CN103780180B - 磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种能预测磁粉离合器和制动器的寿命的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法。寿命运算部(15)基于磁粉离合器和制动器(1)的传递转矩、给磁粉离合器和制动器(1)的电流指令值、基于磁粉离合器和制动器(1)的型号名称而提取出的事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据、将磁粉离合器和制动器(1)判定为已到寿命的寿命判定值、及磁粉离合器和制动器(1)的累计运转时间，来运算传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间，以作为磁粉离合器和制动器(1)的剩余寿命。

Description

磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法

技术领域

本发明涉及在电动机等的负载试验的转矩控制中使用的、以及在纸张、薄膜、绳线、线缆等长条材料的卷出部、卷绕部或中间部的材料的张力控制中使用的磁粉离合器和制动器的反馈控制系统及反馈控制方法。

背景技术

磁粉离合器和制动器使用磁粉(磁性铁粉)来传递转矩，兼具流体离合器的流畅性、摩擦片式离合器连接时的高效率等优点(例如，参照非专利文献1)。

例如，在电动机等的负载试验中使用的、利用磁粉制动器、及磁粉离合器和制动器用控制装置的转矩反馈控制系统中，需要产生所期望的传递转矩。因而，利用转矩传感器对磁粉制动器的传递转矩进行实际测量，磁粉离合器和制动器用控制装置基于实际测量出的传递转矩，通过增减流过磁粉制动器的励磁线圈的电流来对转矩进行校正，使得传递转矩接近目标转矩。

此外，在适用于印刷机和剪切机等的、利用磁粉制动器、张力检测器、及磁粉离合器和制动器用控制装置的张力反馈控制系统中，出于产品的加工和精加工的关系，需要将材料的张力控制为一定。因而，利用张力检测器对材料的张力进行实际测量，磁粉离合器和制动器用控制装置基于实际测量出的张力，通过增减流过磁粉制动器的励磁线圈的电流来对转矩进行控制，使得张力成为一定(目标张力)。

在这样的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中，磁粉离合器和制动器用控制装置基于传递转矩或张力的实际测量值，对磁粉离合器和制动器的传递转矩进行校正，以使其接近目标转矩或目标张力。因此，能对磁粉离合器和制动器的转矩变动进行校正。

此处，作为左右磁粉离合器和制动器的寿命的要素，可举出有磁粉的氧化。磁粉若长时间使用，则因摩擦而氧化，随之，磁粉离合器和制动器的传递转矩也缓慢劣化。

因而，考虑磁粉离合器和制动器的传递转矩的劣化，在工厂出货时，对磁粉离合器和制动器的传递转矩进行设定，使得在施加额定电流时，产生比额定转矩例如要高约30％左右的转矩，将磁粉离合器和制动器的寿命定义为在施加额定电流时、传递转矩劣化至额定转矩为止的时间，例如约为5000～8000小时。

然而，此处定义的到寿命为止的时间是对磁粉离合器和制动器的每一型号名称定义的、在成为允许发热量的上限附近的状态下连续使用的最严格的使用条件的情况下的时间。因此，实际上，寿命会根据传递转矩和转速等使用条件而发生较大变化，根据条件，可延长寿命。

此外，在以小于额定转矩的传递转矩来使用的情况下，由于即使施加额定电流时的传递转矩低于额定转矩，也能继续使用，因此，实际使用寿命会进一步延长。

另外，若磁粉离合器和制动器的传递转矩缓慢劣化，变成无法产生上述目标转矩或目标张力的状况，则利用磁粉离合器和制动器用控制装置难以对转矩进行校正，传递转矩或张力变得低于目标转矩或目标张力。即，磁粉离合器和制动器被判断为已到寿命，需要进行检修或更换。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“三菱电磁离合器和制动器<磁粉式/磁滞式>三菱张力控制器综合产品目录2011～2012年度版”，三菱电机株式会社，2011年9月

发明内容

然而，现有技术具有以下问题。

如上所述，由于磁粉离合器和制动器的寿命因使用条件等而发生较大变化，因此，难以预测上述反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的寿命。

即，存在难以判断对磁粉离合器和制动器进行检修或更换的时期的问题。因此，由于磁粉离合器和制动器有可能在运转中途发生故障，对生产产生影响，从而用户有时也会事先准备磁粉离合器和制动器的备用品，以使得对产品的生产不产生影响。

作为该问题的解决对策，可考虑通过运算来预测磁粉离合器和制动器的寿命。然而，磁粉离合器和制动器的传递转矩的劣化并非与运转时间成比例地直线推移。此外，对于磁粉离合器和制动器，根据转矩大小和结构等分别赋予型号名称，按每一型号名称，传递转矩的劣化的推移呈现稍稍不同的趋势。因而，存在难以通过运算来简单预测磁粉离合器和制动器的寿命的问题。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于获得一种磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法，其通过预测磁粉离合器和制动器的寿命，从而能明确对磁粉离合器和制动器进行检修或更换的时期，提高维护性。

