制動(dòng)器診斷裝置、制動(dòng)器診斷方法、制動(dòng)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(dòng)器診斷裝置、制動(dòng)器診斷方法、制動(dòng)器診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開(kāi)平6-246674號(hào)中記載了各軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有電磁制動(dòng)器的工業(yè)用機(jī)器人的制動(dòng)器異常檢測(cè)方法。該制動(dòng)器異常檢測(cè)方法是如下方法:使工業(yè)用機(jī)器人緊急停止，檢測(cè)發(fā)生停止信號(hào)之后至停止為止的慣性移動(dòng)距離，在該檢測(cè)出的距離超過(guò)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)距離的情況下，停止機(jī)器人的動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明要解決的問(wèn)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(yùn)轉(zhuǎn)率下降的情況下，希望在診斷制動(dòng)器之后迅速轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0005]本發(fā)明鑒于這種問(wèn)題而做出，其目的是提供一種能夠抑制運(yùn)轉(zhuǎn)率下降、并且能夠診斷電機(jī)的制動(dòng)器的制動(dòng)器診斷裝置、制動(dòng)器診斷方法、制動(dòng)器診斷系統(tǒng)。
[0006]用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案
[0007]為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，應(yīng)用一種制動(dòng)器診斷裝置，其用于診斷帶制動(dòng)器的電機(jī)的制動(dòng)器，并且具有:制動(dòng)器控制部，其使所述制動(dòng)器工作或解除；診斷部，其在由所述制動(dòng)器控制部使所述制動(dòng)器工作的狀態(tài)下，診斷所述制動(dòng)器有無(wú)異常；以及信號(hào)輸出部，其在由所述診斷部診斷出所述制動(dòng)器存在異常的情況下，在由所述制動(dòng)器控制部解除了所述制動(dòng)器之后，輸出關(guān)于制動(dòng)器異常的信號(hào)。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方案，應(yīng)用一種制動(dòng)器診斷方法，其用于診斷帶制動(dòng)器的電機(jī)的制動(dòng)器，并且包括:使所述制動(dòng)器工作的步驟;在所述制動(dòng)器的工作狀態(tài)下，診斷所述制動(dòng)器有無(wú)異常的步驟;在診斷出所述制動(dòng)器存在異常的情況下，解除所述制動(dòng)器的步驟;以及在解除了所述制動(dòng)器之后，輸出關(guān)于制動(dòng)器異常的信號(hào)的步驟。
[0009]發(fā)明效果
[0010]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制運(yùn)轉(zhuǎn)率的下降并且診斷電機(jī)的制動(dòng)器。
【附圖說(shuō)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(dòng)器為正常的情況下的診斷制動(dòng)器時(shí)的動(dòng)作的一例的時(shí)間圖。
[0016]圖6是表示在制動(dòng)器為異常的情況下的診斷制動(dòng)器時(shí)的動(dòng)作的一例的時(shí)間圖。
[0017]圖7是表示在一次診斷中進(jìn)行多次診斷動(dòng)作的變形例中的制動(dòng)器為正常的情況下的診斷制動(dòng)器時(shí)的動(dòng)作的一例的時(shí)間圖。
[0018]圖8是表示在一次診斷中進(jìn)行多次診斷動(dòng)作的變形例中的制動(dòng)器為異常的情況下的診斷制動(dòng)器時(shí)的動(dòng)作的一例的時(shí)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(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面，對(duì)一個(gè)實(shí)施方式參照附圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。此外，下面，為了便于說(shuō)明電機(jī)等結(jié)構(gòu)，有時(shí)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?qǐng)D1?圖3，對(duì)本實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的一例進(jìn)行說(shuō)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(duì)應(yīng)的多個(gè)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(guò)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(gè)(在該例中為五個(gè))連桿部件LI?L5;多個(gè)(在該例中為六個(gè))關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6;以及致動(dòng)器AI?A6。關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6以能夠彎曲的方式對(duì)在上述五個(gè)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(gè)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(dòng)器Al?A6分別設(shè)于上述六個(gè)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)SI?S6，產(chǎn)生針對(duì)驅(qū)動(dòng)對(duì)象的連桿部件LI?L5的驅(qū)動(dòng)力。
