(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動時における前記モータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、
前記摩擦トルク推定部が算出した前記摩擦トルクの推定値と、前記モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、前記ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、
前記ブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動部と、を備え、
前記ブレーキ解除判定部は、前記摩擦トルクの推定値が前記摩擦トルクの閾値以下のとき、前記ブレーキが解除状態であると判定し、前記摩擦トルクの推定値が前記摩擦トルクの閾値より大きく、前記ブレーキ駆動部が前記ブレーキを作動させているとき、前記ブレーキが作動状態であると判定し、前記摩擦トルクの推定値が前記摩擦トルクの閾値よりも大きく、前記ブレーキ駆動部が前記ブレーキを作動させていないとき、前記ブレーキが未解除状態であると判定する
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記摩擦トルク推定部は、前記ブレーキによる前記摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定値処理部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記摩擦トルク推定値処理部は、前記モータが加減速回転した場合、前記モータの加減速トルクを除去して前記摩擦トルクの推定値を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記摩擦トルク推定値処理部は、前記モータの重力トルクを除去して前記摩擦トルクの推定値を算出する
ことを特徴とする請求項２または３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記摩擦トルクの閾値を取得する閾値取得部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記閾値取得部は、前記摩擦トルクの閾値を前記モータから取得する
ことを特徴とする請求項５項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記閾値取得部は、前記摩擦トルクの閾値を前記モータのエンコーダから取得する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項８】
前記閾値取得部は、前記摩擦トルクの閾値をユーザの操作情報から取得する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項９】
前記モータに電力を供給し、前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータの駆動中に前記モータ駆動部から前記モータへ供給される電流値を取得する電流値取得部と、
前記モータの駆動中に前記モータの回転数を取得する回転数取得部と、をさらに備え、
前記摩擦トルク推定部は、前記電流値取得部が取得した前記電流値と、前記回転数取得部が取得した前記回転数とを用いて、前記摩擦トルクの推定値を算出する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１０】
前記モータ駆動部は、前記ブレーキ解除判定部が、前記ブレーキが未解除状態であると判定したとき、前記モータへの電力供給を停止する
ことを特徴とする請求項９に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置と、
前記モータ駆動制御装置に前記モータの駆動および停止指令を送信するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記モータ駆動制御装置から、前記ブレーキが未解除状態であるという判定情報を受信したとき、前記モータ駆動制御装置に前記モータの停止指令を送信する
