JP2007116777A - ロボットシステムの入力電源投入遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非常の際の回路切断不良や、通常稼働時の熱ロスの発生を抑制するとともに、有接点開閉部の劣化を無くし有接点開閉部のメンテナンス期間を機械的寿命に近づけることにより、寿命を飛躍的に延長することができるロボットシステムの入力電源投入遮断装置を提供する。
【解決手段】入力電源１と有接点開閉部２の間に配置され有接点開閉部２の接点と直列に電気接続された無接点開閉部４と、ロボット制御装置３の電源投入時には有接点開閉部２より無接点開閉部４が遅く閉じ、ロボット制御装置３の電源遮断時には有接点開閉部２より無接点開閉部４が早く開くように制御する開閉制御部５と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボットシステムの入力電源投入遮断装置に関し、特に入力電源をメカニカルに回路開閉する有接点開閉部を有するロボットシステムの入力電源投入遮断装置に関する。

従来のロボットシステム装置は、安全面からの要求で主回路電源の入切に有接点の開閉部を設置している（例えば、特許文献１参照）。
これは、非常時に確実に回路切断が行われるようにする為である。
図４は、従来技術を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の説明図である。
図４において、１は入力電源、２はコンタクタなどの有接点開閉部、３はロボット制御装置である。また、Ｔｃｔｏｎは有接点開閉信号である。
以下、図４を用いて、従来技術によるロボットシステムの入力電源投入遮断装置の動作を説明する。
電源投入時には、有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎで有接点開閉部２のコイルを励磁して、有接点開閉部２の接点を導通状態にすることによりロボット制御装置３に電源を投入する。
電源遮断時には、有接点開閉部２のコイルの励磁を止め、有接点開閉部２の接点を遮断状態にすることによりロボット制御装置３の電源を遮断する。
このように、従来技術によるロボットシステムの入力電源投入遮断装置は、有接点開閉部２を開閉して入力電源を入切するのである。
特開平６−２０６１８３号公報（第１図）

しかしながら、従来技術によるロボットシステムの入力電源投入遮断装置は、有接点開閉部を通電状態で入切する為、入切の際に発生するスパークやアークにより接点の劣化（電気的寿命）が起こり、有接点開閉部の機械的寿命よりも短期間で定期的メンテナンスを行わなければならないという問題があった。また、この電気的寿命を無視して、無メンテナンスで使用した場合は有接点の溶着、あるいは接点の電気的抵抗の増加が発生し、非常の際の回路切断不良や、通常稼働時の熱ロスが発生するという問題もあった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、非常の際の回路切断不良や、通常稼働時の熱ロスの発生を抑制するとともに、有接点開閉部の劣化を無くし有接点開閉部のメンテナンス期間を機械的寿命に近づけることにより、寿命を飛躍的に延長することができるロボットシステムの入力電源投入遮断装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力電源とロボット制御装置の間に配置されメカニカルに回路開閉を行う有接点開閉部を備えたロボットシステムの入力電源投入遮断装置において、前記入力電源と前記有接点開閉部の間に配置され前記有接点開閉部の接点と直列に電気接続された無接点開閉部と、前記ロボット制御装置の電源投入時には前記有接点開閉部より前記無接点開閉部が遅く閉じ、前記ロボット制御装置の電源遮断時には前記有接点開閉部より前記無接点開閉部が早く開くように制御する開閉制御部と、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、入力電源とロボット制御装置の間に配置されメカニカルに回路開閉を行う有接点開閉部を備えたロボットシステムの入力電源投入遮断装置において、前記ロボット制御装置と前記有接点開閉部の間に配置され、前記有接点開閉部の接点と直列に電気接続された無接点開閉部と、前記ロボット制御装置の電源投入時には前記有接点開閉部より前記無接点開閉部が遅く閉じ、前記ロボット制御装置の電源遮断時には前記有接点開閉部より前記無接点開閉部が早く開くように制御する開閉制御部と、を備えたことを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のロボットシステムの入力電源投入遮断装置において、前記無接点開閉部は、半導体スイッチであることを特徴としている。

請求項１または２に記載の発明によれば、有接点開閉部が無通電で開閉する構成としたので、非常の際の回路切断不良や、通常稼働時の熱ロスの発生を抑制できる。また、有接点開閉部の劣化を無くし、有接点開閉部の寿命を飛躍的に延長することができるため、メンテナンス期間を長期化することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、半導体スイッチを用いることにより、有接点開閉部の劣化を無くし、有接点開閉部の寿命を飛躍的に延長することができるため、メンテナンス期間を長期化することができる。

以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、第１実施例を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の構成図である。
図１において、１は入力電源、２はコンタクタなどの有接点開閉部、３はロボット制御装置、４はトランジスタ、サイリスタ等の半導体スイッチから成る無接点開閉部、５は開閉制御部である。また、Ｉｉｎは有接点開閉部２に流れる流入電流、Ｓｗｏｎは無接点開閉信号、Ｔｃｔｏｎは有接点開閉信号である。なお、図１では３相電源で表記しているが、相数は規定しない。
本発明の特徴は以下のとおりである。
すなわち、入力電源１と有接点開閉部２の間に配置され有接点開閉部２の接点と直列に電気接続された無接点開閉部４と、ロボット制御装置３の電源投入時には有接点開閉部２より無接点開閉部４が遅く閉じ、ロボット制御装置３の電源遮断時には有接点開閉部２より無接点開閉部４が早く開くように制御する開閉制御部５と、を備えるようにしている点である。

