JP3450099B2 - Method and apparatus for determining life of motor brake - Google Patents
Method and apparatus for determining life of motor brakeInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのシャフト
に対して設けられたディスクにブレーキパッドを押し付
けて摩擦力によりシャフトを制動するモータ用ブレーキ
の寿命判定方法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for determining the life of a motor brake, in which a brake pad is pressed against a disc provided on the shaft of a motor to brake the shaft by frictional force.
【0002】[0002]
【従来の技術】制御用モータには、モータ停止時にその
位置を保持するための保持ブレーキ(モータ用ブレー
キ)を内蔵したものや、停止位置保持にとどまらずモー
タの回転を積極的に制動するために制動用ブレーキ(モ
ータ用ブレーキ)を内蔵したものがある。また、保持ブ
レーキを制御装置に異常が発生した時の制動に利用する
技術も提案されている。2. Description of the Related Art A control motor has a built-in holding brake (motor brake) for holding its position when the motor is stopped, or for positively braking the rotation of the motor in addition to holding the stop position. There is a built-in braking brake (motor brake). Further, a technique has been proposed in which the holding brake is used for braking when an abnormality occurs in the control device.
【0003】これらのモータ用ブレーキは、例えば、モ
ータ軸即ちシャフトに固定されるディスクと、このディ
スクの表面に取り付けられたブレーキパッドと、バネ等
によって付勢されてブレーキパッドと接触するアーマチ
ュア(接触片)と、このアーマチュアを電磁吸引力で吸
引してブレーキパッドから引き離す電磁コイルとを備え
ている。常時は、電磁コイルに電流が通電されて、アー
マチュアはブレーキパッドから引き離された状態に維持
される。制動をかける際には、電磁コイルへの通電を停
止する。これにより電磁力がなくなり、バネの付勢力に
よってアーマチュアがブレーキパッドに摺動接触し、そ
の際に発生する摩擦力でシャフトを制動する。These brakes for motors are, for example, a disc fixed to a motor shaft or a shaft, a brake pad attached to the surface of the disc, and an armature (contact) which is biased by a spring or the like to contact the brake pad. (1) and an electromagnetic coil that attracts this armature by an electromagnetic attraction force and separates it from the brake pad. Normally, the electromagnetic coil is energized to keep the armature separated from the brake pad. When braking, the power supply to the electromagnetic coil is stopped. As a result, the electromagnetic force disappears, and the armature makes sliding contact with the brake pad by the urging force of the spring, and the shaft is braked by the frictional force generated at that time.
【0004】モータ用ブレーキの中でも、いわゆる保持
用ブレーキとして用いられるモータ用ブレーキは、もと
もと回転速度=0すなわちシャフトが停止している時に
動作するものであるため、ブレーキパッドの機械的強度
が低い。しかしながらこの保持用ブレーキも、制動用と
しても併用される場合があり、その場合にはブレーキの
寿命は極端に短くなる。Among the motor brakes, the motor brake used as a so-called holding brake originally operates when the rotational speed is 0, that is, when the shaft is stopped, so that the mechanical strength of the brake pad is low. However, this holding brake may also be used for braking as well, in which case the life of the brake becomes extremely short.
【0005】また制動用ブレーキとして設計されたモー
タ用ブレーキであっても、高い回転速度から制動した
り、モータのシャフトすなわちブレーキ軸換算のイナー
シャが大きいシステムにおいて制動する時は、ブレーキ
パッドの摩耗量が著しく、ブレーキ寿命も極端に短くな
ってくる。Further, even a motor brake designed as a braking brake, when braking from a high rotational speed or in a system having a large inertia in terms of the shaft of the motor, that is, the brake axis, the amount of wear of the brake pad. Markedly shortens the life of the brakes.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ブレーキパッドの摩耗
が著しくなるとブレーキは寿命となるが、この時、ブレ
ーキの種類によって次の2つの寿命形態が存在する。When the wear of the brake pads becomes significant, the brake reaches the end of its life. At this time, there are the following two types of life depending on the type of the brake.
【0007】その1つは、ブレーキパッドの摩耗量が多
くなることによって電磁力の吸引ストロークが長くな
り、吸引しきれないで常に制動力がかかった状態となる
ものである。One of them is that the amount of wear of the brake pad is increased, so that the suction stroke of the electromagnetic force becomes longer, and the braking force cannot be fully absorbed, and the braking force is always applied.
【0008】もう1つは、ブレーキパッドの摩擦面がす
り減ってなくなり、表面がつるつるの状態になって励磁
コイルの通電遮断時にも制動力が極端に減少してしまう
ものである。The other is that the friction surface of the brake pad is worn away and the surface becomes slippery, so that the braking force is extremely reduced even when the excitation coil is de-energized.
【0009】上記2つのいずれの場合においても、モー
タの制御に悪影響を与える。しかしながら従来は、ブレ
ーキ側から何の異常信号も出力されない。そのためにブ
レーキの寿命が近づいていても、定期的な点検をしない
限り、ブレーキの摩耗量を知ることができないという問
題があった。そのために、従来は定期的にブレーキの摩
耗量をチェックしなければならず、保守・点検が面倒で
あった。特に、サーボモータのように反出力軸側にエン
コーダやレゾルバなどの位置センサが取り付けられてい
るモータでは、反出力軸側から見ると位置センサより奥
にブレーキが取り付けられた構造となるため、モータを
分解しなければブレーキの摩耗量を点検することができ
ず、保守・点検が非常に面倒になる問題があった。In any of the above two cases, the control of the motor is adversely affected. However, conventionally, no abnormal signal is output from the brake side. Therefore, even if the life of the brake is approaching, there is a problem that the amount of wear of the brake cannot be known unless it is regularly inspected. Therefore, conventionally, it has been necessary to regularly check the amount of wear of the brakes, which makes maintenance and inspection troublesome. In particular, in a motor such as a servomotor in which a position sensor such as an encoder or a resolver is attached to the counter output shaft side, the brake is attached to the back of the position sensor when viewed from the counter output shaft side. Without disassembling, the amount of wear of the brake could not be inspected, and there was a problem that maintenance and inspection would be very troublesome.
【0010】本発明は、前述した問題解決のためになさ
れたものであり、その目的は、モータを分解してブレー
キを直接点検しなくてもブレーキの寿命を知ることがで
きるモータ用ブレーキ寿命判定方法及び装置を提供する
ことにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to determine the life of a brake for a motor, which can know the life of the brake without disassembling the motor and inspecting the brake directly. A method and apparatus are provided.
【0011】本発明の他の目的は、電気的な制動が併用
される場合において、寿命の判定精度を高めることがで
きるモータ用ブレーキ寿命判定方法及び装置を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for determining the life of a brake for a motor, which can improve the accuracy of determining the life when electric braking is also used.
【0012】本発明の更に他の目的は、負荷のイナーシ
ャが変動する場合においても、寿命の判定精度を高める
ことができるモータ用ブレーキ寿命判定方法及び装置を
提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for judging the life of a brake for a motor, which can improve the accuracy of the judgment of the life even when the inertia of the load changes.
【0013】本発明の別の目的は、簡単な演算により寿
命の判定精度を高めることができるモータ用ブレーキ寿
命判定方法及び装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method and a device for judging the life of a brake for a motor, which can improve the accuracy of the judgment of the life by a simple calculation.
【0014】本発明の更に別の目的は、ブレーキが寿命
に到達する前にブレーキの寿命状態を知ることができる
モータ用ブレーキ寿命判定装置を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a brake life judging device for a motor which can know the life status of the brake before the life of the brake is reached.
