が出力する駆動電圧を昇降圧する昇降圧コンバーターがパッケージングされており、主電源回路基板２０から入力される２８０Ｖの駆動電圧が、該パワーモジュール３４の駆動対象に適した電圧に昇圧される。また、パワーモジュール３４の各々には、制御回路基板３０から入力される制御信号によってオン／オフ制御される複数のスイッチング素子からなるインバーター回路がパッケージングされている。
【００５８】
そして、２つのパワーモジュール３４の各々は、主電源回路基板２０が出力する１５Ｖの直流電圧によって駆動される。また、２つのパワーモジュール３４の各々では、制御回路基板３０から入力される制御信号によってスイッチング素子がオン／オフ制御される。これにより、昇降圧コンバーターにて昇圧された電圧が、多相交流電圧として例えば３相交流電圧に変換される。そして、２つのパワーモジュール３４の各々では、該パワーモジュール３４に接続された出力コネクター３６から上記多相交流電圧コネクター４を介して各モーターＭに出力される。
【００５９】
制御回路基板３０の上面のうち、背面側の右側端部には、カード型記憶媒体３７の装着されるメモリースロット３８が配設されている。カード型記憶媒体３７には、ロボットＲが有するアームの長さ、ロボットＲが有する駆動軸とモーターＭとを連結する減速機の減速比など、ロボットコントローラーがロボットＲを動かすために必要とされる各種のデータが記憶されている。そして、ＣＰＵボード３１は、カード型記憶媒体３７に格納された各種のデータを読み出し、該データを参照して上述した軌道の生成を実行する。
【００６０】
制御回路基板３０の上面のうち、ＣＰＵボード３１の右側であって、上記ＬＡＮコネクター１６、及びＩ／Ｏコネクター１７の背面側には、前後方向に延びる３つの拡張基板用コネクター３９が配設されている。３つの拡張基板用コネクター３９の各々には、ピンの嵌め込まれる複数のピン嵌合孔が、上方に開口するように前後方向に配列されている。３つの拡張基板用コネクター３９のうちＣＰＵボード３１に近い２つの拡張基板用コネクター３９には、上記拡張Ｉ／Ｏコネクター１９の実装された２つの拡張回路基板４０が、制御回路基板３０に対して立てられた状態で連結されている。２つの拡張回路基板４０の各々は、ＬＡＮコネクター１６の上側に配置され、且つ互いに平行となるように制御回路基板３０に立設されている。
【００６１】
このような構成によれば、２つの拡張回路基板４０が、制御回路基板３０に対して立てられた状態で該制御回路基板３０に連結されるため、こうした拡張回路基板４０の占有する制御回路基板３０上の領域が、該拡張回路基板４０の厚さ相当に抑えられる。そのため、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が他のコネクターと同様に第１接続縁３０Ｆに配列される構成と比較して、第１接続縁３０Ｆが大きくなることを抑えることが可能である。また、２つの拡張回路基板４０の各々が互いに平行となるように配置されているため、２つの拡張回路基板４０が互いに交差するように配置される構成と比較して、筐体１内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。ひいては、ロボットコントローラーが制御回路基板３０の面方向に大きくなることを抑えることが可能でもある。
【００６２】
また、制御回路基板３０においては、入出力処理用のＩ／Ｏコネクター１７の近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板４０が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を制御回路基板３０の右側に集約することが容易なものとなる。そのうえ、拡張回路基板４０の他、モータードライバー基板３３も、制御回路基板３０に対して立てられた状態で該制御回路基板３０に連結されるため、制御回路基板３０上の空間が、拡張回路基板４０とモータードライバー基板３３とによって有効的に利用されることになる。それゆえに、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【００６３】
なお、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とが互い平行となるようにこれらが積み重ねられる構成では、制御回路基板３０と拡張回路基板４０との間に熱が籠もることを抑えるために、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを所定の距離だけ離間させる必要がある。また、こうした構成では、制御回路基板３０上の実装部品、例えば通信用インターフェース基板３２と拡張回路基板４０との接触を抑えるためにも、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを所定の距離だけ離間させる必要がある。それゆえに、制御回路基板３０と拡張回路基板４０との接続には、別途ケーブルが用いられることとなる。この点、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で制御回路基板３０に連結される構成であれば、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを接続するケーブルの数量が少なくなる。そのため、拡張回路基板４０と制御回路基板３０との接続構造が複雑になることを抑えることが可能でもある。
【００６４】
［拡張回路基板の構造］
次に、拡張回路基板４０の構造について図３を参照して説明する。なお、上述した２つの拡張回路基板４０の各々は、接続先となる拡張基板用コネクター３９の位置が互いに異なる一方、その他の構成については互いに同じである。そのため、以下では２つの拡張回路基板４０のうち左側の拡張基板用コネクター３９に接続された拡張回路基板４０について説明し、右側の拡張基板用コネクター３９についてはその説明を割愛する。
【００６５】
図３に示されるように、拡張回路基板４０の周縁のうちで制御回路基板３０側の縁である底縁には、前後方向に延びる制御基板用コネクター４１が配設されている。制御基板用コネクター４１は、拡張回路基板４０の底縁における背面側に配置され、その下面には、拡張基板用コネクター３９に差し込まれるピンが前後方向に配列されている。そして、この制御基板用コネクター４１と上記拡張基板用コネクター３９とが連結されることによって、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とが電気的に接続される。
【００６６】
拡張回路基板４０の底縁のうちでＬＡＮコネクター１６と向い合う部位には、正面壁１Ｆに向けて延びる切り欠き４２が形成されている。切り欠き４２は、該切り欠き４２の上下方向における幅が該切り欠き４２の前後方向の全体にわたり一定となるかたちに形成され、且つ拡張回路基板４０の下方に配置されるＬＡＮコネクター１６と拡張回路基板４０との接触を避ける大きさに形成されている。詳述すると、切り欠き４２の大きさは、下記条件Ａ及び条件Ｂが満たされるように設定されている。
・条件Ａ：切り欠き高さＨｓ＞コネクター高さＨｐ
・条件Ｂ：切り欠き幅Ｄｓ＞コネクター幅Ｄｐ
【００６７】
なお、切り欠き高さＨｓとは、切り欠き４２の上下方向における幅であって、切り欠き４２における天面側の縁と制御基板用コネクター４１における底面側の縁との距離である。また、切り欠き幅Ｄｓとは、切り欠き４２の前後方向における幅であって、切り欠き４２における背面側の縁と拡張回路基板４０における正面側の縁との距離である。
【００６８】
また、コネクター高さＨｐとは、Ｉ／Ｏコネクター１７の上下方向における幅であって、Ｉ／Ｏコネクター１７における天面側の縁とＩ／Ｏコネクター１７における底面側の縁との距離である。また、コネクター幅Ｄｐとは、Ｉ／Ｏコネクター１７が筐体１内に占める前後方向の幅であって、Ｉ／Ｏコネクター１７における背面側の縁と正面壁１Ｆの内側面との距離である。
【００６９】
ここで、上述のように、制御回路基板３０に対して拡張回路基板４０が立てられる構成であっても、拡張回路基板４０の底縁が正面壁１Ｆまで直線的に延びる構成となれば、拡張回路基板４０の配置可能な領域は、第１接続縁３０Ｆで各コネクターを除く部分に自ずと制約される。この点、拡張回路基板４０が切り欠き４２を有する構成であれば、ＬＡＮコネクター１６の有無にかかわらず、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０と連結することが可能となる。
【００７０】
また、周辺機器に信号を入出力するＩ／Ｏコネクター１７には、入力に用いられる複数の端子と出力に用いられる複数の端子とが含まれる。そのため、こうしたＩ／Ｏコネクター１７のサイズは、外部通信用のコネクターやシリアル通信用のコネクターと比較して大きく、上述したように、正面壁１Ｆに配設されたコネクターのうち、左右方向の幅及び前後方向の幅が最も大きいコネクターである。この点、上記条件Ａ及び条件Ｂが満たされる切り欠き４２であれば、拡張回路基板４０の下側に配置されるコネクターが、第１接続縁３０Ｆに配列されたいずれのコネクターであっても、拡張回路基板４０を制御回路基板３０に対して立てた状態で配置することが可能である。
【００７１】
拡張回路基板４０の周縁のうちで正面壁１Ｆ側の縁である第２接続縁４０Ｆには、上記拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が連結され、該拡張Ｉ／Ｏコネクター１９には、拡張回路基板４０に実装された入出力回路４３が接続されている。そして、拡張基板用コネクター３９に制御基板用コネクター４１が嵌め込まれると、拡張対象となる周辺機器からの指令や検出信号が、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９、及び入出力回路４３を介して、該周辺機器から制御回路基板３０に入力される。また、拡張対象となる周辺機器への指令や演算結果が、入出力回路４３、及び拡張Ｉ／Ｏコネクター１９を介して、制御回路基板３０から該周辺機器へ出力される。
【００７２】
次に、上述した構成からなるロボットコントローラーの作用について以下に説明する。
外部電源プラグから２００Ｖの交流電圧が、サーキットプロテクター３を介して、ノイズフィルターＮＦに入力されると、ノイズフィルターＮＦによってノイズの除去された交流電圧が、ノイズフィルターＮＦから主電源回路基板２０に出力される。次いで、主電源回路基板２０に入力された交流電圧は、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に分配され、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３では、互いに異なる直流電圧に変換される。また、主電源回路基板２０では、ノイズフィルターＮＦからの交流電圧が、駆動電圧である２８０Ｖの直流電圧に変換される。そして、第１電源回路基板ＰＳ１で生成される１５Ｖの直流電圧と、主電源回路基板２０で生成される駆動電圧とが、２つのモータードライバー基板３３の各々に入力される。
