特開 2024-134453 ロボットコントローラーおよび放電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134453

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】ロボットコントローラーおよび放電方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/06 20060101AFI20240926BHJP

【ＦＩ】

B25J13/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044768

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100173428

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】一柳 孝輔

(72)【発明者】

【氏名】中山 淳平

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707CY12

3C707HS27

3C707JS05

3C707KS37

3C707MT13

(57)【要約】

【課題】消費電力の削減を図ることのできるロボットコントローラーおよび放電方法を提供すること。
【解決手段】ロボットが備えるモーターに電源を供給する電源回路を有するロボットコントローラーであって、コンデンサと、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電抵抗と、前記放電抵抗に流れる電流を断続する第１スイッチ素子と、前記電源回路の一次側の電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第１電圧検出部の検出結果に基づいて前記第１スイッチ素子の断続を制御する第１制御部と、を有する。そして、前記第１制御部は、前記第１電圧検出部が検出した電圧が第１閾値以下となった場合に、前記第１スイッチ素子を導通状態とし、前記放電抵抗に電流を流す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットが備えるモーターに電源を供給する電源回路を有するロボットコントローラーであって、
コンデンサと、
前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電抵抗と、
前記放電抵抗に流れる電流を断続する第１スイッチ素子と、
前記電源回路の一次側の電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記第１電圧検出部の検出結果に基づいて前記第１スイッチ素子の断続を制御する第１制御部と、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】

前記第１制御部は、前記第１電圧検出部が検出した電圧が第１閾値以下となった場合に、前記第１スイッチ素子を導通状態とし、前記放電抵抗に電流を流す請求項１に記載のロボットコントローラー。

【請求項3】

前記放電抵抗より抵抗値が小さい回生抵抗と、
前記回生抵抗に流れる電流を断続する第２スイッチ素子と、
前記電源回路の二次側の電圧を検出する第２電圧検出部と、
前記第２スイッチ素子を制御する第２制御部と、を有し、
前記第２制御部は、前記第２電圧検出部が検出した電圧が第２閾値以上となった場合に、前記第２スイッチ素子を導通状態とし、前記回生抵抗に電流を流す請求項１に記載のロボットコントローラー。

【請求項4】

前記放電抵抗より抵抗値が小さい回生抵抗と、
前記回生抵抗に流れる電流を断続する第２スイッチ素子と、
前記第２スイッチ素子を制御する第２制御部と、を有し、
前記ロボットの非常停止信号の入力があった場合に、前記第１スイッチ素子および前記第２スイッチ素子を導通状態とし、前記放電抵抗および前記回生抵抗に電流を流す請求項１に記載のロボットコントローラー。

【請求項5】

前記電源回路に並列に接続されている複数の前記放電抵抗を有する請求項１に記載のロボットコントローラー。

【請求項6】

前記放電抵抗および前記第１スイッチ素子と直列に接続されている発光素子を有する請求項１に記載のロボットコントローラー。

【請求項7】

コンデンサと、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電抵抗と、前記放電抵抗に流れる電流を断続する第１スイッチ素子と、を有し、ロボットが備えるモーターに電源を供給する電源回路を有するロボットコントローラーの放電方法であって、
前記電源回路の一次側の電圧を検出する一次側電圧検出ステップと、
前記一次側電圧検出ステップの検出結果に基づいて前記第１スイッチ素子の断続を制御する第１スイッチ素子制御ステップと、を含むことを特徴とする放電方法。

【請求項8】

前記第１スイッチ素子制御ステップでは、前記一次側電圧検出ステップで検出した電圧が第１閾値以下となった場合に前記第１スイッチ素子を導通状態とし、前記放電抵抗に電流を流す請求項７に記載の放電方法。

【請求項9】

前記ロボットコントローラーは、前記放電抵抗より抵抗値が小さい回生抵抗と、前記回生抵抗に流れる電流を断続する第２スイッチ素子と、を有し、
前記電源回路の二次側の電圧を検出する二次側電圧検出ステップと、
前記二次側電圧検出ステップの検出結果に基づいて前記第２スイッチ素子の断続を制御する第２スイッチ素子制御ステップと、を含む請求項７に記載の放電方法。

