CN112639325A - 制动诊断装置和制动诊断系统 - Google Patents
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Abstract
提高诊断结果的有效性。制动诊断装置(9)诊断伺服电机(5)的制动装置(7),制动诊断装置(9)具有:磨损量取得部(31),其取得制动装置(7)的摩擦件(29)的磨损量;第1旋转量取得部(33),其取得作为电机(6)的旋转量的累积值的电机总旋转量;以及诊断部(36),其根据由磨损量取得部(31)取得的磨损量和由第1旋转量取得部(33)取得的电机总旋转量,诊断制动装置(7)的磨损。
Description
技术领域
公开的实施方式涉及制动诊断装置和制动诊断系统。
背景技术
例如,专利文献1记载了电梯用磁铁制动器的诊断装置。该诊断装置具有:电流检测器,其检测制动工作电流;RAM,其临时存储该检测器的检测结果;ROM,其存储有从新设制动器时的制动工作电流提取出的初始状态信息;以及CPU,其确认来自制动电源电路的接通命令,读出RAM的存储数据而计算状态信息,将该状态信息与初始状态信息进行比较,诊断制动器的当前时刻的状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-5675号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述诊断装置中,期望提高诊断结果的有效性。
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供能够提高诊断结果的有效性的制动诊断装置和制动诊断系统。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,应用一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:磨损量取得部,其取得所述制动装置的摩擦件的磨损量;第1旋转量取得部,其取得作为所述电机的旋转量的累积值的总旋转量;以及诊断部,其根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和由所述第1旋转量取得部取得的所述总旋转量,诊断所述制动装置的磨损。
此外,根据本发明的另一观点,应用一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:旋转量取得部,其取得制动工作时总旋转量,该制动工作时总旋转量是所述制动装置工作时的所述电机的旋转量的累积值;以及诊断部,其根据由所述旋转量取得部取得的所述制动工作时总旋转量,诊断所述制动装置的工作状况是否合适。
此外,根据本发明的另一观点,应用一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:磨损量取得部,其取得所述制动装置的摩擦件的磨损量;诊断部,其根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和关于所述磨损量设定的2个以上的阈值,按照由该阈值划分的3个以上的所述磨损量的区间中的每个区间输出不同的诊断结果。
此外,根据本发明的另一观点,应用一种制动诊断系统,其具有:上述制动诊断装置;制动电源装置,其向电机的制动装置供给电源;以及电流传感器,其检测流过所述制动装置的制动线圈的电流,所述制动诊断装置、所述制动电源装置和所述电流传感器与电机控制装置分体地构成,所述电机控制装置根据来自控制器的命令控制所述电机。
发明效果
根据本发明的制动诊断装置等,能够提高诊断结果的有效性。
附图说明
图1是示出第1实施方式的伺服系统和制动诊断系统的结构的一例的说明图。
图2是示出第1实施方式的伺服电机的结构的一例的说明图。
图3是示出第1实施方式的制动诊断装置的功能结构的一例的说明图。
图4是示出制动装置从工作状态成为释放状态时的电流传感器的输出的一例的说明图。
图5是示出关于磨损量设定的第1阈值和第2阈值、关于电机总旋转量设定的第3阈值、关于制动工作时的电机总旋转量设定的第4阈值的一例的说明图。
图6是示出诊断部的诊断结果的一例的一览的说明图。
图7是示出运转模式合适的情况和不合适的情况的一例的说明图。
图8是示出由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图9是示出由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图10是示出由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图11是示出由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图12是示出第2实施方式的伺服电机的结构的一例的说明图。
图13是示出第2实施方式的制动诊断装置的功能结构的一例的说明图。
图14是示出第2实施方式中的、关于磨损量设定的第1阈值和第2阈值、关于电机总旋转量设定的第3阈值的一例的说明图。
图15是示出第2实施方式中的诊断部的诊断结果的一例的一览的说明图。
图16是示出第2实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图17是示出第2实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图18是示出第2实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图19是示出第2实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图20是示出第3实施方式的制动诊断装置的功能结构的一例的说明图。
图21是示出第3实施方式中的诊断部的诊断结果的一例的一览的说明图。
图22是示出第3实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图23是示出第4实施方式的制动诊断装置的功能结构的一例的说明图。
图24是示出第4实施方式中的诊断部的诊断结果的一例的一览的说明图。
图25是示出第4实施方式中的、由制动诊断装置执行的制动诊断过程的一例的流程图。
图26是示出设置有电压传感器的变形例中的伺服系统和制动诊断系统的结构的一例的说明图。
图27是示出制动诊断装置的硬件结构例的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式进行说明。
<1.第1实施方式>
首先,对第1实施方式进行说明。在第1实施方式中,诊断在制动盘的两侧的表面设置有摩擦件的所谓双面制动器。
(1-1.伺服系统、制动诊断系统的结构)
参照图1,对第1实施方式的伺服系统1和制动诊断系统2的结构的一例进行说明。
如图1所示,伺服系统1具有控制器3、电机控制装置4和伺服电机5。控制器3例如由通用个人计算机、PLC(Programable Logic Controller)、运动控制器等计算机构成。控制器3生成位置命令、速度命令、扭矩命令中的至少一个,发送给电机控制装置4。电机控制装置4根据来自控制器3的命令,控制伺服电机5。
伺服电机5具有电机6、制动装置7和编码器8。编码器8检测电机6的旋转位置、转速等,向电机控制装置4和制动诊断装置9发送检测结果。
制动诊断系统2具有:制动诊断装置9;制动电源装置10,其向制动装置7供给电源;电流传感器11,其检测流过制动装置7的制动线圈25(参照后述的图2)的电流;继电器12;以及A/D转换器13。制动诊断系统2与电机控制装置4分体地构成,例如可以作为单体的模块(制动诊断模块)构成,也可以由多个设备构成。
继电器12的触点的开闭由制动诊断装置9和电机控制装置4控制。电流传感器11经由A/D转换器13向制动诊断装置9发送检测结果。
另外,伺服系统1、制动诊断系统2的结构不限于上述结构。例如,制动电源装置10也可以设置于制动诊断系统2的外部。此外,例如,也可以将制动诊断系统2的硬件和软件的全部或一部分结构安装在电机控制装置4中。同样,也可以将制动诊断系统2的硬件和软件的全部或一部分结构安装在控制器3中。
(1-2.伺服电机的结构)
参照图2,对伺服电机5的结构的一例进行说明。另外,以下,“负载侧”是负载安装于伺服电机5的方向、即在该例中是轴14突出的方向(在图2中为右侧),“负载相反侧”是负载侧的相反方向(在图2中为左侧)。