本发明所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统包括：转矩获取部，该转矩获取部获取磁粉离合器和制动器的传递转矩；电流指令部，该电流指令部将流过磁粉离合器和制动器的励磁线圈的电流指令成电流指令值，使得磁粉离合器和制动器的传递转矩达到目标转矩；型号名称识别部，该型号名称识别部对磁粉离合器和制动器的型号名称进行识别；基于识别出的磁粉离合器和制动器的型号名称而提取出的、事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据；

寿命判定值设定部，该寿命判定值设定部将设定为目标转矩的最大值的值，设定成将磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值；时间测量部，该时间测量部对磁粉离合器和制动器的累计运转时间进行测量；及寿命运算部，该寿命运算部基于传递转矩、电流指令值、转矩劣化数据、标准转矩特性数据、寿命判定值、及累计运转时间，来运算传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间，以作为磁粉离合器和制动器的剩余寿命。

此外，本发明所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制方法包括：转矩获取步骤，该转矩获取步骤获取磁粉离合器和制动器的传递转矩；电流指令步骤，该电流指令步骤将流过磁粉离合器和制动器的励磁线圈的电流指令成电流指令值，使得磁粉离合器和制动器的传递转矩达到目标转矩；型号名称识别步骤，该型号名称识别步骤对磁粉离合器和制动器的型号名称进行识别；提取步骤，该提取步骤基于识别出的磁粉离合器和制动器的型号名称，提取出事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据；寿命判定值设定步骤，该寿命判定值设定步骤将设定为目标转矩的最大值的值，设定成将磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值；时间测量步骤，该时间测量步骤对磁粉离合器和制动器的累计运转时间进行测量；及寿命运算步骤，该寿命运算步骤基于传递转矩、电流指令值、转矩劣化数据、标准转矩特性数据、寿命判定值、及累计运转时间，来运算传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间，以作为磁粉离合器和制动器的剩余寿命。

根据本发明所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法，寿命运算部(步骤)基于磁粉离合器和制动器的传递转矩、给磁粉离合器和制动器的电流指令值、基于磁粉离合器和制动器的型号名称而提取出的事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据、将磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值、及磁粉离合器和制动器的累计运转时间，来运算传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间，以作为磁粉离合器和制动器的剩余寿命。

因此，通过预测磁粉离合器和制动器的寿命，从而能明确对磁粉离合器和制动器进行检修或更换的时期，提高维护性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的传递转矩的劣化推移的说明图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的励磁电流与传递转矩之间的关系的说明图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的剩余寿命的运算步骤的流程图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的剩余寿命的运算步骤的流程图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的、与磁粉离合器和制动器的型号名称相对应的转矩劣化数据的说明图。

图7是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的剩余寿命的运算步骤的流程图。

图8是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的剩余寿命的运算步骤的流程图。

图9是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的剩余寿命的运算步骤的流程图。

图10是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的转矩劣化测定值的说明图。

图11是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的转矩劣化的预测的说明图。

图12是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。

图13是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的一个示例的结构图。

图14是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的传递转矩与张力之间的关系的说明图。

图15是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的利用卷绕直径检测部的卷绕直径的检测方法的说明图。

图16是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的利用卷绕直径检测部的卷绕直径的检测方法的说明图。

图17是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的利用卷绕直径检测部的卷绕直径的检测方法的说明图。

图18是表示本发明的实施方式3所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。

图19是表示本发明的实施方式3所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中的磁粉离合器和制动器的允许发热量的说明图。

图20是表示本发明的实施方式4所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统及反馈控制方法的优选实施方式进行说明，但在各图中，对相同或相当的部分标注相同标号来进行说明。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。图1中，磁粉离合器和制动器1的目标转矩例如由用户等利用转矩设定部2来进行设定。磁粉离合器和制动器1的传递转矩由转矩检测部3来检测。此处，作为转矩检测部3的具体检测方法，可举出上述转矩传感器等。

此外，基于由转矩检测部3检测出的转矩检测值和由转矩设定部2设定的目标转矩，电流指令部11将流过磁粉离合器和制动器1的励磁线圈的电流进行指令(电流指令值)，对磁粉离合器和制动器1的传递转矩进行控制。

型号名称识别部4对所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称进行识别。具体而言，有用户直接输入所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称的方法、以及用户使用读码器或移动电话来读入对磁粉离合器和制动器1赋予的QR码、条形码、电子标签等的方法等。