ことを特徴とするモータ駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はブレーキを備えるモータのブレーキ解除を判定する機能を備えたモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキを備えたモータにおいて、ブレーキの故障により、ブレーキが解除されていない状態でモータが駆動してしまうことがある。ブレーキが未解除の状態でモータを駆動させると、ブレーキが摩耗してブレーキが劣化したり、モータが故障したりするという問題がある。従って、ブレーキが未解除の状態でのモータ駆動を防止するためにブレーキの状態を判定するモータ駆動制御装置がある。【０００３】
例えば、特許文献１ではモータの使用前に、ブレーキ作動時にモータを駆動させたときのモータの負荷トルクと、ブレーキ解除時にモータを駆動させたときのモータの負荷トルクとを測定し、ブレーキが作動時の負荷トルクの閾値を事前に求めておく。そして、モータを使用するときは、モータ駆動中のモータの負荷トルクが、事前に求めたブレーキ作動時の負荷トルクの閾値以上であれば、ブレーキが作動していると判定する。なお、モータの負荷トルクとは、ブレーキが作動して生じる摩擦力による摩擦トルクと、ブレーキの摩擦力以外の重力および加速度によって生じる重力トルクおよび加減速トルク等の合計である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−０２２２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、モータの使用を開始する前にブレーキ作動時およびブレーキ解除時のモータの負荷トルクを事前にモータを駆動させることにより求めなければ、モータ駆動中のブレーキの状態を判定することができない。従って、この事前測定のためにモータを駆動させる必要があり、手間がかかるという問題があった。また、実際にモータを使用する環境で、初回駆動時の配線ミスまたはシステム設定またはプログラムのミス等によるブレーキ解除の失敗および忘れを検知することができないという問題があった。【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータの負荷トルクの事前測定をせずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能なモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願のモータ駆動制御装置は、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、ブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動部と、を備え、ブレーキ解除判定部は、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下のとき、ブレーキが解除状態であると判定し、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きく、ブレーキ駆動部がブレーキを作動させているとき、ブレーキが作動状態であると判定し、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きく、ブレーキ駆動部がブレーキを作動させていないとき、ブレーキが未解除状態であると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願により、モータの負荷トルクの事前測定をせずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１のモータ駆動制御システムを示すブロック構成図
【図２】実施の形態１のモータ駆動制御装置の動作を示すフローチャート
【図３】実施の形態１のコントローラの動作を示すフローチャート
【図４】実施の形態２のモータ駆動制御システムを示すブロック構成図
【図５】実施の形態３のモータ駆動制御システムを示すブロック構成図
【図６】実施の形態４のモータ駆動制御システムを示すブロック構成図
【図７】実施の形態１から４のモータ駆動制御装置のハードウェア構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本願にかかる実施の形態を図に基づいて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。この実施の形態により本願が限定されるものではない。
【００１１】
まず、本願の実施の形態１のモータ駆動制御システムの構成を説明する。図１は、本願の実施の形態１のモータ駆動制御システム１を示すブロック構成図である。
【００１２】
