(57)【要約】【課題】サーボモータまたはこれにより駆動される軸を制動するメカブレーキの異常を早期に検出できるようにする。【解決手段】本発明のモータ制御システムは、メカブレーキ１３を作動させる信号を受信する信号受信部２７と、位置検出器１９を用いて、前記信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転位置の履歴を取得する位置監視部２８と、前記信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転変位量を前記履歴から算出する変位量算出部２９と、算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合にメカブレーキ１３に異常が在ると判断する異常判断部３０と、を備える。【選択図】図１
2016226150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータ（１２）と、
前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、
前記サーボモータ（１２）および前記機械式ブレーキ（１３）を制御する制御装置（１４）と、
前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備え、
前記制御装置（１４）は、
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる信号を受信する信号受信部（２７）と、
前記位置検出器（１９）によって前記サーボモータ（１２）の回転位置を監視し、前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得する位置監視部（２８）と、
前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出する変位量算出部（２９）と、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する異常判断部（３０）と、を備えた、モータ制御システム。
【請求項２】
前記位置監視部（２８）は、前記信号を受信した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、前記異常判断部（３０）は、その取得された回転速度に応じて前記第一閾値を変更し、変更後の閾値よりも前記変位量算出部（２９）により算出された前記回転変位量が大きい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断するようにした、請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項３】
前記位置監視部（２８）は、前記信号を受信した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、前記変位量算出部（２９）は、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、前記異常判断部（３０）は、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断するようにした、請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項４】
前記制御装置（１４）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により算出された前記回転変位量を逐次記憶する第一記憶部（３１）をさらに備え、
前記異常判断部（３０）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により算出された前記回転変位量が、前に前記第一記憶部（３１）に記憶された前記回転変位量より増加している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断するようにした、請求項１または２に記載のモータ制御システム。
【請求項５】
前記制御装置（１４）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により得られた前記除算後の値を逐次記憶する第一記憶部（３１）をさらに備え、
前記異常判断部（３０）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により得られた前記除算後の値が、前に前記第一記憶部（３１）に記憶された前記除算後の値より減少している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断するようにした、請求項３に記載のモータ制御システム。
【請求項６】
前記制御装置（１４）は、前記位置監視部（２８）により取得された前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を記憶する第二記憶部（３３）をさらに備えていて、前記第二記憶部（３３）に記憶された前記履歴を前記制御装置（１４）の外部に出力するようにした、請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ制御システム。
【請求項７】
サーボモータ（１２）と、前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得し、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出し、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する、ブレーキ異常検出方法。
【請求項８】
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、
その取得された回転速度に応じて前記第一閾値を変更し、変更後の閾値よりも前記算出された前記回転変位量が大きい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する、請求項７に記載のブレーキ異常検出方法。
【請求項９】
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、
その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する、請求項７に記載のブレーキ異常検出方法。
【請求項１０】
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる度に、前記算出された前記回転変位量が増加している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断する、請求項７または８に記載のブレーキ異常検出方法。
【請求項１１】
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる度に、前記除算後の値が減少している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断する、請求項９に記載のブレーキ異常検出方法。
【請求項１２】
