DE102015121340B4

DE102015121340B4 - Rastmomentmessvorrichtung für einen Motor

Info

Publication number: DE102015121340B4
Application number: DE102015121340.0A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Shizu
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: US20160169755A1; DE102015121340A1; JP2016109627A; JP6467209B2; US10302511B2; CN105698991A; ITUB20156302A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen eines Rastmoments eines Motors (2), umfassend:manuelles Anlegen eines im Wesentlichen konstanten Drehmoments an eine Ausgangswelle des Motors (2), um die Ausgangswelle des Motors (2) zu drehen, ohne den Motor (2) elektrisch zu erregen;Erfassen, unter Verwendung eines Drehwinkeldetektors (6), eines Drehwinkels der Ausgangswelle des Motors (2) bei jedem einer Vielzahl von Drehwinkeln;Berechnen einer Winkelbeschleunigung des Motors (2) bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Differenzieren des Drehwinkels zweiter Ordnung;Berechnen eines Drehmomentwertes bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln mit einem Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor (2);Erhalten einer Drehmomentwellenform, in der der Drehmomentwert bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln als eine Funktion der Vielzahl von Drehwinkeln aufgetragen ist; undBerechnen einer Rastmomentkomponente für jede Ordnung der Drehung basierend auf einer Frequenz der Drehmomentwellenform.

Description

Prioritätsinformationen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-249309 , eingereicht am 9. Dezember 2014.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen eines Rastmoments eines Motors.
Hintergrund
Zyklisches Drehmomentpendeln, das auftritt, wenn ein Rotor in dem Zustand gedreht wird, in dem ein Motor nicht unter Spannung steht, wird durch die Wechselwirkung zwischen einem Eisenkern und Permanentmagneten verursacht und wird als Rastmoment bezeichnet. Wenn ein Motor verwendet wird, der ein hohes Rastmoment hat, um z. B. eine Vorschubwelle einer Werkzeugmaschine anzutreiben, werden Schäden wie die Erzeugung eines Moires auftreten. Aus diesem Grund gibt es einen Bedarf an einem Motor mit niedrigerem Rastmoment.
Die Amplitude eines Rastmoments hat jedoch typischerweise einen sehr kleinen Wert, der zum Beispiel nur 1 % eines Dauernenndrehmoments des Motors in der Werkzeugmaschine oder weniger ausmacht, wobei eine Messung des Rastmoments schwierig ist. Herkömmlich sind verschiedenartige Vorschläge für ein Verfahren zum Messen des Rastmoments eines Motors vorgebracht worden.
Zum Beispiel offenbart JP 2006-220497 A ein Rastmomentmessverfahren mittels eines Drehmomentmessinstruments. Das Rastmomentmessverfahren wird mit Bezug auf 5 genau beschrieben. 5 zeigt eine schematische Konfiguration einer Rastmomentmessvorrichtung. Eine Rastmomentmessvorrichtung 41 umfasst einen Antriebsmotor 50, der als ein Antriebsmittel zum Drehen eines zu vermessenden Motors 42 dient, ein Drehmomentmessinstrument 51, das als ein Drehmomentdetektionsmittel dient, und einen Codierer 52, der als ein Drehwinkeldetektionsmittel dient. Eine Ausgangswelle 42a des zu vermessenden Motors 42 wird auf eine einteilig drehbare Weise durch eine erste Kopplung 43 mit einer Drehwelle 51a des Drehmomentmessinstruments 51 verbunden und die Drehwelle 51 a des Drehmomentmessinstruments 51 wird ferner auf eine einteilig drehbare Weise durch eine zweite Kopplung 44 mit einer Ausgangswelle 50a des Antriebsmotors 50 verbunden. Der Antriebsmotor 50 wird auf der Grundlage eines Befehls von einer Steuereinheit 54 betätigt, um dadurch über die zweite Kupplung 44 das Drehmomentmessinstrument 51 und über die erste Kupplung 43 den zu vermessenden Motor 42 in einem nicht unter Spannung stehenden Zustand zu drehen. Dann detektiert das Drehmomentmessinstrument 51 ein Drehmoment, das in dem zu vermessenden Motor 42 erzeugt wird, und gibt ein Drehmomentdetektionssignal aus, das dem detektierten Drehmoment entspricht. Der Codierer 52, der auf dem Antriebsmotor 50 befestigt ist, misst einen Drehwinkel einer nicht dargestellten Antriebswelle des Antriebsmotors 50, um einen Drehwinkel des zu vermessenden Motors 42 zu detektieren, und gibt ein Winkeldetektionssignal, das dem detektierten Winkel entspricht, an die Steuereinheit 54 aus. Die Steuereinheit 54 bestimmt auf der Grundlage sowohl der Drehmomentdetektionssignaleingabe über einen Filter 53 von dem Drehmomentmessinstrument 51 als auch der Winkeldetektionssignaleingabe von dem Codierer 52 das Rastmoment des zu vermessenden Motors 42.
