多軸機械手的動力切斷裝置以及多軸機械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備分別驅(qū)動多軸機械手的多個軸的多個馬達的動力切斷裝置以及多軸機械手。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，作為工業(yè)機械手等使用的機械手形成為設置有對工作所需的可動構(gòu)件進行驅(qū)動的多個馬達的多軸機械手結(jié)構(gòu)。在使這樣的機械手工作時，同時運行多個馬達并執(zhí)行控制。在緊急停止時形成為啟動安全回路的結(jié)構(gòu)(例如參照專利文獻I)。
[0003]在現(xiàn)有的機械手中，通過安全回路完全切斷馬達的動力。為了保證馬達無法工作的狀態(tài)，例如采用通過電磁接觸器(magnet contact)機械切斷使馬達工作的三相交流電源的電力供給線路的方式。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻:
專利文獻:
專利文獻1:美國專利第7253577號說明書；
專利文獻2:美國專利申請公開第2005/122641號說明書；
專利文獻3:日本特開2008-153748號公報；
專利文獻4:日本特開2011-182535號公報；
專利文獻5:日本特開2008-187873號公報；
專利文獻6:日本特開平11-122981號公報；
專利文獻7:日本特開2005-161486號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題:
然而，上述電磁接觸器等機械式開關(guān)，其設置空間較大，成本方面缺點也較大。又，存在由于是機械部件所以成為壽命有限的部件這樣的問題。
[0006]因此，本發(fā)明是為了解決這樣的問題而形成的，其目的是提供:具備與使用現(xiàn)有的機械式開關(guān)的切斷回路相比設置空間小、成本低、且壽命長的切斷回路且能夠安全可靠地停止驅(qū)動馬達的多軸機械手。
[0007]解決問題的手段:
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明一種形態(tài)的多軸機械手的動力切斷裝置具備:分別驅(qū)動多軸機械手的多個軸的多個馬達;將電力進行控制并供給至所述多個馬達而分別控制該多個馬達的動作的多個電力轉(zhuǎn)換器；向構(gòu)成各所述電力轉(zhuǎn)換器的第一半導體開關(guān)器件的控制端子輸出根據(jù)用于控制所述馬達的動作的控制信號的驅(qū)動信號，從而驅(qū)動該第一半導體開關(guān)器件的驅(qū)動回路;設置于向所述驅(qū)動回路供給第一工作用電力的第一電路的中途的第一切斷回路;對所述多個軸分別進行制動的多個電磁制動器;設置于向各所述電磁制動器供給第二工作用電力的第二電路的中途的第二切斷回路;和向所述第一切斷回路以及第二切斷回路輸出切斷信號的切斷控制回路;所述第一切斷回路以及第二切斷回路中至少任意一個切斷回路(以下稱為特定切斷回路)包括兩個以上的第二半導體開關(guān)器件，所述兩個以上的第二半導體開關(guān)器件相互串聯(lián)地分別嵌入于所述第一電路以及第二電路中的與該特定切斷回路相對應的電路(以下稱為特定電路)中，并且根據(jù)所述切斷信號分別斷開而切斷所述特定電路。在這里，在半導體開關(guān)器件所必備的三個端子中，將與需要導通以及切斷的電路連接的一對端子定義為主端子，將控制導通以及切斷的信號被輸入的端子定義為控制端子。例如，如果是FET，則源極以及漏極為主端子，柵極為控制端子。如果是IGBT以及雙極型晶體管，則發(fā)射極以及集電極為主端子，基極為控制端子。
[0008]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，切斷回路由半導體開關(guān)器件構(gòu)成，因此相較于現(xiàn)有的具有電磁接觸器(以下稱為MC)等機械式開關(guān)的切斷回路而言，能夠?qū)崿F(xiàn)切斷回路的集成化，從而能夠削減設置空間。又，通過集成回路，無需使用MC便能夠以低廉價格構(gòu)成回路，從而削減切斷回路的成本。又，半導體開關(guān)器件不通過機械式接點而通過對半導體中載流子移動的控制進行開啟(導通)以及斷開(非導通)，因此延長切斷回路的壽命。此外，通過相互串聯(lián)地分別嵌入于作為切斷對象的電路中的兩個以上半導體開關(guān)器件切斷該電路，因此即便一個半導體開關(guān)器件發(fā)生故障，也能夠通過剩余的半導體開關(guān)器件切斷特定電路，因此改善安全性。在這里，半導體開關(guān)器件例如是晶體管、閘流晶體管等，具體而言是FET。另外，也可以是雙極型晶體管、或者IGBT。
