CN106052935B - 一种电机抱闸***制动失效的检测方法 - Google Patents

一种电机抱闸***制动失效的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种电机抱闸制动失效的检测方法，该检测方法控制电机抱闸使其处于制动状态，逐步减小转矩指令值，同时记录位置误差的变化，如果某一时刻位置误差超过设定阈值，则置位电机抱闸失效标志并记录当前位置值，同时切换驱动器至位置模式，检测过程结束，由此确定电机抱闸制动失效的位置，该检测方法既保证了电机抱闸失效检测的全面性，又保证了检测过程中负载的安全性。

Description

一种电机抱闸***制动失效的检测方法
技术领域
本发明涉及伺服电机领域，具体的涉及一种电机抱闸***检测领域。
背景技术
伺服电机（servo motor）是指在伺服***中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制***中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
然而，在有重力负载的伺服***中，为了防止机械部件不因重力而发生移动，通常会选用带抱闸的电机作为驱动电机。
静止情况下，当电机不出力时，伺服驱动器通过控制使电机抱闸处于制动状态以防止机械部件的下垂。目前常见的做法有以下两种：一种做法是伺服驱动器直接控制电机抱闸，如图1所示；另一种做法是伺服驱动器通过控制外部抱闸辅助电路间接控制电机抱闸，如图2所示。
上述两种做法的共同点就是，抱闸控制电路常采用数字输出电路的方式进行控制，即通过闭合或断开（以0或1的数字信号为例）电机抱闸回路来释放或制动电机。但是，这种数字输出电路属于开环控制，并不对电机抱闸的实际状态进行闭环控制，正因为不是闭环控制，缺少相应的反馈信息，所以现有技术中电机抱闸控制电路、或者外部抱闸辅助电路、或者电机抱闸出现异常时，尤其是制动回路出现异常时，会导致伺服***将面临安全问题（比如重物跌落）。
发明内容
针对现有技术中的这些缺点，本发明的目的在于提供了一种电机抱闸***制动失效的检测方法。该方法不仅可以检测电机抱闸***的制动有效性，而且当检测到制动失效时，还可以确保伺服***处于安全状态。
其中，一种电机抱闸制动失效的检测方法，在电机停转后，记录当前电机转矩TL，然后切换至转矩模式，设定转矩指令值等于TL，控制电机抱闸使其处于制动状态，逐步减小转矩指令值，同时记录位置误差的变化，如果某一时刻位置误差超过设定阈值，则置位电机抱闸失效标志并记录当前位置值PL，同时切换驱动器至位置模式，位置指令值等于PL，检测过程结束；
优选地，控制电机抱闸使其处于制动状态时，开启检测定时器，在检测定时器计时到之前，逐步减小转矩指令值；
优选地，如果检测所述定时器计时结束，位置误差始终未超出设定阈值，则认为电机抱闸制动有效，同时切断电机动力，检测过程结束。
本发明的优点在于克服了现有技术中电机抱闸***开环控制的弊端，同时在确保检测电机抱闸***是否失效的同时，及时切换到位置模式确保重物负载不坠落，能够确保电机抱闸的安全性，不会测试过程中在某个位置上因电机抱闸制动失效时而发生安全事故，既保证了电机抱闸检测的全面性，又保证了检测的安全性。
附图说明
图1 现有技术中伺服电机抱闸一种示意图
图2 现有技术中伺服电机抱闸另一种示意图
图3 本发明的电机抱闸***制动失效测试的流程示意图
具体实施方式
结合具体实施例对本发明进行具体说明如下：
本发明中测试电机抱闸***失效与否的方法为:当伺服***需要停机时，伺服驱动器先切换至速度模式，控制电机停下来，等电机停下来后，记录当前电机转矩TL，然后切换驱动器至转矩模式，转矩指令值等于TL。接着控制电机抱闸使其处于制动状态，并开启检测定时器。在检测定时器计时到之前，逐步减小转矩指令值，同时实时记录位置误差的变化情况，根据位置误差的变化情况决定之后是否继续减小转矩指令值，由此形成闭环控制。
如果某一时刻位置误差超过设定阈值，则置位电机抱闸失效标志并记录当前位置值PL，同时切换驱动器至位置模式，位置指令值等于PL，检测过程结束；
如果检测定时器计时到时，位置误差始终未超出设定阈值，则认为电机抱闸制动有效，同时切断电机动力，检测过程结束。
上述检测手段中，由于在检测过程中逐步减小转矩指令值，因此，能够检测到电机在每个位置处是否出现抱闸制动失效，从而保证了对目标电机抱闸***检测的全面性，与此同时，在抱闸失效时切会换至位置模式，从而能够保证在失效的情况下，仍然能够确保抱闸制动，防止发生安全事故。
这一检测手段克服了现有技术中电机抱闸***开环控制的弊端，同时在确保检测电机抱闸***是否失效的同时，及时切换到位置模式确保重物负载不坠落，能够确保电机抱闸的安全性，不会测试过程中在某个位置上因电机抱闸制动失效时而发生安全事故，既保证了电机抱闸检测的全面性，又保证了检测的安全性。
图3为本发明的电机抱闸***制动失效测试的具体实施流程示意图，步骤如下：
S1：清除电机抱闸制动失效的标志；
S2：伺服驱动器接收到测试开始的停机指令；
S3：伺服驱动器切换至速度模式，并将速度指令设置速度为零；
S4：判断电机是否静止，若已静止，则继续步骤S5，若未静止，回到步骤S3；
S5：记录当前电机转矩TL；
S6：将伺服驱动器切换至转矩模式，并设置转矩指令值为TL；
S7：命令电机抱闸制动，同时开启定时器计时；
S8：检测电机抱闸失效标志是否被置位，若没有被置位，则跳转到步骤S10，若已经被置位，则继续步骤S9；
S9：伺服驱动器切换至位置模式，设置位置指令值为PL，跳转至步骤S16；
S10：检测定时器计时是否结束，若是，则跳转到步骤S15，若否，则跳转至步骤S11；
S11：逐步减小转矩指令值；
S12：检测电机位置误差是否超过设定阈值，若否，则跳转至步骤S8，若是，则继续步骤S13；
S13：置位电机抱闸失效标志；
S14：记录当前电机位置，并跳转至步骤S8；
S15：切断电机动力；
S16：检测结束；
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种电机抱闸制动失效的检测方法，其特征在于：在电机停转后，记录当前电机转矩TL，然后伺服驱动器切换至转矩模式，设定转矩指令值等于TL，控制电机抱闸使其处于制动状态，逐步减小转矩指令值，同时记录位置误差的变化，如果某一时刻位置误差超过设定阈值，则置位电机抱闸失效标志并记录当前位置值PL，同时切换伺服驱动器至位置模式，位置指令值等于PL，检测过程结束。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：控制电机抱闸使其处于制动状态时，开启检测定时器，在检测定时器计时到之前，逐步减小转矩指令值。
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于：如果检测所述定时器计时结束，位置误差始终未超出设定阈值，则认为电机抱闸制动有效，同时切断电机动力，检测过程结束。
4.一种电机抱闸制动失效的检测方法，其特征在于：该检测方法的步骤如下，S1：清除电机抱闸制动失效的标志；S2：伺服驱动器接收到测试开始的停机指令；S3：伺服驱动器切换至速度模式，并将速度指令设置速度为零；S4：判断电机是否静止，若已静止，则继续步骤S5，若未静止，回到步骤S3；S5：记录当前电机转矩TL；S6：将伺服驱动器切换至转矩模式，并设置转矩指令值为TL；S7：命令电机抱闸制动，同时开启定时器计时；S8：检测电机抱闸失效标志是否被置位，若没有被置位，则跳转到步骤S10，若已经被置位，则继续步骤S9；S9：伺服驱动器切换至位置模式，设置位置指令值为PL，跳转至步骤S16；S10：检测定时器计时是否结束，若是，则跳转到步骤S15，若否，则跳转至步骤S11；S11：逐步减小转矩指令值；S12：检测电机位置误差是否超过设定阈值，若否，则跳转至步骤S8，若是，则继续步骤S13；S13：置位电机抱闸失效标志；S14：记录当前电机位置，并跳转至步骤S8；S15：切断电机动力；S16：检测结束。
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