Inzwischen offenbart JP 2010-158123 A ein Verfahren zum Messen eines Rastmoments, bei dem ein Wert, der durch Bilden der zweiten Ableitung eines Drehwinkels eines Rotors, während ein Motor gedreht wird, erhalten wird, mit einem Trägheitsmoment des Rotors multipliziert wird. Dieses Verfahren zum Messen eines Rastmoments wird mit Bezug auf 5 genau beschrieben. 6 ist ein Blockdiagramm einer Rastmomentdetektionsvorrichtung. Die Rastmomentdetektionsvorrichtung 61 umfasst einen Wechselrichter 71, einen zu vermessenden Motor 72, einen Codierer 73, der als eine Drehwinkeldetektionseinheit dient, und eine geeignete Steuereinheit 64, die als eine Steuervorrichtung für den Motor 72 dient. Bei diesem Verfahren wird ein Drehwinkel, der durch den Codierer 73 detektiert wird, wenn der Motor 72 durch den Wechselrichter 71 mit einem konstanten Drehmoment angetrieben wird, in einer Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit 81 zweimal abgeleitet, um eine Winkelbeschleunigung der Drehung zu finden, und in einem Multiplizierer 93 wird die Winkelbeschleunigung der Drehung mit einem Trägheitsmoment 92 des Rotors in dem zu vermessenden Motor 72 multipliziert, um dadurch das Rastmoment zu berechnen.
In dem vorher beschriebenen Messverfahren, das in JP 2006-220497 gezeigt ist, bei dem der Antriebsmotor 50 über das Drehmomentmessinstrument 51 mit dem zu vermessenden Motor 42 verbunden ist, muss das Trägheitsmoment des Antriebsmotor 50 für eine Messung des Rastmoments mit Genauigkeit viel größer sein als das des zu vermessenden Motors 42. Der Grund dafür ist unten unter Verwendung von mathematischen Ausdrücken beschrieben. Eine Beschleunigung für eine Änderung der Geschwindigkeit, die durch das Rastmoment des zu vermessenden Motors 42 verursacht wird, wird als α genommen, ein Trägheitsmoment der Drehwelle in dem Antriebsmotor 50 wird als Jd genommen und ein Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors 50 wird als Td genommen. Die Ausgabe des Drehmomentdetektionssignals St von dem Drehmomentmessinstrument 51, die die Summe des Rastmoments, das von dem zu vermessenden Motor 42 durch das Drehmomentmessinstrument 51 an den Antriebsmotor 50 übertragen wird, und des Ausgangsdrehmoments Td des Antriebsmotors 50 angibt, wird durch Gleichung (1) wie folgt ausgedrückt (in den Gleichungen unterhalb werden ein Reibungsdrehmoment der Drehwelle und ein Trägheitsmoment des Drehmomentmessinstruments nicht berücksichtigt). $S t = J d \cdot α + T d$
Wird die Beschleunigung α berücksichtigt, die als α = (ein Drehmoment, das auf die Drehwelle ausgeübt wird) / (das Trägheitsmoment der Drehwelle) erhalten wird, wird Gleichung (2) für die Beschleunigung α wie folgt erhalten: $α = (T c o g - T d) / (J m + J d)$
wobei Jm das Trägheitsmoment des zu vermessenden Motors 42 angibt und Tcog das Rastmoment des zu vermessenden Motors 42 angibt.
Hierbei wird unter der Annahme einer Bedingung Td=Tcog die Beschleunigung in Gleichung (2) Null. Das Einsetzen dieses Werts von α in Gleichung (1) ergibt St=Td=Tcog. In diesem Fall kann das Rastmoment durch Messen der Drehmomentdetektionssignalausgabe von dem Drehmomentmessinstrument 51 genau gemessen werden. Die Bedingung Td = Tcog ist jedoch eine Bedingung, bei der die Änderung der Geschwindigkeit, die durch das Rastmoment des zu vermessenden Motors 42 verursacht wird, durch Steuern der Geschwindigkeit des Antriebsmotors 50 vollständig aufgehoben ist. In der Praxis ist es fast unmöglich, die Bedingung tatsächlich herzustellen, und ein Versagen, die Bedingung herzustellen, lädt unausweichlich einen Fehler bei der Messung ein. Eine Art, das Drehmomentdetektionssignal St so nah wie möglich bei dem Rastmoment Tcog zu machen, ist unten beschrieben. Das Einsetzen von Gleichung (2) in Gleichung (1) ergibt die folgende Gleichung (3). $S_{t} = J_{d} \cdot \frac{T_{c o g} - T_{d}}{J_{m} + J_{d}} + T_{d} = \frac{J_{d}}{J_{m} + J_{d}} \cdot T_{c o g} + \frac{J_{m}}{J_{m} + J_{d}} \cdot T_{d}$
Aus Gleichung (3) wird ersichtlich, dass St ≈ Tcog erhalten wird, wenn beide Bedingungen Jd/(Jm + Jd) ≈ 1 und Jml(Jm + Jd) ≈ 0 erfüllt sind. Um dies zu erreichen, sollte Jd viel größer als Jm sein.
Mit dem obigen ist bewiesen, dass das Trägheitsmoment Jd des Antriebsmotors 50 ausreichend größer sein muss als das Trägheitsmoment Jm des zu vermessenden Motors 42, um eine genaue Messung des Rastmoments durchzuführen. Aus diesem Grund ist es dann, wenn ein Rastmoment eines großen Motors gemessen wird, notwendig, dass der installierte Antriebsmotor 50 viel größer ist als der zu vermessende Motor 42. Dies führt zu einer problematischen Zunahme der Größe einer Messvorrichtung.
Auf der anderen Seite wird beim dem Messverfahren, das in JP 2010-158123 offenbart ist, weil ein Strom durch den zu vermessenden Motor 72 strömt, zusammen mit dem Rastmoment auch eine Komponente des Drehmomentpendelns, die durch das Strömen des Stroms verursacht wird, gemessen. Dies erzeugt das Problem, dass es für das Messverfahren nicht möglich ist, ausschließlich das Rastmoment zu messen.
Die DE 39 41 553 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung elektromechanischer Wandler zwecks Erzeugung eines vorgegebenen Kraft- bzw. Drehmomentverlaufs, bei dem in einem Funktionsspeicher zeit- oder positionsabhängige Datensätze gespeichert werden, die abhängig vom im Betrieb zurückgelegten Weg bzw. Drehwinkel oder zeitgesteuert abgerufen und in einer arithmetischen Schaltungseinheit mit einer Eingangsgröße zu Augenblickswerten verknüpft werden, und bei dem abhängig von den Augenblickswerten Spannungen oder Ströme mit entsprechender zeit- oder positionsabhängiger Kurvenform in die elektrischen Anschlüsse des Wandlers eingeprägt werden.
Die DE 103 33 397 A1 beschreibt eine Drehmoment-Messvorrichtung für Elektromotoren mit einem Stator und einem Rotor, bei der eine Halteeinrichtung zum Halten des Stators eines Elektromotor-Prüflings vorgesehen ist, eine Antriebseinrichtung für den Rotor vorgesehen ist und ein Drehmomentsensor vorgesehen ist, welcher an die Antriebseinrichtung gekoppelt ist.