【請求項10】

前記ロボットコントローラーは、前記放電抵抗より抵抗値が小さい回生抵抗と、前記回生抵抗に流れる電流を断続する第２スイッチ素子と、を有し、
前記ロボットの非常停止信号の入力の有無を判断する信号入力判定ステップと、前記信号入力判定ステップの判定結果に基づいて前記第２スイッチ素子の断続を制御する第２スイッチ素子制御ステップと、を含む請求項７に記載の放電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットコントローラーおよび放電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているロボットコントローラーは、平滑コンデンサと、平滑コンデンサに蓄えられた電荷を緩慢に放電するブリーダ抵抗と、ロボットの非常停止スイッチが押された場合に平滑コンデンサに蓄えられた電荷を急峻に放電する回生用抵抗と、回生用抵抗に流れる電流を断続するスイッチ素子と、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０３４０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このようなロボットコントローラーでは、ロボットの通常稼働時においてもブリーダ抵抗による放電が行われるため、その分、消費電力が増大するという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のロボットコントローラーは、ロボットが備えるモーターに電源を供給する電源回路を有するロボットコントローラーであって、
コンデンサと、
前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電抵抗と、
前記放電抵抗に流れる電流を断続する第１スイッチ素子と、
前記電源回路の一次側の電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記第１電圧検出部の検出結果に基づいて前記第１スイッチ素子の断続を制御する第１制御部と、を有する。

【0006】

本発明の放電方法は、コンデンサと、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電抵抗と、前記放電抵抗に流れる電流を断続する第１スイッチ素子と、を有し、ロボットが備えるモーターに電源を供給する電源回路を有するロボットコントローラーの放電方法であって、
前記電源回路の一次側の電圧を検出する一次側電圧検出ステップと、
前記一次側電圧検出ステップの検出結果に基づいて、前記第１スイッチ素子の断続を制御する第１スイッチ素子制御ステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るロボットコントローラーの回路図である。

【図2】第２実施形態に係る放電方法を示すフローチャートである。

【図3】第３実施形態に係るロボットコントローラーの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明のロボットコントローラーおよび放電方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0009】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットコントローラーの回路図である。

【0010】

図１に示すロボットコントローラー１は、駆動軸ごとにモーターＭを備えるロボット９の制御に用いられる。このようなロボットコントローラー１は、外部電源、例えば、単相２００／２３０Ｖ、５０／６０Ｈｚの商用交流電源に接続して使用される。以下の説明では外部電源は、交流電源であるものとする。

【0011】

ロボットコントローラー１は、外部電源から受電する受電端子１１を備えており、受電端子１１で受電した交流電力は、入力リレー１２を介して電源回路２の一次側に供給される。入力リレー１２は、機械的接点を備えており、外部電源からの交流電力を電源回路２に供給または遮断する。入力リレー１２の制御は、図示しない制御部によって行われる。または、後述する第１制御部３２、第２制御部３４等によって制御されてもよい。

【0012】

電源回路２は、一次側に供給された交流電力を整流する全波整流回路２１と、全波整流回路２１の出力側に設けられたコンデンサである平滑コンデンサ２２と、を備え、平滑化した直流電力を一次側から出力する。平滑コンデンサ２２の一端は、電源回路２の二次側に延びる（＋）側の導線（以下、単に（＋）導線Ｌ１とも言う。）に接続されており、他端は、電源回路２の二次側から延びる（－）側の導線（以下、単に（－）導線Ｌ２とも言う。）に接続されている。なお、電源回路２の一次側は、全波整流回路２１よりも外部電源側を言い、電源回路２の二次側は、全波整流回路２１よりも後述するサーボドライバー７側を言う。

【0013】

また、電源回路２は、抵抗４３と、発光素子であるＬＥＤ６と、を有する。なお、抵抗４３の抵抗値は、特に限定されないが、図示の例では１００ｋΩである。抵抗４３の一端は、電源回路２の（＋）導線Ｌ１に接続され、他端は、ＬＥＤ６のアノードに接続されている。また、ＬＥＤ６のカソードは、電源回路２の（－）導線Ｌ２に接続されている。そのため、交流電力が電源回路２に供給されることによりＬＥＤ６が点灯し、交流電力が遮断されることによりＬＥＤ６が消灯する。ＬＥＤ６は、例えば、ロボットコントローラー１の筐体に設けられており、ＬＥＤ６の消灯／点灯がユーザーから目視できるようになっている。これにより、ロボットコントローラー１の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態を容易に確認することができる。

