制动器监测的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对制动器进行监测，并且特别涉及对电磁制动器进行监测。
【背景技术】
[0002]起重装置中使用的制动器在经济性和安全性两方面对起重装置的运行是关键性的。制动器失灵可能会导致负载掉落，从而可能损坏起重装置的其他部分，并且在附近工作的人有受伤的风险。
[0003]起重装置中使用的制动器是传统的盘式制动器，在该盘式制动器中，与电动机轴一起旋转的盘状摩擦材料压在锚板与摩擦板之间并发生减速。
[0004]在减速期间摩擦表面磨损。如果摩擦表面耗尽，则制动器的制动效果显著下降并且制动器不再能够如所设计的那样运行。因此，制动器失灵。
[0005]制动器的状况通常通过用卡尺测量摩擦表面的厚度来手动监测。为了能够测量摩擦表面，因此需要拆卸可能的制动器外壳，并且在测量以及可能需要的制动器维护之后，需要再次闭合外壳。制动器监测因此需要耗时且易出错的体力劳动。另外，在其中制动器处于高处的起重装置中(如在港口起重机中那样)，存在着维护人员可能落下的风险，并且将这考虑在内可能会进一步增加执行维护所需的时间。
[0006]在检查起重装置的制动器期间，制动器被安装于其中的生产机器不能用于其常规工作。举例来说，处于制动器维护中的港口起重机在制动器检查期间被停用。然而，从经济方面来说，像港口起重机之类的昂贵设备的停机时间应保持尽可能少且短。因此，合乎期望的是，生产机器运行的中断尽可能短。通过安排生产中断的时间，缩短停机时间是可能的，因为可以更好地计划维护工作。
[0007]在安全性方面，起重装置制动器的磨损会通过增加制动器失灵的概率而引起风险，如果起重装置或其部件损坏或起重装置附近的人被伤害、或者对生产线或其他财产造成损害，这可能会造成经济损失。例如，如果制动器没有啮合，则起重装置的负载可能会掉落。在另一示例中，如果制动器不释放，则起重装置的电动机可能会逆着制动器运行并且制动器可能会过热甚至爆炸。逆着制动器运行是指在制动器被啮合时正常关闭电动机时，在制动器啮合的状态下运行电动机。逆着制动器运行可能发生在当制动器已经被啮合后电动机继续运行时制动器的正常使用期间。
[0008]若干个制动器通常在起重装置中被使用以停止正在处理的负载并将其保持就位。在起重装置中，负载可以以许多不同的移动方向移动。举例来说，在港口起重机中，集装箱可使用连接到集装箱的各角的四根绳索来升降。每根绳索的电动机可以被分别减速，这意味着需要对应于电动机数量的制动器数量，举例来说是四个。在另一示例中，在桥式起重机中，负载借助小车(carriage)、桥(bridge)和升降机(hoist)在它们允许的移动方向上被移动。因此，利用起重装置对负载的安全移动可能需要移动负载的若干个制动器是状况良好的。由于起重装置中的制动器的数量和/或起重装置的尺寸，若干个制动器的维护是挑战性的。维护的挑战性会由于制动器的差异而进一步增加，制动器的差异可能是由于制动器型号的不同(例如，当这些制动器源自不同的制造商或者是相同制造商的不同型号时)。通常，同一制造商的制动器可能彼此在尺寸和/或电源电压方面不同。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是提供一种方法、装置、计算机程序产品和设备以解决上述问题。本发明的目的是通过特征在于独立权利要求中所述内容的方法、装置、计算机程序产品和设备来实现的。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。
[0010]根据一个方面，配置了一种用于监测制动器的方法，所述制动器包括:第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述方法包括:确定当制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时制动器的电流，确定处于打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流，将制动器的状况确定为当制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
[0011]根据另一方面，配置了一种用于监测电磁制动器的装置，所述制动器包括:第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述装置布置成:确定当制动表面开始从闭合状态移动到打开状态时制动器的电流，确定处于打开状态中的制动器的磁化部件的最大电流，将制动器的状况确定为当制动表面开始移动时测量的电流与所述最大电流的电流比。
[0012]根据另一方面，配置了一种包括程序指令的计算机程序产品，所述程序指令在被下载到装置中时使所述装置执行根据任一方面的方法。
[0013]根据另一方面，配置了一种包括用于执行根据任一方面的方法的部件的装置。
[0014]根据另一方面，配置了一种包括根据任一方面的装置的设备。
