JPWO2021100106A1 - Motor drive control device and motor drive control system - Google Patents
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Abstract
ブレーキを備えるモータのブレーキ解除を判定する機能を備えたモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御システムに関する。本発明のモータ駆動制御装置、及びモータ駆動制御システムは、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、を備えることを特徴とする。The present invention relates to a motor drive control device and a motor drive control system having a function of determining brake release of a motor equipped with a brake. The motor drive control device and the motor drive control system of the present invention include a friction torque estimation unit that calculates an estimated value of the friction torque of the motor when the motor is driven, an estimated value of the friction torque calculated by the friction torque estimation unit, and a motor. It is characterized by comprising a brake release determination unit for determining the state of the brake by using the threshold torque for determining the state of the brake for braking the brake.
Description
本願はブレーキを備えるモータのブレーキ解除を判定する機能を備えたモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御システムに関するものである。 The present application relates to a motor drive control device and a motor drive control system having a function of determining the brake release of a motor provided with a brake.
ブレーキを備えたモータにおいて、ブレーキの故障により、ブレーキが解除されていない状態でモータが駆動してしまうことがある。ブレーキが未解除の状態でモータを駆動させると、ブレーキが摩耗してブレーキが劣化したり、モータが故障したりするという問題がある。従って、ブレーキが未解除の状態でのモータ駆動を防止するためにブレーキの状態を判定するモータ駆動制御装置がある。 In a motor equipped with a brake, the motor may be driven in a state where the brake is not released due to a failure of the brake. If the motor is driven in a state where the brake is not released, there is a problem that the brake is worn and the brake is deteriorated or the motor breaks down. Therefore, there is a motor drive control device that determines the state of the brake in order to prevent the motor from being driven when the brake is not released.
例えば、特許文献1ではモータの使用前に、ブレーキ作動時にモータを駆動させたときのモータの負荷トルクと、ブレーキ解除時にモータを駆動させたときのモータの負荷トルクとを測定し、ブレーキが作動時の負荷トルクの閾値を事前に求めておく。そして、モータを使用するときは、モータ駆動中のモータの負荷トルクが、事前に求めたブレーキ作動時の負荷トルクの閾値以上であれば、ブレーキが作動していると判定する。なお、モータの負荷トルクとは、ブレーキが作動して生じる摩擦力による摩擦トルクと、ブレーキの摩擦力以外の重力および加速度によって生じる重力トルクおよび加減速トルク等の合計である。 For example, in Patent Document 1, before using the motor, the load torque of the motor when the motor is driven when the brake is activated and the load torque of the motor when the motor is driven when the brake is released are measured, and the brake is activated. Obtain the threshold value of the load torque at the time in advance. When the motor is used, if the load torque of the motor being driven by the motor is equal to or higher than the threshold value of the load torque at the time of brake operation obtained in advance, it is determined that the brake is operating. The load torque of the motor is the total of the friction torque generated by the frictional force generated by the operation of the brake, the gravity torque generated by the gravity and the acceleration other than the frictional force of the brake, and the acceleration / deceleration torque.
しかし、特許文献1の方法では、モータの使用を開始する前にブレーキ作動時およびブレーキ解除時のモータの負荷トルクを事前にモータを駆動させることにより求めなければ、モータ駆動中のブレーキの状態を判定することができない。従って、この事前測定のためにモータを駆動させる必要があり、手間がかかるという問題があった。また、実際にモータを使用する環境で、初回駆動時の配線ミスまたはシステム設定またはプログラムのミス等によるブレーキ解除の失敗および忘れを検知することができないという問題があった。 However, in the method of Patent Document 1, unless the load torque of the motor at the time of brake operation and brake release is obtained by driving the motor in advance before starting the use of the motor, the state of the brake during the motor drive is determined. Cannot be determined. Therefore, it is necessary to drive the motor for this preliminary measurement, and there is a problem that it takes time and effort. Further, in an environment where a motor is actually used, there is a problem that it is not possible to detect a failure or forgetting of brake release due to a wiring error at the time of initial drive or a system setting or program error.
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータの負荷トルクの事前測定をせずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能なモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。 This application has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to detect failure or forgetting to release the brake even at the first drive after wiring without measuring the load torque of the motor in advance. The purpose is to obtain a possible motor drive control device.
本願のモータ駆動制御装置は、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、を備えることを特徴とする。 In the motor drive control device of the present application, the friction torque estimation unit that calculates the estimated value of the friction torque of the motor when the motor is driven, the estimated value of the friction torque calculated by the friction torque estimation unit, and the state of the brake that brakes the motor are displayed. It is characterized by comprising a brake release determination unit for determining the state of the brake by using the threshold of the friction torque for determination.
本願により、モータの負荷トルクの事前測定をせずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能となる。 According to the present application, it is possible to detect failure or forgetting of brake release even at the time of initial driving after wiring without measuring the load torque of the motor in advance.
実施の形態1.
以下、本願にかかる実施の形態を図に基づいて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。この実施の形態により本願が限定されるものではない。Embodiment 1.
Hereinafter, embodiments according to the present application will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. This embodiment is not limited to the present application.
まず、本願の実施の形態1のモータ駆動制御システムの構成を説明する。図1は、本願の実施の形態1のモータ駆動制御システム1を示すブロック構成図である。 First, the configuration of the motor drive control system according to the first embodiment of the present application will be described. FIG. 1 is a block configuration diagram showing a motor drive control system 1 according to the first embodiment of the present application.
実施の形態1のモータ駆動制御システム1は、コントローラ100、モータ駆動制御装置200、サーボモータ300から構成される。コントローラ100がモータ駆動制御装置200へ駆動指令を送信し、モータ駆動制御装置200が駆動指令に基づいてサーボモータ300を駆動制御することで、サーボモータ300が駆動する。
The motor drive control system 1 of the first embodiment includes a
以下、各装置の構成について説明する。まずコントローラ100について説明する。コントローラ100は、通信部110と表示部120とを備える。
Hereinafter, the configuration of each device will be described. First, the
通信部110は、モータ駆動制御装置200と情報のやりとりが可能なインターフェースである。通信部110は、モータ駆動制御装置200へ駆動指令を送信し、モータ駆動制御装置200からサーボモータ300に関する情報、例えばブレーキ解除の判定結果を受信する。通信部110がモータ駆動制御装置200へ送信する駆動指令はコントローラ100に記憶されたプログラムまたはコントローラ100を制御する上位のコンピュータからの指令に基づいて生成される。
The
表示部120は、モータ駆動制御システム1のユーザへ情報を表示するディスプレイである。ユーザに表示する情報は、後述するモータ駆動制御装置200のブレーキ解除判定部233の判定結果またはブレーキ異常時の警告等である。
The
続いて、モータ駆動制御装置200について説明する。モータ駆動制御装置200は、駆動部210、取得部220、処理部230、通信部240、記憶部250を備える。
Subsequently, the motor
まず、モータ駆動制御装置200の各構成の概要を説明する。モータ駆動制御装置200は、コントローラ100の通信部110からの駆動指令を通信部240で受信し、駆動指令を処理部230で駆動部210への制御指示の信号に変換する。そして、制御指示の信号を受信した駆動部210がサーボモータ300のモータ302及びブレーキ301を駆動させ、取得部220がブレーキ301の状態の判定に必要な情報をサーボモータ300から取得する。更に、処理部230が取得部220からの情報と、記憶部250が記憶する情報を用いてブレーキ301の状態の判定を行い、判定結果を通信部240からコントローラ100の通信部110へ送信する。
First, an outline of each configuration of the motor
次に、モータ駆動制御装置200の各構成について、詳細に説明する。まず、駆動部210はモータ駆動部211とブレーキ駆動部212とを備える。
Next, each configuration of the motor
モータ駆動部211は、モータ302が駆動するための電力を供給する。この供給電力の大きさは処理部230から指示される。
The
ブレーキ駆動部212は、ブレーキ301が解除状態または作動状態となるようブレーキ301の駆動を制御する。
The
取得部220は、回転数取得部221、電流値取得部222、閾値取得部223を備える。
The
回転数取得部221は、サーボモータ300のエンコーダ303からモータ302の駆動による回転数の情報を取得する。なお、回転数取得部221はモータ302の回転数だけでなくモータ302の回転角、回転方向、回転速度等を取得してよい。
The rotation
電流値取得部222は、モータ駆動部211からモータ302へ供給される電流値を取得する。この電流値は実際に設けた電流計による検出値を用いても、モータ駆動部211がモータ302へ供給する電力から算出して求めた値を用いてもよい。
The current
閾値取得部223は、ブレーキ301が作動するときのモータ302の摩擦トルクの閾値を取得する。なお、摩擦トルクの閾値は、例えば、モータ302の仕様書に許容トルク、最大トルク、または制動トルクとして記載されている、もしくは、エンコーダ303またはモータ302に記憶されている。実施の形態1では、図1に示すように閾値取得部223は、エンコーダ303が保存している摩擦トルクの閾値を取得するものとする。閾値取得部223は、摩擦トルクの閾値をエンコーダ303から取得する代わりに、モータ302が摩擦トルクの閾値を保存していればモータから取得してもよい。閾値取得部223が摩擦トルクの閾値を取得するため、本願のモータ駆動制御装置200は、事前にブレーキ301を作動させたときのモータ302の負荷トルクを求めなくても、ブレーキ301の状態を判定することができる。
The threshold
処理部230は、制御指示生成部231、摩擦トルク推定部232、ブレーキ解除判定部233を備える。
The
制御指示生成部231は、コントローラ100から受信した駆動指令を、電力値等に変換し、駆動部210への制御指示信号を生成する。なお、制御指示生成部231は、コントローラ100から受信した駆動指令だけでなく、回転数取得部221が取得したエンコーダ303からの回転数の情報も用いて、モータ駆動部211への制御指示の信号を生成してもよい。
The control
摩擦トルク推定部232は、モータ302駆動時における、モータ302の摩擦トルクの推定値を算出する。実施の形態1の摩擦トルク推定部232は回転数取得部221が取得するモータ302の回転数の情報と、電流値取得部222が取得する電流値に基づいて、摩擦トルク推定値を算出する。なお、モータ302の回転数と供給された電流値から摩擦トルクの推定値を算出する方式は、特許文献1にも記載されているように従来既知であり、本願の要点ではないため摩擦トルクの推定方式は限定しないこととする。また、摩擦トルクの推定値を算出できる方法であれば、モータ302の回転数と供給された電流値の代わりに、モータ302の回転速度と負荷トルク等から算出してもよい。
The friction
ブレーキ解除判定部233は、摩擦トルク推定部232が算出した摩擦トルクの推定値と、摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキ301の状態を判定する。実施の形態1では、ブレーキ解除判定部233はブレーキ301の状態を解除状態、作動状態、未解除状態の3通りで判定する。なお、ブレーキ301の解除状態とは、ブレーキ301がモータ302を制動していない状態を指す。ブレーキ301の作動状態とは、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させている状態を指す。ブレーキ301の未解除状態とは、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させていないにも関わらず、ブレーキ301の異常によりブレーキ301がモータ302を制動している状態を指す。
The brake
ブレーキ解除判定部233は摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下のとき、ブレーキ301が解除状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きく、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させていないとき、ブレーキ301が作動状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きくブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させていないとき、未解除状態であると判定する。なお、上記で説明したブレーキ301の状態判定方法は一例であり、ブレーキ解除判定部233のブレーキ301が未解除状態であるか否かのみを判定するものとしてもよい。反対に、上記で説明した以上に細かい場合分けを行い、より詳細にブレーキ301の状態を判定してもよい。
When the estimated value of the friction torque is equal to or less than the threshold value of the friction torque, the brake
通信部240は、コントローラ100と情報のやりとりが可能なインターフェースである。通信部240は、駆動指令受信部241と判定情報送信部242とを備える。
The
駆動指令受信部241は、コントローラ100の通信部110からの、モータ駆動制御装置200へ駆動指令を受信し、制御指示生成部231に伝える。
The drive
判定情報送信部242は、コントローラ100の通信部110へ、ブレーキ解除判定部233からのブレーキ解除の判定結果を送信する。
The determination
記憶部250は、ブレーキ301の状態を判定するために必要な値を記憶する。たとえば電流値取得部222が取得した電流値または回転数取得部221が取得した回転数等を記憶してもよい。また、記憶部250は閾値記憶部251を備え、閾値取得部223が取得した摩擦トルクの閾値を記憶する。
The
続いて、サーボモータ300について説明する。サーボモータ300は、ブレーキ301、モータ302、エンコーダ303を備える。
Subsequently, the
ブレーキ301は解除状態ではモータ302と接触しない。未解除状態ではモータ302と接触し、ブレーキ301とモータ302との間で生じる摩擦力によってモータ302の駆動を制動する。
The
モータ302は、モータ駆動制御装置200から電力が供給されると回転駆動し、モータ駆動制御装置200からの電力供給が停止されるか、ブレーキ301が作動することで回転駆動を停止する。
The
エンコーダ303は、モータ302の駆動による回転軸の回転数の情報を出力する。なお、エンコーダ303はモータ302の回転数だけでなく、モータ302の回転角、回転方向、回転速度等の情報を出力してもよい。
The
次に、本願の実施の形態1のモータ駆動制御装置200の動作について図2を用いて説明する。図2は本願の実施の形態1のモータ駆動制御装置200の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the motor
モータ駆動制御装置200が運転を開始すると、図2のフローが開始される。まず、ステップS100にて制御指示生成部231が、駆動指令受信部241にてモータ駆動開始の指示をコントローラ100から受信したかを判断する。モータ駆動開始の指示を受信するまで、ステップS100を繰り返す。
When the motor
駆動指令受信部241がモータ駆動開始の指示を受信すると、ステップS101に進み、モータ駆動部211からモータ302への電力供給を開始してモータ302の駆動制御を開始する。
When the drive
ステップS101の次にステップS102に進み、電流値取得部222にて、モータ302へ供給される電流値を取得する。
ステップS102のあと、ステップS103に進み、回転数取得部221にてモータ302の回転数を取得する。After step S101, the process proceeds to step S102, and the current
After step S102, the process proceeds to step S103, and the rotation
ステップS103の後、ステップS104に進み、摩擦トルク推定部232にて摩擦トルクの推定値を算出する。
After step S103, the process proceeds to step S104, and the friction
ステップS104の後、ステップS105に進み、閾値取得部223にて摩擦トルクの閾値を取得する。
After step S104, the process proceeds to step S105, and the threshold
ステップS105の後、ステップS106に進み、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きいか否かを、ブレーキ解除判定部233が判定する。
After step S105, the process proceeds to step S106, and the brake
ステップS106で摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下であれば、ステップS107に進み、ブレーキ解除判定部233にて、ブレーキ301は解除状態であると判定し、ステップS111に進む。