【0015】本発明の他の目的は、ブレーキが寿命に近
付いたことを事前に警告することができるモータ用ブレ
ーキ寿命判定装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a brake life determining device for a motor which can give advance warning that the brake is approaching the end of its life.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、モータ
のシャフトに対して設けられて摩擦力によりシャフトを
制動するモータ用ブレーキの寿命判定方法を対象とす
る。本発明では、まず制動動作開始時のシャフトの回転
速度に基いてブレーキパッドの摩耗量を求める。例え
ば、図3に示すように、制動動作開始時のシャフトの回
転速度を一定にして何回制動動作を行うとブレーキパッ
ドが摩耗してブレーキが寿命に達するかについて予め試
験を行ってデータを得ておけば、制動動作を開始すると
きの回転速度から、そのときのブレーキパッドの摩耗量
を求めることができる。なおここで「摩耗量」とは、必
ずしも物理的な摩耗量として検出する必要はなく、実際
の摩耗量に比例した値であればよく、演算処理の方法に
応じてその値の実態は、カウント数や、デジタル信号
や、電圧信号レベル等で表現される。The method of the present invention is directed to a method for determining the life of a motor brake, which is provided on a shaft of a motor and brakes the shaft by frictional force. In the present invention, first, the wear amount of the brake pad is obtained based on the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation. For example, as shown in FIG. 3, data is obtained by conducting a test in advance as to how many times the braking operation is performed with the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation kept constant, and the brake pad is worn. If so, the wear amount of the brake pad at that time can be obtained from the rotation speed at the time of starting the braking operation. Note that the "wear amount" does not necessarily have to be detected as the physical wear amount, and may be a value that is proportional to the actual wear amount. The actual value of the value depends on the calculation method. It is represented by a number, a digital signal, a voltage signal level, or the like.
【0017】制動動作開始時のシャフトの回転速度に基
いてブレーキパッドの摩耗量を求める場合の一例として
は、例えば予め試験により求めた制動動作開始時のシャ
フトの回転速度と該回転速度から制動を開始した場合に
おける制動可能回数との関係からブレーキパッドの摩耗
量を求めることが考えられる。この制御可能回数は、摩
耗量と逆比例の関係にある。また制動動作開始時の回転
速度の2乗に比例した値を摩耗量とすることが考えられ
る。この方法は、図3に示すように、制動動作開始時の
回転速度と制動可能回数との関係が二次関数に近いこと
に着目している。このことは摩耗量が、制動動作開始時
の回転速度の2乗に比例して増加することを意味してい
る。As an example of obtaining the wear amount of the brake pad based on the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation, for example, the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation obtained in advance by a test and the braking based on the rotation speed are used. It is conceivable to determine the amount of wear of the brake pad from the relationship with the number of times braking is possible when it is started. This controllable number is inversely proportional to the wear amount. Further, it is conceivable that a value proportional to the square of the rotation speed at the start of the braking operation is set as the wear amount. In this method, as shown in FIG. 3, attention is paid to the fact that the relationship between the rotation speed at the time of starting the braking operation and the number of times of braking is close to a quadratic function. This means that the amount of wear increases in proportion to the square of the rotation speed at the start of the braking operation.
【0018】本発明においては、制動動作が行われる毎
にこの摩耗量を累積して累積摩耗量を求める。そして累
積摩耗量に基いてモータ用ブレーキの寿命を判定する。
具体的には、例えば累積摩耗量と予め定めた基準累積摩
耗量とを比較して累積摩耗量が基準累積摩耗量を超える
とモータ用ブレーキが寿命に近付いたまたは寿命に達し
たと判定することができる。ここで基準累積摩耗量は、
予め試験を行ったデータに基いて定めることになる。モ
ータのイナーシャ、モータ用ブレーキのイナーシャ及び
負荷のイナーシャを総合した総合イナーシャが変わる
と、前述の制動動作開始時の回転速度と制動可能回数と
の関係は、総合イナーシャの変化に比例して変わるが、
ブレーキの摩耗部(ブレーキパッドとアーマチュア)の
材料が同じであれば、この基準累積摩耗量は変わらな
い。In the present invention, this wear amount is accumulated every time a braking operation is performed to obtain a cumulative wear amount. Then, the life of the motor brake is determined based on the accumulated wear amount.
Specifically, for example, the accumulated wear amount is compared with a predetermined reference accumulated wear amount, and when the accumulated wear amount exceeds the reference accumulated wear amount, it is determined that the motor brake has approached or reached the end of its life. You can Here, the reference cumulative wear amount is
It will be determined based on the data that has been tested in advance. When the total inertia that integrates the inertia of the motor, the inertia of the brake for the motor and the inertia of the load changes, the relationship between the rotation speed at the start of the braking operation and the number of possible braking changes in proportion to the change in the total inertia. ,
If the materials of the wear parts of the brake (brake pad and armature) are the same, this reference cumulative wear amount does not change.
【0019】負荷のイナーシャが変動する場合には、モ
ータのイナーシャ、モータ用ブレーキのイナーシャ及び
負荷のイナーシャを総合した総合イナーシャと制動動作
開始時のシャフトの回転速度とに基いてブレーキパッド
の摩耗量を求めるのが好ましい。負荷のイナーシャの変
動幅が小さければ、シャフトの回転速度と該回転速度か
ら制動を開始した場合における制動可能回数との関係を
示すパターンを、予め1種類用意しておけばよい。しか
しながらロボットのアームのように総合イナーシャが大
きく変わる負荷の場合において、1種類のパターンのみ
に基いて摩耗量を求めようとすると、安全を見た場合に
は、回転速度から制動を開始した場合における制動可能
回数との関係を示すパターンは最大負荷イナーシャ時に
おけるパターンを用いる必要があるため、寿命の判定精
度が悪くなる。そこで総合イナーシャを考慮して摩耗量
を求めれば、寿命の判定精度を高くすることができる。
総合イナーシャと摩耗量との間には、総合イナーシャが
大きくなると摩耗量が多くなる関係、即ち総合イナーシ
ャと摩耗量が正比例の関係にある。そこで総合イナーシ
ャを実測または推測し、変化する総合イナーシャに応じ
て、回転速度から制動を開始した場合における制動可能
回数との関係を変えればよい。総合イナーシャを推定す
る場合には、公知技術により、総合イナーシャを一時的
に推定しても、またリアルタイムで逐次推定してもよ
く、その場合には総合イナーシャ推定手段を用いる。When the load inertia fluctuates, the total amount of inertia of the motor, the inertia of the motor brake, and the inertia of the load is combined, and the wear amount of the brake pad is determined based on the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation. Is preferred. If the fluctuation range of the load inertia is small, one type of pattern indicating the relationship between the rotation speed of the shaft and the number of times braking is possible when braking is started from the rotation speed may be prepared in advance. However, if the wear amount is to be calculated based on only one type of pattern in the case of a load such as a robot arm where the total inertia changes significantly, when looking at safety, the Since it is necessary to use the pattern at the time of maximum load inertia as the pattern showing the relationship with the number of times of braking possible, the accuracy of determining the life deteriorates. Therefore, if the wear amount is calculated in consideration of the total inertia, the accuracy of determining the life can be increased.
There is a relationship between the total inertia and the wear amount that the wear amount increases as the total inertia increases, that is, the total inertia and the wear amount are in direct proportion. Therefore, the total inertia may be measured or estimated, and the relation with the number of times braking is possible when the braking is started from the rotation speed may be changed according to the changing total inertia. When estimating the total inertia, the total inertia may be temporarily estimated or sequentially estimated in real time by a known technique. In that case, the total inertia estimating means is used.