【0014】

ロボットコントローラー１は、さらに、電源回路２の二次側から出力される直流電力が供給されるサーボドライバー７を有する。サーボドライバー７は、モーターＭごとに設けられており、対応するモーターＭをサーボ制御する。モーターＭは、例えば、同期モーター、誘導モーター等で構成されており、減速するときには起電力を発生する。減速時にモーターＭにおいて発生する起電力による回生電流は、サーボドライバー７から電源回路２側に出力される。平滑コンデンサ２２は、回生電流を平滑化する機能も有する。

【0015】

また、ロボットコントローラー１は、平滑コンデンサ２２に溜められた電荷を放電して電源回路２の二次側の電圧を低下させる放電抵抗４１および回生抵抗４２を有する。放電抵抗４１および回生抵抗４２は、並列に設けられている。

【0016】

放電抵抗４１は、並列に接続された２つの放電抵抗４１１、４１２を有する。これに対して、回生抵抗４２は、１つの回生抵抗４２１を有する。放電抵抗４１１、４１２の抵抗値は、回生抵抗４２１の抵抗値よりも大きい。図示の例では、放電抵抗４１１、４１２の抵抗値が１００ｋΩであり、回生抵抗４２１の抵抗値が６０Ωである。そのため、放電抵抗４１で放電する場合、電源回路２の二次側の電圧が緩慢に低下し、回生抵抗４２で放電する場合、電源回路２の二次側の電圧が急峻に低下する。つまり、回生抵抗４２で放電した場合、放電抵抗４１で放電する場合と比べて短い時間で電源回路２の二次側の電圧が０Ｖとなる。なお、放電抵抗４１および回生抵抗４２の抵抗値は、電源回路２の二次側の電圧が所定時間内に所定値以下となるように設定される。前記所定時間および前記所定値は、例えば、ロボット９の安全規格に沿って決定される。

【0017】

特に、本実施形態のように、放電抵抗４１を並列に接続された放電抵抗４１１、４１２で構成することにより、放電抵抗４１の容量を大きくすることができる。また、抵抗４３と同じ抵抗を用いて任意の抵抗値を有する放電抵抗４１を構成することができるため、ロボットコントローラー１の製造コストを削減することもできる。ただし、放電抵抗４１の数は、特に限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0018】

また、ロボットコントローラー１は、放電抵抗４１に流れる電流を断続する第１スイッチ素子５１を有する。第１スイッチ素子５１は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、特にＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）である。放電抵抗４１１、４１２の一端は、電源回路２の（＋）導線Ｌ１に接続され、他端は、第１スイッチ素子５１のドレインに接続されている。また、第１スイッチ素子５１のソースは、電源回路２の（－）導線Ｌ２に接続されている。

【0019】

また、ロボットコントローラー１は、電源回路２の一次側に設けられた第１電圧検出部としてのＡＣ電圧検出部３１および第１制御部３２を有する。ＡＣ電圧検出部３１は、電源回路２の一次側に供給された交流電力を直流電力に変換し、さらに電圧値を第１制御部３２が許容できる電圧まで降下させる。そして、第１制御部３２がＡＣ電圧検出部３１を監視することで、電源回路２の一次側への電力供給の有無を検出する。具体的には、ＡＣ電圧検出部３１は電源回路２の一次側に供給された電圧を５Ｖの電圧に変換し、第１制御部３２はＡＣ電圧検出部３１からの５Vの出力有無を確認する。

【0020】

また、第１制御部３２は、第１スイッチ素子５１のゲートに接続され、ＡＣ電圧検出部３１の検出結果に基づいて第１スイッチ素子５１の断続（導通／遮断）を制御する。第１制御部３２は、例えば、コンパレーターを用いた回路により構成される。なお、第１制御部３２は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）、マイクロプロセッサ等により構成されてもいい。第１スイッチ素子５１を導通状態とすると、放電抵抗４１に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧が緩慢に低下する。電源回路２の二次側の電圧が０Ｖとなると、つまり、（＋）側の電荷が無くなると、第１スイッチ素子５１が自動的に遮断状態となる。第１スイッチ素子５１を導通状態とする例として、サーボドライバー７によりサーボ制御が行われていない場合と、電源回路２の一次側に交流電流の入力がない場合などが挙げられる。