如上所述,伺服电机5具有电机6、制动装置7和编码器8。电机6具有轴14、转子15、定子16、负载侧支架17、负载侧轴承18、负载相反侧支架19和负载相反侧轴承20。轴14被负载侧轴承18和负载相反侧轴承20支承成能够绕轴心AX旋转。轴14的负载相反侧从负载相反侧支架19突出,在其突出的部分设置有制动装置7和编码器8。
制动装置7是无励磁工作型的制动装置,例如被用作以在电源停止时等电机6的轴14不移动的方式进行保持的保持用制动器。制动装置7具有磁场铁芯21、电枢22、制动盘23和固定板24。
磁场铁芯21具有制动线圈25和弹簧26。制动线圈25的线圈端部27与制动电源装置10电连接。电枢22支承成不能相对于磁场铁芯21旋转、且能够在轴14的轴向上移动。制动盘23经由轮毂28支承成不能相对于轴14旋转、且能够在轴向上移动。制动盘23在负载侧的表面和负载相反侧的表面分别具有摩擦件29。固定板24固定于固定负载相反侧支架19等。
电枢22在未对制动线圈25进行通电的状态(无励磁状态)下,通过弹簧26按压到负载侧,制动盘23的摩擦件29与电枢22及固定板24卡合。其结果,在电源停止时等,轴14保持在停止状态。该状态为制动装置7的工作状态。另一方面,电枢22在对制动线圈25进行了通电的状态(励磁状态)下,借助制动线圈25的磁吸引力而被吸引到负载相反侧,制动盘23被释放。其结果,轴14能够旋转。该状态为制动装置7的释放状态。
这样,在释放状态下,制动盘23的轴向位置成为自由状态,因此,根据伺服电机5的朝向和姿势,在制动装置7释放时,可能容易产生空转磨损(在电机6旋转时,摩擦件29与电枢22及固定板24的至少一方接触而磨损)。
另外,伺服电机5的结构不限于上述结构。例如,可以将编码器8配置于电机6与制动装置7之间,也可以将制动装置7或编码器8的至少一方配置于电机6的负载侧。
(1-3.制动诊断装置的功能结构)
参照图3和图4,对制动诊断装置9的功能结构的一例进行说明。
如图3所示,制动诊断装置9具有磨损量估计部30、磨损量取得部31、第1旋转量记录部32、第1旋转量取得部33、第2旋转量记录部34、第2旋转量取得部35和诊断部36。诊断部36具有警告信息输出部37和注意信息输出部38。
磨损量估计部30根据电流传感器11的输出,估计制动盘23的摩擦件29的磨损量,该电流传感器11检测流过制动装置7的制动线圈25的电流。使用图4,对该磨损量估计部30的估计方法进行说明。
图4是示出制动装置7从工作状态成为释放状态时的电流传感器11的输出的一例的说明图。如图4所示,制动电流从继电器12的触点闭合的时刻t1起开始流动,根据由制动线圈25的电感和绕组电阻等而确定的时间常数缓慢地增加。制动线圈25产生的吸引力也伴随制动电流的增加而增加,在该吸引力超过弹簧26的按压力时,电枢22移动到磁场铁芯21侧,从而制动盘23被释放。制动线圈25的磁通根据这时的电枢22的移动而发生变化,因此,制动电流产生紊乱,电流传感器11的输出临时减少。在图4中,例示了电流传感器11的输出减少的时刻为t2、t3、t4的3个模式的电流波形A、B、C。
当摩擦件29的磨损量增加时,制动工作时的电枢22与磁场铁芯21的距离增加,因此,电枢22的吸引所需的时间(以下,称作“吸引时间”)延长。在图4所示的例子中,电流波形A的吸引时间(t2-t1)比较短,因此,能够估计为磨损量也较小。此外,电流波形B的吸引时间(t3-t1)为中等程度,因此,能够估计为磨损量也为中等程度。此外,电流波形C的吸引时间(t4-t1)比较长,因此,能够估计为磨损量也较大。
另外,摩擦件29的磨损量较大与摩擦件29的剩余量较少的意思相同,摩擦件29的磨损量较小与摩擦件29的剩余量较多的意思相同。这样,摩擦件29的磨损量和剩余量处于里外一体的关系,因此,也可以说磨损量估计部30根据电流传感器11的输出,估计制动盘23的摩擦件29的剩余量。
磨损量取得部31取得由磨损量估计部30估计的磨损量。另外,如上所述,摩擦件29的磨损量和剩余量处于里外一体的关系,因此,取得摩擦件29的剩余量的情况也包含在取得摩擦件29的磨损量的情况中。
第1旋转量记录部32根据编码器8的检测信号,记录作为电机6的旋转量的累积值的电机总旋转量(总旋转量)。第1旋转量取得部33从该第1旋转量记录部32取得电机总旋转量。另外,在本实施方式中,在称作电机6的“旋转量”的情况下,不仅包含电机6的转数(~圈),还包含旋转角度(~度、~弧度等)。因此,电机总旋转量可以为转数的累积值(~圈),也可以为旋转角度的累积值(~度、~弧度等)。在本实施方式中,电机总旋转量为比较大的旋转量,因此,例如作为转数的累积值记录并取得。
第2旋转量记录部34根据编码器8的检测信号,记录制动装置7工作时的电机6的旋转量的累积值即制动工作时的电机总旋转量(制动工作时总旋转量)。如上所述,制动工作时的电机总旋转量可以是制动工作时的转数的累积值(~圈),也可以为是旋转角度的累积值(~度、~弧度等)。在本实施方式中,制动工作时的电机总旋转量为比较小的旋转量,因此,例如作为旋转角度的累积值记录并取得。另外,编码器8为所谓无电池编码器,即使在电源停止时,也能够检测并预先记录电机6的旋转量。第2旋转量记录部34在电源接通时从编码器8读出上述记录的数据,记录制动工作时的电机总旋转量。第2旋转量取得部35从该第2旋转量记录部34取得制动工作时的电机总旋转量。
诊断部36根据由磨损量取得部31取得的磨损量、由第1旋转量取得部33取得的电机总旋转量和由第2旋转量取得部35取得的制动工作时的电机总旋转量,诊断制动装置7的磨损。之后叙述诊断部36的诊断方法的详细内容。警告信息输出部37将规定的警告信息作为诊断部36的诊断结果输出。注意信息输出部38将规定的注意信息作为诊断部36的诊断结果输出。这些输出信息例如可以从制动诊断装置9具有的显示装置、声音输出装置等输出装置915(参照后述的图27)输出,也可以根据需要向电机控制装置4、控制器3发送。
另外,上述的磨损量取得部31、第1旋转量取得部33、第2旋转量取得部35等中的处理等不限于这些处理的分担的例子,例如也可以由更少数量的处理部(例如1个处理部)进行处理,并且,也可以由进一步细分后的处理部进行处理。此外,制动诊断装置9的各处理部可以利用后述的CPU 901(参照图27)执行的程序进行安装,也可以通过ASIC、FPGA、其它电气电路等实际装置安装一部分或全部。
(1-4.诊断部的诊断方法)
参照图5~图7,对诊断部36的诊断方法的一例进行说明。
如图5所示,关于磨损量设定了第1阈值和第2阈值。在该例中,第1阈值和第2阈值被设定为固定值。另外,也可以通过规定的算式或表格而将第1阈值和第2阈值设定为与电机总旋转量或制动工作时的电机总旋转量相应地变动的阈值。此外,也可以将与磨损量相关的阈值的数量设为2个以外的数量(1个或3个以上)。
关于电机总旋转量设定了第3阈值。在该例中,例如可以通过规定的算式或表格而将第3阈值设定为与磨损量的增加相应地呈大致直线地增加的阈值。另外,例如也可以设第3阈值为曲线性的增减方式、或直线性与曲线性的增减方式的组合等其它增减方式的阈值,也可以设为固定值。此外,也可以将与电机总旋转量相关的阈值的数量设为2个以上。
关于制动工作时的电机总旋转量设定了第4阈值。在该例中,例如也可以通过规定的算式或表格而将第4阈值设定为与磨损量的增加相应地呈大致直线地增加的阈值。另外,例如也可以将第4阈值设为曲线性的增减方式、直线性与曲线性的增减方式的组合等其它增减方式的阈值,也可以设为固定值。此外,也可以将与制动工作时的电机总旋转量相关的阈值的数量设为2个以上。
诊断部36根据由磨损量取得部31取得的磨损量、关于磨损量设定的第1阈值和第2阈值、由第1旋转量取得部33取得的电机总旋转量、关于电机总旋转量设定的第3阈值、由第2旋转量取得部35取得的制动工作时的电机总旋转量和关于制动工作时的电机总旋转量设定的第4阈值,按照由上述第1阈值~第4阈值构成的多个区间(在该例中为12个区间)的每个区间输出诊断结果。
图6是示出这些诊断结果的一览的说明图。另外,以下,为了方便说明,设磨损量为第1阈值以上的情况为“大”、磨损量为第2阈值以上且小于第1阈值的情况为“中”、磨损量小于第2阈值的情况为“小”而适当地进行说明。此外,设电机总旋转量为第3阈值以上的情况为“大”、电机总旋转量小于第3阈值的情况为“小”而适当地进行说明。此外,设制动工作时的电机总旋转量为第4阈值以上的情况为“大”、制动工作时的电机总旋转量小于第4阈值的情况为“小”而适当地进行说明。