【0020】モータ用ブレーキによる制動に加えて、速
度指令信号を0にすることにより、電気的に制動をかけ
ることも可能である。この場合には、ブレーキの摩擦力
による制動量が少なくてすむ。そのためより寿命の判定
精度を高めるためには、この電気的な制動を考慮する必
要がある。なおこの電気的な制動を考慮しなくても、実
際の寿命よりも早く寿命の到来を判定すれば、モータの
保守及び点検の観点からは問題がない。したがって本発
明は、電気的な制動を考慮する場合と考慮しない場合の
両方を含むものである。In addition to braking by the motor brake, it is also possible to electrically brake by setting the speed command signal to zero. In this case, the amount of braking due to the frictional force of the brake can be small. Therefore, it is necessary to consider this electric braking in order to improve the accuracy of determining the life. Even if this electric braking is not taken into consideration, if the end of the service life is judged earlier than the actual service life, there is no problem from the viewpoint of maintenance and inspection of the motor. Therefore, the present invention includes both cases where electric braking is considered and cases where it is not considered.
【0021】本発明の装置では、シャフトの回転速度を
エンコーダ等の回転速度検出手段により検出する。また
累積摩耗量演算手段が、制動動作開始時のシャフトの回
転速度に基いてブレーキパッドの摩耗量を演算し、制動
動作が行われる毎に摩耗量を累積して累積摩耗量を演算
する。そして寿命判定手段が累積摩耗量に基いてモータ
用ブレーキの寿命を判定する。In the apparatus of the present invention, the rotation speed of the shaft is detected by the rotation speed detecting means such as an encoder. Further, the cumulative wear amount calculation means calculates the wear amount of the brake pad based on the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation, and accumulates the wear amount each time the braking operation is performed to calculate the cumulative wear amount. Then, the life judging means judges the life of the motor brake based on the accumulated wear amount.
【0022】累積摩耗量演算手段は、電源遮断時にも記
憶内容を保持する記憶手段に累積摩耗量を記憶している
のが好ましい。またこの記憶手段に記憶している累積摩
耗量を表示する累積摩耗量表示手段を更に設けてもよ
い。更に、寿命判定手段がモータ用ブレーキが寿命に近
付いたと判定すると、警報を発生する警報発生手段を備
えていてもよい。It is preferable that the cumulative wear amount calculation means stores the cumulative wear amount in a storage means that retains the stored contents even when the power is shut off. Further, cumulative wear amount display means for displaying the cumulative wear amount stored in the storage means may be further provided. Further, the life determining means may include an alarm generating means for generating an alarm when the life determining means determines that the motor brake is nearing the end of its life.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は、モータ用ブレーキ内
蔵型モータの制御装置に、本発明の寿命判定装置を適用
した一実施例の概略ブロック図である。同図において1
は、モータ用ブレーキ内蔵型モータであり、このモータ
1は3相誘導電動機1aのシャフトにモータ用ブレーキ
1bのディスクとエンコーダ1cのロータとが取り付け
られた構造を有している。この誘導電動機1aは、汎用
でもまたサーボ用でもよく、誘導電動機に代えて同期電
動機等であってもよい。本実施例のモータ用ブレーキ1
bは、制動用ブレーキであるが、保持用ブレーキであっ
てもよいのは勿論である。またエンコーダ1cは、モー
タ1のシャフトの回転速度または回転位置を検出するた
めに用いられるものであり、磁気式及び光学式のいずれ
でもよい。なおエンコーダ1cに代えてレゾルバ等の位
置センサを用いることもできる。2はモータ1によって
駆動される負荷であり、一定の負荷でもイナーシャが変
化する可変の負荷でもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment in which the life determining device of the present invention is applied to a control device for a motor with a built-in brake. 1 in the figure
Is a motor brake built-in motor, and this motor 1 has a structure in which the disk of the motor brake 1b and the rotor of the encoder 1c are attached to the shaft of the three-phase induction motor 1a. The induction motor 1a may be a general-purpose type or a servo type, and may be a synchronous motor or the like instead of the induction motor. Motor brake 1 of this embodiment
Although b is a braking brake, it goes without saying that it may be a holding brake. The encoder 1c is used to detect the rotational speed or rotational position of the shaft of the motor 1 and may be either magnetic or optical. A position sensor such as a resolver may be used instead of the encoder 1c. Reference numeral 2 denotes a load driven by the motor 1, which may be a constant load or a variable load whose inertia changes.
【0024】3はモータ1の制御装置であり、この制御
装置3はモータ駆動装置と、ブレーキ制御装置と、モー
タ用ブレーキの寿命判定装置とを含んで構成されてい
る。4は、3相電源から供給される3相交流電流を整流
する整流器である。整流器4は、例えば3相全波ダイオ
ードブリッジにより構成することができる。5は、整流
器4からの直流出力を3相交流出力に変換するパルス幅
変調インバータ(PWMインバータ)であり、5aはイ
バータ5に駆動信号を供給するドライブ回路である。本
実施例では、モータ1の制御にパルス幅変調インバータ
5に代えてパルス振幅変調インバータ等の他の駆動回路
を用いることできる。Reference numeral 3 is a control device for the motor 1, and the control device 3 includes a motor drive device, a brake control device, and a life determining device for the motor brake. A rectifier 4 rectifies a three-phase alternating current supplied from a three-phase power source. The rectifier 4 can be composed of, for example, a three-phase full-wave diode bridge. Reference numeral 5 is a pulse width modulation inverter (PWM inverter) that converts the DC output from the rectifier 4 into a three-phase AC output, and 5a is a drive circuit that supplies a drive signal to the verter 5. In this embodiment, instead of the pulse width modulation inverter 5, another drive circuit such as a pulse amplitude modulation inverter can be used to control the motor 1.
【0025】6は制御電源回路であり、この制御電源回
路6は制御装置の演算装置を構成するCPUやその他の
制御回路に制御電源を提供する。7は、モータ用ブレー
キ1bの図示しない励磁コイルに励磁電流を供給するた
めのブレーキ用電源である。このブレーキ用電源として
は、制御電源回路6の出力を利用してもよいが、整流器
4の出力を電圧変換して利用してもよく、また制御装置
3の外部に別電源として用意してもよい。励磁コイルに
励磁電流を供給する回路には、電磁リレー8の常開接点
が直列に接続されている。電磁リレー8は、励磁回路8
aによって励磁コイルが励磁されると接点を閉じてブレ
ーキ1bの励磁コイルに励磁電流を供給する。このモー
タ用ブレーキ1bは、励磁コイルが励磁されていない状
態で図示しないアーマチュアをディスクのパッドに押し
付け、励磁コイルが励磁されると、アーマチュアをディ
スクのパッドから離すように構成されている。Reference numeral 6 is a control power supply circuit, and this control power supply circuit 6 supplies control power to the CPU and other control circuits which form the arithmetic unit of the control device. Reference numeral 7 denotes a brake power supply for supplying an exciting current to an exciting coil (not shown) of the motor brake 1b. The output of the control power supply circuit 6 may be used as the brake power supply, but the output of the rectifier 4 may be converted into a voltage and used, or may be prepared as a separate power supply outside the control device 3. Good. A normally-open contact of the electromagnetic relay 8 is connected in series to the circuit that supplies the exciting current to the exciting coil. The electromagnetic relay 8 is an exciting circuit 8
When the exciting coil is excited by a, the contacts are closed and an exciting current is supplied to the exciting coil of the brake 1b. The motor brake 1b is configured such that an armature (not shown) is pressed against the pad of the disc in a state where the exciting coil is not excited, and when the exciting coil is excited, the armature is separated from the pad of the disc.
【0026】9は警報器であり、10は記憶保持手段で
ある。なおこれらについては後に詳しく説明する。11
は、制御装置3において演算動作を行うコンピュータの
CPUである。本実施例では、このCPUを用いてモー
タの制御、ブレーキの制御及びブレーキの寿命の判定を
行う。Reference numeral 9 is an alarm device, and 10 is a memory holding means. These will be described later in detail. 11
Is a CPU of a computer that performs arithmetic operations in the control device 3. In this embodiment, the CPU is used to control the motor, control the brake, and determine the life of the brake.