[0025]如圖2及圖3所示，致動(dòng)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(chēng)為“伺服電機(jī)SM”)分別具有:電機(jī)Ml?M6(下面，適當(dāng)總稱(chēng)為“電機(jī)M”)；位置檢測(cè)器PSl?PS6(下面，適當(dāng)總稱(chēng)為“位置檢測(cè)器PS”)；以及制動(dòng)器BI?B6(下面，適當(dāng)總稱(chēng)為“制動(dòng)器B”)。各位置檢測(cè)器PSl?PS6檢測(cè)各電機(jī)Ml?M6的電機(jī)位置x(旋轉(zhuǎn)角度等)。檢測(cè)出的各電機(jī)M的檢測(cè)位置Px作為反饋信號(hào)，按照規(guī)定的每個(gè)運(yùn)算周期從各位置檢測(cè)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(dòng)部(工件等)進(jìn)行移動(dòng)。因此，作為以可動(dòng)部不移動(dòng)的方式進(jìn)行保持的目的，在致動(dòng)器Al?A6上使用帶制動(dòng)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(dòng)器Al所具備的電機(jī)M的定子40與固定部101連結(jié)，致動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)施方式中，以制動(dòng)器診斷裝置對(duì)用于上述機(jī)器人10的伺服電機(jī)SM的制動(dòng)器B是否有異常等的制動(dòng)器的狀態(tài)進(jìn)行診斷的情況作為一例進(jìn)行說(shuō)明。但是，制動(dòng)器診斷裝置也可以同樣對(duì)機(jī)器人以外的電機(jī)、例如機(jī)床的電機(jī)的制動(dòng)器進(jìn)行診斷。
[0029]2.伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)
[0030]下面，參照?qǐng)D2，對(duì)伺服電機(jī)SM的結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行說(shuō)明。此外，以下所謂“負(fù)載側(cè)”是指對(duì)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(dòng)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(dòng)器B、以及編碼器等上述位置檢測(cè)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(gè)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(gè)齒部上的多個(gè)電樞繞組42。
[0033]制動(dòng)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(dòng)。此外，還可以將制動(dòng)器B配置于電機(jī)M的負(fù)載側(cè)。制動(dòng)器B由制動(dòng)器罩39覆蓋。制動(dòng)器B具有:圓筒形的磁場(chǎng)鐵心46;對(duì)置配置于磁場(chǎng)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(dòng)盤(pán)45。
[0034]磁場(chǎng)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(chǎng)鐵心46上設(shè)置多個(gè)制動(dòng)彈貪44。制動(dòng)彈貪44推壓電樞43向負(fù)載側(cè)施力。另外，在磁場(chǎng)鐵心46上設(shè)置有線圈49。線圈49在通電時(shí)發(fā)生磁吸引力，克服制動(dòng)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(chǎng)鐵心46與負(fù)載相反側(cè)托架36之間設(shè)置有多個(gè)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(dòng)并且防止周向的旋轉(zhuǎn)。
[0036]制動(dòng)盤(pán)45利用固定螺釘53固定于軸34上。在制動(dòng)盤(pán)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(dòng)器B的線圈49未通電的狀態(tài)(無(wú)勵(lì)磁狀態(tài))下，電樞43由制動(dòng)彈簧44的彈簧力向負(fù)載側(cè)推壓并與制動(dòng)盤(pán)45摩擦卡合。其結(jié)果，在切斷電源時(shí)軸34保持停止或者旋轉(zhuǎn)被制動(dòng)。該狀態(tài)是制動(dòng)器B的工作狀態(tài)。另一方面，在線圈49通電的狀態(tài)(勵(lì)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(dòng)。其結(jié)果，在電機(jī)M可動(dòng)時(shí)，制動(dòng)盤(pán)45從上述制動(dòng)釋放，軸34變成能夠旋轉(zhuǎn)。該狀態(tài)是制動(dòng)器B的解除狀態(tài)。
[0038]位置檢測(cè)器PS配置于制動(dòng)器B的負(fù)載相反側(cè)，與軸34連結(jié)。此外，位置檢測(cè)器PS還可以配置于除此以外的位置、例如電機(jī)M與制動(dòng)器B之間。而且，通過(guò)位置檢測(cè)器PS檢測(cè)軸34的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度等)，檢測(cè)電機(jī)M的電機(jī)位置x(旋轉(zhuǎn)角度等)，輸出檢測(cè)位置Px的數(shù)據(jù)。
[0039]此外，位置檢測(cè)器PS也可以除了檢測(cè)電機(jī)M的電機(jī)位置X之外或者作為代替，檢測(cè)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(duì)電磁式的制動(dòng)器B的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作進(jìn)行了說(shuō)明，但制動(dòng)器B的結(jié)構(gòu)不限于該例。例如，制動(dòng)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(dòng)方式。[0041 ] 3.控制器的結(jié)構(gòu)
[0042]下面，參照?qǐng)D3對(duì)控制器20的結(jié)構(gòu)、功能的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0043]如圖3所示，控制器2