本发明涉及对由多个马达驱动装置驱动的一个马达的驱动异常进行诊断的异常诊断装置以及异常诊断方法。
背景技术
在日本特开2005-102409号公报中公开了一种打印装置，该打印装置检测与控制马达的马达驱动装置有关的异常。简单而言，打印装置具备：多个相检测电路，其与多个马达相(a相、*a相、b相、*b相)各自进行连接，具有第一检测电路与第二检测电路，该第一检测电路检测与输出到马达相的脉冲相关的异常的发生，该第二检测电路检测马达相中的过电流的产生；以及逻辑输出单元，其根据来自多个相检测电路的检测结果，进行表示与马达驱动装置有关的异常的逻辑输出。
然而，在日本特开2005-102409号公报中，由于对通过一个马达驱动装置来驱动一个马达时的马达驱动装置有关的异常进行检测，因此并没有考虑对通过多个马达驱动装置来驱动一个马达时的马达的驱动异常进行检测的情况。
技术实现要素：
因此，本发明的目的在于，提供一种能够对由多个马达驱动装置驱动的一个马达的驱动异常进行诊断的异常诊断装置和异常诊断方法。
本发明的第一方式的异常诊断装置对由多个马达驱动装置驱动的一个马达的驱动异常进行诊断，上述多个马达驱动装置根据从数值控制装置指示的位置指令或者速度指令来计算出多个电压指令值，并根据计算出的上述多个电压指令值向上述马达所具有的多个线圈施加电压，由此驱动上述马达，该异常诊断装置具备：指令值差计算部，其计算由上述多个马达驱动装置计算出的多个电压指令值间的差；以及判断部，其在持续预定时间地由上述指令值差计算部计算出的上述差的绝对值超过第一阈值的情况下，判断为异常。
本发明的第二方式的异常诊断方法对由多个马达驱动装置驱动的一个马达的驱动异常进行诊断，上述多个马达驱动装置根据从数值控制装置指示的位置指令或者速度指令来计算出多个电压指令值，并根据计算出的上述多个电压指令值，向上述马达所具有的多个线圈施加电压，由此驱动上述马达，该异常诊断方法包括：指令值差计算步骤，计算由上述多个马达驱动装置计算出的上述多个电压指令值间的差；以及判断步骤，在持续预定时间地在上述指令值差计算步骤中计算出的上述差的绝对值超过第一阈值的情况下，判断为异常。
根据本发明，通过简单的结构，能够对由多个马达驱动装置驱动的一个马达的驱动异常进行诊断。
根据参照附图说明的以下实施方式的说明，会更容易地理解上述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是实施方式的异常诊断系统的概要结构图。
图2是表示图1示出的马达驱动装置的结构的图。
图3是表示图1示出的异常诊断装置的结构的图。
图4是表示图1示出的异常诊断装置的动作的流程图。
图5是表示变形例1中的异常诊断装置的结构的图。
图6是表示图5示出的异常诊断装置的动作的流程图。
具体实施方式
下面，举出优选实施方式并参照附图详细地说明本发明所涉及的异常诊断装置和异常诊断方法。
图1是异常诊断系统10的概要结构图。异常诊断系统10具备数值控制装置12、多个马达驱动装置14、马达16、转速检测部18、电流检测部20以及异常诊断装置22。
此外，在本实施方式中，为了简化说明，将马达驱动装置14的数量设为两个，使用两个马达驱动装置14对一个马达16的旋转进行控制。另外，为了使两个马达驱动装置14相互区分，有时用14a表示一个马达驱动装置14，用14b表示另一个马达驱动装置14。
马达16为同步马达。马达16与两个马达驱动装置14(14a、14b)对应，具有两个u相、v相、w相这三相的线圈(三相线圈)17。有时将与马达驱动装置14a对应的三相的线圈17称为第一线圈(线圈)17a，将与马达驱动装置14b对应的三相的线圈17称为第二线圈(线圈)17b。该第一线圈17a和第二线圈17b被设于马达16的定子上。由此，能够使马达16的输出(旋转力)加大。两个马达驱动装置14(14a、14b)与两个线圈17(17a、17b)经由三相的导线l(l1、l2)连接。此外，在本实施方式中，将马达16设为同步马达，但是也可以是同步马达以外的马达(例如感应马达)。
为了对马达16进行控制，数值控制装置12向两个马达驱动装置14(14a、14b)输出速度指令或者位置指令。在本实施方式中，设为数值控制装置12向两个马达驱动装置14(14a、14b)输出速度指令。以下，用vec表示速度指令。
两个马达驱动装置14(14a、14b)根据速度指令vec向马达16的线圈17(17a、17b)施加电压，由此向第一线圈17a和第二线圈17b供给三相的交流电流。由此，马达16进行旋转(驱动)。马达驱动装置14a经由导线l1向马达16的第一线圈17a供给三相的交流电流，马达驱动装置14b经由导线l2向马达16的第二线圈17b供给三相的交流电流。
转速检测部18是对马达16的转速值(旋转轴的转速值)ved进行检测的传感器。转速检测部18由编码器等构成。电流检测部20被设于各导线l(l1、l2)，对从两个马达驱动装置14(14a、14b)各自向马达16供给的三相的交流电流值id进行检测。有时用20a表示对流过第一线圈17a的三相的交流电流值id(id1)进行检测的电流检测部20，用20b表示对流过第二线圈17b的三相的交流电流值id(id2)进行检测的电流检测部20。
两个马达驱动装置14(14a、14b)使用由转速检测部18检测出的转速值ved以及由电流检测部20(20a、20b)检测出的三相的交流电流值id(id1、id2)对马达16进行反馈控制。
异常诊断装置22对马达16的驱动是正常还是异常进行诊断。作为马达16的驱动为异常的情况，例如存在线圈17为短路(short)的状态下对马达16进行驱动的情况等。例如，若即使第一线圈17a短路而第二线圈17b为正常，则由马达驱动装置14b使马达16进行驱动。然而，由于第一线圈17a的短路而使大电流流过第一线圈17a，马达16有可能烧坏。
异常诊断装置22根据两个马达驱动装置14(14a、14b)基于速度指令vec而生成的两个电压指令值vc，对马达16的驱动是否正常进行诊断。有时将由马达驱动装置14a生成的电压指令值vc称为vc1，将由马达驱动装置14b生成的电压指令值vc称为vc2。此外，在后文中详细说明电压指令值vc(vc1、vc2)的生成。
图2是表示马达驱动装置14a的结构的图。此外，马达驱动装置14b具有与马达驱动装置14a相同的结构，因此代表性地说明马达驱动装置14a。马达驱动装置14a具备转矩指令生成部30、电流指令生成部32、电压指令生成部34以及电力供给部36。
转矩指令生成部30根据从数值控制装置12指示的速度指令vec来生成(计算)转矩指令值tc。转矩指令生成部30使用由转速检测部18检测出的反馈值即转速值ved来生成转矩指令值tc。具体地说，转矩指令生成部30根据速度指令vec与转速值ved的差，计算转矩指令值tc。转矩指令生成部30将生成(计算)的转矩指令值tc输出到电流指令生成部32。
电流指令生成部32根据从转矩指令生成部30发送来的转矩指令值tc来生成(计算)电流指令值ic。电流指令生成部32将生成(计算)的电流指令值ic输出到电压指令生成部34。
电压指令生成部34根据从电流指令生成部32发送来的电流指令值ic来生成(计算)电压指令值vc1。电压指令生成部34使用由电流检测部20a检测出的反馈值即三相的交流电流值(u相、v相、w相的各相的交流电流值)id1来生成电压指令值vc1。
具体地说，电压指令生成部34以由电流检测部20a检测出的三相的交流电流值id1成为与电流指令值ic相应的三相的交流电流的方式生成电压指令值vc1。因此，例如在第一线圈17a短路，第二线圈17b正常的情况下，大电流流过第一线圈17a，因此在马达驱动装置14a中生成的电压指令值vc1成为相对于在马达驱动装置14b中生成的电压指令值vc2偏离了第一阈值th1以上的值。电压指令生成部34将生成(计算)的电压指令值vc1输出到电力供给部36，并且还输出到异常诊断装置22。
电力供给部36是用于驱动马达16的驱动器，例如包括将从电源供给的电流变换为三相的交流电流的逆变电路等。电力供给部36根据电压指令值vc1向马达16的第一线圈17a施加电压，由此向第一线圈17a供给三相的交流电流。由此，使马达16进行驱动。
此外，在马达驱动装置14b的情况下，电压指令生成部34使用由电流检测部20b检测出的反馈值即三相的交流电流值(u相、v相、w相的各相的交流电流值)id2来生成电压指令值vc2。另外，电力供给部36根据电压指令值vc2，向马达16的第二线圈17b供给三相的交流电流。
图3是表示异常诊断装置22的结构的图。异常诊断装置22由具有cpu等处理器和存储介质的计算机构成。异常诊断装置22具备指令值差计算部40、转速获取部42、判断部44、通知部46以及驱动停止部48。