Zusammenfassung
Eine Rastmomentmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen eines Rastmoments eines Motors, die einen Antriebsmechanismus zum rotierenden Antreiben einer Ausgangswelle des Motors, ohne den Motor unter Spannung zu setzen, einen Drehwinkeldetektor zum Detektieren eines Drehwinkels des Motors, eine Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit, um den Drehwinkel zweimal abzuleiten, um eine Winkelbeschleunigung des Rotors zu berechnen, eine Drehmomentberechnungseinheit zum Multiplizieren der Winkelbeschleunigung mit einem Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor, um das Drehmoment zu berechnen, und eine Signalverarbeitungseinheit, um auf der Grundlage sowohl des Drehwinkels, der durch den Drehwinkeldetektor detektiert wird, als auch des Drehmoments, das durch die Drehmomentberechnungseinheit berechnet wird, eine Signalform eines Rastmoments für den Drehwinkel zu bestimmen, umfasst.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Antriebsmechanismus ein Mechanismus, bei dem die Ausgangswelle des zu drehenden Motors durch Ziehen eines Drahts, der um die Ausgangswelle des Motors gewickelt ist, gedreht wird. Der Antriebsmechanismus kann ein Mechanismus sein, um die Ausgangswelle des Motors manuell zu drehen. Alternativ kann der Antriebsmechanismus ein Mechanismus sein, bei dem die Ausgangswelle des Motors durch einen direkten Antriebsmotor, der an der Ausgangswelle des Motors angebracht ist, gedreht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Rastmoment sogar dann mit einer kleinen Messvorrichtung genau gemessen werden, wenn das Rastmoment eines großen Motors gemessen wird. Zusätzlich kann, weil kein Strom durch den zu vermessenden Motor strömt, das Auftreten von Drehmomentpendeln, das durch einen Strom verursacht wird, verhindert werden, was erlaubt, dass die Messvorrichtung ausschließlich das Rastmoment misst.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird ferner mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen in mehreren Ansichten gleiche Teile bezeichnen und wobei:

1 eine schematische Konfiguration einer Rastmomentmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Ablaufplan eines Rastmomentmessverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine schematische Konfiguration einer Rastmomentmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine schematische Konfiguration einer Rastmomentmessvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine schematische Konfiguration einer herkömmlichen Rastmomentmessvorrichtung zeigt und
6 eine schematische Konfiguration einer weiteren herkömmlichen Rastmomentmessvorrichtung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
<Ausführungsform 1>
1 zeigt eine schematische Konfiguration einer Rastmomentmessvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Rastmomentmessvorrichtung 1 eine Riemenscheibe 3, die als ein Antriebsmittel zum Drehen eines zu vermessenden Motors 2 auf einer Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 befestigt ist, einen Draht 4, der ein Ende, das in einem Zustand an der Riemenscheibe 3 angebracht ist, in dem der Draht 4 um die Riemenscheibe 3 aufgenommen werden kann, und anderes Ende, das entlang einer vertikalen Richtung aufgehängt ist, hat, ein hängendes Gewicht 5, das von dem anderen Ende des Drahts 4 hängt, einen Codierer 6, der als ein Drehwinkeldetektionsmittel dient, eine Rastmomentberechnungseinheit 7 und eine Signalverarbeitungseinheit 10. Die Rastmomentberechnungseinheit 7 besteht aus einer Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit 8 und einer Drehmomentberechnungseinheit 9. Die Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit 8 führt eine zweite Ableitung eines Drehwinkels, der durch den Codierer 6 detektiert wird, durch, um eine Winkelbeschleunigung zu berechnen. Die Drehmomentberechnungseinheit 9 multipliziert die Winkelbeschleunigung, die in der Winkelbeschleunigungsberechnungseinheit 8 berechnet wurde, mit einem bekannten Trägheitsmoment der Drehwelle, um ein Drehmoment zu finden. Inzwischen besteht die Signalverarbeitungseinheit 10 aus einer Zentraleinheit (CPU) 11 und einem Speicher 12. Die Zentraleinheit 11 hat eine Funktion, aus dem Speicher 12 ein Programm zum Analysieren einer Frequenz einer Rastmomentsignalform zu lesen und das Programm auszuführen, während der Speicher 12 aus einem ROM, in dem das Programm zum Analysieren der Frequenz der Rastmomentsignalform gespeichert ist, oder einem RAM, in dem Daten wie Detektionsdaten überbeschreibbar gespeichert sind, gebildet ist.
Als nächstes werden Verfahrensschritte zum Messen eines Rastmoments mit Bezug auf 2 beschrieben werden. Als erstes wird in Schritt 10 die Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 rotierend betätigt. Speziell wird das Gewicht 5 gewählt, um eine Last bereitzustellen, die größer als ein statisches Reibungsdrehmoment der Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 und an einem Ende des Drahts 4, der um die Riemenscheibe 3 gewickelt ist, angebracht ist. Ein konstantes Drehmoment wird von der Last des Gewichts 5 auf die Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 ausgeübt, was bewirkt, dass sich die Drehwelle mit einer konstanten Winkelbeschleunigung dreht.
Dann werden in Schritt 11 sowohl ein Drehwinkel des zu vermessenden Motors 2, der durch den Codierer 6 detektiert wird, als auch das Drehmoment, das in der Rastmomentberechnungseinheit 7 berechnet wird, in dem Speicher 12 gespeichert.
Darauf folgend wird in Schritt 12 bestimmt, ob die Drehwelle eine volle Drehung gemacht hat oder nicht. Ob die eine volle Drehung durch die Drehwelle gemacht wurde, wird auf der Grundlage dessen bestimmt, ob ein Unterschied zwischen dem Drehwinkel, der anfangs gespeichert ist, nachdem die Rastmomentmessung gestartet wurde, und einem gegenwärtigen Drehwinkel 360 Grad erreicht oder überschreitet. Wenn nicht bestimmt wurde, dass die Drehwelle eine volle Drehung gemacht hat, geht der Betrieb zurück zu Schritt 11, um wieder sowohl den Drehwinkel des zu vermessenden Motors 2 als auch das Drehmoment in dem Speicher 12 zu speichern. Diese Schritte werden wiederholt, bis die Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 eine volle Drehung gemacht hat. Hierbei kann das Rastmoment, das einen Zyklus hat, gemessen werden. Obwohl es immer noch zu bevorzugen ist, das Rastmoment für eine volle Drehung der Drehwelle zu messen, muss die Messung nicht notwendigerweise durchgeführt werden, um das Rastmoment für die eine volle Drehung zu erhalten, und die Messung des Rastmoments kann durchgeführt werden, wenn ein Rastmomentzyklus bekannt ist, zum Beispiel um das Rastmoment zumindest für einen Drehwinkel erhalten, der einem Wert entspricht, der dadurch erhalten wird, dass 360 Grad durch den Rastmomentzyklus geteilt werden.
Nachdem die Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 die eine volle Drehung gemacht hat, wird dann in Schritt 13 auf einem Graphen, der das Drehmoment, das in der Drehmomentberechnungseinheit 9 berechnet wird, auf der vertikalen Achse und den Drehwinkel auf der horizontalen Achse hat, auf der Grundlage der Daten, die in dem Speicher 12 aufgenommen sind, eine Signalform des Rastmoments erzeugt. Als nächstes wird in Schritt 14 auf der erzeugten Signalform des Rastmoments eine Frequenzanalyse durchgeführt, um eine Komponente für jede Ordnung der Drehung zu berechnen.
Im Gegensatz zu dem Rastmomentmessverfahren, das in JP 2006-220497 A beschrieben ist, ist der zu vermessende Motor in dieser Ausführungsform nicht über ein Drehmomentmessinstrument mit einem Antriebsmotor verbunden. Dies kann verhindern, dass es notwendig ist, das Trägheitsmoment des Antriebsmotors viel größer als das des zu vermessenden Motors zu halten, so dass die Drehmomentdetektionssignalausgabe von dem Drehmomentmessinstrument wie in dem Abschnitt des Hintergrunds beschrieben mit dem Rastmoment übereinstimmt. Als eine Folge kann das Rastmoment mit Genauigkeit in einer kleineren Messvorrichtung gemessen werden. Auf der anderen Seite strömt anders als in dem Rastmomentmessverfahren, das in JP 2010-158123 A beschrieben ist, kein Strom durch den zu vermessenden Motor, was es ermöglicht, ausschließlich das Rastmoment zu messen.