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を外部に出力する、請求項７から１１のいずれか一項に記載のブレーキ異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータの励磁が解除されたときにサーボモータの出力軸を制動する機械式ブレーキ（以下、メカブレーキと略称する。）を備えたモータ制御システムに関する。特に、本発明は、そのようなメカブレーキの異常を検出する機能を備えたモータ制御システムおよびブレーキ異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従前より、サーボモータによりボールねじを回転させることによりボールねじに沿って主軸ヘッドが移動する工作機械が知られている。主軸ヘッドにはエンドミルやドリル等の工具が取付けられており、工具を回転させながら主軸ヘッドをワークに向かって移動させることにより、ワークの加工が行われている。
【０００３】
さらに、工作機械には、立形フライス盤のように、ボールねじを重力方向に延在させることにより主軸ヘッドを重力方向に上下動させるものがある。このような工作機械においては、電源オフ時や非常停止時にサーボモータの励磁が解除されてしまうと、ボールねじが自由に回転可能となり、主軸ヘッドが重力の影響によって落下する危険性がある。したがって、主軸ヘッドが上下動する工作機械においては、電源オフ時や非常停止時にサーボモータの出力軸を制動するメカブレーキが取付けられている。
【０００４】
また産業用ロボットにおいても、ロボットの軸を駆動するのにサーボモータが使用されているため、電源オフ時や非常停止時にサーボモータの励磁が解除されたときにロボットのアーム部が落下する危険性がある。そのため、産業用ロボットにおいても、サーボモータの出力軸を制動するメカブレーキが搭載されている。
【０００５】
また、上述したメカブレーキに異常が在るときも、電源オフ時や非常停止時に工作機械の主軸ヘッドあるいはロボットのアーム部が落下する危険性がある。そのため、特許文献１や特許文献２などに示されるように、上述したメカブレーキの異常を検出する方法が提案されている。
【０００６】
特許文献１は、モータの出力軸に連結されたブレーキディスクと、ブレーキディスクに押付けられるブレーキシューとからなるメカブレーキを開示している。そして、特許文献１に開示されるメカブレーキの故障検出方法においては、モータ回転軸の制動時に、モータに供給される電流を漸増しながらそのモータ回転開始時の電流値を検出する。同様に、モータ回転軸の非制動時にも、モータに供給される電流を漸増しながらそのモータ回転開始時の電流値を検出する。そして、これら検出電流値の差と、ブレーキトルクに相当する設定値とを比較することにより、メカブレーキの故障を検出している。
【０００７】
また、特許文献２に開示されるメカブレーキの異常検出方法においては、メカブレーキの摩擦制動部材の摩耗量が正常範囲にあるときに、メカブレーキを作動させずにモータを運転し、この運転時のモータ負荷電流値を予め測定して記憶する。メカブレーキを点検する場合には、摩擦制動部材の摩耗量が正常範囲にあるときと同様、メカブレーキを作動させずにモータを運転し、この運転時のモータ負荷電流の大きさを検出する。そして、検出されたモータ負荷電流検出値と予め記憶されたモータ負荷電流値とを比較することにより、メカブレーキの異常を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３０８１２５８号公報
【特許文献２】特開平０６−２８４７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１および特許文献２に開示されるようなメカブレーキの異常検出方法は、メカブレーキの点検プログラムを別途に実行して、メカブレーキに異常が有るか無いかを診断する方法である。そのため、特許文献１および特許文献２に開示されるメカブレーキの異常検出方法においては、メカブレーキの点検が実施される前にメカブレーキに既に異常が発生している場合があるという問題がある。したがって、メカブレーキの点検を実施しないときであっても、メカブレーキの異常またはその予兆を検出できる方法が望まれている。
【００１０】
そこで本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み、サーボモータまたはこれにより駆動される軸に作用するメカブレーキの異常を早期に検出できるブレーキ異常検出方法およびモータ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第一態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータおよび機械式ブレーキを制御する制御装置と、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備えた、モータ制御システムが提供される。
さらに、第一態様のモータ制御システムにおける制御装置は、
機械式ブレーキを作動させる信号を受信する信号受信部と、
位置検出器によってサーボモータの回転位置を監視し、信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得する位置監視部と、
信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出する変位量算出部と、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する異常判断部と、を備えているとよい。
この第一態様により上述の課題が解決される。しかし、本発明は、第一態様に限られず、以下の第二態様ないし第十二態様のいずれかを提供することもできる。
【００１２】
本発明の第二態様によれば、第一態様のモータ制御システムであって、位置監視部は、信号を受信した時のサーボモータの回転速度を取得し、異常判断部は、その取得された回転速度に応じて第一閾値を変更し、変更後の閾値よりも変位量算出部により算出された回転変位量が大きい場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【００１３】
本発明の第三態様によれば、第一態様のモータ制御システムであって、位置監視部は、信号を受信した時のサーボモータの回転速度を取得し、変位量算出部は、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された回転変位量により除算し、異常判断部は、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【００１４】
本発明の第四態様によれば、第一態様または第二態様のモータ制御システムであって、制御装置は、信号の受信の度に、変位量算出部により算出された回転変位量を逐次記憶する第一記憶部をさらに備え、異常判断部は、信号の受信の度に、変位量算出部により算出された回転変位量が、前に第一記憶部に記憶された回転変位量より増加している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【００１５】
本発明の第五態様によれば、第三態様のモータ制御システムであって、制御装置は、信号の受信の度に、変位量算出部により得られた除算後の値を逐次記憶する第一記憶部をさらに備え、異常判断部は、信号の受信の度に、変位量算出部により得られた除算後の値が、前に前記第一記憶部に記憶された除算後の値より減少している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【００１６】
本発明の第六態様によれば、第一態様から第五態様のいずれかのモータ制御システムであって、制御装置は、位置監視部により取得されたサーボモータの回転位置の履歴を記憶する第二記憶部をさらに備えていて、第二記憶部に記憶された履歴を制御装置の外部に出力するようにした、モータ制御システムが提供される。
【００１７】