[0009]也可以是所述切斷控制回路向所述第二半導體開關(guān)器件的控制端子定期地輸出使該第二半導體開關(guān)器件斷開的脈沖，并且診斷所述第二半導體開關(guān)器件是否斷開。
[0010]通過上述結(jié)構(gòu)，關(guān)于切斷回路是否處于正常，能夠定期地進行自我診斷，因此改善安全性。
[0011]在將所述驅(qū)動回路以及所述電磁制動器定義為負載、將所述兩個以上的第二半導體開關(guān)器件中的一個半導體開關(guān)器件定義為電源側(cè)半導體開關(guān)器件、將比該電源側(cè)半導體開關(guān)器件靠近所述負載側(cè)的位置上的另一半導體開關(guān)器件定義為負載側(cè)半導體開關(guān)器件的情況下，所述切斷控制回路還具備向所述電源側(cè)半導體開關(guān)器件的控制端子輸出包含所述脈沖的第一診斷信號的第一診斷回路、和向所述負載側(cè)半導體開關(guān)器件的控制端子輸出第二診斷信號的第二診斷回路，所述第二診斷信號包含具有與所述第一診斷信號的脈沖不同的相位的脈沖;所述第一診斷回路從所述負載側(cè)半導體開關(guān)器件的所述負載側(cè)的主端子接收對所述第二診斷信號的響應信號，并且診斷所述負載側(cè)半導體開關(guān)器件是否正常工作;所述第二診斷回路從所述電源側(cè)半導體開關(guān)器件的所述負載側(cè)的主端子接收對所述第一診斷信號的響應信號，并且診斷所述電源側(cè)半導體開關(guān)器件是否正常工作。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在兩個診斷回路中，相互確認是否從對方的診斷回路輸出診斷信號，從而能夠防止因未輸出診斷信號而導致的誤診斷。
[0013]根據(jù)本發(fā)明一種形態(tài)的多軸機械手具備上述多軸機械手的動力切斷裝置。
[0014]發(fā)明效果:
本發(fā)明發(fā)揮如下效果:能夠提供具備相較于現(xiàn)有的使用機械式開關(guān)的切斷回路而言設置空間小、成本低、以及壽命長的切斷回路、且能安全可靠地停止驅(qū)動馬達的多軸機械手。
[0015]本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點是在參照附圖的基礎上，由以下優(yōu)選的實施形態(tài)的詳細說明得以明了。
【附圖說明】
[0016]圖1是示出使用根據(jù)本實施形態(tài)的多軸機械手的動力切斷裝置的該多軸機械手結(jié)構(gòu)的圖；
圖2是示出圖1多軸機械手的馬達驅(qū)動系統(tǒng)的動力切斷裝置回路結(jié)構(gòu)的一個示例的回路圖；
圖3是示出圖1多軸機械手的制動系統(tǒng)的動力切斷裝置回路結(jié)構(gòu)的一個示例的回路圖； 圖4是圖2以及圖3所示的動力切斷裝置中的自我診斷控制的時序圖；
圖5是示出圖2以及圖3所示的動力切斷裝置的切斷回路的其他結(jié)構(gòu)的回路圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，參照【附圖說明】根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)。
[0018]圖1是示出使用根據(jù)本實施形態(tài)多軸機械手的動力切斷裝置的該多軸機械手的結(jié)構(gòu)的圖。在本實施形態(tài)中，多軸機械手只要形成為具備工作所需的多個可動構(gòu)件、且它們由多個馬達驅(qū)動的結(jié)構(gòu)即可。因此，在本實施形態(tài)中，作為多軸機械手，典型的有多關(guān)節(jié)機械手，但是不限于此。如圖1所示，多軸機械手100例如形成為六軸機械手的結(jié)構(gòu)，該六軸機械手具備設置于梢端的腕部、和從規(guī)定的基端向該腕部依次設置的六個關(guān)節(jié)Jl?J6，且六個關(guān)節(jié)Jl?J6分別具有第一旋轉(zhuǎn)軸至第六旋轉(zhuǎn)軸Al?A6。在基臺2上依次