DE102016012043A1

DE102016012043A1 - Motortreibervorrichtung mit lebensdauervoraussagefunktion für motorbremse

Info

Publication number: DE102016012043A1
Application number: DE102016012043.6A
Authority: DE
Inventors: Sou Saito; Tsutomu SHIKAGAWA; Kiichi Inaba
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2017-04-20
Anticipated expiration: 2036-10-08
Also published as: US20170108071A1; JP2017074837A; JP6227612B2; CN106602935B; CN106602935A; DE102016012043B4; US9933034B2

Abstract

Eine Motortreibervorrichtung 1 mit einer Bremsvorrichtung umfasst: Eine Motorstromerkennungseinheit 11, die einen Motorstrom erkennt; eine Bremslösebestimmungseinheit 12, die bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, wenn der Motorstrom, der erkannt wird, wenn der Motor bei Empfang eines Bremslösebefehls durch Anlegen einer Spannung an eine Bremsspule unter der vorbestimmten Last betrieben wird, größer ist als ein Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, und bestimmt, dass die Bremse gelöst ist, wenn der Motorstrom kleiner oder gleich dem Strom ist, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist; eine Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13, die eine an die Bremsspule angelegte Bremsspulenspannung auf einen größeren Wert ändert, wenn bestimmt wird, dass die Bremse nicht gelöst ist; eine Änderungshistorie-Speichereinheit 14, die die Bremsspulenspannung nach deren Änderung und die Änderungszeit speichert; und eine Lebensdauervoraussageeinheit 15, die auf der Basis der Bremsspulenspannung nach deren Änderung und der Änderungszeit sowie der vorher gespeicherten Ausfallzeit-Bremsspulenspannung eine vorausgesagte Lebensdauer der Bremsvorrichtung berechnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motortreibervorrichtung, die mit einer Reibungsbremsvorrichtung zum Bremsen eines Motors mit einer Reibscheibe ausgerüstet ist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
In einer Motortreibervorrichtung wird herkömmlich eine Reibungsbremsvorrichtung verwendet, um einen Motor mit einer Reibscheibe zu bremsen, die zwischen einem Anker und einer Endplatte gehalten wird. 3A und 3B sind Schnittansichten, die eine allgemeine Struktur einer Reibungsbremsvorrichtung darstellen.
In einer Reibungsbremsvorrichtung 100 ist zwischen einem Anker 112 und einer Endplatte 113 eine Reibscheibe 111 angeordnet. Eine Nabe 122 ist mit der Reibscheibe 111 keilgekoppelt und durch Schrumpfpassung fest mit der Welle 121 eines Motors verbunden, sodass die Reibscheibe 111 mit der Rotation der Welle 121 des Motors mitgedreht wird. Die Endplatte 113 und ein Abstandshalter 117 sind durch einen Bolzen 118 miteinander gekoppelt, und der Anker 112 ist so mit dem Abstandshalter 117 gekoppelt, dass er in eine Richtung zur Reibscheibe 111 hin und von dieser weg beweglich ist. In einem Kern 116 sind eine Feder 114 und eine Bremsspule 115 vorgesehen. In einem Zustand, in welchem keine Bremsspulenspannung an der Bremsspule 115 anliegt, wird der Anker 112 durch eine elastische Kraft der Feder 114 stark gegen die Reibscheibe 111 gepresst, und die Reibscheibe 111 wird zwischen dem Anker 112 und der Endplatte 113 gehalten, sodass ihre Drehung verhindert wird. Dadurch ist auch die Welle 121, die mit der Reibscheibe 111 gekoppelt ist, nicht drehbar, und es tritt ein Zustand auf, bei dem die Bremse an den Motor angelegt ist. Wenn dagegen eine Bremsspulenspannung an der Bremsspule 115 anliegt, wird im Kern 116 eine elektromagnetische Kraft erzeugt, welche die elastische Kraft der Feder 114, die den Anker 112 gegen die Reibscheibe 111 presst, überwindet, wodurch der Anker 112 zum Kern 116 hin angezogen wird, sodass die Reibscheibe 111 aus dem Kontakt mit dem Anker 112 und der Endplatte 113 gelöst wird. Dadurch werden die Reibscheibe 111 und somit die Welle 121 frei drehbar, und es tritt ein Zustand auf, bei welchem die Bremse des Motors gelöst ist. Wie oben beschrieben, wird in der Reibungsbremsvorrichtung 100 der Motor durch Nichtanlegen der Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 gebremst, und die Bremse des Motors wird durch Anlegen der Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 gelöst. Da die Bremse durch die Reibung zwischen der Reibscheibe 111 und dem Anker 112 und die Reibung zwischen der Reibscheibe 111 und der Endplatte 113 erfolgt, tritt jedes Mal, wenn die Bremse angelegt wird, eine Abnutzung der Reibscheibe 111 auf, und dadurch nimmt die Entfernung zwischen dem Anker 112 und dem Kern 116 in einem Zustand, in welchem die Bremse gelöst ist, allmählich zu. Wenn die Reibscheibe 111 übermäßig abgenutzt ist, ist die Reibscheibe 111 nicht mehr in der Lage, aus dem Kontakt mit dem Anker 112 und der Endplatte 113 gelöst zu werden, mit anderen Worten, die Bremse kann nicht gelöst werden, sofern keine große Anziehungskraft erzeugt wird, indem eine höhere Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 angelegt wird. Der Zustand, in welchem die Bremse wie oben beschrieben nicht gelöst werden kann, ist allgemein als ein ”Zustand, in welchem die Lebensdauer der Reibungsbremse 100 erreicht ist” oder als ein ”Zustand, in welchem die Reibungsbremsvorrichtung 100 versagt” bekannt.
Um eine Situation, in der die Bremse nicht gelöst werden kann, zu vermeiden, ist es auch möglich, ein Verfahren wie das Anlegen einer hohen Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 anzuwenden, wodurch eine ausreichende Anziehungskraft erhalten werden kann, selbst wenn die Reibscheibe 111 dünn ist. Dieses Verfahren kann jedoch nicht wünschenswert sein, da unnötig viel Strom verbraucht wird, wenn in einem Zustand, in welchem in der Reibscheibe 111 der Reibungsbremsvorrichtung 100, die nur kurze Zeit lang in Gebrauch war, eine geringe Abnutzung vorliegt, die Bremse durch Anlegen einer unnötig hohen Bremsspulenspannung gelöst wird.