実施の形態１のモータ駆動制御システム１は、コントローラ１００、モータ駆動制御装置２００、サーボモータ３００から構成される。コントローラ１００がモータ駆動制御装置２００へ駆動指令を送信し、モータ駆動制御装置２００が駆動指令に基づいてサーボモータ３００を駆動制御することで、サーボモータ３００が駆動する。
【００１３】
以下、各装置の構成について説明する。まずコントローラ１００について説明する。コントローラ１００は、通信部１１０と表示部１２０とを備える。
【００１４】
通信部１１０は、モータ駆動制御装置２００と情報のやりとりが可能なインターフェースである。通信部１１０は、モータ駆動制御装置２００へ駆動指令を送信し、モータ駆動制御装置２００からサーボモータ３００に関する情報、例えばブレーキ解除の判定結果を受信する。通信部１１０がモータ駆動制御装置２００へ送信する駆動指令はコントローラ１００に記憶されたプログラムまたはコントローラ１００を制御する上位のコンピュータからの指令に基づいて生成される。
【００１５】
表示部１２０は、モータ駆動制御システム１のユーザへ情報を表示するディスプレイである。ユーザに表示する情報は、後述するモータ駆動制御装置２００のブレーキ解除判定部２３３の判定結果またはブレーキ異常時の警告等である。
【００１６】
続いて、モータ駆動制御装置２００について説明する。モータ駆動制御装置２００は、駆動部２１０、取得部２２０、処理部２３０、通信部２４０、記憶部２５０を備える。
【００１７】
まず、モータ駆動制御装置２００の各構成の概要を説明する。モータ駆動制御装置２００は、コントローラ１００の通信部１１０からの駆動指令を通信部２４０で受信し、駆動指令を処理部２３０で駆動部２１０への制御指示の信号に変換する。そして、制御指示の信号を受信した駆動部２１０がサーボモータ３００のモータ３０２及びブレーキ３０１を駆動させ、取得部２２０がブレーキ３０１の状態の判定に必要な情報をサーボモータ３００から取得する。更に、処理部２３０が取得部２２０からの情報と、記憶部２５０が記憶する情報を用いてブレーキ３０１の状態の判定を行い、判定結果を通信部２４０からコントローラ１００の通信部１１０へ送信する。
【００１８】
次に、モータ駆動制御装置２００の各構成について、詳細に説明する。まず、駆動部２１０はモータ駆動部２１１とブレーキ駆動部２１２とを備える。
【００１９】
モータ駆動部２１１は、モータ３０２が駆動するための電力を供給する。この供給電力の大きさは処理部２３０から指示される。
【００２０】
ブレーキ駆動部２１２は、ブレーキ３０１が解除状態または作動状態となるようブレーキ３０１の駆動を制御する。
【００２１】
取得部２２０は、回転数取得部２２１、電流値取得部２２２、閾値取得部２２３を備える。
【００２２】
回転数取得部２２１は、サーボモータ３００のエンコーダ３０３からモータ３０２の駆動による回転数の情報を取得する。なお、回転数取得部２２１はモータ３０２の回転数だけでなくモータ３０２の回転角、回転方向、回転速度等を取得してよい。
【００２３】
電流値取得部２２２は、モータ駆動部２１１からモータ３０２へ供給される電流値を取得する。この電流値は実際に設けた電流計による検出値を用いても、モータ駆動部２１１がモータ３０２へ供給する電力から算出して求めた値を用いてもよい。
【００２４】
閾値取得部２２３は、ブレーキ３０１が作動するときのモータ３０２の摩擦トルクの閾値を取得する。なお、摩擦トルクの閾値は、例えば、モータ３０２の仕様書に許容トルク、最大トルク、または制動トルクとして記載されている、もしくは、エンコーダ３０３またはモータ３０２に記憶されている。実施の形態１では、図１に示すように閾値取得部２２３は、エンコーダ３０３が保存している摩擦トルクの閾値を取得するものとする。閾値取得部２２３は、摩擦トルクの閾値をエンコーダ３０３から取得する代わりに、モータ３０２が摩擦トルクの閾値を保存していればモータから取得してもよい。閾値取得部２２３が摩擦トルクの閾値を取得するため、本願のモータ駆動制御装置２００は、事前にブレーキ３０１を作動させたときのモータ３０２の負荷トルクを求めなくても、ブレーキ３０１の状態を判定することができる。
【００２５】
処理部２３０は、制御指示生成部２３１、摩擦トルク推定部２３２、ブレーキ解除判定部２３３を備える。
【００２６】
制御指示生成部２３１は、コントローラ１００から受信した駆動指令を、電力値等に変換し、駆動部２１０への制御指示信号を生成する。なお、制御指示生成部２３１は、コントローラ１００から受信した駆動指令だけでなく、回転数取得部２２１が取得したエンコーダ３０３からの回転数の情報も用いて、モータ駆動部２１１への制御指示の信号を生成してもよい。
【００２７】
