CN104669028A - 具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置 - Google Patents

具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104669028A
CN104669028A CN201410710143.1A CN201410710143A CN104669028A CN 104669028 A CN104669028 A CN 104669028A CN 201410710143 A CN201410710143 A CN 201410710143A CN 104669028 A CN104669028 A CN 104669028A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
main shaft
rotation
detection unit
judged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410710143.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104669028B (zh
Inventor
田岛大辅
置田肇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN104669028A publication Critical patent/CN104669028A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104669028B publication Critical patent/CN104669028B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0004—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H02P23/0031—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control implementing a off line learning phase to determine and store useful data for on-line control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/54—Arrangements or details not restricted to group B23Q5/02 or group B23Q5/22 respectively, e.g. control handles
    • B23Q5/58—Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0004—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/48—Drive Train control parameters related to transmissions
    • B60L2240/486—Operating parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置。其控制经由动力传递部将旋转动力传递到主轴的电动机的旋转驱动，具备：电动机旋转角取得部，其取得电动机的旋转角；主轴旋转角取得部，其取得主轴的旋转角；一圈旋转信号取得部，其取得主轴每旋转一圈时输出的一圈旋转信号；电动机转速计算部，其根据电动机的旋转角计算电动机的转速；主轴转速计算部，其根据主轴的旋转角计算主轴的转速；异常判定部，其在从取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止取得的电动机的旋转角的变化量偏离第一范围的情况、或电动机的转速和主轴的转速之间的差偏离第二范围的情况下，判定为动力传递部发生了异常。

Description

具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有电动机和主轴之间的电力传递部的异常检测功能的电动机控制装置。
背景技术
在机床中，以前检测在将电动机的旋转动力传递到主轴的皮带等动力传递部产生的打滑(滑动)等异常。
例如，如日本特开2010-137310号公报所记载的那样，存在以下的装置，即使用检测电动机的负荷信息、驱动皮带的状态的传感器，检测皮带的异常。
另外，例如如日本特开昭61-103750号公报所记载的那样，存在以下的异常检测方法，即进行主轴的转速和电动机的转速的比较，在该主轴的转速和电动机的转速之间的差从考虑到在电动机和主轴之间预先规定的减速比的速度差脱离的情况下，判定为在主轴和电动机之间的动力传递部发生了异常。
另外，例如如日本特开2003-94289号公报所记载的那样，存在以下的异常检测方法，即监视主轴的转速和电动机的转速而计算打滑率，检测规定条件以上的打滑。
另外，例如如日本特开2005-246534号公报所记载的那样，存在以下的方法，即对控制装置的指令转数和主轴的实际转数进行比较，在其比超过允许值的状态持续允许时间时判定为异常，使主轴电动机停止。
另外，例如存在以下的异常检测方法，即具备在主轴每转一圈时输出信号的一圈旋转信号检测单元，计算从检测出一圈旋转信号后到检测出下一个一圈旋转信号之间的电动机的旋转角的变化量，在各一圈旋转信号之间的电动机旋转角的变化量偏离规定条件的情况下，判定为主轴和电动机之间的动力传递部发生了异常。
在使用主轴的转速和电动机的转速的比较结果检测主轴和电动机之间的皮带、齿轮等动力传递部的异常的方法中，为了消除动力传递部的瞬间的打滑(滑动)造成的影响，必须对主轴转速和电动机的转速的速度差应用滤波器，使用应用滤波后的数据进行异常检测处理。但是，存在以下的问题，即会发生因滤波时间常数造成的检测延迟，特别在电动机和主轴的高速旋转时，到异常检测的时间变长。