If the estimated value of the friction torque is equal to or less than the threshold value of the friction torque in step S106, the process proceeds to step S107, the brake
ステップS106にて摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きいとブレーキ解除判定部233が判定すると、ステップS108に進む。ステップS108では、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させているかを判断する。ブレーキ301を作動させている場合、ステップS109に進み、ブレーキ解除判定部233はブレーキ301が作動状態であると判定する。ステップS109の後、ステップS111に進む。
If the brake
摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きく、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させていない場合、ステップS108からステップS110に進み、ブレーキ解除判定部233はブレーキ301は未解除状態であると判定する。ステップS110の後、ステップS111に進む。
When the estimated value of the friction torque is larger than the threshold value of the friction torque and the
ステップS107またはステップS109またはステップS110のあと、ステップS111にて、コントローラ100からモータ駆動終了の指示を受信したか否かを判定する。
After step S107, step S109, or step S110, it is determined in step S111 whether or not the instruction to end the motor drive is received from the
モータ駆動終了の指示を受信していなければステップS101に戻り、ステップS101からステップS111のブレーキ301の状態の判定動作を繰り返す。なお、ステップS101に戻る前に判定情報送信部242からコントローラ100へブレーキ解除判定部233の判定結果を送信してもよい。
If the instruction to end the motor drive has not been received, the process returns to step S101, and the operation of determining the state of the
ステップS111にて駆動指令受信部241がコントローラ100からモータ駆動終了の指示を受信したと判断すると、モータ駆動制御装置200は動作を終了する。
When it is determined in step S111 that the drive
以上の動作により、モータ駆動制御装置200は、モータ302の事前駆動及び事前測定を行わなくとも、モータ302の駆動中に摩擦トルクの推定値を算出して、ブレーキ301の状態の判定を行うことができる。
By the above operation, the motor
なお、図2ではステップS108にてブレーキ301をブレーキ駆動部212によって作動させているかを判定したが、ステップS108を行わずに、ブレーキ解除判定部233は、ブレーキが未解除状態または作動状態であると判定させるようにしてもよい。
In FIG. 2, it is determined in step S108 whether the
また、図2には記載していないが、ブレーキ301が未解除状態であれば、モータ駆動部211からモータ302への電力供給を停止したり、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を適正な位置へ動かしたりしてもよい。
Further, although not shown in FIG. 2, if the
次に、実施の形態1のコントローラ100の動作の例を図3を用いて説明する。図3は実施の形態1のコントローラ100の動作を示すフローチャートである。
Next, an example of the operation of the
コントローラ100が運転を開始すると、図3のフローが開始される。まず、ステップS200にてコントローラ100はユーザによってモータ駆動開始の操作がなされたかを判断する。モータ駆動開始の操作がなされるまで、ステップS200を繰り返す。
When the
ユーザによってモータ駆動開始の操作がなされるとステップS201に進み、モータ駆動制御装置200へモータ駆動開始の指示を送信する。
When the operation to start the motor drive is performed by the user, the process proceeds to step S201, and an instruction to start the motor drive is transmitted to the motor
ステップS201の次にステップS202に進み、モータ駆動制御装置200からブレーキ301の状態の判定結果を受信したかを判断する。ブレーキ301の状態の判定結果を受信していなければステップS204に進む。
After step S201, the process proceeds to step S202, and it is determined whether or not the determination result of the state of the
ステップS202にて、ブレーキ301の状態の判定結果を受信したと判断すると、ステップS203にてブレーキが未解除状態であったか否かを判断する。ブレーキ301が未解除状態でなければ、ブレーキ301には異常がないので、ステップS204に進む。
If it is determined in step S202 that the determination result of the state of the
ステップS204では、モータ駆動終了の操作がユーザによってなされたかを判断する。モータ駆動終了の操作がなければステップS202に戻り、ブレーキ解除判定結果を受信したかの判断を繰り返す。 In step S204, it is determined whether the operation of ending the motor drive has been performed by the user. If there is no operation to end the motor drive, the process returns to step S202, and the determination as to whether or not the brake release determination result has been received is repeated.
ステップS203にて、ブレーキ301が未解除状態であったと判断すると、ステップS205に進み、表示部120でブレーキ301の異常を通知する。
If it is determined in step S203 that the
ステップS204にてモータ駆動終了の操作がなされたと判断した場合、またはステップS205の後、ステップS206に進み、モータ駆動制御装置200にモータ駆動終了の指示を送信し、コントローラ100の動作は終了する。
When it is determined in step S204 that the motor drive end operation has been performed, or after step S205, the process proceeds to step S206, an instruction to end the motor drive is transmitted to the motor
以上図3にて示したコントローラ100の動作により、モータ駆動制御装置200にてブレーキ301が未解除状態であると判定されると、ステップS205にて表示部120でユーザに異常を通知するので、ユーザがブレーキ301の異常に気づくことができる。また、モータ駆動制御装置200から、ブレーキ301が未解除状態であるという判定情報をコントローラが受信したとき、ステップS206にてモータ駆動制御装置200にモータの停止指令を送信して、モータ駆動終了指示を行うので、ブレーキ301が未解除のままモータ302が駆動することを防止することができる。
When the motor
なお、図3にて示したコントローラ100の動作は例であり、ブレーキ301が未解除状態である場合に、モータ302の駆動終了、および表示部120でのブレーキ異常の通知は必須の動作ではなく、その他の動作によってブレーキ301が未解除状態でのモータ302の駆動を防止してもよい。
The operation of the
また、上記では、コントローラ100の動作によってブレーキ301が未解除状態である場合のモータ302の駆動を防止したが、ブレーキ解除判定部233からの判定結果を制御指示生成部231にて取得して、モータ駆動部211にモータ302を停止するよう制御指示生成部231から制御指示の信号を送信してもよい。
Further, in the above, the
以上、実施の形態1におけるモータ駆動制御装置200では、摩擦トルク推定部により、モータの摩擦トルクの推定値を算出し、ブレーキが作動するときの摩擦トルクの閾値と比較して、ブレーキの状態を判定するので、モータの負荷トルクの事前測定を行わなくても、ブレーキ解除失敗および忘れを検知することが可能である。
As described above, in the motor
また、実施の形態1におけるモータ駆動制御システム1では、モータの負荷トルクの事前測定を行わなくても、ブレーキ解除失敗および忘れ等の異常を検知して、モータ駆動を防止することができるので、初回配線時であっても未解除状態でのブレーキの摩耗、またはモータの故障を防止することができる。 Further, in the motor drive control system 1 according to the first embodiment, it is possible to detect an abnormality such as a brake release failure or forgetting and prevent the motor drive without performing a preliminary measurement of the load torque of the motor. Even at the time of initial wiring, it is possible to prevent brake wear or motor failure in the unreleased state.
実施の形態2.
以下、本願の実施の形態2のモータ駆動制御装置200について説明する。図4は、実施の形態2のモータ駆動制御システム1を示すブロック構成図である。実施の形態2のモータ駆動制御装置200は、摩擦トルク推定部232が摩擦トルク推定値処理部234を備える点が、実施の形態1のモータ駆動制御装置200と異なる。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一であるため説明を省略する。Embodiment 2.