指令值差计算部40计算由两个马达驱动装置14(14a、14b)计算出的两个电压指令值vc(vc1、vc2)间的差vd。差vd通过vd＝vc1-vc2或者vd＝vc2-vc1的关系式来计算。指令值差计算部40将计算出的差vd输出到判断部44。
转速获取部42获取由转速检测部18检测出的马达16的转速值ved。转速获取部42将获取到的转速值ved输出到判断部44。
判断部44包括对时刻进行计时的时钟电路。时钟电路以预定周期使计数值c递增，由此能够对时刻进行计时。判断部44在持续预定时间而由转速检测部18检测出的转速值ved的绝对值超过预定值sv(|ved|>sv)且由指令值差计算部40计算出的差vd的绝对值超过第一阈值th1(|vd|>th1)的情况下，判断为异常。
判断转速值ved的绝对值是否超过预定值sv的理由在于，在电压指令值vc小的情况下，马达16的转速变小，有可能无法正确地进行异常判断。
另外，判断差vd的绝对值是否超过第一阈值th1的理由在于，如上所述，例如在第一线圈17a短路，第二线圈17b正常的状态下，电压指令值vc1和电压指令值vc2偏离第一阈值th1以上。
判断在转速值ved的绝对值超过预定值sv且差vd的绝对值超过第一阈值th1的状态下是否经过预定时间的理由在于，防止异常的错误判断。
当判断部44判断为马达16的驱动为异常时，通知部46和驱动停止部48进行警告处理。
当判断为马达16的驱动为异常时，通知部46作为警告处理而将警告通知给操作员。通知部46也可以具备未图示的显示部，通过在显示部中显示警告来进行通知。另外，通知部46具备未图示的扬声器或者发光部，可以通过声音来通知警告，也可以通过光来通知警告。另外，通知部46也可以使数值控制装置12的显示部显示警告。另外，通知部46可以使用设置于外部的扬声器来通知警告，也可以通过使设置于外部的发光部发光来通知警告。
当判断为马达16的驱动为异常时，驱动停止部48作为警告处理而使两个马达驱动装置14(14a、14b)对马达16的驱动停止。当判断为马达16的驱动为异常时，驱动停止部48通过将紧急停止信号输出到两个马达驱动装置14(14a、14b)，使马达16的驱动停止。当紧急停止信号被发送来时，两个马达驱动装置14(14a、14b)使向马达16的电力供给停止。例如也可以由电压指令生成部34禁止向电力供给部36输出电压指令值vc(vc1、vc2)，来停止向马达16的电力供给。
此外，在本实施方式中，当判断为马达16的驱动为异常时，进行警告的通知和马达16的驱动停止两者，但是也可以仅进行任一个作为警告处理。
接着，按照图4示出的流程图来说明异常诊断装置22的动作。图4示出的动作以预定周期来执行。另外，设为转速检测部18和电流检测部20(20a、20b)以上述预定周期以下的周期对转速值ved和交流电流值id(id1、id2)进行检测。因而，电压指令生成部34以上述预定周期以下的周期来生成电压指令值vc(vc1、vc2)，指令值差计算部40以上述预定周期以下的周期来计算差vd。
在步骤s1中，判断部44判断由转速获取部42获取到的转速值ved的绝对值是否大于预定值sv(|ved|>sv？)。
在步骤s1中判断为转速值ved的绝对值为预定值sv以下时进入到步骤s2。另一方面，在步骤s1中判断为转速值ved的绝对值大于预定值sv时进入到步骤s3。
当进入到步骤s2时，判断部44使计数值c复位(设为c＝0)，结束本动作。
当进入到步骤s3时，判断部44判断由指令值差计算部40计算出的电压指令值vc(vc1、vc2)间的差vd的绝对值是否大于第一阈值th1(|vc1-vc2|>th1？)。
在步骤s3中判断为差vd的绝对值为第一阈值th1以下时，进入到步骤s2。另一方面，在步骤s3中判断为差vd的绝对值大于第一阈值th1时，进入到步骤s4。
当进入到步骤s4时，判断部44使计数值c递增(c＝c+1)。
接着，在步骤s5中，判断部44判断当前的计数值c是否大于预定值c1。也就是说，在步骤s5中，判断在“步骤s1：“是””和“步骤s3：“是””的状态下是否经过预定时间。
在步骤s5中判断为当前的计数值c为预定值c1以下时，结束本动作，当判断为当前的计数值c大于预定值c1时，判断部44判断为马达16的驱动为异常，进入到步骤s6。
当进入到步骤s6时，进行警告处理。具体地说，通知部46向操作员通知警告，并且驱动停止部48使两个马达驱动装置14(14a、14b)对马达16的驱动停止。