另一方面，在使用主轴的各一圈旋转信号之间的电动机旋转角的变化量检测主轴和电动机之间的动力传递部的异常的方法中，不需要应用上述那样的滤波器，因此电动机和主轴的高速旋转时的异常检测延迟小。但是，只在检测出一圈旋转信号时进行异常检测处理，因此存在在电动机和主轴的低速旋转时异常检测延迟的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种电动机控制装置，其具有能够在电动机和主轴的转速的全部区域中稳定地检测电动机和主轴之间的动力传递部的异常的异常检测功能。
为了实现上述目的，提供一种控制经由动力传递部将旋转动力传递到主轴的电动机的旋转驱动的电动机控制装置，具备：电动机旋转角取得部，其取得电动机的旋转角；主轴旋转角取得部，其取得主轴的旋转角；一圈旋转信号取得部，其取得在主轴每旋转一圈时输出的一圈旋转信号；电动机转速计算部，其根据取得的电动机的旋转角计算电动机的转速；主轴转速计算部，其根据取得的主轴的旋转角计算主轴的转速；异常判定部，其在从取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间取得的电动机的旋转角的变化量偏离第一范围的情况、或电动机的转速和主轴的转速之间的差偏离第二范围的情况下，判定为动力传递部发生了异常。
在此，电动机控制装置也可以具备：第一临时判定部，其在从取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间取得的电动机的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，临时判定为动力传递部发生了异常；第二临时判定部，其在电动机的转速和主轴的转速之间的差偏离第二范围的情况下，临时判定为动力传递部发生了异常，其中，异常判定部在第一临时判定部和第二临时判定部中的至少一个临时判定为动力传递部发生了异常的情况下，判定为动力传递部发生了异常。
另外，第二临时判定部也可以具备：滤波器，其根据电动机的转速和主轴的转速之间的差，除去因电动机和主轴之间的动力传递部的打滑造成的噪声，其中，在通过该滤波器除去了噪声后的电动机的转速和主轴的转速之间的差偏离第二范围的情况下，临时判定为动力传递部发生了异常，异常判定部在第一临时判定部和第二临时判定部中的任意一个临时判定为动力传递部发生了异常的情况下，判定为动力传递部发生了异常。
另外，异常判定部也可以在第一临时判定部和第二临时判定部的双方临时判定为动力传递部发生了异常的情况下，判定为动力传递部发生了异常。
在此，可以根据电动机的转速和主轴的转速之间的减速比和希望的允许误差分别规定第一范围和第二范围。
附图说明
通过参照以下的附图，能够更明确地理解本发明。
图1是电动机控制装置的原理框图。
图2是表示图1所示的电动机控制装置的动作流程的流程图。
图3是第一实施例的电动机控制装置的原理框图。
图4是表示图3所示的第一实施例的电动机控制装置的动作流程的流程图。
图5是第二实施例的电动机控制装置的原理框图。
图6是表示图5所示的第二实施例的电动机控制装置的动作流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明具有电动机和主轴之间的动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置。但是，应该理解本发明并不限于附图或以下说明的实施方式。
图1是电动机控制装置的原理框图。以后，在不同的附图中附加了相同的参照符号的表示是具有相同功能的构成要素。在此，说明在电动机2的旋转动力经由动力传递部4传递到主轴3的机床中通过电动机控制装置1对电动机2进行旋转驱动的例子。作为动力传递部4有皮带、齿轮等。
通过主轴用逆变换器10生成经由动力传递部4使主轴3旋转的电动机2的驱动电力。主轴用逆变换器10具有由半导体开关元件组成桥回路所得的主电路部21。根据由电动机控制装置1内的数值控制部(未图示)生成的驱动指令，主电路部21内的半导体开关元件进行开关动作，由此主轴用逆变换器10将从整流器(未图示)输入的直流电力变换为用于旋转驱动电动机2的希望的电压和希望的频率的三相交流电力。电动机2基于所供给的电压可变和频率可变的三相交流电力而动作。电动机2的旋转动力经由动力传递部4向主轴3传递，由此主轴3被旋转驱动。一般，在电动机2中设置有检测转子(未图示)的旋转角的旋转编码器等电动机旋转角检测器31。另外，在主轴3中设置有检测主轴的旋转角的旋转编码器等主轴旋转角检测器32。另外，主轴旋转角检测器32除了检测主轴3的旋转角以外，还在主轴3每旋转一圈时输出表示主轴3旋转了一圈的一圈旋转信号。在电动机控制装置1中，使用来自电动机旋转角检测器31和主轴旋转角检测器32的电动机旋转角和主轴旋转角相关的信息、以及一圈旋转信号等，控制电动机2的旋转驱动。
另外，为了检测电动机2和主轴3之间的动力传递部4的异常，电动机控制装置1具备电动机旋转角取得部11、主轴旋转角取得部12、一圈旋转信号取得部13、电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17和异常判定部18。
电动机旋转角取得部11取得从电动机旋转角检测器31输出的与电动机2的旋转角有关的信息。
主轴旋转角取得部12取得从主轴旋转角检测器32输出的与主轴3的旋转角有关的信息。
一圈旋转信号取得部13取得从主轴旋转角检测器32输出的主轴3的一圈旋转信号。
电动机转速计算部14根据从电动机旋转角取得部11取得的与电动机2的旋转角有关的信息，计算电动机2的转速。例如，电动机转速计算部14通过对电动机2的旋转角进行微分，而取得电动机2的转速。
主轴转速计算部15根据从主轴旋转角取得部12取得的与主轴3的旋转角有关的信息，计算主轴3的转速。例如，主轴转速计算部15通过对主轴3的旋转角进行微分，而得到主轴3的转速。
第一临时判定部16计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围。根据在电动机2的转速和主轴3的转速之间在该机床中规定的减速比、该加工所允许的误差等，预先设定第一范围。在计算出的电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，第一临时判定部16临时判定为动力传递部4发生了异常。