Hereinafter, the motor
摩擦トルク推定部232は、摩擦トルク推定値処理部234を用いて、モータ302の摩擦トルクのうちブレーキによる摩擦トルクの推定値を算出し、より高精度に摩擦トルクを算出する。
The friction
本願のモータ駆動制御装置200は、モータ302の事前測定を行わずに、ブレーキ301の状態の判定を行うが、実際のモータ302使用時において、モータ302を加減速回転させる場合がある。モータ302が加減速回転した場合、モータ302には加減速トルクが発生する。この加減速トルクは、ブレーキ301によって発生する摩擦トルクとは無関係である。従って、摩擦トルク推定値処理部234は、回転数取得部221が取得するモータ302の回転数と、電流値取得部222が取得する電流値等に基づいて加減速トルクを算出したのち、摩擦トルクの推定値から加減速トルクを排除して、より正確な摩擦トルクの推定値を算出する。なお、加減速トルクの算出方法は、たとえば特許第5591400号にて既知であり、加減速トルクの算出方式は限定しない。
The motor
また、例えばエレベータの巻上機のように、モータ302が物体を上下させるようなモータ駆動制御システム1に用いられる場合、モータ302には、重力トルクが発生する。この重力トルクは、ブレーキ301による摩擦トルクとは無関係である。従って、摩擦トルク推定値処理部234は、回転数取得部221が取得するモータ302の回転数と、電流値取得部222が取得する電流値等に基づいて重力トルクを算出したのち、摩擦トルクの推定値から重力トルクを排除して、より正確な摩擦トルクの推定値を算出する。なお、重力トルクの算出方法は、たとえば特許文献1にて既知であり、本願では重力トルクの算出方式は限定しない。
Further, when used in a motor drive control system 1 in which a
摩擦トルク推定値処理部234により、加減速トルクまたは重力トルク、またはその両方を算出し、それらを除去したより正確な摩擦トルクの推定値を算出できるため、ブレーキ解除判定部233は、より正確にブレーキの状態を判定することができる。
Since the friction torque estimation
以上説明した本実施の形態2におけるモータ駆動制御装置200では、摩擦トルク推定値処理部234にて、より正確な摩擦トルクの推定値を算出できるので、より正確にブレーキ301の状態の判定を行うことが可能となる。
In the motor
実施の形態3.
以下、本願の実施の形態3のモータ駆動制御装置200について説明する。図5は、実施の形態3のモータ駆動制御システム1を示すブロック構成図である。実施の形態3のモータ駆動制御装置200は、通信部240に閾値取得部223を備え、コントローラ100が操作部130を備える点が、実施の形態1のモータ駆動制御装置200と異なる。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一であるため説明を省略する。Embodiment 3.
Hereinafter, the motor
実施の形態3のモータ駆動制御システム1では、ユーザがモータの仕様書に記載された許容トルクまたは瞬間最大トルク等を参照して任意の値を摩擦トルクの閾値としてコントローラ100の操作部130を用いて入力する。なお、この操作部130とは数値を入力できるユーザインターフェースであればよく、タッチパネルまたはテンキーなどである。
In the motor drive control system 1 of the third embodiment, the user uses the
ユーザが操作部130にて入力した摩擦トルクの閾値は、通信部110がモータ駆動制御装置200に送信され、閾値取得部223は摩擦トルクの閾値をユーザの操作情報から取得する。閾値取得部223が取得した摩擦トルクの閾値は記憶部250の閾値記憶部251にて記憶される。そして、ブレーキ解除判定部233は、閾値記憶部251から摩擦トルクの閾値の値を取得して、ブレーキ301の状態の判定を行う。
The threshold value of the friction torque input by the user in the
以上実施の形態3におけるモータ駆動制御装置200では、ユーザが操作部130にて摩擦トルクの閾値を入力することで摩擦トルクの閾値を設定することができる。したがって、モータ302またはエンコーダ303に摩擦トルクの閾値が保存されていなくても、モータ302の事前測定を行うことなく、ブレーキ301の状態の判定を行うことができる。
In the motor
実施の形態4.
以下、本願の実施の形態4のモータ駆動制御装置200について説明する。図6は、実施の形態4のモータ駆動制御システム1を示すブロック構成図である。実施の形態4のモータ駆動制御装置200は、記憶部250を設けていない点が、実施の形態1のモータ駆動制御装置200と異なる。その他の構成については、実施の形態1の構成と同一であるため説明を省略する。Embodiment 4.