如图6所示,在磨损量、电机总旋转量、制动工作时的电机总旋转量全部为“小”的情况下,诊断部36估计为磨损较少、几乎为新品,输出表示“正常”的诊断结果。同样,在磨损量和制动工作时的电机总旋转量均为“小”、且电机总旋转量为“大”的情况下,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较小,所以,诊断部36估计为正常地发生磨损(空转磨损),输出表示“正常”的意思的诊断结果。
此外,在磨损量和电机总旋转量均为“小”、且制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下,诊断部36估计为可能存在因不合适的运转引起的磨损,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”(第1注意信息的一例)。同样,在磨损量为“小”、且电机总旋转量和制动工作时的电机总旋转量均为“大”的情况下,诊断部36估计为可能存在因不合适的运转引起的磨损,通过注意信息输出部38输出“运转模式注意”。
另外,如上所述,在磨损量和制动工作时的电机总旋转量均为“小”的情况下,诊断结果不根据电机总旋转量的大小而不同,电机总旋转量的大小不对诊断结果产生影响。同样,如上所述,在磨损量为“小”、且制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下,诊断结果不根据电机总旋转量的大小而不同,电机总旋转量的大小不对诊断结果产生影响。
图7是示出运转模式合适的情况和不合适的情况的一例的说明图。在图7中,制动控制信号是从电机控制装置4或制动诊断装置9向继电器12发送的信号,在接通时,继电器12的触点闭合,在断开时,继电器12的触点打开。此外,释放时间是从制动控制信号接通起到电枢22移动到磁场铁芯21侧而使制动盘23释放为止的时间。此外,工作时间是从制动控制信号断开起到电枢22移动到制动盘23侧而使制动盘23与电枢22及固定板24卡合为止的时间。此外,电机实际速度是从编码器8反馈的电机6的转速。
一般在产业机械中使用的制动装置不是用于制动,即,通过制动使正在旋转的电机停止,而是如本实施方式那样用于保持,即,例如机械或装置在电源停止时等不移动的方式将电机保持为停止状态。因此,电机和制动装置优选以这样的运转模式使用:电机在制动装置工作时停止,在制动装置的释放时对电机进行驱动。
因此,如图7的左侧所示,能够估计为在电机6仅在制动装置7的释放状态下旋转(电机实际速度比0大)、在制动装置7的工作状态下停止(电机实际速度为0)的情况下,制动装置7的工作状况(运转模式)合适、即制动装置7用于保持。另一方面,如图7的右侧所示,能够估计为在电机6不仅在制动装置7的释放状态下,也在工作状态下旋转(具有电机实际速度比0大的部分)的情况下,存在制动装置7的工作状况(运转模式)不合适、即制动装置7不用于保持而用于制动的状况。在这样的情况下,制动工作时的电机总旋转量增加,因此,如上所述,诊断部36输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
返回图6,在磨损量为“大”、且电机总旋转量和制动工作时的电机总旋转量均为“小”的情况下,由于磨损量较大,所以,诊断部36估计为摩擦件29已达到寿命,通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”(第1警告信息的一例)。除此以外,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以,产生异常磨损,并且由于制动工作时的电机总旋转量较小,所以诊断部36估计为异常磨损的原因是空转磨损,与制动寿命警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的空转磨损相关的注意的“空转磨损注意”(第2注意信息的一例)。
此外,在磨损量和电机总旋转量均为“大”、且制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下,虽然摩擦件29已达到寿命但磨损量相对于电机的运转时间为合适的量,所以诊断部36估计为正常地磨损(空转磨损),通过警告信息输出部37仅输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。
此外,在磨损量和制动工作时的电机总旋转量均为“大”、且电机总旋转量为“小”的情况下,诊断部36估计为摩擦件29已达到寿命,通过警告信息输出部37输出“制动寿命警告”。除此以外,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以产生异常磨损,并且由于制动工作时的电机总旋转量较大,所以,诊断部36估计为异常磨损的原因是不合适的运转引起的磨损,与制动寿命警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
同样,在磨损量、电机总旋转量、制动工作时的电机总旋转量全部为“大”的情况下,诊断部36估计为摩擦件29已达到寿命,通过警告信息输出部37输出“制动寿命警告”。除此以外,虽然磨损量相对于电机的运转时间为合适的量,但由于制动工作时的电机总旋转量较大,所以,诊断部36估计为可能存在不合适的运转引起的磨损,通过注意信息输出部38输出“运转模式注意”。
另外,如上所述,在磨损量和制动工作时的电机总旋转量均为“大”的情况下,诊断结果不根据电机总旋转量的大小而不同,电机总旋转量的大小不对诊断结果产生影响。
此外,在磨损量为“中”、且电机总旋转量和制动工作时的电机总旋转量均为“小”的情况下,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以,诊断部36估计为磨损异常地进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”(第2警告信息、第4警告信息的一例)。除此以外,由于制动工作时总旋转量较小,所以,诊断部36估计为异常磨损的原因是空转磨损,与早期磨损警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的空转磨损相关的注意的“空转磨损注意”。
此外,在磨损量为“中”、电机总旋转量为“大”并且制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下,磨损量相对于电机的运转时间而言相对较小,所以,诊断部36估计为磨损(空转磨损)正常地进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正常地进展的“通常磨损警告”(第2警告信息、第3警告信息的一例)。
此外,在磨损量为“中”、电机总旋转量为“小”并且制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下,磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以,诊断部36估计为磨损异常地进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”。除此以外,制动工作时的电机总旋转量较大,因此,诊断部36估计为异常磨损的原因是不合适的运转引起的磨损,与早期磨损警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
此外,在磨损量为“中”、且电机总旋转量和制动工作时的电机总旋转量均为“大”的情况下,磨损量相对于电机的运转时间而言相对较小,所以,诊断部36估计为磨损正常地进展,通过警告信息输出部37输出“通常磨损警告”。除此以外,由于磨损正常地进展,但是制动工作时的电机总旋转量较大,所以,诊断部36估计为可能存在因不合适的运转引起的磨损,与通常磨损警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
另外,以上,针对正常以外的输出信息,将紧急度或重要度相对较高的诊断结果作为警告信息,将紧急度或重要度相对较低的诊断结果作为注意信息,分为两种进行了输出,但是,也可以不以这样的方式区分输出信息,而将输出信息作为例如一个诊断结果信息输出。或者,也可以对输出信息进一步进行细分,区分为例如三种以上的信息进行输出。
