(57)【要約】【課題】電源電圧の変動に対して電磁ブレーキを安定して制御でき、かつ、電磁ブレーキにおける発熱を抑制できるブレーキ駆動制御回路を提供する。【解決手段】通電することによりブレーキを解除する電磁ブレーキを制御するブレーキ駆動制御回路は、電磁ブレーキとこの電磁ブレーキに直列に設けられたスイッチ素子とからなる回路ブロックに供給される電圧または電流を監視する監視手段と、監視手段での監視結果に基づき、電磁ブレーキの動作電圧または動作電流が電磁ブレーキの解除のために予め設定された値となるように、ＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号を生成する演算手段と、を有する。ブレーキ制御信号によってスイッチ素子の導通をＰＷＭ制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電することによりブレーキを解除する電磁ブレーキを制御するブレーキ駆動制御回路であって、
前記電磁ブレーキと前記電磁ブレーキに直列に設けられたスイッチ素子とからなる回路ブロックに供給される電圧または電流を監視する監視手段と、
前記監視手段での監視結果に基づき、前記電磁ブレーキの動作電圧または動作電流が前記電磁ブレーキの解除のために予め設定された値となるように、ＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号を生成する演算手段と、
を備え、
前記ブレーキ制御信号によって前記スイッチ素子の導通をＰＷＭ制御する、ブレーキ駆動制御回路。
【請求項２】
モータ駆動回路に電力を供給する電源から前記電磁ブレーキが電力を供給され、
前記監視手段は、前記回路ブロックに印加される電圧を検出する電圧モニタ回路である、請求項１に記載のブレーキ駆動制御回路。
【請求項３】
前記監視手段は、前記回路ブロックに供給される電流を検出する電流モニタ回路である、請求項１に記載のブレーキ駆動制御回路。
【請求項４】
前記予め設定された値は、前記電磁ブレーキを解除状態にするための初期解除動作に対する第１の値と、前記解除状態を維持する保持動作に対する第２の値とからなる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブレーキ駆動制御回路。
【請求項５】
ＰＷＭ駆動のための基準値に対する前記第１の値の比率である初期解除設定値と、前記基準値に対する前記第２の値の比率である保持設定値と、前記初期解除動作の継続時間である初期解除時間と、を格納する記憶手段をさらに備え、
前記演算手段において、前記初期解除設定値及び前記保持設定値のそれぞれを前記監視手段での監視結果によって除算することにより前記ＰＷＭ信号におけるパルス幅が決定する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブレーキ駆動制御回路。
【請求項６】
前記記憶手段は、少なくとも１種類以上の電磁ブレーキに対応して、前記種類ごとに、前記初期解除設定値、前記保持設定値及び前記初期解除時間を格納する、請求項５に記載のブレーキ駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどに取り付けられる電磁ブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばロボットでは、各軸を駆動するモータの動力が遮断されたときにロボットアームが移動したり落下したりすることを防いで安全を確保するために、モータ軸に対して電磁ブレーキを取り付けている。モータに取り付けられる電磁ブレーキは、一般に、無励磁作動型のものであって、電磁ブレーキに通電しているときはブレーキが解除（リリース）状態となり、通電が遮断するとブレーキが動作する、すなわちモータ軸をロックするように構成されている。モータ軸が動かないようにロックしている状態をブレーキクランプ状態と呼ぶ。特許文献１は、電磁ブレーキに通電してブレーキを解除するためのモータブレーキ電源供給部を設け、モータブレーキ電源供給部内に設けられたスイッチに対する操作によってブレーキを解除できるようにした装置を開示している。
【０００３】