Hereinafter, the motor
以上実施の形態4のモータ駆動制御システム1では、ブレーキ解除判定部233がブレーキ301の状態の判定を行うたびに閾値取得部223から摩擦トルクの閾値を取得し、ブレーキ解除の判定を行う。実施の形態4におけるモータ駆動制御装置200では、記憶部250が必要ないので、低コストでモータ駆動制御装置200を構成して、モータ302の事前測定を行うことなく、ブレーキ301の状態の判定を行うことができる。
In the motor drive control system 1 of the fourth embodiment, the brake
以下、図7を用いて実施の形態1から4のモータ駆動制御装置200のハードウェア構成について説明する。図7は、実施の形態1から4のモータ駆動制御装置200のハードウェア構成図である。モータ駆動制御装置200は入力装置901、出力装置902、記憶装置903、及び処理装置904を備える。
Hereinafter, the hardware configuration of the motor
入力装置901は、モータ駆動制御装置200の取得部220と通信部240が備える、情報が入力されるインターフェースである。このインターフェースとしては、LANケーブルまたは同軸ケーブル等の有線通信ネットワークでも、無線通信技術を用いた無線通信ネットワークでもよい。
The input device 901 is an interface for inputting information provided by the
出力装置902は、駆動部210と通信部240が備える。出力装置902は制御信号または通信インターフェースである。通信部240については、入力装置901にてすでに説明したので省略する。駆動部210、特にモータ駆動部211は、モータ302に電力を供給することができるインターフェース、例えば電源供給用の導線等とする。
The
記憶装置903は、記憶部250が備える。ワーキングメモリなどに該当し、情報を記憶する装置である。例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー等の不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク等が該当する。
The
処理装置904は、処理部230が備える。処理装置904は専用のハードウェアであっても、記憶装置903に記録されるプログラムを実行するCPU(CentralProcessingUnit)であってもよい。
The
処理装置904が専用のハードウェアである場合、処理装置904は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
When the
処理装置904がCPUの場合、処理部230の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置903に記録される。処理装置904は記憶装置903に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
When the
なお、処理部230の各機能は、一部をハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
It should be noted that each function of the
例えば、制御指示生成部231については専用のハードウェアとし、摩擦トルク推定部232とブレーキ解除判定部233については記憶装置903に記録されたプログラムとして記述してその機能を実現してもよい。
For example, the control
このように、処理装置904はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
As described above, the
以上のようにして、本発明のモータ駆動制御装置200によれば、ブレーキ解除時のモータ負荷トルクを事前に測定せずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能となる。
As described above, according to the motor
1 モータ駆動制御システム
100 コントローラ
110 通信部
120 表示部
130 操作部
200 モータ駆動制御装置
210 駆動部
211 モータ駆動部
212 ブレーキ駆動部
220 取得部
221 回転数取得部
222 電流値取得部
223 閾値取得部
230 処理部
231 制御指示生成部
232 摩擦トルク推定部
233 ブレーキ解除判定部
234 摩擦トルク推定値処理部
240 通信部
241 駆動指令受信部
242 判定情報送信部
250 記憶部
251 閾値記憶部
300 サーボモータ
301 ブレーキ
302 モータ
303 エンコーダ
901 入力装置
902 出力装置
903 記憶装置
904 処理装置1 Motor
本願のモータ駆動制御装置は、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、を備え、摩擦トルクの閾値はモータの仕様により決定されるトルクであることを特徴とする。 In the motor drive control device of the present application, the friction torque estimation unit that calculates the estimated value of the friction torque of the motor when the motor is driven, the estimated value of the friction torque calculated by the friction torque estimation unit, and the state of the brake that brakes the motor are displayed. A brake release determining unit for determining the state of the brake is provided by using the threshold of the friction torque for determination, and the threshold of the friction torque is a torque determined by the specifications of the motor .
本願のモータ駆動制御装置は、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、ブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動部と、を備え、ブレーキ解除判定部は、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下のとき、ブレーキが解除状態であると判定し、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きく、ブレーキ駆動部がブレーキを作動させているとき、ブレーキが作動状態であると判定し、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きく、ブレーキ駆動部がブレーキを作動させていないとき、ブレーキが未解除状態であると判定することを特徴とする。 The motor drive control device of the present application determines the friction torque estimation unit that calculates the estimated value of the friction torque of the motor when the motor is driven, the estimated value of the friction torque calculated by the friction torque estimation unit, and the state of the brake that brakes the motor. A brake release determination unit that determines the state of the brake using a friction torque threshold for determination and a brake drive unit that controls the drive of the brake are provided, and the brake release determination unit is an estimated value of the friction torque. When is equal to or less than the threshold of the friction torque, it is determined that the brake is in the released state, and when the estimated value of the friction torque is larger than the threshold of the friction torque and the brake drive unit is operating the brake, the brake is in the operating state. When the estimated value of the friction torque is larger than the threshold value of the friction torque and the brake drive unit does not operate the brake, it is determined that the brake is not released .
