本發(fā)明涉及一種控制單元的接地構(gòu)造。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，作為電路的接地構(gòu)造，已知如下的構(gòu)造。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)有噪聲抑制電路構(gòu)造。其噪聲抑制電路部具有電源單元部、噪聲濾波器部及端子部。端子部具有電源線端子、外線機(jī)架接地端子、信號(hào)接地端子及內(nèi)線機(jī)架接地端子。各部的框體間通過(guò)金屬板而連接。另外，電源單元部的接地電位的輸出端子和端子部的信號(hào)接地端子經(jīng)由線纜而連接。另外，噪聲濾波器部的接地端子和端子部的內(nèi)線機(jī)架接地端子連接。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)有使用大于或等于1MHz的高頻信號(hào)和低頻信號(hào)的控制基板的連接方法。根據(jù)該技術(shù)，信號(hào)接地與機(jī)架接地在1點(diǎn)處連接。與此同時(shí)，信號(hào)接地經(jīng)由電容器與機(jī)架接地在多點(diǎn)處連接。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平11－355091號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平5－102676號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

對(duì)工業(yè)用機(jī)器人等控制對(duì)象進(jìn)行控制的控制單元具有：電源基板，其用于生成控制電壓；以及控制基板，其基于該控制電壓對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。在工業(yè)用機(jī)器人的情況下，控制單元有時(shí)具有驅(qū)動(dòng)基板。在如上所述的控制單元中，電源基板之上的噪聲有可能對(duì)控制基板中的控制電壓產(chǎn)生影響。為了防止控制基板的誤動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)高可靠性的控制，期望降低噪聲對(duì)控制電壓的影響。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種能夠在控制單元中降低噪聲對(duì)控制電壓的影響的技術(shù)。

在本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)中，提供一種控制單元。該控制單元具有：電源基板，其搭載有控制電源電路，該控制電源電路生成控制電壓；控制基板，其搭載有控制電路，該控制電路基于控制電壓進(jìn)行動(dòng)作；以及連接介質(zhì)，其對(duì)上述電源基板和控制基板之間進(jìn)行連接，用于從控制電源電路向控制電路供給控制電壓?？刂齐娫措娐返男盘?hào)接地和控制電路的信號(hào)接地不是經(jīng)由連接介質(zhì)，而是經(jīng)由機(jī)架接地相互連接的。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在控制單元中降低噪聲對(duì)控制電壓的影響。其結(jié)果，控制單元的動(dòng)作可靠性提高。

附圖說(shuō)明

圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的控制單元的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的控制單元的其他結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖3是概略地表示對(duì)比例的框圖。

圖4是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的控制單元的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的控制單元的控制基板的結(jié)構(gòu)例的概略圖。

圖6是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的控制單元的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的曲線圖。

圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的效果的曲線圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施方式1.

圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的控制單元1的結(jié)構(gòu)例的框圖?？刂茊卧?具有電源基板10、控制基板20及連接介質(zhì)30。

電源基板10是用于生成控制基板20所使用的控制電壓VC的基板。更詳細(xì)而言，在電源基板10搭載有控制電源電路11，該控制電源電路11生成控制電壓VC。例如，控制電源電路11將從外部交流電源供給的交流電壓變換為直流的控制電壓VC。

控制基板20是用于對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的基板。更詳細(xì)而言，在控制基板20搭載有對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制的控制電路21。該控制電路21基于由控制電源電路11生成的控制電壓VC進(jìn)行動(dòng)作，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。作為如上所述的控制電路21，例示出CPU。

連接介質(zhì)30是對(duì)電源基板10和控制基板20之間進(jìn)行連接的介質(zhì)(例：線纜、連接器)。該連接介質(zhì)30用于從控制電源電路11向控制電路21供給控制電壓VC。更詳細(xì)而言，連接介質(zhì)30具有從控制電源電路11向控制電路21傳送控制電壓VC的電源信號(hào)線31。

下面，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的控制單元1的接地構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。

電源基板10的控制電源電路11的信號(hào)接地SG1與電源基板10外部的機(jī)架接地FG電連接。另外，控制基板20的控制電路21的信號(hào)接地SG2也與機(jī)架接地FG電連接。因此，控制電源電路11的信號(hào)接地SG1和控制電路21的信號(hào)接地SG2經(jīng)由機(jī)架接地FG而相互電連接。另一方面，在這些信號(hào)接地SG1和信號(hào)接地SG2之間的連接中不使用上述的連接介質(zhì)30。即，根據(jù)本實(shí)施方式，控制電源電路11的信號(hào)接地SG1和控制電路21的信號(hào)接地SG2不是經(jīng)由連接介質(zhì)30，而是經(jīng)由機(jī)架接地FG相互連接的。