【００７３】
一方、ロボットＲを作業位置に動かすべく、周辺機器からの入力信号がＩ／Ｏコネクター１７や拡張Ｉ／Ｏコネクター１９を介して制御回路基板３０に入力されると、制御回路基板３０では、位置検出器用コネクター１１を介して各回転角センサーの検出信号が取得される。次いで、制御回路基板３０では、作業位置を示す位置指令と各回転角センサーの検出結果とに基づいて、ロボットＲが作業位置へ移動するための軌道が生成され、該軌道に沿ってロボットＲを動かすためのモーターＭの駆動量が算出される。そして、制御回路基板３０では、算出された駆動量に応じた各相の電圧指令が生成され、該電圧指令に応じた制御信号が、出力コネクター３６を介して制御回路基板３０から２つのモータードライバー基板３３の各々に入力される。
【００７４】
続いて、モータードライバー基板３３では、主電源回路基板２０から入力される駆動電圧が、モーターＭの駆動に適した電圧に昇圧され、制御回路基板３０から入力される制御信号のオン／オフ制御により、該昇圧された電圧が多相交流電圧に変換される。そして、ロボットコントローラーでは、モータードライバー基板３３に入力される制御信号の周波数を制御回路基板３０が制御することによって、モーターＭの駆動量に応じた電流が該モーターＭの各相に供給される。
【００７５】
ここで、例えばロボットＲが行う作業の内容が変わり、ロボットコントローラーに接続される外部装置が増える場合には、これに合わせて外部装置とのインターフェースが拡張される。この際、筐体１における天面が取り外された後、制御回路基板３０に取り付けられた２つの拡張回路基板４０が取り外され、次いで、２つの拡張回路基板４０用の拡張パネル１Ｐが正面壁１Ｆから取り外される。そして、３つの拡張回路基板４０用の拡張パネル１Ｐが正面壁１Ｆに新たに取り付けられた後、先に取り付けられていた２つの拡張回路基板４０と新たに追加される拡張回路基板４０とが制御回路基板３０に取り付けられる。
【００７６】
この際、新たに取り付けられる拡張回路基板４０にも、先に取り付けられた拡張回路基板４０と同じく、上記条件Ａ及び条件Ｂが満たされる切り欠き４２が形成されている。それゆえに、新たに取り付けられる拡張回路基板４０の取り付け位置がＩ／Ｏコネクター１７の上側であっても、拡張回路基板４０を制御回路基板３０に対して立てた状態で配置することが可能である。
【００７７】
なお、多相交流電圧を制御するための制御信号の生成される過程では、モーターＭの回転位置に基づく高速演算が必要とされるため、こうした制御信号を生成する制御回路基板３０では、その基板構造として自ずと多層構造が必要とされる。一方、交流電圧の出力電圧を駆動電圧に変換する主電源回路基板２０では、上述のような高速演算が必要とされないため、こうした主電源回路基板２０に対しては、多層構造が必要とされない。上述した構成であれば、互いに異なる機能を有した主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。なお、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが一つの回路基板として構成される場合には、これらの互いに異なる要請を一つの回路基板が満たすために、該回路基板の多層化や複雑化が必要となるが、上述した構成によれば、筐体１内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のロボットコントローラーによれば、以下に列記する効果を得ることができる。
（１）２つの拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で該２つの拡張回路基板４０と制御回路基板３０とが連結されるため、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が他のコネクターと同様に第１接続縁３０Ｆに配列される構成と比較して、第１接続縁３０Ｆが大きくなることを抑えることが可能である。
【００７９】
（２）２つの拡張回路基板４０の各々が互いに平行となるように配置されているため、２つの拡張回路基板４０が互いに交差するように配置される構成と比較して、筐体１内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。
【００８０】
（３）拡張回路基板４０が切り欠き４２を有するため、ＬＡＮコネクター１６の有無にかかわらず、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対し立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０と連結することが可能となる。
【００８１】
（４）切り欠き４２の大きさが上記条件Ａ及び条件Ｂを満たすため、拡張回路基板４０の下側に配置されるコネクターが、第１接続縁３０Ｆに配列されたいずれのコネクターであっても、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対し立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０とを連結することが可能である。
【００８２】
（５）制御回路基板３０においては、入出力処理用のＩ／Ｏコネクター１７の近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板４０が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を制御回路基板３０の右側に集約することが容易なものとなる。
【００８３】
（６）モータードライバー基板３３が制御回路基板３０に対して立てられた状態でモータードライバー基板３３と制御回路基板３０とが連結されるため、制御回路基板３０上の空間が、拡張回路基板４０とモータードライバー基板３３とによって有効的に利用されることになる。
【００８４】
（７）筐体１の底面にて制御回路基板３０が正面壁１Ｆ側に配置されるため、第１接続縁３０Ｆに複数のコネクターが配列され、これら各コネクターが正面壁１Ｆを貫通して外部装置に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００８５】
（８）互いに異なる機能を有した主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。ひいては、筐体１内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００８６】
なお、上記実施の形態は、以下のような態様によって実施することも可能である。
・主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが、１枚の基板で構成されてもよく、制御回路基板は、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する回路基板であればよい。このような構成であっても、上記（１）〜（６）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８７】
・モータードライバー基板３３は、該モータードライバー基板３３の主面が筐体１内の底面と互いに平行となるように、制御回路基板３０と主電源回路基板２０とに架設される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）〜（５）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８８】
・拡張回路基板４０の数量は、１枚、あるいは３枚以上であってもよい。また、拡張回路基板４０の位置は、左側壁１Ｌの内側面であってもよく、あるいは、左側壁１Ｌと右側壁１Ｒとの中間であってもよい。例えば、拡張回路基板４０が、位置検出器用コネクター１１、停止用コネクター１２、あるいはＴＰ用コネクター１３の上側に配置される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）〜（４）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８９】
・切り欠き４２の大きさは、上記条件Ａのみを満たす大きさであってもよく、あるいは条件Ｂのみを満たす構成であってもよい。また、切り欠き４２の形状は、側面視方向において、円弧形状や階段状であってもよい。要は、拡張回路基板４０における切り欠き４２は、拡張回路基板４０の下側に配設されたコネクターと該拡張回路基板４０との接触を避ける大きさと形状とを有するものであればよい。このような構成では、複数の拡張回路基板４０の各々の形状がその取り付けられる位置ごとに互いに異なるため、拡張回路基板４０の共通化を図り難くはなる。
【００９０】
ただし、拡張回路基板４０では、切り欠き４２の大きさに関わらず、所定の実装面積が必要とされる。それゆえに、切り欠き４２の大きさが前後方向及び上下方向に大きくなるほど、拡張回路基板４０は前後方向及び上下方向に拡大される。この点、上述したように、コネクターの形状及び大きさに応じて最小の切り欠き４２が形成される構成であれば、拡張回路基板４０の占有する空間が大きくなることを抑えることが可能となる。
【００９１】
・２つの拡張回路基板４０の各々は、互いに交差するように配置されてもよく、要は、制御回路基板３０に対して立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０とが連結され、該拡張回路基板４０が、少なくとも１つのコネクターの上側に配置されて該コネクターとの接触を避ける切り欠きを有する構成であればよい。
・拡張回路基板４０の下側に配設されるコネクターの数量は、２以上であってもよい。
・拡張回路基板４０が接続される外部装置は、入力専用の外部装置、あるいは出力専用の外部装置であってもよい。また、拡張回路基板４０が有するコネクターは、入力専用のコネクターであってもよく、あるいは出力専用のコネクターであってもよい。そして、拡張回路基板４０には、シリアルＩ／Ｏ回路基板やパラレルＩ／Ｏ回路基板の他、ＲＳ−２３２Ｃやフィールドバス等のシリアル通信用の基板を適用することも可能である。
【００９２】
・主電源回路基板２０とモータードライバー基板３３とが、接続ケーブルを介して接続される構成であってもよく、また制御回路基板３０とモータードライバー基板３３とが、接続ケーブルを介して接続される構成であってもよい。
【００９３】