第二临时判定部17计算电动机2的转速和主轴3的转速之间的差，判断该差是否偏离第二范围。根据在电动机2的转速和主轴3的转速之间在该机床中规定的减速比、该加工所允许的误差等，预先设定第二范围。在计算出的电动机2的转速和主轴3的转速之间的差偏离第二范围的情况下，第二临时判定部17临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18在第一临时判定部16和第二临时判定部17中的至少一个临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，最终判定为动力传递部4发生了异常。即，异常判定部18在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况、或电动机2的转速和主轴3的转速之间的差偏离第二范围的情况下，判定为动力传递部4发生了异常。异常判定部18的判定结果既可以通过显示器、灯、蜂鸣器等报告单元(未图示)向操作者通知，或者也可以存储在硬盘、存储器等存储单元中。另外或者也可以作为执行发生异常时的机床的各种异常避免动作等时的数据使用。
此外，电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17以及异常判定部18例如可以通过软件程序的形式构建，或者也可以通过各种电子电路和软件程序的组合构建。例如，在通过软件程序的形式构建电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17以及异常判定部18的情况下，电动机控制装置1内的运算处理装置通过依照该软件程序动作，来实现上述电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17以及异常判定部18的功能。因此，对于连接了电动机旋转角检测部、主轴旋转角检测部的现有的电动机控制装置，通过向该电动机控制装置追加地安装上述的电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17以及异常判定部18相关的软件程序，也能够应用本发明。
另外，或者也可以将上述的电动机转速计算部14、主轴转速计算部15、第一临时判定部16、第二临时判定部17以及异常判定部18容纳在一个箱体内，将其实现为单独的异常检测装置。在该情况下，也可以之后将异常检测装置安装到连接了电动机旋转角检测部、主轴旋转角检测部的现有的电动机控制装置。
图2是表示图1所示的电动机控制装置的动作流程的流程图。
首先，在步骤S101中，电动机旋转角取得部11取得从电动机旋转角检测器31输出的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S102中，主轴旋转角取得部12取得从主轴旋转角检测器32输出的与主轴3的旋转角有关的信息。从电动机旋转角检测部31和主轴旋转角检测部32同时期地输出通过步骤S101中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息和通过步骤S102中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S103中，一圈旋转信号取得部13取得从主轴旋转角检测器32输出的主轴3的一圈旋转信号。
接着，在步骤S104中，第一临时判定部16计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围。从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的时间相当于主轴3旋转一圈的时间。
第一临时判定部16在步骤S104中判断为电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，在步骤S105中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第一临时判定部16在步骤S104中判断为电动机2的旋转角的变化量没有偏离第一范围的情况下，在步骤S106中，临时判定为动力传递部4正常。
在步骤S107中，第二临时判定部17计算电动机2的转速和主轴3的转速之间的差。此外，在执行步骤S101中的由电动机旋转角取得部11进行的与电动机2的旋转角有关的信息的取得处理、步骤S102中的由主轴旋转角取得部12进行的主轴3的旋转角的取得处理后，到执行步骤S107中的转速差的计算处理之前为止的期间，执行电动机转速计算部14进行的电动机2的转速的计算处理、主轴转速计算部15进行的主轴3的转速的计算处理。
在步骤S108中，第二临时判定部17判断电动机2的转速和主轴3的转速之间的差是否偏离第二范围。
第二临时判定部17在步骤S108中判断为电动机2的转速和主轴3的转速之间的差偏离第二范围的情况下，在步骤S109中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第二临时判定部17在步骤S108中判断为电动机2的转速和主轴3的转速之间的差没有偏离第二范围的情况下，在步骤S110中，临时判定为动力传递部4正常。
在步骤S111中，异常判定部18判断是否第一临时判定部16和第二临时判定部17中的至少一个临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18在步骤S111中第一临时判定部16和第二临时判定部17中的至少一个临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，在步骤S112中，最终判定为动力传递部4发生了异常。
另外，异常判定部18在步骤S111中第一临时判定部16和第二临时判定部17中的任意一个临时判定为动力传递部4是正常的情况下，在步骤S113中，最终判定为动力传递部4是正常的。然后，返回到步骤S101，重复执行上述的处理。
图3是第一实施例的电动机控制装置的原理框图。在第一实施例中，在第二临时判定部17-1中设置有滤波器19。滤波器19从电动机2的转速和主轴3的转速之间的差中除去因电动机2和主轴3之间的动力传递部4的打滑造成的噪声。噪声具有高频分量，因此滤波器19由低通滤波器构成。在第二临时判定部17-1中，对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差的数据应用滤波，根据应用滤波后的数据，判断是否偏离第二范围。