電磁ブレーキは、安全に関わる機構であり、高い信頼性が要求される。特許文献１に示されるように１つのスイッチだけで制御されるようにした場合、短絡するような形態でそのスイッチが故障した場合には、ブレーキが常に解除された状態となり、安全を確保できなくなるおそれがある。そこで特許文献２は、安全性を高めるために、電磁ブレーキの両端にそれぞれ電磁ブレーキに対して電気的に直列になるようにスイッチング制御手段を接続したブレーキ駆動制御回路を開示している。スイッチング制御手段としては、スイッチングトラジスタなどのスイッチ素子が用いられる。特許文献２に記載されたブレーキ駆動制御回路は、電磁ブレーキの両端の電圧を検出することによって故障検出を行なう電圧検出手段も備えている。同様に特許文献３は、電磁ブレーキの両端に、それぞれ電磁ブレーキに対して直列にスイッチ素子を設け、さらに、ブレーキに印加される電圧を検出する電圧検出部を設け、一方のスイッチ素子に入力させるスイッチ指令を遅延させた上で電圧検出部によりブレーキへの印加電圧を検出し、スイッチ素子の故障判定を行うこと開示している。特許文献４は、電磁ブレーキに印加される電圧を検出し、検出された電圧の変動パターンに基づいて電磁ブレーキの解除及び作動状態を観測することを開示している。
【０００４】
ところで、電磁ブレーキではブレーキクランプ状態からブレーキ解除状態に移行するために電磁ブレーキのソレノイドに比較的大きな電圧を加えて電磁ブレーキ内のアクチュエータを解除状態での位置に動かす必要があるが、解除状態の位置にあるアクチュエータをそのままの位置で保持するための印加電圧は比較的小さくてよい。ソレノイドの発熱を防止するためには、ブレーキクランプ状態から解除状態に移行するときには比較的大きな電圧を電磁ブレーキに印加し、その後は比較的小さな電圧を印加し続けることが好ましいことになる。特許文献５は、解除状態に移行するときには第１の電圧を発生し、解除状態への移行後、解除状態を維持している期間には第２の電圧を発生するように構成した電磁ブレーキ駆動用の制御回路を開示している。また特許文献５は、パルス幅（ＰＷＭ）変調により、電磁ブレーキに印加される電圧を実質的に変化させることも開示している。特許文献６は、モータ駆動用電源とブレーキ駆動用電源を共用にするとともに、電磁ブレーキに印加される電圧を、ブレーキ解除直後の所定時間において高くし、この所定時間が経過し、ブレーキを解除状態に保持する期間には低く制御することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９６４９２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３１１８号公報
【特許文献３】特許第５６５３９７７号公報
【特許文献４】特開２０１７−３４８５６号公報
【特許文献５】特許第５９１１６３９号公報
【特許文献６】特許第４２０２３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電磁ブレーキはモータほどではないが電力を消費する。その一方で電磁ブレーキ専用の電源回路を設けることはコスト増の要因となる。そこで、特許文献６に記載されるように、モータ駆動用の電源からの電力によって電磁ブレーキを駆動することが考えられている。しかしながら、電磁ブレーキは電源電圧の変動の影響を受けやすく、例えば、電源からモータや電磁ブレーキまでの配線の電気抵抗による電圧降下、モータを停止に制御する際に発生する回生電力による電圧上昇などの影響を受けることになる。配線抵抗による電圧降下が無視できない場合には、電磁ブレーキを解除状態に維持すべき期間中において電磁ブレーキを保持できなくなり、意図しないブレーククランプが発生する恐れがある。このような電圧降下による不具合を防ぐためには、電圧降下に対するマージンを考慮して電磁ブレーキに電力を供給し続けることとなり、電磁ブレーキや電源装置における無駄な発熱の原因となっている。一方、モータの回生による電源電圧の上昇は、電磁ブレーキにおける無駄な発熱の原因となっている。ブレーキを一体のものとして設けたモータでは、モータよりも電磁ブレーキの発熱の影響が大きく、モータの定格出力を下げざるを得なくなる場合も    ある。モータ駆動用の電源とは別個に電磁ブレーキ専用の電源を設けた場合であっても、電磁ブレーキ専用の電源からの電圧が変動する場合には、モータ駆動用の電源と共用する場合に起こる問題と同様の問題が起こり得る。
【０００７】
本発明の目的は、電磁ブレーキを制御するブレーキ駆動制御回路であって、電源電圧の変動に対して電磁ブレーキを安定して制御でき、かつ、電磁ブレーキにおける発熱を抑制することができるブレーキ駆動制御回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のブレーキ駆動制御回路は、通電することによりブレーキを解除する電磁ブレーキを制御するブレーキ駆動制御回路であって、電磁ブレーキとこの電磁ブレーキに直列に設けられたスイッチ素子とからなる回路ブロックに供給される電圧または電流を監視する監視手段と、監視手段での監視結果に基づき、電磁ブレーキの動作電圧または動作電流が電磁ブレーキの解除のために予め設定された値となるように、ＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号を生成する演算手段と、を備え、ブレーキ制御信号によってスイッチ素子の導通をＰＷＭ制御する。
【０００９】
本発明では、電磁ブレーキに供給される電圧や電流を監視手段で監視し、その監視結果に応じてＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号を生成するので、電磁ブレーキに供給される回路電圧や電流が変動しても、電磁ブレーキを解除するときに電磁ブレーキに供給される電流を一定にすることができ、電磁ブレーキを確実に解除できるようになる。回路電圧を一定にするためには例えば定電圧回路を設けることが考えられるが、本発明では、電磁ブレーキの駆動のために予め設けられているスイッチ素子をＰＷＭ信号によって動作させているので、定電圧回路を設ける必要がなくなる。また、電磁ブレーキに流れる電流が意図せずに変動することが防がれるので、電流マージンを過大に取ることなく電磁ブレーキを使用することができ、電力消費量を削減でき、発熱も低減できる。
【００１０】
本発明では、モータ駆動回路に電力を供給する電源から電磁ブレーキが電力を供給される場合に、回路ブロックに印加される電圧を検出する電圧モニタ回路によって監視手段を構成することができる。この場合、電圧モニタ回路はモータ駆動回路に供給される回路電圧も監視することになるので、電圧モニタ回路での検出結果をモータ駆動回路にも供給することによって、モータ駆動回路では回路電圧の変動がモータ駆動のゲインなどに与える影響を予測できるようになり、また、必要に応じて駆動ゲインの調整も行なえることとなる。
【００１１】
本発明では、回路ブロックに供給される電流を検出する電流モニタ回路によって監視手段を構成することもできる。電流を検出することによって、温度上昇による電磁ブレーキの抵抗の変化などの影響を受けることなく、電磁ブレーキに適切な電流を流せるようになる。
【００１２】
本発明では、電磁ブレーキの解除のために予め設定された値として、電磁ブレーキを解除状態にするための初期解除動作に対する第１の値と、解除状態を維持する保持動作に対する第２の値とを用いることが好ましい。一般に電磁ブレーキでは、初期解除動作に必要な電流の方が保持動作に必要な電流よりも大きいから、第１の値を使用して初期解除動作を行なって電磁ブレーキを解除状態したのちは、第１の値よりも小さく設定できる第２の値を使用することにより、さらなる省電力を達成することができる。
【００１３】
本発明では、ＰＷＭ駆動のための基準値に対する第１の値の比率である初期解除設定値と、基準値に対する第２の値の比率である保持設定値と、初期解除動作の継続時間である初期解除時間と、を格納する記憶手段をさらに備え、演算手段において、初期解除設定値及び保持設定値のそれぞれを監視手段での監視結果によって除算することによりＰＷＭ信号におけるパルス幅が決定されるようにすることができる。ハードウェアによる設定ではなくて記憶手段に各設定値を格納することによって、回路素子規模を増大させることなく演算手段での演算に必要なパラメータを設定することができる。また、ＰＷＭ駆動のための基準値に対する比率として設定値を定めることにより、演算手段では除算のみによってＰＷＭ信号でのパルス幅を決定できるようになり、演算手段での演算負荷を軽減することができる。