这样，异常诊断装置22使用转速值ved以及由两个马达驱动装置14(14a、14b)生成的电压指令值vc(vc1、vc2)，判断马达16的驱动是否异常，因此能够通过简单的结构，对由两个马达驱动装置14(14a、14b)驱动的一个马达16的驱动异常进行诊断。
[变形例]
上述实施方式也可以进行如下变形。
<变形例1>
图5是表示变形例1中的异常诊断装置22a的结构的图。此外，针对与上述实施方式相同的结构附加相同的附图标记并省略其说明。
异常诊断装置22a具备指令值差计算部40、判断部44a、通知部46以及驱动停止部48。另外，电压指令值vc(vc1、vc2)被输入到指令值差计算部40和判断部44a。
判断部44a包括在上述实施方式中说明的对时刻进行计时的时钟电路。判断部44a在持续预定时间而两个电压指令值vc(vc1、vc2)中至少一个的绝对值超过第二阈值th2(|vc1|>th2或者|vc2|>th2)，且由指令值差计算部40计算出的差vd的绝对值超过第一阈值th1(|vd|>th1)情况下，判断为异常。
判断两个电压指令值vc(vc1、vc2)中至少一个的绝对值是否超过第二阈值th2的理由在于，在电压指令值vc小的情况下，马达16的转速变小，有可能无法正确地进行异常判断。
判断差vd的绝对值是否超过第一阈值th1的理由与上述实施方式相同。另外，判断在两个电压指令值vc(vc1、vc2)中至少一个的绝对值超过第二阈值th2且差vd的绝对值超过第一阈值th1的状态下是否经过预定时间的理由在于，防止异常的错误判断。
接着，按照图6示出的流程图来说明异常诊断装置22a的动作。在本变形例1中，图6示出的动作也以预定周期来执行。另外，转速检测部18和电流检测部20(20a、20b)以上述预定周期以下的周期对转速值ved和交流电流值id(id1、id2)进行检测。因而，电压指令生成部34以上述预定周期以下的周期来生成电压指令值vc(vc1、vc2)，指令值差计算部40以上述预定周期以下的周期来计算差vd。
在步骤s11中，判断部44a判断电压指令值vc1的绝对值是否大于第二阈值th2或者电压指令值vc2的绝对值是否大于第二阈值th2(|vc1|>th2？或者|vc2|>th2？)。也就是说，在步骤s11中，判断电压指令值vc1、vc2的至少一个的绝对值是否大于第二阈值th2。
在步骤s11中判断为电压指令值vc1、vc2的绝对值均为第二阈值th2以下时进入到步骤s12。另一方面，在步骤s11中判断为电压指令值vc1、vc2的至少一个的绝对值大于第二阈值th2时进入到步骤s13。
当进入到步骤s12时，判断部44a使计数值c复位(设为c＝0)，结束本动作。
当进入到步骤s13时，判断部44a判断由指令值差计算部40计算出的电压指令值vc(vc1、vc2)间的差vd的绝对值是否大于第一阈值th1(|vc1-vc2|>th1？)。
在步骤s13中判断为差vd的绝对值为第一阈值th1以下时，进入到步骤s12。另一方面，在步骤s13中判断为差vd的绝对值大于第一阈值th1时，进入到步骤s14。
当进入到步骤s14时，判断部44a使计数值c递增(c＝c+1)。
接着，在步骤s15中，判断部44a判断当前的计数值c是否大于预定值c1。也就是说，在步骤s15中，判断在“步骤s11：“是””和“步骤s13：“是””的状态下是否经过预定时间。
在步骤s15中判断为当前的计数值c为预定值c1以下时，结束本动作，当判断为当前的计数值c大于预定值c1时，判断部44a判断为马达16的驱动为异常而进入到步骤s16。
当进入到步骤s16时，进行警告处理。具体地说，通知部46向操作员通知警告，并且驱动停止部48使两个马达驱动装置14(14a、14b)对马达16的驱动停止。
这样，异常诊断装置22a使用由两个马达驱动装置14(14a、14b)生成的电压指令值vc(vc1、vc2)，判断马达16的驱动是否为异常，因此能够通过简单的结构对由两个马达驱动装置14(14a、14b)驱动的一个马达16的驱动异常进行诊断。
<变形例2>
在上述实施方式和变形例1中，与数值控制装置12、马达驱动装置14分开地设置了异常诊断装置22(22a)，但是异常诊断装置22(22a)也可以是数值控制装置12。也就是说，也可以将异常诊断装置22(22a)设置于数值控制装置12中。由此，不需要另行设置异常诊断装置22(22a)，成本降低。