(1-5.制动诊断过程)
参照图8~图11,对由制动诊断装置9执行的制动诊断过程的一例进行说明。
如图8所示,在步骤S10中,制动诊断装置9将制动控制信号设为OFF,使继电器12的触点打开而使制动装置7成为工作状态。
在步骤S20中,制动诊断装置9根据来自编码器8的反馈信号,判定电机6的转速是否为0。在电机6的转速不为0的情况下(步骤S20:否),转移到步骤S30。
在步骤S30中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程。
通过上述步骤S10~步骤S30,能够在之后的制动诊断过程之前简单地诊断制动装置7的工作状况是否合适、换言之、是否不用于制动而用于保持。
另一方面,在上述步骤S20中,在电机6的转速为0的情况下(步骤S20:是),转移到步骤S40。
在步骤S40中,制动诊断装置9将制动控制信号设为ON,使继电器12的触点闭合而使制动装置7成为释放状态。
在步骤S50中,制动诊断装置9通过磨损量估计部30,根据制动装置7从工作状态成为释放状态时的电流传感器11的输出来估计制动盘23的摩擦件29的磨损量(参照图4)。
在步骤S60中,制动诊断装置9通过磨损量取得部31取得在上述步骤S50中估计出的磨损量。
在步骤S70中,制动诊断装置9通过第1旋转量取得部33取得第1旋转量记录部32所记录的电机总旋转量。
在步骤S80中,制动诊断装置9通过第2旋转量取得部35取得第2旋转量记录部34所记录的制动工作时的电机总旋转量。
在步骤S90中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S60中所取得的摩擦件29的磨损量的大小是“大”、“中”、“小”中的哪一个。在磨损量的大小为“大”的情况(第1阈值以上的情况)下,转移到图9所示的步骤S100。
如图9所示,在步骤S100中,制动诊断装置9通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。
在步骤S110中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S80中所取得的制动工作时的电机总旋转量是否为“大”(是否为第4阈值以上)。在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S110:是),转移到步骤S120。
在步骤S120中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另一方面,在上述步骤S110中,制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S110:否),转移到步骤S130。
在步骤S130中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S70中所取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S130:否),结束本流程(参照图8)。另一方面,在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S130:是),转移到步骤S140。
在步骤S140中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的空转磨损相关的注意的“空转磨损注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另外,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“中”的情况(第2阈值以上且小于第1阈值的情况)下,转移到图10所示的步骤S200。
如图10所示,在步骤S200中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S70中所取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S200:是),转移到步骤S210。
在步骤S210中,制动诊断装置9通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”。
在步骤S220中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S80中所取得的制动工作时的电机总旋转量是否为“大”(是否为第4阈值以上)。在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S220:是),转移到步骤S230。
在步骤S230中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另一方面,在上述步骤S220中,在制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S220:否),转移到步骤S240。
在步骤S240中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的空转磨损相关的注意的“空转磨损注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另一方面,在上述步骤S200中,在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S200:否),转移到步骤S250。
在步骤S250中,制动诊断装置9通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正常地进展的“通常磨损警告”。
在步骤S260中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S80中所取得的制动工作时的电机总旋转量是否为“大”(是否为第4阈值以上)。在制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S260:否),结束本流程(参照图8)。另一方面,在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S260:是),转移到步骤S270。
在步骤S270中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另外,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“小”的情况(小于第2阈值的情况)下,转移到图11所示的步骤S300。
如图11所示,在步骤S300中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S80中所取得的制动工作时的电机总旋转量是否为“大”(是否为第4阈值以上)。在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S300:是),转移到步骤S310。
在步骤S310中,制动诊断装置9通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图8)。
另一方面,在上述步骤S300中,在制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S300:否),转移到步骤S320。
在步骤S320中,制动诊断装置9通过诊断部36判定在上述步骤S70中所取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S320:是),转移到步骤S330。
在步骤S330中,制动诊断装置9通过诊断部36输出表示“正常”的诊断结果。然后,结束本流程(参照图8)。
另一方面,在上述步骤S320中,在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S320:否),转移到步骤S340。
在步骤S340中,制动诊断装置9通过诊断部36输出表示“正常”的诊断结果。然后,结束本流程(参照图8)。
(1-6.第1实施方式的效果)