・ロボットコントローラーは、上述した回路基板や電子部品とは異なる他の部材を筐体１の内部に収容することも可能である。例えば、ロボットＲが減速するときにロボットコントローラーに戻ってくる電圧である回生エネルギーを熱に変換して消費するための回生抵抗が筐体の内部に収容される構成であってもよい。また、例えば、上述した回生エネルギーが上昇したときに、所定の電圧値で回生エネルギーを回生抵抗に供給するコンパレーター機能を有したコンパレーター基板が筐体の内部に収容される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
Ｆ…冷却用ファン、Ｍ…モーター、Ｒ…ロボット、Ｄｐ…コネクター幅、Ｄｓ…切り欠き幅、Ｆａ…外気フィルター、Ｈｐ…コネクター高さ、Ｈｓ…切り欠き高さ、ＮＦ…ノイズフィルター、ＰＳ１…第１電源回路基板、ＰＳ２…第２電源回路基板、ＰＳ３…第３電源回路基板、Ａ，Ｂ…条件、１…筐体、１Ｂ…底面壁、１Ｆ…正面壁、１Ｌ…左側壁、１Ｐ…拡張パネル、１Ｒ…右側壁、１Ｓ…支持プレート、２…外部電源コネクター、３…サーキットプロテクター、３ａ…操作レバー、４…多相交流電圧コネクター、１１…位置検出器用コネクター、１２…停止用コネクター、１３…ＴＰ用コネクター、１４…第１ＵＳＢコネクター、１５…第２ＵＳＢコネクター、１５ａ…トリガースイッチ、１６…ＬＡＮコネクター、１７…Ｉ／Ｏコネクター、１８…シーケンサーコネクター、１９…拡張Ｉ／Ｏコネクター、２０…主電源回路基板、３０…制御回路基板、３０Ｆ…第１接続縁、３１…ＣＰＵボード、３２…通信用インターフェース基板、３３…モータードライバー基板、３４…パワーモジュール、３５…ヒートシンク、３６…出力コネクター、３７…カード型記憶媒体、３８…メモリースロット、３９…拡張基板用コネクター、４０…拡張回路基板、４０Ｆ…第２接続縁、４１…制御基板用コネクター、４２…切り欠き、４３…入出力回路、５１…筐体、５１Ｆ…開閉板、５２…指令生成基板、５３…駆動制御基板、５３ｃ…コネクター、５４…モータードライバー基板、５５…正面壁、５６…位置検出器用コネクター、５７…ＴＰ用コネクター、５８…Ｉ／Ｏコネクター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの動きを制御するロボットコントローラーに関するものであって、特に外部装置とのインターフェースを拡張する拡張回路基板が筐体内に配置されるロボットコントローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載のように、ロボットコントローラーにおける筐体の内部には、ロボットの動きを制御するための複数の回路基板が配置されている。図４は、ロボットコントローラーの内部を例示するロボットコントローラーの分解斜視図である。なお、図４は、ロボットコントローラーの一側壁である開閉板５１Ｆが筐体５１から取り外された状態を制御対象である水平多関節ロボットとともに示す図である。
【０００３】
図４に示されるように、ロボットコントローラーにおける筐体５１の底面壁には、該底面壁と平行な矩形板状の指令生成基板５２が固定され、また筐体５１の背面壁には、これもまた背面壁と平行な矩形板状の駆動制御基板５３が固定されている。さらに、駆動制御基板５３には、該駆動制御基板５３に対して直立する４つのモータードライバー基板５４が、コネクター５３ｃを介して連結されている。
【０００４】
一方、筐体１の正面壁５５には、上記指令生成基板５２に接続されて左右方向に延びる複数の通信用のコネクターが嵌め込まれている。位置検出器用コネクター５６は、モーターＭの回転位置を検出するエンコーダーに接続されて、エンコーダーが検出した位置を示す位置検出信号を指令生成基板５２に入力する。また、ＴＰ用コネクター５７は、ティーチングペンダントに接続されて、ロボットＲの教示に用いられるデータをティーチングペンダントから指令生成基板５２に入力する。さらに、Ｉ／Ｏコネクター５８は、例えばロボットの動きを撮像するカメラやロボットの位置を検出するセンサーなどの外部装置に接続されて、該外部装置が出力する各種のデジタル信号を指令生成基板５２に入力する。
【０００５】
そして、ティーチングペンダントや外部装置からのトリガー信号が、ＴＰ用コネクター５７やＩ／Ｏコネクター５８を介して指令生成基板５２に入力されると、指令生成基板５２では、ロボットＲの現在位置が把握されるべく、位置検出器用コネクター５６を介してエンコーダーの検出信号が取得される。次いで、指令生成基板５２では、モーターＭの回転位置やロボットの構造を示すデータなどに基づき、ロボットＲの移動先やロボットＲの移動速度などの指令値が算出される。他方、駆動制御基板５３では、指令生成基板５２が出力する指令値に基づき、モーターＭに対する電圧指令値が生成され、該電圧指令値に応じたパルス信号がＰＷＭなどの変調方式で出力される。そして、４つのモータードライバー基板５４の各々では、駆動制御基板５３が出力するパルス信号に基づき、モーターＭに出力される多相交流電圧が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７５８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ロボットコントローラーの正面壁５５に対しては、上述したコネクターの他、ロボットコントローラー内のデータを外部装置に出力するためのＵＳＢボートやＬＡＮボートなど、指令生成基板５２が接続先となる数多くのインターフェースを集約することが検討されている。このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断の全てが正面壁５５と介して実施されるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【０００８】
一方、ロボットコントローラーに接続される外部装置は、他のロボットコントローラーを含め、通常、ロボットが設置される施設やロボットが行う作業の内容に応じて変わるものである。そこで、ロボットコントローラーのなかには、外部装置とのインターフェースを拡張するための拡張回路基板を搭載することの可能なものが少なくない。
【０００９】
この点、外部装置からの入力信号や外部装置への出力信号を取り扱う拡張回路基板も、その接続先は外部装置と指令生成基板５２とであって、それゆえに、こうした拡張回路基板に実装される各種コネクターも正面壁５５に集約されるべき対象ではある。しかしながら、数多くのインターフェースが指令生成基板５２の一辺に並んで配列されるとなれば、指令生成基板５２における一辺の大きさをこれらのインターフェースの大きさに合わせて大きくする必要がある。その結果、ロボットコントローラーの大型化が不可避なものとなってしまう。他方、数多くのインターフェースが指令生成基板５２の上側に積み重ねられるとなれば、数多くのインターフェースと指令生成基板５２とをケーブルで接続することが余儀なくされる。その結果、回路基板間を接続する構造の複雑化を招くことになってしまう。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、拡張回路基板とその接続先となる制御回路基板との接続構造の複雑化を抑えつつ、ロボットコントローラーが制御回路基板の面方向に大きくなることを抑えることの可能なロボットコントローラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、直方体形状をなす筐体内の底面に固定され、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する制御回路基板と、前記制御回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第１接続縁に配列され、前記正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続される複数の第１コネクターとを備えるロボットコントローラーであって、前記制御回路基板に対して立てられた状態で前記制御回路基板に連結され、第２外部装置からの入力信号を前記制御回路基板に入力する拡張回路基板と、前記拡張回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第２接続縁に配設され、前記正面壁を貫通して第２外部装置に接続される第２コネクターとを備え、前記拡張回路基板は、少なくとも１つの前記第１コネクターの上側に配置されており、該第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有することを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、複数の第１外部装置と複数の第１コネクターとが、筐体の正面壁側で互いに接続され、且つ第２外部装置と第２コネクターとが、これもまた筐体の正面壁側で互いに接続されることになる。このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断が筐体の正面壁側で行われるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【００１３】
また、拡張回路基板が制御回路基板に対して立てられた状態で拡張回路基板と制御回路基板とが連結されるため、こうした拡張回路基板の占有する制御回路基板上の領域が、該拡張回路基板の厚さ相当に抑えられる。そのため、複数の第１コネクターと第２コネクターとが第１接続縁に配列される構成と比較して、第１接続縁が大きくなること、ひいてはロボットコントローラーが制御回路基板の面方向に大きくなることを抑えることが可能でもある。
【００１４】
なお、制御回路基板の上側に拡張回路基板が積み重ねられる構成では、制御回路基板と拡張回路基板との間に熱が籠もることを抑えるために、また制御回路基板上の実装部品と拡張回路基板との接触を抑えるために、制御回路基板と拡張回路基板とを所定の距離だけ離間させる必要がある。それゆえに、制御回路基板と拡張回路基板との接続には、別途ケーブルが用いられることとなる。この点、制御回路基板と拡張回路基板とが連結される上記構成であれば、制御回路基板と拡張回路基板とを接続するケーブルの数量が少なくなる。そのため、拡張回路基板と制御回路基板との接続構造が複雑になることを抑えることが可能でもある。
【００１５】
ここで、上述のように、制御回路基板に対して拡張回路基板が立てられる構成であっても、拡張回路基板の周縁のうちで制御回路基板と連結される縁が、例えば制御回路基板の第１接続縁と重なる構成となれば、拡張回路基板の配置可能な領域は、第１接続縁のうちで第１コネクターを除く部分に自ずと制約される。この点、上述した構成であれば、拡張回路基板が、少なくとも１つの第１コネクターの上側に配置され、且つ第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有している。そのため、第１コネクターの数量や位置にかかわらず、拡張回路基板が制御回路基板に対して立てられた状態で、これら拡張回路基板と制御回路基板とを連結することが可能となる。
