伺服電動機控制裝置以及具備該控制裝置的生產系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種伺服電動機控制裝置以及具備該控制裝置的生產系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在生產系統(tǒng)中，機器人和定位器對每個驅動軸具有電動機，通過電動機控制裝置對這些電動機進行驅動控制。例如，在配置在定位器的工件的旋轉或軌跡的控制中，使用伺服電動機。電動機控制裝置向驅動機器人和定位器的驅動軸的驅動軸個數的電動機指令電動機的速度、轉矩、或轉子的位置來進行控制。
[0003]在生產系統(tǒng)中，作業(yè)者有時在機器人的可動范圍中進行各種操作，例如向定位器裝卸工件，或者進行用于確認機器人的動作狀態(tài)的確認作業(yè)等。在作業(yè)者在機器人的可動范圍內進行作業(yè)時，存在作業(yè)者的作業(yè)范圍和機器人的可動范圍重疊的區(qū)域即公共區(qū)域。為了防止發(fā)生作業(yè)者和機器人接觸的接觸事故，有時配置檢測作業(yè)者闖入公共區(qū)域的光幕。如果光幕檢測出作業(yè)者闖入到公共區(qū)域，則使在公共區(qū)域中具有可動范圍的機器人以及驅動機器人的伺服電動機緊急停止。在現有的生產系統(tǒng)中，在緊急停止伺服電動機時，通過配置在向伺服電動機供給電源電壓的電源和控制伺服電動機的伺服放大器之間的電磁接觸器切斷電源和伺服電動機之間的連接，使伺服電動機停止。
[0004]但是，由于每次作業(yè)者闖入公共區(qū)域都使配置在伺服放大器和電源之間的電磁接觸器動作，存在因使伺服電動機緊急停止而產生的各種問題。例如，在緊急停止時切斷電源和伺服放大器之間的連接，由此配置在伺服放大器中的電容放電，因此在再啟動伺服電動機時，會對配置在伺服放大器中的電容充電。在每次緊急停止時對伺服放大器的電容充電，因此伺服電動機的緊急停止和再啟動花費時間，所以生產系統(tǒng)的工作效率有可能下降。
[0005]另外，在每次作業(yè)者闖入公共區(qū)域時使電磁接觸器進行打開動作來緊急停止伺服電動機的情況下，電磁接觸器進行開閉動作的次數有可能非常多。在每次更換配置在機器人的定位器中的工件時使電磁接觸器進行打開動作來使伺服電動機緊急停止的情況下，對電磁接觸器和用于使電磁接觸器進行動作的繼電器電路等進行更換的更換周期有可能提早。
[0006]另外，有時將電磁接觸器分別配置在控制多個伺服電動機的多個伺服放大器和電源之間。在將電磁接觸器配置在多個伺服放大器和電源之間的情況下，在使在公共區(qū)域中具有可動范圍的機器人的伺服電動機緊急停止時，有時還一并使在公共區(qū)域中不具有可動范圍的機器人的伺服電動機緊急停止。由于還使在公共區(qū)域中不具有可動范圍的機器人的伺服電動機緊急停止，生產系統(tǒng)的工作效率有可能進一步降低。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，鑒于上述問題，提供一種伺服電動機控制裝置，其在作業(yè)者闖入公共區(qū)域時使伺服電動機緊急停止的生產系統(tǒng)中，能夠抑制與伺服電動機的緊急停止相伴的工作效率的降低。
[0008]為了實現上述目的，在第一方式中，伺服電動機控制裝置具備:逆變器，其將直流變換為交流，向伺服電動機供給變換后的交流，由此驅動伺服電動機；電源切斷電路，其切斷向逆變器的直流供給；伺服電動機控制電路，其在接收到安全信號時控制逆變器從而向伺服電動機供給交流，在沒有接收到安全信號時，控制逆變器從而不向伺服電動機供給交流；伺服電動機監(jiān)視電路，其在判定為停止伺服電動機時，停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號由此停止伺服電動機，在判定為電源切斷電路以及伺服電動機控制電路中的至少一個不正常時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流供給，并且停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機。