本発明の第七態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得し、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出し、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【００１８】
本発明の第八態様によれば、第七態様のブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度を取得し、
その取得された回転速度に応じて第一閾値を変更し、変更後の閾値よりも算出された回転変位量が大きい場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【００１９】
本発明の第九態様によれば、第七態様のブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度を取得し、
その取得された回転速度の２乗を、既に算出された回転変位量により除算し、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【００２０】
本発明の第十態様によれば、第七態様または第八態様のブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキを作動させる度に、算出された回転変位量が増加している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【００２１】
本発明の第十一態様によれば、第九態様のブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキを作動させる度に、除算後の値が減少している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【００２２】
本発明の第十二態様によれば、第七態様から第十一態様のいずれかのブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を外部に出力する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第一態様および第七態様によれば、位置検出器を用い、機械式ブレーキを作動させる信号（例えば電源オフ信号、非常停止信号、アラームなどに附随して入力される信号）の受信に応じて、当該信号の受信からサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴が取得される。そのような履歴を取得することにより、機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を算出することができる。このように算出された回転変位量が大きいほど、機械的ブレーキの制動力の低下が大きくなる。そのため、算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えているかどうかを判断することにより、機械式ブレーキの異常またはその予兆を検出することができる。つまり、本願発明によれば、例えば工作機械またはロボットなどによる作業を終了する時や、作業を非常停止させた時に機械式ブレーキの効力低下の程度が分かるようになる。よって、機械式ブレーキの点検を別途に実行することなく、機械式ブレーキの異常およびその予兆を検出することができる。言い換えれば、工作機械やロボットなどの故障につながる機械式ブレーキの異常またはその予兆を早期に検出して高度な予防保守を実現するモータ制御システムを提供できる。
【００２４】
本発明の第二態様および第八態様によれば、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度を取得し、上述の第一閾値を、その取得された回転速度に応じて変更して、機械式ブレーキに異常が在るかどうかを判断している。つまり、算出された回転変位量に対して、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度を考慮に入れて機械式ブレーキの異常を判断している。したがって、より正確に機械式ブレーキの異常またはその予兆を検出することができる。
【００２５】
本発明の第三態様および第九態様によれば、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度の２乗を、算出された回転変位量により除算する。そのような除算後の値は機械式ブレーキの作動により発生する減速加速度に比例する。つまり、そのような除算後の値が低下するほど、減速加速度が小さくなるので、機械式ブレーキの効力が低下したことになる。したがって、上述した除算後の値が所定の第二閾値を超えているかどうかを判断することにより、機械式ブレーキの異常またはその予兆を検出することができる。また、上述した除算後の値を用いて機械式ブレーキの異常判断を行うことにより、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度をより厳密に考慮して機械式ブレーキの効力低下を検出することができる。
【００２６】
本発明の第四態様および第十態様によれば、機械式ブレーキを作動させる度に、算出された回転変位量が増加しているかを判断することにより、機械式ブレーキの効力低下の兆しを検出することができる。
【００２７】
本発明の第五態様および第十一態様によれば、機械式ブレーキを作動させる度に、除算後の値が減少しているかを判断することにより、機械式ブレーキの効力低下の兆しを検出することができる。
【００２８】
本発明の第六態様および第十二態様によれば、機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を外部に出力できることにより、そのような履歴をモータ制御システム外において利用できるようになる。
【００２９】
添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第一実施形態のモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示されるメカブレーキの異常を検出する手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示されるモータ制御システムにおいて非常停止信号の入力後の主軸ヘッドの落下量を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、以下では、工作機械に適用されたモータ制御システムを例にして説明するが、本発明はこれに限られない。
【００３２】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態のモータ制御システムの構成を示すブロック図である。
第一実施形態のモータ制御システムは、図１に示されるように、工作機械１１に内蔵されたサーボモータ１２と、サーボモータ１２あるいはサーボモータ１２により駆動される軸に作用するメカブレーキ１３と、サーボモータ１２およびメカブレーキ１３を制御する制御装置１４と、を備えている。
【００３３】
工作機械１１は、例えば、立形マシニングセンタまたは立形フライス盤などである。工作機械１１は、加工対象のワークＷが載置される作業テーブル１５と、作業テーブル１５の上方に設けられ、作業テーブル１５に載置されたワークＷを加工する工具１６が取付けられた主軸ヘッド１７と、を備える。主軸ヘッド１７は、重力方向に延びるボールねじ１８に沿って移動可能である。そして、ボールねじ１８はサーボモータ１２の出力軸に連結されている。
【００３４】