ブレーキ解除判定部233は摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下のとき、ブレーキ301が解除状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きく、ブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させているとき、ブレーキ301が作動状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きくブレーキ駆動部212がブレーキ301を作動させていないとき、未解除状態であると判定する。なお、上記で説明したブレーキ301の状態判定方法は一例であり、ブレーキ解除判
定部233のブレーキ301が未解除状態であるか否かのみを判定するものとしてもよい。反対に、上記で説明した以上に細かい場合分けを行い、より詳細にブレーキ301の状態を判定してもよい。
When the estimated value of the friction torque is equal to or less than the threshold value of the friction torque, the brake
Claims (12)
前記摩擦トルク推定部が算出した前記摩擦トルクの推定値と、前記モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、前記ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、
を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。A friction torque estimation unit that calculates an estimated value of the friction torque of the motor when the motor is driven, and a friction torque estimation unit.
A brake release determination unit that determines the brake state using the estimated value of the friction torque calculated by the friction torque estimation unit and the threshold value of the friction torque for determining the state of the brake that brakes the motor. ,
A motor drive control device characterized by being provided with.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。The friction torque estimation unit further includes a friction torque estimation value processing unit that calculates an estimated value of the friction torque by the brake.
The motor drive control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive according to claim 2, wherein the friction torque estimation value processing unit calculates an estimated value of the friction torque by removing the acceleration / deceleration torque of the motor when the motor accelerates / decelerates. Control device.
ことを特徴とする請求項2または3に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to claim 2 or 3, wherein the friction torque estimation value processing unit removes the gravitational torque of the motor and calculates the estimated value of the friction torque.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a threshold value acquisition unit for acquiring the threshold value of the friction torque.
ことを特徴とする請求項5項に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to claim 5, wherein the threshold value acquisition unit acquires the friction torque threshold value from the motor.
ことを特徴とする請求項5項に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to claim 5, wherein the threshold value acquisition unit acquires the friction torque threshold value from the encoder of the motor.
ことを特徴とする請求項5項に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to claim 5, wherein the threshold value acquisition unit acquires the friction torque threshold value from user operation information.
前記ブレーキ解除判定部は、前記摩擦トルクの推定値が前記摩擦トルクの閾値よりも大きく、前記ブレーキ駆動部が前記ブレーキを作動させていないとき、前記ブレーキが未解除状態であると判定する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。A brake drive unit that controls the drive of the brake is further provided.
The brake release determination unit determines that the brake is not released when the estimated value of the friction torque is larger than the threshold value of the friction torque and the brake drive unit does not operate the brake. The motor drive control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the motor drive control device is characterized.
前記モータの駆動中に前記モータ駆動部から前記モータへ供給される電流値を取得する電流値取得部と、
前記モータの駆動中に前記モータの回転数を取得する回転数取得部と、をさらに備え、
前記摩擦トルク推定部は、前記電流値取得部が取得した前記電流値と、前記回転数取得部が取得した前記回転数とを用いて、前記摩擦トルクの推定値を算出する
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のモータ駆動制御装置。A motor drive unit that supplies electric power to the motor and drives the motor,
A current value acquisition unit that acquires a current value supplied from the motor drive unit to the motor while the motor is being driven, and a current value acquisition unit.
Further, a rotation speed acquisition unit for acquiring the rotation speed of the motor while driving the motor is provided.
The friction torque estimation unit is characterized in that the estimated value of the friction torque is calculated by using the current value acquired by the current value acquisition unit and the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition unit. The motor drive control device according to any one of claims 1 to 9.
ことを特徴とする請求項10に記載のモータ駆動制御装置。The motor drive control device according to claim 10, wherein the motor drive unit stops power supply to the motor when the brake release determination unit determines that the brake is not in the unreleased state. ..
前記モータ駆動制御装置に前記モータの駆動および停止指令を送信するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記モータ駆動制御装置から、前記ブレーキが未解除状態であるという判定情報を受信したとき、前記モータ駆動制御装置に前記モータの停止指令を送信する
ことを特徴とするモータ駆動制御システム。The motor drive control device according to any one of claims 1 to 11.
The motor drive control device is provided with a controller for transmitting drive and stop commands for the motor.
The controller is a motor drive control system, characterized in that when it receives determination information that the brake is not released from the motor drive control device, it transmits a stop command for the motor to the motor drive control device. ..
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