【００１６】
この発明は、前記複数の第１外部装置が、入出力装置を含み、前記複数の第１コネクターが、前記入出力装置に信号を入出力する入出力コネクターを含み、前記第２外部装置が、前記入出力装置とは異なる他の入出力装置であり、前記第２コネクターが、前記他の入出力装置に信号を入出力するコネクターであり、前記拡張回路基板が、前記入出力コネクターの上側に配置されることを要旨とする。
【００１７】
外部装置に信号を入出力する入出力コネクターには、入力に用いられる複数の端子と出力に用いられる複数の端子とが含まれるため、こうした入出力コネクターのサイズは、入力専用のコネクターのサイズや出力専用のコネクターのサイズと比較して大きくなることが少なくない。そして、拡張回路基板の周縁のうちで制御回路基板と連結される縁が、例えば制御回路基板の第１接続縁と重なる構造となれば、拡張回路基板の配置可能な領域は、こうした入出力コネクターを避けるために大幅に制約されることになる。この点、この発明によれば、拡張回路基板が入出力コネクターの上側に配置され、且つ入出力コネクターとの接触を避ける切り欠きを有している。そのため、上述した効果が、より顕著なものとなる。
【００１８】
また、制御回路基板においては、入出力処理用の入出力コネクターの近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を集約することが容易なものとなる。
【００１９】
この発明は、複数の前記拡張回路基板を備え、前記複数の拡張回路基板の各々が互いに平行であることを要旨とする。
【００２０】
この発明によれば、複数の拡張回路基板の各々が互いに平行となるように配置されているため、複数の拡張回路基板の各々が互いに交差するように配置される場合と比較して、筐体内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。ひいては、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【００２１】
この発明は、交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路基板を備え、前記電源回路基板の出力電圧を多相交流電圧に変換して前記モーターに出力するモータードライバー基板を備え、制御回路基板は、前記モータードライバー基板の出力電圧を前記モーターの回転位置に基づいて制御するための制御信号を前記モータードライバー基板に出力し、前記電源回路基板と前記制御回路基板とが、前記筐体内の底面に並んで配置され、前記制御回路基板は、前記電源回路基板に対して前記正面壁側に配置されていることを要旨とする。
【００２２】
上記多相交流電圧を制御するための制御信号の生成される過程では、モーターの回転位置に基づく高速演算が必要とされるため、こうした制御信号を生成する制御回路基板では、その基板構造が自ずと多層構造になる。一方、交流電圧の出力電圧を直流電圧に変換する電源回路基板では、上述のような高速演算が必要とされないため、こうした電源回路基板に対しては、多層構造が必要とされない。
【００２３】
この発明によれば、互いに異なる機能を有した制御回路基板と電源回路基板とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。制御回路基板と電源回路基板とが一つの回路基板として構成される場合には、これらの互いに異なる要請を一つの回路基板が満たすために、該回路基板の多層化や複雑化が必要となるが、上述した構成によれば、筐体内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００２４】
そのうえ、制御回路基板と電源回路基板とが筐体の底面に並んで配置され、且つ制御回路基板が電源回路基板の正面壁側に配置される。それゆえに、制御回路基板の第１接続縁に複数の第１コネクターが配列され、これら第１コネクターが正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００２５】
この発明は、前記モータードライバー基板が、前記電源回路基板と前記制御回路基板とに対して立てられた状態で前記電源回路基板と前記制御回路基板とに架設されていることを要旨とする。
【００２６】
この発明によれば、モータードライバー基板が制御回路基板に対して立てられた状態でモータードライバー基板と制御回路基板とが連結される。そのため、制御回路基板上の空間が、拡張回路基板とモータードライバー基板とによって有効的に利用されることになる。それゆえに、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態におけるロボットコントローラーの外部構造を示す斜視図。
【図２】同じく一実施形態におけるロボットコントローラーの内部構造を示す平面図。
【図３】同じく一実施形態におけるロボットコントローラーの側面構造について拡張回路基板を中心に示す部分断面図。
【図４】従来例におけるロボットコントローラーの内部構造を制御対象であるロボットとともに示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のロボットコントローラーを具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態におけるロボットコントローラーの制御対象は、先の図４にて説明されたロボットであって、４つのモーターＭが搭載された水平多関節ロボットである。そのため、以下では、ロボットコントローラーの制御対象に関し、先に説明されたロボットＲと同じ構成には同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。
【００２９】
［ロボットコントローラーの外部構造］
まず、ロボットコントローラーの外部構造について図１を参照して説明する。図１に示されるように、水平方向に延びる直方体形状に形成された筐体１の正面壁１Ｆには、該正面壁１Ｆにおける右側端部に、外部電源コネクター２が配設されている。外部電源コネクター２は、ロボットコントローラーが設置される設備の外部電源プラグに接続されて、外部電源プラグから供給される２００Ｖの外部交流電圧を筐体１の内部に供給する。正面壁１Ｆにおいて外部電源コネクター２の上側には、サーキットプロテクター３の操作レバー３ａが配設されている。サーキットプロテクター３の操作レバー３ａは、筐体１の内部にて外部電源コネクター２に接続されて、外部電源プラグが供給する２００Ｖの交流電圧に対し、ロボットコントローラーへの供給と遮断とを強制的に切り替える。
【００３０】
一方、正面壁１Ｆにおける左側端部には、上下方向に延びる矩形状の多相交流電圧コネクター４が嵌め込まれている。多相交流電圧コネクター４では、４つのモーターＭに接続される複数の接続端子の各々が、上下方向に配列されている。多相交流電圧コネクター４は、上述した４つのモーターＭの各々に接続されて、該４つのモーターＭの各々に多相交流電圧を出力する。
【００３１】
正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、正面壁１Ｆの左側半分を占める部分には、第１コネクターを構成する左右方向に延びる外部通信用の３つのコネクターが嵌め込まれている。３つのコネクターを構成する位置検出器用コネクター１１、非常停止用コネクター１２、ＴＰ用コネクター１３の各々は、正面壁１Ｆの下辺に沿って、正面壁１Ｆの左側端部からこの順に、且つ各コネクターの接続端子が左右方向に並ぶかたちに配設されている。
【００３２】
位置検出器用コネクター１１は、４つのモーターＭの各々の回転位置を検出して第１外部装置を構成するレゾルバやエンコーダーなどの４つの回転角センサーに接続されている。この位置検出器用コネクター１１には、４つの回転角センサーの各々から該回転角センサーが検出した位置を示す位置検出信号が入力される。非常停止用コネクター１２は、ロボットコントローラーの外部に設けられた非常停止回路や安全扉回路など、ロボットコントローラーの設置された環境が非常時であるか否かを検出する第１外部装置を構成する設備装置に接続されて、該設備装置から非常停止信号が入力される。ＴＰ用コネクター１３は、第１外部装置を構成するティーチングペンダントに接続されて、ロボットＲの教示に用いられるデータがティーチングペンダントから入力される。
【００３３】
正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、ＴＰ用コネクター１３の右側には、第１コネクターを構成するシリアル通信用の２つのコネクターである第１ＵＳＢコネクター１４、及び第２ＵＳＢコネクター１５と、ＬＡＮコネクター１６が、右側端部に向けてこの順に嵌め込まれている。
【００３４】
第１ＵＳＢコネクター１４は、第１外部装置を構成する外部コンピューターにＵＳＢを経由して接続されて、例えば外部コンピューターからの要求に応じ、ロボットコントローラーにおけるＩ／Ｏの状態など、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号を出力する。第２ＵＳＢコネクター１５は、第１外部装置を構成するＵＳＢメモリーに接続されて、ロボットコントローラーに格納されたログをＵＳＢメモリーに出力する。ＬＡＮコネクター１６は、例えばロボットコントローラーが設置される設備のネットワークにイーサネット（登録商標）を経由して接続されて、例えばネットワークに接続された第１外部装置を構成する外部コンピューターからの要求に応じ、これもまたロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号を出力する。正面壁１Ｆにおける下側端部のうち、第２ＵＳＢコネクター１５とＬＡＮコネクター１６との間には、トリガースイッチ１５ａが配設されている。トリガースイッチ１５ａは、該トリガースイッチ１５ａが押されるたびに、上記第２ＵＳＢコネクター１５からのログの出力を許容する。
【００３５】
正面壁１Ｆの下側端部のうちで右側端部には、各種のデジタル信号の入力及び出力を取り扱う入出力コネクターとしてのＩ／Ｏコネクター１７が嵌め込まれている。Ｉ／Ｏコネクター１７は、正面壁１Ｆに配設されたコネクターのうち、左右方向の幅及び前後方向の幅が最も大きいコネクターである。Ｉ／Ｏコネクター１７は、例えば入出力装置としての他のロボットコントローラーやロボットの動きを撮像するカメラなど、第１外部装置を構成してロボットを動かすために必要とされる周辺機器やロボットの動きに合わせて駆動される周辺機器に接続されている。そして、Ｉ／Ｏコネクター１７は、ロボットそのものの状態やロボットの周辺状態を示す信号を周辺機器から入力されるとともに、ロボットの動きを示す信号を周辺機器に対して出力する。
【００３６】