図２は、本発明のロボットシステムの入力電源投入遮断装置の動作を示すシーケンス図である。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は入力電源電圧Ｖｉｎ、無接点開閉信号Ｓｗｏｎ、有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎ、有接点開閉部２の接点の実際の開閉状態、有接点開閉部２に流れる流入電流Ｉｉｎを示している。また、図２のｔｄは有接点開閉部２の機械的遅れ時間である。
以下、図１および図２を用いて本実施例における開閉制御部５の動作を説明する。
電源投入すなわち有接点開閉部２の接点を閉じる場合には、予め無接点開閉素子４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより開状態としておき、入力電源１から有接点開閉部２までの回路を遮断した状態にて、有接点開閉部２を有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎにより閉状態とし、その後、有接点開閉部２の機械的遅れ時間ｔｄ以上経った後、無接点開閉素子４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより閉状態にする。
一方、電源遮断すなわち接点を開く場合は、先に無接点開閉素子４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより開状態とし、その後、有接点開閉部２を有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎにより開状態にする。
以上の動作により、有接点開閉部２の実際の開閉点である図２のＡ、Ｂの時点では、有接点開閉部２に流入する電流Ｉｉｎを０とする事が出来る。

図３は、第２実施例を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の構成図である。
図３において、図１と同じ説明符号のものは、図１と同じ構成要素および信号を示しているものとし、その説明は省略する。
本実施例が、第１実施例と相違する点は以下のとおりである。
すなわち、本実施例は、第１実施例である図１を構成する無接点開閉素子４を、入力電源１と有接点開閉部２の間の設置に代えて、有接点開閉部２とロボット制御装置３の間に設置する構成としたものであり、その他の構成は第１実施例と同じであり、動作シーケンスも第１実施例における図２と同じである。
以下、図２、３を用いて本実施例における開閉制御部５の動作を説明する。
電源投入すなわち接点を閉じる場合には、予め無接点開閉部４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより開状態としておき、有接点開閉部２を有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎにより閉状態とし、その後、有接点開閉部２の機械的遅れ時間ｔｄ以上経った後、無接点開閉部４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより閉状態にする。
電源遮断すなわち接点を開く場合は、先に無接点開閉部４を無接点開閉信号Ｓｗｏｎにより開状態とし、その後、有接点開閉部２を有接点開閉信号Ｔｃｔｏｎにより開状態にする。

以上述べたように、本発明の第１、２実施例に係るロボットシステムの入力電源投入遮断装置は、入力電源１と有接点開閉部２の間、またはロボット制御装置３と有接点開閉部２の間に設置され、有接点開閉部２の接点と直列に電気接続された半導体スイッチなどの無接点開閉部４を備え、無接点開閉部４は、投入時には有接点開閉部２より遅く閉じられ、遮断時には有接点開閉部２より早く開かれる有接点開閉部２の開閉前に通電を停止する開閉制御部５を備える構成としているので、非常の際の回路切断不良や、通常稼働時の熱ロスの発生を抑制できるとともに、有接点開閉部２の接点は無通電開閉であるため、有接点開閉部２の劣化を無くし有接点開閉部２の寿命を飛躍的に延長することができるため、メンテナンス期間を長期化、もしくはメンテナンスフリーにすることができる。

通電開閉を行う有接点開閉部を有し、メンテナンス期間の長期化もしくはメンテナンスフリーが求められるシステムの入力電源投入遮断装置への適用が可能である。

第１実施例を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の構成図 本発明のロボットシステムの入力電源投入遮断装置の動作を示すシーケンス図 第２実施例を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の構成図 従来技術を示すロボットシステムの入力電源投入遮断装置の説明図

符号の説明

１ 入力電源
２ コンタクタなどの有接点開閉部
３ ロボット制御装置
４ トランジスタ、サイリスタ等の半導体スイッチから成る無接点開閉部
５ 開閉制御部

Claims (3)

1. 入力電源（１）とロボット制御装置（３）の間に配置されメカニカルに回路開閉を行う有接点開閉部（２）を備えたロボットシステムの入力電源投入遮断装置において、
   前記入力電源（１）と前記有接点開閉部（２）の間に配置され前記有接点開閉部（２）の接点と直列に電気接続された無接点開閉部（４）と、
   前記ロボット制御装置（３）の電源投入時には前記有接点開閉部（２）より前記無接点開閉部（４）が遅く閉じ、前記ロボット制御装置（３）の電源遮断時には前記有接点開閉部（２）より前記無接点開閉部（４）が早く開くように制御する開閉制御部（５）と、を備えたことを特徴とするロボットシステムの入力電源投入遮断装置。
2. 入力電源（１）とロボット制御装置（３）の間に配置されメカニカルに回路開閉を行う有接点開閉部（２）を備えたロボットシステムの入力電源投入遮断装置において、
   前記ロボット制御装置（３）と前記有接点開閉部（２）の間に配置され、前記有接点開閉部（２）の接点と直列に電気接続された無接点開閉部（４）と、
   前記ロボット制御装置（３）の電源投入時には前記有接点開閉部（２）より前記無接点開閉部（４）が遅く閉じ、前記ロボット制御装置（３）の電源遮断時には前記有接点開閉部（２）より前記無接点開閉部（４）が早く開くように制御する開閉制御部（５）と、を備えたことを特徴とするロボットシステムの入力電源投入遮断装置。
3. 前記無接点開閉部（４）は、
   半導体スイッチであることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステムの入力電源投入遮断装置。

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