Aus diesen Gründen ist es in einer Reibungsbremsvorrichtung wichtig, den Abnutzungsgrad der Reibscheibe und daher den Zeitpunkt, an dem die Lebensdauer der Reibscheibe erreicht ist, genau zu erfassen, um zu ermöglichen, dass die Bremse zuverlässig und wirksam gelöst wird.
Wie zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3192817 beschrieben, ist ein Verfahren bekannt, wobei in einem Zustand, in dem die Bremse normalerweise gelöst ist, eine vorbestimmte Last an einen Motor angelegt wird, und ein Motorstrom zu diesem Zeitpunkt vorher gespeichert wurde; und die vorbestimmte Last jedes Mal, wenn die Bremse gelöst wird, an den Motor angelegt wird, und bestimmt wird, dass ein Bremsausfall aufgetreten ist, wenn ein Motorstrom zu diesem Zeitpunkt größer ist als der zuvor gespeicherte Motorstrom. Dieses Verfahren nutzt die Eigenschaft aus, dass ein großer Stromfluss durch den Motor erforderlich ist, wenn versucht wird, den Betrieb des Motors in einem Zustand, in welchen die Bremse nicht gelöst ist, zu erzwingen.
Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-466 beschrieben, ist zudem ein Verfahren bekannt, in welchem eine an der Bremse anliegende Spannung erhöht wird, wenn ein Motor nicht rotiert, nachdem eine Bremslösung befohlen wurde, und bestimmt wird, dass die Bremse normalerweise gelöst ist, wenn der Motor rotiert.
Wie zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-303344 beschrieben, ist eine Einrichtung bekannt, in welcher eine Bremsvorrichtung als Vorrichtung, welche die Lebensdauer der Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs bestimmen kann, einen Erkennungsstromkreis, der erkennt, dass ein Belag der Bremsvorrichtung um eine vorbestimmte Menge abgenutzt ist, und einen Messstromkreis umfasst, der eine Fahrstrecke des Fahrzeugs misst, wobei die Einrichtung in einem Zustand, in die Reibscheibe 111 der Reibungsbremsvorrichtung 100, die nur kurze Zeit lang in Gebrauch war, eine kleine Abnutzungsmenge aufweist, das Anliegen einer unnötig hohen Bremsspulenspannung bestimmt.
Aus diesen Gründen ist es in einer Reibungsbremsvorrichtung wichtig, den Abnutzungsgrad der Reibscheibe und daher den Zeitpunkt, an dem die Lebensdauer der Reibscheibe erreicht ist, genau zu erfassen, um zu ermöglichen, dass die Bremse zuverlässig und wirksam gelöst wird.
Wie zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3192817 beschrieben, ist ein Verfahren bekannt, in welchem in einem Zustand, in dem die Bremse normalerweise gelöst ist, eine vorbestimmte Last an einen Motor angelegt wird, und ein Motorstrom zu diesem Zeitpunkt vorher gespeichert wurde; und die vorbestimmte Last jedes Mal, wenn die Bremse gelöst wird, an den Motor angelegt wird, und bestimmt wird, dass ein Bremsfehler aufgetreten ist, wenn ein Motorstrom zu diesem Zeitpunkt größer ist als der zuvor gespeicherte Motorstrom. Dieses Verfahren nutzt die Eigenschaft aus, dass ein großer Stromfluss durch den Motor notwendig ist, wenn versucht wird, den Betrieb des Motors in einem Zustand zu erzwingen, in welchen die Bremse nicht gelöst ist.
Wie zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-466 beschrieben, ist ein Verfahren bekannt, in welchem eine an die Bremse angelegte Spannung erhöht wird, wenn ein Motor nicht rotiert, nachdem eine Bremslösung befohlen wurde, und bestimmt wird, dass die Bremse normalerweise gelöst ist, wenn der Motor rotiert.
Wie zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-303344 beschrieben, ist eine Einrichtung bekannt, in welcher eine Bremsvorrichtung als eine Vorrichtung, die die Lebensdauer des Bremsbelags eines Fahrzeugs bestimmen kann, einen Erkennungsstromkreis, der erkennt, dass ein Belag der Bremsvorrichtung um eine vorbestimmte Menge abgenutzt ist, und einen Messstromkreis umfasst, der eine Fahrstrecke des Fahrzeugs misst, wobei die Einrichtung anhand einer Restdicke, wenn der Belag der Bremsvorrichtung um die vorbestimmte Menge abgenutzt ist, und einer Fahrstrecke des Fahrzeugs, bis die vorbestimmte Abnutzungsmenge erreicht ist, eine Lebensdauer bestimmt, bei der die Dicke des Belags der Bremsvorrichtung eine zulässige Abnutzungsgrenzdicke erreichen wird.
Wie oben beschrieben, ist es in der Reibungsbremsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Bremse durch Reibung zwischen der Reibscheibe und dem Anker und durch Reibung zwischen der Reibscheibe und der Endplatte anzulegen, wichtig, die Abnutzung der Reibscheibe genau zu erfassen, da die Reibscheibe sich mit zunehmender Anzahl der Bremsungen allmählich abnutzt und nicht mehr in der Lage ist, die Bremse zu lösen, wenn die Reibscheibe übermäßig abgenutzt ist.