另外，异常诊断装置22(22a)也可以是马达驱动装置14。也就是说，也可以将异常诊断装置22(22a)设置于马达驱动装置14中。在该情况下，可以将异常诊断装置22(22a)设置于多个马达驱动装置14中的至少一个中，也可以将异常诊断装置22(22a)设置于多个马达驱动装置14的全部中。由此，不需要另行设置异常诊断装置22(22a)，成本降低，并且能够迅速地进行异常诊断。
<变形例3>
判断部44(44a)也可以仅在持续预定时间而差vd的绝对值超过第一阈值th1的情况下判断为异常。在该情况下，不需要图4的步骤s1的动作或者图6的步骤s11的动作，首先进行步骤s3或者步骤s13的动作。
<变形例4>
在图4的流程图中，设为在“步骤s1：“是””和“步骤s3：“是””的状态下经过预定时间的情况下，进入到步骤s6，但是也可以在步骤s1：“是”而步骤s3：“是”的时间点进入到步骤s6。同样地，在图6的流程图中，设为在“步骤s11：“是””和“步骤s13：“是””的状态下经过预定时间的情况下，进入到步骤s16，但是也可以在步骤s11：“是”而步骤s13：“是”的时间点进入到步骤s16。
<变形例5>
在上述实施方式和变形例1～4中，设为数值控制装置12向两个马达驱动装置14(14a、14b)输出速度指令vec，但是也可以仅向任一个马达驱动装置14输出速度指令vec。此外，在变形例5的说明中，将被输入速度指令vec的马达驱动装置14设为14a，将未被输入速度指令vec的马达驱动装置14设为14b。
而且，马达驱动装置14a将根据速度指令vec生成的转矩指令值tc或者根据转矩指令值tc生成的电流指令值ic输出到马达驱动装置14b。在向马达驱动装置14b输入转矩指令值tc的情况下，马达驱动装置14b的电流指令生成部32根据被输入的转矩指令值tc来生成电流指令值ic。另外，在向马达驱动装置14b输入电流指令值ic的情况下，马达驱动装置14b的电压指令生成部34根据被输入的电流指令值ic和作为反馈值的交流电流值id2来生成电压指令值vc2。
〔从实施方式得到的技术思想〕
以下，记载能够从上述实施方式和变形例1～5中掌握的技术思想。
异常诊断装置22、22a对由多个马达驱动装置14驱动的一个马达16的驱动异常进行诊断。多个马达驱动装置14根据从数值控制装置12指示的位置指令或者速度指令来计算多个电压指令值vc，根据计算出的多个电压指令值vc向马达16所具有的多个线圈17施加电压，由此驱动马达16。异常诊断装置22、22a具备：指令值差计算部40，其计算由多个马达驱动装置14计算出的上述多个电压指令值vc间的差vd；以及判断部44、44a，其在持续预定时间而由指令值差计算部40计算出的差vd的绝对值超过第一阈值th1的情况下，判断为异常。
由此，能够通过简单的结构，对由多个马达驱动装置14驱动的一个马达16的驱动异常(例如由线圈17的短路等引起的驱动异常)进行诊断。
异常诊断装置22也可以具备获取马达16的转速值ved的转速获取部42。判断部44也可以在持续预定时间而转速值ved的绝对值超过预定值sv且差vd的绝对值超过第一阈值th1的情况下，判断为异常。由此，能够通过简单的结构，对由多个马达驱动装置14驱动的一个马达16的驱动异常进行诊断。另外，在马达16并未旋转的情况下等不进行异常诊断，因此能够防止无用地进行异常诊断。
判断部44a也可以在持续预定时间而多个电压指令值vc中至少一个的绝对值超过第二阈值th2且差vd的绝对值超过第一阈值th1的情况下，判断为异常。由此，能够通过简单的结构，对由多个马达驱动装置14驱动的一个马达16的驱动异常进行诊断。另外，在未将马达16驱动的情况下等不进行异常诊断，因此能够防止无用地进行异常诊断。
异常诊断装置22、22a也可以具备通知部46，该通知部46当由判断部44、44a判断为异常时通知警告。由此，操作员能够识别马达16的驱动异常。
异常诊断装置22、22a也可以具备驱动停止部48，该驱动停止部48当由判断部44、44a判断为异常时，使多个马达驱动装置14对马达16的驱动停止。由此，能够防止由马达16的驱动异常而引起马达16损坏。
异常诊断装置22、22a也可以被设于马达驱动装置14中。由此，不需要另行设置异常诊断装置22、22a，成本降低，并且能够迅速地进行异常诊断。