JP2019022281A - ブレーキ検査装置およびモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、モータのステータに対してロータを保持するブレーキの作動を解除した解除状態で、前記モータを正転および逆転させたときの負荷トルク、および、前記ブレーキを作動させたロック状態で、前記モータの正逆いずれかの方向に回転駆動したときの負荷トルクをそれぞれ測定する負荷トルク測定部と、該負荷トルク測定部により測定された前記負荷トルクに基づいて前記ブレーキの状態を判定する判定部とを備えるブレーキ検査装置を提供する。
Tu=Kt×A1
Td=Kt×A2
Tu′=Kt×A3
このようにすることで、解除状態においてモータを正転および逆転させて負荷トルク測定部により測定された電流値に基づいて、簡易に負荷トルクを算出することができる。
このようにすることで、モータ位置が相違することによる正逆転時の電流値の変動を抑えて、負荷トルクを精度よく測定することができる。
このようにすることで、ロック状態においてモータが回転していることが確認されたときに、負荷トルク測定部により測定された電流値により、ブレーキ保持トルクが不足していることを簡易に判定することができる。
Tg/Tb≧Th1
ここで、Tg=(Tu+Td)/2、Tb=Tu′−Tg、Th1は所定の閾値である。
このようにすることで、モータを正転させたときの負荷トルクとモータを逆転させたときの負荷トルクとの平均により算出される重力負荷トルクが所定以上に大きいか、ブレーキのロック状態における負荷トルクと重力負荷トルクとの差分が所定以上に小さい場合に、簡易にブレーキ保持トルクが不足していると判定することができる。
Ag/Ab≧Th1
ここで、Ag=(A1+A2)/2、Ab=A3−Ag、Th1は所定の閾値である。
Tμ/Tb≧Th2
ここで、Tμ=(Tu−Td)/2、Tb=Tu′−Tg、Th2は所定の閾値である。
このようにすることで、モータを正転させたときの負荷トルクとモータを逆転させたときの負荷トルクとの差分の半分の大きさにより算出される機械摩擦トルクが所定以上に大きいか、ブレーキのロック状態における負荷トルクと重力負荷トルクとの差分が所定以上に小さい場合に、簡易にブレーキ解除異常であると判定することができる。
Aμ/Ab≧Th2
ここで、Aμ=(A1−A2)/2、Ab=A3−Ag、Th2は所定の閾値である。
Tμ≧Th3
ここで、Tμ=(Tu−Td)/2、Th3は所定の閾値である。
本態様によれば、機械摩擦トルクが所定以上に大きい場合にモータ異常であると判定することができる。
本実施形態に係るモータ制御装置1は、図1に示されるように、工作機械等の機構部2に取り付けられたブレーキ3付きモータ4に接続され、外部からのプログラム作動指令に従ってモータ4を制御する装置である。
検査制御部13は、速度制御部6からの回転速度指令を受けて所定のタイミングで電流測定部14により測定された電流値を演算部15に出力するように電流制御部7を制御し、所定のタイミングで特定の回転速度指令を出力するように速度制御部6を制御するとともに、所定のタイミングでブレーキ制御部8を制御するようになっている。
Tu=Kt×A1 (1)
Td=Kt×A2 (2)
Tu′=Kt×A3 (3)
電流値A1,A2は、モータ4が同じ回転角度位置に配置されているときに測定することが好ましい。すなわち、機構部2の位置が同じ状態において測定することにより、機構部2の位置に応じて重力負荷トルクが変動する場合であっても正しく測定することができる。
Tg=(Tu+Td)/2 (4)
Tμ=(Tu−Td)/2 (5)
Tb=Tu′−Tg (6)
Tg/Tb≧Th1 (7)
Tμ/Tb≧Th2 (8)
Tμ≧Th3 (9)
ここで、Th1,Th2,Th3はそれぞれ所定の閾値である。
式(7)はブレーキ保持トルクTbに対する重力負荷トルクTgの大きさの比率を示し、式(7)を満足する場合には、判定部16は、ブレーキ保持トルク不足異常であると判定するようになっている。
また、式(9)は機械摩擦トルクTμ自体の大きさであり、式(9)を満足する場合には、判定部16は、モータ異常であると判定するようになっている。
また、判定部16は、タイマー18により計時した時間Tが所定の閾値Th4以上となる場合には、ブレーキ3の作動遅れ異常であると判定するようになっている。
報知の方法は、モニタへの文字あるいは画像の表示、音声あるいは振動による報知等の任意の方法を採用してよい。
図3に示されるように、動作プログラムの作動により、モータ4への作動指令が入力されてくると、モータ制御装置1の速度制御部6が、モータ4への駆動指令を出力し(ステップS1)、ブレーキ制御部8への作動指令を出力する。速度制御部6は、モータ4が回転することによりエンコーダ5によって検出される回転速度がフィードバックされることにより、フィードバックされた回転速度と作動指令とに基づいてモータ4の速度を制御する。