Den in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3192817 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-466 beschriebenen Erfindungen gemäß ist es zwar möglich, aufgrund der Abnutzung einer Reibscheibe in einer Reibungsbremsvorrichtung das Ende der Lebensdauer (mit anderen Worten, das Auftreten eines Ausfalls) zu erkennen, es ist jedoch nicht möglich, einen Zeitpunkt vorauszusagen, an dem die Lebensdauer der Reibungsbremsvorrichtung zu einem Ende kommt. Sofern es möglich ist, den Zeitpunkt vorauszusagen, an dem die Lebensdauer der Reibungsbremsvorrichtung zu einem Ende kommt, ist dies zum Beispiel darin effizient, dass es möglich ist, Wartungsarbeiten wie z. B. die Reparatur, den Austausch oder dergleichen innerhalb eines Zeitschlitzes durchzuführen, in dem die Reibungsbremsvorrichtung nicht benutzt wird, wie z. B. nach Schichtende, doch der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3192817 beschriebenen Erfindung gemäß ist es darin ineffizient, dass die Wartungsarbeit durchgeführt wird, nachdem das Auftreten eines Fehlers in der Reibungsbremsvorrichtung erkannt wurde. Der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 3192817 beschriebenen Erfindung gemäß bleibt die an der Bremsspule anliegende Bremsspulenspannung unabhängig vom Abnutzungsgrad der Reibscheibe konstant, weshalb insbesondere die Fehlererkennung durch Anlegen einer unwirtschaftlich hohen Bremsspulenspannung durchgeführt wird, selbst wenn die Abnutzungsmenge der Reibscheibe aufgrund der kurzen Nutzungsdauer der Reibungsbremsvorrichtung gering ist, und dadurch wird unerwünschterweise unnötig viel Strom verbraucht. Ferner ist es der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-303344 beschriebenen Erfindung gemäß erforderlich, in der Bremsvorrichtung einen separaten Schaltkreis zum Messen einer Fahrstrecke eines Fahrzeugs vorzusehen, die einer bestimmten Dicke einer Reibplatte entspricht, um die Lebensdauer der Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs vorauszusagen, weshalb ein Problem vorliegt, dass die Zahl der Teile erhöht wird, was zu einer Vergrößerung sowie zu einem Kostenanstieg der Vorrichtung führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der obigen Probleme ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer kleinen und kostengünstigen Motortreibervorrichtung, die in der Lage ist, die Lebensdauer einer Reibungsbremsvorrichtung mit geringerem Stromverbrauch vorauszusagen.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, ist eine Motortreibervorrichtung mit einer Bremsvorrichtung ausgerüstet, die eine Bremse an den Motor anlegt, indem sie mit einer elastischen Kraft einer Feder einen Anker gegen eine Reibscheibe presst, die mit einer Motorwelle gekoppelt ist, und die Bremse des Motors löst, indem sie mit einer elektromagnetischen Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an eine Bremsspule erzeugt wird, den Anker von der Reibscheibe weg zieht, wobei die Motortreibervorrichtung umfasst: eine Motorstromerkennungseinheit, die einen Motorstrom erkennt, der durch den Motor fließt; eine Bremslösebestimmungseinheit, die bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, wenn der Motorstrom, der von der Motorstromerkennungseinheit erkannt wird, wenn der Motor in einem Zustand, in welchem bei Empfang eines Bremslösebefehls die Bremsspulenspannung an der Bremsspule anliegt, unter der vorbestimmten Last betrieben wird, größer ist als der zuvor gespeicherte Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, und bestimmt, dass die Bremse gelöst ist, wenn der Motorstrom kleiner oder gleich dem Strom ist, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist; eine Bremsspulenspannungsänderungseinheit, welche die an die Bremsspule angelegte Bremsspulenspannung auf einen Wert ändert, der größer ist als der, der angelegt wurde, als der Bremslösebefehl das letzte Mal empfangen wurde, wenn die Bremslösebestimmungseinheit bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist; eine Änderungshistorie-Speichereinheit, welche die Bremsspulenspannung nach deren Änderung durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit und die Änderungszeit speichert; und eine Lebensdauervoraussageeinheit, die auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit gespeichert sind, und einer vorher gespeicherten Ausfallzeit-Bremsspulenspannung eine vorausgesagte Lebensdauer der Bremsvorrichtung berechnet.
Die Motortreibervorrichtung kann außerdem umfassen: Eine Motorstromspeichereinheit, in welcher der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, vorher gespeichert wurde, wobei dies der Motorstrom ist, der von der Motorstromerkennungseinheit erkannt wird, wenn der Motor in einem Zustand, in welchem die Bremse des Motors normalerweise gelöst ist, unter der vorbestimmten Last betrieben wird; eine Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit, in welcher die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung vorher gespeichert wurde, wobei dies die Bremsspulenspannung ist, bei welcher der Anker selbst durch eine elektromagnetische Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an die Bremsspule erzeugt wird, nicht von der Reibscheibe weg gezogen werden kann.
Die Motortreibervorrichtung kann außerdem eine Anzeigeeinheit umfassen, welche die vorausgesagte Lebensdauer anzeigt, die von der Lebensdauervoraussageeinheit berechnet wurde.
Die Motortreibervorrichtung kann außerdem eine Alarmeinheit umfassen, die einen Alarm gibt, dass die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist, wenn die Bremsspulenspannung, nachdem sie durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit geändert wurde, die Ausfallbremsspulenspannung übersteigt.
Ferner kann die Lebensdauervoraussageeinheit auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit gespeichert sind, und der vorher gespeicherten Ausfallzeit-Bremsspulenspannung durch lineare Näherung oder die Methode der kleinsten Quadrate die vorausgesagte Lebensdauer der Bremsvorrichtung berechnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird Bezug nehmend auf die folgenden beigefügten Zeichnungen klarer verständlich:
1 ist ein Prinzipblockschaltbild einer Motortreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 ist ein Ablaufplan, der einen Betriebsablauf der Motortreibervorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt; und
3A und 3B sind Schnittansichten, die eine allgemeine Struktur einer Reibungsbremsvorrichtung darstellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird Bezug nehmend auf die Zeichnungen eine Motortreibervorrichtung beschrieben, die mit einer Lebensdauervoraussagefunktion für eine Motorbremse ausgerüstet ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die im Folgenden beschriebenen Zeichnungen oder Ausführungsformen beschränkt. 1 ist ein Prinzipblockschaltbild einer Motortreibervorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Die Beschreibung erfolgt hier für einen Fall, in welchem ein Motor 2 durch eine Motortreibervorrichtung 1 gesteuert wird. Obwohl der Motor 2 im Beispiel, das in 1 gezeigt wird, ein Wechselstrommotor ist, wird die vorliegende Erfindung durch den Typ des Motors 2 nicht eingeschränkt, und der Motor kann ein Gleichstrommotor sein. Wenn der Motor 2 ein Wechselstrommotor ist, kann er ein Induktionsmotor oder ein Synchronmotor sein. Ferner wird die vorliegende Erfindung nicht durch das Verfahren zum Betreiben des Motors 2 eingeschränkt, sondern kann jedes bekannte Verfahren zum Betreiben des Motors sein. Die Motortreibervorrichtung 1 beinhaltet eine Motorstromversorgungseinheit 20 und eine Reibungsbremsvorrichtung 100.
