[发明专利]电动机控制系统以及制动器异常检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制系统，其具备在伺服电动机的励磁消失时对伺服电动机的输出轴进行制动的机械式制动器(以下简称为机械制动器)。特别是，本发明涉及一种具备对这种机械制动器的异常进行检测的功能的电动机控制系统以及制动器异常检测方法。

背景技术

以往以来，已知一种通过利用伺服电动机使滚珠丝杠旋转来使主轴头沿滚珠丝杠移动的机床。在主轴头上安装有立铣刀、钻头等工具，一边使工具旋转一边使主轴头向工件移动，由此进行工件的加工。

并且，在机床中，存在如立式铣床那样通过使滚珠丝杠沿重力方向延伸来使主轴头沿重力方向上下运动的机床。在这种机床中，当在电源关闭时、紧急停止时伺服电动机的励磁消失时，滚珠丝杠变得能够自由地旋转，存在主轴头由于重力的影响而落下的危险性。因而，在主轴头上下运动的机床中安装有机械制动器，该机械制动器在电源关闭时、紧急停止时对伺服电动机的输出轴进行制动。

另外，在产业用机器人中，伺服电动机也被用于对机器人的轴进行驱动，因此当在电源关闭时、紧急停止时伺服电动机的励磁消失时，存在机器人的臂部落下的危险性。因此，在产业用机器人中也搭载有对伺服电动机的输出轴进行制动的机械制动器。

另外，在上述的机械制动器存在异常时，在电源关闭时、紧急停止时也存在机床的主轴头或机器人的臂部落下的危险性。因此，如日本专利第3081258号公报、日本特开平06-284766号公报等所示那样，提出了用于检测上述的机械制动器的异常的方法。

日本专利第3081258号公报公开了一种机械制动器，该机械制动器包括与电动机的输出轴连结的制动盘和被按压于制动盘的制动蹄。而且，在日本专利第3081258号公报所公开的机械制动器的故障检测方法中，在对电动机旋转轴进行制动时，一边逐渐增加向电动机提供的电流一边检测该电动机旋转开始时的电流值。同样地，在不对电动机旋转轴进行制动时也一边逐渐增加向电动机提供的电流一边检测该电动机旋转开始时的电流值。然后，通过将这些检测电流值的差同与制动力矩相当的设定值进行比较，来对机械制动器的故障进行检测。

另外，在日本特开平06-284766号公报所公开的机械制动器的异常检测方法中，在机械制动器的摩擦制动构件的磨损量处于正常范围时，不使机械制动器工作而使电动机运转，预先测定该运转时的电动机负载电流值并存储该电流值。在对机械制动器进行检查的情况下，与摩擦制动构件的磨损量处于正常范围时同样地，不使机械制动器工作而使电动机运转，检测该运转时的电动机负载电流的大小。然后，通过将检测出的电动机负载电流检测值与预先存储的电动机负载电流值进行比较，来对机械制动器的异常进行检测。

如上述的日本专利第3081258号公报和日本特开平06-284766号公报所公开的那样的机械制动器的异常检测方法是另外执行机械制动器的检查程序来对诊断机械制动器是否存在异常的方法。因此，在日本专利第3081258号公报和日本特开平06-284766号公报所公开的机械制动器的异常检测方法中，存在有时在实施机械制动器的检查之前机械制动器已经发生了异常这样的问题。因而，期待的是，即使在不实施机械制动器的检查时也能够检测机械制动器的异常或异常的预兆的方法。

发明内容

本发明提供一种能够提前对作用于伺服电动机或由该伺服电动机驱动的轴的机械制动器的异常进行检测的制动器异常检测方法以及电动机控制系统。

根据本发明的第一方式，提供一种电动机控制系统，具备：伺服电动机；机械式制动器，其作用于伺服电动机或由该伺服电动机驱动的轴；控制装置，其对伺服电动机和机械式制动器进行控制；以及位置检测器，其对伺服电动机的旋转位置或轴的位置进行检测，

其中，控制装置具备：

信号接收部，其接收使机械式制动器工作的信号；

位置监视部，其通过位置检测器来监视伺服电动机的旋转位置，获取从接收到信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位置的历史记录；

位移量计算部，其根据历史记录来计算从接收到信号起到伺服电动机的旋转停止为止的伺服电动机的旋转位移量；以及

异常判断部，其在所计算出的旋转位移量超过规定的第一阈值的情况下判断为机械式制动器存在异常。

根据本发明的第二方式，提供一种根据第一方式的电动机控制系统，其中，位置监视部获取接收到信号时的伺服电动机的旋转速度，异常判断部根据获取到的该旋转速度来变更第一阈值，在由位移量计算部计算出的旋转位移量比变更后的阈值大的情况下判断为机械式制动器存在异常。