工作機械１１は、サーボモータ１２の出力軸の位置（回転位置）を検出する位置検出器１９、例えばエンコーダを備える。さらに、制御装置１４は、工作機械１１のサーボモータ１２に接続されていてサーボモータ１２を制御するサーボアンプ２０と、メカブレーキ１３に接続されていてメカブレーキ１３を制御するブレーキ制御部２１と、を備える。
【００３５】
サーボアンプ２０およびブレーキ制御部２１には指令部２２が接続されている。指令部２２は、サーボモータ１２の回転速度、回転位置などの指令値をサーボアンプ２０に与える。そして、サーボアンプ２０は、指令部２２の指令値と位置検出器１９の出力値とに基づき、サーボモータ１２をフィードバック制御する。
【００３６】
さらに、指令部２２は、後述の電源オフ信号が入力されると、サーボアンプ２０に電力遮断信号を出力するとともに、ブレーキ制御部２１にブレーキ信号を出力する。サーボアンプ２０は電力遮断信号によりサーボモータ１２への給電を停止し、ブレーキ制御部２１はブレーキ信号によりメカブレーキ１３を作動させる。なお、本実施形態の工作機械１１の主軸ヘッド１７はボールねじ１８に沿って重力方向に上下動するものである。そのため、ボールねじ１８を回転駆動するサーボモータ１２への給電が停止した時にメカブレーキ１３を作動させることにより、主軸ヘッド１７が重力の影響によって落下するのを防いでいる。
【００３７】
ここで、メカブレーキ１３の一例を述べる。メカブレーキ１３は、例えば、ソレノイド（図示せず）により駆動される摩擦制動部材（図示せず）と、摩擦制動部材をサーボモータ１２の出力軸またはこれに結合された部材に付勢する弾性体（図示せず）と、を備える。そして、ソレノイドに給電することにより、摩擦制動部材が弾性体の付勢力に抗してサーボモータ１２の出力軸から離れる。すなわち、メカブレーキ１３が解除される。一方、上述したブレーキ信号に応じてソレノイドへの給電を停止することにより、摩擦制動部材が弾性体によってサーボモータ１２の出力軸に押付けられる。すなわち、摩擦制動部材によってサーボモータ１２の出力軸が固定される。なお、メカブレーキ１３の一例として、サーボモータ１２の出力軸に作用するものを示したが、本発明はこれに限定されない。つまり、メカブレーキ１３は、サーボモータ１２により駆動される軸に作用するものであってもよい。
【００３８】
また、図１に示されるように、制御装置１４は制御電源２３を備えている。この制御電源２３は指令部２２に接続されている。制御電源２３は、停電発生時に電源オフ信号が入力される停電検出回路２４と、制御装置１４の外部に設けられた電源スイッチ２５がオンからオフに切り換えられた時に電源オフ信号が入力される電源オフ検出回路２６と、を備える。なお、電源スイッチ２５は、工作機械１１の運転中はオンの状態にされており、工作機械１１による作業を終了する時や、工作機械１１を非常停止する時にオフの状態にされる。また、電源スイッチ２５の他に、例えば工作機械１１内への人間の侵入を検知できるセンサを設け、そのセンサの検知信号を電源オフ信号として電源オフ検出回路２６に入力してもよい。
【００３９】
電源スイッチ３１がオフの状態にされた時、すなわち電源オフ時には、電源オフ検出回路２６が電源オフ信号を検出して指令部２２に出力する。また、停電時には、停電検出回路２４が電源オフ信号を検出して指令部２２に出力する。
【００４０】
指令部２２は、制御電源２３の停電検出回路２４あるいは電源オフ検出回路２６からの電源オフ信号に応じて、電力遮断信号をサーボアンプ２０へ出力するとともにブレーキ信号をブレーキ制御部２１へ出力するようになっている。さらに、指令部２２は工作機械１１の運転プログラムの異常を検知する信号をブレーキ信号としてブレーキ制御部２１へ出力してもよい。
【００４１】
サーボアンプ２０は、指令部２２から電力遮断信号を受取ると、工作機械１１のサーボモータ１２への給電を止める。この結果、サーボモータ１２は無励磁状態となる。その一方で、ブレーキ制御部２１は、指令部２２からブレーキ信号を受取ると、工作機械１１のメカブレーキ１３を作動させる。それにより、主軸ヘッド１７は制動させられる。特に、主軸ヘッド１７を上下動させる工作機械１１においては、電源オフ時または停電時に主軸ヘッド１７の位置がメカブレーキ１３によって保持される。
【００４２】
さらに、本願において、ブレーキ制御部２１は、メカブレーキ１３に異常が在るかどうかを判断している。
ここで、「メカブレーキの異常」とは、メカブレーキ１３の摩擦制動部材の表面に油が付着した、あるいは、摩擦制動部材の表面が変化し摩擦力が低下した、あるいは、摩擦制動部材を付勢する弾性部材が破損した、あるいは、摩擦制動部材が著しく摩耗した、などの要因により、意図した制動力が得られない状態をいう。
【００４３】
より具体的には、ブレーキ制御部２１は、図１に示されるように、ブレーキ信号受信部２７、位置監視部２８、変位量算出部２９、異常判断部３０、出力部３２、第一記憶部３１、および第二記憶部３３を有する。以下に、これらの動作を含めてメカブレーキ１３の異常検出手順を説明する。
【００４４】
図２は、図１に示されるメカブレーキ１３の異常を検出する手順を示すフローチャートである。
図１とともに図２を参照すると、まず、ブレーキ制御部２１のブレーキ信号受信部２７は、指令部２２からブレーキ信号を受信すると（図２のステップＳ１１）、メカブレーキ１３を作動する（図２のステップＳ１２）。このとき、指令部２２からサーボアンプ２０に電力遮断信号が送られて、サーボアンプ２０はサーボモータ１２への給電を停止している（いわゆるサーボオフ）。
【００４５】
さらに、ブレーキ信号受信部２７は、メカブレーキ１３の作動と同時に、指令部２２からのブレーキ信号を位置監視部２８に出力する。
【００４６】
続いて、ブレーキ制御部２１の位置監視部２８は、位置検出器１９、例えばエンコーダによって、サーボモータ１２の出力軸の位置（回転位置）を監視する。特に、位置監視部２８は、上述のブレーキ信号をトリガ信号としてサーボモータ１２の回転位置の検出を開始し、その検出開始からサーボモータ１２の回転が止まるまでの、サーボモータ１２の回転位置の履歴を取得する（図２のステップＳ１３）。
【００４７】
その後、ブレーキ制御部２１の変位量算出部２９は、位置監視部２８により取得されたサーボモータ１２の回転位置の履歴から、サーボモータ１２の回転変位量を算出する（図２のステップＳ１４）。このステップＳ１４において算出される回転変位量は、サーボモータ１２の出力軸の制動を開始してからサーボモータ１２の回転が止まるまでの間にサーボモータ１２の出力軸の位置が回転方向に変化した量である。このように算出された回転変位量は、メカブレーキ１３の作動後の主軸ヘッド１７の落下量に相当している。そのため、変位量算出部２９により算出された回転変位量が大きいほど、メカブレーキ１３の制動力の低下が大きいと判断できる。これにより、ブレーキ制御部２１の異常判断部３０は、変位量算出部２９により算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合にメカブレーキ１３に異常が在ると判断するようになっている（図２のステップＳ１５）。所定の第一閾値は設定変更可能な値であって、第一記憶部３１に予め記憶されている。
【００４８】
そして、ブレーキ制御部２１の出力部３２は、メカブレーキ１３に異常が在ることを制御装置１４の外部に出力する（図２のステップＳ１６）。この出力方法としては、ディスプレイ表示、印刷表示、光や音でのアラームなどが考えられる。
【００４９】
図３は、メカブレーキ１３の作動後（例えば非常停止信号の入力後）の主軸ヘッド１７の落下量を表したグラフである。このグラフにおいて、横軸は時間を、縦軸は主軸ヘッド１７の位置を表している。また、グラフ内の実線は、メカブレーキ１３が正常であるときの主軸ヘッド１７の位置の変化を表している。さらに、グラフ内の一点鎖線は、メカブレーキ１３に異常が在るときの主軸ヘッド１７の位置の変化を表している。