Die Motorstromversorgungseinheit 20 wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um und führt ihn dem Motor 2 zu. Daher wird der Motor 2 auf der Basis des zugeführten Wechselstroms betrieben. Die Motorstromversorgungseinheit 20 kann zum Beispiel ein pulsweitenmodulierter Wechselrichter sein. Auch wenn dies hier nicht dargestellt ist, ist in einem Gleichstromzwischenkreis, der eine Gleichstromseite der aus einem pulsweitenmodulierten Wechselrichter bestehenden Motorstromversorgungseinheit 20 ist, ein Gleichrichter vorgesehen, der Wechselstrom, der von einer Wechselstromversorgungsseite zugeführt wird, in Gleichstrom umwandelt und diesen an den Gleichstromzwischenkreis ausgibt. Wenn der Motor 2 ein Gleichstrommotor ist, besteht die Motorstromversorgungseinheit 20 aus einer Gleichstromversorgung oder aus einem gleichrichtenden Wandler (Gleichrichter), der den von der Wechselstromversorgungsseite zugeführten Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und ausgibt.
Die Reibungsbremsvorrichtung 100 legt eine Bremse an den Motor 2 an, indem sie bewirkt, dass ein Anker durch eine elastische Kraft einer Feder gegen eine Reibscheibe gepresst wird, die mit einer Motorwelle gekoppelt ist, und löst die Bremse des Motors 2, indem sie die Reibscheibe durch eine elektromagnetische Kraft, die erzeugt wird, indem an die Bremsspule 115 eine Bremsspulenspannung angelegt wird, vom Anker weg zieht. Die Konfiguration und Arbeitsweise der Reibungsbremsvorrichtung 100 ist wie auf 3A und 3B Bezug nehmend beschrieben.
Die Motortreibervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform umfasst eine Motorstromerkennungseinheit 11, eine Bremslösebestimmungseinheit 12, eine Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13, eine Änderungshistorie-Speichereinheit 14, eine Lebensdauervoraussageeinheit 15, eine Motorstromspeichereinheit 16, eine Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17, eine Anzeigeeinheit 18 und eine Alarmeinheit 19. Die Motorstromerkennungseinheit 11 erkennt einen Motorstrom, der von der Motorstromversorgungseinheit 20 in den Motor 2 fließt. Der Wert des von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannten Motorstroms wird an die Bremslösebestimmungseinheit 12 weitergeleitet.
Die Motorstromspeichereinheit 16 speichert einen Wert des Stroms, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist. Der Wert des Stroms, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, wird vorher erfasst, bevor die Motortreibervorrichtung 1 tatsächlich betrieben wird. Bevorzugt wird der Versuch durchgeführt, wenn die Reibungsbremsvorrichtung 100 in einem brandneuen Zustand (d. h., in einem Zustand, in welchem die Reibscheibe keine Abnutzung aufweist) oder in einem Zustand nahe daran ist. Beim Versuch wird der Motor 2 unter einer vorbestimmten Last in einem Zustand betrieben, in welchem die Bremse des Motors 2 normalerweise gelöst ist; ein Motorstrom, der zu diesem Zeitpunkt von der Motorstromversorgungseinheit 20 in den Motor 2 fließt, wird von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt; ein Wert, der dem erkannten Wert zuzüglich eines vorbestimmten Randwerts entspricht, wird als der ”Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist” eingestellt; und der Wert wird in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert. Der Grund, aus dem der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, als der Wert eingestellt wird, der dem von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannten Stromerkennungswert zuzüglich des vorbestimmten Randwerts entspricht, ist, dass eine Fehlerkennung der gelösten Bremse verhindert werden soll, wenn als Bestimmungskriterium für die gelöste Bremse der Strom bei der normalerweise gelösten Bremse verwendet wird.
Die Bremslösebestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, wenn der Motorstrom, der von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt wird, wenn der Motor 2 in einem Zustand, in welchem bei Empfang eines Bremslösebefehls von einer Steuereinheit (nicht dargestellt), die den Betrieb des Motors 2 integral steuert, die Bremsspulenspannung an der Bremsspule 115 anliegt, unter der vorbestimmten Last betrieben wird, größer ist als der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, der vorher in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert wurde, und bestimmt, dass die Bremse gelöst ist, wenn der Motorstrom kleiner oder gleich dem Strom ist, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist. Das Ergebnis der Bestimmung durch die Bremslösebestimmungseinheit 12 wird an die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 weitergeleitet. Die ”vorbestimmte Last” ist die gleiche wie die, die bei der Erfassung des Stromwerts verwendet wurde, bei welchem die Bremse normalerweise gelöst ist, welcher in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert ist. Da, wie oben beschrieben, die Kraft, die die Reibscheibe durch die Feder gegen den Anker und die Endplatte presst, stärker wird, wenn die Reibscheibe der Reibungsbremsvorrichtung 100 abgenutzt und dünner wird, bedeutet dies, dass bei gelöster Bremse eine elektromagnetische Kraft, die die Reibscheibe vom Anker und von der Endplatte weg zieht, nicht erzeugt werden kann, sofern keine höhere Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 angelegt wird. Mit anderen Worten, der Abnutzungsgrad der Reibscheibe schlägt sich direkt in der Größe des Motorstroms nieder, der von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt wird, wenn der Motor 2 bei Empfang des Bremslösebefehls unter der vorbestimmten Last betrieben wird. Demnach wird in der vorliegenden Erfindung eine Beobachtung eines Motorstroms durchgeführt, wenn der Motor 2 in einem Zustand, in welchem bei Empfang des Bremslösebefehls die Bremsspulenspannung an der Bremsspule 115 anliegt, unter der vorbestimmten Last betrieben wird, und auf der Basis eines Größenverhältnisses zwischen dem Motorstrom und dem Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob die Bremse gelöst sein könnte oder nicht.