[0015]根据另一方面，配置了一种用于更新起重装置的方法，所述起重装置包括电磁制动器，该电磁制动器包括:第一和第二制动表面；以及磁化部件，其响应于供应给所述磁化部件的电流而布置成生成磁场，该磁场布置成将制动表面从闭合状态移动到打开状态，在所述闭合状态中制动表面彼此连接，在所述打开状态中制动表面彼此分开；所述方法包括:将根据任一方面的装置安装到电磁制动器。
[0016]某些实施例可以促进监测若干个不同的制动器以及促进确定它们的状况和/或维护需求。可以为不同的制动器设定电流比的相同阈值，这会简化若干个不同的制动器的监测。通过这种方式，使用不同制动器的装置可以保持处于生产中更长时间，这也意味着节约维护成本。另外的优点和/或益处在以下更详细描述不同实施例的描述中公开。
【附图说明】
[0017]本发明现将结合优选实施例并参考附图来更详细地描述，在附图中:
[0018]图1示出安装到起重装置的电动机并且可以根据本实施例来监测的制动器的分解视图；
[0019]图2a和2b示出处于其不同状态的根据实施例的制动器；
[0020]图3a和3b示出根据某些实施例的用于监测制动器的状况的装置；
[0021]图4a示出具有根据实施例来监测的电磁制动器的起重装置；
[0022]图4b示出具有根据实施例来监测的电磁制动器的起重装置；
[0023]图5示出用于监测制动器的操作框图；
[0024]图6示出根据实施例的用于监测制动器的状况的方法；
[0025]图7a示出根据实施例，作为时间的函数的从电磁制动器的磁化部件测量的不同电流以及所测量电流的时间导数；
[0026]图7b示出借助从电磁制动器的磁化部件测量的电流以及为该制动器计算的电流比而得出的电磁制动器的状况；
[0027]图7c示出根据实施例，从两个不同的制动器测量的作为时间的函数的制动器的电流比的变化；
[0028]图8a示出当从具有电流增能器(current booster)的电路向磁化部件供应电流时，利用电磁制动器的磁化部件测量的电流；
[0029]图8b示出具有功率增能器(power booster)的电磁制动器的电源电路；
[0030]图9示出基于温度的制动器的最大电流电平的变化；
[0031]图1Oa示出在制动器正常执行时制动器的释放电流的偏差；并且
[0032]图1Ob示出在制动器失灵时制动器的释放电流的偏差。
【具体实施方式】
[0033]下文描述制动器的监测。通过监测制动器的状况，获得关于制动器的状况的信息是可能的。通过这种方式，制动器的维护工作可以在制动器出现失灵并出故障之前进行安排。
[0034]本发明特别适合用于监测电磁盘式制动器的状况。根据本发明，实施固定地安装的监测方法和装置是可能的，并且基于所述方法和装置，例如构建用于维护人员的便携式监测装置也是可能的。本发明能够指示制动器的磨损和/或失灵。
[0035]当检测到制动器的状况已恶化时，对制动器实施预测性维护是可能的。预测性维护是基于装置的实际状况的维护方法。装置或其组件的状况通过随着部件的磨损而变化的变量来测量。为测量变量定义限值，装置在所述限值内以期望的方式工作，并且当超过该限值时，将要维修或替换部件。
[0036]在以下描述中，电流比指的是在不同时间从电磁制动器的磁化部件测量的电流的比率。电流可以在各制动表面从它们的闭合状态开始移动到它们的打开状态时进行测量，并且直到打开状态中磁化部件的最大电流。电流比在移动开始时从所测量的电流与最大电流之间的比率来获得。
[0037]图1示出安装到起重装置的电动机并可根据本实施例来监测的电磁制动器的分解视图。图1示出用安装于其中的制动器结构来减速的电动机102。制动器结构包括制动盘106、摩擦板104和制动器框架108。举例来说，锚板112用螺钉114固定到制动器框架108。制动器结构还包括风扇116和风扇外壳118。制动器结构可以被安装在电动机102中的电动机轴103上。制动器外壳可以延伸以保护风扇和制动器结构这两者。
[0038]在典型的电磁制动器中，摩擦板用作当制动器被按压闭合时的对抗件(counter-piece)。当使用制动器时摩擦板的移动较小，或者摩擦板根本不移动。制动盘包含摩擦表面并且被连接到电动机轴。通过这种方式，当制动器在打开状态时，制动盘与电动机一起转动，并且当制动器在闭合状态时，制动盘阻止轴转动。在上述的典型操作中，假设制动器处于良好状态并且没有问题地运行。
[0039]制动器的锚板抵靠制动器框架。在闭合状态下，弹簧将锚板压向制动盘和摩擦板。当辊(roll)将锚板向制动器框架牵拉时，制动器被释放，从而允许制动盘在打开状态下自由转动。
[0040]当制动器被安装在电动机轴上时，制动器的各制动表面中的至少一个(例如制动盘)可以被安装成与电动机轴一起转动。当用图1的制动器制动时，各制动表面相互挤压，从而使制动盘106被压在摩擦板104与锚板112之间。压缩力可以通过弹簧来实现，例如如图2a和2b中的弹簧214和216所示。
[0041]图2a和2b示出处于其不同状态中的根据实施例的制动器。制动器的状态可以从其制动表面的状态确定。图2a示出在制动器