制動器診斷裝置、制動器診斷方法、制動器診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制動器診斷裝置、制動器診斷方法、制動器診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開平6-246674號中記載了各軸的驅(qū)動電機(jī)具有電磁制動器的工業(yè)用機(jī)器人的制動器異常檢測方法。該制動器異常檢測方法是如下方法:使工業(yè)用機(jī)器人緊急停止，檢測發(fā)生停止信號之后至停止為止的慣性移動距離，在該檢測出的距離超過預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)距離的情況下，停止機(jī)器人的動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的問題
[0004]在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在想要抑制工業(yè)用機(jī)器人的運轉(zhuǎn)率下降的情況下，希望在診斷制動器之后迅速轉(zhuǎn)移到正常運轉(zhuǎn)。
[0005]本發(fā)明鑒于這種問題而做出，其目的是提供一種能夠抑制運轉(zhuǎn)率下降、并且能夠診斷電機(jī)的制動器的制動器診斷裝置、制動器診斷方法、制動器診斷系統(tǒng)。
[0006]用于解決問題的技術(shù)方案
[0007]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方案，應(yīng)用一種制動器診斷裝置，其用于診斷帶制動器的電機(jī)的制動器，并且具有:制動器控制部，其使所述制動器工作或解除；診斷部，其在由所述制動器控制部使所述制動器工作的狀態(tài)下，診斷所述制動器有無異常；以及信號輸出部，其在由所述診斷部診斷出所述制動器存在異常的情況下，在由所述制動器控制部解除了所述制動器之后，輸出關(guān)于制動器異常的信號。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方案，應(yīng)用一種制動器診斷方法，其用于診斷帶制動器的電機(jī)的制動器，并且包括:使所述制動器工作的步驟;在所述制動器的工作狀態(tài)下，診斷所述制動器有無異常的步驟;在診斷出所述制動器存在異常的情況下，解除所述制動器的步驟;以及在解除了所述制動器之后，輸出關(guān)于制動器異常的信號的步驟。
[0009]發(fā)明效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制運轉(zhuǎn)率的下降并且診斷電機(jī)的制動器。
【附圖說明】
[0011]圖1是表示機(jī)器人系統(tǒng)的一例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2是表示伺服電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的一例的軸向剖視圖。
[0013]圖3是表示具有電機(jī)控制裝置的控制器的結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0014]圖4是表示電機(jī)控制裝置的功能性結(jié)構(gòu)的一例的框圖。
[0015]圖5是表示在制動器為正常的情況下的診斷制動器時的動作的一例的時間圖。
[0016]圖6是表示在制動器為異常的情況下的診斷制動器時的動作的一例的時間圖。
[0017]圖7是表示在一次診斷中進(jìn)行多次診斷動作的變形例中的制動器為正常的情況下的診斷制動器時的動作的一例的時間圖。
[0018]圖8是表示在一次診斷中進(jìn)行多次診斷動作的變形例中的制動器為異常的情況下的診斷制動器時的動作的一例的時間圖。
[0019]圖9是表示電機(jī)控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
【具體實施方式】
[0020]下面，對一個實施方式參照附圖來進(jìn)行說明。此外，下面，為了便于說明電機(jī)等結(jié)構(gòu)，有時適當(dāng)使用上下左右等方向，但并不限定電機(jī)等各結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系。
[0021]1.機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
[0022]首先，參照圖1?圖3，對本實施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的一例進(jìn)行說明。