在典型情況下，如圖2所示，控制單元1具有將電源基板10、控制基板20及連接介質(zhì)30收容的框體40。該框體40是與機(jī)架接地FG連接的機(jī)架接地體。而且，控制電源電路11的信號(hào)接地SG1與框體40電連接。優(yōu)選信號(hào)接地SG1與框體40在一點(diǎn)處連接。例如，信號(hào)接地SG1通過(guò)螺釘?shù)榷潭ㄓ诳蝮w40。同樣地，控制電路21的信號(hào)接地SG2與框體40電連接。優(yōu)選信號(hào)接地SG2與框體40在一點(diǎn)處連接。例如，信號(hào)接地SG2通過(guò)螺釘?shù)榷潭ㄓ诳蝮w40。

圖3是概略地表示對(duì)比例的框圖。在對(duì)比例中，控制電源電路11的信號(hào)接地SG1和控制電路21的信號(hào)接地SG2經(jīng)由連接介質(zhì)30而連接。即，連接介質(zhì)30具有對(duì)信號(hào)接地SG1和信號(hào)接地SG2之間進(jìn)行連接的接地信號(hào)線32。

在該對(duì)比例的情況下，在電源基板10中混入至信號(hào)接地SG1噪聲經(jīng)過(guò)連接介質(zhì)30(接地信號(hào)線32)及信號(hào)接地SG2而傳播至控制基板20。即，電源基板10之上的噪聲經(jīng)過(guò)連接介質(zhì)30而流入至控制基板20。如上所述地流入的噪聲對(duì)控制基板20中的控制電壓VC產(chǎn)生不良影響。

另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，控制電源電路11的信號(hào)接地SG1和控制電路21的信號(hào)接地SG2不是經(jīng)由連接介質(zhì)30，而是經(jīng)由機(jī)架接地FG相互連接的。因此，在電源基板10中混入至信號(hào)接地SG1的噪聲不會(huì)經(jīng)過(guò)連接介質(zhì)30及信號(hào)接地SG2而傳播至控制基板20。

與此相應(yīng)地，在電源基板10中混入至信號(hào)接地SG1的噪聲向機(jī)架接地FG逃離，被機(jī)架接地FG吸收。例如，噪聲從框體40經(jīng)過(guò)電源機(jī)架接地線，被配電盤(pán)的機(jī)架接地(未圖示)吸收。此外，從機(jī)架接地FG向控制基板20的信號(hào)接地SG2的阻抗高于從機(jī)架接地FG向配電盤(pán)的機(jī)架接地的阻抗，因此噪聲不易從機(jī)架接地FG向信號(hào)接地SG2傳遞。

可以說(shuō)本申請(qǐng)的發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)了通過(guò)使機(jī)架接地FG吸收噪聲而帶來(lái)的噪聲去除效果超過(guò)通過(guò)將接地信號(hào)線32去除而帶來(lái)的缺點(diǎn)。

如以上說(shuō)明所示，根據(jù)本實(shí)施方式的控制單元1，抑制電源基板10之上的噪聲經(jīng)過(guò)連接介質(zhì)30而流入至控制基板20。因此，降低噪聲對(duì)控制基板20所使用的控制電壓VC的影響。其結(jié)果，控制單元1的動(dòng)作可靠性提高。

實(shí)施方式2.

圖4是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的控制單元1的結(jié)構(gòu)例的框圖。適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1重復(fù)的說(shuō)明。

根據(jù)本實(shí)施方式，控制電路21的信號(hào)接地SG2經(jīng)由濾波元件22與機(jī)架接地FG連接。例如，濾波元件22設(shè)置在控制基板20之上。作為濾波元件22，例如能夠使用電感器?；蛘?，作為濾波元件22，也能夠使用達(dá)到將信號(hào)接地SG2和機(jī)架接地FG視為相同這一程度的微小電阻。

圖5是表示本實(shí)施方式中的控制基板20的結(jié)構(gòu)例的概略圖。在控制基板20之上，形成有信號(hào)接地SG2的圖案和濾波元件22。濾波元件22的一端與信號(hào)接地SG2的圖案連接，其另一端通過(guò)螺釘23而與框體40(機(jī)架接地體)連接。

如以上說(shuō)明所示，根據(jù)本實(shí)施方式，信號(hào)接地SG2經(jīng)由濾波元件22而與機(jī)架接地FG連接。由此，從機(jī)架接地FG向信號(hào)接地SG2流入的噪聲進(jìn)一步降低。即，噪聲對(duì)控制基板20所使用的控制電壓VC的影響進(jìn)一步降低，是優(yōu)選的。

實(shí)施方式3.

