全文摘要
本实用新型涉及马达驱动装置。本实用新型的马达驱动装置(42)使用1个制动用电源(50)来控制设置有多个制动装置(10)的多个马达(40)的制动。制动装置(10)具有：电磁制动器(BR)，其通过制动线圈(22)的通电来解除马达(40)的转轴(26)的制动；导电性的圆盘(24)，其与转轴(26)一起旋转并与制动线圈(22)串联；以及多个电阻(28)，其以通过圆盘(24)的旋转而与制动线圈(22)周期性地串联的方式设置在圆盘(24)的表面。马达驱动装置(42)根据流自制动用电源(50)的制动电流(Ib)的电流值和多个马达(40)的转轴(26)的旋转位置来确定发生了故障的制动装置(10)。
主设计要求
1.一种马达驱动装置，其使用1个制动用电源来控制设置有多个制动装置的多个马达的制动，该马达驱动装置的特征在于，所述制动装置具有：电磁制动器，其具有制动线圈，通过所述制动线圈的通电来解除所述马达的转轴的制动；导电性的圆盘，其与所述转轴一起旋转并与所述制动线圈串联；以及多个电阻，其以通过所述圆盘的旋转而代替所述圆盘与所述制动线圈周期性地串联的方式设置在所述圆盘的表面，该马达驱动装置具备：电流检测部，其检测从所述制动用电源流至多个所述制动线圈的制动电流的电流值；以及故障确定部，其根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置和检测到的所述电流值来确定发生了故障的所述制动装置。
设计方案
1.一种马达驱动装置，其使用1个制动用电源来控制设置有多个制动装置的多个马达的制动，该马达驱动装置的特征在于，
所述制动装置具有：
电磁制动器，其具有制动线圈，通过所述制动线圈的通电来解除所述马达的转轴的制动；
导电性的圆盘，其与所述转轴一起旋转并与所述制动线圈串联；以及
多个电阻，其以通过所述圆盘的旋转而代替所述圆盘与所述制动线圈周期性地串联的方式设置在所述圆盘的表面，
该马达驱动装置具备：
电流检测部，其检测从所述制动用电源流至多个所述制动线圈的制动电流的电流值；以及
故障确定部，其根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置和检测到的所述电流值来确定发生了故障的所述制动装置。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述故障确定部判断所述电流值是否大于阈值，在所述电流值大于阈值的情况下，根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置来确定发生了故障的所述制动装置。
3.根据权利要求1或2所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述故障确定部根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置，来判断多个所述制动装置各自的所述制动线圈是直接与所述圆盘串联在一起还是与所述电阻串联在一起，由此掌握多个所述制动装置的所述制动线圈的连接模式，从而根据掌握到的所述连接模式和所述电流值来确定发生了故障的所述制动装置。
4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述故障确定部具有第1阈值和第2阈值，所述第1阈值与所述制动线圈与所述电阻连接在一起的状态的所述制动装置相对应，所述第2阈值与所述制动线圈直接与所述圆盘连接在一起的状态的所述制动装置相对应，而且所述第2阈值的值不同于所述第1阈值，确定与所述第1阈值及所述第2阈值当中比所述电流值小而且最接近所述电流值的阈值相对应的所述制动装置发生了故障。
5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述圆盘上设置的所述电阻的电阻值在每一所述制动装置中都不一样，
所述故障确定部具有对应于多个所述制动装置的所述圆盘上设置的所述电阻的电阻值而互不相同的多个所述第1阈值，确定与多个所述第1阈值及所述第2阈值当中比所述电流值小而且最接近所述电流值的阈值相对应的所述制动装置发生了故障。
6.根据权利要求4或5所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述圆盘的电阻值在每一所述制动装置中都不一样，
所述故障确定部具有对应于多个所述制动装置的所述圆盘的电阻值而不同的多个所述第2阈值，确定与多个所述第2阈值及所述第1阈值当中比所述电流值小而且最接近所述电流值的阈值相对应的所述制动装置发生了故障。