【0027】12はCPU11の内部にソフトウエアに
より構成されるブレーキ制御手段である。このブレーキ
制御手段12は、電磁リレー8の励磁回路8aに励磁指
令信号を出力してブレーキ1bを制御する。誘導電動機
1aが誘導型サーボモータの場合、次の場合にブレーキ
動作が行われる。なおこの場合には、ブレーキ動作が行
われているときには、インバータ5はオフ状態にあり動
作していない。Reference numeral 12 is a brake control means formed by software inside the CPU 11. The brake control means 12 outputs an excitation command signal to the excitation circuit 8a of the electromagnetic relay 8 to control the brake 1b. When the induction motor 1a is an induction type servo motor, the braking operation is performed in the following cases. In this case, when the braking operation is being performed, the inverter 5 is in the off state and is not operating.
【0028】制御装置3あるいは電動機1aの異常時
であって、電動機1aの制御を利用して電動機1aを停
止させることができない場合。When the control device 3 or the electric motor 1a is in an abnormal state and the electric motor 1a cannot be stopped by using the control of the electric motor 1a.
【0029】サーボオフ時に、電動機1aが外力で回
されないように停止位置に保持させる場合。When the electric motor 1a is held at the stop position so as not to be rotated by an external force when the servo is turned off.
【0030】停電時に主電源が電動機1aを停止させ
るのに必要な電力を供給できない場合。When the main power supply cannot supply the electric power required to stop the electric motor 1a during a power failure.
【0031】13は累積摩耗量演算手段であり、この累
積摩耗量演算手段13は制動動作開始時のシャフトの回
転速度に基いてブレーキパッドの摩耗量を求め、制動動
作が行われる毎にこの摩耗量を累積して累積摩耗量を演
算する。制動動作開始時のシャフトの回転速度に基いて
ブレーキパッドの摩耗量を求める場合の一例としては、
例えば図3に示すように予め試験により求めた制動動作
開始時のシャフトの回転速度と該回転速度から制動を開
始した場合における制動可能回数との関係からブレーキ
パッドの摩耗量を求めることが考えられる。この制御可
能回数は、摩耗量と逆比例の関係にある。図3の例は、
モータのイナーシャ、モータ用ブレーキのイナーシャ及
び負荷のイナーシャを総合した総合イナーシャが一定の
場合の、回転速度と該回転速度から制動を開始した場合
における制動可能回数との関係を示す測定結果のパター
ンである。図3において曲線Aは、ブレーキの許容制動
回数を示し、曲線Bは許容制動回数に対して余裕を持た
せて設定した制動回数の警報レベルを示している。Numeral 13 is a cumulative wear amount calculation means, which calculates the wear amount of the brake pad based on the rotational speed of the shaft at the start of the braking operation, and this wear is performed every time the braking operation is performed. The amount is accumulated to calculate the accumulated wear amount. As an example of obtaining the wear amount of the brake pad based on the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation,
For example, as shown in FIG. 3, it is conceivable to determine the amount of wear of the brake pad based on the relationship between the rotational speed of the shaft at the start of the braking operation obtained in advance by the test and the number of times braking is possible when the braking is started from the rotational speed. . This controllable number is inversely proportional to the wear amount. The example in Figure 3
In the pattern of the measurement result showing the relationship between the rotation speed and the number of braking possible when the braking is started from the rotation speed when the total inertia including the inertia of the motor, the inertia of the motor brake and the inertia of the load is constant. is there. In FIG. 3, a curve A shows the allowable number of times of braking, and a curve B shows an alarm level of the number of times of braking set with a margin with respect to the allowable number of braking.
【0032】図3の例では、制動開始時のシャフトの回
転速度が2000rpmであるとすると、この回転速度
からは100回まで制動が可能であり、制動開始時のシ
ャフトの回転速度が1000rpmであるとすると、こ
の回転速度からは400回まで制動が可能であり、制動
開始時のシャフトの回転速度が100rpmであるとす
ると、この回転速度からは4000回まで制動が可能で
ある。1回あたりのブレーキパッドの摩耗量を回転速度
が100rpmの場合を1とすると、回転速度が100
0rpmでは摩耗量は100、回転速度が2000rp
mでは摩耗量は400となる。この結果は、摩耗量が制
動動作開始時の回転速度の2乗に比例して増加すること
を意味している。このある基準となる回転速度からの摩
耗量を1としたときの、他の回転速度からの摩耗量を示
すカウント値を積算することにより、累積摩耗量を知る
ことができる。なお図3の例では、演算を簡単にするた
めに、シャフトの回転速度が100rpm以下の場合の
摩耗量を無視している。In the example of FIG. 3, if the rotation speed of the shaft at the start of braking is 2000 rpm, braking can be performed up to 100 times from this rotation speed, and the rotation speed of the shaft at the start of braking is 1000 rpm. Then, it is possible to perform braking up to 400 times from this rotation speed, and assuming that the rotation speed of the shaft at the start of braking is 100 rpm, braking is possible up to 4000 times from this rotation speed. If the amount of wear of the brake pad per rotation is 1 when the rotation speed is 100 rpm, the rotation speed is 100
At 0 rpm, the wear amount is 100 and the rotation speed is 2000 rp
At m, the amount of wear is 400. This result means that the amount of wear increases in proportion to the square of the rotation speed at the start of the braking operation. The cumulative wear amount can be known by integrating the count value indicating the wear amount from other rotation speeds when the wear amount from the certain reference rotation speed is 1. In the example of FIG. 3, in order to simplify the calculation, the amount of wear when the rotation speed of the shaft is 100 rpm or less is ignored.
【0033】この考え方を用いて累積摩耗量を演算する
ためには、制動動作開始時の回転速度の2乗に比例した
値をカウントして摩耗量とする。具体的には回転速度N
m(min−1)からブレーキで制動をかけた場合の摩
耗量に相当するカウント値CNは、CN=Nm2/10
000である。そして毎回の制動で発生する摩耗量の累
積摩耗量即ちカウント累積値は、下記の数式を演算する
ことにより求めることができる。In order to calculate the cumulative wear amount using this concept, a value proportional to the square of the rotation speed at the start of the braking operation is counted as the wear amount. Specifically, the rotation speed N
count value CN corresponding from m (min -1) to the wear amount when the brake is applied with brakes, CN = Nm 2/10
It is 000. The cumulative wear amount of wear amount generated by each braking, that is, the cumulative count value can be obtained by calculating the following mathematical formula.
【0034】[0034]
【数1】
上記数式の演算を実行するためには、前回までの累積摩
耗量即ちカウント累積値を記憶しておく必要がある。そ
こで本実施例では、前回までのカウント累積値を記憶保
持手段10に記憶させている。この記憶保持手段10と
しては、電源が停電になっても、記憶内容を保持できる
EEPROM等の不揮発性メモリを用いるのが好まし
い。[Equation 1] In order to execute the calculation of the above formula, it is necessary to store the cumulative wear amount up to the previous time, that is, the cumulative count value. Therefore, in the present embodiment, the accumulated count value up to the previous time is stored in the storage holding unit 10. As the memory holding means 10, it is preferable to use a non-volatile memory such as an EEPROM capable of holding the stored contents even when the power is cut off.
【0035】シャフトの回転速度は、エンコーダ1cの
出力を用いて回転速度検出手段14により検出される。
回転速度検出手段14は、エンコーダ1cから出力され
る信号101(例えばエンコーダA,B信号)を入力と
して、エンコーダ1cから出力されるパルスの数を計数
して計数値を回転速度として出力する。実際には、累積
摩耗量演算手段がサンプリング動作を行う度に、回転速
度検出手段14は、計数値を回転速度102としてデー
タ更新する。The rotation speed of the shaft is detected by the rotation speed detecting means 14 using the output of the encoder 1c.