【0021】

ただし、第１スイッチ素子５１の構成は、特に限定されず、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲートトランジスタ、ＪＦＥＴ（接合型電界効果トランジスタ）等のスイッチ素子であってもよい。また、本実施形態では、電源回路２の二次側の（＋）側の電荷が無くなると第１スイッチ素子５１が自動的に遮断状態となるが、これに限定されず、電源回路２の二次側の電圧が所定値以下となったときに、第１制御部３２が第１スイッチ素子５１を遮断状態にしてもよい。

【0022】

また、ロボットコントローラー１は、回生抵抗４２に流れる電流を断続する第２スイッチ素子５２を有する。第２スイッチ素子５２は、第１スイッチ素子５１と同様、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、特にＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）である。回生抵抗４２の一端は、電源回路２の（＋）導線Ｌ１に接続され、他端は、第２スイッチ素子５２のドレインに接続されている。また、第２スイッチ素子５２のソースは、電源回路２の（－）導線Ｌ２に接続されている。

【0023】

また、ロボットコントローラー１は、電源回路２の二次側に設けられた第２電圧検出部としてのＤＣ電圧検出部３３および第２制御部３４を有する。ＤＣ電圧検出部３３は、電源回路２の二次側に出力される直流電力の電圧を検知する。第２制御部３４は、第２スイッチ素子５２のゲートに接続され、ＤＣ電圧検出部３３の検出結果に基づいて第２スイッチ素子５２の断続（導通／遮断）を制御する。第２制御部３４は、例えば、コンパレーターを用いた回路により構成される。なお、第２制御部３４は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）、マイクロプロセッサ等により構成されてもよい。第２スイッチ素子５２を導通状態とすると、回生抵抗４２に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧が急峻に低下する。電源回路２の二次側の電圧が０Ｖとなると、つまり、（＋）側の電荷が無くなると、第２スイッチ素子５２が自動的に遮断状態となる。

【0024】

ただし、第２スイッチ素子５２の構成は、特に限定されず、例えば、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲートトランジスタ、ＪＦＥＴ（接合型電界効果トランジスタ）等のスイッチ素子であってもよい。また、本実施形態では、電源回路２の二次側の（＋）側の電荷が無くなると第２スイッチ素子５２が自動的に遮断状態となるが、これに限定されず、電源回路２の二次側の電圧が所定値以下となったときに、第２制御部３４が第２スイッチ素子５２を遮断状態にしてもよい。

【0025】

このようなロボットコントローラー１では、ロボット９の通常稼働中は、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２が共に遮断状態となる。そのため、放電抵抗４１および回生抵抗４２に電流が流れず、放電が行われない。これにより、通常稼働中の無駄な放電による電力消費が抑制され、ロボット９の消費電力を低減することができる。

【0026】

以上、ロボットコントローラー１およびその放電方法について説明した。このようなロボットコントローラー１は、前述したように、ロボット９が備えるモーターＭに電源を供給する電源回路２を有するロボットコントローラー１であって、コンデンサである平滑コンデンサ２２と、平滑コンデンサ２２に蓄えられた電荷を放電する放電抵抗４１と、放電抵抗４１に流れる電流を断続する第１スイッチ素子５１と、電源回路２の一次側の電圧を検出する第１電圧検出部であるＡＣ電圧検出部３１と、ＡＣ電圧検出部３１の検出結果に基づいて第１スイッチ素子５１の断続を制御する第１制御部３２と、を有する。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第１スイッチ素子５１を遮断状態とすることにより、放電抵抗４１での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、必要時には、第１スイッチ素子５１を導通状態として放電抵抗４１で電力を消費させることにより、電源回路２の放電を行うことができる。

【0027】

＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態に係る放電方法を示すフローチャートである。

【0028】

本実施形態のロボットコントローラー１は、各場合に応じて放電モードを切り替えること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0029】

本実施形態では、第１実施形態に記載した第１スイッチ素子５１が導通状態となる場合に加え、ロボット９の通常稼働中に停電、受電端子１１の引き抜け等によって外部電源からの交流電力の受電が停止する場合でも第１スイッチ素子５１が導通状態となるように制御を行う。