正面壁１ＦのうちＴＰ用コネクター１３の上側には、シーケンサーコネクター１８が嵌め込まれ、シーケンサーコネクター１８の上側には、冷却用ファンＦが交換可能に挿着されている。シーケンサーコネクター１８は、例えばＲＳ−２３２Ｃを経由してシーケンサーに接続されて、ロボットを動かすための制御信号が該シーケンサーから入力される。冷却用ファンＦは、筐体１の外部から筐体１の内部に向けて外気を吹き込むファンであって、該冷却用ファンＦの外側ケースと正面壁１Ｆとの間には、外気に含まれる埃や塵を捕獲するための外気フィルターＦａが交換可能に挟まれている。
【００３７】
正面壁１Ｆのうち、第２ＵＳＢコネクター１５、ＬＡＮコネクター１６、及びＩ／Ｏコネクター１７の上側には、上下方向に延びる矩形孔であるスロット孔が形成され、該スロット孔には、矩形板状をなす拡張パネル１Ｐが嵌め込まれている。また、拡張パネル１Ｐには、第２コネクターを構成する２つの拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が左右方向に並んで配設されている。２つの拡張Ｉ／Ｏコネクター１９の各々は、上下方向に延びるコネクターであって、例えば入出力装置としての他のロボットコントローラーやロボットの動きを撮像するカメラなど、第２外部装置を構成してロボットを動かすために必要とされる周辺機器やロボットの動きに合わせて駆動される周辺機器に接続されている。そして、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９は、ロボットそのものの状態やロボットの周辺状態を示す信号を周辺機器から入力されるとともに、ロボットの動きを示す信号を周辺機器に対して出力する。
【００３８】
このように、ロボットコントローラーの正面壁１Ｆには、筐体１の内部が開放されることなく行われる下記作業に対し、該作業に必要とされるインターフェースの全てが配設されている。
・ロボットコントローラーに対する電源の投入、及び該電源の遮断。
・ロボットコントローラーとその制御対象となるロボットＲとの接続、及び切断。
・ロボットコントローラーと外部装置との接続、及び切断。
・冷却用ファンＦ及び外気フィルターＦａの保守、及び点検。
【００３９】
このような構成であれば、ロボットコントローラーと外部装置との接続やその切断が筐体の正面壁１Ｆ側で行われるため、ロボットコントローラーの操作性やメンテナンス性を高めることが可能になる。
【００４０】
［ロボットコントローラーの内部構造］
次に、ロボットコントローラーの内部構造について、図２を参照して説明する。なお、図２では、ロボットコントローラーの内部構造を説明する便宜上、ロボットコントローラーの筐体１のうち天面壁が省略され、さらに正面壁１Ｆに配設された多相交流電圧コネクター４、及び冷却用ファンＦが省略されている。また、各回路基板における機能とその配置とを説明する便宜上、回路基板間を接続するケーブル、回路基板と電子部品とを接続するケーブル、及び電子部品間を接続するケーブルが省略されている。
【００４１】
図２に示されるように、筐体１の右側壁１Ｒには、サーキットプロテクター３に接続されて、２００Ｖの交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源供給系が配置されている。また、筐体１の底面壁１Ｂには、電源回路基板としての主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に配置され、そして筐体１の左側壁１Ｌには、２つのモータードライバー基板３３が配置されている。
【００４２】
筐体１の右側壁１Ｒにおける上側中央には、ノイズフィルターＮＦが固定されている。ノイズフィルターＮＦは、入力ケーブルを介してサーキットプロテクター３に接続され、出力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続されている。そして、２００Ｖの交流電圧がサーキットプロテクター３からノイズフィルターＮＦに入力されると、ノイズフィルターＮＦは、該交流電圧からノイズを除去し、該ノイズの除去された交流電圧を主電源回路基板２０に出力する。
【００４３】
主電源回路基板２０は、底面壁１Ｂの背面側に固定された矩形板状のプリント回路基板であって、底面壁１Ｂの背面側の殆どを占める大きさに形成されている。主電源回路基板２０は、底面壁１Ｂと平行な２層のプリント板が積層されてなるリジッド基板を有し、該リジッド基板の上面には、２００Ｖの交流電圧を駆動電圧である２８０Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装されている。この主電源回路基板２０は、入力ケーブルを介してノイズフィルターＮＦに接続され、出力ケーブルを介して、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に各別に接続されている。また、主電源回路基板２０は、交流電圧出力コネクターを介してモータードライバー基板３３に接続されている。そして、ノイズフィルターＮＦから主電源回路基板２０に交流電圧が入力されると、主電源回路基板２０は、該交流電圧を第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に分配する。さらに、主電源回路基板２０は、ノイズフィルターＮＦから入力された交流電圧を２８０Ｖの直流電圧である駆動電圧に変換し、該駆動電圧をモータードライバー基板３３に出力する。
【００４４】
主電源回路基板２０の上面のうち、正面側の左端部には、前後方向に延びる図示されない２つの出力コネクターが、２つのモータードライバー基板３３と重なるように、左右方向に併設されている。これら２つの出力コネクターの各々には、モータードライバー基板３３が接続され、主電源回路基板２０で生成される駆動電圧と第１電源回路基板ＰＳ１で生成される１５Ｖの直流電圧とが入力される。
【００４５】
第１電源回路基板ＰＳ１は、右側壁１Ｒの背面側上方に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を１５Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第１電源回路基板ＰＳ１は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第１電源回路基板ＰＳ１に交流電圧が分配されると、第１電源回路基板ＰＳ１は、該交流電圧を１５Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を主電源回路基板２０に出力する。
【００４６】
第２電源回路基板ＰＳ２は、右側壁１Ｒの背面側下方に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を５Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第２電源回路基板ＰＳ２は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して制御回路基板３０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第２電源回路基板ＰＳ２に交流電圧が分配されると、第２電源回路基板ＰＳ２は、該交流電圧を５Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を制御回路基板３０に出力する。
【００４７】
第３電源回路基板ＰＳ３は、底面壁１Ｂのうち、主電源回路基板２０の右側に固定された矩形板状の回路基板であって、２００Ｖの交流電圧を２４Ｖの直流電圧に変換するための各種の電子部品が実装された実装基板である。この第２電源回路基板ＰＳ２は、入力ケーブルを介して主電源回路基板２０に接続され、出力ケーブルを介して制御回路基板３０に接続されている。そして、主電源回路基板２０から第３電源回路基板ＰＳ３に交流電圧が分配されると、第３電源回路基板ＰＳ３は、該交流電圧を２４Ｖの直流電圧に変換し、該変換された直流電圧を制御回路基板３０に出力する。
【００４８】
制御回路基板３０は、底面壁１Ｂの正面側に固定された矩形板状のプリント回路基板であって、底面壁１Ｂの正面側の全体を占める大きさに形成されている。制御回路基板３０は、底面壁１Ｂと平行な６層のプリント基板が積層されてなるリジッド基板を有し、該リジッド基板の上面には、モータードライバー基板３３の出力電圧を制御するための制御信号を外部装置から入力される入力信号に基づいて生成するための各種の電子部品が実装されている。この制御回路基板３０は、該制御回路基板３０の周縁のうちで筐体１の正面壁１Ｆと向い合う直線状の第１接続縁３０Ｆを有し、該第１接続縁３０Ｆには、正面壁１Ｆの下側端部に配列された各コネクターが連結されている。そして、制御回路基板３０には、上述した各種の外部装置からの入力信号が、上記各コネクターを介して入力される。
【００４９】
詳述すると、第１接続縁３０Ｆには、上記位置検出器用コネクター１１が接続されて、４つの回転角センサーの各々からの検出信号が、位置検出器用コネクター１１を介して制御回路基板３０に入力される。また、第１接続縁３０Ｆには、非常停止用コネクター１２が接続されて、設備装置からの非常停止指令が、非常停止用コネクター１２を介して制御回路基板３０に入力される。さらに、第１接続縁３０Ｆには、ＴＰ用コネクター１３が接続されて、ティーチングペンダントからの教示指令が、ＴＰ用コネクター１３を介して制御回路基板３０に入力される。
【００５０】
また、第１接続縁３０Ｆには、第１ＵＳＢコネクター１４が接続されて、外部コンピューターからの指令やデータが、第１ＵＳＢコネクター１４を介して制御回路基板３０に入力される。また、第１接続縁３０Ｆには、第２ＵＳＢコネクター１５が接続されて、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号が、トリガースイッチ１５ａからの入力信号に応じて制御回路基板３０から出力される。さらに、第１接続縁３０Ｆには、ＬＡＮコネクター１６が接続され、ロボットコントローラーにおける処理の状態を示す信号が、ＬＡＮコネクター１６と該ＬＡＮコネクター１６に接続されたネットワークとを介して制御回路基板３０から出力される。また、第１接続縁３０Ｆには、Ｉ／Ｏコネクター１７が接続されて、周辺機器からの指令や検出信号が、Ｉ／Ｏコネクター１７を介して制御回路基板３０に入力される。また、周辺機器への指令や演算結果が、Ｉ／Ｏコネクター１７を介して制御回路基板３０から出力される。
【００５１】
このように、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが筐体１の底面に並んで配置され、且つ制御回路基板３０が主電源回路基板２０の正面壁１Ｆ側に配置される。そのため、第１接続縁３０Ｆに複数のコネクターが配列され、これら各コネクターが正面壁１Ｆを貫通して外部装置に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００５２】
制御回路基板３０の上面における背面側には、上述した冷却用ファンＦと前後方向で向い合うように、ＣＰＵの搭載されたＣＰＵボード３１が積み重ねられている。ＣＰＵボード３１は、ロボットＲに教示位置を教示するための教示プログラムをティーチングペンダントからの入力信号に応じて解釈して実行する。また、ＣＰＵボード３１は、ロボットＲを所定の作業位置へ動かすためのプログラムを外部装置からの入力信号に応じて解釈して実行する。この際、ＣＰＵボード３１は、まずティーチングペンダントから入力される教示位置や予め設定される作業位置と、各回転角センサーから入力される検出結果とを用い、ロボットＲが教示位置や作業位置へ移動するための軌道を生成し、ロボットＲの移動先を示す位置指令を生成する。続いて、制御回路基板３０は、位置指令が示す位置へロボットＲを動かすためのモーターＭの駆動量を算出するとともに、算出された駆動量に応じた各相の電圧指令を生成する。次いで、ＣＰＵボード３１は、生成された電圧指令に応じたパルス信号をＰＷＭなどの変調方式で制御信号として出力する。そして、ＣＰＵボード３１は、回転角センサーから検出結果が入力される度に、こうした軌道の生成と、軌道に応じた駆動量の算出と、駆動量に応じた制御信号の出力とを行う。
【００５３】
制御回路基板３０の上面における正面側には、通信用インターフェース基板３２が積み重ねられている。通信用インターフェース基板３２には、シーケンサーコネクター１８が接続されて、ロボットを動かすための制御信号が該シーケンサーから入力される。
【００５４】
制御回路基板３０の上面のうち、背面側の左端部には、前後方向に延びる図示されない出力コネクターが、２つのモータードライバー基板３３と重なるように、左右方向に併設されている。これら２つの出力コネクターの各々には、モータードライバー基板３３が接続され、制御回路基板３０で生成される制御信号が出力される。
【００５５】
２枚のモータードライバー基板３３の各々は、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とに対して直立した状態で、これら主電源回路基板２０と制御回路基板３０とに架設されている。２枚のモータードライバー基板３３は、冷却用ファンＦの吹き込み方向である前後方向に延びる矩形板状に形成されて、左右方向において互いに向かい合い、且つ互いに平行に配置されている。
【００５６】
モータードライバー基板３３は、筐体１の左側壁１Ｌから右側に延びる３つの支持プレート１Ｓによって３辺が支持される矩形板状のプリント回路基板であって、左側壁１Ｌの凡そ半分を占める大きさに形成されている。モータードライバー基板３３は、左側壁１Ｌと平行な４層のプリント板が積層されてなるリジッド基板を有し、主電源回路基板２０から出力される駆動電圧を多相交流電圧に変換するための各種の電子部品が実装されている。これらモータードライバー基板３３の各々の側面のうち筐体１に向かう側面には、２つのパワーモジュール３４が、前後方向に並んで配設されている。また、２つのパワーモジュール３４の内側面には、これらの全体が覆われるように、２つのパワーモジュール３４を冷却するための１つのヒートシンク３５が固着されている。
【００５７】
２つのパワーモジュール３４の各々には、主電源回路基板２０から入力される駆動電圧と１５Ｖの直流電圧とが入力される。また、２つのパワーモジュール３４の各々には、該パワーモジュール３４の駆動対象に対応した制御信号が、制御回路基板３０から入力される。２つのパワーモジュール３４の各々には、主電源回路基板２０が出力する駆動電圧を昇降圧する昇降圧コンバーターがパッケージングされており、主電源回路基板２０から入力される２８０Ｖの駆動電圧が、該パワーモジュール３４の駆動対象に適した電圧に昇圧される。また、パワーモジュール３４の各々には、制御回路基板３０から入力される制御信号によってオン／オフ制御される複数のスイッチング素子からなるインバーター回路がパッケージングされている。
【００５８】
そして、２つのパワーモジュール３４の各々は、主電源回路基板２０が出力する１５Ｖの直流電圧によって駆動される。また、２つのパワーモジュール３４の各々では、制御回路基板３０から入力される制御信号によってスイッチング素子がオン／オフ制御される。これにより、昇降圧コンバーターにて昇圧された電圧が、多相交流電圧として例えば３相交流電圧に変換される。そして、２つのパワーモジュール３４の各々では、該パワーモジュール３４に接続された出力コネクター３６から上記多相交流電圧コネクター４を介して各モーターＭに出力される。
【００５９】
制御回路基板３０の上面のうち、背面側の右側端部には、カード型記憶媒体３７の装着されるメモリースロット３８が配設されている。カード型記憶媒体３７には、ロボットＲが有するアームの長さ、ロボットＲが有する駆動軸とモーターＭとを連結する減速機の減速比など、ロボットコントローラーがロボットＲを動かすために必要とされる各種のデータが記憶されている。そして、ＣＰＵボード３１は、カード型記憶媒体３７に格納された各種のデータを読み出し、該データを参照して上述した軌道の生成を実行する。
【００６０】
制御回路基板３０の上面のうち、ＣＰＵボード３１の右側であって、上記ＬＡＮコネクター１６、及びＩ／Ｏコネクター１７の背面側には、前後方向に延びる３つの拡張基板用コネクター３９が配設されている。３つの拡張基板用コネクター３９の各々には、ピンの嵌め込まれる複数のピン嵌合孔が、上方に開口するように前後方向に配列されている。３つの拡張基板用コネクター３９のうちＣＰＵボード３１に近い２つの拡張基板用コネクター３９には、上記拡張Ｉ／Ｏコネクター１９の実装された２つの拡張回路基板４０が、制御回路基板３０に対して立てられた状態で連結されている。２つの拡張回路基板４０の各々は、ＬＡＮコネクター１６の上側に配置され、且つ互いに平行となるように制御回路基板３０に立設されている。
【００６１】
このような構成によれば、２つの拡張回路基板４０が、制御回路基板３０に対して立てられた状態で該制御回路基板３０に連結されるため、こうした拡張回路基板４０の占有する制御回路基板３０上の領域が、該拡張回路基板４０の厚さ相当に抑えられる。そのため、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が他のコネクターと同様に第１接続縁３０Ｆに配列される構成と比較して、第１接続縁３０Ｆが大きくなることを抑えることが可能である。また、２つの拡張回路基板４０の各々が互いに平行となるように配置されているため、２つの拡張回路基板４０が互いに交差するように配置される構成と比較して、筐体１内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。ひいては、ロボットコントローラーが制御回路基板３０の面方向に大きくなることを抑えることが可能でもある。
【００６２】
また、制御回路基板３０においては、入出力処理用のＩ／Ｏコネクター１７の近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板４０が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を制御回路基板３０の右側に集約することが容易なものとなる。そのうえ、拡張回路基板４０の他、モータードライバー基板３３も、制御回路基板３０に対して立てられた状態で該制御回路基板３０に連結されるため、制御回路基板３０上の空間が、拡張回路基板４０とモータードライバー基板３３とによって有効的に利用されることになる。それゆえに、ロボットコントローラーの大型化がさらに抑えられることとなる。
【００６３】
なお、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とが互い平行となるようにこれらが積み重ねられる構成では、制御回路基板３０と拡張回路基板４０との間に熱が籠もることを抑えるために、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを所定の距離だけ離間させる必要がある。また、こうした構成では、制御回路基板３０上の実装部品、例えば通信用インターフェース基板３２と拡張回路基板４０との接触を抑えるためにも、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを所定の距離だけ離間させる必要がある。それゆえに、制御回路基板３０と拡張回路基板４０との接続には、別途ケーブルが用いられることとなる。この点、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で制御回路基板３０に連結される構成であれば、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とを接続するケーブルの数量が少なくなる。そのため、拡張回路基板４０と制御回路基板３０との接続構造が複雑になることを抑えることが可能でもある。
【００６４】
［拡張回路基板の構造］
次に、拡張回路基板４０の構造について図３を参照して説明する。なお、上述した２つの拡張回路基板４０の各々は、接続先となる拡張基板用コネクター３９の位置が互いに異なる一方、その他の構成については互いに同じである。そのため、以下では２つの拡張回路基板４０のうち左側の拡張基板用コネクター３９に接続された拡張回路基板４０について説明し、右側の拡張基板用コネクター３９についてはその説明を割愛する。
【００６５】
図３に示されるように、拡張回路基板４０の周縁のうちで制御回路基板３０側の縁である底縁には、前後方向に延びる制御基板用コネクター４１が配設されている。制御基板用コネクター４１は、拡張回路基板４０の底縁における背面側に配置され、その下面には、拡張基板用コネクター３９に差し込まれるピンが前後方向に配列されている。そして、この制御基板用コネクター４１と上記拡張基板用コネクター３９とが連結されることによって、制御回路基板３０と拡張回路基板４０とが電気的に接続される。
【００６６】
拡張回路基板４０の底縁のうちでＬＡＮコネクター１６と向い合う部位には、正面壁１Ｆに向けて延びる切り欠き４２が形成されている。切り欠き４２は、該切り欠き４２の上下方向における幅が該切り欠き４２の前後方向の全体にわたり一定となるかたちに形成され、且つ拡張回路基板４０の下方に配置されるＬＡＮコネクター１６と拡張回路基板４０との接触を避ける大きさに形成されている。詳述すると、切り欠き４２の大きさは、下記条件Ａ及び条件Ｂが満たされるように設定されている。
・条件Ａ：切り欠き高さＨｓ＞コネクター高さＨｐ
・条件Ｂ：切り欠き幅Ｄｓ＞コネクター幅Ｄｐ
【００６７】
なお、切り欠き高さＨｓとは、切り欠き４２の上下方向における幅であって、切り欠き４２における天面側の縁と制御基板用コネクター４１における底面側の縁との距離である。また、切り欠き幅Ｄｓとは、切り欠き４２の前後方向における幅であって、切り欠き４２における背面側の縁と拡張回路基板４０における正面側の縁との距離である。
【００６８】
また、コネクター高さＨｐとは、Ｉ／Ｏコネクター１７の上下方向における幅であって、Ｉ／Ｏコネクター１７における天面側の縁とＩ／Ｏコネクター１７における底面側の縁との距離である。また、コネクター幅Ｄｐとは、Ｉ／Ｏコネクター１７が筐体１内に占める前後方向の幅であって、Ｉ／Ｏコネクター１７における背面側の縁と正面壁１Ｆの内側面との距離である。
【００６９】
ここで、上述のように、制御回路基板３０に対して拡張回路基板４０が立てられる構成であっても、拡張回路基板４０の底縁が正面壁１Ｆまで直線的に延びる構成となれば、拡張回路基板４０の配置可能な領域は、第１接続縁３０Ｆで各コネクターを除く部分に自ずと制約される。この点、拡張回路基板４０が切り欠き４２を有する構成であれば、ＬＡＮコネクター１６の有無にかかわらず、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０と連結することが可能となる。
【００７０】
また、周辺機器に信号を入出力するＩ／Ｏコネクター１７には、入力に用いられる複数の端子と出力に用いられる複数の端子とが含まれる。そのため、こうしたＩ／Ｏコネクター１７のサイズは、外部通信用のコネクターやシリアル通信用のコネクターと比較して大きく、上述したように、正面壁１Ｆに配設されたコネクターのうち、左右方向の幅及び前後方向の幅が最も大きいコネクターである。この点、上記条件Ａ及び条件Ｂが満たされる切り欠き４２であれば、拡張回路基板４０の下側に配置されるコネクターが、第１接続縁３０Ｆに配列されたいずれのコネクターであっても、拡張回路基板４０を制御回路基板３０に対して立てた状態で配置することが可能である。
【００７１】
拡張回路基板４０の周縁のうちで正面壁１Ｆ側の縁である第２接続縁４０Ｆには、上記拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が連結され、該拡張Ｉ／Ｏコネクター１９には、拡張回路基板４０に実装された入出力回路４３が接続されている。そして、拡張基板用コネクター３９に制御基板用コネクター４１が嵌め込まれると、拡張対象となる周辺機器からの指令や検出信号が、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９、及び入出力回路４３を介して、該周辺機器から制御回路基板３０に入力される。また、拡張対象となる周辺機器への指令や演算結果が、入出力回路４３、及び拡張Ｉ／Ｏコネクター１９を介して、制御回路基板３０から該周辺機器へ出力される。
【００７２】
次に、上述した構成からなるロボットコントローラーの作用について以下に説明する。
外部電源プラグから２００Ｖの交流電圧が、サーキットプロテクター３を介して、ノイズフィルターＮＦに入力されると、ノイズフィルターＮＦによってノイズの除去された交流電圧が、ノイズフィルターＮＦから主電源回路基板２０に出力される。次いで、主電源回路基板２０に入力された交流電圧は、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３に分配され、第１電源回路基板ＰＳ１、第２電源回路基板ＰＳ２、及び第３電源回路基板ＰＳ３では、互いに異なる直流電圧に変換される。また、主電源回路基板２０では、ノイズフィルターＮＦからの交流電圧が、駆動電圧である２８０Ｖの直流電圧に変換される。そして、第１電源回路基板ＰＳ１で生成される１５Ｖの直流電圧と、主電源回路基板２０で生成される駆動電圧とが、２つのモータードライバー基板３３の各々に入力される。
【００７３】
一方、ロボットＲを作業位置に動かすべく、周辺機器からの入力信号がＩ／Ｏコネクター１７や拡張Ｉ／Ｏコネクター１９を介して制御回路基板３０に入力されると、制御回路基板３０では、位置検出器用コネクター１１を介して各回転角センサーの検出信号が取得される。次いで、制御回路基板３０では、作業位置を示す位置指令と各回転角センサーの検出結果とに基づいて、ロボットＲが作業位置へ移動するための軌道が生成され、該軌道に沿ってロボットＲを動かすためのモーターＭの駆動量が算出される。そして、制御回路基板３０では、算出された駆動量に応じた各相の電圧指令が生成され、該電圧指令に応じた制御信号が、出力コネクター３６を介して制御回路基板３０から２つのモータードライバー基板３３の各々に入力される。
【００７４】
続いて、モータードライバー基板３３では、主電源回路基板２０から入力される駆動電圧が、モーターＭの駆動に適した電圧に昇圧され、制御回路基板３０から入力される制御信号のオン／オフ制御により、該昇圧された電圧が多相交流電圧に変換される。そして、ロボットコントローラーでは、モータードライバー基板３３に入力される制御信号の周波数を制御回路基板３０が制御することによって、モーターＭの駆動量に応じた電流が該モーターＭの各相に供給される。
【００７５】
ここで、例えばロボットＲが行う作業の内容が変わり、ロボットコントローラーに接続される外部装置が増える場合には、これに合わせて外部装置とのインターフェースが拡張される。この際、筐体１における天面が取り外された後、制御回路基板３０に取り付けられた２つの拡張回路基板４０が取り外され、次いで、２つの拡張回路基板４０用の拡張パネル１Ｐが正面壁１Ｆから取り外される。そして、３つの拡張回路基板４０用の拡張パネル１Ｐが正面壁１Ｆに新たに取り付けられた後、先に取り付けられていた２つの拡張回路基板４０と新たに追加される拡張回路基板４０とが制御回路基板３０に取り付けられる。
【００７６】
この際、新たに取り付けられる拡張回路基板４０にも、先に取り付けられた拡張回路基板４０と同じく、上記条件Ａ及び条件Ｂが満たされる切り欠き４２が形成されている。それゆえに、新たに取り付けられる拡張回路基板４０の取り付け位置がＩ／Ｏコネクター１７の上側であっても、拡張回路基板４０を制御回路基板３０に対して立てた状態で配置することが可能である。
【００７７】
なお、多相交流電圧を制御するための制御信号の生成される過程では、モーターＭの回転位置に基づく高速演算が必要とされるため、こうした制御信号を生成する制御回路基板３０では、その基板構造として自ずと多層構造が必要とされる。一方、交流電圧の出力電圧を駆動電圧に変換する主電源回路基板２０では、上述のような高速演算が必要とされないため、こうした主電源回路基板２０に対しては、多層構造が必要とされない。上述した構成であれば、互いに異なる機能を有した主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。なお、主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが一つの回路基板として構成される場合には、これらの互いに異なる要請を一つの回路基板が満たすために、該回路基板の多層化や複雑化が必要となるが、上述した構成によれば、筐体１内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のロボットコントローラーによれば、以下に列記する効果を得ることができる。
（１）２つの拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対して立てられた状態で該２つの拡張回路基板４０と制御回路基板３０とが連結されるため、拡張Ｉ／Ｏコネクター１９が他のコネクターと同様に第１接続縁３０Ｆに配列される構成と比較して、第１接続縁３０Ｆが大きくなることを抑えることが可能である。
【００７９】
（２）２つの拡張回路基板４０の各々が互いに平行となるように配置されているため、２つの拡張回路基板４０が互いに交差するように配置される構成と比較して、筐体１内における連続空間が小さくなることを抑えることが可能である。
【００８０】
（３）拡張回路基板４０が切り欠き４２を有するため、ＬＡＮコネクター１６の有無にかかわらず、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対し立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０と連結することが可能となる。
【００８１】
（４）切り欠き４２の大きさが上記条件Ａ及び条件Ｂを満たすため、拡張回路基板４０の下側に配置されるコネクターが、第１接続縁３０Ｆに配列されたいずれのコネクターであっても、拡張回路基板４０が制御回路基板３０に対し立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０とを連結することが可能である。
【００８２】
（５）制御回路基板３０においては、入出力処理用のＩ／Ｏコネクター１７の近くに、同じく入出力処理用の拡張回路基板４０が配設されるため、入出力処理用の入出力回路を制御回路基板３０の右側に集約することが容易なものとなる。
【００８３】
（６）モータードライバー基板３３が制御回路基板３０に対して立てられた状態でモータードライバー基板３３と制御回路基板３０とが連結されるため、制御回路基板３０上の空間が、拡張回路基板４０とモータードライバー基板３３とによって有効的に利用されることになる。
【００８４】
（７）筐体１の底面にて制御回路基板３０が正面壁１Ｆ側に配置されるため、第１接続縁３０Ｆに複数のコネクターが配列され、これら各コネクターが正面壁１Ｆを貫通して外部装置に接続されるという構成を容易に実現することが可能である。
【００８５】
（８）互いに異なる機能を有した主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが各別に構成されるため、各々の要請に応じた積層構造を各回路基板で採用することが可能になる。ひいては、筐体１内に配置される回路基板の積層構造を簡素化することが可能となる。
【００８６】
なお、上記実施の形態は、以下のような態様によって実施することも可能である。
・主電源回路基板２０と制御回路基板３０とが、１枚の基板で構成されてもよく、制御回路基板は、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する回路基板であればよい。このような構成であっても、上記（１）〜（６）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８７】
・モータードライバー基板３３は、該モータードライバー基板３３の主面が筐体１内の底面と互いに平行となるように、制御回路基板３０と主電源回路基板２０とに架設される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）〜（５）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８８】
・拡張回路基板４０の数量は、１枚、あるいは３枚以上であってもよい。また、拡張回路基板４０の位置は、左側壁１Ｌの内側面であってもよく、あるいは、左側壁１Ｌと右側壁１Ｒとの中間であってもよい。例えば、拡張回路基板４０が、位置検出器用コネクター１１、停止用コネクター１２、あるいはＴＰ用コネクター１３の上側に配置される構成であってもよい。このような構成であっても、上記（１）〜（４）に準じた効果を得ることは可能である。
【００８９】
・切り欠き４２の大きさは、上記条件Ａのみを満たす大きさであってもよく、あるいは条件Ｂのみを満たす構成であってもよい。また、切り欠き４２の形状は、側面視方向において、円弧形状や階段状であってもよい。要は、拡張回路基板４０における切り欠き４２は、拡張回路基板４０の下側に配設されたコネクターと該拡張回路基板４０との接触を避ける大きさと形状とを有するものであればよい。このような構成では、複数の拡張回路基板４０の各々の形状がその取り付けられる位置ごとに互いに異なるため、拡張回路基板４０の共通化を図り難くはなる。
【００９０】
ただし、拡張回路基板４０では、切り欠き４２の大きさに関わらず、所定の実装面積が必要とされる。それゆえに、切り欠き４２の大きさが前後方向及び上下方向に大きくなるほど、拡張回路基板４０は前後方向及び上下方向に拡大される。この点、上述したように、コネクターの形状及び大きさに応じて最小の切り欠き４２が形成される構成であれば、拡張回路基板４０の占有する空間が大きくなることを抑えることが可能となる。
【００９１】
・２つの拡張回路基板４０の各々は、互いに交差するように配置されてもよく、要は、制御回路基板３０に対して立てられた状態で拡張回路基板４０と制御回路基板３０とが連結され、該拡張回路基板４０が、少なくとも１つのコネクターの上側に配置されて該コネクターとの接触を避ける切り欠きを有する構成であればよい。
・拡張回路基板４０の下側に配設されるコネクターの数量は、２以上であってもよい。
・拡張回路基板４０が接続される外部装置は、入力専用の外部装置、あるいは出力専用の外部装置であってもよい。また、拡張回路基板４０が有するコネクターは、入力専用のコネクターであってもよく、あるいは出力専用のコネクターであってもよい。そして、拡張回路基板４０には、シリアルＩ／Ｏ回路基板やパラレルＩ／Ｏ回路基板の他、ＲＳ−２３２Ｃやフィールドバス等のシリアル通信用の基板を適用することも可能である。
【００９２】
・主電源回路基板２０とモータードライバー基板３３とが、接続ケーブルを介して接続される構成であってもよく、また制御回路基板３０とモータードライバー基板３３とが、接続ケーブルを介して接続される構成であってもよい。
【００９３】
・ロボットコントローラーは、上述した回路基板や電子部品とは異なる他の部材を筐体１の内部に収容することも可能である。例えば、ロボットＲが減速するときにロボットコントローラーに戻ってくる電圧である回生エネルギーを熱に変換して消費するための回生抵抗が筐体の内部に収容される構成であってもよい。また、例えば、上述した回生エネルギーが上昇したときに、所定の電圧値で回生エネルギーを回生抵抗に供給するコンパレーター機能を有したコンパレーター基板が筐体の内部に収容される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
Ｆ…冷却用ファン、Ｍ…モーター、Ｒ…ロボット、Ｄｐ…コネクター幅、Ｄｓ…切り欠き幅、Ｆａ…外気フィルター、Ｈｐ…コネクター高さ、Ｈｓ…切り欠き高さ、ＮＦ…ノイズフィルター、ＰＳ１…第１電源回路基板、ＰＳ２…第２電源回路基板、ＰＳ３…第３電源回路基板、Ａ，Ｂ…条件、１…筐体、１Ｂ…底面壁、１Ｆ…正面壁、１Ｌ…左側壁、１Ｐ…拡張パネル、１Ｒ…右側壁、１Ｓ…支持プレート、２…外部電源コネクター、３…サーキットプロテクター、３ａ…操作レバー、４…多相交流電圧コネクター、１１…位置検出器用コネクター、１２…停止用コネクター、１３…ＴＰ用コネクター、１４…第１ＵＳＢコネクター、１５…第２ＵＳＢコネクター、１５ａ…トリガースイッチ、１６…ＬＡＮコネクター、１７…Ｉ／Ｏコネクター、１８…シーケンサーコネクター、１９…拡張Ｉ／Ｏコネクター、２０…主電源回路基板、３０…制御回路基板、３０Ｆ…第１接続縁、３１…ＣＰＵボード、３２…通信用インターフェース基板、３３…モータードライバー基板、３４…パワーモジュール、３５…ヒートシンク、３６…出力コネクター、３７…カード型記憶媒体、３８…メモリースロット、３９…拡張基板用コネクター、４０…拡張回路基板、４０Ｆ…第２接続縁、４１…制御基板用コネクター、４２…切り欠き、４３…入出力回路、５１…筐体、５１Ｆ…開閉板、５２…指令生成基板、５３…駆動制御基板、５３ｃ…コネクター、５４…モータードライバー基板、５５…正面壁、５６…位置検出器用コネクター、５７…ＴＰ用コネクター、５８…Ｉ／Ｏコネクター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状をなす筐体内の底面に固定され、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する制御回路基板と、
前記制御回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第１接続縁に配列され、前記正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続される複数の第１コネクターと
を備えるロボットコントローラーであって、
前記制御回路基板に対して立てられた状態で前記制御回路基板に連結され、第２外部装置からの入力信号を前記制御回路基板に入力する拡張回路基板と、
前記拡張回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第２接続縁に配設され、前記正面壁を貫通して第２外部装置に接続される第２コネクターとを備え、
前記拡張回路基板は、
少なくとも１つの前記第１コネクターの上側に配置されており、該第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有する
ことを特徴とするロボットコントローラー。
【請求項２】
前記複数の第１外部装置が、入出力装置を含み、
前記複数の第１コネクターが、前記入出力装置に信号を入出力する入出力コネクターを含み、
前記第２外部装置が、前記入出力装置とは異なる他の入出力装置であり、
前記第２コネクターが、前記他の入出力装置に信号を入出力するコネクターであり、
前記拡張回路基板が、前記入出力コネクターの上側に配置される
請求項１に記載のロボットコントローラー。
【請求項３】
複数の前記拡張回路基板を備え、
前記複数の拡張回路基板の各々が互いに平行である
請求項１又は２に記載のロボットコントローラー。
【請求項４】
交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路基板を備え、
前記電源回路基板の出力電圧を多相交流電圧に変換して前記モーターに出力するモータードライバー基板を備え、
制御回路基板は、前記モータードライバー基板の出力電圧を前記モーターの回転位置に基づいて制御するための制御信号を前記モータードライバー基板に出力し、
前記電源回路基板と前記制御回路基板とが、前記筐体内の底面に並んで配置され、
前記制御回路基板は、前記電源回路基板に対して前記正面壁側に配置されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットコントローラー。
【請求項５】
前記モータードライバー基板が、前記電源回路基板と前記制御回路基板とに対して立てられた状態で前記電源回路基板と前記制御回路基板とに架設されている
請求項４に記載のロボットコントローラー。
【請求項１】
直方体形状をなす筐体内の底面に固定され、ロボットが有するモーターの駆動電圧を複数の外部装置からの入力信号に基づき制御する制御回路基板と、
前記制御回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第１接続縁に配列され、前記正面壁を貫通して複数の第１外部装置の各々に接続される複数の第１コネクターと
を備えるロボットコントローラーであって、
前記制御回路基板に対して立てられた状態で前記制御回路基板に連結され、第２外部装置からの入力信号を前記制御回路基板に入力する拡張回路基板と、
前記拡張回路基板の周縁のうちで前記筐体の正面壁と向い合う第２接続縁に配設され、前記正面壁を貫通して第２外部装置に接続される第２コネクターとを備え、
前記拡張回路基板は、
少なくとも１つの前記第１コネクターの上側に配置されており、該第１コネクターとの接触を避ける切り欠きを有する
ことを特徴とするロボットコントローラー。
【請求項２】
前記複数の第１外部装置が、入出力装置を含み、
前記複数の第１コネクターが、前記入出力装置に信号を入出力する入出力コネクターを含み、
前記第２外部装置が、前記入出力装置とは異なる他の入出力装置であり、
前記第２コネクターが、前記他の入出力装置に信号を入出力するコネクターであり、
前記拡張回路基板が、前記入出力コネクターの上側に配置される
請求項１に記載のロボットコントローラー。
【請求項３】
複数の前記拡張回路基板を備え、
前記複数の拡張回路基板の各々が互いに平行である
請求項１又は２に記載のロボットコントローラー。
【請求項４】
交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路基板を備え、
前記電源回路基板の出力電圧を多相交流電圧に変換して前記モーターに出力するモータードライバー基板を備え、
制御回路基板は、前記モータードライバー基板の出力電圧を前記モーターの回転位置に基づいて制御するための制御信号を前記モータードライバー基板に出力し、
前記電源回路基板と前記制御回路基板とが、前記筐体内の底面に並んで配置され、
前記制御回路基板は、前記電源回路基板に対して前記正面壁側に配置されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットコントローラー。
【請求項５】
前記モータードライバー基板が、前記電源回路基板と前記制御回路基板とに対して立てられた状態で前記電源回路基板と前記制御回路基板とに架設されている
請求項４に記載のロボットコントローラー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２０６２４１（Ｐ２０１２−２０６２４１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５８２８（Ｐ２０１１−７５８２８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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