Wenn die Bremslösebestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, ändert die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 die an die Bremsspule 115 anliegende Bremsspulenspannung auf einen Wert, der größer ist als der, der angelegt wurde, als der Bremslösebefehl das letzte Mal empfangen wurde. Da eine höhere Bremsspulenspannung erforderlich ist, wenn die Reibscheibe abgenutzt und dünn geworden ist, ändert die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 die Bremsspulenspannung jedes Mal, wenn die Bremslösebestimmungseinheit 12 bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, auf einen Wert, der größer ist als der vorherige. Die Bremsspulenspannung ist nach der Änderung auf einen Wert eingestellt, bei dem die Bremse gelöst sein kann, und je kleiner die Differenz zwischen dem ”Wert, bei dem die Bremse gelöst sein kann” und dem ”Wert der Bremsspulenspannung, die das letzte Mal angelegt wurde” ist, um so besser. Auf diese Weise wird in der vorliegenden Erfindung die Bremsspulenspannung abhängig vom Abnutzungsgrad der Reibscheibe schrittweise auf einen großen Wert geändert, sodass keine Möglichkeit besteht, dass unnötig viel Strom verbraucht wird, um die Bremse zu lösen oder die Lebensdauer der Reibscheibe vorauszusagen, wie im Stand der Technik. Ferner liegt auch ein Vorteil vor, dass die Lebensdauer der Bremsspule 115 im Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird, da an die Bremsspule 115 keine unnötig hohe Bremsspulenspannung angelegt wird. Der Wert der Bremsspulenspannung nach der Änderung wird an die Änderungshistorie-Speichereinheit 14, die Alarmeinheit 19 und die Bremsspule 115 weitergeleitet. In Bezug auf die Bremsspule 115 befiehlt die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 einer Gleichstromversorgungsvorrichtung (nicht dargestellt), die eine Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 anlegt, eine Bremsspulenspannung mit einem höheren Wert auszugeben als der, der angelegt wurde, als der Bremslösebefehl das letzte Mal empfangen wurde.
Die Änderungshistorie-Speichereinheit 14 speichert die Bremsspulenspannung nach deren Änderung durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 und dann die Änderungszeit. Die ”Änderungszeit”, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit 14 gespeichert wird, ist zum Beispiel Information in Bezug auf das ”Jahr”, ”Jahr und Monat” oder ”Jahr, Monat und Tag”, und zusätzlich dazu kann Information in Bezug auf die ”Stunde und Minute” oder ”Stunde, Minute und Sekunde” enthalten sein, wenn die Änderungshistorie detaillierter aufgezeichnet wird.
Die Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 speichert die Bremsspulenspannung, bei welcher der Anker selbst durch eine elektromagnetische Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 erzeugt wird, nicht von der Reibscheibe weg gezogen werden kann, als Ausfallzeit-Bremsspulenspannung. Die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung entspricht der Lebensdauer der Reibscheibe in der Reibungsbremsvorrichtung 100. Zum Beispiel kann für eine Reibungsbremsvorrichtung 100, deren Lebensdauer in der Vergangenheit zu Ende gegangen ist (d. h., deren Reibscheibe dünn und unfähig geworden ist, die Bremse zu lösen), experimentell eine Bremsspulenspannung gemessen werden, bei welcher der Anker von der Reibscheibe weg gezogen werden konnte, und ein Wert, der etwas kleiner ist als der gemessene Wert, kann als ”Ausfallzeit-Bremsspulenspannung” eingestellt werden. Zur Einstellung der Ausfallzeit-Bremsspulenspannung kann auch auf Lebensdauerdaten Bezug genommen werden, die in einer Spezifikationstabelle der Reibungsbremsvorrichtung 100 definiert sind.
Die Lebensdauervoraussageeinheit 15 berechnet auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit 14 gespeichert sind, und der Ausfallzeit-Bremsspulenspannung, die vorher in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert wurde, eine vorausgesagte Lebensdauer der Reibungsbremsvorrichtung 100. Mit anderen Worten, die Lebensdauerberechnungseinheit 15 sagt voraus und berechnet auf der Basis von Information in Bezug auf die Bremsspulenspannung V_x und die Änderungszeit t_x, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit 14 gespeichert sind, wann die Bremsspulenspannung, die durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 geändert wurde, die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung V_f erreichen wird. Zur Voraussage und Berechnung kann eine statistische Technik wie z. B. lineare Näherung oder die Methode der kleinsten Quadrate angewandt werden. Es wird ein Beispiel beschrieben, in welchem zur Voraussage und Berechnung die lineare Näherung angewandt wird, wobei, wenn die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung V_f auf 30 [V] eingestellt ist, in einem Fall, in welchem die Bremsspulenspannung V₁ = 24 [V] und die damalige Änderungszeit t_x1 = April 2015 ist und die Bremsspulenspannung V₂ = 25 [V] und die damalige Änderungszeit t_x2 = Oktober 2015 ist, es linear betrachtet sechs (6) Monate lang dauert, bis die Bremsspulenspannung um 1 [V] zunimmt, und daher kann vorausgesagt werden, dass die Lebensdauer nach dreißig (30) Monaten, in denen die Bremsspulenspannung um 5 [V] zunimmt, zu einem Ende kommen wird. Auch wenn hier eine lineare Näherung beschrieben wurde, ist es zum Beispiel möglich, eine Modifikation hinzuzufügen, sodass zum Beispiel für ein bestimmtes Spannungsintervall eine Gewichtung in der linearen Näherung vorgenommen wird. Die Anzeigeeinheit 18 zeigt die vorausgesagte Lebensdauer an, die durch die Lebensdauervoraussageeinheit 15 berechnet wurde. Außerdem kann die Anzeigeeinheit 18 dazu konfiguriert sein, Information anzuzeigen, die auf der Basis der von der Lebensdauervoraussageeinheit 15 berechneten vorausgesagten Lebensdauer den Austausch der Reibscheibe der Reibungsbremsvorrichtung 100 empfiehlt. Über die Anzeigeeinheit 18 kann der Bediener die vorausgesagte Lebensdauer der Reibscheibe der Reibungsbremsvorrichtung 100 erfahren und die Reibscheibe daher austauschen, bevor die Lebensdauer der Reibscheibe erreicht wird (bevor die Reibungsbremsvorrichtung 100 einen Ausfall erleidet). Dadurch, dass die Reibscheibe an einem geeigneten Zeitpunkt ausgetauscht werden kann, ist es möglich, die Wartungsoperation zu optimieren sowie den Lagerbestand an Ersatzreibscheiben zu reduzieren. Die Anzeigeeinheit 18 kann zum Beispiel die Anzeige eines Personalcomputers, eines tragbaren Endgeräts, eines berührungsempfindlichen Bildschirms oder dergleichen oder ein an eine Motortreibervorrichtung 1 angebrachtes Display verwenden und zeigt die vorausgesagte Lebensdauer in Schriftzeichen oder graphisch auf der Anzeige an. Alternativ dazu kann die Anzeigeeinheit 18 eine Form annehmen, in welcher angezeigt wird, was von einem Drucker auf eine Papierfläche oder dergleichen ausgedruckt wird. Ferner kann die vorausgesagte Lebensdauer dem Bediener mithilfe eines Audiogeräts mitgeteilt werden, das anstelle oder zusammen mit der Anzeigeeinheit 18 einen Ton ausgibt, wie z. B. ein Lautsprecher, ein Summer, eine Glocke oder dergleichen.