【0030】

このような場合、ロボット分野の安全規則上、ロボット９を安全に停止させつつ、電源回路２の二次側の電圧を下げる必要がある。そこで、ロボットコントローラー１では、外部電源からの交流電力の受電が停止した場合、第１スイッチ素子５１を導通状態とする。具体的には、第１制御部３２は、ＡＣ電圧検出部３１が検出した電圧値が予め記憶されている第１閾値ＴＨ１以下となった場合に、第１スイッチ素子５１を導通状態とする。これにより、放電抵抗４１に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧が緩慢に低下する。このように、電圧を緩慢に低下させることにより、ロボット９を安全に停止させるのに必要な電力を確保しつつ、電源回路２の電圧を所定時間内に所定値以下とすることができる。

【0031】

ただし、交流電力の受電が停止した場合の制御方法は、これに限定されない。例えば、第２制御部３４が、ロボット９が完全に停止したことを確認したのち第２スイッチ素子５２を導通状態としてもよい。これにより、確実にロボット９を停止させることができる。

【0032】

また、ロボット９の通常稼働中に、図示しない非常停止スイッチからの非常停止信号が入力される場合もある。このような場合、直ちにロボット９を停止させつつ、電源回路２の二次側の電圧を下げる必要がある。そこで、ロボットコントローラー１では、非常停止信号が入力された場合、入力リレー１２を開状態として外部電源からの交流電力の受電を停止すると共に、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。具体的には、第２制御部３４は、非常停止信号が入力された場合に、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。さらに、第１制御部３２も非常停止信号を受けて第１スイッチ素子５１を導通状態とする。これにより、放電抵抗４１および回生抵抗４２に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧がより急峻に低下する。そのため、より短時間で、電源回路２の二次側の電圧を所定値以下にすることができる。これにより、ロボット９の安全性が増す。さらには、停止してからより短時間でロボット９の修復作業を開始することができるため、ロボット９のメンテナンス性が向上する。なお、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２が導通状態となるのは、非常停止スイッチが押された場合に限らない。例えば、回路のエラー情報が検出された場合などロボット９における異常を検出した場合も同様に第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を導通状態としてもいい。

【0033】

また、モーターＭからの回生電流が電源回路２側に流れると、電源回路２の二次側の電圧が上昇する。この電圧が過度に上昇すると、電源回路２に接続する機器や素子に許容される最大入力電源電圧値を超えるおそれや、平滑コンデンサ２２自体の耐圧を超えるおそれがある。そのため、ロボット９の通常稼働中に、モーターＭからの回生電流によって電源回路２の二次側の電圧が過度に上昇した場合にも、電源回路２の二次側の電圧を下げる必要がある。そこで、ロボットコントローラー１では、電源回路２の二次側の電圧が過度に上昇した場合、入力リレー１２を閉状態のまま外部電源からの交流電力の受電を継続すると共に、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。具体的には、第２制御部３４は、ＤＣ電圧検出部３３が検出した電圧値が予め記憶されている第２閾値ＴＨ２以上となった場合に、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。これにより、回生抵抗４２に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の過度に上昇した電圧を急峻に低下させることができる。そのため、より短時間で、電源回路２の二次側の電圧を所定値以下にすることができる。したがって、ロボット９の安全性が増す。さらには、停止してからより短時間でロボット９の修復作業を開始することができるため、ロボット９のメンテナンス性が向上する。

【0034】

なお、前述した放電抵抗４１または回生抵抗４２での放電によって電源回路２の二次側の電圧が０ＶとなるとＬＥＤ６が消灯する。そのため、ユーザーは、ＬＥＤ６の消灯により電源回路２の二次側の電圧が十分に下がったことを知ることができる。これにより、ロボットコントローラー１の安全性がさらに増す。

【0035】

以上のように、ロボットコントローラー１は、状況によって第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を共に遮断状態とするモードと、第１スイッチ素子５１だけを導通状態とするモードと、第２スイッチ素子５２だけを導通状態とするモードと、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を共に導通状態とするモードと、を選択して実施する。これにより、ロボット９の通常稼働中に生じる種々のアクシデントに適切に対応することのできるロボットコントローラー１となる。