[0023]在圖1中，機(jī)器人系統(tǒng)I具有:具有臂100的機(jī)器人10;以及控制該機(jī)器人10的控制器20。如圖3所示，控制器20具有與各電機(jī)相對應(yīng)的多個電機(jī)控制裝置14。機(jī)器人10與控制器20連接成能夠通過電纜相互通信。此外，還可以將控制器20設(shè)于機(jī)器人10側(cè)，例如設(shè)于機(jī)器人10的臂100部分等。
[0024]機(jī)器人10的臂100具有:固定部101;多個(在該例中為五個)連桿部件LI?L5;多個(在該例中為六個)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6;以及致動器AI?A6。關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6以能夠彎曲的方式對在上述五個連桿部件LI?L5之中位于臂100的最靠基端側(cè)的連桿部件LI與固定部101、以及在這些五個連桿部件LI?L5之中鄰接的連桿部件彼此進(jìn)行連結(jié)。致動器Al?A6分別設(shè)于上述六個關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6，產(chǎn)生針對驅(qū)動對象的連桿部件LI?L5的驅(qū)動力。
[0025]如圖2及圖3所示，致動器Al?A6分別具有伺服電機(jī)SMl?SM6。伺服電機(jī)SMl?SM6(下面，適當(dāng)總稱為“伺服電機(jī)SM”)分別具有:電機(jī)Ml?M6(下面，適當(dāng)總稱為“電機(jī)M”)；位置檢測器PSl?PS6(下面，適當(dāng)總稱為“位置檢測器PS”)；以及制動器BI?B6(下面，適當(dāng)總稱為“制動器B”)。各位置檢測器PSl?PS6檢測各電機(jī)Ml?M6的電機(jī)位置x(旋轉(zhuǎn)角度等)。檢測出的各電機(jī)M的檢測位置Px作為反饋信號，按照規(guī)定的每個運算周期從各位置檢測器PS向各電機(jī)控制裝置14輸出。
[0026]此外，在機(jī)器人所具備的垂直軸(包含傾斜軸)或者受外力的軸中，若由于重力或外力的影響而切斷伺服電機(jī)SM的伺服電源，則可動部(工件等)進(jìn)行移動。因此，作為以可動部不移動的方式進(jìn)行保持的目的，在致動器Al?A6上使用帶制動器B的伺服電機(jī)SM。
[0027]如圖2所示，電機(jī)M分別具有定子40以及轉(zhuǎn)子30。電機(jī)M的定子40及轉(zhuǎn)子30與固定部101及連桿部件LI?L5的連結(jié)關(guān)系如下。即，致動器Al所具備的電機(jī)M的定子40與固定部101連結(jié)，致動器Al所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與連桿部件LI連結(jié)。致動器A2所具備的電機(jī)M的定子40與位于臂100的基端側(cè)的連桿部件LI連結(jié)，致動器A2所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與位于臂100的前端側(cè)的連桿部件L2連結(jié)。同樣，致動器A3所具備的電機(jī)M的定子40與連桿部件L2連結(jié)，致動器A3所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與連桿部件L3連結(jié)。致動器A4所具備的電機(jī)M的定子40與連桿部件L3連結(jié)，致動器A4所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與連桿部件L4連結(jié)。致動器A5所具備的電機(jī)M的定子40與連桿部件L4連結(jié)，致動器A5所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與連桿部件L5連結(jié)。致動器A 6所具備的電機(jī)M的定子4 O與連桿部件L 5連結(jié)，致動器A 6所具備的電機(jī)M的轉(zhuǎn)子30與安裝于臂100的前端的工具或手等(省略圖示)連結(jié)。
[0028]此外，在本實施方式中，以制動器診斷裝置對用于上述機(jī)器人10的伺服電機(jī)SM的制動器B是否有異常等的制動器的狀態(tài)進(jìn)行診斷的情況作為一例進(jìn)行說明。但是，制動器診斷裝置也可以同樣對機(jī)器人以外的電機(jī)、例如機(jī)床的電機(jī)的制動器進(jìn)行診斷。
[0029]2.伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)