[0009]另外，在上述第一方式中，伺服電動機監(jiān)視電路可以具備第一運算電路和作為相對于第一運算電路獨立的電路的第二運算電路，在伺服電動機控制電路判定為第一運算電路發(fā)送的安全信號和第二運算電路發(fā)送的安全信號不一致時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流供給，并且停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機。
[0010]另外，在上述第一方式中，伺服電動機控制電路和伺服電動機監(jiān)視電路之間可以經由能夠傳遞安全信號的通信單元連接。
[0011 ] 另外，在上述第一方式中，伺服電動機控制裝置還可以具備變換器，其將交流變換為直流，向逆變器供給變換后的直流，電源切斷電路是切斷向變換器供給交流的電源和變換器之間的連接的電磁接觸器，其具備機械地與主觸點聯動的輔助觸點，伺服電動機監(jiān)視電路檢測輔助觸點的狀態(tài)來判定電源切斷電路是否正常。
[0012]另外，在上述第一方式中，電源切斷電路可以是切斷向逆變器的直流供給的半導體電路，伺服電動機監(jiān)視電路檢測輸入給逆變器的直流，根據其檢測結果，判定半導體電路是否正常。
[0013]另外，在上述第一方式中，伺服電動機控制裝置還可以具備制動器控制電路，其控制用于停止伺服電動機的作為再生制動器或電磁制動器的制動器，伺服電動機監(jiān)視電路在制動器控制電路判定為制動器不正常時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流供給，并且停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機。
[0014]在第二方式中，生產系統(tǒng)具備:闖入檢測傳感器，其檢測作業(yè)者闖入了公共區(qū)域的情況，該公共區(qū)域是安裝第一伺服電動機的第一機構部的可動范圍與作業(yè)者進行作業(yè)的作業(yè)范圍重疊的區(qū)域；第一逆變器，其將直流變換為交流，向第一伺服電動機供給變換后的交流，由此驅動第一伺服電動機；第二逆變器，其將變換器變換后的直流變換為交流，向安裝在可動范圍與公共區(qū)域不重疊的第二機構部的第二伺服電動機供給變換后的交流，由此驅動第二伺服電動機；電源切斷電路，其切斷向逆變器的直流供給；第一伺服電動機控制電路，其在接收到安全信號時控制第一逆變器從而向第一伺服電動機供給交流，在沒有接收到安全信號時控制第一逆變器從而不向第一伺服電動機供給交流；第二伺服電動機控制電路，其在接收到安全信號時控制第二逆變器從而向第二伺服電動機供給交流，在沒有接收到安全信號時控制第二逆變器從而不向第二伺服電動機供給交流；伺服電動機監(jiān)視電路，其在闖入檢測傳感器檢測出作業(yè)者闖入了公共區(qū)域時，通過停止向第一伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號停止第一伺服電動機，在判定為電源切斷電路、安全信號、第一伺服電動機控制電路以及第二伺服電動機控制電路中的至少一個不正常時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流供給，并且停止向第一伺服電動機控制電路和第二伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止第一伺服電動機和第二伺服電動機。
[0015]在第三方式中，生產系統(tǒng)具備:闖入檢測傳感器，其檢測作業(yè)者闖入了公共區(qū)域的情況，該公共區(qū)域是安裝伺服電動機的機構部的可動區(qū)域與作業(yè)者進行作業(yè)的作業(yè)區(qū)域重疊的區(qū)域；電動機位置檢測傳感器，其檢測伺服電動機的位置；逆變器，其將直流變換為交流，向伺服電動機供給變換后的交流，由此驅動伺服電動機；電源切斷電路，其切斷向變換器供給交流的電源和變換器之間的連接；伺服電動機控制電路，其在接收到安全信號時控制逆變器從而向伺服電動機供給交流，在沒有接收到安全信號時控制逆變器從而不向伺服電動機供給交流；伺服電動機監(jiān)視電路，其在闖入檢測傳感器檢測出作業(yè)者闖入了公共區(qū)域，并且根據電動機位置檢測傳感器檢測出的伺服電動機的位置判定為機構部和闖入了公共區(qū)域的作業(yè)者干擾時，停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機，在判定為電源切斷電路、安全信號以及伺服電動機控制電路中的至少一個不正常時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流供給，并且停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機。