如以上所说明那样,本实施方式的制动诊断装置9除了摩擦件29的磨损量以外,还取得作为电机6的旋转量的累积值的电机总旋转量,并组合这两个数据来诊断制动装置7的磨损。由此,即使在例如磨损量大到某种程度的情况下,在电机总旋转量较大的情况下,由于磨损量相对于电机6的运转时间为适应的量或相对较小,所以能够判断为是正常磨损。另一方面,在电机总旋转量较小的情况下,磨损量相对于电机6的运转时间相对较大,所以,能够诊断为是某些异常引起的磨损。这样,不仅针对摩擦件29的磨损状态,还能够针对该磨损是正常磨损、还是异常磨损进行诊断,因此,能够提高诊断结果的有效性。
此外,在本实施方式中,诊断部36根据由磨损量取得部31取得的磨损量和关于磨损量设定的2个以上的第1阈值及第2阈值,按照基于该阈值的3个以上的磨损量的每个区间输出不同的诊断结果,在该情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,不仅输出磨损状态为正常或异常的两种诊断结果,还能够输出在成为异常之前的阶段较早地督促用户注意的诊断结果。因此,能够提前防止制动装置7产生不良情况。
此外,在本实施方式中,制动诊断装置9还具有第2旋转量取得部35,该第2旋转量取得部35取得制动装置7的工作时的电机6的旋转量的累积值即制动工作时的电机总旋转量,诊断部36根据由磨损量取得部31取得的磨损量、由第1旋转量取得部33取得的电机总旋转量和由第2旋转量取得部35取得的制动工作时的电机总旋转量来诊断制动装置7的磨损,在该情况下,得到如下的效果。
即,诊断部36除了摩擦件29的磨损量和电机总旋转量以外,还取得制动工作时的电机总旋转量,并组合这三个数据来诊断制动装置7的磨损。由此,由于例如在磨损量为中等程度以上、且电机总旋转量较小的情况(异常磨损)下,在制动工作时的电机总旋转量较大时,则电机6在制动工作时已大幅旋转,所以能够诊断为该异常磨损的原因在于制动装置7的工作状况不合适(不用于保持而用于制动)。另一方面,在制动工作时的电机总旋转量较小的情况下,虽然在制动工作时,电机6几乎不旋转,但是产生了异常磨损,因此,所以能够诊断为在制动释放时产生了空转磨损。这样,在摩擦件29产生了异常磨损的情况下,还能够诊断其原因,因此,能够进一步提高诊断结果的有效性。
此外,在本实施方式中,诊断部36具有警告信息输出部37,该警告信息输出部37根据由磨损量取得部31取得的磨损量和关于磨损量设定的第1阈值及比该第1阈值小的第2阈值,在磨损量为第1阈值以上(“大”)的情况下,输出督促摩擦件29的更换的“寿命警告”,在磨损量为第2阈值以上、且小于第1阈值(“中”)的情况下,输出表示摩擦件29的磨损正在进展的“磨损警告”(早期磨损警告或通常磨损警告),在该情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,在磨损量较大的情况下,可诊断为摩擦件29已达到寿命,与电机总旋转量、制动工作时的电机总旋转量无关地督促用户更换摩擦件29(或制动装置7)。此外,在磨损量为中等程度的情况下,虽仍未达到寿命,但磨损正在进展,因此,能够督促用户注意。
此外,在本实施方式中,“磨损警告”包含表示摩擦件29的磨损正常地进展的“通常磨损警告”和表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”,在磨损量为第2阈值以上且小于第1阈值(“中”)的情况下,警告信息输出部37根据由第1旋转量取得部33取得的电机总旋转量和关于电机总旋转量设定的第3阈值,在电机总旋转量为第3阈值以上的(“大”)的情况下,输出“通常磨损警告”,在电机总旋转量小于第3阈值(“小”)的情况下,输出“早期磨损警告”,在该情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,在磨损量为中等程度且电机总旋转量较大的情况下,磨损量相对于电机6的运转时间为适应的量或相对较小,因此,虽然磨损正在进展,但是由于是正常磨损,所以能够向用户通知仍然能够使用。另一方面,在磨损量为中等程度且电机总旋转量较小的情况下,由于磨损量相对于电机6的运转时间而言相对较大,因此,磨损因某些异常而进展,所以,虽然未达到寿命,但是能够督促用户早期地更换摩擦件29(制动装置7)。
此外,在本实施方式中,诊断部36具有注意信息输出部38,该注意信息输出部38根据由第2旋转量取得部35取得的制动工作时的电机总旋转量和关于制动工作时的电机总旋转量设定的第4阈值,在制动工作时的电机总旋转量为第4阈值以上(为“大”)的情况下,输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”,在该情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,能够诊断为在制动工作时的电机总旋转量较大的情况下,制动装置7的工作状况可能不合适(不用于保持而用于制动),从而与磨损量或电机总旋转量无关地督促用户注意确认电机6和制动装置7的运转模式。
此外,在本实施方式中,在磨损量为第2阈值以上(“中”或“大”)且电机总旋转量小于第3阈值(“小”)的情况下,在制动工作时的电机总旋转量小于第4阈值(“小”)的情况下,注意信息输出部38输出督促与制动装置7的空转磨损相关的注意的“空转磨损注意”,在情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,能够诊断为在例如磨损量为中等程度以上且电机总旋转量较小的情况(异常磨损)下,在制动工作时的电机总旋转量较小的情况下,异常磨损的原因是制动释放时的空转磨损,从而督促用户更换摩擦件29(制动装置7)。
此外,在本实施方式中,制动诊断装置9还具有磨损量估计部30,该磨损量估计部30根据电流传感器11的检测结果估计摩擦件29的磨损量,该电流传感器11检测流过制动装置7的制动线圈25的电流,磨损量取得部31取得由磨损量估计部30估计出的磨损量,在该情况下,得到如下的效果。
即,根据上述结构,如果已经设置有电流传感器11,则沿用该电流传感器11,由此,无需单独设置例如以物理的方式测量摩擦件29的磨损量的传感器等,因此,能够使制动诊断装置9小型化、轻量化、低成本化。
此外,在本实施方式中,制动诊断系统2具有:制动诊断装置9;制动电源装置10,其向伺服电机5的制动装置7供给电源;以及电流传感器11,其检测流过制动装置7的制动线圈25的电流,制动诊断装置9、制动电源装置10以及电流传感器11与电机控制装置4分体地构成,该电机控制装置4根据来自控制器3的命令控制伺服电机5,在该情况下,得到如下的效果。
例如在将制动诊断装置9的诊断功能、电流传感器11等一体地安装在电机控制装置中的情况下,用户需要将现有的电机控制装置更换为新的电机控制装置,因此,导入成本增大。此外,对追加了硬件和软件的新电机控制装置进行机型扩展,因此,开发成本也增大。与此相对,在本实施方式的制动诊断系统2中,制动诊断装置9、制动电源装置10以及电流传感器11与电机控制装置4分体地构成。由此,能够维持电机控制装置4的通用性,并且用户直接利用现有的电机控制装置并将制动诊断系统2作为例如外部模块追加即可,因此,能够减少导入成本。此外,由于也无需新电机控制装置的机型扩展,所以也能够抑制开发成本。
<2.第2实施方式>
接着,说明第2实施方式。在第2实施方式中,对在制动盘的单侧的表面设置有摩擦件的所谓单面制动器进行诊断。
(2-1.伺服电机的结构)
参照图12,对第2实施方式的伺服电机105的结构的一例进行说明。另外,在图12中,对与上述的图2相同的结构标注相同标号。
伺服电机105具有电机6、制动装置107和编码器8。电机6、编码器8的结构与上述的第1实施方式相同。
与上述的第1实施方式同样,制动装置107为无励磁工作型制动装置,用作保持用制动器。制动装置107具有磁场铁芯21、电枢22和制动盘123。
制动盘123通过固定螺钉(省略图示)等固定在轴14上。另外,除了固定螺钉以外,例如也可以通过压入、粘接、螺钉以外的固定器械(铆钉等)等,将制动盘123固定在轴14上。制动盘123在负载相反侧的表面具有摩擦件29。制动装置107的其它结构与上述的第1实施方式相同。
电枢22在未对制动线圈25进行通电的状态(无励磁状态)下,通过弹簧26按压到负载侧,与制动盘123的摩擦件29卡合。其结果,在电源停止时等,轴14保持为停止状态。该状态为制动装置107的工作状态。另一方面,电枢22在对制动线圈25进行了通电的状态(励磁状态)下,通过制动线圈25的磁吸引力而被吸引到负载相反侧,制动盘123被释放。其结果,轴14能够旋转。该状态是制动装置107的释放状态。