[0030]下面，參照圖2，對伺服電機(jī)SM的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說明。此外，以下所謂“負(fù)載側(cè)”是指對伺服電機(jī)SM安裝負(fù)載的方向，即在該例中為軸34突出的方向(在圖2中為右側(cè))，所謂“負(fù)載相反側(cè)”是指負(fù)載側(cè)的相反方向(在圖2中為左側(cè))。
[0031]伺服電機(jī)SM相當(dāng)于帶制動器的電機(jī)的一例。如圖2所示，伺服電機(jī)SM具有輸出旋轉(zhuǎn)力的上述電機(jī)M、上述制動器B、以及編碼器等上述位置檢測器PS。電機(jī)M具有:軸34;框架32;設(shè)于框架32的負(fù)載側(cè)端部的負(fù)載側(cè)托架35;以及設(shè)于框架32的負(fù)載相反側(cè)端部的負(fù)載相反側(cè)托架36。在負(fù)載側(cè)托架35以及負(fù)載相反側(cè)托架36上分別設(shè)置有負(fù)載側(cè)軸承37及負(fù)載相反側(cè)軸承38。軸34經(jīng)由這些負(fù)載側(cè)軸承37以及負(fù)載相反側(cè)軸承38而旋轉(zhuǎn)自如地被支承。
[0032]另外，電機(jī)M具有設(shè)于軸34上的上述轉(zhuǎn)子30、和設(shè)于框架32的內(nèi)周面的上述定子
40。在轉(zhuǎn)子30上設(shè)置有例如多個永久磁鐵(省略圖示)。定子40具有配置成環(huán)狀的定子鐵心
41、和卷繞在定子鐵心41的未圖示的多個齒部上的多個電樞繞組42。
[0033]制動器B配置于電機(jī)M的負(fù)載相反側(cè)，并且進(jìn)行軸34的停止保持或者制動。此外，還可以將制動器B配置于電機(jī)M的負(fù)載側(cè)。制動器B由制動器罩39覆蓋。制動器B具有:圓筒形的磁場鐵心46;對置配置于磁場鐵心46的負(fù)載側(cè)的圓環(huán)形的電樞43;以及配置于電樞43與負(fù)載相反側(cè)托架36之間的制動盤45。
[0034]磁場鐵心46利用螺栓51固定于負(fù)載相反側(cè)托架36上。在磁場鐵心46上設(shè)置多個制動彈貪44。制動彈貪44推壓電樞43向負(fù)載側(cè)施力。另外，在磁場鐵心46上設(shè)置有線圈49。線圈49在通電時發(fā)生磁吸引力，克服制動彈簧44的作用力向負(fù)載相反側(cè)吸引電樞43。電樞43由磁性體(鋼板等)構(gòu)成。
[0035]在磁場鐵心46與負(fù)載相反側(cè)托架36之間設(shè)置有多個套環(huán)56。套環(huán)56與電樞43卡合，允許電樞43的軸向的移動并且防止周向的旋轉(zhuǎn)。
[0036]制動盤45利用固定螺釘53固定于軸34上。在制動盤45的負(fù)載相反側(cè)的面上安裝環(huán)形的摩擦板47。
[0037]在制動器B的線圈49未通電的狀態(tài)(無勵磁狀態(tài))下，電樞43由制動彈簧44的彈簧力向負(fù)載側(cè)推壓并與制動盤45摩擦卡合。其結(jié)果，在切斷電源時軸34保持停止或者旋轉(zhuǎn)被制動。該狀態(tài)是制動器B的工作狀態(tài)。另一方面，在線圈49通電的狀態(tài)(勵磁狀態(tài))下，電樞43由于線圈49所產(chǎn)生的磁吸引力而向負(fù)載相反側(cè)移動。其結(jié)果，在電機(jī)M可動時，制動盤45從上述制動釋放，軸34變成能夠旋轉(zhuǎn)。該狀態(tài)是制動器B的解除狀態(tài)。
[0038]位置檢測器PS配置于制動器B的負(fù)載相反側(cè)，與軸34連結(jié)。此外，位置檢測器PS還可以配置于除此以外的位置、例如電機(jī)M與制動器B之間。而且，通過位置檢測器PS檢測軸34的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度等)，檢測電機(jī)M的電機(jī)位置x(旋轉(zhuǎn)角度等)，輸出檢測位置Px的數(shù)據(jù)。
[0039]此外，位置檢測器PS也可以除了檢測電機(jī)M的電機(jī)位置X之外或者作為代替，檢測電機(jī)M的速度(旋轉(zhuǎn)速度、角速度等)以及電機(jī)M的加速度(旋轉(zhuǎn)加速度、角加速度等)中的至少一者。
[0040]此外，在此對電磁式的制動器B的結(jié)構(gòu)、動作進(jìn)行了說明，但制動器B的結(jié)構(gòu)不限于該例。例如，制動器B不限于電磁式，還可以是機(jī)械式、液壓式等其他驅(qū)動方式。[0041 ] 3.控制器的結(jié)構(gòu)
[0042]下面，參照圖3對控制器20的結(jié)構(gòu)、功能的一例進(jìn)行說明。
[0043]如圖3所示，控制器2