【００５０】
例えば、工作機械１１の制御装置１４に非常停止信号が入力されると、サーボモータ１２への給電が停止するとともにメカブレーキ１３が作動して、主軸ヘッド１７は制動させられる。作動したメカブレーキ１３が正常である場合は、図３に実線で示されるように、非常停止信号が入力されてからサーボモータ１２の回転が止まったときの主軸ヘッド１７の位置Ｘｂは、非常停止信号入力時の主軸ヘッド１７の位置Ｘａから僅かに落下した位置となる。メカブレーキ１３が正常であっても微少な落下量が在るのは、摩擦制動方式のメカブレーキ１３においては組立精度やギヤのバックラッシなどに起因した制動がかからない時間があるからである。
【００５１】
しかし、メカブレーキ１３に異常が生じていると、メカブレーキ１３の制動開始からサーボモータ１２の回転が止まるまでの時間が上述の時間よりも長くなる。したがって、メカブレーキ１３に異常が在る場合は、図３に一点鎖線で示されるように、非常停止信号が入力されてからサーボモータ１２の回転が止まったときの主軸ヘッド１７の位置Ｘｃは、非常停止信号入力時の主軸ヘッド１７の位置Ｘａから、ブレーキ正常時の位置Ｘｂよりも大きく落下した位置となる。
【００５２】
以上の事から、本願発明による制御装置１４は、図１に示される位置監視部２８によって、図３に示されるような非常停止信号が入力されてからサーボモータ１２の回転が止まるまでの主軸ヘッド１７の位置の変化を取得する。そして、図１に示される変位量算出部２９および異常判断部３０によって、非常停止信号が入力されてからの主軸ヘッド１７の落下量（変位量）を算出し、その算出された変位量から、メカブレーキ１３に異常が在るかどうかを判断している。つまり、本願発明によれば、工作機械１１による作業を終了する時や、工作機械１１を非常停止する時にメカブレーキ１３の効力低下の程度が分かる。よって、メカブレーキ１３の点検を別途に実行することなく、メカブレーキ１３の異常およびその予兆を検出することができる。
【００５３】
なお、上述した第一実施形態において、図１に示される第一記憶部３１は、ブレーキ信号の受信の度に、すなわちメカブレーキ１３の作動毎に、変位量算出部２９により算出された回転変位量を逐次記憶していく機能を備えていてもよい。このような機能を備えた場合、異常判断部３０は、ブレーキ信号の受信の度に、変位量算出部２９により算出された回転変位量と、以前に第一記憶部３１内に記憶した回転変位量とを比較することができる。そして、ブレーキ信号の受信の度に、変位量算出部２９により算出された回転変位量が増加している場合には、異常判断部３０は、メカブレーキ１３の効力低下の兆しが在ると判断することが好ましい。
【００５４】
さらに、上述した第一実施形態のモータ制御システムにおいて、ブレーキ制御部２１は、図１に示されるように第二記憶部３３をさらに備えていてもよい。そして、第二記憶部３３は、位置監視部２８により取得されたサーボモータ１２の回転位置の履歴を記憶し、その記憶された回転位置の履歴を制御装置１４の外部に出力することが好ましい。このような第二記憶部３３を備えた場合、例えば図３に示されるようなグラフを作成でき、それにより、ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転変位量が視覚的に分かるようになる。また、ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転位置の変化を出力できるため、工作機械１１の使用者はメカブレーキ１３の現在の状態を第三者に容易に伝えることができる。
【００５５】
（第二実施形態）
次に第二実施形態について説明する。但し、ここでは、第一実施形態と同じ構成要素については同一の符号を使用して説明を割愛する。よって、第一実施形態の構成要素に対して異なる点のみを以下に述べる。
【００５６】
上述した第一実施形態においては、メカブレーキ１３が作動してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転変位量、すなわち主軸ヘッド１７の落下量が所定の第一閾値を超えている場合に、異常判断部３０はメカブレーキ１３に異常が在ると判断している。ここで、非常停止信号の入力によって突然にサーボモータ１２の回転が止められた時点においては、サーボモータ１２の回転速度は指令部２２の指令速度に応じて異なっている。この時のサーボモータ１２の回転速度（初速度）が速いほど、摩擦制動方式のメカブレーキ１３においてはメカブレーキ１３の制動開始からサーボモータ１２の回転が止まるまでに時間を要する。その結果、メカブレーキ１３が正常であっても、非常停止信号が入力されてからの主軸ヘッド１７の落下量（変位量）は、非常停止信号が入力された時点のサーボモータ１２の回転速度に応じて異なる。この点を考慮に入れた構成を第二実施形態として示す。
【００５７】
すなわち、第二実施形態のモータ制御システムは、図１に示されている第一実施形態のモータ制御システムにおいて、サーボモータ１２の回転速度を検出する速度検出器（図示せず）をさらに備えている。そして、第二実施形態において、異常判断部３０は、メカブレーキ１３の異常を判断するための第一閾値を、電源オフ信号、非常停止信号、アラームなどに附随するブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度に応じて可変するものとする。
【００５８】
より具体的には、図１を参照すると、ブレーキ信号受信部２７がブレーキ信号を受信した時に、位置監視部２８は、速度検出器（図示せず）を用いてサーボモータ１２の回転速度を取得する。取得された回転速度は異常判断部３０に送られる。さらに、異常判断部３０は、第一記憶部３１に記憶されている第一閾値を、検出された回転速度に応じて変更する。そして、異常判断部３０は、変更後の閾値と、変位量算出部２９により算出された回転変位量とを比較して、変更後の閾値よりも回転変位量が大きい場合にメカブレーキ１３に異常が在ると判断するようになっている。
【００５９】
さらに、上述したように第一閾値を変更する場合、例えば、検出される回転速度をランク付けし、ランクに応じて、第一閾値に掛ける係数を変えることにより、第一閾値を変更する。特に、より速い回転速度のランクに対しては、より大きい係数が設定されている。それにより、検出される回転速度が速いほど、変更後の閾値が大きくなるようにしている。
【００６０】
以上のように、メカブレーキ１３の異常を判断するための第一閾値を、ブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度に応じて変更することにより、第一実施形態のモータ制御システムよりも正確にメカブレーキ１３の異常またはその予兆を検出することができる。
【００６１】
なお、図１に示される位置検出器１９として、エンコーダといったパルスコーダを用いることにより、サーボモータ１２の回転位置だけでなく回転速度も検出できる。このため、上述の速度検出器を別途にモータ制御システム内に設置しなくてもよい。
【００６２】
また、サーボモータ１２の回転速度を次のような方法によって取得してもよい。例えば、図１に示される位置検出器１９を用いて、ブレーキ信号を受信してから微少時間が経過するまでのサーボモータ１２の回転変位量を取得する。そして、その回転変位量を時間で微分することにより、サーボモータ１２の回転速度を取得することができる。
【００６３】
（第三実施形態）
次に第三実施形態について説明する。但し、ここでは、第一実施形態および第二実施形態と同じ構成要素については同一の符号を使用して説明を割愛する。よって、第一実施形態および第二実施形態の構成要素に対して異なる点のみを以下に述べる。