此外，基于由型号名称识别部4识别出的型号名称，提取出与所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应的转矩劣化数据12和标准转矩特性数据13。对于按磁粉离合器和制动器1的每一型号名称事先获取的转矩劣化数据12和标准转矩特性数据13，通过从磁粉离合器和制动器用控制装置10内或保存于外部的数据库读入、或用户直接输入到磁粉离合器和制动器用控制装置10等方法来提取。

另外，转矩劣化数据12是图2所示那样的、表示磁粉离合器和制动器1的转矩劣化推移的代表例的曲线图。从图2可知，转矩劣化推移的趋势并非与时间成比例地直线下降，而且，按照磁粉离合器和制动器1的每一型号名称，示出稍稍不同的趋势。

此外，标准转矩特性数据13是图3所示那样的、表示磁粉离合器和制动器1的励磁电流与传递转矩之间的关系的曲线图。按照磁粉离合器和制动器1的每一型号名称，存在各自的标准转矩特性数据13。另外，关于磁粉离合器和制动器1的标准转矩特性，在日本专利第3297219号公报中有详细描述。

寿命判定值设定部5设定将磁粉离合器和制动器1判定为已到寿命的寿命判定值。另外，所谓寿命判定值，是指使用设置有磁粉离合器和制动器1的机器的用户利用转矩设定部2有可能设定的目标转矩的最大值。此外，时间测量部14对磁粉离合器和制动器1的累计运转时间进行测量。

寿命运算部15基于由转矩检测部3检测出的转矩检测值、由电流指令部11所指令的电流指令值、根据磁粉离合器和制动器1的型号名称提取出的转矩劣化数据12和标准转矩特性数据13、由寿命判定值设定部5设定的寿命判定值、及由时间测量部14测量出的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间，对传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间、即磁粉离合器和制动器1的剩余寿命进行运算。

以下，参照图4～图11，对利用寿命运算部15的磁粉离合器和制动器1的剩余寿命的具体运算步骤进行说明。首先，在对机器设置磁粉离合器和制动器1之后，在最初使机器运转时，进行图4的流程图所示的处理。

图4中，首先，在运转开始前进行初次运转准备(步骤S101)。此处，初次运转准备在图5的流程图中示出。图5中，首先，利用型号名称识别部4对所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称进行识别(步骤S201)。

接着，提取出与所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应的转矩劣化数据12(步骤S202)，利用寿命判定值设定部5设定寿命判定值(步骤S203)。

接下来，基于提取出的转矩劣化数据12、由寿命判定值设定部5设定的寿命判定值，对传递转矩达到寿命判定值为止的时间进行运算(步骤S204)，结束图5的处理。

具体而言，在图6所示那样的、与所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应的转矩劣化数据的曲线图中，读取传递转矩与寿命判定值相交的点，将该时间定义为寿命判定时间。这表示在转矩劣化数据中、转矩劣化至寿命判定值为止的时间。

返回至图4，在以上述那样的步骤进行初次运转准备之后，将由时间测量部14测量到的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间清零（步骤S102)。

接下来，进行额定电流时的转矩运算(步骤S103)。具体而言，额定电流时的转矩运算是基于机器实际开始初次运转而在运转开始后由转矩检测部3检测出的转矩检测值、及由电流指令部11所指令的电流指令值，将转矩检测值换算成额定电流时的转矩的运算。

此处，将转矩检测值换算成额定电流时的转矩的具体步骤在图7的流程图中示出。图7中，首先，利用转矩检测部3检测出传递转矩(步骤S301)，同时检测出由电流指令部11所指令的当前的电流指令值(步骤S302)。

接下来，基于由型号名称识别部4识别出的磁粉离合器和制动器1的型号名称，提取出与所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应的标准转矩特性数据13(步骤S303)。

接着，基于提取出的标准转矩特性数据13、由转矩检测部3检测出的转矩检测值、及由电流指令部11所指令的电流指令值，将转矩检测值换算成额定电流时的转矩(步骤S304)，结束图7的处理。

此处，参照上述图3，对具体换算方法进行说明。图3所示的曲线图是磁粉离合器和制动器1的标准转矩特性数据，是将与励磁电流相对应的传递转矩进行绘制而成的。

图3中，若设额定电流值为100％，此时的传递转矩、即额定转矩为100％，则通过求出由电流指令部11实际所指令的电流指令值与额定电流值的比率，从而能求出电流指令值相对于额定电流的比率(图3中为AA％)。

此外，若利用该值来读取曲线图的纵轴所示的传递转矩，则与电流同样，能求出转矩检测值相对于额定转矩的比率(图3中为BB％)。通过将该比率用于下式(1)，从而能将转矩检测值换算成额定电流时的转矩。

