电动机控制系统以及制动器异常检测方法技术方案

提供一种电动机控制系统以及制动器异常检测方法。本发明专利技术的电动机控制系统具备：信号接收部，其接收使机械制动器工作的信号；位置监视部，其使用位置检测器来获取从接收到所述信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位置的历史记录；位移量计算部，其根据所述历史记录来计算从接收到所述信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位移量；以及异常判断部，其在计算出的旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为机械制动器存在异常。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动机控制系统，其具备在伺服电动机的励磁消失时对伺服电动机的输出轴进行制动的机械式制动器(以下简称为机械制动器)。特别是，本专利技术涉及一种具备对这种机械制动器的异常进行检测的功能的电动机控制系统以及制动器异常检测方法。
技术介绍
以往以来，已知一种通过利用伺服电动机使滚珠丝杠旋转来使主轴头沿滚珠丝杠移动的机床。在主轴头上安装有立铣刀、钻头等工具，一边使工具旋转一边使主轴头向工件移动，由此进行工件的加工。并且，在机床中，存在如立式铣床那样通过使滚珠丝杠沿重力方向延伸来使主轴头沿重力方向上下运动的机床。在这种机床中，当在电源关闭时、紧急停止时伺服电动机的励磁消失时，滚珠丝杠变得能够自由地旋转，存在主轴头由于重力的影响而落下的危险性。因而，在主轴头上下运动的机床中安装有机械制动器，该机械制动器在电源关闭时、紧急停止时对伺服电动机的输出轴进行制动。另外，在产业用机器人中，伺服电动机也被用于对机器人的轴进行驱动，因此当在电源关闭时、紧急停止时伺服电动机的励磁消失时，存在机器人的臂部落下的危险性。因此，在产业用机器人中也搭载有对伺服电动机的输出轴进行制动的机械制动器。另外，在上述的机械制动器存在异常时，在电源关闭时、紧急停止时也存在机床的主轴头或机器人的臂部落下的危险性。因此，如日本专利第3081258号公报、日本特开平06-284766号公报等所示那样，提出了用于检测上述的机械制动器的异常的方法。日本专利第3081258号公报公开了一种机械制动器，该机械制动器包括与电动机的输出轴连结的制动盘和被按压于制动盘的制动蹄。而且，在日本专利第3081258号公报所公开的机械制动器的故障检测方法中，在对电动机旋转轴进行制动时，一边逐渐增加向电动机提供的电流一边检测该电动机旋转开始时的电流值。同样地，在不对电动机旋转轴进行制动时也一边逐渐增加向电动机提供的电流一边检测该电动机旋转开始时的电流值。然后，通过将这些检测电流值的差同与制动力矩相当的设定值进行比较，来对机械制动器的故障进行检测。另外，在日本特开平06-284766号公报所公开的机械制动器的异常检测方法中，在机械制动器的摩擦制动构件的磨损量处于正常范围时，不使机械制动器工作而使电动机运转，预先测定该运转时的电动机负载电流值并存储该电流值。在对机械制动器进行检查的情况下，与摩擦制动构件的磨损量处于正常范围时同样地，不使机械制动器工作而使电动机运转，检测该运转时的电动机负载电流的大小。然后，通过将检测出的电动机负载电流检测值与预先存储的电动机负载电流值进行比较，来对机械制动器的异常进行检测。如上述的日本专利第3081258号公报和日本特开平06-284766号公报所公开的那样的机械制动器的异常检测方法是另外执行机械制动器的检查程序来对诊断机械制动器是否存在异常的方法。因此，在日本专利第3081258号公报和日本特开平06-284766号公报所公开的机械制动器的异常检测方法中，存在有时在实施机械制动器的检查之前机械制动器已经发生了异常这样的问题。因而，期待的是，即使在不实施机械制动器的检查时也能够检测机械制动器的异常或异常的预兆的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够提前对作用于伺服电动机或由该伺服电动机驱动的轴的机械制动器的异常进行检测的制动器异常检测方法以及电动机控制系统。根据本专利技术的第一方式，提供一种电动机控制系统，具备：伺服电动机；机械式制动器，其作用于伺服电动机或由该伺服电动机驱动的轴；控制装置，其对伺服电动机和机械式制动器进行控制；以及位置检测器，其对伺服电动机的旋转位置或轴的位置进行检测，其中，控制装置具备：信号接收部，其接收使机械式制动器工作的信号；位置监视部，其通过位置检测器来监视伺服电动机的旋转位置，获取从接收到信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位置的历史记录；位移量计算部，其根据历史记录来计算从接收到信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位移量；以及异常判断部，其在所计算出的旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第二方式，提供一种根据第一方式的电动机控制系统，其中，位置监视部获取接收到信号时的伺服电动机的旋转速度，异常判断部根据获取到的该旋转速度来变更第一阈值，在由位移量计算部计算出的旋转位移量比变更后的阈值大的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第三方式，提供一种根据第一方式的电动机控制系统，其中，位置监视部获取接收到信号时的伺服电动机的旋转速度，位移量计算部将获取到的该旋转速度的平方除以已经计算出的旋转位移量，异常判断部在该除法计算所得到的值比规定的第二阈值小的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第四方式，提供一种根据第一方式或第二方式的电动机控制系统，其中，控制装置还具备第一存储部，在每次接收到信号时，该第一存储部逐次存储由位移量计算部计算出的旋转位移量，在每次接收到信号时，异常判断部在由位移量计算部计算出的旋转位移量比之前存储于第一存储部的旋转位移量增加的情况下，判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第五方式，提供一种根据第三方式的电动机控制系统，其中，控制装置还具备第一存储部，在每次接收到信号时，该第一存储部逐次存储由位移量计算部得到的除法计算所得到的值，在每次接收到信号时，异常判断部在由位移量计算部得到的除法计算所得到的值比之前存储于所述第一存储部的除法计算所得到的值减少的情况下，判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第六方式，提供一种根据第一方式至第五方式中的任一方式的电动机控制系统，其中，控制装置还具备第二存储部，该第二存储部存储由位置监视部获取到的伺服电动机的旋转位置的历史记录，该控制装置将第二存储部中存储的历史记录输出到控制装置的外部。