摩擦トルク推定部２３２は、モータ３０２駆動時における、モータ３０２の摩擦トルクの推定値を算出する。実施の形態１の摩擦トルク推定部２３２は回転数取得部２２１が取得するモータ３０２の回転数の情報と、電流値取得部２２２が取得する電流値に基づいて、摩擦トルク推定値を算出する。なお、モータ３０２の回転数と供給された電流値から摩擦トルクの推定値を算出する方式は、特許文献１にも記載されているように従来既知であり、本願の要点ではないため摩擦トルクの推定方式は限定しないこととする。また、摩擦トルクの推定値を算出できる方法であれば、モータ３０２の回転数と供給された電流値の代わりに、モータ３０２の回転速度と負荷トルク等から算出してもよい。
【００２８】
ブレーキ解除判定部２３３は、摩擦トルク推定部２３２が算出した摩擦トルクの推定値と、摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキ３０１の状態を判定する。実施の形態１では、ブレーキ解除判定部２３３はブレーキ３０１の状態を解除状態、作動状態、未解除状態の３通りで判定する。なお、ブレーキ３０１の解除状態とは、ブレーキ３０１がモータ３０２を制動していない状態を指す。ブレーキ３０１の作動状態とは、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させている状態を指す。ブレーキ３０１の未解除状態とは、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させていないにも関わらず、ブレーキ３０１の異常によりブレーキ３０１がモータ３０２を制動している状態を指す。
【００２９】
ブレーキ解除判定部２３３は摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下のとき、ブレーキ３０１が解除状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きく、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させているとき、ブレーキ３０１が作動状態であると判定する。摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値より大きくブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させていないとき、未解除状態であると判定する。なお、上記で説明したブレーキ３０１の状態判定方法は一例であり、ブレーキ解除判
定部２３３のブレーキ３０１が未解除状態であるか否かのみを判定するものとしてもよい。反対に、上記で説明した以上に細かい場合分けを行い、より詳細にブレーキ３０１の状態を判定してもよい。
【００３０】
通信部２４０は、コントローラ１００と情報のやりとりが可能なインターフェースである。通信部２４０は、駆動指令受信部２４１と判定情報送信部２４２とを備える。
【００３１】
駆動指令受信部２４１は、コントローラ１００の通信部１１０からの、モータ駆動制御装置２００へ駆動指令を受信し、制御指示生成部２３１に伝える。
【００３２】
判定情報送信部２４２は、コントローラ１００の通信部１１０へ、ブレーキ解除判定部２３３からのブレーキ解除の判定結果を送信する。
【００３３】
記憶部２５０は、ブレーキ３０１の状態を判定するために必要な値を記憶する。たとえば電流値取得部２２２が取得した電流値または回転数取得部２２１が取得した回転数等を記憶してもよい。また、記憶部２５０は閾値記憶部２５１を備え、閾値取得部２２３が取得した摩擦トルクの閾値を記憶する。
【００３４】
続いて、サーボモータ３００について説明する。サーボモータ３００は、ブレーキ３０１、モータ３０２、エンコーダ３０３を備える。
【００３５】
ブレーキ３０１は解除状態ではモータ３０２と接触しない。未解除状態ではモータ３０２と接触し、ブレーキ３０１とモータ３０２との間で生じる摩擦力によってモータ３０２の駆動を制動する。
【００３６】
モータ３０２は、モータ駆動制御装置２００から電力が供給されると回転駆動し、モータ駆動制御装置２００からの電力供給が停止されるか、ブレーキ３０１が作動することで回転駆動を停止する。
【００３７】
エンコーダ３０３は、モータ３０２の駆動による回転軸の回転数の情報を出力する。なお、エンコーダ３０３はモータ３０２の回転数だけでなく、モータ３０２の回転角、回転方向、回転速度等の情報を出力してもよい。
【００３８】
次に、本願の実施の形態１のモータ駆動制御装置２００の動作について図２を用いて説明する。図２は本願の実施の形態１のモータ駆動制御装置２００の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
モータ駆動制御装置２００が運転を開始すると、図２のフローが開始される。まず、ステップＳ１００にて制御指示生成部２３１が、駆動指令受信部２４１にてモータ駆動開始の指示をコントローラ１００から受信したかを判断する。モータ駆動開始の指示を受信するまで、ステップＳ１００を繰り返す。
【００４０】
駆動指令受信部２４１がモータ駆動開始の指示を受信すると、ステップＳ１０１に進み、モータ駆動部２１１からモータ３０２への電力供給を開始してモータ３０２の駆動制御を開始する。
【００４１】
ステップＳ１０１の次にステップＳ１０２に進み、電流値取得部２２２にて、モータ３０２へ供給される電流値を取得する。
ステップＳ１０２のあと、ステップＳ１０３に進み、回転数取得部２２１にてモータ３０２の回転数を取得する。
【００４２】
ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０４に進み、摩擦トルク推定部２３２にて摩擦トルクの推定値を算出する。
【００４３】
ステップＳ１０４の後、ステップＳ１０５に進み、閾値取得部２２３にて摩擦トルクの閾値を取得する。
【００４４】
ステップＳ１０５の後、ステップＳ１０６に進み、摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きいか否かを、ブレーキ解除判定部２３３が判定する。
【００４５】
ステップＳ１０６で摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値以下であれば、ステップＳ１０７に進み、ブレーキ解除判定部２３３にて、ブレーキ３０１は解除状態であると判定し、ステップＳ１１１に進む。
【００４６】
ステップＳ１０６にて摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きいとブレーキ解除判定部２３３が判定すると、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させているかを判断する。ブレーキ３０１を作動させている場合、ステップＳ１０９に進み、ブレーキ解除判定部２３３はブレーキ３０１が作動状態であると判定する。ステップＳ１０９の後、ステップＳ１１１に進む。
【００４７】
摩擦トルクの推定値が摩擦トルクの閾値よりも大きく、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を作動させていない場合、ステップＳ１０８からステップＳ１１０に進み、ブレーキ解除判定部２３３はブレーキ３０１は未解除状態であると判定する。ステップＳ１１０の後、ステップＳ１１１に進む。
【００４８】
ステップＳ１０７またはステップＳ１０９またはステップＳ１１０のあと、ステップＳ１１１にて、コントローラ１００からモータ駆動終了の指示を受信したか否かを判定する。
【００４９】
モータ駆動終了の指示を受信していなければステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１からステップＳ１１１のブレーキ３０１の状態の判定動作を繰り返す。なお、ステップＳ１０１に戻る前に判定情報送信部２４２からコントローラ１００へブレーキ解除判定部２３３の判定結果を送信してもよい。
【００５０】
ステップＳ１１１にて駆動指令受信部２４１がコントローラ１００からモータ駆動終了の指示を受信したと判断すると、モータ駆動制御装置２００は動作を終了する。
【００５１】
以上の動作により、モータ駆動制御装置２００は、モータ３０２の事前駆動及び事前測定を行わなくとも、モータ３０２の駆動中に摩擦トルクの推定値を算出して、ブレーキ３０１の状態の判定を行うことができる。
【００５２】
なお、図２ではステップＳ１０８にてブレーキ３０１をブレーキ駆動部２１２によって作動させているかを判定したが、ステップＳ１０８を行わずに、ブレーキ解除判定部２３３は、ブレーキが未解除状態または作動状態であると判定させるようにしてもよい。
【００５３】
また、図２には記載していないが、ブレーキ３０１が未解除状態であれば、モータ駆動部２１１からモータ３０２への電力供給を停止したり、ブレーキ駆動部２１２がブレーキ３０１を適正な位置へ動かしたりしてもよい。
【００５４】
次に、実施の形態１のコントローラ１００の動作の例を図３を用いて説明する。図３は実施の形態１のコントローラ１００の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
コントローラ１００が運転を開始すると、図３のフローが開始される。まず、ステップＳ２００にてコントローラ１００はユーザによってモータ駆動開始の操作がなされたかを判断する。モータ駆動開始の操作がなされるまで、ステップＳ２００を繰り返す。
【００５６】
ユーザによってモータ駆動開始の操作がなされるとステップＳ２０１に進み、モータ駆動制御装置２００へモータ駆動開始の指示を送信する。
【００５７】
ステップＳ２０１の次にステップＳ２０２に進み、モータ駆動制御装置２００からブレーキ３０１の状態の判定結果を受信したかを判断する。ブレーキ３０１の状態の判定結果を受信していなければステップＳ２０４に進む。
【００５８】
ステップＳ２０２にて、ブレーキ３０１の状態の判定結果を受信したと判断すると、ステップＳ２０３にてブレーキが未解除状態であったか否かを判断する。ブレーキ３０１が未解除状態でなければ、ブレーキ３０１には異常がないので、ステップＳ２０４に進む。
【００５９】
ステップＳ２０４では、モータ駆動終了の操作がユーザによってなされたかを判断する。モータ駆動終了の操作がなければステップＳ２０２に戻り、ブレーキ解除判定結果を受信したかの判断を繰り返す。
【００６０】
ステップＳ２０３にて、ブレーキ３０１が未解除状態であったと判断すると、ステップＳ２０５に進み、表示部１２０でブレーキ３０１の異常を通知する。
【００６１】
ステップＳ２０４にてモータ駆動終了の操作がなされたと判断した場合、またはステップＳ２０５の後、ステップＳ２０６に進み、モータ駆動制御装置２００にモータ駆動終了の指示を送信し、コントローラ１００の動作は終了する。
【００６２】
以上図３にて示したコントローラ１００の動作により、モータ駆動制御装置２００にてブレーキ３０１が未解除状態であると判定されると、ステップＳ２０５にて表示部１２０でユーザに異常を通知するので、ユーザがブレーキ３０１の異常に気づくことができる。また、モータ駆動制御装置２００から、ブレーキ３０１が未解除状態であるという判定情報をコントローラが受信したとき、ステップＳ２０６にてモータ駆動制御装置２００にモータの停止指令を送信して、モータ駆動終了指示を行うので、ブレーキ３０１が未解除のままモータ３０２が駆動することを防止することができる。
【００６３】
なお、図３にて示したコントローラ１００の動作は例であり、ブレーキ３０１が未解除状態である場合に、モータ３０２の駆動終了、および表示部１２０でのブレーキ異常の通知は必須の動作ではなく、その他の動作によってブレーキ３０１が未解除状態でのモータ３０２の駆動を防止してもよい。
【００６４】
また、上記では、コントローラ１００の動作によってブレーキ３０１が未解除状態である場合のモータ３０２の駆動を防止したが、ブレーキ解除判定部２３３からの判定結果を制御指示生成部２３１にて取得して、モータ駆動部２１１にモータ３０２を停止するよう制御指示生成部２３１から制御指示の信号を送信してもよい。
【００６５】
以上、実施の形態１におけるモータ駆動制御装置２００では、摩擦トルク推定部により、モータの摩擦トルクの推定値を算出し、ブレーキが作動するときの摩擦トルクの閾値と比較して、ブレーキの状態を判定するので、モータの負荷トルクの事前測定を行わなくても、ブレーキ解除失敗および忘れを検知することが可能である。
【００６６】
また、実施の形態１におけるモータ駆動制御システム１では、モータの負荷トルクの事前測定を行わなくても、ブレーキ解除失敗および忘れ等の異常を検知して、モータ駆動を防止することができるので、初回配線時であっても未解除状態でのブレーキの摩耗、またはモータの故障を防止することができる。
【００６７】
実施の形態２．
以下、本願の実施の形態２のモータ駆動制御装置２００について説明する。図４は、実施の形態２のモータ駆動制御システム１を示すブロック構成図である。実施の形態２のモータ駆動制御装置２００は、摩擦トルク推定部２３２が摩擦トルク推定値処理部２３４を備える点が、実施の形態１のモータ駆動制御装置２００と異なる。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一であるため説明を省略する。
【００６８】
摩擦トルク推定部２３２は、摩擦トルク推定値処理部２３４を用いて、モータ３０２の摩擦トルクのうちブレーキによる摩擦トルクの推定値を算出し、より高精度に摩擦トルクを算出する。
【００６９】
本願のモータ駆動制御装置２００は、モータ３０２の事前測定を行わずに、ブレーキ３０１の状態の判定を行うが、実際のモータ３０２使用時において、モータ３０２を加減速回転させる場合がある。モータ３０２が加減速回転した場合、モータ３０２には加減速トルクが発生する。この加減速トルクは、ブレーキ３０１によって発生する摩擦トルクとは無関係である。従って、摩擦トルク推定値処理部２３４は、回転数取得部２２１が取得するモータ３０２の回転数と、電流値取得部２２２が取得する電流値等に基づいて加減速トルクを算出したのち、摩擦トルクの推定値から加減速トルクを排除して、より正確な摩擦トルクの推定値を算出する。なお、加減速トルクの算出方法は、たとえば特許第５５９１４００号にて既知であり、加減速トルクの算出方式は限定しない。
【００７０】
また、例えばエレベータの巻上機のように、モータ３０２が物体を上下させるようなモータ駆動制御システム１に用いられる場合、モータ３０２には、重力トルクが発生する。この重力トルクは、ブレーキ３０１による摩擦トルクとは無関係である。従って、摩擦トルク推定値処理部２３４は、回転数取得部２２１が取得するモータ３０２の回転数と、電流値取得部２２２が取得する電流値等に基づいて重力トルクを算出したのち、摩擦トルクの推定値から重力トルクを排除して、より正確な摩擦トルクの推定値を算出する。なお、重力トルクの算出方法は、たとえば特許文献１にて既知であり、本願では重力トルクの算出方式は限定しない。
【００７１】
摩擦トルク推定値処理部２３４により、加減速トルクまたは重力トルク、またはその両方を算出し、それらを除去したより正確な摩擦トルクの推定値を算出できるため、ブレーキ解除判定部２３３は、より正確にブレーキの状態を判定することができる。
【００７２】
以上説明した本実施の形態２におけるモータ駆動制御装置２００では、摩擦トルク推定値処理部２３４にて、より正確な摩擦トルクの推定値を算出できるので、より正確にブレーキ３０１の状態の判定を行うことが可能となる。
【００７３】
実施の形態３．
以下、本願の実施の形態３のモータ駆動制御装置２００について説明する。図５は、実施の形態３のモータ駆動制御システム１を示すブロック構成図である。実施の形態３のモータ駆動制御装置２００は、通信部２４０に閾値取得部２２３を備え、コントローラ１００が操作部１３０を備える点が、実施の形態１のモータ駆動制御装置２００と異なる。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一であるため説明を省略する。
【００７４】
実施の形態３のモータ駆動制御システム１では、ユーザがモータの仕様書に記載された許容トルクまたは瞬間最大トルク等を参照して任意の値を摩擦トルクの閾値としてコントローラ１００の操作部１３０を用いて入力する。なお、この操作部１３０とは数値を入力できるユーザインターフェースであればよく、タッチパネルまたはテンキーなどである。
【００７５】
ユーザが操作部１３０にて入力した摩擦トルクの閾値は、通信部１１０がモータ駆動制御装置２００に送信され、閾値取得部２２３は摩擦トルクの閾値をユーザの操作情報から取得する。閾値取得部２２３が取得した摩擦トルクの閾値は記憶部２５０の閾値記憶部２５１にて記憶される。そして、ブレーキ解除判定部２３３は、閾値記憶部２５１から摩擦トルクの閾値の値を取得して、ブレーキ３０１の状態の判定を行う。
【００７６】
以上実施の形態３におけるモータ駆動制御装置２００では、ユーザが操作部１３０にて摩擦トルクの閾値を入力することで摩擦トルクの閾値を設定することができる。したがって、モータ３０２またはエンコーダ３０３に摩擦トルクの閾値が保存されていなくても、モータ３０２の事前測定を行うことなく、ブレーキ３０１の状態の判定を行うことができる。
【００７７】
実施の形態４．
以下、本願の実施の形態４のモータ駆動制御装置２００について説明する。図６は、実施の形態４のモータ駆動制御システム１を示すブロック構成図である。実施の形態４のモータ駆動制御装置２００は、記憶部２５０を設けていない点が、実施の形態１のモータ駆動制御装置２００と異なる。その他の構成については、実施の形態１の構成と同一であるため説明を省略する。
【００７８】
以上実施の形態４のモータ駆動制御システム１では、ブレーキ解除判定部２３３がブレーキ３０１の状態の判定を行うたびに閾値取得部２２３から摩擦トルクの閾値を取得し、ブレーキ解除の判定を行う。実施の形態４におけるモータ駆動制御装置２００では、記憶部２５０が必要ないので、低コストでモータ駆動制御装置２００を構成して、モータ３０２の事前測定を行うことなく、ブレーキ３０１の状態の判定を行うことができる。
【００７９】
以下、図７を用いて実施の形態１から４のモータ駆動制御装置２００のハードウェア構成について説明する。図７は、実施の形態１から４のモータ駆動制御装置２００のハードウェア構成図である。モータ駆動制御装置２００は入力装置９０１、出力装置９０２、記憶装置９０３、及び処理装置９０４を備える。
【００８０】
入力装置９０１は、モータ駆動制御装置２００の取得部２２０と通信部２４０が備える、情報が入力されるインターフェースである。このインターフェースとしては、LANケーブルまたは同軸ケーブル等の有線通信ネットワークでも、無線通信技術を用いた無線通信ネットワークでもよい。
【００８１】
出力装置９０２は、駆動部２１０と通信部２４０が備える。出力装置９０２は制御信号または通信インターフェースである。通信部２４０については、入力装置９０１にてすでに説明したので省略する。駆動部２１０、特にモータ駆動部２１１は、モータ３０２に電力を供給することができるインターフェース、例えば電源供給用の導線等とする。
【００８２】
記憶装置９０３は、記憶部２５０が備える。ワーキングメモリなどに該当し、情報を記憶する装置である。例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク等が該当する。
【００８３】
処理装置９０４は、処理部２３０が備える。処理装置９０４は専用のハードウェアであっても、記憶装置９０３に記録されるプログラムを実行するＣＰＵ（CentralProcessingUnit）であってもよい。
【００８４】
処理装置９０４が専用のハードウェアである場合、処理装置９０４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【００８５】
処理装置９０４がCPUの場合、処理部２３０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置９０３に記録される。処理装置９０４は記憶装置９０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
【００８６】
なお、処理部２３０の各機能は、一部をハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００８７】
例えば、制御指示生成部２３１については専用のハードウェアとし、摩擦トルク推定部２３２とブレーキ解除判定部２３３については記憶装置９０３に記録されたプログラムとして記述してその機能を実現してもよい。
【００８８】
このように、処理装置９０４はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００８９】
以上のようにして、本発明のモータ駆動制御装置２００によれば、ブレーキ解除時のモータ負荷トルクを事前に測定せずに、配線後初回駆動時においてもブレーキ解除の失敗および忘れの検知を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００９０】
１        モータ駆動制御システム
１００    コントローラ
１１０    通信部
１２０    表示部
１３０    操作部
２００    モータ駆動制御装置
２１０    駆動部
２１１    モータ駆動部
２１２    ブレーキ駆動部
２２０    取得部
２２１    回転数取得部
２２２    電流値取得部
２２３    閾値取得部
２３０    処理部
２３１    制御指示生成部
２３２    摩擦トルク推定部
２３３    ブレーキ解除判定部
２３４    摩擦トルク推定値処理部
２４０    通信部
２４１    駆動指令受信部
２４２    判定情報送信部
２５０    記憶部
２５１    閾値記憶部
３００    サーボモータ
３０１    ブレーキ
３０２    モータ
３０３    エンコーダ
９０１    入力装置
９０２    出力装置
９０３    記憶装置
９０４    処理装置
【要約】
ブレーキを備えるモータのブレーキ解除を判定する機能を備えたモータ駆動制御装置およびモータ駆動制御システムに関する。本発明のモータ駆動制御装置、及びモータ駆動制御システムは、モータ駆動時におけるモータの摩擦トルクの推定値を算出する摩擦トルク推定部と、摩擦トルク推定部が算出した摩擦トルクの推定値と、モータを制動するブレーキの状態を判定するための摩擦トルクの閾値とを用いて、ブレーキの状態を判定するブレーキ解除判定部と、を備えることを特徴とする。【図１】
0006892029.tif 000002
【図２】
0006892029.tif 000003
【図３】
0006892029.tif 000004
【図４】
0006892029.tif 000005
【図５】
0006892029.tif 000006
【図６】
0006892029.tif 000007
【図７】
0006892029.tif 000008