【００６４】
上述した第二実施形態においては、ブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度に応じて、メカブレーキ１３の異常を判断するための第一閾値が変更されるようになっている。しかし、第二実施形態においては、第一閾値の変更の程度、例えば第一閾値に掛ける係数の選定は、モータ制御システムの開発者の経験則によるところが大きい。そこで、第三実施形態においては、メカブレーキ１３の異常の検出に際して、ブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度をより厳密に考慮して閾値を設定しえる構成を説明することとする。
【００６５】
第三実施形態のモータ制御システムもまた、図１に示されている第一実施形態のモータ制御システムにおいて、サーボモータ１２の回転速度を検出する速度検出器を備えたものである。そのような構成において、
ブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度（初速度）をＶ、
ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでの時間をｔ、
ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでの主軸ヘッド１７の落下量（すなわちサーボモータ１２の回転変位量）をＬ、
メカブレーキ１３の作動により発生する減速加速度をａ、とする。
【００６６】
ここで、時間ｔは、Ｖ−ａｔ＝０  より、  ｔ＝Ｖ／ａ  となる。
さらに、落下量Ｌは、１／２・ａ・ｔ２  より、Ｌ＝１／（２・ａ）×Ｖ２  となる。よって、落下量Ｌは初速度Ｖの２乗に比例することとなる。
それにより、減速加速度ａは、Ｌ＝１／（２・ａ）×Ｖ２  より、ａ＝１／２×Ｖ２／Ｌ  として表せられる。つまり、減速加速度ａは、初速度Ｖの２乗を落下量Ｌで除算した値に比例するようになっている。よって、この値（Ｖ２／Ｌ）が低下するほど、減速加速度ａが小さくなるので、メカブレーキ１３の効力が低下したことになる。
【００６７】
以上の事により、第三実施形態のモータ制御システムは、次のようにメカブレーキ１３の異常またはその予兆を検出するようにしている。すなわち、図１を参照すると、ブレーキ信号受信部２７がブレーキ信号を受信した時に、位置監視部２８は、速度検出器（図示せず）を用いてサーボモータ１２の回転速度（初速度Ｖ）を取得する。取得された回転速度（初速度Ｖ）は変位量算出部３０に送られる。
【００６８】
そして、変位量算出部３０は、ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転変位量（落下量Ｌ）を算出する。さらに、変位量算出部３０は、位置監視部２８により取得された回転速度（初速度Ｖ）の２乗を、既に算出された回転変位量（落下量Ｌ）によって除算した値（Ｖ２／Ｌ）を得るようになっている。そして、異常判断部３０は、そのような除算後の値（Ｖ２／Ｌ）が、第一記憶部３１に記憶されている第二閾値より小さい場合に、メカブレーキ１３に異常が在ると判断する。
【００６９】
本実施形態においては、メカブレーキ１３の異常の検出に際して、ブレーキ信号を受信した時のサーボモータ１２の回転速度をより厳密に考慮して第二閾値を設定することができる。そのため、第三実施形態のモータ制御システムは、第二実施形態のモータ制御システムよりも正確にメカブレーキ１３の異常またはその予兆を検出することができる。
【００７０】
なお、上述した第三実施形態において、図１に示される第一記憶部３１は、ブレーキ信号の受信の度に、すなわちメカブレーキ１３の作動毎に、変位量算出部２９により計算された除算値（Ｖ２／Ｌ）を逐次記憶していく機能を備えていてもよい。このような機能を備える場合、異常判断部３０は、ブレーキ信号の受信の度に、変位量算出部２９により得られる除算後の値（Ｖ２／Ｌ）と、前に第一記憶部３１内に記憶された除算後の値（Ｖ２／Ｌ）とを比較することができる。そして、ブレーキ信号の受信の度に、変位量算出部２９により得られた除算後の値（Ｖ２／Ｌ）が減少している場合には、異常判断部３０は、メカブレーキ１３の効力低下の兆しが在ると判断するようにしてもよい。
【００７１】
（その他の実施形態）
さらに、上述した各実施形態のモータ制御システムは、メカブレーキ１３の作動後の主軸ヘッド１７の落下量（変位量）を取得するために、エンコーダといったパルスコーダによりサーボモータ１２の回転方向の位置を検出している。しかし、そのようなエンコーダの代わりにリニアスケールを用いて、メカブレーキ１３の作動後の主軸ヘッド１７の落下量（変位量）を直接的に取得してもよい。
【００７２】
また、上述した各三実施形態のモータ制御システムは、図１に示されるような工作機械１１ではなく、産業用ロボットや電動プレス機などに適用されていてもよい。例えば、産業用ロボットに適用する場合には、サーボモータ１２はロボットの軸を駆動し、位置検出器１９はロボットの軸の変位量を監視するのに使用される。
【００７３】
また、図１に示されるようにサーボモータ１２の外部にメカブレーキ１３が設置されているが、サーボモータ１２にメカブレーキ１３が内蔵されて両者が一体として設けられていてもよい。つまり、メカブレーキ１３は、サーボモータ１２の出力軸またはその出力軸に連結されたボールねじ１８のような駆動軸を制動するようになされていればよい。
【００７４】
以上では典型的な実施形態を示したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲で上述の実施形態を様々な形、構造や材料などに変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
Ｗ    ワーク
１１    工作機械
１２    サーボモータ
１３    メカブレーキ
１４    制御装置
１５    作業テーブル
１６    工具
１７    主軸ヘッド
１８    ボールねじ
１９    位置検出器
２０    サーボアンプ
２１    ブレーキ制御部
２２    指令部
２３    制御電源
２４    停電検出回路
２５    電源スイッチ
２６    電源オフ検出回路
２７    ブレーキ信号受信部
２８    位置監視部
２９    変位量算出部
３０    異常判断部
３１    第一記憶部
３２    出力部
３３    第二記憶部
【図１】
2016226150.tif 000003
【図２】
2016226150.tif 000004
【図３】
2016226150.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月14日(2016.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第一態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータおよび機械式ブレーキを制御する制御装置と、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備えた、モータ制御システムが提供される。
さらに、第一態様のモータ制御システムにおける制御装置は、
機械式ブレーキを作動させる信号を受信する信号受信部と、
位置検出器によってサーボモータの回転位置を監視し、信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得する位置監視部と、
信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出する変位量算出部と、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する異常判断部と、を備えており、