根据本专利技术的第七方式，提供一种电动机控制系统的制动器异常检测方法，该电动机控制系统具备：伺服电动机；机械式制动器，其作用于伺服电动机或由该伺服电动机驱动的轴；以及位置检测器，其对伺服电动机的旋转位置或轴的位置进行检测，该制动器异常检测方法包括：获取从机械式制动器的工作开始起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位置的历史记录；根据历史记录来计算从机械式制动器的工作开始起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位移量；以及在计算出的旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第八方式，提供一种根据第七方式的制动器异常检测方法，其中，获取开始了机械式制动器的工作时的伺服电动机的旋转速度，根据该获取到的旋转速度来变更第一阈值，在计算出的旋转位移量比变更后的阈值大的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第九方式，提供一种根据第七方式的制动器异常检测方法，其中，获取开始了机械式制动器的工作时的伺服电动机的旋转速度，将该获取到的旋转速度的平方除以已经计算出的旋转位移量，在该除法计算所得到的值比规定的第二阈值小的情况下判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第十方式，提供一种根据第七方式或第八方式的制动器异常检测方法，其中，在每次使机械式制动器工作时，在计算出的旋转位移量增加的情况下，判断为机械式制动器存在异常。根据本专利技术的第十一方式，提供一种根据第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制系统，具备：伺服电动机；机械式制动器，其作用于所述伺服电动机或由所述伺服电动机驱动的轴；控制装置，其对所述伺服电动机和所述机械式制动器进行控制；以及位置检测器，其对所述伺服电动机的旋转位置或所述轴的位置进行检测，其中，所述控制装置具备：信号接收部，其接收使所述机械式制动器工作的信号；位置监视部，其通过所述位置检测器来监视所述伺服电动机的旋转位置，获取从接收到所述信号起到所述伺服电动机的旋转停止为止的所述伺服电动机的旋转位置的历史记录；位移量计算部，其根据所述历史记录来计算从接收到所述信号起到所述伺服电动机的旋转停止为止的所述伺服电动机的旋转位移量；以及异常判断部，其在所计算出的所述旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为所述机械式制动器存在异常。

【技术特征摘要】
2015.05.29 JP 2015-1101141.一种电动机控制系统，具备：伺服电动机；机械式制动器，其作用于所述伺服电动机或由所述伺服电动机驱动的轴；控制装置，其对所述伺服电动机和所述机械式制动器进行控制；以及位置检测器，其对所述伺服电动机的旋转位置或所述轴的位置进行检测，其中，所述控制装置具备：信号接收部，其接收使所述机械式制动器工作的信号；位置监视部，其通过所述位置检测器来监视所述伺服电动机的旋转位置，获取从接收到所述信号起到所述伺服电动机的旋转停止为止的所述伺服电动机的旋转位置的历史记录；位移量计算部，其根据所述历史记录来计算从接收到所述信号起到所述伺服电动机的旋转停止为止的所述伺服电动机的旋转位移量；以及异常判断部，其在所计算出的所述旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为所述机械式制动器存在异常。2.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其特征在于，所述位置监视部获取接收到所述信号时的所述伺服电动机的旋转速度，所述异常判断部根据所获取到的该旋转速度来变更所述第一阈值，在由所述位移量计算部计算出的所述旋转位移量比变更后的阈值大的情况下判断为所述机械式制动器存在异常。3.根据权利要求1所述的电动机控制系统，其特征在于，所述位置监视部获取接收到所述信号时的所述伺服电动机的旋转速度，所述位移量计算部将所获取到的该旋转速度的平方除以已经计算出的所述旋转位移量，所述异常判断部在该除法计算所得到的值比规定的第二阈值小的情况下判断为所述机械式制动器存在异常。4.根据权利要求1或2所述的电动机控制系统，其特征在于，所述控制装置还具备第一存储部，在每次接收到所述信号时，该第一存储部逐次存储由所述位移量计算部计算出的所述旋转位移量，在每次接收到所述信号时，所述异常判断部在由所述位移量计算部计算出的所述旋转位移量比之前存储于所述第一存储部的所述旋转位移量增加的情况下，判断为所述机械式制动器存在异常。5.根据权利要求3所述的电动机控制系统，其特征在于，所述控制装置还具备第一存储部，在每次接收到所述信号时，该第一存储部逐次存储由所述位移量计算部得到的所述除法计算所得到的值，在每次接收到所述信号时，所述异常判断部在由所述位移量计算部得到的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪饲聪史，相泽智之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP