检查制动装置的制动检查装置以及数值控制装置的制作方法

本发明涉及一种检查制动装置的制动检查装置以及数值控制装置。

背景技术：

例如在驱动工业用机器人、机床等机械中的电动机的电动机驱动装置中，为了对电动机进行制动，或固定电动机使其不旋转，通过摩擦力进行制动的机械式制动装置(以下，有时只称为“制动装置”)被广泛使用。在这样的制动装置中，电枢和端板之间配置有摩擦板，通过借助弹簧的弹力将电枢按压在与电动机轴相连接的摩擦板上来对电动机进行制动，并通过使制动线圈电流流过制动线圈而产生的电磁力将电枢与摩擦板分离，从而解除对电动机的制动。

例如，如日本特开2005-54843号公报中所述，已知一种制动装置，其具有：对电动机或使用电动机的机械进行制动的制动部；控制该制动部的制动控制部；以及制动状态监视部，该制动装置的特征在于，通过上述制动控制部向制动部发送锁定信号，通过上述制动状态监视部监视从电动机反馈的电动机的状态信号，并根据该电动机的状态信号推定制动状态，当检测到异常时产生警告或警报。

例如，如日本特开平9-30750号公报中所述，已知一种电梯的制动特性评价装置，该电梯具备：缠绕有用于悬挂轿厢和配重的主吊索的滑轮；驱动该滑轮以使上述轿厢上下移动的电动机；通过制动弹簧的弹力将制动靴压接到制动鼓上以将制动力施加到上述电动机的旋转轴上的鼓式制动器；以及对上述电动机的旋转动作和上述鼓式制动器的制动动作进行控制的控制装置，该制动特性评价装置的特征在于，具有：检测电梯速度的速度检测单元；执行使电梯以预定速度移动后，运行上述鼓式制动器以将制动力作用于上述电动机的旋转轴上，并使电梯停止的维护行驶运转的维护行驶运转单元；在电梯通过该维护行驶运转单元进行维护行驶运转的过程中，随时存储由上述速度检测单元检测到的电梯速度的速度存储单元；读出该速度存储单元存储的电梯速度并运算速度微分即减速度的减速度运算单元；用于检测该减速度运算单元运算出的减速度的变化点的变化点检测单元；将该变化点检测单元检测到的减速度的变化点之间的时间间隔的值或上述减速度运算单元运算出的减速度的值与预先设定的标准值进行比较，来判定电梯的制动特性的制动特性判定单元。

例如，如日本特开2012-55981号公报中所述，已知一种用于控制机器人的机器人控制装置，该机器人具备伺服电动机、用于检测上述伺服电动机的旋转角度的角度传感器以及用于停止上述伺服电动机的机械制动器，该机器人控制装置具备：从上述角度传感器取得上述旋转角度，并根据所取得的该旋转角度来反馈控制上述伺服电动机的驱动的驱动控制部；根据上述伺服电动机的电气变量，推定上述伺服电动机的旋转速度的推定部；检测上述角度传感器有无异常的异常检测部；用于控制动态制动器对上述伺服电动机的动作的动力制动控制部；以及当在检测到上述角度传感器的异常的情况下，假设在推定出的上述旋转速度下运行了上述动态制动器时由该动态制动器产生的制动转矩和假设运行了上述机械制动器时由该机械制动器产生的制动转矩的总转矩值超过预定的转矩上限值时，执行不运行上述机械制动器而运行上述动态制动器的第一制动处理，当上述总转矩值为上述转矩上限值以下时，执行运行上述动态制动器和上述机械制动器的第二制动处理的异常停止控制部。

例如，如日本特开2012-135087号公报中所述，已知一种电动机控制装置，其特征在于，具备：根据交流电动机的旋转速度指令信号和旋转速度检测信号，生成转矩电流指令的速度调整器；根据所生成的转矩电流指令，控制供给到上述交流电动机的转矩电流的转矩电流调整器；根据上述转矩电流指令运算推定转矩电流的转矩电流换算增益部；根据上述交流电动机的旋转速度检测信号运算推定加速/减速转矩电流的加速/减速电流换算增益部；将从上述推定转矩电流中减去上述推定加速/减速转矩电流而得到的推定干扰负荷转矩电流乘以滤波处理和干扰负荷转矩电流指令换算增益，并生成推定干扰负荷转矩电流指令的干扰负荷转矩观测器增益部；以及限制上述干扰负荷转矩观测器增益部的输出变化率的限制器，将由上述限制器限制的上述干扰负荷转矩观测器增益部输出与上述转矩指令相加。

由于在通过摩擦力进行制动的机械式制动装置中，通过将电枢按压在摩擦板上来对电动机进行制动，因此，随着制动装置运转时间的经过(运转次数的增加)，电枢和摩擦板逐渐磨损，从而导致电动机的制动转矩降低，最终耗尽寿命。

如果继续使用制动转矩降低至作为确保制动性能的指标的下限值以下的制动装置的话，将会导致设有制动装置的工业用机器人、机床等机械停止，或者由该机械制造出的产品不合格，甚至存在导致更严重事故的危险性。此外，有时会在设有制动装置的机械的保护电路的作用下，使机械报警停止(紧急停止)。这种报警停止需要进行紧急修理工作，这也是机械运转率下降的重要原因。因此，为了能够避免突发性的报警停止，期望有一种技术能够把握制动转矩的下降倾向。

另一方面，制动装置的使用环境也对制动转矩有很大影响。例如，制动装置内的电枢与摩擦板之间或端板与摩擦板之间有异物侵入，也会导致制动转矩下降。举一个具体例子来讲，在用于使设置于切削加工机上的电动机停止的制动装置中，有时会因切削液侵入到电枢与摩擦板之间或端板与摩擦板之间而导致制动转矩下降。这样，由于在电枢、摩擦板以及端板的磨损之外也存在制动转矩下降的原因，因此不容易把握制动装置的制动转矩的下降倾向。

技术实现要素：

因此，期望有一种能够可靠且容易地把握通过摩擦力进行制动的机械式制动装置的制动转矩下降倾向的制动检查装置。

本发明的一个方式涉及一种检查制动装置的制动检查装置，上述制动装置通过借助弹簧的弹力将电枢按压在与电动机轴相连接的摩擦板上来对电动机施加制动，并通过使制动线圈电流流过制动线圈而产生的电磁力将电枢从与摩擦板分离来解除对电动机的制动，上述制动检查装置具备：指令部，其在检查模式中，指示制动装置对电动机施加制动，并指示电动机电流供给部以预定的步长逐渐增大供给到电动机的电动机电流；制动转矩测定部，其在基于指令部的指令逐渐增大了从电动机电流供给部供给的电动机电流时，测定电动机刚开始旋转之前的制动转矩；制动转矩下降曲线计算部，其根据在不同时期设置的多个检查模式中由制动转矩测定部测定的多个制动转矩，计算表示经过时间与制动转矩之间的关系的制动转矩下降曲线。

此外，在本发明的一个方式中，机床的数值控制装置具备上述制动检查装置。

附图说明

通过参照以下附图，能够更加明确地理解本发明。

图1是表示本发明的一个实施方式的制动检查装置以及数值控制装置的结构的概要图。

图2a和图2b是表示通过摩擦力进行制动的机械式制动装置的结构的截面图。

图3是表示本发明的一个实施方式的制动检查装置的动作流程的流程图。

图4是对本发明的一个实施方式中由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。

图5是对本发明的一个实施方式中，考虑到切削加工机的切削液对制动装置的侵入量的由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。

图6a是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图，其表示未发生密封件劣化的情况。

图6b是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图，其表示密封件在时刻t5被破坏的情况。

图6c是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图，其表示密封件在时刻t6开始逐渐劣化并在时刻t7被完全破坏的情况。

图6d是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图，其表示新造的壳体刚开始使用之后密封件逐渐开始劣化并在时刻t8被完全破坏的情况。

图6e是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图，其表示壳体在新造时从一开始就没有密封性的情况。

图7是对本发明的一个实施方式中，考虑到收纳制动装置的壳体的密封性的由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。

具体实施方式

参照以下附图，对用于检查通过摩擦力进行制动的机械式制动装置的制动检查装置以及数值控制装置进行说明。为了便于理解，对这些附图的比例尺进行了适当变更。附图中所示的方式仅为一个实施例，而并不仅限于附图中所示的实施方式。

图1是表示本发明的一个实施方式的制动检查装置以及数值控制装置的结构的概要图。

作为一个例子，对与电动机电流供给部42相连接的电动机3上设有制动装置2的情况进行说明。电动机电流供给部42根据从控制装置41接收到的电流指令，输出用于驱动电动机3的电动机电流。控制装置41根据从电动机电流供给部42输出的电动机电流、通过设置在电动机3上的传感器43检测到的电动机3的旋转信息、针对电动机3的转矩指令、以及预先规定的动作程序等，生成电流指令。电动机电流供给部42将与通过控制装置41生成的电流指令相对应的电动机电流供给到电动机3。由此，电动机3可以根据由电动机电流供给部42供给的电动机电流，来控制速度、转矩或转子的位置。此外，关于控制装置41，也可以包括例如转矩指令、位置指令、速度指令以及角度指令等用语对其动作进行规定。

设置有电动机3的机械例如包括机器人、机床等。在图1中，作为一个例子，将设有电动机3的机械作为机床，在用于该机床的数值控制装置100中设置控制装置41。

电动机3的种类没有特殊限制，例如既可以为交流电动机，也可以为直流电动机。当电动机3为交流电动机时，例如既可以为感应电动机也可以为同步电动机。当电动机3为交流电动机时，电动机电流供给部42例如由将交流电源供给的交流电力转换为直流电力的整流器与将该直流电力转换为交流电力并将交流的驱动电力供给到电动机3的逆变器(放大器)构成。此外，电动机电流供给部42例如构成为将电池等直流电源供给的直流电力转换为交流电力并将交流的驱动电力供给到电动机3的逆变器(放大器)。此外，当电动机3为直流电动机时，例如构成为将交流电源供给的交流电力转换为直流电力并将直流的驱动电流供给到电动机3的整流器、或将从电池等直流电源施加的直流电压转换为适当的直流电压并将直流的驱动电流供给到电动机3的dc-dc转换器。

在说明本发明的一个实施方式的制动检查装置1以及数值控制装置100之前，参照图2a和图2b对制动装置2的结构进行说明。图2a和图2b是表示通过摩擦力进行制动的机械式制动装置的结构的截面图。