圖6是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的控制單元1的結(jié)構(gòu)例的框圖。在本實(shí)施方式中，作為一個(gè)應(yīng)用例，對(duì)控制單元1被應(yīng)用于伺服放大器的情況進(jìn)行說(shuō)明。此外，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1重復(fù)的說(shuō)明。

作為伺服放大器的控制單元1進(jìn)行伺服電動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)控制。具體地說(shuō)，控制單元1除了上述的控制電源電路11和控制電路21之外，還具有開(kāi)關(guān)電路50及驅(qū)動(dòng)電路51。

控制電源電路11將從外部交流電源供給的交流電壓變換為直流的控制電壓VC。更詳細(xì)而言，控制電源電路11具有電力變換電路12(內(nèi)部電源)及輸出電路14。電力變換電路12的輸入與外部交流電源連接，其輸出與P側(cè)電力線PA和N側(cè)電力線NA連接。此外，N側(cè)電力線NA接地。電力變換電路12將從外部交流電源供給的交流電壓變換為直流電壓。輸出電路14基于該直流電壓而輸出控制電壓VC。在本例中，作為控制電壓VC，使用DC5V和DC3.3V這2種。

控制電路21基于由控制電源電路11生成的控制電壓VC進(jìn)行動(dòng)作。具體地說(shuō)，控制電路21按照外部指令(未圖示)，對(duì)開(kāi)關(guān)電路50和驅(qū)動(dòng)電路51的動(dòng)作進(jìn)行控制。在該控制中，也可以使用由安裝于伺服電動(dòng)機(jī)100的編碼器101進(jìn)行檢測(cè)的位置信息。

開(kāi)關(guān)電路50設(shè)置在外部交流電源和驅(qū)動(dòng)電路51之間。該開(kāi)關(guān)電路50由控制電路21進(jìn)行ON/OFF控制，以將從外部交流電源向驅(qū)動(dòng)電路51的交流電壓(交流電流)的供給接通(ON)/斷開(kāi)(OFF)。開(kāi)關(guān)電路50例如是繼電器。

驅(qū)動(dòng)電路51按照由控制電路21進(jìn)行的控制，對(duì)作為負(fù)載的伺服電動(dòng)機(jī)100進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。更詳細(xì)而言，驅(qū)動(dòng)電路51具有轉(zhuǎn)換器52及逆變器54。轉(zhuǎn)換器52的輸入與開(kāi)關(guān)電路50連接，其輸出與P側(cè)電力線PB和N側(cè)電力線NB連接。此外，N側(cè)電力線NB接地。轉(zhuǎn)換器52將經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路50供給的交流電壓變換為直流電壓。逆變器54將該直流電壓變換為交流電壓，輸出至伺服電動(dòng)機(jī)100。

在如上所述的結(jié)構(gòu)中，例如在開(kāi)關(guān)電路50的通斷(ON/OFF切換)時(shí)發(fā)生噪聲。所發(fā)生的噪聲有可能從驅(qū)動(dòng)電路51的N側(cè)電力線NB傳遞至控制電源電路11的N側(cè)電力線NA，對(duì)控制電壓VC產(chǎn)生影響。為了抑制如上述的由噪聲引起的對(duì)控制電路21中的控制電壓VC的影響，想到應(yīng)用本發(fā)明。

圖7及圖8是用于說(shuō)明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明而得到的效果的曲線圖。更詳細(xì)而言，圖7及圖8示出在開(kāi)關(guān)電路50從OFF切換為ON時(shí)控制電路21中的控制電壓VC所發(fā)生的噪聲。圖7示出如在上述圖3中示出的那樣，信號(hào)接地SG1和信號(hào)接地SG2經(jīng)由連接介質(zhì)30(接地信號(hào)線32)連接的對(duì)比例的情況。另一方面，圖8示出應(yīng)用了本發(fā)明的情況。

在圖7及圖8中，縱軸表示控制電路21中的控制電壓VC，橫軸表示時(shí)間。此外，請(qǐng)注意縱軸的比例尺在圖7和圖8中相同，是1V/div，但橫軸的比例尺在圖7和圖8中不同(在圖7中是2μs/div，在圖8中是500ns/div)。另外，在圖7及圖8各自中，示出DC3.3V(C1)和DC5V(C2)這兩者。

在圖7中示出的對(duì)比例的情況下，切換為ON時(shí)的噪聲的振蕩幅度如下所示。在DC3.3V(C1)時(shí)，噪聲電壓的最大值和最小值分別是6.25V和0.04V。在DC5V(C2)時(shí)，噪聲電壓的最大值和最小值分別是7.67V和1.79V。

另一方面，在圖8中示出的本發(fā)明的情況下，切換為ON時(shí)的噪聲的振蕩幅度如下所示。在DC3.3V(C1)時(shí)，噪聲電壓的最大值和最小值分別是5.79V和0.7V。在DC5V(C2)時(shí)，噪聲電壓的最大值和最小值分別是7.12V和3.04V。

如上所述，可知通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，控制電壓VC所發(fā)生的噪聲的振蕩幅度減小。

以上，通過(guò)參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離主旨的范圍能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行適當(dāng)變更。

標(biāo)號(hào)的說(shuō)明

1控制單元，10電源基板，11控制電源電路，12電力變換電路，14輸出電路，20控制基板，21控制電路，22濾波元件，23螺釘，30連接介質(zhì)，31電源信號(hào)線，32接地信號(hào)線，40框體，50開(kāi)關(guān)電路，51驅(qū)動(dòng)電路，52轉(zhuǎn)換器，54逆變器，100伺服電動(dòng)機(jī)，101編碼器，F(xiàn)G機(jī)架接地，SG1信號(hào)接地，SG2信號(hào)接地，VC控制電壓。