記憶手段においては、少なくとも１種類以上の電磁ブレーキに対応して、ブレーキの種類ごとに初期解除設定値、保持設定値及び初期解除時間を格納してもよい。複数種類の電磁ブレーキに対応する各設定値と初期解除時間を記憶手段に格納することによって、複数の電磁ブレーキを使い分けるように搭載することがあっても、それぞれの電磁ブレーキ仕様に応じた電圧あるいは電流により確実にその電磁ブレーキを解除することができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源電圧の変動に対して電磁ブレーキを安定して制御でき、かつ、電磁ブレーキにおける発熱を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の一形態のブレーキ駆動制御回路を説明する回路図である。
【図２】電磁ブレーキを駆動するための電圧を説明する図である。
【図３】ブレーキ制御信号であるＰＷＭ信号の生成を説明する図である。
【図４】ブレーキ駆動制御回路の動作を説明する図である。
【図５】別の実施形態のブレーキ駆動制御回路を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態のブレーキ駆動制御回路を説明する図であり、ブレーキ駆動制御回路のほかに、駆動及び制御の対象となる電磁ブレーキ２１や、電磁ブレーキ２１が接続するモータ１３などを描いている。
【００１７】
例えば商用電源からの交流１００Ｖあるいは２００Ｖの電力を受け入れて所定電圧の直流電力に変換するモータ駆動電源１１が設けられており、モータ駆動電源１１からの直流電力は、モータ１３を駆動するモータ駆動回路１２に供給されている。モータ駆動回路１２は、例えばインバータ回路などを備えており、モータ１３に対する駆動指令を不図示のモータ制御装置から受け取って、駆動指令で指定された速度及びトルクでモータ１３が回転するように、モータ１３をサーボ制御により駆動する。モータ１３は例えば三相モータである。図示二重線で示すように、モータ１３の回転軸に対して電磁ブレーキ２１が機械的に接続している。電磁ブレーキ２１のソレノイド（コイル）には、ソレノイドへの電流を遮断したときに発生する大きな逆起電力を吸収するためのサージアブソーバ２２が並列に設けられている。サージアブソーバ２２としては、例えば、バリスタ、ダイオードなどが使用される。
【００１８】
電磁ブレーキ２１は、無励磁作動型のものであって、モータ駆動電源１１からの電力によって作動する。電磁ブレーキ２１の一端はモータ駆動電源１１に接続し、他端はスイッチ素子であるトランジスタＴｒ１を介して接地している。電磁ブレーキ２１を解除状態とするためには、モータ駆動電源１１が作動しており、かつ、トランジスタＴｒ１がオン状態とならなければならない。一般にモータ駆動電源１１の内部にあるいは商用電源１１とモータ駆動電源１１との間に不図示の安全回路が設けられており、安全と確認できる場合にのみモータ駆動電源１１が直流電力を出力できるようになっている。したがって、図１に示す構成は、電磁ブレーキ２１の両端にそれぞれスイッチ素子が設けられた構成であるということができ、十分な安全性が確保されていることになる。
【００１９】
ブレーキ駆動制御回路は、モータ駆動電源１１の出力電圧、すなわち電磁ブレーキ２１に供給する電圧を監視して電圧モニタ値を出力する電圧モニタ回路３１と、電圧モニタ値に基づいて電磁ブレーキ２１を駆動するための演算を行い、演算結果に基づいてトランジスタＴｒ１のゲートに印加されるブレーキ制御信号を出力する演算装置３２と、演算装置３２での演算に必要な設定値を記憶する記憶装置３３と、から構成されている。電圧モニタ回路３１としては、例えばΔΣ型Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）コンバータが使用される。電圧モニタ回路３１からの電圧モニタ値は、モータ１３の回路電圧を監視して回路電圧の変動がモータ駆動のゲインに与える影響を予測し、モータ１３の駆動の適切な制御を行なうために、モータ駆動回路１２にも供給されている。したがって、モータ駆動回路１２での制御のために既にモータ駆動電源１１の出力電圧を監視する回路や機器が設けられている場合には、その回路や機器をブレーキ駆動制御回路の電圧モニタ回路３１と使用することができ、これらの機器や回路とは別個に電圧モニタ回路３１を設ける必要はない。