前記位置監視部は、前記信号を受信した時の前記サーボモータの回転速度を取得し、前記変位量算出部は、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、前記異常判断部は、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキに異常が在ると判断するようにしているとよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータおよび機械式ブレーキを制御する制御装置と、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備え、
制御装置は、
機械式ブレーキを作動させる信号を受信する信号受信部と、
位置検出器によってサーボモータの回転位置を監視し、信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得する位置監視部と、
信号を受信してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出する変位量算出部と、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断する異常判断部と、
信号の受信の度に、変位量算出部により算出された回転変位量を逐次記憶する第一記憶部と、を備えており、
異常判断部は、信号の受信の度に、変位量算出部により算出された回転変位量が、前に第一記憶部に記憶された回転変位量より増加している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の他の態様によれば、上記第一態様のモータ制御システムであって、制御装置は、信号の受信の度に、変位量算出部により得られた除算後の値を逐次記憶する第一記憶部をさらに備え、異常判断部は、信号の受信の度に、変位量算出部により得られた除算後の値が、前に前記第一記憶部に記憶された除算後の値より減少している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断するようにした、モータ制御システムが提供される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の他の態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得し、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出し、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断し、
前記機械式ブレーキの作動を開始した時の前記サーボモータの回転速度を取得し、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキに異常が在ると判断することをさらに含む、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の他の態様によれば、上記態様のブレーキ異常検出方法であって、機械式ブレーキを作動させる度に、除算後の値が減少している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断する、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明の他の態様によれば、サーボモータと、サーボモータあるいは該サーボモータにより駆動される軸に作用する機械式ブレーキと、サーボモータの回転位置または軸の位置を検出する位置検出器と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴を取得し、
機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を履歴から算出し、
算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に機械式ブレーキに異常が在ると判断し、
機械式ブレーキを作動させる度に、算出された回転変位量が増加している場合には、機械式ブレーキに異常があると判断することをさらに含む、ブレーキ異常検出方法が提供される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明によれば、位置検出器を用い、機械式ブレーキを作動させる信号（例えば電源オフ信号、非常停止信号、アラームなどに附随して入力される信号）の受信に応じて、当該信号の受信からサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転位置の履歴が取得される。そのような履歴を取得することにより、機械式ブレーキの作動を開始してからサーボモータの回転が止まるまでのサーボモータの回転変位量を算出することができる。このように算出された回転変位量が大きいほど、機械的ブレーキの制動力の低下が大きくなる。そのため、算出された回転変位量が所定の第一閾値を超えているかどうかを判断することにより、機械式ブレーキの異常またはその予兆を検出することができる。つまり、本願発明によれば、例えば工作機械またはロボットなどによる作業を終了する時や、作業を非常停止させた時に機械式ブレーキの効力低下の程度が分かるようになる。よって、機械式ブレーキの点検を別途に実行することなく、機械式ブレーキの異常およびその予兆を検出することができる。言い換えれば、工作機械やロボットなどの故障につながる機械式ブレーキの異常またはその予兆を早期に検出して高度な予防保守を実現するモータ制御システムを提供できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに本発明によれば、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度の２乗を、算出された回転変位量により除算する。そのような除算後の値は機械式ブレーキの作動により発生する減速加速度に比例する。つまり、そのような除算後の値が低下するほど、減速加速度が小さくなるので、機械式ブレーキの効力が低下したことになる。したがって、上述した除算後の値が所定の第二閾値を超えているかどうかを判断することにより、機械式ブレーキの異常またはその予兆を検出することができる。また、上述した除算後の値を用いて機械式ブレーキの異常判断を行うことにより、機械式ブレーキの作動を開始した時のサーボモータの回転速度をより厳密に考慮して機械式ブレーキの効力低下を検出することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の他の態様によれば、機械式ブレーキを作動させる度に、算出された回転変位量が増加しているかを判断することにより、機械式ブレーキの効力低下の兆しを検出することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、本発明の他の態様によれば、機械式ブレーキを作動させる度に、除算後の値が減少しているかを判断することにより、機械式ブレーキの効力低下の兆しを検出することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
電源スイッチ２５がオフの状態にされた時、すなわち電源オフ時には、電源オフ検出回路２６が電源オフ信号を検出して指令部２２に出力する。また、停電時には、停電検出回路２４が電源オフ信号を検出して指令部２２に出力する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
