[发明专利]使用现有的伺服驱动变量进行运动系统健康管理

说明书

运动系统以及该运动系统管理健康的方法，该方法仅使用运动系统的伺服驱动器使用的运动变量来计算运动系统的至少一个健康指示值。该健康指示值用于生成用于维护运动系统的通知。

相关文献的交叉引用

本发明主张于2018年5月17日提交的美国临时专利申请62,672,751的优先权，其以引用方式并入于此。

背景技术

图1中示出了典型的伺服马达驱动器系统100。如图1所示，伺服马达驱动器系统100包括带有位置传感器104(例如编码器)的马达102、包括微处理器和电源电路(未示出)以驱动马达的伺服驱动器106，以及向伺服驱动器发出运动指令的主控制器108。编码器104向伺服驱动器106提供反馈信号，以纠正与预期运动的偏差。

运动指令从主控制器108通过一些通信手段(例如串行或以太网连接)向伺服驱动器106发出。可以从主控制器108向伺服驱动器106发送的运动命令的示例包括(1)以一定的速度和加速度移动到特定的位置，例如，位置A，以及(2)以一定的速度慢跑一定的时间并停止。

典型地，伺服马达驱动器系统的马达连接到移动负载以执行所需动作的传动系统。图2中示出了连接到伺服马达驱动器系统100的马达102的传动系统200的示例。在图示的示例中，传动系统200是一个滚珠丝杠线性致动器，其包括在线性导轨204上用于负载的移动台202，和使移动台位移的丝杠206。马达102通过马达电缆208连接到伺服驱动器106，以接收来自伺服驱动器的驱动信号。编码器104通过编码器电缆210与伺服驱动器106连接，以将反馈信号发送给伺服驱动器。伺服驱动器106与主控制器108通信，以接收来自主控制器的运动指令。包含伺服马达驱动器系统和传动系统的整个系统可以视为一个运动系统。

在伺服马达驱动系统的伺服驱动中，采用闭环伺服算法来执行所需运动。闭环伺服算法的理论和实现是众所周知的，因此，在此不作详细描述。图3说明了闭环伺服算法。如图3所示，在误差检测器308处接收参考输入302和反馈回路306上的反馈信号304，该误差检测器308响应这两个输入产生误差信号310。参考输入302表示受控设备316的目标或期望位置，反馈信号304表示受控设备的实际位置。误差信号310表示目标位置和实际位置之间的位置误差。误差信号310在放大器312处接收，放大器312根据接收到的误差信号产生电流以驱动伺服马达314以减小位置误差。作为回应，伺服马达314相应地使受控设备316移动。

当运动系统在各种循环中执行移动负载的工作时，由于各种原因最终会发生故障。故障的示例包括：(1)由于负载变化导致轴承磨损；(2)由于润滑剂流失或污垢增加导致摩擦力增大；(3)由于高冲击运动导致连杆断裂。

发明内容

运动系统及运动系统的健康管理方法，其仅使用运动系统的伺服驱动器使用的运动变量来计算运动系统的至少一个健康指示值。该健康指示值用于生成维护运动系统的通知。

根据本发明的实施例，具有伺服驱动器的运动系统的管理健康的方法，包含采集伺服驱动器用来响应运动命令驱动运动系统马达的运动变量，仅使用采集到的运动变量计算运动系统的健康指示值，并且响应健康指示值，生成用于维护运动系统的通知。

根据本发明的实施例的运动系统包括马达，以及被配置为驱动马达的伺服驱动器。伺服驱动器包括存储器，以及至少一个处理器，该处理器被配置为采集伺服驱动器用来响应运动命令驱动运动系统马达的运动变量，仅使用采集到的运动变量计算运动系统的健康指示值，并且响应健康指示值，生成用于维护运动系统的通知。

本发明的其他方面和优点将从下面的详细描述中变得明显，结合附图，以本发明的原理为例进行说明。

附图说明

图1为根据现有技术的典型伺服马达驱动系统的方框图。

图2为根据现有技术的伺服马达驱动系统的马达连接的传动系统框图。