Es ist zu beachten, dass das Mittel zum Antreiben des zu vermessenden Motors 2 nicht auf die oben beschriebenen Mittel eingeschränkt ist und zum Beispiel durch den Draht 4, der direkt um die Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 gewickelt ist, verwirklicht sein kann. Ferner ist die Art des Ziehens des Drahts 4 nicht auf die oben beschriebene eingeschränkt und kann anders verwirklicht sein; zum Beispiel wie unten beschrieben. Ein nicht dargestellter Draht aufnehmender Motor ist separat angeordnet und eine Riemenscheibe ist an eine Ausgangswelle des Draht aufnehmenden Motors gekoppelt. Dann wird ein Ende des Drahts 4 an die Riemenscheibe, die an die Ausgangswelle des Draht aufnehmenden Motors gekoppelt ist, angebracht, um dadurch zu erlauben, dass der zu vermessende Motor 2 angetrieben wird, wenn der Draht 4 durch Drehen des Draht aufnehmenden Motors gezogen wird. Hierbei ist es nicht notwendig, dass der Draht aufnehmende Motor eine Drehung des zu vermessenden Motors mit konstanter Geschwindigkeit bewirkt, was beseitigen kann, dass es notwendig ist, dass das Trägheitsmoment des Antriebsmotors ausreichend größer ist als das des zu vermessenden Motors, und umgekehrt eine genaue Messung des Rastmoments mit der kleineren Messvorrichtung erlaubt.
<Ausführungsform 2>
3 zeigt schematisch Komponenten, die in einem Rastmomentmessverfahren für einen Motor gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung verwendet werden. In der zweiten Ausführungsform kann das Rastmoment mit einer Messvorrichtung gemessen werden, deren Struktur einfacher ist als die in der ersten Ausführungsform.
Bezugnehmend auf 3 ist das Rastmomentmessverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform unten beschrieben. Die gleichen Komponenten wie die der ersten Ausführungsform sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie die der ersten Ausführungsform und die Beschreibungen bezüglich dieser Komponenten wird nicht wiederholt werden. Ein Punkt, der verschieden von der ersten Ausführungsform ist, ist, dass ein Griff 13 auf der Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 befestigt ist und das Mittel zum Antreiben der Drehwelle des zu vermessenden Motors 2 durch manuelles Drehen des Griffs 13 verwirklicht ist. Hierbei ist es zu bevorzugen, dass der manuelle Betrieb des Drehens des Griffs 13 mit der Intention durchgeführt wird, einfach eine Drehkraft zu geben, ohne eine Manipulation wie etwa das Ziel, eine konstante Rate der Drehung zu geben, durchzuführen. Eine Anwendung einer anderen Kraft als der Drehkraft auf die Ausgangswelle kann bewirken, dass das Rastmoment abgeschwächt oder verstärkt wird, was die genaue Messung des Rastmoments behindert. Die anderen Verfahrensschritte zum Messen des Rastmoments als die, die dem Mittel zum Antreiben der Ausgangswelle zugeordnet sind, sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform und ihre Beschreibungen werden nicht wiederholt.
Es sollte beachtet werden, dass die Art des manuellen Drehens der Ausgangswelle, die als die Mittel zum Antreiben des zu vermessenden Motors 2 verwirklicht ist, nicht auf die oben beschriebene Weise eingeschränkt ist und die Ausgangswelle direkt durch eine Hand gegriffen werden kann, um die Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 manuell zu drehen.
<Ausführungsform 3>
Bezugnehmend auf 4 wird das Rastmomentmessverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben. Wieder sind die gleichen Komponenten wie die der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie die der ersten Ausführungsform und die Beschreibungen bezüglich der Komponenten wird nicht wiederholt werden. In der dritten Ausführungsform sind ein direkter Antriebsmotor 14, der als das Mittel zum Drehen des zu vermessenden Motors 2 verwendet wird, ein Codierer 15, der als ein Drehwinkeldetektionsmittel für den direkten Antriebsmotor 14 verwendet wird, und eine Steuereinheit 17 zum Antreiben des direkten Antriebsmotors 14 zusätzlich befestigt. Die Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 und der direkte Antriebsmotor 14 sind miteinander durch eine Kopplung 16 in einer einteiligen drehbaren Weise verbunden. Der direkte Motorantrieb 14 wird in Übereinstimmung mit einem Befehl konstanten Drehmoments, der von der Steuereinheit 17 ausgestellt ist, betrieben und der Betrieb wird durch die Kopplung 16 an die Ausgangswelle des zu vermessenden Motors 2 übertragen, um den zu vermessenden Motor 2 in einem nicht unter Spannung gesetzten Zustand zu drehen. Die anderen Verfahrensschritte zum Messen des Rastmoments als die, die dem Mittel zum Antreiben der Ausgangswelle zugeordnet sind, sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform und ihre Beschreibungen werden nicht wiederholt werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist anders als in dem Rastmomentmessverfahren, das in JP 2006-220497 A beschrieben ist, der zu vermessende Motor nicht über das Drehmomentmessinstrument mit dem Antriebsmotor verbunden. Dies kann verhindern, dass es notwendig ist, das Trägheitsmoment des Antriebsmotors viel größer als das des zu vermessenden Motors zu halten, so dass die Drehmomentdetektionssignalausgabe von dem Drehmomentmessinstrument wie in dem Abschnitt des Hintergrunds beschrieben mit dem Rastmoment übereinstimmt, und erlaubt umgekehrt die genaue Messung des Rastmoments in der kleineren Messvorrichtung.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Rastmoments eines Motors (2), umfassend: manuelles Anlegen eines im Wesentlichen konstanten Drehmoments an eine Ausgangswelle des Motors (2), um die Ausgangswelle des Motors (2) zu drehen, ohne den Motor (2) elektrisch zu erregen; Erfassen, unter Verwendung eines Drehwinkeldetektors (6), eines Drehwinkels der Ausgangswelle des Motors (2) bei jedem einer Vielzahl von Drehwinkeln; Berechnen einer Winkelbeschleunigung des Motors (2) bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Differenzieren des Drehwinkels zweiter Ordnung; Berechnen eines Drehmomentwertes bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln mit einem Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor (2); Erhalten einer Drehmomentwellenform, in der der Drehmomentwert bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln als eine Funktion der Vielzahl von Drehwinkeln aufgetragen ist; und Berechnen einer Rastmomentkomponente für jede Ordnung der Drehung basierend auf einer Frequenz der Drehmomentwellenform.
Verfahren zum Bestimmen eines Rastmoments eines Motors (2), umfassend: Anbringen eines Gewichts (5) an einer Spitze eines Drahts (4), der um eine Ausgangswelle des Motors (2) gewickelt ist, wobei das Gewicht (5) so gewählt ist, dass es ein statisches Reibungsdrehmoment der Ausgangswelle des Motors (2) übersteigt; Drehen der Ausgangswelle des Motors (2) ohne elektrische Erregung des Motors (2) durch Fallenlassen des Gewichts (5), um den Draht zu ziehen; Erfassen, unter Verwendung eines Drehwinkeldetektors (6), eines Drehwinkels des Motors (2) bei jedem einer Vielzahl von Drehwinkeln; Berechnen einer Winkelbeschleunigung des Motors (2) bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Differenzieren des Drehwinkels zweiter Ordnung; Berechnen eines Drehmomentwertes bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung mit einem Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor (2); Erhalten einer Drehmomentwellenform, in der der Drehmomentwert bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln als eine Funktion der Vielzahl von Drehwinkeln aufgetragen ist; und Berechnen einer Rastmomentkomponente für jede Ordnung der Drehung basierend auf einer Frequenz der Drehmomentwellenform.
Verfahren zum Bestimmen eines Rastmoments eines Motors (2), umfassend: direktes Verbinden eines Direktantriebsmotors mit einer Ausgangswelle des Motors (2); Drehen der Ausgangswelle des Motors (2), ohne den Motor (2) elektrisch zu erregen, durch Antreiben des Direktantriebsmotors gemäß einem Konstantdrehmomentbefehl, um ein Ausgangsdrehmoment des Direktantriebsmotors konstant bereitzustellen; Erfassen, unter Verwendung eines Drehwinkeldetektors (6), eines Drehwinkels des Motors (2) bei jedem einer Vielzahl von Drehwinkeln; Berechnen einer Winkelbeschleunigung des Motors (2) bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Differenzieren des Drehwinkels zweiter Ordnung; Berechnen eines Drehmomentwertes bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln durch Multiplizieren der Winkelbeschleunigung bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln mit einem Trägheitsmoment eines Rotors in dem Motor (2); Erhalten einer Drehmomentwellenform, in der der Drehmomentwert bei jedem der Vielzahl von Drehwinkeln als eine Funktion der Vielzahl von Drehwinkeln aufgetragen ist; und Berechnen einer Rastmomentkomponente für jede Ordnung der Drehung basierend auf einer Frequenz der Drehmomentwellenform.