额定电流时的转矩＝转矩检测值×(100/BB)(1)

另外，将式(1)中运算出的额定电流时的转矩作为初次运转下的转矩而暂时进行存储(步骤S104)，结束图4的处理。

接下来，在第2次及第2次以后使机器运转的情况下，进行图8的流程图所示的处理。图8中，首先，获取由时间测量部14测量出的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间(步骤S401)。

接着，基于所获取的累计运转时间，判定是否是进行寿命运算的时刻(步骤S402)。

在步骤S402中，在累计运转时间较短的情况下，由于有时磁粉离合器和制动器1的转矩几乎没有发生劣化，在经过某一程度的累计运转时间之后进行寿命运算，能进一步提高寿命运算的精度，因此，将累计运转时间较短的情况判定为不是进行寿命运算的时刻(即，否)，结束图8的处理。

另一方面，在步骤S402中、根据所获取的累计运转时间判定为是进行寿命运算的时刻(即，是)的情况下，按照上述图7所示的步骤，将转矩检测值换算成额定电流时的转矩(步骤S403)。另外，这是与初次运转时进行的额定电流时的转矩运算相同的方法。

接下来，判定是否需要将换算成额定电流时的转矩的转矩检测值、和步骤S401中获取的累计运转时间作为转矩劣化测定值进行存储(步骤S404)。

在步骤S404中，在判定为需要存储转矩劣化测定值(即，是)的情况下，将换算成额定电流时的转矩的转矩检测值、和获取的累计运转时间作为转矩劣化测定值进行存储(步骤S405)。另一方面，在步骤S404中，在判定为无需存储转矩劣化测定值(即，否)的情况下，就直接转移至步骤S406。

此时，若存储了实际运转时的转矩劣化测定值，则在设置于机器的磁粉离合器和制动器1的寿命结束、进行磁粉离合器和制动器1的检修或更换、使机器再次运转的情况下，能将转矩劣化测定值用于寿命运算。另外，对于将转矩劣化测定值进行存储、并使用于寿命运算的情况，将在后面描述。

接着，进行寿命运算(步骤S406)，结束图8的处理。此处，寿命运算在图9的流程图中示出。图9中，首先，根据初次运转时的额定电流时的转矩和本次运转时的额定电流时的转矩，对转矩劣化差分进行运算(步骤S501)。

具体而言，在图10所示那样的、示出从图4的步骤中存储的初次运转下的额定电流时的转矩向图8所示的第2次及第2次以后的运转时的经过某一累计运转时间后的额定电流时的转矩的推移的曲线图中，计算该2点的转矩之差作为实际运转数据下的在累计运转时间内的额定电流时的转矩劣化差分。

另外，若基于图10所示的实际运转时的转矩劣化差分，应用于图6所示的、与所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应的转矩劣化数据的曲线图，则能计算出达到同一转矩劣化差分为止所花费的时间。将此称为转矩劣化数据下的运转时间。

通常，在图6所示的转矩劣化数据和图10所示的转矩劣化测定值中，几乎都示出稍稍不同的推移。产生该差异的主要原因在于，磁粉离合器和制动器1的转矩劣化数据测定时的运转条件、与实际的机器中使用磁粉离合器和制动器1时的运转条件存在差异，即测定转矩劣化测定值时的运转条件存在差异。

接着，对用于校正转矩劣化差分的转矩劣化换算系数进行运算(步骤S502)。具体而言，对于转矩劣化换算系数，通过利用下式(2)，来对转矩劣化数据下的运转时间与实际运转数据下的累计运转时间的比率进行运算。

转矩劣化换算系数＝实际运转数据下的累计运转时间/转矩劣化数据下的运转时间(2)

接下来，通过将由式(2)计算出的转矩劣化换算系数乘以图6所示的寿命判定时间，从而利用图11所示那样的、到当前为止的转矩劣化测定值，计算出换算后寿命判定时间(步骤S503)。

接着，由于换算后寿命判定时间表示从运转开始时起的时间，因此，以当前的累计运转时间为基准的磁粉离合器和制动器1的剩余寿命通过从换算后寿命判定时间减去累计运转时间来计算出(步骤S504)，结束图9的处理。

按这样的步骤由寿命运算部15计算出的磁粉离合器和制动器1的剩余寿命的运算结果显示于显示部(未图示)，或在剩余寿命低于某一定时间的情况下，利用警告部(未图示)来发出警告，从而通知到使用机器的用户。用户基于该信息，能预先进行检修磁粉离合器和制动器1的准备，或准备新的磁粉离合器和制动器1。