【0036】

次に、電源回路２の放電方法について説明する。前述したように、ロボットコントローラー１では、放電の必要があるときに、状況に合わせて放電抵抗４１と回生抵抗４２とを選択的に使用することにより、電源回路２の二次側の電圧を緩慢に低下させるか、急峻に低下させるかを制御している。

【0037】

図２に示すように、電源回路２の放電方法は、電源回路２の一次側の電圧に基づいて第１スイッチ素子５１を制御する第１制御ステップＳ１と、電源回路２の二次側の電圧に基づいて第２スイッチ素子５２を制御する第２制御ステップＳ２と、非常停止信号の入力有無に基づいて第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を制御する第３制御ステップＳ３と、を有し、これら各ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３がそれぞれ独立して並列に進行する。

【0038】

また、第１制御ステップＳ１は、電源回路２の一次側の電圧を検出する一次側電圧検出ステップＳ１１と、一次側電圧検出ステップＳ１１の検出結果に基づいて、第１スイッチ素子５１の断続を制御する第１スイッチ素子制御ステップＳ１２と、を有する。

【0039】

一次側電圧検出ステップＳ１１では、ＡＣ電圧検出部３１が電源回路２に入力される交流電力の電圧を検出する。第１スイッチ素子制御ステップＳ１２では、第１制御部３２は、ＡＣ電圧検出部３１が検出した電圧が第１閾値ＴＨ１以下であるかを判定する。検出した電圧が第１閾値ＴＨ１以下である場合、ロボット９が完全に停止したかを、ロボット９に設けられたモーターMを図示しない制御部が監視することで判定する。ロボット９が完全に停止した場合、第１制御部３２は、第１スイッチ素子５１を導通状態とする。これにより、放電抵抗４１に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧が緩慢に低下する。そのため、ロボット９が安全に停止するのに必要な電力を確保しつつ、電源回路２の二次側の電圧を所定時間内に所定値以下とすることができる。一方、検出した電圧が第１閾値ＴＨ１を超える場合およびロボット９が完全に停止していない場合は、一次側電圧検出ステップＳ１１に戻る。なお、電源回路２の二次側の電圧が０Ｖになると、第１スイッチ素子５１が自動的に遮断状態となる。

【0040】

また、第２制御ステップＳ２は、電源回路４の二次側の電圧を検出する二次側電圧検出ステップＳ２１と、二次側電圧検出ステップＳ２１の検出結果に基づいて、第２スイッチ素子５２の断続を制御する第２スイッチ素子制御ステップＳ２２と、を有する。

【0041】

二次側電圧検出ステップＳ２１では、ＤＣ電圧検出部３３が電源回路２から出力される直流電力の電圧を検出する。第２スイッチ素子制御ステップＳ２２では、第２制御部３４は、ＤＣ電圧検出部３３が検出した電圧が第２閾値ＴＨ２以上であるかを判定する。検出した電圧が第２閾値ＴＨ２以上である場合、第２制御部３４は、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。これにより、回生抵抗４２に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧が急峻に低下する。そのため、より短時間で、電源回路２の二次側の電圧を所定値以下とすることができる。一方、検出した電圧が第２閾値ＴＨ２未満の場合は、二次側電圧検出ステップＳ２１に戻る。なお、電源回路２の二次側の電圧が０Ｖになると、第２スイッチ素子５２が自動的に遮断状態となる。

【0042】

また、第３制御ステップＳ３は、非常停止信号の入力有無を判断する信号入力判定ステップＳ３１と、信号入力判定ステップＳ３１の判定結果に基づいて、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２の断続を制御するスイッチ素子制御ステップＳ３２と、を有する。

【0043】

信号入力判定ステップＳ３１では、第１制御部３２および第２制御部３４が非常停止信号の入力の有無を判定する。非常停止信号の入力があった場合、入力リレーが開状態となる。そして、スイッチ素子制御ステップＳ３２として、第１制御部３２も非常停止信号を受けて、第１スイッチ素子５１を導通状態とする。さらに、第２制御部３４は、第２スイッチ素子５２を導通状態とする。これにより、放電抵抗４１および回生抵抗４２に電流が流れて放電が生じ、電源回路２の二次側の電圧がより急峻に低下する。そのため、より短時間で、電源回路２の二次側の電圧を所定値以下とすることができる。一方、非常停止信号の入力がない場合は、信号入力判定ステップＳ３１に戻る。なお、電源回路２の二次側の電圧が０Ｖになると、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２が自動的に遮断状態となる。なお、非常停止信号の入力の有無を判定するのは、第１制御部３２および第２制御部３４に限らない。図示しない制御部や、その他の構成から判断してもよい。

