[发明专利]具有异常检测功能的制动器驱动控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有在机器人动作过程中也能够检测制动异常的异常检测功能的制动控制装置。

背景技术

在用于控制机器人的各轴的伺服电动机中，安装有电磁制动器。电磁制动器用于在伺服电动机的紧急停止中保持机器人的姿势，并且用于缩短伺服电动机紧急停止时的堕走距离。

近年来，为了实现机器人的节能化，在机器人在动作中暂时停止时，也积极地使电磁制动器有效，不需要用于机器人姿势保持的电力。

这样，当机器人在动作中暂时停止时，在进行了电磁制动器的接通/断开的情况下，电磁制动器的接通/断开次数异常增大，当在继电器等的触点电路中形成制动器驱动控制电路时，制动器驱动控制电路立即达到寿命。因此，为了在机器人在动作中暂时停止时也能够实现进行电磁制动器的接通/断开这样的高频率开闭，制动器驱动控制电路需要由半导体构成。

然而，半导体电路可能会发生暂时的过电压或短路等事故、或偶发的部件不良导致的输出的短路故障。并且，假设在输出发生了短路故障的情况下，在机器人紧急停止中开放了制动器(使制动器为非动作状态)，是不能保持机器人姿势的非常危险情况。因此，必须检测出制动器电路的单一故障，并需要在故障状态下也使制动器正常动作。

在这样的背景下，日本特开2006-123118号公报中公开了，如图1A所示的能够进行制动器电路的半导体故障的检测的制动器驱动控制电路10。在日本特开2006-123118号公报公开的制动器驱动控制电路10中，具备2个半导体开关元件Tr1和Tr2、并联连接了浪涌吸收器SA的制动器B以及检测电路D而形成。2个半导体开关元件Tr1和Tr2经由检测电路D而串联连接在电源与接地线(0V)之间，检测电路D的与2个半导体开关元件Tr1和Tr2的连接点C1、C2连接到制动器B的两端。2个半导体开关元件Tr1和Tr2被输入制动信号BS1、BS2而接通。此外，检测电路D例如由光耦合器构成，并在向制动器B施加了电压时输出检测信号DS。

图1B表示2个半导体开关元件Tr1和Tr2正常时的检测电路D的动作。在检查期间，仅向2个半导体开关元件Tr1和Tr2的一方输入高电平的制动信号BS1或BS2。这时，由于另一方的半导体开关元件断开因此检测电路D中不流过电流，且不从检测电路D输出检测信号DS。此外，在使制动器进行开放动作(图中记载为制动器开放)时，向2个半导体开关元件Tr1和Tr2同时输入高电平的制动信号BS1、BS2。这时，由于2个半导体开关元件Tr1和Tr2同时接通，因此检测电路D中流过电流，并从检测电路D输出高电平的检测信号DS。

图1C表示2个半导体开关元件Tr1和Tr2的一方，例如开关元件Tr1发生了短路的异常时的检测电路D的动作。在检查期间，在仅向半导体开关元件Tr1输入了制动信号BS1时，由于半导体开关元件Tr2正常地断开，因此检测电路D中不流过电流，且不从检测电路D输出检测信号DS。另一方面，在仅向半导体开关元件Tr2输入了制动信号BS2时，如果半导体开关元件Tr1正常则断开，因此检测电路D中不流过电流，然而在半导体开关元件Tr1异常时在检测电路D中流过电流。

通过该结构，在2个半导体开关元件Tr1和Tr2中的一个发生故障而短路的情况下，由于检查期间在检测电路D中流过电流，因此能够使警报发生而通知半导体开关元件Tr1、Tr2的异常，并遮断制动器驱动控制电路10的通电。当遮断制动器驱动控制电路10的通电时，制动器B中无电流流过，制动器B成为动作后的状态。这样，在日本特开2006-123118号公报的技术中，能够防止在开关控制单元的单一故障下制动器无法进行闭锁动作，并能够提高对制动器进行驱动控制时的安全性。

但是，日本特开2006-123118号公报公开的制动器驱动控制电路10的制动器电路的故障检查，如图1B所示，就在制动器动作要开放之前的检查期间中进行一次，在之后的运转中无法进行动作确认。因此，为了再次进行制动器电路的检查，需要停止机器人的动作，并断开制动器驱动控制电路10的通电。在长时间未进行制动器的检查的情况下，单一故障可能会变为双重故障，存在制动器不能正常动作的危险性。在要求制动器驱动控制电路10高的可靠性的情况下、在需要机器人的长时间连续运转的情况下，需要在机器人动作中进行制动器驱动控制电路10的检查，然而，在日本特开2006-123118号公报公开的制动器驱动控制电路10中存在无法进行这样的检查的课题。

发明内容