如上所述，根据实施方式1，寿命运算部基于磁粉离合器和制动器的传递转矩、给磁粉离合器和制动器的电流指令值、基于磁粉离合器和制动器的型号名称而提取出的事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据、将磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值、及磁粉离合器和制动器的累计运转时间，来运算传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间，以作为磁粉离合器和制动器的剩余寿命。

因此，通过预测磁粉离合器和制动器的寿命，从而能明确对磁粉离合器和制动器进行检修或更换的时期，提高维护性。

实施方式2

图12是表示本发明的实施方式2所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。此处，示出对利用磁粉离合器和制动器1、张力检测器、磁粉离合器和制动器用控制装置10A的张力反馈控制系统应用本发明的情况的示例。

实际的张力反馈控制系统的示例与上述结构相同，具体而言，采用图13所示那样的结构。图13中，利用张力检测器经由材料作为张力来检测出设置于卷绕框的磁粉制动器的传递转矩。

图12中，利用张力检测器等张力检测部31来检测因磁粉离合器和制动器1的传递转矩而产生的材料的张力。此外，材料的目标张力例如由用户等利用张力设定部32来进行设定。

此外，基于由张力检测部31检测出的张力和由张力设定部32设定的目标张力，电流指令部11A将流过磁粉离合器和制动器1的励磁线圈的电流进行指令(电流指令值)，控制磁粉离合器和制动器1的传递转矩。

另外，关于利用由型号名称识别部4识别出的磁粉离合器和制动器1的型号名称来提取转矩劣化数据12和标准转矩特性数据13，由于是利用与上述实施方式1同样的步骤来进行，因此，省略其说明。

此处，在图14中示出磁粉离合器和制动器1的传递转矩与张力的关系，根据张力和卷绕直径，利用图14所示的公式，能计算出传递转矩。因而，通过利用卷绕直径检测部33，检测出设置有磁粉离合器和制动器1的卷出部、卷绕部或中间部中的材料的卷绕直径，并利用张力检测部31检测出张力，从而在转矩运算部16中，能对传递转矩进行运算。

例如，作为利用卷绕直径检测部33的卷绕直径的主要检测方法，有图15所示那样的、利用杆的动作来检测出与材料接触的辊子的移动角以获得与卷绕直径成比例的信号的接触臂(杆)式。此外，还有图16所示那样的、通过利用超声波传感器来读取反射回来的信号、从而获得卷绕直径的超声波式，还有图17所示那样的、基于由设置于卷绕框轴的接近开关检测出的卷绕框轴的转速、卷绕框轴的初始直径、及材料厚度来对卷绕直径进行运算的累计厚度方式等。

返回至图12，最大卷绕直径设定部34对设置有磁粉离合器和制动器1的卷出部、卷绕部或中间部中有可能使用的材料的最大卷绕直径进行设定。此外，最大张力设定部35对用户等利用张力设定部32有可能设定的目标张力的最大值进行设定。

寿命判定值运算部17基于由最大卷绕直径设定部34设定的最大卷绕直径、及由最大张力设定部35设定的最大目标张力，设定将磁粉离合器和制动器1判定为已到寿命的寿命判定值。具体而言，寿命判定值运算部17能利用图14所示的传递转矩与张力的关系式来进行运算。

寿命运算部15基于由转矩运算部16运算出的转矩运算值、由电流指令部11A所指令的电流指令值、根据磁粉离合器和制动器1的型号名称提取出的转矩劣化数据12和标准转矩特性数据13、由寿命判定值运算部17运算出的寿命判定值、及由时间测量部14测量出的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间，对传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间、即磁粉离合器和制动器1的剩余寿命进行运算。另外，关于具体的磁粉离合器和制动器1的剩余寿命的运算步骤，由于是利用与上述实施方式1同样的步骤来进行，因此，省略其说明。

如上所述，根据实施方式2，即使在张力控制型的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统中，也能获得与上述实施方式1同样的效果。

实施方式3

在上述实施方式1、2中，说明了利用与磁粉离合器和制动器1的各型号名称相对应的转矩劣化数据12、来对磁粉离合器和制动器1的剩余寿命进行运算的技术。

与此不同的是，在本实施方式3中，说明如下技术：利用不仅与磁粉离合器和制动器1的各型号名称相对应的转矩劣化数据12、还与磁粉离合器和制动器1的运转负载率相对应的转矩劣化数据，来对磁粉离合器和制动器的剩余寿命进行运算。

如上所述，磁粉离合器和制动器1的传递转矩的劣化大大受到传递转矩和转速等使用条件的影响，因此，通过利用不仅与型号名称相对应、还与运转负载率相对应的转矩劣化数据，从而能进一步提高磁粉离合器和制动器1的剩余寿命的运算精度。

图18是表示本发明的实施方式3所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。图18中，根据由型号名称识别部4识别出的磁粉离合器和制动器1的型号名称，提取出标准转矩特性数据13和允许发热量数据18。