如图2a和图2b所示，在制动装置2中，电枢32和端板36之间配置有摩擦板34。摩擦板34上花键结合有轮毂39，并且由于轮毂39与电动机轴33通过热压配合而一体化，因此摩擦板34也与电动机轴的旋转连动地旋转。端板36和间隔件30通过螺栓37连接，电枢32以能够沿靠近摩擦板34的方向和远离摩擦板34的方向移动的方式与间隔件30连接。芯38内设有弹簧31和制动线圈35。在制动线圈35中没有制动线圈电流流过的状态下，如图2b所示，电枢32通过弹簧31的弹力而被强力按压在摩擦板34上，摩擦板34被电枢32和端板36夹持从而无法旋转。其结果导致与摩擦板34连接的电动机轴33也无法旋转，形成对电动机施加了制动的状态。另一方面，当制动线圈电流流过制动线圈35时，如图2a所示，线圈38上产生了比将电枢32按压在摩擦板34上的弹簧31的弹力更大的电磁力，由此，电枢32被芯38吸引，使摩擦板34脱离与电枢32和端板36的接触。其结果使得摩擦板34乃至电动机轴33能够自由旋转，电动机3的制动成为解除状态。制动线圈35上连接有用于输出制动线圈电流的制动电源装置(未图示)。当从控制装置41输出的制动指令指示制动装置2实施制动时，从制动电源装置不输出制动线圈电流，当从控制装置41输出的制动指令指示制动装置2解除制动时，从制动电源装置向制动线圈输出制动线圈电流。

这样，在制动装置2中，在正常运转模式下，根据从控制装置41输出的制动指令，通过不使制动线圈电流流过制动线圈35来对电动机3进行制动，并通过使制动线圈电流流过制动线圈35来解除电动机3的制动。由于是通过摩擦板34与电枢32以及端板36之间的摩擦来进行制动，因此每当进行制动时，摩擦板34、电枢32以及端板36都会磨损，其结果导致制动转矩随制动装置2的运转时间的经过(运转次数的增加)而降低。制动转矩降低至作为确保制动性能的指标的下限值以下的状态一般被识别为“制动装置已达到寿命的状态”或“制动装置产生了故障的状态”。根据本发明的一个实施方式的制动检查装置1，能够可靠且容易地掌握制动装置2的制动转矩的下降倾向，此外，还能够预测制动装置2达到寿命的时期。

本发明的一个实施方式的制动检查装置1在与制动装置2的正常运转模式不同的检查模式中，对制动装置2进行制动检查。为了通过后述的制动转矩下降曲线计算部13计算制动转矩下降曲线，需要在不同时期测定的多个制动转矩的值，因此，检查模式设定多次以使得彼此时期不同。设置检查模式的时期可以任意设定。例如，既可以将检查模式设定在特定的日期和时间，也可以以任意的时间间隔设定，也可以在设有制动装置2的机械的特定动作开始前设定，或者也可以在设有制动装置2的机械的特定动作结束后设定。在这些情况下，当到达所设定的检查模式的时期时，制动检查装置1可以自动开始对制动装置2的制动检查。此外，制动检查装置1也可以在例如存在作业人员的制动检查开始操作时开始动作。为了通过作业人员的制动检查开始操作开始制动检查装置1的动作，可以在例如制动检查装置1或设有制动检查装置1的数值控制装置100上设置用于指示制动检查开始的开关(可以为硬件开关以及显示在显示器上的软件开关中的任意一个)。

如图1所示，本发明的一个实施方式的制动检查装置1具备指令部11、制动转矩测定部12以及制动转矩下降曲线计算部13。此外，制动检查装置1还具备寿命预测部14、显示部15以及存储部16。

在与制动装置2的正常运转模式不同的检查模式中，指令部11指示制动装置2对电动机3进行制动，并指示电动机电流供给部42以预定的步长逐渐增加供给到电动机3的电动机电流。由于制动装置2的制动动作和电动机电流供给部42的电动机电流输出动作均由控制装置41控制，因此在检查模式中的指令部11的各指令被作为检查指令发送给控制装置41。

从指令部11接收到检查指令的控制装置41控制制动装置2对电动机3进行制动。更具体地，控制装置41进行控制以使制动电源装置不输出制动线圈电流。由此，不会有制动线圈电流流过制动装置2的制动线圈35，制动装置2的电枢32通过弹簧31的弹力而被强力按压在摩擦板34上，摩擦板34被电枢32和端板36夹持而无法旋转。其结果，导致与摩擦板34连接的电动机轴33无法旋转，形成已对电动机3施加了制动的状态。

此外，从指令部11接收到检查指令的控制装置41控制电动机电流供给部42以预定的步长逐渐增加供给到电动机3的电动机电流。步长设定为例如几ma至几百ma即可，但可以任意设定。控制装置41生成使输出的电动机电流以预定的步长逐渐增大的电流指令，并将其发送给电动机电流供给部42。电动机电流供给部42向电动机3供给与控制装置41生成的电流指令相对应的电动机电流。此外，由于控制装置41根据转矩指令、位置指令、速度指令以及角度指令等生成电流指令，因此可以通过调整这些指令中的任意一个，使从电动机电流供给部42输出的电动机电流以预定的步长逐渐增大。

这样，在图1所示的例子中，检查模式中的指令部11的检查指令被发送给控制装置41，控制装置41接收该检查指令并控制制动装置2和电动机电流供给部42。作为其替代例，也可以将检查模式中的指令部11的检查指令直接分别发送给电动机电流供给部42和制动装置2，从而直接控制检查模式中的制动装置2和电动机电流供给部42的上述动作。

制动转矩测定部12在基于指令部11的指令逐渐增加了由电动机电流供给部42供给的电动机电流时，测定电动机3刚开始旋转之前的制动转矩。如上所述，在检查模式中，制动装置2的摩擦板34被电枢32和端板36夹持，处于已对电动机3施加了制动的状态。当基于指令部11的指令逐渐增加从电动机电流供给部42供给的电动机电流时，摩擦板34和电枢32以及端板36之间的静止摩擦力逐渐增大，在超过最大静止摩擦力的时刻，摩擦板34相对于电枢32和端板36移动，电动机3开始旋转。转矩在电动机3刚开始旋转之前达到最大值，在本实施方式中，将该转矩最大值视为制动装置2的制动转矩，并由制动转矩测定部12进行测定。

制动转矩测定部12具有旋转判定部21、制动转矩计算部22以及存储部23。

旋转判定部21在检查模式中，每当基于指令部11的指令以预定的步长增加从电动机电流供给部42供给的电动机电流时，都判定电动机3是否已旋转。根据由传感器43检测到的电动机3的旋转信息来判定电动机3是否已旋转。电动机3的旋转信息中包括电动机3的转子的旋转角度(位置)以及旋转速度等。例如，当使用电动机3的旋转速度作为电动机3的旋转信息时，旋转判定部21在由传感器43检测到的电动机3的旋转速度超过预先规定的旋转速度阈值时，判定为“电动机3已旋转”。此外，例如当使用电动机3的转子的旋转角度作为电动机3的旋转信息时，旋转判定部21在由传感器43检测出的电动机3的旋转角度超过预先规定的旋转角度阈值时，判定为“电动机3已旋转”。这样根据传感器43检测到的电动机3的旋转信息与阈值之间的比较来判定电动机3是否已旋转，是为了排除因传感器43检测到的旋转信息中包括的误差而导致的旋转判定部21的错误判定。与电动机3的旋转信息相比较的阈值，例如可以通过试验性地操作电动机3，根据由传感器43检测到的旋转信息和电动机3的实际运转情况来适当设定。

存储部23中存储有用于计算制动转矩的转矩常数kt。转矩常数kt例如采用电动机3的规格说明书中预先规定的值即可。存储部23由例如eeprom(注册商标)等可电消除/记录的非易失性存储器、或者例如dram、sram等能够高速读写的随机存取存储器等构成。

制动转矩计算部22在旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转时，根据从由电动机电流供给部42供给的电动机电流的值中至少减去步长而得到的值以及电动机3的转矩常数来计算制动转矩。将使用这种“从首次判定出电动机3已旋转时的电动机电流的值中至少减去步长而得到的值”计算出的制动转矩作为电动机3刚开始旋转之前的制动转矩来使用的理由如下。

在检查模式中，每当以预定的步长增加从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流时，旋转判定部21都判定电动机3是否已旋转。在从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流较小的期间，摩擦板34与电枢32以及端板36之间的摩擦力比基于电动机电流的电动机3的旋转力大，所以电动机3不旋转，因此，旋转判定部21不判定为电动机3已旋转。当逐渐增加从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流，使得电动机电流超过某大小时，基于电动机电流的电动机3的旋转力大于摩擦板34与电枢32以及端板36之间的摩擦力，与电动机轴33连接的摩擦板34开始相对于电枢32和端板36移动，电动机3开始旋转。在这一阶段，旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转。在摩擦板34与电枢32以及端板36之间产生的摩擦力在电动机3开始旋转之前(即，电动机3通过制动而静止的期间)为静止摩擦力，但在电动机3开始旋转之后切换为动摩擦力。在旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转的时刻，使用从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流的值和转矩常数kt计算出的转矩，是基于电动机3的旋转时产生的动摩擦力的转矩，因此不能称之为制动转矩。反而是在旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转的判定处理之前一次执行的判定处理的时刻，使用从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流的值和转矩常数kt计算出的转矩，是基于电动机3静止(即，已通过摩擦力对电动机3施加了制动)时产生的静止摩擦力的转矩，因此可以称之为“电动机3刚开始旋转之前的制动转矩”。在检查模式中，每当以预定的步长增加从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流时，都执行旋转判定部21的判定处理。也就是说，“从首次判定为电动机3已旋转时从电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值中减去一个步长而得到的值”与“在首次判定为电动机3已旋转的判定处理之前一次执行的判定处理的时刻从电动机电流供给部42供给到电动机3的电动机电流的值”相对应。因此，在本实施方式中，制动转矩计算部22根据从旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转时电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值中至少减去步长而得到的值以及电动机3的转矩常数来计算制动转矩，并将该制动转矩作为“电动机3刚开始旋转之前的制动转矩”来使用。此外，在制动转矩计算部22的计算处理中从“首次判定为电动机3已旋转时电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值”中减去的值，至少具有预定的步长即可。因此，也可以从“首次判定为电动机3已旋转时电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值”中减去该预定的步长“以上的值”。

当设从旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转时电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值中至少减去步长而得到的值为in，设转矩常数为kt时，电动机3刚开始旋转之前的制动转矩tn由下式1表示。

tn＝kt×in…(1)

在旋转判定部21首次判定为电动机3已旋转时电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值(即，减去预定步长之前的值)被发送到制动转矩计算部22。制动转矩计算部22例如根据上述式1来计算电动机3刚开始旋转之前的制动转矩tn。

由制动转矩计算部22计算出的制动转矩tn被暂时存储到存储部16中。存储部16由例如eeprom(注册商标)等可电消除/记录的非易失性存储器、或者例如dram、sram等能够高速读写的随机存取存储器等构成。此外，该存储部16既可以与制动转矩测定部12中的存储部23共享，也可以例如将同一存储装置的存储区域划分为存储部16和存储部23来使用。