The rotation speed detecting means 14 receives the signal 101 (for example, encoder A and B signals) output from the encoder 1c, counts the number of pulses output from the encoder 1c, and outputs the count value as the rotation speed. Actually, every time the cumulative wear amount calculating means performs the sampling operation, the rotation speed detecting means 14 updates the data with the count value as the rotation speed 102.
【0036】累積摩耗量演算手段13は、入力された回
転速度102を入力としてカウント値CNの演算を行っ
て摩耗量を求め、その後前述の式に従って累積摩耗量を
求める。なお実際に演算を行わずに、予め回転速度に対
応して摩耗量に対応するカウント値を記憶したデータテ
ーブルを用意しておき、このデータテーブルから摩耗量
を読み出すようにしてもよいのは勿論である。The cumulative wear amount calculating means 13 calculates the count value CN by using the input rotation speed 102 as an input to obtain the wear amount, and then obtains the cumulative wear amount according to the above-mentioned formula. Of course, it is also possible to prepare a data table storing the count value corresponding to the wear amount corresponding to the rotation speed in advance without actually performing the calculation and read the wear amount from this data table. Is.
【0037】総合イナーシャが変動する場合について説
明する。ロボットのアーム等をモータで駆動制御する場
合、総合イナーシャが変動する。総合イナーシャの増減
は、ブレーキパッドの摩耗量と正比例する。即ち、総合
イナーシャが増加すると、摩耗量も増加し、総合イナー
シャが減少すると摩耗量も減少する。図3の例で見る
と、例えば曲線Aは総合イナーシャが0.01kgm2
の場合の回転速度と該回転速度から制動を開始した場合
における制動可能回数との関係を示す特性曲線であり、
曲線Bが許容制動回数に対して余裕を持たせて設定した
制動回数の警報レベルであるとすると、曲線A´及びB
´は総合イナーシャが0.02kgm2の場合の特性曲
線と警報レベルである。曲線BとB´とを対比すると分
かるように、総合イナーシャが2倍になると、各回転速
度における制動可能回数は1/2になる。即ち、制動可
能回数は総合イナーシャの変化と逆比例の関係になる。
したがって前述の回転速度Nm(min−1)からブレ
ーキで制動をかけた場合の摩耗量に相当するカウント値
CNは、CN=k×(Nm2/10000)である。こ
こでkは、基準となる総合イナーシャを1とした場合の
変化する総合イナーシャとの比である。前述の例で説明
すれば、総合イナーシャが0.01kgm2の場合を基
準となる総合イナーシャとすると、総合イナーシャが
0.02kgm2になった場合のkは2である。よって
総合イナーシャの変化を測定または推定することにより
このkを求めれば、総合イナーシャが変化した場合で
も、比較的高い精度で摩耗量に相当するカウント値を演
算することができる。なお総合イナーシャが変動する場
合でも、データテーブルを予め複数用意しておき、負荷
の変動幅に応じて適宜のデータテーブルを選択して摩耗
量を読み出すようにしてもよいのは勿論である。A case where the total inertia varies will be described. When a robot arm or the like is driven and controlled by a motor, the total inertia varies. The increase or decrease of the total inertia is directly proportional to the wear amount of the brake pad. That is, when the total inertia increases, the amount of wear also increases, and when the total inertia decreases, the amount of wear also decreases. Looking at the example in FIG. 3, for example, the curve A has a total inertia of 0.01 kgm 2
Is a characteristic curve showing the relationship between the rotation speed in the case of and the number of times braking is possible when braking is started from the rotation speed,
Assuming that the curve B is the alarm level of the number of braking times set with a margin for the allowable number of braking times, the curves A ′ and B
′ Is a characteristic curve and an alarm level when the total inertia is 0.02 kgm 2 . As can be seen by comparing the curves B and B ′, when the total inertia is doubled, the number of times braking is possible at each rotational speed is halved. That is, the number of times braking is possible is inversely proportional to the change in total inertia.
Therefore the count value CN corresponding to the wear amount when the brake is applied with the brake from the aforementioned rotational speed Nm (min -1) is a CN = k × (Nm 2/ 10000). Here, k is a ratio with the changing total inertia when the reference total inertia is 1. In the example described above, if the total inertia is 0.01 kgm 2 and the total inertia is the reference, the k is 2 when the total inertia is 0.02 kgm 2 . Therefore, if this k is obtained by measuring or estimating the change in the total inertia, the count value corresponding to the wear amount can be calculated with relatively high accuracy even when the total inertia changes. Even if the total inertia varies, it is of course possible to prepare a plurality of data tables in advance and select an appropriate data table according to the variation range of the load to read the wear amount.
【0038】15は累積摩耗量に基いてモータ用ブレー
キの寿命を判定する寿命判定手段である。この寿命判定
手段は、具体的には、例えば累積摩耗量と予め定めた基
準累積摩耗量とを比較して累積摩耗量が基準累積摩耗量
を超えるとモータ用ブレーキが寿命に近付いたまたは寿
命に達したと判定することができる。ここで基準累積摩
耗量は、予め試験を行ったデータに基いて定めることに
なる。図3の例でみると、同じ回転速度で制動を行った
場合の摩耗量×制動可能回数から得られる32,000
が基準累積摩耗量である。この値は、総合イナーシャが
変わると変わる。基準累積摩耗量を実際に寿命に達する
累積摩擦量よりも小さくしておくことにより、事前に寿
命の到来を検出することができる。なお本実施例では、
累積摩耗量演算手段13で演算した結果を累積摩耗量表
示手段16で表示する。この累積摩耗量表示手段16
は、例えばセグメントLEDやバー形状のLED等によ
り構成することができる。なお累積摩耗量表示手段16
には、これらのLEDを駆動する駆動回路も含まれてい
る。Reference numeral 15 is a life judging means for judging the life of the motor brake based on the accumulated wear amount. This life determining means is, for example, comparing the accumulated wear amount with a predetermined reference accumulated wear amount, and when the accumulated wear amount exceeds the reference accumulated wear amount, the motor brake has approached or reached the end of life. It can be determined that it has been reached. Here, the reference cumulative wear amount will be determined based on the data that has been tested beforehand. In the example of FIG. 3, 32,000 obtained from the amount of wear when braking is performed at the same rotation speed × the number of times braking is possible
Is the reference cumulative wear amount. This value changes as the overall inertia changes. By setting the reference cumulative wear amount smaller than the cumulative friction amount that actually reaches the end of life, the arrival of the end of life can be detected in advance. In this example,
The result calculated by the cumulative wear amount calculation means 13 is displayed by the cumulative wear amount display means 16. This cumulative wear amount display means 16
Can be composed of, for example, a segment LED or a bar-shaped LED. The cumulative wear amount display means 16
Also includes a drive circuit for driving these LEDs.
【0039】本実施例では、寿命判定手段15がブレー
キが寿命に近付いたことを判定すると、ブザー,ランプ
等からなる警報器9に警報信号105を出力して、警報
を発生させる。この警報により、モータ1の使用者は、
モータ1の交換時期を早期に知ることになる。本実施例
では、警報信号105がドライブ回路にドライブ指令を
出力するモータ制御手段17にも入力される。モータ制
御手段17は、通常は速度指令信号106によってイン
バータ5にモータ制御信号107を出力し、速度制御を
行う。そしてモータ制御手段17は、警報信号105を
受信すると、モータ制御信号107をモータを停止させ
る即ちモータ回転不可能状態指令とする。In this embodiment, when the life judging means 15 judges that the brake is approaching the end of its life, the warning signal 105 is output to the alarm device 9 composed of a buzzer, a lamp and the like to generate an alarm. With this alarm, the user of the motor 1
The replacement time of the motor 1 will be known early. In this embodiment, the alarm signal 105 is also input to the motor control means 17 which outputs a drive command to the drive circuit. The motor control means 17 usually outputs a motor control signal 107 to the inverter 5 in response to the speed command signal 106 to control the speed. When the motor control means 17 receives the warning signal 105, the motor control means 17 sets the motor control signal 107 to stop the motor, that is, to set the motor rotation impossible state command.
【0040】図2は、図1の実施例におけるCPU11
を動作させて、寿命判定装置を構成するために用いるソ
フトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートであ
る。このフロチャートのステップST1,ST3〜ST
6により累積摩耗量演算手段13が構成される。またス
テップST2により回転速度検出手段14が構成され
る。更にステップST7〜ST9により寿命判定手段が
構成され、ステップST10〜ST12によりモータ制
御手段17の一部が構成される。FIG. 2 shows the CPU 11 in the embodiment of FIG.
Is a flow chart showing an algorithm of software used to operate the device and configure a life determining device. Steps ST1, ST3 to ST of this flow chart
The cumulative wear amount calculation means 13 is constituted by 6. Further, the rotation speed detecting means 14 is constituted by the step ST2. Further, steps ST7 to ST9 form a life determining means, and steps ST10 to ST12 form a part of the motor control means 17.
【0041】なお上記実施例において、基準累積摩耗量
のレベルを2段階とし、警報予告を発生するようにして
もよい。このようにすると警報信号105が発生して直
ちにモータが停止することがない。なおブレーキ1bが
寿命になった場合、通常はモータごと新しく交換する。
この際に、寿命判定装置の記憶保持手段10の記憶値を
クリアする。In the above embodiment, the level of the reference cumulative wear amount may be set to two levels and the warning notice may be issued. In this way, the alarm signal 105 is not generated and the motor does not stop immediately. When the brake 1b reaches the end of its life, it is usually replaced with a new motor.
At this time, the stored value of the storage holding unit 10 of the life determination device is cleared.
【0042】モータ1と制御装置3との組合わせを途中
で変更する場合(制御装置を変える場合)には、変更時
点でのカウント累積値Cを紙等に記録しておき、新たに
組合わされる制御装置のカウント値としてCをプリセッ
トすることでブレーキ寿命の判定を継続することができ
る。When the combination of the motor 1 and the control device 3 is changed on the way (when the control device is changed), the count cumulative value C at the time of the change is recorded on a paper or the like and a new combination is made. By presetting C as the count value of the control device, the determination of the brake life can be continued.
【0043】上記実施例では、ブレーキだけで制動を行
っているが、特殊な例としてモータ制御を併用して(即
ち速度指令信号を0にしながら)、電気的に制動をかけ
ることも可能である。この場合には、ブレーキの負担が
少なくなってブレーキ摩擦力による制動量が少なくな
る。より寿命の判定精度を高めるためには、この電気的
な制動を考慮する必要がある。具体的には、カウント値
から電気的な制動分に相当するカウント数を差し引く補
正演算を行えばよい。In the above embodiment, the braking is performed only by the brake, but as a special example, it is also possible to use the motor control together (that is, while setting the speed command signal to 0) to electrically brake. . In this case, the load on the brake is reduced and the braking amount due to the brake friction force is reduced. In order to improve the accuracy of life determination, it is necessary to consider this electric braking. Specifically, the count value
Pressurizing et subtracting the electrical Luke number und be equivalent to the braking component may perform the correction computation.
【0044】次に、ロボットのアーム等のように総合イ
ナーシャが変動する場合の対応について説明する。総合
イナーシャの変動は、公知のイナーシャ推定手段を用い
ることにより容易に知ることができる。イナーシャの推
定には、一時的推定とリアルタイム推定との2種類があ
る。リアルタイム推定の一例は、特開昭62−1268
84号公報に開示されている。このリアルタイム推定を
用いる場合、ブレーキのみで制動するときにはブレーキ
動作開始時の推定イナーシャを使用して摩耗量を計算す
る。また速度指令信号を0にする電気的な制動とブレー
キ制動とを併用する場合には、制動開始から停止までリ
アルタイムで変化するイナーシャを逐次計算しながら電
気的な制動分を差し引いて摩耗量を計算してもよい。一
時的推定は、イナーシャが固定の場合に向いている。一
時的推定も特開昭62−126884号公報に開示され
ている技術に準じて実現できる。なお該公報に記載の技
術を利用する場合には、通常運転モードとは別にイナー
シャ推定モードを作り、制御システム使用開始時に一時
的にイナーシャ推定モードでイナーシャを推定し、後は
常に固定データとして推定イナーシャ値を使用すること
になる。Next, a description will be given of how to deal with the case where the total inertia fluctuates, such as the robot arm. The fluctuation of the total inertia can be easily known by using a known inertia estimating means. There are two types of inertia estimation: temporary estimation and real-time estimation. An example of real-time estimation is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-1268.
No. 84 publication. When this real-time estimation is used, the amount of wear is calculated by using the estimated inertia at the start of the braking operation when braking only with the brake. When using both electric braking and brake braking that set the speed command signal to 0, the amount of wear is calculated by subtracting the amount of electric braking while sequentially calculating the inertia that changes in real time from the start to the stop of braking. You may. The temporary estimation is suitable when the inertia is fixed. Temporary estimation can also be realized according to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-126884. When using the technology described in this publication, an inertia estimation mode is created separately from the normal operation mode, the inertia is temporarily estimated in the inertia estimation mode at the start of use of the control system, and thereafter, it is always estimated as fixed data. The inertia value will be used.
【0045】図4は、図1の実施例をベースにしてイナ
ーシャ推定手段19を用いる場合の要部のブロック図で
ある。この図において、図1の実施例と同様の構成に
は、図1に付した符号と同じ符号を付して説明を省略す
る。イナーシャ推定手段19は、3相誘導電動機1bの
回転速度及び電機子巻線に通電される電流値から負荷の
変化を検出し、この変化から総合イナーシャを推定する
ように構成されている。本実施例では、電機子巻線に通
電される電流値として2相に流れる電流を変流器によっ
て検出し、検出値をA/D変換器18により変換してデ
ジタル処理可能なデータに変換している。FIG. 4 is a block diagram of the essential parts when the inertia estimating means 19 is used based on the embodiment of FIG. In this figure, the same components as those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. The inertia estimating means 19 is configured to detect a change in load from the rotational speed of the three-phase induction motor 1b and the value of current supplied to the armature winding, and estimate the total inertia from this change. In this embodiment, the current flowing in the two phases is detected by the current transformer as the current value to be applied to the armature winding, and the detected value is converted by the A / D converter 18 to be converted into digitally processable data. ing.
【0046】以下本願明細書に記載した複数の発明の中
からいくつかの発明についてその構成要件を列挙する。The constituent features of some of the inventions described in this specification will be listed below.
【0047】(1) モータの回転速度を検出する回転
速度検出手段(14)と、ブレーキ動作を行う毎にモー
タとブレーキと負荷の総合イナーシャに比例しかつブレ
ーキ動作開始時の回転速度の2乗に比例したカウント値
を演算することで今回のブレーキパッドの摩耗量を求め
前回までのブレーキパッドの摩耗量に比例したカウント
累積値と今回のカウント値を加算して今回までの新たな
累積摩耗量に比例したカウント値を演算するブレーキ摩
耗量演算手段(13,15)と、前記ブレーキ摩耗量演
算手段が今回までの新たな累積摩耗量を演算する際に前
回までのブレーキパッドの摩耗量に比例したカウント累
積値を該演算手段に出力し今回までの累積摩耗量を演算
手段から入力して記憶し制御装置の電源遮断時にもその
記憶を保持する記憶保持手段(10)とを備えたことを
特徴とするブレーキ寿命判定装置。(1) Rotational speed detection means (14) for detecting the rotational speed of the motor, and proportional to the total inertia of the motor, the brake, and the load each time the braking operation is performed, and the squared rotational speed at the start of the braking operation. Calculate the wear amount of the brake pad this time by calculating the count value in proportion to, and add the count cumulative value proportional to the wear amount of the brake pad up to the previous time and this count value to obtain the new cumulative wear amount up to this time. Is proportional to the wear amount of the brake pad up to the previous time when the brake wear amount calculating means (13, 15) for calculating a count value proportional to and the brake wear amount calculating means calculates a new cumulative wear amount up to this time. A memory that outputs the counted cumulative value to the calculation means, inputs and stores the accumulated wear amount up to this time from the calculation means, and retains the memory even when the power supply of the control device is cut off. A brake life determining device comprising a holding means (10).
【0048】(2) 上記(1)記載の装置において、
制御手段(3)は総合イナーシャを一時的に演算あるい
はリアルタイムで逐次演算するイナーシャ推定手段(1
9)を有し、ブレーキ摩耗量演算手段は前記イナーシャ
推定手段(19)の演算した総合イナーシャの値を使用
して今回のブレーキパッドの摩耗量に比例したカウント
値を演算することを特徴とするブレーキ寿命判定装置。(2) In the device described in (1) above,
The control means (3) is an inertia estimation means (1) for temporarily calculating the total inertia or successively calculating in real time.
9), and the brake wear amount calculation means calculates a count value proportional to the wear amount of the brake pad this time using the value of the total inertia calculated by the inertia estimation means (19). Brake life determination device.
【0049】(3) 上記(1)または(2)のいずれ
かに記載した装置において、制御手段(3)はブレーキ
摩耗量演算手段が演算した今回までの新たな累積摩耗量
に比例したカウント値が所定値に達すると警報する手段
を有することを特徴とするブレーキ寿命判定装置。(3) In the apparatus described in (1) or (2) above, the control means (3) is a count value proportional to the new cumulative wear amount up to this time calculated by the brake wear amount calculation means. Is a brake life determination device having a means for issuing an alarm when a predetermined value is reached.
【0050】(4) 上記(1),(2)または(3)
のいずれかに記載した装置において、制御手段(3)は
ブレーキ摩耗量演算手段が演算した今回までの新たな累
積摩耗量に比例したカウント値に基づいて累積摩耗量を
表示する手段を有することを特徴とするブレーキ寿命判
定装置。(4) The above (1), (2) or (3)
In the device described in any one of 1, the control means (3) has means for displaying the cumulative wear amount based on the count value proportional to the new cumulative wear amount up to this time calculated by the brake wear amount calculation means. Characteristic brake life determination device.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明は、制動開始時の回転速度に基づ
いて、制動動作を行う毎にブレーキパッドの摩耗量を演
算して累積摩耗量を求め、この量からモータを分解する
ことなくブレーキ寿命を判定することができる。したが
ってモータを分解することなく、ブレーキ摩耗量を推定
することができるので、メンテナンスフリーとなる。ま
た累積摩耗量を表示すれば、現在のブレーキ摩耗量が一
目瞭然でわかる。According to the present invention, the wear amount of the brake pad is calculated every time the braking operation is performed on the basis of the rotational speed at the start of braking to obtain the cumulative wear amount, and the brake is calculated from this amount without disassembling the motor. Lifespan can be determined. Therefore, the amount of brake wear can be estimated without disassembling the motor, so that maintenance is not required. Also, by displaying the cumulative wear amount, the current brake wear amount can be seen at a glance.
【0052】ブレーキの取り換え時期がきたら、警報予
告出力することも可能なので、新しいモータとの交換準
備ができるまで、モータ制御システムを継続して使用で
きる。When the time to replace the brake comes, a warning notice can be output, so that the motor control system can be continuously used until the preparation for replacement with a new motor is made.
【0053】警報レベルに達したら、モータ駆動不可能
とすることもできるので、ブレーキが動作不良となるこ
とによるトラブルを回避できる。When the alarm level is reached, the motor cannot be driven, so troubles due to malfunction of the brake can be avoided.
【0054】ブラシレス同期型モータ、誘導型モータの
場合、本来、モータ単体でメンテナンスフリーなので、
ブレーキ内蔵であるがゆえに、メンテナンスフリーが実
現できなくなることがない。In the case of a brushless synchronous type motor or an induction type motor, since the motor itself is essentially maintenance-free,
Because it has a built-in brake, it is possible to achieve maintenance-free.
【0055】イナーシャ推定手段の推定イナーシャを利
用すれば、たとえ負荷イナーシャが逐次変化するシステ
ムであってもブレーキ寿命をより高精度に推定できる。By using the estimated inertia of the inertia estimating means, the brake life can be estimated with higher accuracy even in a system in which the load inertia changes sequentially.
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明は、制動開始時の回転速度に基づ
いて、制動動作を行う毎にブレーキパッドの摩耗量を演
算して累積摩耗量を求め、この量からモータを分解する
ことなくブレーキ寿命を判定することができる。したが
ってモータを分解することなく、ブレーキ摩耗量を推定
することができるので、メンテナンスフリーとなる。ま
た累積摩耗量を表示すれば、現在のブレーキ摩耗量が一
目瞭然でわかる。According to the present invention, the wear amount of the brake pad is calculated every time the braking operation is performed on the basis of the rotational speed at the start of braking to obtain the cumulative wear amount, and the brake is calculated from this amount without disassembling the motor. Lifespan can be determined. Therefore, the amount of brake wear can be estimated without disassembling the motor, so that maintenance is not required. Also, by displaying the cumulative wear amount, the current brake wear amount can be seen at a glance.
【0057】ブレーキの取り換え時期がきたら、警報予
告出力することも可能なので、新しいモータとの交換準
備ができるまで、モータ制御システムを継続して使用で
きる。When the time to replace the brake comes, a warning notice can be output, so that the motor control system can be continuously used until the preparation for replacement with a new motor is made.
【0058】警報レベルに達したら、モータ駆動不可能
とすることもできるので、ブレーキが動作不良となるこ
とによるトラブルを回避できる。When the alarm level is reached, the motor cannot be driven, so that troubles due to malfunction of the brake can be avoided.
【0059】ブラシレス同期型モータ、誘導型モータの
場合、本来、モータ単体でメンテナンスフリーなので、
ブレーキ内蔵であるがゆえに、メンテナンスフリーが実
現できなくなることがない。In the case of a brushless synchronous motor and an induction motor, the motor itself is essentially maintenance-free.
Because it has a built-in brake, it is possible to achieve maintenance-free.
【0060】イナーシャ推定手段の推定イナーシャを利
用すれば、たとえ負荷イナーシャが逐次変化するシステ
ムであってもブレーキ寿命をより高精度に推定できる。By using the estimated inertia of the inertia estimation means, the brake life can be estimated with higher accuracy even in a system in which the load inertia changes sequentially.
【図1】モータ用ブレーキ内蔵型モータの制御装置に、
本発明の寿命判定装置を適用した一実施例の概略ブロッ
ク図である。FIG. 1 shows a controller for a motor with a built-in brake,
It is a schematic block diagram of one Example to which the life judging device of the present invention was applied.
【図2】図1の実施例におけるCPU11を動作させ
て、寿命判定装置を構成するために用いるソフトウエア
のアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an algorithm of software used to configure a life determination device by operating a CPU 11 in the embodiment of FIG.
【図3】モータのイナーシャ、モータ用ブレーキのイナ
ーシャ及び負荷のイナーシャを総合した総合イナーシャ
と、回転速度と該回転速度から制動を開始した場合にお
ける制動可能回数との関係を示す測定結果のパターンを
示す線図である。FIG. 3 shows a pattern of measurement results showing the relationship between the total inertia that integrates the inertia of the motor, the inertia of the brake for the motor, and the inertia of the load, and the rotational speed and the number of times braking is possible when braking is started from the rotational speed. It is a diagram showing.
【図4】イナーシャ推定手段を用いる場合の構成の要部
の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a main part of a configuration when using an inertia estimating unit.
1 ブレーキ内蔵型モータ 1a 誘導電動機 1b ブレーキ 1c エンコーダ 2 負荷 3 制御装置 4 整流器 5 パルス幅変調インバータ 5a ドライブ回路 6 制御電源回路 7 ブレーキ用電源 8 電磁リレー 8a 励磁回路 9 警報器 10 記憶保持手段 11 CPU 12 ブレーキ制御手段 13 累積摩耗量演算手段 14 回転速度検出手段 15 寿命判定手段 16 累積摩耗量表示手段 17 モータ制御手段 1 Brake built-in motor 1a induction motor 1b brake 1c encoder 2 load 3 control device 4 rectifier 5 pulse width modulation inverter 5a drive circuit 6 Control power circuit 7 Brake power supply 8 Electromagnetic relay 8a Excitation circuit 9 alarm 10 memory holding means 11 CPU 12 Brake control means 13 Cumulative wear amount calculation means 14 Rotational speed detection means 15 Life judgment means 16 Cumulative wear amount display means 17 Motor control means
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 17/18 F16D 66/02 H02P 3/04 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B60T 17/18 F16D 66/02 H02P 3/04
Claims (6)
擦力により前記シャフトを制動するモータ用ブレーキの
寿命判定方法であって、 制動動作開始時の前記シャフトの回転速度と該回転速度
から制動を開始した場合における制動可能回数との関係
からブレーキパッドの摩耗量を求め、 制動動作が行われる毎に前記摩耗量を累積して累積摩耗
量を求め、 前記累積摩耗量に基いて前記モータ用ブレーキの寿命を
判定することを特徴とするモータ用ブレーキの寿命判定
方法。1. A method of determining the life of a motor brake, which is provided on a shaft of a motor and brakes the shaft by frictional force, comprising: a rotational speed of the shaft at the start of a braking operation; and braking based on the rotational speed. The amount of wear of the brake pad is obtained from the relationship with the number of times braking is possible when started, and the amount of wear is accumulated each time a braking operation is performed to obtain a cumulative amount of wear. Based on the cumulative amount of wear, the brake for the motor is calculated. A method for judging the life of a motor brake, characterized in that the life of the brake is judged.
耗量とを比較して前記累積摩耗量が前記基準累積摩耗量
を超えると前記モータ用ブレーキが寿命に近付いたまた
は寿命に達したと判定することを特徴とする請求項1に
記載のモータ用ブレーキの寿命判定方法。2. When the cumulative wear amount is compared with a predetermined standard cumulative wear amount and the cumulative wear amount exceeds the standard cumulative wear amount, it is determined that the motor brake is approaching or has reached the end of its life. The method of determining the life of a motor brake according to claim 1, wherein the method comprises determining.
ータのシャフトに対して設けられて摩擦力により前記シ
ャフトを制動するモータ用ブレーキの寿命判定方法であ
って、 制動動作開始時の前記シャフトの回転速度と、前記モー
タのイナーシャ、前記モータ用ブレーキのイナーシャ及
び前記負荷のイナーシャを総合した総合イナーシャに応
じて変わる前記回転速度から制動を開始した場合におけ
る制動可能回数との関係からブレーキパッドの摩耗量を
求め、 制動動作が行われる毎に前記摩耗量を累積して累積摩耗
量を求め、 前記累積摩耗量に基いて前記モータ用ブレーキの寿命を
判定することを特徴とするモータ用ブレーキの寿命判定
方法。 3. A motor for driving a load whose inertia fluctuates.
Is installed on the shaft of the motor and
A method for determining the life of a motor brake that brakes a shaft.
Therefore, the rotation speed of the shaft at the start of the braking operation and the motor
Inertia of the motor, the inertia of the brake for the motor and
And the inertia of the load described above
If braking is started from the above-mentioned rotational speed that changes
The amount of brake pad wear
Determined, accumulated and accumulated wear the wear amount for each of the braking operation is carried out
Amount, and based on the cumulative wear amount , determine the life of the motor brake.
Judgment of life of motor brake characterized by judgment
Method.
動作開始時の前記回転速度の2乗に比例した値を前記摩A value proportional to the square of the rotation speed at the start of operation is set to the abrasion value.
耗量として求める請求項3に記載のモータ用ブレーキのThe motor brake according to claim 3, which is obtained as a wear amount.
寿命判定方法。Life judgment method.
擦力により前記シャフトを制動するモータ用ブレーキのOf the motor brake that brakes the shaft by rubbing force
寿命判定装置であって、A life determining device, 前記シャフトの回転速度を検出する回転速度検出手段Rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the shaft
と、When, 制動動作開始時の前記シャフトの回転速度に基いてブレBased on the rotation speed of the shaft at the start of braking operation,
ーキパッドの摩耗量を演算し、制動動作が行われる毎にThe amount of wear of the brake pad is calculated, and each time the braking operation is performed
前記摩耗量を累積して累積摩耗量を演算する累積摩耗量Cumulative wear amount for calculating the cumulative wear amount by accumulating the wear amounts
演算手段と、Computing means, 前記累積摩耗量に基いて前記モータ用ブレーキの寿命をThe life of the motor brake based on the cumulative wear amount
判定する寿命判定手段とを具備し、And a life judging means for judging, 前記累積摩耗量演算手段は、予め求めた前記シャフトのThe cumulative wear amount calculation means is configured to calculate the previously calculated shaft
回転速度と該回転速度から制動を開始した場合におけるWhen the braking is started from the rotation speed and the rotation speed
制動可能回数との関係から前記摩耗量を演算することをIt is possible to calculate the wear amount from the relationship with the number of times braking is possible.
特徴とするモータ用ブレーキの寿命判定装置。A device for determining the life of a characteristic brake for a motor.
擦力により前記シャフトを制動するモータ用ブレーキのOf the motor brake that brakes the shaft by rubbing force
寿命判定装置であって、A life determining device, 前記シャフトの回転速度を検出する回転速度検出手段Rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the shaft
と、When, 制動動作開始時の前記シャフトの回転速度に基いてブレBased on the rotation speed of the shaft at the start of braking operation,
ーキパッドの摩耗量を演算し、制動動作が行われる毎にThe amount of wear of the brake pad is calculated, and each time the braking operation is performed
前記摩耗量を累積して累積摩耗量を演算する累積摩耗量Cumulative wear amount for calculating the cumulative wear amount by accumulating the wear amounts
演算手段と、Computing means, 前記累積摩耗量に基いて前記モータ用ブレーキの寿命をThe life of the motor brake based on the cumulative wear amount
判定する寿命判定手段とを具備し、And a life judging means for judging, 前記モータのイナーシャ、前記モータ用ブレーキのイナInertia of the motor, inertia of the brake for the motor
ーシャ及び前記負荷のイナーシャを総合した総合イナーTotal inertia that integrates inertia of the load and the load
シャを一時的に推定するかまたはリアルタイムで逐次推Estimate the shear temporarily or sequentially in real time.
定する総合イナーシャ推定手段を更に備え、Further comprises a total inertia estimating means for determining, 前記累積摩耗量演算手段は、制動動作開始時の前記シャThe cumulative wear amount calculation means is configured to measure the shear at the start of the braking operation.
フトの回転速度と、前記モータのイナーシャ、前記モーRotation speed of the motor, inertia of the motor,
タ用ブレーキのイナーシャ及び前記負荷のイナーシャをBrake inertia and load inertia
総合した総合イナーシャに応じて変わる前記回転速度かIs the rotation speed changing according to the total integrated inertia?
ら制動を開始した場合における制動可能回数との関係かIs it related to the number of possible brakings when starting braking from
らブレーキパッドの摩耗量を演算することを特徴とするIt is characterized by calculating the wear amount of the brake pad from
モータ用ブレーキの寿命判定装置。A device for determining the life of a motor brake.
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- 1995-09-06 JP JP22916795A patent/JP3450099B2/en not_active Expired - Lifetime
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