【0044】

また、前述したように、第１制御部３２は、ＡＣ電圧検出部３１が検出した電圧が第１閾値ＴＨ１以下となった場合に、第１スイッチ素子５１を導通状態とし、放電抵抗４１に電流を流す。このような構成によれば、例えば、停電等の異常が生じた場合に、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0045】

また、前述したように、ロボットコントローラー１は、放電抵抗４１より抵抗値が小さい回生抵抗４２と、回生抵抗４２に流れる電流を断続する第２スイッチ素子５２と、電源回路２の二次側の電圧を検出する第２電圧検出部であるＤＣ電圧検出部３３と、第２スイッチ素子５２を制御する第２制御部３４と、を有する。そして、第２制御部３４は、ＤＣ電圧検出部３３が検出した電圧が第２閾値ＴＨ２以上となった場合に、第２スイッチ素子５２を導通状態とし、回生抵抗４２に電流を流す。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第２スイッチ素子５２を遮断状態とすることにより、回生抵抗４２での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、例えば、ロボットコントローラー１やロボット９の異常が生じた場合（第２閾値ＴＨ２以上となった場合）には、第２スイッチ素子５２を導通状態として回生抵抗４２で電力を消費させることにより、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0046】

また、前述したように、ロボットコントローラー１は、放電抵抗４１より抵抗値が小さい回生抵抗４２と、回生抵抗４２に流れる電流を断続する第２スイッチ素子５２と、第２スイッチ素子５２を制御する第２制御部３４と、を有する。そして、ロボット９の非常停止信号の入力があった場合に、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を導通状態とし、放電抵抗４１および回生抵抗４２に電流を流す。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第２スイッチ素子５２を遮断状態とすることにより、回生抵抗４２での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、ロボット９の非常停止信号が入力された場合には、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を導通状態として放電抵抗４１および回生抵抗４２で電力を消費させる。よって、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0047】

また、前述したように、ロボットコントローラー１は、電源回路２に対して並列に接続されている複数の放電抵抗４１１、４１２を有する。これにより、放電抵抗４１の容量を大きくすることができる。

【0048】

また、前述したように、放電方法は、コンデンサである平滑コンデンサ２２と、平滑コンデンサ２２に蓄えられた電荷を放電する放電抵抗４１と、放電抵抗４１に流れる電流を断続する第１スイッチ素子５１と、を有し、ロボット９が備えるモーターＭに電源を供給する電源回路２を有するロボットコントローラー１の放電方法であって、電源回路２の一次側の電圧を検出する一次側電圧検出ステップＳ１１と、一次側電圧検出ステップＳ１１の検出結果に基づいて第１スイッチ素子５１の断続を制御する第１スイッチ素子制御ステップＳ１２と、を含む。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第１スイッチ素子５１を遮断状態とすることにより、放電抵抗４１での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、必要時には、第１スイッチ素子５１を導通状態として放電抵抗４１で電力を消費させることにより、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。

【0049】

また、前述したように、第１スイッチ素子制御ステップＳ１２では、一次側電圧検出ステップＳ１１で検出した電圧が第１閾値ＴＨ１以下となった場合に第１スイッチ素子５１を導通状態とし、放電抵抗４１に電流を流す。このような構成によれば、例えば、停電等の異常が生じた場合に、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0050】

また、前述したように、ロボットコントローラー１は、放電抵抗４１より抵抗値が小さい回生抵抗４２と、回生抵抗４２に流れる電流を断続する第２スイッチ素子５２と、を有する。そして、放電方法は、電源回路２の二次側の電圧を検出する二次側電圧検出ステップＳ２１と、二次側電圧検出ステップＳ２１の検出結果に基づいて第２スイッチ素子５２の断続を制御する第２スイッチ素子制御ステップＳ２２と、を含む。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第２スイッチ素子５２を遮断状態とすることにより、回生抵抗４２での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、例えば、電源回路２の二次側の電圧に異常が生じた場合には、第２スイッチ素子５２を導通状態として回生抵抗４２で電力を消費させることにより、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0051】

また、前述したように、ロボットコントローラー１は、放電抵抗４１より抵抗値が小さい回生抵抗４２と、回生抵抗４２に流れる電流を断続する第２スイッチ素子５２と、を有する。そして、放電方法は、ロボット９の非常停止信号の入力の有無を判断する信号入力判定ステップＳ３１と、信号入力判定ステップＳ３１の判定結果に基づいて第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２の断続を制御するスイッチ素子制御ステップＳ３２と、を含む。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を遮断状態とすることにより、回生抵抗４２での電力消費がされない。そのため、ロボット９の消費電力を低減することができる。一方で、ロボット９の非常停止信号が入力された場合には、第１スイッチ素子５１および第２スイッチ素子５２を導通状態として放電抵抗４１および回生抵抗４２で電力を消費させることにより、電源回路２の放電を速やかに行うことができる。そのため、ロボット９の安全性およびメンテナンス性が向上する。

【0052】

＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態に係るロボットコントローラーの回路図である。

【0053】

本実施形態のロボットコントローラー１は、放電抵抗４１周辺の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0054】

図３に示すように、本実施形態のロボットコントローラー１では、放電抵抗４１が並列に接続された３つの放電抵抗４１１、４１２、４１３で構成されている。つまり、前述した第１実施形態の抵抗４３を放電抵抗４１３として放電抵抗４１に組み込んでいる。また、放電抵抗４１１、４１２、４１３と電源回路２の（－）導線Ｌ２との間に、第１スイッチ素子５１およびＬＥＤ６が接続されている。具体的には、放電抵抗４１１、４１２、４１３の一端は、電源回路２の（＋）導線Ｌ１に接続され、他端は、第１スイッチ素子５１のドレインに接続されている。また、第１スイッチ素子５１のソースは、ＬＥＤ６のアノードに接続されている。また、ＬＥＤ６のカソードは、電源回路２の（－）導線Ｌ２に接続されている。そのため、第１スイッチ素子５１が導通状態となることによりＬＥＤ６が点灯し、遮断状態となることによりＬＥＤ６が消灯する。つまり、停電等に起因した安全停止時にのみＬＥＤ６が点灯する。

【0055】

前述の第１実施形態では通常稼働中に抵抗４３およびＬＥＤ６によって電力が消費されていたが、本実施形態では、抵抗４３による電力消費がない。そのため、ロボット９の消費電力をさらに低減することができる。

【0056】

以上のように、本実施形態のロボットコントローラー１は、放電抵抗４１および第１スイッチ素子５１と直列に接続されている発光素子であるＬＥＤ６を有する。このような構成によれば、ロボット９の通常稼働中は、ＬＥＤ６が消灯する。そのため、ＬＥＤ６による電力消費がされないため、ロボット９の消費電力をさらに低減することができる。

【0057】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0058】

以上、本発明のロボットコントローラーおよび放電方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。また、本発明に、他の任意の構成物や任意の工程が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１…ロボットコントローラー、１１…受電端子、１２…入力リレー、２…電源回路、２１…全波整流回路、２２…平滑コンデンサ、３１…ＡＣ電圧検出部、３２…第１制御部、３３…ＤＣ電圧検出部、３４…第２制御部、４１…放電抵抗、４１１…放電抵抗、４１２…放電抵抗、４１３…放電抵抗、４２…回生抵抗、４２１…回生抵抗、４３…抵抗、５１…第１スイッチ素子、５２…第２スイッチ素子、６…ＬＥＤ、７…サーボドライバー、９…ロボット、Ｌ１…導線、Ｌ２…導線、Ｍ…モーター、Ｓ１…第１制御ステップ、Ｓ１１…一次側電圧検出ステップ、Ｓ１２…第１スイッチ素子制御ステップ、Ｓ２…第２制御ステップ、Ｓ２１…二次側電圧検出ステップ、Ｓ２２…第２スイッチ素子制御ステップ、Ｓ３…第３制御ステップ、Ｓ３１…信号入力判定ステップ、Ｓ３２…スイッチ素子制御ステップ、ＴＨ１…第１閾値、ＴＨ２…第２閾値

【図1】

【図2】

【図3】