制动转矩下降曲线计算部13从存储部16读出在不同时期设置的多个检查模式中由制动转矩测定部12测定的多个制动转矩，并根据该多个制动转矩，计算表示制动装置2的运转时间和制动转矩之间的关系的制动转矩下降曲线。每当制动装置2进行制动时，电枢32、摩擦板34以及端板36都会磨损，导致电动机3的制动转矩降低。因此，制动转矩下降曲线表示制动转矩随着制动装置2的运转时间的增长而逐渐减小的倾向。计算制动转矩下降曲线，必须要有在不同时期测定的多个制动转矩的值。通过制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线被暂时存储到存储部16中。关于由制动转矩下降曲线计算部13执行的制动转矩下降曲线的计算处理的详细内容，将在后文中阐述。

寿命预测部14从存储部16中读出由制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线，并根据该制动转矩下降曲线来计算制动装置2的预测寿命。通过寿命预测部14计算出的预测寿命被暂时存储到存储部16中。关于寿命预测部14的寿命预测处理的详细内容，将在后文中阐述。

显示部15从存储部16中读出由制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线，并显示该制动转矩下降曲线。此外，显示部15从存储部16中读出由寿命预测部14计算出的预测寿命，并显示该预测寿命。显示部15例如可以是附属于数值控制装置100的显示器。此外，显示部15例如还可以是与数值控制装置100分开的独立的个人计算机、移动终端、触摸屏等显示器。此外，显示部15也可以通过例如扬声器、蜂鸣器、铃声等用来发出声音的音频设备来实现。此外，显示部15例如还可以通过使用打印机打印在纸面等上来进行显示的方式实现。或者，也可以对这些方式进行适当组合来实现显示部15。

指令部11、旋转判定部21、制动转矩计算部22、制动转矩下降曲线计算部13以及寿命预测部14例如可以通过软件程序的形式来构建，或者也可以通过各种电子电路与软件程序的组合来构建。当通过软件程序形式构建指令部11、旋转判定部21、制动转矩计算部22、制动转矩下降曲线计算部13以及寿命预测部14时，可以通过根据该软件程序使例如设置于制动检查装置1中的dsp、fpga等运算处理装置工作来实现上述各部分的功能。此外，当制动检查装置1设置于机床的数值控制装置100内时，可以通过根据该软件程序使设置于数值控制装置100内的dsp、fpga等运算处理装置工作来实现上述各部分的功能。或者也可以将指令部11、旋转判定部21、制动转矩计算部22、制动转矩下降曲线计算部13以及寿命预测部14作为写入了用于实现各部分功能的软件程序的半导体集成电路来实现。

图3是表示本发明的一个实施方式的制动检查装置的动作流程的流程图。

在与制动装置2的正常运转模式不同的检查模式中，指令部11在步骤s101中向控制装置41发送检查指令，并对控制装置41进行控制以使制动电源装置(未图示)不输出制动线圈电流。由此，不会有制动线圈电流流过制动装置2的制动线圈35，电枢32通过弹簧31的弹力而被强力按压在摩擦板34上，成为已对电动机3施加了制动的状态。

在步骤s102中，指令部11向控制装置41发送检查指令，并对控制装置41进行控制从而输出以预定的步长逐渐增加供给到电动机3的电动机电流的电流指令。由此，电动机电流供给部42将与控制装置41生成的电流指令相对应的电动机电流供给到电动机3。

在步骤s103中，电流测定器测定从电动机电流供给部42流入电动机3的电流输入端子(未图示)的电流的值。此外，制动转矩下降曲线计算部13测定自制动装置2开始运转起的时间即“制动运转时间”。制动运转时间是自制造或修理后制动装置2首次开始运转的时刻起直到该检查模式的时刻为止的时间。制动运转时间例如通过设置在制动检查装置1或数值控制装置100上的计时器(未图示)来计时。在数值控制装置100通过计时器对制动运转时间进行计时的情况下，制动检查装置1中的制动转矩下降曲线计算部13从数值控制装置100取得所计时得到的制动运转时间。此外，制动转矩下降曲线计算部13也可以测定制动装置2的制动运转次数来代替制动运转时间。这种情况下，制动检查装置1中的制动转矩下降曲线计算部13例如取得由数值控制装置100计算出的制动运转次数即可。

在步骤s104中，旋转判定部21判定电动机3是否已旋转。当在步骤s104中未判定为电动机3已旋转时，返回步骤s102，通过指令部11的指令，使电动机电流供给部42输出在已输出的电动机电流的基础上进一步增加预定步长后的电动机电流。重复执行步骤s102～s104的处理，直到在步骤s104中首次判定为电动机3已旋转。通过重复执行步骤s102～s104的处理，能够在已对电动机3施加了制动的状态下，逐渐增加由电动机电流供给部42供给的电动机电流。在步骤s104中判定为电动机3已旋转后，初次进入步骤s105。

在步骤s105中，制动转矩计算部22根据从电动机电流供给部42所供给的电动机电流的值中至少减去步长而得到的值以及电动机3的转矩常数，来计算制动转矩。

在步骤s106中，制动转矩下降曲线计算部13将通过制动转矩计算部22计算出的制动转矩以及自首次开始运转的时刻起到该检查模式的时刻为止的时间即制动运转时间暂时存储到存储部16中，用于计算制动转矩下降曲线。

在步骤s107中，制动转矩下降曲线计算部13根据在不同时期设置的多个检查模式中由制动转矩测定部12测定的多个制动转矩，来计算表示制动装置2的运转时间和制动转矩之间的关系的制动转矩下降曲线。计算制动转矩下降曲线必须要有不同时期测定的多个制动转矩的值。因此，为了在步骤s107中通过制动转矩下降曲线计算部13计算制动转矩下降曲线，需要错开时期来多次执行步骤s101～s106的一系列处理。在步骤s107中通过制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线可以通过显示部15来显示。

在步骤s108中，寿命预测部14根据由制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线来计算制动装置2的预测寿命。在步骤s108中通过寿命预测部14计算出的预测寿命可以通过显示部15来显示。

接下来，对由制动转矩下降曲线计算部13执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部14执行的寿命预测处理进行详细说明。

图4是对本发明的一个实施方式中由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。在图4中，横轴t表示制动运转时间，纵轴y表示制动转矩。

由于每当制动装置2对电动机3进行制动时，电枢32、摩擦板34以及端板36都会磨损，导致制动转矩降低，因此，能够得到制动转矩随着制动装置2的制动运转时间的增长而减小的制动转矩下降曲线。在图4所示的例子中，假定制动转矩下降曲线符合下式2来计算制动转矩下降曲线。

y＝c·e^-at+b…(2)

如果至少存在3个制动转矩值，则确定上述式2中的常数a、b以及c。将在制动运转时间t1处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y1、在制动运转时间t2处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y2、在制动运转时间t3处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y3分别代入上述式2中，可以得到下式3～下式5。

y1＝c·e^-at1+b…(3)

y2＝c·e^-at2+b…(4)

y3＝c·e^-at3+b…(5)

制动转矩下降曲线计算部13通过求解上述式3～上述式5的联立方程来求出上述式2中的常数a、b、c，并计算制动转矩下降曲线。由上述式2可知，通过制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线收敛于值b。

为了得到基于最新数据的制动转矩下降曲线，优选在用于制动转矩下降曲线计算部13的计算处理的至少3个不同时刻的制动转矩中，包括在当前时刻(即，制动转矩测定部12测定出最新的制动转矩的时刻)通过制动转矩测定部12测定出的制动转矩。

例如，在图4所示的例子中，制动转矩下降曲线计算部13根据在制造或修理制动装置2并使其首次开始运转的时刻t1处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y1、在制动运转时间t2处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y2、以及在当前时刻即制动运转时间t3处由制动转矩测定部12测定出的制动转矩y3，来计算制动转矩下降曲线。

此外，例如当制动转矩测定部12测定出4个以上不同时期的制动转矩时，若使用包括在这4个以上制动转矩中的当前时刻(即，制动转矩测定部12测定出最新的制动转矩的时刻)测定出的制动转矩的最新的3个制动转矩，则能够计算出更加准确的制动转矩下降曲线。在这种情况下，制动转矩下降曲线计算部13在图3的步骤106中将通过制动转矩计算部22计算出的制动转矩和制动运转时间暂时存储到存储部16中，因此从存储部16中存储的这些数据中读出包括在当前时刻(即，制动转矩测定部12测定出最新的制动转矩的时刻)测定出的制动转矩的最新的3个制动转矩，并在步骤s107中计算制动转矩下降曲线即可。

此外，通过制动转矩测定部12测定出的制动转矩有时会成为目前为止测定出的制动转矩以上的值。例如，在图4所示的例子中，在制动运转时间t4的时刻的制动转矩y4比此前测定出制动转矩y1大。由于这样的数据是“制动转矩未减少”这一安全侧数据，因此可以将其从用于制动转矩下降曲线计算部13对制动转矩下降曲线的计算的数据中排除。在图3的步骤s106中，制动转矩下降曲线计算部13将制动转矩计算部22计算出的制动转矩和制动运转时间暂时存储到存储部16中，是为了判定制动转矩测定部12测定出的制动转矩是否为安全侧数据。例如，将某个制动转矩与时间上在其下一个测定的制动转矩进行比较，如果比较结果为判定为该下一个制动转矩比前一个制动转矩大，则将该下一个制动转矩从用于制动转矩下降曲线计算部13对制动转矩下降曲线的计算的数据中排除。在制动转矩下降曲线计算部13中，通过排除安全侧数据，仅基于单向持续减小的制动转矩来计算制动转矩下降曲线，能够基于更严格的条件计算制动装置2的预测寿命，因此能够进一步提高寿命预测部14的寿命预测结果的可靠性和安全性。

以上说明的制动转矩下降曲线计算部13基于式2来计算制动转矩下降曲线。作为其变形例，例如可以基于下式6来计算制动转矩下降曲线。

y＝a/t+b…(6)

如果存在至少两个制动转矩值，则确定上述式6中的常数a和b。通过将制动转矩测定部12测定出的至少两个制动转矩代入上述式6中，求出常数a和b，并规定制动转矩下降曲线。由上述式6可知，通过制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线收敛于值b。

此外，如果存在至少4个制动转矩值，则制动转矩下降曲线计算部13也可以根据最小二乘法计算制动转矩下降曲线。

如上所述地求出的制动转矩下降曲线通过显示部15来显示。作业人员通过参照由显示部15显示的制动转矩下降曲线，能够更加可靠且容易地把握通过摩擦力进行制动的机械式制动装置2的制动转矩的下降倾向。

如上所述地求出的制动转矩下降曲线能够用于寿命预测部14对制动装置2的预测寿命的计算中。制动转矩降低至作为确保制动性能的指标的下限值以下的状态一般被识别为“制动装置已达到寿命的状态”或“制动装置产生了故障的状态”。寿命预测部14例如图4所示，将制动转矩的下限值(规格值)s与制动转矩下降曲线进行比较，并计算制动转矩下降曲线低于制动转矩的下限值的时刻作为“制动装置2的寿命耗尽的时刻”，并计算该时刻与当前时刻(即，制动转矩测定部12测定出最新的制动转矩的时刻)之差作为预测寿命l。作为确保制动性能的指标的制动转矩下限值s，例如可以采用制动装置2的规格说明书中预先规定的值，或者也可以采用作业人员经由输入装置(未图示)输入到制动检查装置1中的任意值。只不过，由于制动转矩下降曲线计算部13计算出的制动转矩下降曲线收敛于某个收敛值b，因此作为确保制动性能的指标的制动转矩下限值s应设定为大于制动转矩下降曲线的收殓值b的值。例如，将制动转矩下限值s设定得越大，预测寿命l就越比实际寿命短，从而能够更加可靠地避免制动装置2的寿命与预测相反而实际上已耗尽的情况。

如上所述地求出的预测寿命l通过显示部15来显示。对于显示部15的例子已进行了说明，但例如当显示部15通过显示器实现时，可以将预测寿命l以字符、图片等显示在显示器上。作业人员通过参照由显示部15显示的预测寿命l，能够更加可靠且容易地把握制动装置2的寿命。此外，显示部15还可以根据寿命预测部14计算出的预测寿命，将催促制动装置2的部件更换、维修保养的信息通知给作业人员。由于作业人员能够通过显示部15获知制动装置2的预测寿命，因此能够在制动装置2无法运转之前更换制动装置2，能够避免设有制动装置2的机械的报警停止(紧急停止)。此外，制动装置2的部件更换、维修保养例如可以在设有制动装置2的机械的非运转时期等适当时期进行，此外，还可以实现制动装置2的更换部件的库存管理的优化。或者，也可以将会给计算预测寿命时得到的制动装置2的寿命带来较大影响的运转状态一并作为显示部15的通知内容进行通知。由此，工作人员能够采取改变给制动装置2的寿命带来影响的运转状态的应对措施。例如，设计者能够采取整顿设有制动装置2的机械的周边环境或改变设有制动装置2的机械的运转条件等应对措施，以使得制动装置2的寿命不缩短。

此外，制动转矩下降曲线计算部13也可以根据由制动转矩测定部12测定出的多个制动转矩、以及设有制动装置2的机械所固有的参数，来计算制动转矩下降曲线。以下，列举几个考虑到设有制动装置2的机械所固有的参数而计算制动转矩下降曲线的方式。

考虑到机械所固有的参数而计算制动转矩下降曲线的第一方式是将设有制动装置2的机械作为例如切削加工机的方式。当切削加工机的加工室内设有制动装置2时，切削液侵入到制动装置2中的电枢32与摩擦板34之间或端板36与摩擦板34之间，制动转矩下降。一般来讲，切削液的侵入量越多，制动转矩越降低。因此，在第一方式中，制动转矩下降曲线计算部13根据由制动转矩测定部12测定出的多个制动转矩、以及切削液侵入到设置于切削加工机的加工室内的制动装置2中的侵入量，来计算制动转矩下降曲线。图5是对本发明的一个实施方式中，考虑到切削加工机的切削液对制动装置的侵入量的由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。

例如在根据式2计算制动转矩下降曲线时，制动转矩下降曲线中制动转矩的下降程度根据系数a的值而改变。例如，在式2中，将切削液侵入到制动装置中的侵入量为0时的系数设为a、将切削液侵入到制动装置中的侵入量为中等程度时的系数设为a’、将切削液侵入到制动装置中的侵入量为大量时的系数设为a”时，与各侵入量对应的制动转矩下降曲线由下式7～下式9表示，将其用图来表示的话如图5所示。

y＝c·e^-at+b…(7)

y＝c·e^-a’t+b…(8)

y＝c·e^-a”t+b…(9)

在图5中，用粗的单点划线来表示切削液侵入到制动装置2中的侵入量为0时由式7表示的制动转矩下降曲线，用粗虚线来表示切削液侵入到制动装置2中的侵入量为中等程度时由式8表示的制动转矩下降曲线，用粗实线来表示切削液侵入到制动装置2中的侵入量为大量时由式9表示的制动转矩下降曲线。由图5可知，如果根据切削液侵入到制动装置2中的侵入量设定式2中的系数a，则能够得到与切削液侵入到制动装置2中的侵入量相对应的制动转矩下降曲线。此外，当通过对制动转矩的下限值(规格值)s与各制动转矩下降曲线进行比较来计算预测寿命时，切削液侵入到制动装置2中的侵入量为0时的预测寿命为l1、切削液侵入到制动装置2中的侵入量为中等程度时的预测寿命为l2、切削液侵入到制动装置2中的侵入量为大量时的预测寿命为l3。也就是说，切削液侵入到制动装置2中的侵入量越多，预测寿命越短。因此，通过适当改变用于在制动转矩下降曲线计算部13中计算制动转矩下降曲线的式2中的系数a，能够与切削液侵入到制动装置2中的侵入量相对应地预测寿命。例如，取得并存储多个与设置在切削加工机中的制动装置2的实际制动转矩、寿命等有关的数据，并与该切削液的侵入量相对应地进行数据库化并存储到存储部16中。例如，将切削液侵入到制动装置2中的侵入量与式2中的系数a、a’、a”之间的关系数据库化并存储到存储部16中。然后，在实际运用设有制动装置2的切削加工机时，测定切削液侵入到设置在切削加工机的加工室内的制动装置2中的侵入量，并从存储在存储部16中的数据库中取得与该侵入量对应的信息，将该信息用于制动转矩下降曲线计算部13的制动转矩下降曲线计算以及寿命预测部14的寿命预测中即可。此外，例如在切削加工机的试运转时，有意地使各种量的切削液侵入到制动装置2中，在此基础上通过制动转矩测定部12提前测定制动转矩，将切削液的侵入量与系数a之间的关系提前数据库化并存储到存储部16中。然后，在实际运用切削加工机时，测定切削液侵入到制动装置2中的侵入量，并从存储在存储部16中的数据库中取得与所测定的切削液的量对应的系数a，将该系数a用于制动转矩下降曲线计算部13的制动转矩下降曲线计算以及寿命预测部14的寿命预测中即可。

此外，在上述第一方式中，作为一个例子，对制动转矩下降曲线符合式2的情况进行了说明，但也同样能够适用于根据式6或最小二乘法计算制动转矩下降曲线的情况。

考虑到机械所固有的参数而计算制动转矩下降曲线的第二方式是根据表示液体或气体从外部侵入到用于收纳设置在机械上的制动装置2的壳体中的侵入程度的密封性，来计算制动转矩下降曲线的方式。密封件的材质、形状等根据所需要密封的壳体的形状或使用环境来决定，劣化的进行方式、程度等有所不同。图6a～图6e是示出了设置在壳体上的密封件的劣化的图。图6a表示未发生密封件劣化的情况。图6b表示密封件在时刻t5被破坏的情况，切削液从外部侵入到壳体内的侵入量f(t)因时刻t5的密封件的破坏而突然上升。图6c表示密封件在时刻t6开始逐渐劣化并在时刻t7被完全破坏的情况，其中，切削液从外部侵入到壳体内的侵入量f(t)从时刻t6开始逐渐上升，在时刻t7密封件完全丧失功能。图6d表示新造的壳体刚开始使用之后密封件逐渐开始劣化并在时刻t8被完全破坏的情况，切削液从外部侵入到壳体内的侵入量f(t)从比图6c更早的阶段开始逐渐上升，在时刻t8密封件完全丧失功能。图6e表示壳体在新造时从一开始就没有密封性的情况。

制动转矩下降曲线计算部13根据由制动转矩测定部12测定出的多个制动转矩、以及表示液体或气体从外部侵入到用于收纳设置在机械上的制动装置2的壳体中的侵入程度的密封性，来计算制动转矩下降曲线。图7是对本发明的一个实施方式中，考虑到用于收纳制动装置的壳体的密封性的由制动转矩下降曲线计算部执行的制动转矩下降曲线的计算处理以及由寿命预测部执行的寿命预测处理进行说明的图。

在如图6a所示，未发生密封件劣化的情况下，制动转矩下降曲线符合式2，由图7的粗实线表示。此时，由寿命预测部14计算的预测寿命为l1。

在如图6b所示，密封件在时刻t5被破坏的情况下，与图6a所示的未发生密封件劣化的情况相比，寿命缩短，因此，制动转矩下降曲线计算部13例如根据将式2中的“t”置换为“t-d’”后的下式10来计算制动转矩下降曲线。式10所示的制动转矩下降曲线由粗虚线表示。此时，由寿命预测部14计算的预测寿命为l4(＜l1)。

y＝c·e^-a(t-d’)+b…(10)

在如图6e所示，壳体在新造时从一开始就没有密封性的情况下，与图6b所示的密封件在时刻t5被破坏的情况相比，寿命进一步缩短，因此，制动转矩下降曲线计算部13例如根据将式2中的“t”置换为“t-d””后的下式11来计算制动转矩下降曲线。这里，d”＞d’。式11所示的制动转矩下降曲线由粗的单点划线表示。此时，由寿命预测部14计算的预测寿命为l5(＜l4)。

y＝c·e^-a(t-d”)+b…(11)

这样，表示液体或气体从外部侵入到用于收纳设置在机械上的制动装置2的壳体中的侵入程度的密封性越差，寿命预测部14计算出的预测寿命越短。因此，通过适当改变表示用于在制动转矩下降曲线计算部13中计算制动转矩下降曲线的式2中的制动运转时间的变量“t”，能够与收纳制动装置2的壳体的密封性相对应地预测寿命。密封件的材质、形状根据所需要密封的壳体形状或使用环境来决定，劣化的进行方式、程度等有所不同。因此，取得并存储多个与收纳在设有各种材质、形状的密封件的壳体内的制动装置2的实际制动转矩、寿命有关的数据，并与该密封件相对应地进行数据库化并存储到存储部16中。例如，将密封性与式10以及式11中的系数d、d’、d”之间的关系数据库化并存储到存储部16中。然后，在实际运用设有制动装置2的机械时，从存储在存储部16中的数据库中取得与设置在收纳有制动装置2的壳体中的密封件相对应的信息，并将该信息用于制动转矩下降曲线计算部13的制动转矩下降曲线计算以及寿命预测部14的寿命预测中即可。

此外，在上述第二方式中，作为一个例子，对制动转矩下降曲线符合式2的情况进行了说明，但也同样能够适用于根据式6或最小二乘法计算制动转矩下降曲线的情况。

这样，通过考虑到设有制动装置2的机械所固有的参数而计算制动转矩下降曲线，能够根据制动装置2的使用环境，可靠且容易地取得制动转矩的下降倾向和预测寿命。

根据本发明的一个方式，能够可靠且容易地把握通过摩擦力进行制动的机械式制动装置的制动转矩的下降倾向。