另外，在本实施方式3中使用的转矩劣化数据12A是除了与磁粉离合器和制动器1的型号名称相对应、还与运转负载率(％)相对应的转矩劣化数据。因此，在提取数据时，除了由型号名称识别部4识别出的型号名称，还需要运转负载率的参数。

对于按磁粉离合器和制动器1的每一型号名称事先获取的标准转矩特性数据13、允许发热量数据18、及按磁粉离合器和制动器1的每一型号名称和运转负载率事先获取的转矩劣化数据12A，与上述实施方式1同样，通过从磁粉离合器和制动器用控制装置10B内或保存于外部的数据库读入、或用户直接输入到磁粉离合器和制动器用控制装置10B等方法来提取。

此外，利用负载率运算部19，基于由发热量运算部20运算出的实际的发热量、提取出的允许发热量数据18、由输入转速检测部36检测出的磁粉离合器和制动器1的输入转速，来对运转负载率进行运算。

此处，允许发热量数据18是图19所示那样的、表示事先获取的与磁粉离合器和制动器1的各型号名称相对应的允许发热量数据的代表例的曲线图。根据图19，允许发热量(W)如其名称那样，是磁粉离合器和制动器1所能允许的发热量的上限，根据磁粉离合器和制动器1的输入转速而变化。磁粉离合器和制动器1的运转条件需要设定在发热量不超过允许发热量的范围内。

另外，磁粉离合器和制动器1的实际发热量由发热量运算部20来进行运算。此外，关于磁粉离合器和制动器1的发热量，通过利用下式(3)，基于传递转矩、表示磁粉离合器和制动器1的输入输出转速之差的滑差转速，来进行运算。

P=0.105×T×Nr(3)

式(3)中，P表示发热量(W)，T表示传递转矩(Nm)，Nr表示滑差转速(r/min)。

如上所述，磁粉离合器和制动器1的滑差转速表示输入输出转速之差，但具体而言，基于由作为转速传感器等的输入转速检测部36检测出的输入转速、由同样作为转速传感器等的输出转速检测部37检测出的输出转速，由滑差转速运算部21进行运算。另外，对于磁粉制动器的情况，由于不存在输出轴，因此，输入转速即成为滑差转速。

寿命运算部15基于由转矩检测部3检测出的转矩检测值、由电流指令部11所指令的电流指令值、根据磁粉离合器和制动器1的型号名称提取出的标准转矩特性数据13、根据磁粉离合器和制动器1的型号名称和运转负载率提取出的转矩劣化数据12A、由寿命判定值设定部5设定的寿命判定值、及由时间测量部14测量出的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间，对传递转矩劣化至寿命判定值为止的时间、即磁粉离合器和制动器1的剩余寿命进行运算。另外，关于具体的磁粉离合器和制动器1的剩余寿命的运算步骤，由于是利用与上述实施方式1同样的步骤来进行，因此，省略其说明。

此处，通过包括在由负载率运算部19运算出的运转负载率超过100％的情况下、发出警告的警告部(未图示)，从而能在磁粉离合器和制动器1的发热量超过允许发热量时发出警告，防止磁粉离合器和制动器1的过负载运转。

如上所述，根据实施方式3，能计算出磁粉离合器和制动器的负载率，并且，在负载率达到过负载的情况下，能经由警报部发出警报。

实施方式4

图20是表示本发明的实施方式4所涉及的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统的方框结构图。图20中，磁粉离合器和制动器用控制装置10C在图1所示的磁粉离合器和制动器用控制装置10的基础上，包括转矩劣化存储部22。

转矩劣化存储部22将由转矩检测部3检测出的转矩检测值、由电流指令部11所指令的给磁粉离合器和制动器1的励磁线圈的电流指令值、及由时间测量部14测量出的磁粉离合器和制动器1的累计运转时间作为转矩劣化测定值随时进行存储。

作为存储到转矩劣化存储部22的存储方法，如图4所示，首先存储机器初次运转时的额定电流时的转矩。此外，在第2次及第2次以后，如图8所示，判定是否需要作为转矩劣化测定值进行存储，在需要的情况下，存储到转矩劣化存储部22中。

关于存储于转矩劣化存储部22的实际运转中的转矩劣化测定值，例如在设置于机器的磁粉离合器和制动器1的寿命结束、进行磁粉离合器和制动器1的检修或更换、使机器再次运转的情况下的寿命运算中，可用以代替根据所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称提取出的转矩劣化数据12。

此处，转矩劣化测定值是在实际的机器的运转条件下获取的磁粉离合器和制动器的转矩劣化推移，与利用根据所使用的磁粉离合器和制动器1的型号名称提取出的转矩劣化数据12来进行寿命运算相比，能进一步提高剩余寿命的运算精度。