在第二临时判定部17-1中，对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差的数据应用滤波，但该滤波器时间常数并不怎么长。因此，对于电动机2和主轴3的低速旋转时的异常检测，具有延迟的影响少的优点。
另一方面，在第一临时判定部16中，计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围。在第一临时判定部16中，不应用第二临时判定部17-1中那样的滤波器，因此电动机和主轴的高速旋转时的异常检测延迟小。另外，取得主轴3的一圈旋转信号的间隔是周期的，因此具有即使在电动机2和主轴3的高速旋转时也没有延迟而能够迅速地进行异常检测的优点。
即，在电动机2和主轴3的低速旋转时，第二临时判定部17-1的异常检测的延迟比第一临时判定部16少，因此第二临时判定部17-1能够更快地检测出动力传递部4发生异常。另外，在电动机2和主轴3的高速旋转时，第一临时判定部16的异常检测的延迟比第二临时判定部17-1少，因此第一临时判定部16能够更快地检测出动力传递部4发生异常。因此，在第一实施例中，活用第一临时判定部16和第二临时判定部17-1各自的特性，构成在电动机2和主轴3的高速旋转时通过第一临时判定部16进行动力传递部4的异常检测、在电动机2和主轴3的低速旋转时通过第二临时判定部17-1进行动力传递部4的异常检测的异常判定部18-1。即，异常判定部18-1在第一临时判定部16和第二临时判定部17-1中的任意一个临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，最终判定为动力传递部4发生了异常。如果这样构成异常判定部18-1，则在电动机2和主轴3的低速旋转时动力传递部4发生了异常时，第二临时判定部17-1比第一临时判定部16先检测出该异常发生，因此，异常判定部18-1判定为动力传递部4发生了异常，另外，在电动机2和主轴3的高速旋转时动力传递部4发生了异常时，第一临时判定部16比第二临时判定部17-1先检测出该异常发生，因此，异常判定部18-1判定为动力传递部4发生了异常。这样，根据第一实施例，在对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差的数据应用滤波器所得的值偏离第二范围的情况下、或主轴3旋转一圈的期间的电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，判定为动力传递部4发生了异常。
此外，第二临时判定部17-1和异常判定部18-1例如既可以通过软件程序的形式构建，或者也可以通过各种电子电路和软件程序的组合构建。例如，在通过软件程序的形式构建第二临时判定部17-1、异常判定部18-1的情况下，电动机控制装置1内的运算处理装置依照该软件程序动作，由此实现上述第二临时判定部17-1和异常判定部18-1的功能。
此外，对于除此以外的电路构成要素，与图1所示的电路构成要素相同，因此对相同的电路构成要素附加相同的符号，省略对该电路构成要素的详细说明。
图4是表示图3所示的第一实施例的电动机控制装置的动作流程的流程图。
首先，在步骤S201中，电动机旋转角取得部11取得从电动机旋转角检测器31输出的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S202中，主轴旋转角取得部12取得从主轴旋转角检测器32输出的与主轴3的旋转角有关的信息。从电动机旋转角检测部31和主轴旋转角检测部32同时期地输出通过步骤S201中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息和通过步骤S202中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S203中，一圈旋转信号取得部13取得从主轴旋转角检测器32输出的主轴3的一圈旋转信号。
接着，在步骤S204中，第一临时判定部16计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围。
第一临时判定部16在步骤S204中判断为电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，在步骤S205中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第一临时判定部16在步骤S204中判断为电动机2的旋转角的变化量没有偏离第一范围的情况下，在步骤S206中，临时判定为动力传递部4正常。
在步骤S207中，第二临时判定部17-1计算电动机2的转速和主轴3的转速之间的差。此外，在执行步骤S201中的由电动机旋转角取得部11进行的与电动机2的旋转角有关的信息的取得处理、在步骤S202中的由主轴旋转角取得部12进行的主轴3的旋转角的取得处理后，到执行步骤S207中的转速差的计算处理之前为止的期间，执行由电动机转速计算部14进行的电动机2的转速的计算处理和由主轴转速计算部15进行的主轴3的转速的计算处理。
在步骤S208中，第二临时判定部17-1对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差的数据应用滤波器。即，通过第二临时判定部17-1内的滤波器19，从电动机2的转速和主轴3的转速之间的差中，除去因电动机2和主轴3之间的动力传递部4的打滑造成的噪声。
在步骤S209中，第二临时判定部17-1判断对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差应用滤波器后的数据是否偏离第二范围。
第二临时判定部17-1在步骤S209中判断为对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差应用滤波器后的数据偏离第二范围的情况下，在步骤S210中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第二临时判定部17-1在步骤S209中判断为对电动机2的转速和主轴3的转速之间的差应用滤波器后的数据没有偏离第二范围的情况下，在步骤S211中，临时判定为动力传递部4正常。
在步骤S212中，异常判定部18-1判断第一临时判定部16是否临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-1在步骤S212中在第一临时判定部16临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，在步骤S214中，最终判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-1在步骤S212中在第一临时判定部16临时判定为动力传递部4是正常的情况下，在步骤S213中判断第二临时判定部17-1是否临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-1在步骤S213中在第二临时判定部17-1临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，在步骤S214中，最终判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-1在步骤S213中在第二临时判定部17-1临时判定为动力传递部4是正常的情况下，在步骤S215中，最终判定为动力传递部4是正常的。然后，返回到步骤S201，重复执行上述的处理。
图5是第二实施例的电动机控制装置的原理框图。在第二实施例中，异常判定部18-2在第一临时判定部16和第二临时判定部17的双方临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，判定为动力传递部4发生了异常。在该情况下，与第一实施例不同，不需要对第二临时判定部17设置滤波器，其动作如参照图1和图2所说明的那样。
不对第二临时判定部17设置滤波器，因此有可能将动力传递部4的瞬间打滑(滑动)误判定为“发生异常”。另一方面，第一临时判定部16计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围，因此如果以某种程度增大取得第一范围，则将动力传递部4的瞬间打滑(滑动)误判定为“发生异常”的可能性低。因此，在第二实施例中，活用第一临时判定部16和第二临时判定部17-1各自的特性，以只在第一临时判定部16和第二临时判定部17的双方临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，最终判定为动力传递部4发生了异常的方式来构成异常判定部18-2。通过该结构，抑制了将动力传递部4的瞬间打滑(滑动)误检测为“发生异常”。
此外，异常判定部18-2例如既可以通过软件程序的形式构建，或者也可以通过各种电子电路和软件程序的组合构建。例如，在通过软件程序的形式构建异常判定部18-2的情况下，电动机控制装置1内的运算处理装置依照该软件程序动作，由此实现上述异常判定部18-2的功能。
此外，对于除此以外的电路构成要素，与图1所示的电路构成要素相同，因此对相同的电路构成要素附加相同的符号，省略对该电路构成要素的详细说明。
图6是表示图5所示的第二实施例的电动机控制装置的动作流程的流程图。
首先，在步骤S301中，电动机旋转角取得部11取得从电动机旋转角检测器31输出的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S302中，主轴旋转角取得部12取得从主轴旋转角检测器32输出的与主轴3的旋转角有关的信息。从电动机旋转角检测部31和主轴旋转角检测部32同时期地输出通过步骤S301中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息和通过步骤S302中的处理得到的与电动机2的旋转角有关的信息。
在步骤S303中，一圈旋转信号取得部13取得从主轴旋转角检测器32输出的主轴3的一圈旋转信号。
接着，在步骤S304中，第一临时判定部16计算在从一圈旋转信号取得部13取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间中取得的电动机2的旋转角的变化量，判断该变化量是否偏离第一范围。
第一临时判定部16在步骤S304中判断为电动机2的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，在步骤S305中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第一临时判定部16在步骤S304中判断为电动机2的旋转角的变化量没有偏离第一范围的情况下，在步骤S306中，临时判定为动力传递部4是正常的。
在步骤S307中，第二临时判定部17计算电动机2的转速和主轴3的转速之间的差。此外，在执行步骤S301中的由电动机旋转角取得部11进行的与电动机2的旋转角有关的信息的取得处理、以及步骤S302中的由主轴旋转角取得部12进行的主轴3的旋转角的取得处理后，到执行步骤S307中的转速差的计算处理之前为止的期间，执行由电动机转速计算部14进行的电动机2的转速的计算处理、以及由主轴转速计算部15进行的主轴3的转速的计算处理。
在步骤S308中，第二临时判定部17判断电动机2的转速和主轴3的转速之间的差是否偏离第二范围。
第二临时判定部17在步骤S308中判断为电动机2的转速和主轴3的转速之间的差偏离第二范围的情况下，在步骤S309中，临时判定为动力传递部4发生了异常。
另外，第二临时判定部17在步骤S308中判断为电动机2的转速和主轴3的转速之间的差没有偏离第二范围的情况下，在步骤S310中，临时判定为动力传递部4正常。
在步骤S311中，异常判定部18-2判断第一临时判定部16是否临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-2在步骤S311中在第一临时判定部16临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，前进到步骤S312。
异常判定部18-2在步骤S311中在第一临时判定部16临时判定为动力传递部4是正常的情况下，在步骤S314中，最终判定为动力传递部4是正常的。然后，返回到步骤S301，重复执行上述的处理。
异常判定部18-2在步骤S312中，判断第二临时判定部17是否临时判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-2在步骤S312中在第二临时判定部17临时判定为动力传递部4发生了异常的情况下，在步骤S313中，最终判定为动力传递部4发生了异常。
异常判定部18-2在步骤S312中在第二临时判定部17临时判定为动力传递部4是正常的情况下，在步骤S314中，最终判定为动力传递部4是正常的。然后，返回到步骤S301，重复执行上述的处理。
本发明能够应用于以下的机床，即通过连接了电动机旋转角检测部和主轴旋转角检测部的电动机控制装置控制电动机的旋转驱动，经由皮带、齿轮等动力传递部将该电动机的旋转动力传递到主轴，由此主轴旋转。
根据本发明，能够实现一种电动机控制装置，其具有能够在电动机和主轴的全部转速区域中稳定地检测电动机和主轴之间的动力传递部的异常的异常检测功能。
根据第一实施例，在对电动机的转速和主轴的转速之间的差的数据应用滤波器后所得的值偏离规定的范围的情况下、或者主轴旋转一圈的期间的电动机的旋转角的变化量偏离规定的范围的情况下，判定为动力传递部发生了异常，因此能够尽早地在电动机和主轴的全部转速区域中检测出电动机和主轴之间的动力传递部的异常。
根据第二实施例，在对电动机的转速和主轴的转速之间的差的数据应用滤波器后所得的值偏离规定的范围、并且主轴旋转一圈的期间的电动机的旋转角的变化量偏离规定的范围的情况下，判定为动力传递部发生了异常，因此能够没有误检测地在电动机和主轴的全部转速区域中检测出电动机和主轴之间的动力传递部的异常。

Claims (5)

1.一种电动机控制装置(1)，其控制经由动力传递部(4)将旋转动力传递到主轴(3)的电动机(2)的旋转驱动，该电动机控制装置(1)的特征在于，具备：
电动机旋转角取得部(11)，其取得电动机(2)的旋转角；
主轴旋转角取得部(12)，其取得主轴(3)的旋转角；
一圈旋转信号取得部(13)，其取得主轴(3)每旋转一圈时输出的一圈旋转信号；
电动机转速计算部(14)，其根据取得的电动机(2)的旋转角计算电动机(2)的转速；
主轴转速计算部(15)，其根据取得的主轴(3)的旋转角计算主轴(3)的转速；
异常判定部(18、18-1、18-2)，其在从取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间取得的电动机(2)的旋转角的变化量偏离第一范围的情况、或电动机(2)的转速和主轴(3)的转速之间的差偏离第二范围的情况下，判定为动力传递部(4)发生了异常。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，具备：
第一临时判定部(16)，其在从取得一圈旋转信号到取得下一个一圈旋转信号为止的期间取得的电动机(2)的旋转角的变化量偏离第一范围的情况下，临时判定为动力传递部(4)发生了异常；
第二临时判定部(17、17-1)，其在电动机(2)的转速和主轴(3)的转速之间的差偏离第二范围的情况下，临时判定为动力传递部(4)发生了异常，其中，
上述异常判定部(18、18-1、18-2)在上述第一临时判定部(16)和上述第二临时判定部(17、17-1)中的至少一个临时判定为动力传递部(4)发生了异常的情况下，判定为动力传递部(4)发生了异常。
3.根据权利要求2所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，
上述第二临时判定部(17-1)具备：滤波器，其根据电动机(2)的转速和主轴(3)的转速之间的差，除去因电动机(2)和主轴(3)之间的动力传递部(4)的打滑造成的噪声，其中，在通过上述滤波器除去了噪声后的电动机(2)的转速和主轴(3)的转速之间的差偏离第二范围的情况下，临时判定为动力传递部(4)发生了异常，
上述异常判定部(18、18-1)在第一临时判定部(16)和第二临时判定部(17-1)中的任意一个临时判定为动力传递部(4)发生了异常的情况下，判定为动力传递部(4)发生了异常。
4.根据权利要求2所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，
上述异常判定部(18、18-2)在第一临时判定部(16)和第二临时判定部(17)的双方临时判定为动力传递部(4)发生了异常的情况下，判定为动力传递部(4)发生了异常。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，
根据电动机(2)的转速和主轴(3)的转速之间的减速比和希望的允许误差分别规定上述第一范围和上述第二范围。
CN201410710143.1A 2013-11-28 2014-11-28 具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置 Active CN104669028B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013246405A JP5832509B2 (ja) 2013-11-28 2013-11-28 モータと主軸との間の動力伝達部の異常検出機能を有するモータ制御装置
JP2013-246405 2013-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104669028A true CN104669028A (zh) 2015-06-03
CN104669028B CN104669028B (zh) 2016-04-06

Family

ID=53045636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410710143.1A Active CN104669028B (zh) 2013-11-28 2014-11-28 具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9356550B2 (zh)
JP (1) JP5832509B2 (zh)
CN (1) CN104669028B (zh)
DE (1) DE102014117091B4 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689765A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 发那科株式会社 双重检查控制轴的状态的控制装置以及控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6719245B2 (ja) * 2016-03-25 2020-07-08 シチズン時計株式会社 工作機械
JP6530731B2 (ja) 2016-09-01 2019-06-12 ファナック株式会社 数値制御装置
WO2019049188A1 (ja) * 2017-09-05 2019-03-14 株式会社日立製作所 交流電動機の監視装置および監視方法、ならびに電動機駆動システムの監視装置および監視方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005246534A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋盤及び主軸モータの運転制御方法
CN1681680A (zh) * 2002-09-20 2005-10-12 丰田自动车株式会社 车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法
KR20100096505A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 (주) 캐스트정보 전기자전거의 급발진 방지 시스템과 제어방법 및 이를 채용한 전기자전거
JP2011217515A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
JP5040590B2 (ja) * 2007-10-30 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 動力伝達装置
CN202703295U (zh) * 2012-07-11 2013-01-30 深圳市高标电子科技有限公司 电动车及其智能异常处理***
JP5180798B2 (ja) * 2008-12-10 2013-04-10 本田技研工業株式会社 駆動ベルトの異常検知装置
US20130271051A1 (en) * 2010-12-28 2013-10-17 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Hybrid Electric Vehicle System and Method of Controlling The Same
CN103650327A (zh) * 2011-06-30 2014-03-19 Ntn株式会社 电动机驱动装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4740690A (en) * 1982-09-02 1988-04-26 Rockwell International Corporation Absolute combinational encoders coupled through a fixed gear ratio
JPS61103750A (ja) 1984-10-25 1986-05-22 Osaka Kiko Co Ltd 主軸駆動ベルトのモニタ−装置
US5350955A (en) * 1992-08-03 1994-09-27 Rockwell International Corporation Apparatus for position detection and verification thereof using pulse patterns having sequentially unique properties
EP0787973B1 (en) * 1995-08-17 2001-10-31 Fanuc Ltd Method and apparatus for processing angular data from encoder
US6304825B1 (en) * 1999-01-19 2001-10-16 Xerox Corporation Rotary encoder error compensation system and method for photoreceptor surface motion sensing and control
WO2002025217A1 (en) * 2000-09-25 2002-03-28 Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho Rotating angle detector
JP2003094289A (ja) 2001-09-25 2003-04-03 Fuji Mach Mfg Co Ltd 主軸ベルト監視プログラム、主軸ベルト監視装置、主軸ベルト監視装置付きｃｎｃ工作機械
US20040000569A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Kelly Good Holding apparatus and method for dispensers of hardenable materials
JP4047122B2 (ja) * 2002-09-30 2008-02-13 ジヤトコ株式会社 Ｖベルト式無段変速機のスリップ防止装置
WO2004092683A1 (ja) * 2003-04-11 2004-10-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 回転型エンコーダ
US7375487B2 (en) * 2005-02-28 2008-05-20 Harmonic Drive Systems Inc. Geared motor
JP2008051668A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Niles Co Ltd 回転角度検出装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1681680A (zh) * 2002-09-20 2005-10-12 丰田自动车株式会社 车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法
JP2005246534A (ja) * 2004-03-03 2005-09-15 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 旋盤及び主軸モータの運転制御方法