以上の事により、第三実施形態のモータ制御システムは、次のようにメカブレーキ１３の異常またはその予兆を検出するようにしている。すなわち、図１を参照すると、ブレーキ信号受信部２７がブレーキ信号を受信した時に、位置監視部２８は、速度検出器（図示せず）を用いてサーボモータ１２の回転速度（初速度Ｖ）を取得する。取得された回転速度（初速度Ｖ）は変位量算出部２９に送られる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
そして、変位量算出部２９は、ブレーキ信号を受信してからサーボモータ１２の回転が止まるまでのサーボモータ１２の回転変位量（落下量Ｌ）を算出する。さらに、変位量算出部２９は、位置監視部２８により取得された回転速度（初速度Ｖ）の２乗を、既に算出された回転変位量（落下量Ｌ）によって除算した値（Ｖ２／Ｌ）を得るようになっている。そして、異常判断部３０は、そのような除算後の値（Ｖ２／Ｌ）が、第一記憶部３１に記憶されている第二閾値より小さい場合に、メカブレーキ１３に異常が在ると判断する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータ（１２）と、
前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、
前記サーボモータ（１２）および前記機械式ブレーキ（１３）を制御する制御装置（１４）と、
前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備え、
前記制御装置（１４）は、
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる信号を受信する信号受信部（２７）と、
前記位置検出器（１９）によって前記サーボモータ（１２）の回転位置を監視し、前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得する位置監視部（２８）と、
前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出する変位量算出部（２９）と、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する異常判断部（３０）と、を備えており、
前記位置監視部（２８）は、前記信号を受信した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、前記変位量算出部（２９）は、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、前記異常判断部（３０）は、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断するようにした、モータ制御システム。
【請求項２】
前記制御装置（１４）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により得られた前記除算後の値を逐次記憶する第一記憶部（３１）をさらに備え、
前記異常判断部（３０）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により得られた前記除算後の値が、前に前記第一記憶部（３１）に記憶された前記除算後の値より減少している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断するようにした、請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項３】
サーボモータ（１２）と、
前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、
前記サーボモータ（１２）および前記機械式ブレーキ（１３）を制御する制御装置（１４）と、
前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備え、
前記制御装置（１４）は、
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる信号を受信する信号受信部（２７）と、
前記位置検出器（１９）によって前記サーボモータ（１２）の回転位置を監視し、前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得する位置監視部（２８）と、
前記信号を受信してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出する変位量算出部（２９）と、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断する異常判断部（３０）と、
前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により算出された前記回転変位量を逐次記憶する第一記憶部（３１）と、を備えており、
前記異常判断部（３０）は、前記信号の受信の度に、前記変位量算出部（２９）により算出された前記回転変位量が、前に前記第一記憶部（３１）に記憶された前記回転変位量より増加している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断するようにした、モータ制御システム。
【請求項４】
サーボモータ（１２）と、前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得し、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出し、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断し、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始した時の前記サーボモータ（１２）の回転速度を取得し、その取得された回転速度の２乗を、既に算出された前記回転変位量により除算し、その除算後の値が所定の第二閾値よりも小さい場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断することをさらに含む、ブレーキ異常検出方法。
【請求項５】
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる度に、前記除算後の値が減少している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断する、請求項４に記載のブレーキ異常検出方法。
【請求項６】
サーボモータ（１２）と、前記サーボモータ（１２）あるいは前記サーボモータ（１２）により駆動される軸に作用する機械式ブレーキ（１３）と、前記サーボモータ（１２）の回転位置または前記軸の位置を検出する位置検出器（１９）と、を備えたモータ制御システムのブレーキ異常検出方法であって、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転位置の履歴を取得し、
前記機械式ブレーキ（１３）の作動を開始してから前記サーボモータ（１２）の回転が止まるまでの前記サーボモータ（１２）の回転変位量を前記履歴から算出し、
算出された前記回転変位量が所定の第一閾値を超えている場合に前記機械式ブレーキ（１３）に異常が在ると判断し、
前記機械式ブレーキ（１３）を作動させる度に、前記算出された前記回転変位量が増加している場合には、前記機械式ブレーキ（１３）に異常があると判断することをさらに含む、ブレーキ異常検出方法。