制动装置107构成为,在释放状态下,在制动盘123的摩擦件29与电枢22之间形成有间隙。因此,得到如下结构:无论伺服电机105的朝向或姿势如何,基本上在制动装置7的释放时,不产生空转磨损。
(2-2.制动诊断装置的功能结构)
参照图13,对第2实施方式的制动诊断装置109的功能结构的一例进行说明。另外,在图13中,对与上述的图3相同的结构标注相同标号。
如图13所示,制动诊断装置109具有磨损量估计部30、磨损量取得部31、第1旋转量记录部32、第1旋转量取得部33和诊断部136。与上述的第1实施方式不同,不具有第2旋转量记录部34和第2旋转量取得部35。各处理部的功能与上述的第1实施方式相同。
(2-3.诊断部的诊断方法)
参照图14和图15,对诊断部136的诊断方法的一例进行说明。
如图14所示,关于磨损量设定了第1阈值和第2阈值。在该例中,第1阈值和第2阈值被设定为固定值。此外,关于电机总旋转量设定了第3阈值。在该例中,例如通过规定的算式或表格而将第3阈值设定为与电机总旋转量的增加相应地大致直线地增加的阈值。通过以这样的方式设定第3阈值,能够反映电机的工作时间,能够判断电机是新品、还是使用了较长时间等。另外,也可以将第3阈值设定为与磨损量的增加相应地大致直线地增加的阈值。
诊断部136根据由磨损量取得部31取得的磨损量、关于磨损量设定的第1阈值和第2阈值、由第1旋转量取得部33取得的电机总旋转量和关于电机总旋转量设定的第3阈值,按照由上述第1阈值~第3阈值划分的多个区间(在该例子中为6个区间)中的每个区间输出诊断结果。
图15是用于说明这些诊断结果的一例的图。另外,关于各阈值中的“大”、“中”、“小”,与上述的第1实施方式(图6)相同。
如图15所示,在磨损量和电机总旋转量均为“小”的情况下,诊断部136估计为磨损较少,几乎为新品,输出表示“正常”的诊断结果。同样,在磨损量为“小”且电机总旋转量为“大”的情况下,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较小,所以,诊断部136估计为正常地发生磨损,输出表示“正常”的诊断结果。
此外,在磨损量为“大”且电机总旋转量为“小”的情况下,诊断部136估计为摩擦件29已达到寿命,通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。除此以外,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以,诊断部36估计为产生异常磨损,并且异常磨损的原因是因不合适的运转引起的磨损(由于是单面制动器,所以不是空转磨损),与制动寿命警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
此外,在磨损量和电机总旋转量均为“大”的情况下,虽然摩擦件29已达到寿命但是磨损量相对于电机的运转时间为合适的量,所以,诊断部36估计为正常地发生磨损,通过警告信息输出部37仅输出“制动寿命警告”。
此外,在磨损量为“中”且电机总旋转量为“小”的情况下,由于磨损量相对于电机的运转时间而言相对较大,所以,诊断部36估计为磨损异常地进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”。除此以外,诊断部36估计为异常磨损的原因是不合适的运转引起的磨损(由于是单面制动器,所以,不是空转磨损),与早期磨损警告一起,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
此外,在磨损量为“中”且电机总旋转量为“大”的情况下,磨损量相对于电机的运转时间而言相对较小,所以,诊断部36估计为磨损正常地进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正常地进展的“通常磨损警告”。
(2-4.制动诊断过程)
参照图16~图19,对由制动诊断装置109执行的制动诊断过程的一例进行说明。另外,在图16中,对与上述的图8相同的过程标注相同标号。
在图16中,与上述图8的不同之处是没有步骤S80。其它过程与上述的图8相同,因此,省略说明。
在图16所示的步骤S90中,在磨损量的大小为“大”的情况(第1阈值以上的情况)下,转移到图17所示的步骤S400。
如图17所示,在步骤S400中,制动诊断装置109通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。
在步骤S410中,制动诊断装置109通过诊断部136判定在上述步骤S70中所取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S410:否),结束本流程(参照图16)。另一方面,在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S410:是),转移到步骤S420。
在步骤S420中,制动诊断装置109通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图16)。
另外,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“中”的情况(第2阈值以上且小于第1阈值的情况)下,转移到图18所示的步骤S500。
如图18所示,在步骤S500中,制动诊断装置109通过诊断部136判定在上述步骤S70中取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S500:是),转移到步骤S510。
在步骤S510中,制动诊断装置109通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损异常地进展的“早期磨损警告”,并且通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程(参照图16)。
另一方面,在上述步骤S500中,在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S500:否),转移到步骤S520。
在步骤S520中,制动诊断装置109通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正常地进展的“通常磨损警告”。然后,结束本流程(参照图16)。
另外,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“小”的情况(小于第2阈值的情况)下,转移到图19所示的步骤S600。
如图19所示,在步骤S600中,制动诊断装置109通过诊断部136判定在上述步骤S70中取得的电机总旋转量是否为“小”(是否小于第3阈值)。在电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S600:是),转移到步骤S610。
在步骤S610中,制动诊断装置109通过诊断部136输出表示“正常”的诊断结果。然后,结束本流程(参照图16)。
另一方面,在上述步骤S600中,在电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S600:否),转移到步骤S620。
在步骤S620中,制动诊断装置109通过诊断部136输出表示“正常”的诊断结果。然后,结束本流程(参照图16)。
根据以上说明的第2实施方式,即使在将本发明应用于单面制动器的情况下,也能够与上述的第1实施方式同样地提高制动诊断装置的诊断结果的有效性。
<3.第3实施方式>
接着,说明第3实施方式。在第3实施方式中,诊断制动装置的工作状况是否合适。
(3-1.制动诊断装置的功能结构)
参照图20,对第3实施方式的制动诊断装置209的功能结构的一例进行说明。另外,在图20中,对与上述的图3相同的结构标注相同标号。
如图20所示,制动诊断装置209具有第2旋转量记录部34、第2旋转量取得部35(旋转量取得部的一例)和诊断部236。诊断部236具有注意信息输出部38。关于各处理部的功能,与上述的第1实施方式等相同。
(3-2.诊断部的诊断方法)
参照图21,对诊断部236的诊断方法的一例进行说明。