【００２０】
本実施形態のブレーキ駆動制御回路において演算装置３２は、演算装置３２の外部から供給されるブレーキ指令に応じて電磁ブレーキ２１をブレーキクランプ状態から解除状態に駆動するものである。特に演算装置３２は、モータ駆動電源１１から電磁ブレーキ２１に供給される電圧が変動した場合であっても電磁ブレーキ２１に供給される電流が実質的に一定であるような制御を行なう。そのため演算装置３２は、電磁ブレーキ２１に印加される電圧が高いときにはブレーキ制御信号におけるパルス幅を狭くし、印加電圧が低いときにはパルス幅が広がるように、ブレーキ制御信号をＰＷＭ（パルス幅変調）信号として生成する。また演算装置３２は、ブレーキクランプ状態から解除状態に移行するときは電磁ブレーキ２１に流れる電流が大きく、その後、解除状態を維持する期間においては電流が小さくなるように、ブレーキ制御信号でのパルス幅を変化させる。演算装置３２における演算及びブレーキ制御信号の生成の詳細については後述する。
【００２１】
記憶装置３３は、例えば不揮発性メモリによって構成されており、演算装置３２における演算に必要なデータを格納するものであり、少なくとも電磁ブレーキ２１についての初期解除設定値、保持設定値及び初期解除時間を格納する。複数種類の電磁ブレーキに対して本実施形態のブレーキ駆動制御回路を適用できるようにするために、記憶装置３３は、それらの複数種類の電磁ブレーキのおのおのについての初期解除設定値、保持設定値及び初期解除時間を格納していることが好ましい。複数種類の電磁ブレーキについて記憶装置がこれらのデータを格納している場合には、演算装置３２は、現在の駆動対象である電磁ブレーキについてのデータを読み出して、ブレーキ制御信号の生成のための演算を実行する。
【００２２】
ここで記憶装置３３に格納される初期解除設定値、保持設定値及び初期解除時間について説明する。図２は、電磁ブレーキ２１を駆動するために必要な電圧を説明する図である。ブレーキクランプ状態からブレーキ解除状態に移行するためには、電磁ブレーキ２１内のソレノイドに比較的大きな電流を流して電磁ブレーキ２１内のアクチュエータ（不図示）を動かす必要がある。これを初期解除動作と呼び、初期解除動作を行なうために必要な電流として予め定められた電流を初期解除電流とよび、初期解除電流を流すために電磁ブレーキ２１に印加する必要がある電圧を初期解除電圧と呼ぶ。またアクチュエータが移動し、アクチュエータとソレノイドとを含む磁気回路が閉じるまでに要する時間を初期解除時間と呼ぶ。初期解除時間の間は、電磁ブレーキ２１に初期解除電流が動作電流として流れる必要があり、したがって初期解除電圧を動作電圧として印加し続ける必要がある。
【００２３】
ひとたびアクチュエータがブレーキ解除状態での位置に動き上述した磁気回路が閉成すると、その状態を維持するためにソレノイドに流す電流は小さくてよい。ブレーキ解除状態となったのち、解除状態を維持する動作を保持動作と呼ぶ。保持動作を行なうためにソレノイドに流さなければならない動作電流として予め定められた電流を保持電流と呼び、保持電流を流すために電磁ブレーキ２１に加えなければならない動作電圧を保持電圧と呼ぶ。初期解除電流より保持電流のほうが小さいから、保持電圧は初期解除電圧よりも低い。本実施形態のブレーキ駆動制御回路は、モータ駆動電源１１の出力電圧が変動するときであっても、電磁ブレーキ２１を流れる電流が初期解除動作時には初期解除電流であり保持動作時には保持電流であるように、スイッチ素子であるトランジスタＴｒ１を制御するものである。なお、電磁ブレーキ２１を動作させてブレーキクランプ状態とするためには、電磁ブレーキ２１を流れる電流をゼロとすればよいから、印加電圧をゼロにする。
【００２４】