すなわち、ステップS13において式(7)が満足されているか否かが判定され、満足されている場合には、ブレーキ保持トルク不足異常であると判定される(ステップS14)。
また、ステップS17において式(9)が満足されているか否かが判定され、満足されている場合には、モータ異常であると判定される(ステップS18)。
さらに、ステップS19においては時間Tが所定の閾値Th4以上であるか否かが判定され、閾値Th4以上である場合には、ブレーキ作動遅れ異常であると判定される(ステップS20)。
このように、本実施形態に係るブレーキ検査装置11およびモータ制御装置1によれば、モータ4の負荷トルクが変動してもブレーキ3の状態を精度よく検出することができるという利点がある。
さらに、機械摩擦トルクTμ自体の大きさを判定することにより、モータ4や機構部2の軸受等に不具合が発生して機械摩擦トルクTμが増大した場合にモータ異常であると判定することができる。
また、本実施形態においては、判定部16が、式(7)を満足するときにブレーキ保持トルク不足異常であると判定するものを例示したが、これに代えて、下記の式(10)を満足するときにブレーキ保持トルク不足異常であると判定してもよい。
Ag/Ab≧Th1 (10)
ここで、Ag=(A1+A2)/2、Ab=A3−Agである。
Aμ/Ab≧Th2 (11)
ここで、Aμ=(A1−A2)/2、Ab=A3−Agである。
3 ブレーキ
4 モータ
11 ブレーキ検査装置
14 電流測定部(負荷トルク測定部)
15 演算部(負荷トルク測定部)
16 判定部
Claims (9)
- モータのステータに対してロータを保持するブレーキの作動を解除した解除状態で、前記モータを正転および逆転させたときの負荷トルク、および、前記ブレーキを作動させたロック状態で、前記モータの正逆いずれかの方向に回転駆動したときの負荷トルクをそれぞれ測定する負荷トルク測定部と、
該負荷トルク測定部により測定された前記負荷トルクに基づいて前記ブレーキの状態を判定する判定部とを備えるブレーキ検査装置。 - 前記負荷トルク測定部が、前記解除状態および前記ロック状態において前記モータに供給する電流値を測定し、
下式により、前記負荷トルクを算出する請求項1に記載のブレーキ検査装置。
Tu=Kt×A1
Td=Kt×A2
Tu′=Kt×A3
ここで、
Tuは前記解除状態において前記モータを正転させたときの負荷トルク、
Tdは前記解除状態において前記モータを逆転させたときの負荷トルク、
Tu′は前記ロック状態において前記モータを駆動したときの負荷トルク、
Ktは前記モータのトルク定数、
A1は前記解除状態において前記モータを定速で正転させたときの電流値、
A2は前記解除状態において前記モータを定速で逆転させたときの電流値、
A3は前記ロック状態において前記モータを回転駆動したときの電流値
である。 - 前記負荷トルク測定部が、前記解除状態において前記モータを正転させたときの前記負荷トルクおよび前記解除状態において前記モータを逆転させたときの前記負荷トルクを同じモータ位置で測定する請求項2に記載のブレーキ検査装置。
- 前記負荷トルク測定部が、前記モータの位置または速度が増加した時点で前記ロック状態において前記モータを回転駆動したときの電流値を測定する請求項2または請求項3に記載のブレーキ検査装置。
- 前記判定部が、下式を満足するときにブレーキ保持トルク不足異常であると判定する請求項2から請求項4のいずれかに記載のブレーキ検査装置。
Tg/Tb≧Th1
ここで、
Tg=(Tu+Td)/2、
Tb=Tu′−Tg、
Th1は所定の閾値
である。 - 前記判定部が、下式を満足するときにブレーキ保持トルク不足異常であると判定する請求項2から請求項4のいずれかに記載のブレーキ検査装置。
Ag/Ab≧Th1
ここで、
Ag=(A1+A2)/2、
Ab=A3−Ag、
Th1は所定の閾値
である。 - 前記判定部が、下式を満足するときにブレーキ解除異常であると判定する請求項2から請求項5のいずれかに記載のブレーキ検査装置。
Tμ/Tb≧Th2
ここで、
Tμ=(Tu−Td)/2、
Tb=Tu′−Tg、
Th2は所定の閾値
である。 - 前記判定部が、下式を満足するときにブレーキ解除異常であると判定する請求項2から請求項5のいずれかに記載のブレーキ検査装置。
Aμ/Ab≧Th2
ここで、
Aμ=(A1−A2)/2、
Ab=A3−Ag、
Th2は所定の閾値
である。 - 請求項2から請求項4のいずれかに記載のブレーキ検査装置を備え、
前記判定部が、下式を満足するときにモータ異常であると判定するモータ制御装置。
Tμ≧Th3
ここで、
Tμ=(Tu−Td)/2、
Th3は所定の閾値
である。
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