7.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述故障确定部具有第1阈值和第2阈值，所述第1阈值与所述制动线圈与所述电阻连接在一起的状态的所述制动装置相对应，所述第2阈值与所述制动线圈直接与所述圆盘连接在一起的状态的所述制动装置相对应，而且所述第2阈值比所述第1阈值大，在所述电流值大于所述第1阈值而且为所述第2阈值以下的情况下，确定所述制动线圈与所述电阻连接在一起的所述制动装置发生了故障，在所述电流值大于所述第2阈值的情况下，确定所述制动线圈直接与所述圆盘连接在一起的所述制动装置发生了故障。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种检测对多个马达设置的多个制动装置的故障的马达驱动装置。
背景技术
下文展示的日本专利特开2016-222372号公报中揭示有一种异常检测装置，其获取表示流至电磁制动器的电流的信号，根据获取到的所述信号来判定所述电磁制动器是否处于异常状态。
实用新型内容
此处，在机床或机器人中，有时是利用1台马达驱动装置来控制对多个马达设置的多个制动装置。若像上述专利文献1那样设置电流传感器，并针对每一制动装置设置根据电流传感器所检测到的流至制动装置的电流值来检测制动装置的异常这一异常检测功能，则比较耗费成本。因此有如下要求，即，希望将异常检测功能共通化，也就是说，希望使用 1个制动用电源来控制多个制动装置、根据来自1个制动用电源的电流值来检测制动装置的故障。
即便将异常检测功能共通化，虽能检测制动装置的异常，但是，由于是利用1个电流传感器来检测来自1个制动用电源的电流值，因此，无法确定哪一制动装置有异常。
因此，本实用新型的目的在于提供一种即便在利用1个电流检测部来检测从1个制动用电源流至多个制动装置的电流的情况下，也能确定发生了故障的制动装置的马达驱动装置以及故障检测方法。
本实用新型的第1形态为一种马达驱动装置，其使用1个制动用电源来控制设置有多个制动装置的多个马达的制动，其中，所述制动装置具有：电磁制动器，其具有制动线圈，通过所述制动线圈的通电来解除所述马达的转轴的制动；导电性的圆盘，其与所述转轴一起旋转并与所述制动线圈串联；以及多个电阻，其以通过所述圆盘的旋转而代替所述圆盘与所述制动线圈周期性地串联的方式设置在所述圆盘的表面，该马达驱动装置具备：电流检测部，其检测从所述制动用电源流至多个所述制动线圈的制动电流的电流值；以及故障确定部，其根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置和检测到的所述电流值来确定发生了故障的所述制动装置。
本实用新型的第2形态为一种故障检测方法，供使用1个制动用电源来控制设置有多个制动装置的多个马达的制动的马达驱动装置检测所述制动装置的故障，其中，所述制动装置具有：电磁制动器，其具有制动线圈，通过所述制动线圈的通电来解除所述马达的转轴的制动；导电性的圆盘，其与所述转轴一起旋转并与所述制动线圈串联；以及多个电阻，其以通过所述圆盘的旋转而代替所述圆盘与所述制动线圈周期性地串联的方式设置在所述圆盘的表面，该故障检测方法包含：电流检测步骤，检测从所述制动用电源流至多个所述制动线圈的制动电流的电流值；以及故障确定步骤，根据多个所述马达的所述转轴的旋转位置和检测到的所述电流值来确定发生了故障的所述制动装置。
根据本实用新型，即便在利用1个电流检测部来检测从1个制动用电源流至多个制动装置的电流的情况下，也能确定发生了故障的制动装置。
根据参考附图加以说明的以下实施方式的说明，将容易地了解上述的目的、特征及优点。
附图说明
图1为表示实施方式中使用的制动装置的概略构成的图。
图2为表示图1所示的圆盘的具体构成的图。
图3为表示具有分别设置有图1所示的制动装置的多个马达和控制多个马达的1个马达驱动装置的马达驱动系统的整体构成的图。
图4为表示图3所示的马达驱动装置的动作的流程图。
图5为表示图4的步骤S4的详细动作的流程图。
具体实施方式
下面，揭示较佳实施方式、一边参考附图一边对本实用新型的马达驱动装置以及故障检测方法进行详细说明。
[实施方式]
图1为表示实施方式中使用的制动装置10的概略构成的图。制动装置10具有摩擦板 12、端板14、衔铁16、铁心18、弹簧20、制动线圈22及圆盘24。该摩擦板12、端板14、衔铁16、铁心18、弹簧20及制动线圈22构成电磁制动器BR。
摩擦板12安装在图3所示的马达40的转轴26上，以转轴26为中心与转轴26一起旋转。摩擦板12设置在端板14与衔铁16之间。铁心18设置在衔铁16的与摩擦板12侧相反的那一侧。弹簧20设置在铁心18上，朝摩擦板12侧对衔铁16施力。通过该弹簧20 的赋能力，摩擦板12被端板14与衔铁16夹住，从而对摩擦板12(转轴26)的旋转加以制动。
制动线圈22设置在铁心18上。由铁心18和制动线圈22构成电磁铁。通过制动线圈22的通电来产生磁力。源于该磁力的吸引力胜过弹簧20的赋能力，由此，衔铁16被吸引至铁心18。由此，摩擦板12得以释放，使得摩擦板12(转轴26)能够旋转。
圆盘24安装在转轴26上，以转轴26为中心与转轴26一起旋转。圆盘24由导电性的材料构成，与制动线圈22串联在一起。在本实施方式中，为了使得说明易于理解，将圆盘24的电阻值设为0[Ω]。
图2为表示圆盘24的具体构成的图。在圆盘24的表面设置有多个电阻28。多个电阻28设置成通过圆盘24的旋转而与制动线圈22周期性地串联。例如，多个电阻28以每当圆盘24旋转20度时制动线圈22便与电阻28串联的方式以20度间隔加以设置。由此，多个电阻28周期性地与制动线圈22串联。通过圆盘24的旋转来切换制动线圈22直接与圆盘24串联还是与电阻28串联。
在图2所示的例子中，制动线圈22的一端连接于制动用电源50(参考图3)的正极侧端子，制动线圈22的另一端连接于接触圆盘24及电阻28中的任一方的正极侧接触部 30。此外，接触圆盘24及电阻28中的任一方的负极侧接触部32连接于制动用电源50的负极侧端子。由该正极侧接触部30及负极侧接触部32构成的接触部34与圆盘24及电阻 28中的任一方接触。
图3为表示具有分别设置有图1及图2中说明过的制动装置10的多个马达40和控制多个马达40的1个马达驱动装置42的马达驱动系统44的整体构成的图。马达驱动装置 42使用对多个马达40中的各方设置的多个制动装置10对多个马达40进行制动。再者，对多个马达40中的各方设置有检测马达40的转轴26的旋转位置的编码器(旋转位置检测部)EN。
在本实施方式中，为了使得说明易于理解，将马达40的数量设为3个。因而，制动装置10的数量也是3个。再者，为了相互区分3个马达40，有时会以40a、40b、40c来表示3个马达40。此外，有时会以10a、ENa来表示对马达40a设置的制动装置10及编码器EN，以10b、ENb来表示对马达40b设置的制动装置10及编码器EN，以10c、ENc来表示对马达40c设置的制动装置10及编码器EN。
再者，图3中，制动装置10(10a～10c)中图示有切换是否将制动线圈22连接至电阻28的开关SW，但这是以构成的形式对通过圆盘24的旋转来切换制动线圈22的连接目标这一功能进行图示。通过圆盘24的旋转来切换制动线圈22直接与圆盘24串联还是与电阻28串联，但由于圆盘24的电阻值设为0，因此，图3中省略了圆盘24的图示。此外，图3所示的电阻Rc只是表示制动线圈22的电阻(以下，有时称为制动线圈电阻)，实际上并不是设置有电阻。
马达驱动装置42具备制动用电源50、开关52、电流检测部54、制动驱动控制部56及故障确定部58。
制动用电源50是用以对3个制动装置10(10a～10c)的各制动线圈22供给电流的直流电源。开关52切换是否将来自制动用电源50的制动电流Ib供给至3个制动装置10 (10a～10c)的制动线圈22。电流检测部54检测从制动用电源50流至3个制动线圈22 的制动电流Ib的电流值。由电流检测部54检测的制动电流Ib的电流值是将在各制动线圈22中流通的电流合计而得的电流的电流值。
制动驱动控制部56通过控制开关52来控制3个制动装置10(10a～10c)。在解除3个马达40(40a～40c)的制动的情况下，制动驱动控制部56将开关52设为导通。由此，从1个制动用电源50对3个制动装置10(10a～10c)的制动线圈22供给制动电流Ib，使得3个马达40(40a～40c)的转轴26能够旋转。此外，在对3个马达40(40a～40c) 进行制动的情况下，制动驱动控制部56将开关52设为断开。由此，去往3个制动装置10 (10a～10c)的制动线圈22的制动电流Ib的供给被切断，从而对3个马达40(40a～40c) 的转轴26进行制动。
故障确定部58根据3个马达40(40a～40c)的转轴26的旋转位置和电流检测部54所检测到的电流值来确定发生了故障的制动装置10(以下，有时称为故障制动装置10F)。故障确定部58判断制动电流Ib的电流值是否大于阈值TH，在电流值大于阈值TH的情况下，根据多个马达40(40a～40c)的转轴26的旋转位置来确定故障制动装置10F。故障制动装置10F的确定方法将在后文中进行详细说明。
再者，故障确定部58根据对3个马达40(40a～40c)设置的3个编码器EN(ENa～ENc)的检测信号来识别3个马达40(40a～40c)的转轴26的旋转位置。
下面，对故障确定部58对故障制动装置10F的确定进行具体说明。故障确定部58根据3个马达40的转轴26的旋转位置，来判断3个制动装置10各自的制动线圈22与电阻 28串联在一起还是没有连接在一起。由此，故障确定部58能够掌握3个制动装置10的制动线圈22的连接模式。故障确定部58根据掌握到的连接模式和电流检测部54所检测到的电流值来确定故障制动装置10F。
此处，电阻28的电阻值设为与制动线圈电阻Rc的电阻值相比极小的值。在实施方式中，将制动线圈电阻Rc的电阻值设为200[Ω]，将电阻28的电阻值设为5[Ω]。此外，将制动用电源50的电压Vb设为24[V]。
在所有制动装置10(10a～10c)的制动线圈22都未与电阻28连接在一起的情况(制动线圈22与圆盘24直接连接在一起的情况)下，在3个制动装置10(10a～10c)中的各方当中流通的电流为Vb\/Rc。因而，制动电流Ib为Ib＝(Vb\/Rc)×3。将上述数值代入该式，Ib＝(24[V]\/200[Ω])×3＝0.36[A]。由于电阻28的电阻值与制动线圈电阻Rc相比极小，因此，即便制动线圈22与电阻28连接在一起，由电流检测部54检测的电流值也不会产生较大的差。
此处，制动装置10大多是因制动线圈22短路而发生故障。图3中，以虚线展示了制动装置10a的制动线圈22短路的状态。
例如，如图3所示，当在制动装置10a的制动线圈22与电阻28连接在一起的状态下制动装置10a的制动线圈22发生短路时，流至制动装置10a的电流为24[V]\/5[Ω]＝ 4.8[A]。因而，制动电流Ib成为4.8[A]以上的电流值。
另一方面，当在制动装置10a的制动线圈22与电阻28未连接在一起的状态(制动线圈22与圆盘24直接连接在一起的状态)下制动装置10a的制动线圈22发生短路时，流至制动装置10a的电流为24[V]\/0[Ω]＝∞[A]。因而，制动电流Ib为∞[A]。
故障确定部58具有与制动线圈22与电阻28连接在一起的状态的制动装置10相对应的第1阈值TH1和与圆盘24与制动线圈22直接连接在一起的状态的制动装置10相对应的第2阈值TH2。所述第2阈值TH2是与第1阈值TH1不一样的值。
所述第1阈值TH1是比所有制动装置10(10a～10c)都正常时的制动电流Ib(0.36[A]) 大而且比1个制动装置10发生故障(制动线圈22发生短路)时的制动电流Ib小的值。在本实施方式中，将第1阈值TH1设为4[A]。
第2阈值TH2是比所有制动装置10的制动线圈22都与电阻28连接在一起的状态而且是所有制动装置10都发生故障(制动线圈22发生短路)时的制动电流Ib(4.8[A]×3 ＝14.4[A])大的值。在本实施方式中，将第2阈值TH2设为20[A]。因而，第1阈值TH1 及第2阈值TH2具有TH1＜TH2的关系。
故障确定部58将与第1阈值TH1及第2阈值TH2当中比由电流检测部54检测到的电流值小而且最接近检测到的电流值的阈值TH相对应的制动装置10确定为故障制动装置10F。再者，故障确定部58根据掌握到的连接模式，来判断3个制动装置10(10a～10c) 中的哪一制动装置10是与该阈值TH相对应的制动装置10。
例如，在检测到的电流值约为5[A]的情况下，比5[A]低的阈值TH为第1阈值TH1，因此，故障确定部58确定制动线圈22与电阻28连接在一起的制动装置10发生了故障。此外，在检测到的电流值为∞[A]的情况下，比∞[A]低而且最接近∞[A]的阈值TH为第2 阈值TH2，因此，故障确定部58确定制动线圈22与电阻28未连接在一起的制动装置10 发生了故障。
表1为表示3个制动装置10(10a～10c)的制动线圈22的连接模式与检测到的制动电流Ib的关系的一例的图表。再者，表1所示的“有电阻28”表示制动线圈22与电阻 28串联在一起，“无电阻28”表示制动线圈22与电阻28未连接在一起也就是制动线圈 22直接与圆盘24连接在一起。
表1
申请码:申请号:CN201920046414.6 申请日:2019-01-11 公开号:公开日:国家:JP 国家/省市:JP(日本) 授权编号:CN209844862U 授权时间:20191224 主分类号:H02P3/00 专利分类号:H02P3/00;H02P6/24;H02P6/04;H02H7/085;H02K7/102 范畴分类:37P; 申请人:发那科株式会社 第一申请人:发那科株式会社 申请人地址:日本国山梨县南都留郡忍野村忍草字古马场3580番地 发明人:齐藤总;鹿川力 第一发明人:齐藤总 当前权利人:发那科株式会社 代理人:刘煜 代理机构:31300 代理机构编号:上海华诚知识产权代理有限公司 31300 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计
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