記憶装置３３には初期解除電圧及び保持電圧をそのまま格納してもよいが、演算装置３２における演算量を減らすために、本実施形態では、初期解除電圧及び保持電圧の代わりに初期解除設定値及び保持設定値を記憶装置３３に格納している。初期解除設定値及び保持設定値を用いることを説明するために、ＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号の生成方法について、図３を用いて説明する。演算装置３２には、ＰＷＭクロックを０から計数し、所定の上限値ＦｕｌｌＣｏｕｎｔに到達したら０に戻って計数を再開するカウンタであるＰＷＭ基準タイマーが設けられている。そして演算装置３２は、ＰＷＭでのパルス幅を決めるために与えられる値であるＰＷＭ＿ＳｅｔとＰＷＭ基準タイマーの値とを常時比較し、ＰＷＭ＿Ｓｅｔの方が大きい期間をＰＷＭ信号でのパルス期間とする。ＰＷＭ信号におけるパルスのデューティー比は、ＰＷＭ＿Ｓｅｔ／ＦｕｌｌＣｏｕｎｔで表され、このことからＰＷＭ＿ＳｅｔはＰＷＭ信号におけるパルス幅を規定するものであることが分かる。そこで本実施形態では、初期解除作時と保持動作時のそれぞれでのＰＷＭ＿Ｓｅｔを演算装置３２が直ちに算出できるように、初期解除設定値及び保持設定値を定めて記憶装置３３に格納する。
【００２５】
電磁ブレーキ２１の動作の基準となる電圧を基準電源電圧として定めると、初期解除設定値及び保持設定値は、それぞれ、
初期解除設定値＝（初期解除電圧／基準電源電圧）×ＦｕｌｌＣｏｕｎｔ    (1)
保持設定値＝（保持電圧／基準電源電圧）×ＦｕｌｌＣｏｕｎｔ            (2)
で表される。ＦｕｌｌＣｏｕｎｔを基準電源電圧で除したものは、ＰＷＭ駆動のための基準値であるといえる。このように各設定値を定めると、初期解除動作のためのＰＷＭ＿Ｓｅｔは、
ＰＷＭ＿Ｓｅｔ（初期解除）＝初期解除設定値／電圧モニタ値              (3)
で求めることができ、保持動作のためのＰＷＭ＿Ｓｅｔは、
ＰＷＭ＿Ｓｅｔ（保持）＝保持設定値／電圧モニタ値                      (4)
で求めることができる。結局、ＰＷＭ信号生成のために必要なＰＷＭ＿Ｓｅｔの算出のために、演算装置３２は除算を１回だけ行なえばよいことになる。
【００２６】
次に、演算装置３２での処理について、図４を用いて説明する。演算装置３２は、除算部４１、クランプ部４２及びＰＷＭ信号生成部４３によって構成されている。除算部４１、クランプ部４２及びＰＷＭ信号生成部４３は、例えば、マイクロプロセッサにおいて実行されるソフトウェアによって実現される。あるいは、除算部４１、クランプ部４２及びＰＷＭ信号生成部４３の各々をハードウェアによって実現してもよい。除算部４１は、記憶装置３３から初期解除設定値、保持設定値及び初期解除時間を読み出し、上記の式(3)または式(4)で示す除算を行なう。ブレーキ指令によってブレーキ解除が指令されたときに、除算部４１は、指令の入力から初期解除時間が経過するまでは式(3)の計算を行なって初期解除動作用のＰＷＭ＿Ｓｅｔを出力し、指令の入力から初期解除時間が経過した後は、式(4)の計算を行なって保持動作用のＰＷＭ＿Ｓｅｔを出力する。除算部４１は、０除算対策として、電圧モニタ回路３１やモータ駆動電源１１における不具合によって電圧モニタ値が０であるときは、０を出力する。０を出力した場合には、ＰＷＭ信号におけるパルス幅も０となって、トランジスタＴｒ１は導通せず、電磁ブレーキ２１も解除されない。
【００２７】
電圧モニタ値や各設定値によっては、除算部４１での演算結果がＦｕｌｌＣｏｕｎｔを超えることがある。そこで除算部４１の演算結果ＰＷＭ＿Ｓｅｔをクランプ部４２に供給し、最大値クランプ処理を行って、上限がＦｕｌｌＣｏｕｎｔであるようなＰＷＭ＿Ｓｅｔを得る。ＰＷＭ信号生成部４３は、上述したＰＷＭ基準タイマーを備え、ＰＷＭクロックとクランプ部４２からの最大値クランプが行われたＰＷＭ＿Ｓｅｔとが入力し、図３を用いて説明した処理にしたがってＰＷＭ信号であるブレーキ制御信号を生成する。その結果、モータ駆動電源１１からの出力電圧に変動があったとしても、解除動作時には電磁ブレーキ２１に印加される電圧が平均的には初期解除電圧であって電磁ブレーキ２１には解除時電流が流れ、保持動作時には印加される電圧が平均的には保持電圧であって流れる電流が保持電流となる。これにより、電磁ブレーキ２１への印加電圧が意図せず保持電圧を下回って電磁ブレーキ２１がクランプ状態となったり、電磁ブレーキ２１が無駄に発熱したりすることが防止される。
【００２８】
［本実施形態の効果］
本実施形態のブレーキ駆動制御回路によれば、電磁ブレーキ２１に印加される電圧が変動する場合であっても、電磁ブレーキ２１が意図せずにクランプ状態となったりすることを防止でき、電磁ブレーキ２１の発熱を最小限にすることができる。また、制御のために電圧モニタ回路３１を必要とするが、モータ駆動回路１２におけるサーボ特性の改善などのために従来からモータ駆動電源１１の電圧を監視する機構が備えられており、その機構を電圧モニタ回路３１として使用することができるから、電磁ブレーキ２１の駆動制御のためだけに電圧モニタ回路３１を用意しなくてよいという利点もある。記憶装置３３を設けて初期解除設定値及び保持設定値を予め格納しておくことにより、演算装置３２における演算負荷を低減することができる。
【００２９】
［発明の別の実施形態］
図５は、本発明の別の実施形態のブレーキ駆動制御回路を示している。図１に示す装置は、電磁ブレーキ２１に印加される電圧に基づいて電磁ブレーキ２１の供給電流を制御しているので、ソレノイドの温度上昇などにより電磁ブレーキ２１の電流電圧特性が変化した場合などにその変化に追従できないことがある。そこで図５に示す別の実施形態のブレーキ駆動制御回路では、電磁ブレーキ２１を通過する電流が流れる位置に電流モニタ回路３４を設け、電流モニタ回路３４から出力される電流モニタ値によって演算装置３２がブレーキ制御信号を生成するようにしたものである。トランジスタＴｒ１をＰＷＭ駆動しているから電磁ブレーキ２１を流れる電流もＰＷＭ波形で変化するものであるが、電流モニタ回路３４は、適切な時定数をもって平均化された電流を計測して電流モニタ値を出力する。図５では、モータ駆動電源１１と電磁ブレーキ２１との間に電流モニタ回路３４を設けているが、電流モニタ回路３４の位置はこれに限られるものではなく、例えば、電磁ブレーキ２１と接地点との間であってもよい。また、スイッチ素子であるトランジスタＴｒ１の位置も、モータ駆動電源１１と電磁ブレーキ２１との間であってもよい。
【００３０】
図５では、モータ駆動回路１２において電圧モニタ値を使用するために、電圧モニタ装置３１は残されている。ただし、電圧モニタ値は演算装置３２には送られておらず、電圧モニタ装置３１はブレーキ駆動制御回路を構成しない。図５に示すブレーキ駆動制御回路では、電磁ブレーキ２１の動作の基準となる供給電流を基準供給電流として、式(1)及び式(2)の代わりに、式(5)及び式(6)で表される初期解除設定値及び保持設定値が記憶装置３３に格納される。
初期解除設定値＝（初期解除電流／基準供給電流）×ＦｕｌｌＣｏｕｎｔ    (5)
保持設定値＝（保持電流／基準供給電流）×ＦｕｌｌＣｏｕｎｔ            (6)
また、演算装置３２は、式(3)及び式(4)も代わりに、式(7)及び式(8)に基づいて、初期解除動作時及び保持動作時のＰＷＭ＿Ｓｅｔを算出する。
ＰＷＭ＿Ｓｅｔ（初期解除）＝初期解除設定値／電流モニタ値              (7)
ＰＷＭ＿Ｓｅｔ（保持）＝保持設定値／電流モニタ値                      (8)
【００３１】
［本実施形態の効果］
この実施形態でも、電磁ブレーキ２１に印加される電圧が変動する場合であっても、電磁ブレーキ２１が意図せずにクランプ状態となったりすることを防止でき、電磁ブレーキ２１の発熱を最小限にすることができる。記憶装置３３を設けて初期解除設定値及び保持設定値を予め格納しておくことにより、演算装置３２における演算負荷を低減することができる。さらに、電磁ブレーキ１２への供給電流を検出して制御を行なっているので、温度上昇などによって電磁ブレーキ１２の抵抗値が変化した場合であっても、適切な制御を行なうことができる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…モータ駆動電源、１２…モータ駆動回路、１３…モータ、２１…電磁ブレーキ、２２…サージアブソーバ、３１…電圧モニタ回路、３２…演算装置、３３…記憶装置、３４…電流モニタ回路、４１…除算部、４２…クランプ部、４３…ＰＷＭ信号生成部。
【図１】
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【図２】
2019140350.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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