如上所述，根据实施方式4，转矩劣化数据通过利用对磁粉离合器和制动器的每一型号名称和运转负载率事先获取的数据，或存储磁粉离合器和制动器使用中的转矩劣化和累计运转时间的推移，从而能用作为转矩劣化测定值，以代替转矩劣化数据。

标号说明

1磁粉离合器和制动器，2转矩设定部，3转矩检测部，4型号名称识别部，5寿命判定值设定部，10、10A、10B、10C磁粉离合器和制动器用控制装置，11、11A电流指令部，12、12A转矩劣化数据，13标准转矩特性数据，14时间测量部，15寿命运算部，16转矩运算部，17寿命判定值运算部，18允许发热量数据，19负载率运算部，20发热量运算部，21滑差转速运算部，22转矩劣化存储部，31张力检测部，32张力设定部，33卷绕直径检测部，34最大卷绕直径设定部，35最大张力设定部，36输入转速检测部，37输出转速检测部。

Claims (8)

1.一种磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，包括：

转矩获取部，该转矩获取部获取磁粉离合器和制动器的传递转矩；

电流指令部，该电流指令部将流过所述磁粉离合器和制动器的励磁线圈的电流指令成电流指令值，使得所述磁粉离合器和制动器的传递转矩达到目标转矩；

型号名称识别部，该型号名称识别部对所述磁粉离合器和制动器的型号名称进行识别；

基于识别出的所述磁粉离合器和制动器的型号名称而提取出的、事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据；

寿命判定值设定部，该寿命判定值设定部将设定为所述目标转矩的最大值的值，设定成将所述磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值；

时间测量部，该时间测量部对所述磁粉离合器和制动器的累计运转时间进行测量；及

寿命运算部，该寿命运算部基于所述传递转矩、所述电流指令值、所述转矩劣化数据、所述标准转矩特性数据、所述寿命判定值、及所述累计运转时间，来运算所述传递转矩劣化至所述寿命判定值为止的时间，以作为所述磁粉离合器和制动器的剩余寿命，

所述转矩劣化数据表示所述磁粉离合器和制动器的运转时间与传递转矩之间的关系，

所述标准转矩特性数据表示所述磁粉离合器和制动器的励磁电流与传递转矩之间的关系，

所述寿命运算部

将所述标准转矩特性数据中的、所述磁粉离合器和制动器的额定转矩和与所述电流指令值相对应的检测转矩的比率与所述传递转矩相乘，以运算出额定电流时的转矩，

求出所述磁粉离合器和制动器初次运转时的所述额定电流时的转矩与所述磁粉离合器和制动器本次运转时的所述额定电流时的转矩之差，以计算出额定电流时的转矩劣化差分，

基于所述转矩劣化差分和所述转矩劣化数据，对用于校正所述转矩劣化差分的转矩劣化换算系数进行运算，

对所述转矩劣化数据中所述传递转矩劣化至所述寿命判定值为止的时间乘以所述转矩劣化换算系数，以计算出换算后寿命判定时间，

从所述换算后寿命判定时间减去所述累计运转时间，以运算出所述磁粉离合器和制动器的剩余寿命。

2.如权利要求1所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，还包括：

转矩检测部，该转矩检测部检测所述磁粉离合器和制动器的传递转矩；及

转矩设定部，该转矩设定部设定所述磁粉离合器和制动器的目标转矩，

所述转矩获取部是所述转矩检测部，

所述电流指令部基于由所述转矩检测部检测出的传递转矩、及由所述转矩设定部设定的目标转矩，指令所述电流指令值。

3.如权利要求1所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，还包括：

张力检测部，该张力检测部检测材料的张力；

卷绕直径检测部，该卷绕直径检测部对设置有所述磁粉离合器和制动器的卷出部、卷绕部或中间部中的所述材料的卷绕直径进行检测；

转矩运算部，该转矩运算部基于检测出的所述张力和所述卷绕直径，对所述磁粉离合器和制动器的传递转矩进行运算；

张力设定部，该张力设定部设定所述材料的目标张力；

最大卷绕直径设定部，该最大卷绕直径设定部对设置有所述磁粉离合器和制动器的卷出部、卷绕部或中间部中的所述材料的最大卷绕直径进行设定；

最大张力设定部，该最大张力设定部对设置有所述磁粉离合器和制动器的卷出部、卷绕部或中间部中的所述材料的最大目标张力进行设定；及

寿命判定值运算部，该寿命判定值运算部基于所述最大卷绕直径和所述最大目标张力，对将所述磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的所述寿命判定值进行运算，

