马达编码器的故障诊断系统及故障诊断方法技术方案

一种马达编码器的故障诊断系统，包括马达、编码器、伺服驱动器及安全模块，其中伺服驱动器通过电流命令对马达进行控制。安全模块持续通过编码器来获得马达的反馈位置。当安全模块依据反馈位置判断马达的当前状态符合预设的扰动条件时，请求伺服驱动器向马达发出额外电流命令以扰动马达。接着，安全模块以下一笔反馈位置是否有变化为基础，判断编码器是否故障。本申请还涉及一种马达编码器的故障诊断方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
马达编码器的故障诊断系统及故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及马达的编码器，尤其涉及编码器的故障诊断系统以及故障诊断方法。

技术介绍

[0002]当马达旋转时，伺服驱动器(servo)可以读取马达的编码器(encoder)以获得马达数据(例如旋转角度)，借此得到马达的反馈位置。并且，伺服驱动器可以基于反馈位置来对马达进行位置控制。
[0003]然而，当反馈位置指出马达的位置固定(即，反馈位置没有改变)时，伺服驱动器无法区分是马达确实没有旋转所以反馈位置没有改变，还是马达有旋转但编码器故障而导致反馈位置没有改变。于此情况下，伺服驱动器无法正确地对马达进行控制。
[0004]如上所述，为了避免系统没有发现察觉编码器的异常而导致马达失控并产生危险，本专利技术提出一种适用于编码器的故障诊断机制。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种马达编码器的故障诊断系统及故障诊断方法，可以于马达的位置固定时诊断编码器是否故障。
[0006]于本专利技术的一个实施例中，马达编码器的故障诊断系统包括：
[0007]一马达，具有一编码器，该编码器依据该马达的旋转产生对应的一位置资讯；
[0008]一伺服驱动器，连接该马达；及
[0009]一安全模块，连接该编码器及该伺服驱动器，读取该位置资讯以获得该马达的一反馈位置，并依据该反馈位置判断该马达的状态是否符合一扰动条件或一警示条件；
[0010]其中，该安全模块被配置为在判断该马达的状态符合该扰动条件时请求该伺服驱动器发送一额外电流命令至该马达；
[0011]其中，该安全模块被配置为在判断该马达的状态符合该警示条件时请求该伺服驱动器发出一异常警示信号。
[0012]于本专利技术的一个实施例中，马达编码器的故障诊断方法包括下列步骤：
[0013]a)读取一马达的一编码器以获得该马达的一反馈位置；
[0014]b)依据该反馈位置判断该马达的状态是否符合一扰动条件或一警示条件；
[0015]c)于该马达的状态符合该扰动条件时，请求一伺服驱动器发出一额外电流命令至该马达；及
[0016]d)于该马达的状态符合该警示条件时，请求该伺服驱动器发出一异常警示信号。
[0017]本专利技术在编码器提供的反馈位置指出马达的位置固定时，对马达进行扰动。与相关技术相比，本专利技术通过扰动后的反馈位置判断是马达确实没有旋转，还是马达有旋转但是编码器故障而提供了错误的反馈位置。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的故障诊断系统的方框图的第一具体实施例。
[0019]图2为本专利技术的故障诊断方法的流程图的第一具体实施例。
[0020]图3为本专利技术的故障诊断方法的流程图的第二具体实施例。
[0021]图4为本专利技术的故障诊断方法的流程图的第三具体实施例。
[0022]图5为本专利技术的扰动流程图的第一具体实施例。
[0023]图6为本专利技术的扰动波型示意图的第一具体实施例。
[0024]图7为本专利技术的扰动波型示意图的第二具体实施例。
[0025]附图标记说明：
[0026]1…
马达
[0027]2…
编码器
[0028]3…
伺服驱动器
[0029]4…
安全模块
[0030]5…
电流命令
[0031]6…
额外电流命令
[0032]S10～S22、S30～S48、S50～S68
…
诊断步骤
[0033]S70～S88
…
扰动步骤
具体实施方式
[0034]兹就本专利技术的一优选实施例，配合附图，详细说明如后。
[0035]首请参阅图1，为本专利技术的故障诊断系统的方框图的第一具体实施例。本专利技术公开了一种马达编码器的故障诊断系统(下面将于说明书中简称为诊断系统)，如图1所示，所述诊断系统主要包括了马达1、编码器2及伺服驱动器3。
[0036]编码器2可安装于马达1的轴上。当马达1旋转时，编码器2依据马达1的旋转来产生对应的马达数据，其中马达数据至少包括马达1的位置资讯。于伺服驱动器3与编码器2间具有连接关系的情况下，伺服驱动器3可以读取编码器2输出的马达数据，进而得到马达1的反馈位置。具体地，伺服驱动器3主要是读取马达数据中的位置资讯，借此通过位置资讯来获得马达1的反馈位置。而通过所述反馈位置，伺服驱动器3可以确定马达1当前的旋转状况，进而对马达1进行位置控制。