[0016]另外，在上述第三方式中，伺服電動機監(jiān)視電路可以具備:第一運算電路，其根據電動機位置檢測傳感器檢測出的伺服電動機的位置，運算機構部的位置；第二運算電路，其是相對于第一運算電路獨立的電路，根據電動機位置檢測傳感器檢測出的伺服電動機的位置，運算機構部的位置，伺服電動機監(jiān)視電路在判定為第一運算電路運算出的機構部的位置和第二運算電路運算出的機構部的位置不一致時，通過電源切斷電路切斷向逆變器的直流的供給，并且停止向伺服電動機控制電路發(fā)送安全信號，由此停止伺服電動機。
【附圖說明】
[0017]通過參照以下的附圖，能夠更明確地理解本發(fā)明。
[0018]圖1是表示第一實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。
[0019]圖2是圖1所示的伺服電動機控制裝置的內部的部分框圖。
[0020]圖3是表示圖1所示的伺服電動機控制裝置的動作流程的流程圖。
[0021]圖4是表示第二實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。
[0022]圖5是表示圖4所示的伺服電動機控制裝置的動作流程的流程圖。
[0023]圖6是表示第三實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。
[0024]圖7是表示圖6所示的伺服電動機控制裝置的動作流程的流程圖。
[0025]圖8是表示第四實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。
[0026]圖9是表示圖8所示的伺服電動機控制裝置的動作流程的流程圖。
[0027]圖10是表示第五實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。
[0028]圖11是表示直接向機器人裝卸工件的生產系統(tǒng)的實施例的圖。
[0029]圖12A是表示與安裝在機器人的機械手前端的包含伺服電動機的伺服焊槍系統(tǒng)的槍尖更換、槍尖對位有關的生產系統(tǒng)中的實施例的圖。
[0030]圖12B是圖12A所示的操作盒的放大圖。
[0031]圖13A是表示作業(yè)者向定位器裝卸工件的生產系統(tǒng)中的實施例的圖。
[0032]圖13B是配置在圖13A所示的系統(tǒng)中的定位器的立體圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，參照附圖，列舉第一?第五實施例說明本發(fā)明的伺服電動機控制裝置和具備該控制裝置的生產系統(tǒng)。但是，應該理解本發(fā)明并不限于附圖或以下說明的實施方式。
[0034]圖1是表示第一實施例的伺服電動機控制裝置的框圖。以后，在不同的附圖中附加了相同的參照符號的部分表示具有相同功能的構成要素。
[0035]第一實施例的伺服電動機控制裝置I具備第一伺服放大器10、第二伺服放大器20、電磁接觸器30、伺服電動機監(jiān)視電路40。
[0036]第一伺服放大器10具備變換器11、逆變器121?126、伺服電動機控制電路13。變換器11具備整流器111和電容112，將從三相的交流輸入電源60輸入的交流變換為直流后輸出。各個逆變器121?126將變換器11輸出的直流變換為交流，輸出到分別安裝在第一機構部61中的伺服電動機611?616。伺服電動機控制電路13向各個逆變器121?126輸出脈沖寬度調制信號，控制各個伺服電動機611?616。
[0037]圖2是表示伺服電動機控制電路13的框圖。
[0038]伺服電動機控制電路13具備第一輸入電路131、第二輸入電路132、接口電路133、伺服電動機控制電路134、作為光耦合器的監(jiān)視信號發(fā)送器135。
[0039]第一輸入電路131具備作為光