所述转矩获取部是所述转矩运算部，

所述电流指令部基于由所述张力检测部检测出的张力和由所述张力设定部设定的目标张力，指令所述电流指令值，使得设置有所述磁粉离合器和制动器的卷出部、卷绕部或中间部中的所述磁粉离合器和制动器的传递转矩达到目标转矩，

所述寿命判定值设定部是所述寿命判定值运算部。

4.如权利要求1至3中任一项所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，还包括：

输入转速检测部，该输入转速检测部对所述磁粉离合器和制动器的输入转速进行检测；

输出转速检测部，该输出转速检测部对所述磁粉离合器和制动器的输出转速进行检测；

滑差转速运算部，该滑差转速运算部根据所述输入转速和所述输出转速，对滑差转速进行运算；

发热量运算部，该发热量运算部基于所述滑差转速和由所述转矩获取部获取的传递转矩，对所述磁粉离合器和制动器的发热量进行运算；

基于由所述型号名称识别部识别出的所述磁粉离合器和制动器的型号名称而提取出的、事先获取的与所述磁粉离合器和制动器的型号名称相对应的允许发热量数据；及

负载率运算部，该负载率运算部基于所述输入转速、所述发热量、及所述允许发热量数据，对所述磁粉离合器和制动器的负载率进行运算，

基于由所述型号名称识别部识别出的所述磁粉离合器和制动器的型号名称、及由所述负载率运算部运算出的负载率，提取出事先获取的与所述磁粉离合器和制动器的型号名称和负载率相对应的转矩劣化数据。

5.如权利要求4所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，还包括：

警告部，该警告部在由所述负载率运算部运算出的负载率超过100％的情况下，对所述磁粉离合器和制动器的发热量超过允许发热量这一情况发出警告。

6.如权利要求1至3中任一项所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，还包括：

转矩劣化存储部，该转矩劣化存储部将由所述转矩获取部获取的传递转矩、由所述电流指令部所指令的电流指令值、及由所述时间测量部测量出的累计运转时间作为转矩劣化测定值随时进行存储。

7.如权利要求6所述的磁粉离合器和制动器用反馈控制系统，其特征在于，

所述寿命运算部利用存储于所述转矩劣化存储部中的转矩劣化测定值，对所述磁粉离合器和制动器的剩余寿命进行运算。

8.一种磁粉离合器和制动器用反馈控制方法，其特征在于，具有：

转矩获取步骤，该转矩获取步骤获取磁粉离合器和制动器的传递转矩；

电流指令步骤，该电流指令步骤将流过所述磁粉离合器和制动器的励磁线圈的电流指令成电流指令值，使得所述磁粉离合器和制动器的传递转矩达到目标转矩；

型号名称识别步骤，该型号名称识别步骤对所述磁粉离合器和制动器的型号名称进行识别；

提取步骤，该提取步骤基于识别出的所述磁粉离合器和制动器的型号名称，提取出事先获取的转矩劣化数据和标准转矩特性数据；

寿命判定值设定步骤，该寿命判定值设定步骤将设定为所述目标转矩的最大值的值，设定成将所述磁粉离合器和制动器判定为已到寿命的寿命判定值；

时间测量步骤，该时间测量步骤对所述磁粉离合器和制动器的累计运转时间进行测量；及

寿命运算步骤，该寿命运算步骤基于所述传递转矩、所述电流指令值、所述转矩劣化数据、所述标准转矩特性数据、所述寿命判定值、及所述累计运转时间，来运算所述传递转矩劣化至所述寿命判定值为止的时间，以作为所述磁粉离合器和制动器的剩余寿命，

所述转矩劣化数据表示所述磁粉离合器和制动器的运转时间与传递转矩之间的关系，

所述标准转矩特性数据表示所述磁粉离合器和制动器的励磁电流与传递转矩之间的关系，

所述寿命运算步骤中，

将所述标准转矩特性数据中的、所述磁粉离合器和制动器的额定转矩和与所述电流指令值相对应的检测转矩的比率与所述传递转矩相乘，以运算出额定电流时的转矩，

求出所述磁粉离合器和制动器初次运转时的所述额定电流时的转矩与所述磁粉离合器和制动器本次运转时的所述额定电流时的转矩之差，以计算出额定电流时的转矩劣化差分，

基于所述转矩劣化差分和所述转矩劣化数据，对用于校正所述转矩劣化差分的转矩劣化换算系数进行运算，

对所述转矩劣化数据中所述传递转矩劣化至所述寿命判定值为止的时间乘以所述转矩劣化换算系数，以计算出换算后寿命判定时间，

从所述换算后寿命判定时间减去所述累计运转时间，以运算出所述磁粉离合器和制动器的剩余寿命。