与上述的第1实施方式同样,关于制动工作时的电机总旋转量设定了第4阈值。诊断部236根据由第2旋转量取得部35取得的制动工作时的电机总旋转量和关于制动工作时的电机总旋转量设定的第4阈值,按照由该第4阈值划分的多个区间(在该例子中为2个区间)中的每个区间输出诊断结果。
图21是用于说明这些诊断结果的一例的图。另外,第4阈值中的“大”、“小”与上述的第1实施方式(图6)相同。
如图21所示,在制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下,在制动工作时,电机6几乎不旋转,所以,诊断部236估计为制动装置7的工作状况(运转模式)合适即用于保持,输出表示“正常”的诊断结果。
此外,在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下,在制动工作时,电机6进行比较大的旋转,所以,诊断部236估计为制动装置7的工作状况(运转模式)有可能不合适、即不用于保持而用于制动,通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。
另外,在本实施方式中,输出正常以外的诊断结果作为注意信息,但也可以作为紧急度或重要度更高的信息(例如警告信息)输出。
(3-3.制动诊断过程)
参照图22,对由制动诊断装置209执行的制动诊断过程的一例进行说明。另外,在图22中,对与上述的图8相同的过程标注相同标号。
在图22中,步骤S10~步骤S30、步骤S80与上述的图8相同,因此,省略说明。
在步骤S700中,制动诊断装置209通过诊断部236判定在上述步骤S80中取得的制动工作时的电机总旋转量是否为“大”(是否为第4阈值以上)。在制动工作时的电机总旋转量为“大”的情况下(步骤S700:是),转移到步骤S710。
在步骤S710中,制动诊断装置209通过注意信息输出部38输出督促与制动装置7的工作状况相关的注意的“运转模式注意”。然后,结束本流程。
另一方面,在上述步骤S700中,在制动工作时的电机总旋转量为“小”的情况下(步骤S700:否),转移到步骤S720。
在步骤S720中,制动诊断装置209通过诊断部236输出表示制动装置7的工作状况为“正常”的诊断结果。然后,结束本流程。
根据以上说明的第3实施方式,能够取得制动工作时的电机总旋转量,根据该数据判断制动装置7的使用状况是否合适,因此,能够提高诊断结果的有效性。
<4.第4实施方式>
接着,说明第4实施方式。在第4实施方式中,根据磨损量和关于磨损量设定的2个以上的阈值,对制动装置进行诊断。
(4-1.制动诊断装置的功能结构)
参照图23,对第4实施方式的制动诊断装置309的功能结构的一例进行说明。另外,在图23中,对与上述的图3相同的结构标注相同标号。
如图23所示,制动诊断装置309具有磨损量估计部30、磨损量取得部31和诊断部336。诊断部336具有警告信息输出部37。关于各处理部的功能,与上述的第1实施方式等相同。
(4-2.诊断部的诊断方法)
参照图24,对诊断部336的诊断方法的一例进行说明。
与上述的第1实施方式同样,关于磨损量设定了第1阈值和第2阈值。诊断部336根据由磨损量取得部31取得的磨损量和关于磨损量设定的第1阈值及第2阈值,按照由上述第1阈值和第2阈值划分的多个区间(在该例子中为3个区间)中的每个区间输出诊断结果。
图24是用于说明这些诊断结果的一例的图。另外,关于各阈值中的“大”、“中”、“小”,与上述的第1实施方式(图6)相同。
如图24所示,在磨损量为“小”的情况下,诊断部336估计为磨损较少且处于正常,输出表示“正常”的诊断结果。此外,在磨损量为“大”的情况下,磨损量较大,所以,诊断部336估计为摩擦件29已达到寿命,通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。此外,在磨损量为“中”的情况下,诊断部336估计为虽然仍能够使用但是磨损正在进展,通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正在进展的“制动磨损警告”(第2警告信息的一例)。
另外,在本实施方式中,输出正常以外的诊断结果作为警告信息,但是,例如也可以将制动磨损警告作为紧急度或重要度更低的信息(例如注意信息)输出。
(4-3.制动诊断过程)
参照图25,对由制动诊断装置309执行的制动诊断过程的一例进行说明。另外,在图25中,对与上述的图8相同的过程标注相同标号。
在图25中,步骤S10、步骤S40~步骤S60与上述的图8相同,因此,省略说明。
在步骤S90中,制动诊断装置309通过诊断部336判定在上述步骤S60中取得的摩擦件29的磨损量的大小是“大”、“中”、“小”的哪一个。在磨损量的大小为“大”的情况(第1阈值以上的情况)下,转移到步骤S800。
在步骤S800中,制动诊断装置309通过警告信息输出部37输出督促摩擦件29(或制动装置7)的更换的“制动寿命警告”。然后,结束本流程。
另一方面,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“中”的情况(第2阈值以上且小于第1阈值的情况)下,转移到步骤S810。
在步骤S810中,制动诊断装置309通过警告信息输出部37输出表示摩擦件29的磨损正在进展的“制动磨损警告”。然后,结束本流程。
另一方面,在之前的步骤S90中,在磨损量的大小为“小”的情况(小于第2阈值的情况)下,转移到步骤S820。
在步骤S820中,制动诊断装置309输出表示“正常”的诊断结果。然后,结束本流程。
根据以上说明的第4实施方式,根据磨损量和关于磨损量设定的2个以上的阈值对制动装置进行诊断,所以,不仅输出磨损状态较多(达到寿命)或较少(正常)的两种诊断结果,还能够输出在达到寿命之前的阶段较早地督促用户注意的诊断结果(例如制动磨损警告)。因此,能够提前防止制动装置7产生不良情况。
<5.变形例>
另外,以上说明的各实施方式不限于上述内容,能够在不脱离其主旨和技术思想的范围内进行各种变形。
以上,说明了基于电流传感器11的输出波形、根据制动装置7从工作状态成为释放状态时的电枢22的吸引时间而估计摩擦件29的磨损量的情况,但也可以通过其它方法估计磨损量。例如,当摩擦件29的磨损量增加时,制动装置7从释放状态成为工作状态时的电枢22的移动量增加,因此,电枢22的释放所需的时间(也称作“释放时间”)延长。而且,虽然省略图示,但制动电流从继电器12的触点打开的时刻起开始减少,根据由制动线圈25的电感和绕组电阻等而确定的时间常数减少。制动线圈25产生的吸引力也伴随制动电流的减少而减少,在该吸引力低于弹簧26的按压力时,电枢22移动到制动盘23侧而与制动盘23卡合。制动线圈25的磁通根据这时的电枢22的移动而发生变化,因此,制动电流产生紊乱,电流传感器11的输出临时上升。因此,也可以基于电流传感器11的输出波形,根据制动装置7从释放状态成为工作状态时的电枢22的释放时间估计摩擦件29的磨损量。
另外,在继电器12的触点打开时,电压由于制动线圈25的反电动势而产生变化,因此,例如也可以如图26所示,预先设置电压传感器39,根据该电压传感器39的输出波形,检测电枢22的释放时间,估计摩擦件29的磨损量。此外,也可以替代电流传感器、电压传感器,例如使用超声波传感器、光学传感器等以物理的方式测量摩擦件29的磨损量的传感器。
此外,以上说明了将第1实施方式的诊断方法(图3~图11)应用于双面制动器的情况,但是,例如在由于某些原因而使单面制动器可能产生空转磨损的情况下,也可以将第1实施方式的诊断方法应用于单面制动器。此外,以上说明了将第2实施方式的诊断方法(图13~图19)应用于单面制动器的情况,但是,例如由于某些原因而使双面制动器没有产生空转磨损的可能性或产生空转磨损的可能性较小的情况下,也可以将第2实施方式的诊断方法应用于双面制动器。此外,第3实施方式的诊断方法(图20~图22)和第4实施方式的诊断方法(图23~图25)也可以应用于双面制动器和单面制动器中的任意一个。并且,还可以组合第2实施方式~第4实施方式的诊断方法中的两个或三个诊断方法应用于双面制动器或单面制动器。
<6.制动诊断装置的硬件结构例>
接着,参照图27,说明实现利用上述所说明的CPU 901执行的程序而安装的磨损量取得部31等的处理的制动诊断装置9的硬件结构例。另外,关于在上述的第2实施方式~第4实施方式中记载的制动诊断装置109、209、309的硬件结构例,也同样如此。
如图27所示,制动诊断装置9例如具有CPU 901、ROM 903、RAM 905、ASIC或FPGA等面向特定用途而构建的专用集成电路907、输入装置913、输出装置915、记录装置917、驱动器919、连接端口921和通信装置923。这些结构经由总线909、输入输出接口911连接成能够相互传输信号。
程序例如能够预先记录在ROM 903、RAM 905、记录装置917等中。
此外,程序例如也能够暂时或永久地记录在软盘等磁盘、各种CD/MO盘/DVD等光盘、半导体存储器等可移动的记录介质925中。还能够将这样的记录介质925作为所谓套装软件提供。在该情况下,这些记录介质925记录的程序也可以由驱动器919读出,经由输入输出接口911、总线909等记录到上述记录装置917中。
此外,程序例如还能够预先记录到下载站点/其它计算机/其它记录装置等(未图示)。在该情况下,程序经由LAN、互联网等网络NW进行传输,通信装置923接收该程序。并且,也可以将通信装置923接收到的程序经由输入输出接口911、总线909等记录到上述记录装置917中。
此外,程序例如还能够预先记录在合适的外部连接设备927中。该情况下,程序可以经由合适的连接端口921进行传输,经由输入输出接口911、总线909等记录到上述记录装置917中。
而且,CPU 901通过按照上述记录装置917所记录的程序执行各种处理,实现上述的磨损量取得部31、第1旋转量取得部33、第2旋转量取得部35等的处理。此时,CPU 901例如可以从上述记录装置917直接读出并执行程序,也可以在将程序暂时加载到RAM 905后执行。并且,CPU 901例如也可以在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序的情况下,不将接收到的程序记录到记录装置917而直接执行。
此外,CPU 901也可以根据需要,例如基于由鼠标/键盘/麦克风(未图示)等输入装置913输入的信号、信息,进行各种处理。
并且,CPU 901可以从例如显示装置或声音输出装置等输出装置915输出执行上述处理而得到的结果,并且CPU 901可以根据需要,经由通信装置923、连接端口921发送该处理结果,还可以将处理结果记录到上述记录装置917、记录介质925。
另外,在以上的说明中,当存在“垂直”“平行”“平面”等记载时,该记载不是严格意义上的意思。即,这些“垂直”“平行”“平面”允许设计上、制造上的公差和误差,是“实质上垂直”“实质上平行”“实质上为平面”的意思。
此外,在以上的说明中,当存在外观上的尺寸、大小“相同”“相等”“不同”等记载时,其不是严格意义上的记载。即,这些“相同”“相等”“不同”允许设计上、制造上的公差和误差,是“实质上相同”“实质上相等”“实质上不同”意思。
但是,例如在具有阈值、基准值等作为规定的判定基准的值或作为分隔的值的记载的情况下,针对这些值的“相同”“相等”“不同”等与上述不同,是严格意义上的意思。
此外,除了以上已经叙述的方法以外,还可以适当组合上述实施方式、变形例的方法来利用。
另外,虽然没有一一例示,但上述实施方式、变形例可在不脱离其主旨的范围内,施加各种变更来实施。
标号说明
2:制动诊断系统
3:控制器
4:电机控制装置
5:伺服电机
6:电机
7:制动装置
8:编码器
9:制动诊断装置
10:制动电源装置
11:电流传感器
29:摩擦件
30:磨损量估计部
31:磨损量取得部
33:第1旋转量取得部
35:第2旋转量取得部
36:诊断部
37:警告信息输出部
38:注意信息输出部
109:制动诊断装置
136:诊断部
105:伺服电机
107:制动装置
209:制动诊断装置
236:诊断部
309:制动诊断装置
336:诊断部
Claims (11)
1.一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:
磨损量取得部,其取得所述制动装置的摩擦件的磨损量;
第1旋转量取得部,其取得作为所述电机的旋转量的累积值的总旋转量;以及
诊断部,其根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和由所述第1旋转量取得部取得的所述总旋转量,诊断所述制动装置的磨损。
2.根据权利要求1所述的制动诊断装置,其中,
所述诊断部根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和关于所述磨损量设定的2个以上的阈值,按照由该阈值划分的3个以上的所述磨损量的区间中的每个区间输出不同的诊断结果。
3.根据权利要求1或2所述的制动诊断装置,其中,
所述制动诊断装置还具有第2旋转量取得部,该第2旋转量取得部取得制动工作时总旋转量,该制动工作时总旋转量是所述制动装置工作时的所述电机的旋转量的累积值,
所述诊断部根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量、由所述第1旋转量取得部取得的所述总旋转量和由所述第2旋转量取得部取得的所述制动工作时总旋转量,诊断所述制动装置的磨损。
4.根据权利要求3所述的制动诊断装置,其中,
所述诊断部具有警告信息输出部,该警告信息输出部根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和关于所述磨损量设定的第1阈值及比所述第1阈值小的第2阈值,在所述磨损量为所述第1阈值以上的情况下,输出督促所述摩擦件的更换的第1警告信息,在所述磨损量为所述第2阈值以上且小于所述第1阈值的情况下,输出表示所述摩擦件的磨损正在进展的第2警告信息。
5.根据权利要求4所述的制动诊断装置,其中,
所述第2警告信息包含表示所述摩擦件的磨损正常地进展的第3警告信息和表示所述摩擦件的磨损异常地进展的第4警告信息,
在所述磨损量为所述第2阈值以上且小于所述第1阈值的情况下,所述警告信息输出部根据由所述第1旋转量取得部取得的所述总旋转量和关于所述总旋转量设定的第3阈值,在所述总旋转量为所述第3阈值以上时输出所述第3警告信息,在所述总旋转量小于所述第3阈值时输出所述第4警告信息。
6.根据权利要求3~5中的任意一项所述的制动诊断装置,其中,
所述诊断部具有注意信息输出部,所述注意信息输出部根据由所述第2旋转量取得部取得的所述制动工作时总旋转量和关于所述制动工作时总旋转量设定的第4阈值,在所述制动工作时总旋转量为所述第4阈值以上的情况下,输出督促与所述制动装置的工作状况相关的注意的第1注意信息。
7.根据权利要求6所述的制动诊断装置,其中,
在所述磨损量为所述第2阈值以上并且所述总旋转量小于所述第3阈值的情况下,所述制动工作时总旋转量小于所述第4阈值时,所述注意信息输出部输出督促与所述制动装置的空转磨损相关的注意的第2注意信息。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的制动诊断装置,其中,
所述制动诊断装置还具有磨损量估计部,该磨损量估计部根据检测流过所述制动装置的制动线圈的电流的电流传感器的检测结果来估计所述摩擦件的磨损量,
所述磨损量取得部取得由所述磨损量估计部估计出的所述磨损量。
9.一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:
旋转量取得部,其取得制动工作时总旋转量,该制动工作时总旋转量是所述制动装置工作时的所述电机的旋转量的累积值;以及
诊断部,其根据由所述旋转量取得部取得的所述制动工作时总旋转量,诊断所述制动装置的工作状况是否合适。
10.一种制动诊断装置,其对电机的制动装置进行诊断,所述制动诊断装置具有:
磨损量取得部,其取得所述制动装置的摩擦件的磨损量;
诊断部,其根据由所述磨损量取得部取得的所述磨损量和关于所述磨损量设定的2个以上的阈值,按照由该阈值划分的3个以上的所述磨损量的区间中的每个区间输出不同的诊断结果。
11.一种制动诊断系统,其具有:
权利要求1~10中的任意一项所述的制动诊断装置;
制动电源装置,其向电机的制动装置供给电源;以及
电流传感器,其检测流过所述制动装置的制动线圈的电流,
所述制动诊断装置、所述制动电源装置以及所述电流传感器与电机控制装置分体地构成,所述电机控制装置根据来自控制器的命令控制所述电机。
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