Die Alarmeinheit 19 gibt einen Alarm, dass die ”Bremsvorrichtung fehlerhaft” ist, wenn die Bremsspulenspannung, nachdem sie durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 geändert wurde, die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung übersteigt, die vorher in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert wurde. Der Alarm wird visuell und/oder akustisch gegeben. Spezifische Beispiele für die Alarmeinheit 19 schließen eine Anzeige eines Personalcomputers, eines tragbaren Endgeräts, eines berührungsempfindlichen Bildschirms oder dergleichen, ein an die Motortreibervorrichtung 1 angebrachtes Display, ein Audiogerät, das einen Ton ausgibt, wie z. B. ein Lautsprecher, ein Summer, eine Glocke oder dergleichen, und so weiter ein. Ferner kann die Anzeigeeinheit 19 integral mit der obigen Anzeigeeinheit 18 implementiert sein.
Obwohl die Motortreibervorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform sowohl mit der Anzeigeeinheit 18 als auch mit der Alarmeinheit 19 versehen ist, kann eines davon entfallen. 2 ist ein Ablaufplan, der einen Betriebsablauf der Motortreibervorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt. Zuerst wird in Schritt S101 der Wert eines Stroms, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert. Wie oben beschrieben, wird der Wert des Stroms, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, vorher experimentell erfasst, bevor die Motortreibervorrichtung 1 tatsächlich betrieben wird. Im Versuch wird der Motor 2 unter einer vorbestimmten Last in einem Zustand betrieben, in welchem die Bremse des Motors 2 normalerweise gelöst ist; ein Motorstrom, der zu diesem Zeitpunkt von der Motorstromversorgungseinheit 20 in den Motor 2 fließt, wird von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt; ein Wert, der dem erkannten Wert zuzüglich eines vorbestimmten Randwerts entspricht, wird als der ”Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist” eingestellt; und der Wert wird in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert. Dann wird in Schritt S102 die Bremsspulenspannung, wenn der Anker selbst durch eine elektromagnetische Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115 erzeugt wird, nicht von der Reibscheibe weg gezogen werden kann, als Ausfallzeit-Bremsspulenspannung in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert. Zum Beispiel kann in Bezug auf eine Reibungsbremsvorrichtung 100, deren Lebensdauer in der Vergangenheit zu Ende gegangen ist (d. h., deren Reibscheibe dünn und unfähig geworden ist, die Bremse zu lösen), experimentell eine Bremsspulenspannung gemessen werden, bei welcher der Anker von der Reibscheibe weg gezogen werden konnte, und ein Wert, der etwas kleiner als der Messwert ist, kann als die ”Ausfallzeit-Bremsspulenspannung” eingestellt werden und in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungssspeichereinheit 17 gespeichert werden.
Die Reihenfolge der obigen Schritte S101 und S102 kann übrigens vertauscht werden. In Schritt S103 bestimmt die Bremslösebestimmungseinheit 12, ob von einer Steuereinheit (nicht dargestellt), die den Motor 2 integral ansteuert, ein Bremslösebefehl empfangen wurde. Wenn der Bremslösebefehl empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S104 über. In Schritt S104 bewirkt die Motorstromversorgungseinheit 20, dass der Motor 2 unter einer vorbestimmten Last betrieben wird, indem sie den Motor 2 in einem Zustand, in welchem die Bremsspulenspannung an der Bremsspule 115 anliegt, mit Wechselstrom versorgt. Die ”vorbestimmte Last”, auf die hier Bezug genommen wird, ist die gleiche wie die, die bei der Erfassung des Stromwerts, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, angewandt wurde, und die in Schritt S101 in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert wird. In Schritt S105 erkennt die Motorstromerkennungseinheit 11 einen Motorstrom, der von der Motorstromversorgungseinheit 20 in den Motor 2 fließt.
In Schritt S106 bestimmt die Alarmeinheit 19, ob die Bremsspulenspannung höher ist als die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung, die vorher in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert wurde. Wenn bestimmt wird, dass die Bremsspulenspannung höher ist als die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung, geht der Prozess zu Schritt S109 über, und wenn bestimmt wird, dass die Bremsspulenspannung kleiner oder gleich der Ausfallzeit-Bremsspulenspannung ist, geht der Prozess zu Schritt S107 über.
In Schritt S119 gibt die Alarmeinheit 19 einen Alarm, dass ”die Bremsvorrichtung fehlerhaft ist”.
In Schritt S107 bestimmt die Bremslösebestimmungseinheit 12, ob der Motorstrom, der in Schritt S105 von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt wurde, größer ist als der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, und der vorher in der Motorstromspeichereinheit 16 gespeichert wurde. Wenn bestimmt wird, dass der Motorstrom, der in Schritt S105 von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt wurde, größer ist als der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, wird bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, und der Prozess geht zu Schritt S108 über. Wenn bestimmt wird, dass der Motorstrom, der in Schritt S105 von der Motorstromerkennungseinheit 11 erkannt wurde, kleiner oder gleich dem Strom ist, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, wird bestimmt, dass die Bremse gelöst ist, und der Prozess geht zu Schritt S113 über; und in Schritt S113 wird der Motor 2 von der Motorstromerkennungseinheit 20 mit Wechselstrom versorgt, und der Motor 2 wird auf normale Weise betrieben.
In Schritt S108 ändert die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 die an die Bremsspule 115 angelegte Bremsspulenspannung auf einen Wert, der größer ist als der, der angelegt wurde, als der Bremslösebefehl das letzte Mal empfangen wurde. Da die Bremsspulenspannung, wie oben beschrieben, nach der Änderung auf einen Wert eingestellt ist, bei dem die Bremse gelöst werden kann, wird die Reibscheibe der Reibungsbremsvorrichtung 100 durch die ”Bremsspulenspannung nach der Änderung” aus dem Kontakt mit dem Anker und der Endplatte gelöst, und der Motor 2 kann frei rotieren, wenn ihm Wechselstrom zugeführt wird (Normalbetrieb in Schritt S113).
Im nachfolgenden Schritt S109 speichert die Änderungshistorie-Speichereinheit 14 die Bremsspulenspannung, nachdem sie in Schritt S108 durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 geändert wurde, und ändert dann die Änderungszeit.
In Schritt S110 bestimmt die Lebensdauervoraussageeinheit 15, ob ein Lebensdauervoraussagebefehl empfangen wurde. Der Lebensdauervoraussagebefehl wird ausgegeben, indem ein Benutzer ein Eingabegerät wie z. B. eine Tastatur, eine Maus, einen berührungsempfindlichen Bildschirm oder dergleichen bedient oder einen Schalter drückt. Wenn bestimmt wird, dass der Bremslösebefehl empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S111 über. Wenn bestimmt wird, dass der Bremslösebefehl nicht empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S113 über. Der Prozess kann auch so konfiguriert sein, dass Schritt S110 entfällt und er nach Schritt S109 direkt zu Schritt S111 übergeht.
In Schritt S111 berechnet die Lebensdauervoraussageeinheit 15 auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit 14 gespeichert sind, und der Ausfallzeit-Bremsspulenspannung, die vorher in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert wurde, eine vorausgesagte Lebensdauer der Reibungsbremsvorrichtung 100.
Die Anzeigeeinheit 18 zeigt die vorausgesagte Lebensdauer an, die von der Lebensdauervoraussageeinheit 15 berechnet wurde. Dann geht der Prozess zu Schritt S113 über. Da die Bremsspulenspannung am Startpunkt von Schritt S113 an der Bremsspule 115 anliegt, ist die Reibscheibe der Reibungsbremsvorrichtung 100 aus dem Kontakt mit dem Anker und der Endplatte gelöst, sodass der Motor 2 frei rotieren kann, wenn Wechselstrom zum Normalbetrieb des Motors 2 zugeführt wird.
In Schritt S114 bestimmt die Reibungsbremsvorrichtung 110, ob von einer Steuereinheit (nicht dargestellt), die den Betrieb des Motors 2 integral steuert, ein Bremsbefehl empfangen wurde. Wenn bestimmt wird, dass der Bremsbefehl empfangen wurde, stoppt die Reibungsbremsvorrichtung 110 bei S115 das Anlegen der Bremsspulenspannung an die Bremsspule 115. Auf diese Weise wird die Armatur durch die elastische Kraft der Feder stark gegen die Reibscheibe gepresst, und dadurch wird die Reibscheibe zwischen dem Anker und der Endplatte gehalten und an der Rotation gehindert, sodass ein Zustand auftritt, in welchem der Motor 2 gebremst wird.
In Schritt S116 bestimmt die Lebensdauervoraussageeinheit 15, ob der Lebensdauervoraussagebefehl empfangen wurde. Wenn bestimmt wird, dass der Lebensdauervoraussagebefehl empfangen wurde, geht der Prozess zu Schritt S117 über. Wenn bestimmt wird, dass der Lebensdauervoraussagebefehl nicht empfangen wurde, kehrt der Prozess zu Schritt S103 zurück. Der Prozess kann auch so konfiguriert sein, dass Schritt S116 entfällt und er nach Schritt S115 direkt zu Schritt S117 übergeht.
In Schritt S117 berechnet die Lebensdauervoraussageeinheit 15 die vorausgesagte Lebensdauer der Reibungsbremsvorrichtung 100 auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit 14 gespeichert sind, und der Ausfallzeit-Bremsspulenspannung, die vorher in der Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17 gespeichert wurde. In Schritt S118 zeigt die Anzeigeeinheit 18 die vorausgesagte Lebensdauer an, die durch die Lebensdauervoraussageeinheit 15 berechnet wurde. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S103 zurück. Obwohl in der vorliegenden Erfindung die Prozessgruppe der Schritte S116 bis S118 nach dem Schritt S115 durchgeführt wird, kann diese Prozessgruppe stattdessen auch zwischen Schritt S113 und Schritt S114 oder zwischen Schritt S114 und Schritt S115 durchgeführt werden.
Obwohl in der vorliegenden Erfindung zwei Prozessgruppen, d. h., die Prozessgruppe der Schritte S110 bis S112 und die Prozessgruppe der Schritte S116 bis S118 als Lebensdauervoraussageprozess vorgesehen sind, kann eine der zwei Prozessgruppen entfallen. Die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 12, die Bremsspulenspannungsänderungseinheit 13 und die Lebensdauervoraussageeinheit 15, die oben beschrieben wurden, können zum Beispiel in Form einer Software oder in Form einer Kombination aus verschiedenen elektronischen Schaltungen und einem Softwareprogramm implementiert sein. Wenn diese Einheiten zum Beispiel in Form eines Softwareprogramms implementiert sind, kann eine arithmetische Verarbeitungseinheit, die in der Motortreibervorrichtung 1 vorgesehen ist, damit die Motortreibervorrichtung 1 zum Betreiben und Steuern des Motors 2 dem Softwareprogramm entsprechend betrieben wird, wodurch es möglich ist, die Funktion jeder der obigen Einheiten zu realisieren. Ferner können die Änderungshistorie-Speichereinheit 14, die Motorstromspeichereinheit 16 und die Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit 17, die oben beschrieben wurden, in einem Speicher (Speichereinheit) implementiert sein, der in der Motortreibervorrichtung 1 vorgesehen ist, damit die Motortreibervorrichtung 1 den Motor 2 betreibt und steuert. Die Motorstromerkennungseinheit 11, die oben beschrieben wurde, ist auch in der Motortreibervorrichtung 1 vorgesehen, damit die Motortreibervorrichtung 1 den Motor 2 betreibt und steuert. Als Anzeigeeinheit 18 und Alarmeinheit 19, die oben beschrieben wurden, können jene verwendet werden, die bereits in der Motortreibervorrichtung 1 vorgesehen sind. Daher erfordert die vorliegende Erfindung keine zusätzliche Hardwarekomponente, weshalb die Vorrichtung nicht groß und kostengünstig ist. Da es nicht erforderlich ist, neue Hardwarekomponenten separat vorzusehen, ist auch eine Nachrüstungsanwendung für eine bestehende Motortreibervorrichtung möglich.
Der vorliegenden Erfindung gemäß ist es möglich, eine kleine und kostengünstige Motortreibervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Lebensdauer einer Reibungsbremsvorrichtung mit geringem Stromverbrauch vorauszusagen.
Der vorliegenden Erfindung gemäß ist es dem Bediener möglich, eine vorausgesagte Lebensdauer einer Reibscheibe einer Reibungsbremsvorrichtung zu bestimmen und die Reibscheibe daher auszutauschen, bevor die Lebensdauer der Reibscheibe erreicht ist (bevor die Reibungsbremsvorrichtung einen Ausfall erleidet). Durch Bezugnahme auf die vorausgesagte Lebensdauer, wie sie bestimmt wurde, ist es möglich, die Wartungsarbeit wie die Reparatur oder den Austausch der Reibscheibe in einer Zeitzone wie zum Beispiel nach Schichtende durchzuführen, wenn die Reibungsbremsvorrichtung nicht in Gebrauch ist. Dadurch, dass die Reibscheibe an einem geeigneten Zeitpunkt ausgetauscht werden kann, ist es möglich, die Wirtschaftlichkeit der Wartungsarbeit zu erhöhen sowie den Lagerbestand der Ersatzreibscheiben zu reduzieren.
Ferner wird der vorliegenden Erfindung gemäß die Bremsspulenspannung abhängig vom Abnutzungsgrad der Reibscheibe schrittweise auf einen großen Wert geändert, sodass keine Möglichkeit besteht, dass unnötig viel Strom verbraucht wird, um die Bremse zu lösen oder die Lebensdauer der Reibscheibe vorauszusagen, wie im Stand der Technik. Zusätzlich liegt ein Vorteil vor, dass die Lebensdauer im Vergleich zum Stand der Technik verlängert wird, da keine unnötig hohe Bremsspulenspannung an die Bremsspule angelegt wird. Zudem kommt es der vorliegenden Erfindung gemäß insbesondere, weil keine zusätzliche Hardwarekomponente benötigt wird, nicht vor, dass die Vorrichtung groß wird und die Kosten durch die Lebensdauervoraussage erhöht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 3192817 [0006, 0010, 0014, 0014, 0014]
JP 2015-466 [0007, 0011, 0014]
JP 2002-303344 [0008, 0012, 0014]

Claims

Motortreibervorrichtung (1) mit einer Bremsvorrichtung, die eine Bremse an einen Motor (2) anlegt, indem sie mit einer elastischen Kraft einer Feder einen Anker gegen eine Reibscheibe presst, die mit einer Motorwelle gekoppelt ist, und die Bremse des Motors (2) löst, indem sie mit einer elektromagnetischen Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an eine Bremsspule (115) erzeugt wird, den Anker von der Reibscheibe weg zieht, wobei diese Motortreibervorrichtung umfasst: eine Motorstromerkennungseinheit (11), die einen Motorstrom erkennt, der durch den Motor (2) fließt; eine Bremslösebestimmungseinheit (12), die bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist, wenn der Motorstrom, der von der Motorstromerkennungseinheit (11) erkannt wird, wenn der Motor (2) in einem Zustand, in welchem die Bremsspulenspannung bei Empfang eines Bremslösebefehls an die Bremsspule (115) angelegt ist, unter der vorbestimmten Last betrieben wird, größer ist als ein zuvor gespeicherter Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, und bestimmt, dass die Bremse gelöst ist, wenn der Motorstrom kleiner oder gleich dem Strom ist, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist; eine Bremsspulenspannungsänderungseinheit (13), welche die an die Bremsspule (115) angelegte Bremsspulenspannung auf einen Wert ändert, der größer ist als der, der angelegt wurde, als der Bremslösebefehl das letzte Mal empfangen wurde, wenn die Bremslösebestimmungseinheit (12) bestimmt, dass die Bremse nicht gelöst ist; eine Änderungshistorie-Speichereinheit (14), die die Bremsspulenspannung nach deren Änderung durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit (13) und die Änderungszeit speichert; und eine Lebensdauervoraussageeinheit (15), welche auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit (14) gespeichert sind, und einer vorher gespeicherten Ausfallzeit-Bremsspulenspannung eine vorausgesagte Lebensdauer der Bremsvorrichtung berechnet.
Motortreibervorrichtung (1) nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Motorstromspeichereinheit (16), in der der Strom, bei dem die Bremse normalerweise gelöst ist, vorher gespeichert wurde, wobei dies der Motorstrom ist, der von der Motorstromerkennungseinheit (11) erkannt wird, wenn der Motor (2) in einem Zustand, in welchem die Bremse des Motors (2) normalerweise gelöst ist, unter der vorbestimmten Last betrieben wird; eine Ausfallzeit-Bremsspulenspannungsspeichereinheit (17), in der die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung vorher gespeichert wurde, wobei dies die Bremsspulenspannung ist, bei welcher der Anker selbst durch eine elektromagnetische Kraft, die durch Anlegen einer Bremsspulenspannung an die Bremsspule (115) erzeugt wird, nicht von der Reibscheibe weg gezogen werden kann.
Motortreibervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassend eine Anzeigeeinheit (18), die die vorausgesagte Lebensdauer anzeigt, die durch die Lebensdauervoraussageeinheit (15) berechnet wurde.
Motortreibervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, außerdem umfassend eine Alarmeinheit (19), die einen Alarm gibt, dass die Bremsvorrichtung einen Ausfall erleidet, wenn die Bremsspulenspannung nach deren Änderung durch die Bremsspulenspannungsänderungseinheit (13) die Ausfallzeit-Bremsspulenspannung übersteigt.
Motortreibervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lebensdauervoraussageeinheit (15) durch lineare Näherung oder durch die Methode der kleinsten Quadrate auf der Basis der Bremsspulenspannung und der Änderungszeit, die in der Änderungshistorie-Speichereinheit (14) gespeichert sind, und der vorher gespeicherten Ausfallzeit-Bremsspulenspannung die vorausgesagte Lebensdauer der Bremsvorrichtung berechnet.