[0037]于图1的实施例中，伺服驱动器3与马达1通过线路直接连接。本实施例中，伺服驱动器3依据反馈位置产生对应的电流命令(Iq)5，并且发送电流命令5给马达1，以对马达1进行位置控制。
[0038]本专利技术中，诊断系统进一步包括安全模块4，安全模块4连接编码器2以及伺服驱动器3。于一实施例中，安全模块4以软件或固件方式实现，并且记录在独立于伺服驱动器3外的硬件单元中。于另一实施例中，安全模块4以软件或固件方式实现，并且记录在编码器2中，但并不加以限定。
[0039]安全模块4可以持续读取编码器2产生的位置资讯，借此获得马达1的反馈位置。所述反馈位置为本
中常用的技术手段，于此不再赘述。本专利技术的其中一个技术特征在于，安全模块4可依据反馈位置来监控判断马达1的状态，并且判断马达1的状态是否符合
预设的扰动条件(容后详述)。
[0040]本专利技术中，所述马达1的状态指的是马达1的停滞状态，即，马达1没有旋转的状态。
[0041]于相关技术中，伺服驱动器3主要是通过反馈位置来获得马达1的当前状态(例如有无旋转)。若反馈位置指出马达1的位置没有改变，伺服驱动器3就会认定马达1的位置固定。然而，于相关技术中，伺服驱动器3无法经由反馈位置来直接区别马达1是真的没有旋转，还是因为编码器2异常而导致反馈位置有误。
[0042]本专利技术通过安全模块4的设置来解决上述问题。具体地，安全模块4代替伺服驱动器3来从编码器2获得马达1的反馈位置，借此判断马达1的状态。当安全模块4依据反馈位置判断马达1的状态符合预设的扰动条件时(例如，马达1没有旋转达到一定时间长度)，会协同伺服驱动器3进行确认动作，以判断是马达1确实没有旋转，或者是编码器2发生故障。
[0043]具体地，当安全模块4判断马达1的状态符合扰动条件时，会请求伺服驱动器3发送额外电流命令(eIq)6至马达1。若编码器2正常，则当马达1受到额外电流命令6的影响而产生晃动后，编码器2产生的马达数据必然产生改变(至少马达数据中的位置资讯会产生改变)，进而安全模块4获得的反馈位置必然会指出马达1的位置改变。于此情况下，安全模块4可认定编码器2运行正常。
[0044]若伺服驱动器3发送了额外电流命令6至马达1后，安全模块4仍然基于后续获取的反馈位置判断马达1的位置固定，则安全模块4可认定编码器2发生异常。
[0045]而，上述仅为本专利技术的部分具体实施范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种马达编码器的故障诊断系统，包括：一马达，具有一编码器，该编码器依据该马达的旋转产生对应的一位置资讯；一伺服驱动器，连接该马达；及一安全模块，连接该编码器及该伺服驱动器，读取该位置资讯以获得该马达的一反馈位置，并依据该反馈位置判断该马达的状态是否符合一扰动条件或一警示条件；其中，该安全模块被配置为在判断该马达的状态符合该扰动条件时请求该伺服驱动器发送一额外电流命令至该马达；其中，该安全模块被配置为在判断该马达的状态符合该警示条件时请求该伺服驱动器发出一异常警示信号。2.如权利要求1所述的故障诊断系统，其中该安全模块被配置为在基于该反馈位置判断该马达的位置固定且固定时间持续一第一时间长度时，认定该马达符合该扰动条件，并且在基于该反馈位置判断该马达的位置固定且固定时间持续一第二时间长度时，认定该马达符合该警示条件，其中该第二时间长度大于该第一时间长度。3.如权利要求2所述的故障诊断系统，其中该伺服驱动器具有一扰动旗标及一警示旗标，该安全模块被配置为将该扰动旗标设定为致能以令该伺服驱动器发送该额外电流命令至该马达，并且将该警示旗标设定为致能以令该伺服驱动器发出该异常警示信号。4.如权利要求3所述的故障诊断系统，其中该安全模块被配置为在基于该反馈位置判断该马达的位置改变时，将该扰动旗标及该警示条件设定为禁能。5.如权利要求3所述的故障诊断系统，其中该伺服驱动器具有一额外电流命令状态，该伺服驱动器被配置为在该扰动旗标被致能时读取该额外电流命令状态，于该额外电流命令状态为一第一数值时发送该额外电流命令，并于该额外电流命令状态为一第二数值时取消该额外电流命令。6.如权利要求5所述的故障诊断系统，其中该伺服驱动器被配置为在发送该额外电流命令后设定该额外电流命令状态为该第二数值，并且在取消该额外电流命令后设定该额外电流命令状态为该第一数值。7.如权利要求5所述的故障诊断系统，其中该伺服驱动器被配置为在发送该额外电流命令或取消该额外电流命令后，将该扰动旗标设定为禁能。8.如权利要求1
‑
7中任一所述的故障诊断系统，其中该额外电流命令为一额定电流的5％。9.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周家至，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：