JP5040590B2 (ja) * 2007-10-30 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 動力伝達装置
JP5180798B2 (ja) * 2008-12-10 2013-04-10 本田技研工業株式会社 駆動ベルトの異常検知装置
KR20100096505A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 (주) 캐스트정보 전기자전거의 급발진 방지 시스템과 제어방법 및 이를 채용한 전기자전거
JP2011217515A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
US20130271051A1 (en) * 2010-12-28 2013-10-17 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Hybrid Electric Vehicle System and Method of Controlling The Same
CN103650327A (zh) * 2011-06-30 2014-03-19 Ntn株式会社 电动机驱动装置
CN202703295U (zh) * 2012-07-11 2013-01-30 深圳市高标电子科技有限公司 电动车及其智能异常处理***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689765A (zh) * 2016-08-05 2018-02-13 发那科株式会社 双重检查控制轴的状态的控制装置以及控制方法
CN107689765B (zh) * 2016-08-05 2019-08-09 发那科株式会社 双重检查控制轴的状态的控制装置以及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5832509B2 (ja) 2015-12-16
DE102014117091B4 (de) 2016-09-15
CN104669028B (zh) 2016-04-06
DE102014117091A1 (de) 2015-05-28
US20150145460A1 (en) 2015-05-28
US9356550B2 (en) 2016-05-31
JP2015106936A (ja) 2015-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104669028B (zh) 具有动力传递部的异常检测功能的电动机控制装置
US7912659B2 (en) System and method for monitoring the condition of a drive train
JP5694481B1 (ja) 主軸とモータとの間の動力伝達部の異常を検出するモータ制御装置
CN102570943B (zh) 旋转角检测装置
EP3367198B1 (en) Method for monitoring and diagnosing rotating machines based on signature analysis of electrical signals
CN101784798B (zh) 在逆变器供电压缩机中识别“旋转失速”故障的方法
US20080083280A1 (en) Method and Device for Identifying a Damaged Bearing of a Rotating Shaft
KR20150039814A (ko) 전기 기계와 모터 제어 유닛을 갖춘 모터 장치의 결함을 검출하기 위한 방법
CN105041702A (zh) 一种磁悬浮分子泵控制方法及***
EP2363699A1 (en) Vibration monitoring of a magnetic element in an electrical machine
CN102941577B (zh) 一种基于双旋变同轴设计的机器人一体化关节位置检测方法
CN104781508B (zh) 用于保护飞行器涡轮机计算机免于速度测量误差的装置和方法
EP2722493A2 (en) Fault detection system and method for overspeed protection speed sensors
US10060983B2 (en) Method and apparatus for determining a physical quantity of a multiphase synchronous machine
CN109854375A (zh) 一种轴瓦失效的预诊断方法及装置
EP1401076B1 (en) System and method for detecting loss of phase in a compressor system
JP6457583B2 (ja) 異常診断装置および異常診断方法
US20180163862A1 (en) Control system for hydraulically powered ac generator
JP2003302421A (ja) 回転数センサの診断装置
CN107852113A (zh) 电力转换装置和电力转换装置的控制方法
CN103206387A (zh) 用于检测离心设备的正确旋转方向的方法及离心设备组件
CN208378989U (zh) 物理气相沉积设备真空泵转子的在线监测***
LOZANOV et al. Capabilities for Diagnostics of Pump System's Electrical Equipment via Frequency Converters
KR101725162B1 (ko) 파워 스티어링 진단 장치
Malla et al. Fault Identification and Protection of Induction Motor Using PLC and SCADA

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant