JP2007010608A - Rotating angle error analysis system of gear mechanism - Google Patents

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Akiyo Horiuchi
昭世 堀内
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SHIN EI TECH KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily evaluate rotation characteristics of a test gear mechanism G. <P>SOLUTION: The rotation angle error analysis system is provided with: a data collection means 11 for reading output signals S1 and S2 of encoders E1 and E2 connected to an input shaft D1 and an output shaft D2 of the test gear mechanism G; a memory means 12 for storing data collected by the data collection means 11; and a data processing means 13 for frequency-analyzing an angle transmission error by processing data read from the memory means 12, and calculating backlash based on the angle transmission error during reverse rotation when positively rotating the test gear mechanism G. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、バックラッシを含むギヤ機構の回転特性を容易に、しかも適確に評価することができるギヤ機構の回転角度誤差解析装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle error analysis device for a gear mechanism that can easily and accurately evaluate the rotation characteristics of a gear mechanism including a backlash.

ギヤのバックラッシを自動的に測定する測定装置が提案されている(特許文献1)。   A measuring device that automatically measures the backlash of a gear has been proposed (Patent Document 1).

このものは、入力軸、出力軸の間に供試ギヤを介装し、入力軸、出力軸に対してそれぞれ回転角度検出用のエンコーダを連結するとともに、エンコーダの出力データを処理する演算装置を設けて構成されている。演算装置は、各エンコーダの出力データに基づいて正転時、逆転時におけるギヤの角度伝達誤差を算出し、両者の差からギヤのバックラッシを算出することができる。なお、角度伝達誤差と、それに基づくバックラッシは、出力軸の1回転中の変化データとして連続的に算出することができる。
特開平1−165929号公報
This is an arithmetic unit that interposes a test gear between the input shaft and the output shaft, connects an encoder for detecting the rotation angle to each of the input shaft and the output shaft, and processes output data of the encoder. It is provided and configured. The arithmetic unit can calculate the gear angle transmission error at the time of forward rotation and reverse rotation based on the output data of each encoder, and can calculate the gear backlash from the difference between the two. The angle transmission error and the backlash based thereon can be continuously calculated as change data during one rotation of the output shaft.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-165929

かかる従来技術によるときは、演算装置は、供試ギヤのバックラッシを出力軸の回転角度に対応させて算出できるだけであって、それ以上の評価データを算出するものでないから、供試ギヤの回転特性を適確に評価することが難しいという問題があった。   When such a prior art is used, the arithmetic unit can only calculate the backlash of the test gear in correspondence with the rotation angle of the output shaft, and does not calculate any further evaluation data. There was a problem that it was difficult to accurately evaluate.

そこで、この発明の構成は、かかる従来技術の問題に鑑み、バックラッシの算出に加えて、角度伝達誤差を周波数分析することによって、供試ギヤ機構の回転特性を一層容易に、しかも適確に評価することができるギヤ機構の回転角度誤差解析装置を提供することにある。   Therefore, in view of the problems of the prior art, the configuration of the present invention makes it possible to more easily and accurately evaluate the rotational characteristics of the gear mechanism under test by performing frequency analysis of angle transmission errors in addition to calculating backlash. An object of the present invention is to provide a rotation angle error analysis device for a gear mechanism that can be used.

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、供試ギヤ機構の入力軸、出力軸に連結する回転角度検出用のエンコーダの出力信号を読み取るデータ収集手段と、データ収集手段によって収集したデータを記憶するメモリ手段と、メモリ手段から読み出したデータを加工処理するデータ処理手段とを備えてなり、データ処理手段は、供試ギヤ機構の正転時、逆転時の角度伝達誤差に基づくバックラッシを出力軸の回転角度に対応させて算出し、角度伝達誤差を周波数分析することをその要旨とする。   In order to achieve the above object, the configuration of the present invention includes a data collecting means for reading an output signal of an encoder for detecting a rotation angle connected to an input shaft and an output shaft of a test gear mechanism, and data collected by the data collecting means. Memory means for storing and data processing means for processing the data read from the memory means, the data processing means outputs a backlash based on an angular transmission error during forward rotation and reverse rotation of the gear mechanism under test. The gist is to calculate the angle according to the rotation angle of the shaft and to analyze the frequency of the angle transmission error.

なお、出力軸には、重錐によるトルク負荷を加えるプーリを連結することができ、プーリは、減速機を介して出力軸に連結することができる。   In addition, the pulley which applies the torque load by a heavy cone can be connected with an output shaft, and a pulley can be connected with an output shaft via a reduction gear.

かかる発明の構成によるときは、データ処理手段は、供試ギヤ機構のバックラッシを算出するに加えて、角度伝達誤差を周波数分析することにより、出力軸の回転数の微視的な変動を具体的に評価するための数値データを提示することができる。なお、角度伝達誤差は、供試ギヤ機構の歯数比i=a/b(ただし、a、bは、それぞれ互いに噛合する出力軸、入力軸上のギヤの歯数相当の整数、a>b)とするとき、供試ギヤ機構を構成するギヤのすべての歯の組合せをチェックするために、a、bの最小公倍数cとして、少なくとも出力軸のc/a回転以上の回転量におけるデータに基づいて算出することが好ましい。   According to such a configuration of the invention, the data processing means calculates the backlash of the gear mechanism under test and, in addition to frequency analysis of the angle transmission error, the microscopic fluctuation of the rotational speed of the output shaft is concretely determined. Numerical data for evaluation can be presented. Note that the angle transmission error is the gear ratio i = a / b of the gear mechanism under test (where a and b are integers corresponding to the number of gear teeth on the output shaft and input shaft, respectively, and a> b) ), In order to check the combination of all teeth of the gears constituting the test gear mechanism, the least common multiple c of a and b is based on data at a rotation amount at least equal to or greater than c / a rotation of the output shaft. It is preferable to calculate by

なお、データ処理手段は、角度伝達誤差を周波数分析して出力軸側、入力軸側の各基本波形をグラフ表示することにより、角度伝達誤差の原因を推測することができる。すなわち、出力軸の回転周期に一致する出力軸側の基本波成分が顕著であるときは、出力軸上のギヤの偏心量が過大であることが考えられ、入力軸の回転周期に一致する入力軸側の基本波成分が顕著であるときは、入力軸上のギヤの偏心量が過大である可能性がある。ただし、出力軸側、入力軸側の基本波とは、角度伝達誤差に含まれる波形成分のうち、その周期がそれぞれ出力軸、入力軸の回転周期に一致する正弦波成分をいう。そこで、供試ギヤ機構の減速比1/n(nは、整数)とすると、入力軸側の基本波は、出力軸側のn次の高調波に合致する。   The data processing means can estimate the cause of the angle transmission error by analyzing the frequency of the angle transmission error and displaying the respective basic waveforms on the output shaft side and the input shaft side in a graph. That is, if the fundamental component on the output shaft side that matches the rotation cycle of the output shaft is significant, the eccentricity of the gear on the output shaft may be excessive, and the input that matches the rotation cycle of the input shaft When the fundamental wave component on the shaft side is significant, the amount of eccentricity of the gear on the input shaft may be excessive. However, the fundamental wave on the output shaft side and the input shaft side refers to a sine wave component whose period coincides with the rotation period of the output shaft and the input shaft, among the waveform components included in the angle transmission error. Therefore, if the reduction ratio 1 / n (n is an integer) of the test gear mechanism, the fundamental wave on the input shaft side matches the nth harmonic on the output shaft side.

また、データ処理手段は、角度伝達誤差を周波数分析して出力軸側、入力軸側の各指定の高調波形をグラフ表示することにより、騒音、振動等の不具合の原因究明、供試ギヤ機構の改良評価などに役立てることができる。たとえば、特定の高調波形が顕著であれば、当該高調波形の周期相当に噛み合う特定の歯の形成不良が考えられる。さらに、供試ギヤ機構が組み込まれる対象機器の固有振動数に一致する周期の基本波成分、高調波成分の存否と大きさとを知ることにより、供試ギヤ機構を対象機器に組み込んだときの振動の発生状況を予測評価することができる。なお、データ処理手段は、出力軸側、入力軸側について、それぞれ基本波と指定の高調波の成分を算出し、グラフ表示することによっても、同様の有益な評価資料を提示することができる。   In addition, the data processing means analyzes the angle transmission error and displays the specified harmonic waveforms on the output shaft side and input shaft side in a graph, thereby investigating the cause of problems such as noise and vibration, It can be used for improvement evaluation. For example, if a specific harmonic waveform is significant, a defective formation of a specific tooth that meshes with the period of the harmonic waveform is considered. In addition, by knowing the existence and magnitude of the fundamental wave component and harmonic component with the same frequency as the natural frequency of the target device in which the test gear mechanism is incorporated, the vibration when the test gear mechanism is incorporated in the target device. It is possible to predict and evaluate the situation of occurrence. Note that the data processing means can present the same useful evaluation data by calculating the fundamental wave and the specified harmonic component for the output shaft side and the input shaft side, respectively, and displaying them in a graph.

重錐によるトルク負荷を加えるプーリを供試ギヤ機構の出力軸側に連結すれば、重錐を巻き下げる方向、巻き上げる方向のいずれの方向に供試ギヤ機構を駆動する場合であっても、供試ギヤ機構内の各ギヤに対して一定方向のトルク負荷を加えることができ、実際の運転状態に近い評価データを採取することができる。なお、重錐によるトルク負荷は、供試ギヤ機構内のギヤの歯面が所定方向に安定に噛み合うに必要な大きさであればよく、一般に、供試ギヤ機構の定格出力トルクの数%ないし数10%程度を出力軸に加えればよく、必ずしも定格出力トルクを加える必要はない。また、減速機を介してプーリを出力軸に連結すれば、減速機の減速比に応じて重錐の所要有効ストロークを短縮することができる。   If a pulley for applying a torque load by a heavy cone is connected to the output shaft side of the test gear mechanism, the test gear mechanism can be driven in either the direction of lowering or lifting the heavy cone. A torque load in a certain direction can be applied to each gear in the trial gear mechanism, and evaluation data close to the actual operation state can be collected. The torque load due to the heavy cone is not limited as long as the tooth surface of the gear in the test gear mechanism is stably meshed in a predetermined direction, and is generally several percent of the rated output torque of the test gear mechanism. What is necessary is just to add several tens of percent to the output shaft, and it is not always necessary to add the rated output torque. Further, if the pulley is connected to the output shaft via a reduction gear, the required effective stroke of the heavy cone can be shortened according to the reduction ratio of the reduction gear.

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

ギヤ機構の回転角度誤差解析装置10は、データ収集手段11、メモリ手段12、データ処理手段13を備えてなる(図1)。ただし、データ収集手段11には、供試ギヤ機構Gの入力軸D1 、出力軸D2 にそれぞれ連結するエンコーダE1 、E2 の出力信号S1 、S2 が入力されている。   The gear mechanism rotation angle error analysis device 10 includes a data collecting means 11, a memory means 12, and a data processing means 13 (FIG. 1). However, output signals S1 and S2 of encoders E1 and E2 connected to the input shaft D1 and output shaft D2 of the test gear mechanism G are input to the data collecting means 11, respectively.

供試ギヤ機構Gは、入力軸D1 、出力軸D2 上にそれぞれギヤGa 、Gb を有し、ギヤGa 、Gb は、互いに噛合している。ただし、供試ギヤ機構Gは、入力軸D1 、出力軸D2 の間に多段のギヤを介装してもよく、ギヤGa 、Gb は、ウォームギヤを含む任意の形式のギヤであってもよい。供試ギヤ機構Gは、駆動用のサーボモータM、エンコーダE1 、E2 を備える試験装置T上に積載され、入力軸D1 には、それぞれカップリングC1 を介してサーボモータM、エンコーダE1 が連結され、出力軸D2 には、カップリングC2 を介してエンコーダE2 が連結されている。   The test gear mechanism G has gears Ga and Gb on the input shaft D1 and the output shaft D2, respectively, and the gears Ga and Gb mesh with each other. However, the test gear mechanism G may include a multi-stage gear between the input shaft D1 and the output shaft D2, and the gears Ga and Gb may be any type of gear including a worm gear. The test gear mechanism G is mounted on a test apparatus T having a servo motor M for driving and encoders E1 and E2, and the servomotor M and encoder E1 are connected to the input shaft D1 through a coupling C1, respectively. The encoder E2 is connected to the output shaft D2 via a coupling C2.

データ収集手段11の出力は、メモリ手段12を介してデータ処理手段13に接続され、データ処理手段13の出力は、ディスプレイ15、プリンタ16に接続されている。なお、データ収集手段11、データ処理手段13には、条件設定手段14の出力が個別に接続されている。ただし、データ収集手段11、メモリ手段12、データ処理手段13、条件設定手段14は、たとえばパーソナルコンピュータに組み込むソフトウェアにより構成されており、ディスプレイ15、プリンタ16は、条件設定手段14の一部を構成する図示しないキーボードやマウスなどとともに、パーソナルコンピュータの周辺機器を使用するものとする。   The output of the data collection unit 11 is connected to the data processing unit 13 via the memory unit 12, and the output of the data processing unit 13 is connected to the display 15 and the printer 16. The output of the condition setting unit 14 is individually connected to the data collection unit 11 and the data processing unit 13. However, the data collecting means 11, the memory means 12, the data processing means 13, and the condition setting means 14 are constituted by software incorporated in a personal computer, for example, and the display 15 and the printer 16 constitute a part of the condition setting means 14. A peripheral device of a personal computer is used together with a keyboard and a mouse (not shown).

試験装置T上において、サーボモータMを介して供試ギヤ機構Gの入力軸D1 を正逆に回転駆動すると、エンコーダE1 、E2 は、それぞれ入力軸D1 、出力軸D2 の回転角度β、αを検出し、出力信号S1 、S2 として連続的に出力することができる。そこで、データ収集手段11は、出力信号S1 、S2 を繰り返し高速スキャンして読み取ることにより、回転角度β、αの組合せデータを取得し、メモリ手段12に順次記憶させて蓄積することができる。なお、このとき、条件設定手段14を介し、たとえば供試ギヤ機構Gの減速比1/i=b/a、出力軸D2 の定格回転数No 、下限回転数N1 <No 、上限回転数N2 >No などを設定することができ、データ収集手段11は、たとえば出力軸D2 の回転数NがN1 ≦N≦N2 にある間の回転角度β、αを有効なデータとして取得するものとする。ただし、エンコーダE1 、E2 が検出する回転角度β、αは、それぞれ入力軸D1 、出力軸D2 の絶対角度である。   When the input shaft D1 of the test gear mechanism G is rotated forward and backward on the test apparatus T via the servo motor M, the encoders E1 and E2 set the rotation angles β and α of the input shaft D1 and the output shaft D2, respectively. It can be detected and output continuously as output signals S1 and S2. Therefore, the data collecting means 11 can obtain the combination data of the rotation angles β and α by repeatedly scanning the output signals S1 and S2 at high speed, and store them in the memory means 12 for storage. At this time, for example, the reduction ratio 1 / i = b / a of the test gear mechanism G, the rated rotational speed No of the output shaft D2, the lower limit rotational speed N1 <No, the upper limit rotational speed N2> are passed through the condition setting means 14. No or the like can be set, and the data collecting means 11 acquires, for example, rotation angles β and α as valid data while the rotation speed N of the output shaft D2 is N1 ≦ N ≦ N2. However, the rotation angles β and α detected by the encoders E1 and E2 are the absolute angles of the input shaft D1 and the output shaft D2, respectively.

データ処理手段13は、条件設定手段14からの指令により、メモリ手段12に記憶されている回転角度β、αに基づき、出力軸D2 の回転角度αにおける角度伝達誤差γ=α−β/iを順次算出して、ディスプレイ15上にグラフ表示することができる(図2)。ただし、図2において、曲線(1)、(2)は、それぞれ出力軸D2 の1回転分の正転時、逆転時の角度伝達誤差γを出力軸D2 の回転角度αに対応させて表示している。また、データ処理手段13は、図2の曲線(2)、(1)の差を算出してプロットすることにより、出力軸D2 の1回転分のバックラッシBをグラフ表示することができる(図3)。   Based on the rotation angles β and α stored in the memory unit 12, the data processing unit 13 sets the angle transmission error γ = α−β / i at the rotation angle α of the output shaft D 2 based on the command from the condition setting unit 14. It can be calculated sequentially and displayed on the display 15 as a graph (FIG. 2). However, in FIG. 2, curves (1) and (2) indicate the angular transmission error γ during forward rotation and reverse rotation of the output shaft D2 corresponding to the rotational angle α of the output shaft D2, respectively. ing. Further, the data processing means 13 can graphically display the backlash B for one rotation of the output shaft D2 by calculating and plotting the difference between the curves (2) and (1) in FIG. 2 (FIG. 3). ).

さらに、データ処理手段13は、出力軸D2 の所定の回転量当りの正転時、逆転時の角度伝達誤差γについて、その平均値、上限値、下限値を算出し、出力軸D2 の回転角度αに対応させてグラフ表示することができる(図4)。なお、データ処理手段13は、正転時、逆転時の角度伝達誤差γを周波数分析し、その出力軸D2 側、入力軸D1 側の基本波形を算出し、出力軸D2 の回転角度αに対応させてグラフ表示することも可能であり(図5)、さらに、出力軸D2 側、入力軸D1 側の各指定の高調波形を同様にしてグラフ表示することも可能である(図示せず)。ただし、図5において、入力軸D1 側の基本波形は、便宜的に出力軸D2 側の基本波形に重畳させて図示されている。   Further, the data processing means 13 calculates the average value, the upper limit value, and the lower limit value of the angle transmission error γ during forward rotation and reverse rotation per predetermined rotation amount of the output shaft D2, and calculates the rotation angle of the output shaft D2. A graph can be displayed corresponding to α (FIG. 4). The data processing means 13 performs frequency analysis of the angle transmission error γ during forward rotation and reverse rotation, calculates the basic waveform of the output shaft D2 side and the input shaft D1 side, and corresponds to the rotation angle α of the output shaft D2. It is also possible to display a graph (FIG. 5), and it is also possible to display the specified harmonic waveforms on the output shaft D2 side and the input shaft D1 side in the same manner (not shown). However, in FIG. 5, the basic waveform on the input shaft D1 side is shown superimposed on the basic waveform on the output shaft D2 side for convenience.

また、データ処理手段13は、正転時、逆転時の角度伝達誤差γを周波数分析し、出力軸D2 側の基本波と、指定の次数Dまでの高調波との各成分Qをグラフ表示することもできる(図6)。ただし、図6において、横軸は、次数Dを示し、次数D=1は、基本波であり、次数D≧2は、D次の高調波である。また、次数D=0における成分Qは、角度伝達誤差γの平均(直流成分)を示し、次数D=0における正転時、逆転時の成分Qの差は、入力軸D1 、出力軸D2 間の平均的なバックラッシを示す。   Further, the data processing means 13 analyzes the frequency of the angular transmission error γ during forward rotation and reverse rotation, and displays each component Q of the fundamental wave on the output shaft D2 side and the harmonics up to the specified order D in a graph. (Fig. 6). In FIG. 6, the horizontal axis indicates the order D, the order D = 1 is the fundamental wave, and the order D ≧ 2 is the D-order harmonic. The component Q at the order D = 0 indicates the average (DC component) of the angle transmission error γ, and the difference in the component Q at the time of forward rotation and reverse rotation at the order D = 0 is the difference between the input shaft D1 and the output shaft D2. The average backlash is shown.

さらに、データ処理手段13は、正転時、逆転時の角度伝達誤差γを周波数分析し、入力軸D1 側の基本波と、指定の次数Dまでの高調波との各成分Qをグラフ表示することもできる(図7)。なお、図7において、横軸の次数D、次数D=0における成分Qは、それぞれ図6におけるそれと同一である。   Further, the data processing means 13 frequency-analyzes the angle transmission error γ during forward rotation and reverse rotation, and displays each component Q of the fundamental wave on the input shaft D1 side and the harmonics up to the specified order D in a graph. (Fig. 7). In FIG. 7, the component Q in the order D on the horizontal axis and the order D = 0 is the same as that in FIG. 6.

ちなみに、図4〜図7は、入力軸D1 上の2条ねじのウォームと、出力軸D2 上の歯数37のウォームホイールとを噛合させて構成する供試ギヤ機構Gに対する実測データの一例である。出力軸D2 側の次数D=1の基本波に対する成分Qが顕著であり(図6)、入力軸D1 側の次数D=2、4…の各高調波に対する成分Qが顕著であることから(図7)、出力軸D2 上のウォームホイールの偏心、入力軸D1 上のウォームの2条ねじの不整合などに起因して、角度伝達誤差γが過大となり、出力軸D2 の回転に従って大きく変動していることがわかり(図4、図5)、さらに改善の余地があることがわかる。   4 to 7 are examples of actual measurement data for a test gear mechanism G configured by meshing a worm having a double thread on the input shaft D1 and a worm wheel having 37 teeth on the output shaft D2. is there. The component Q for the fundamental wave of the order D = 1 on the output axis D2 side is remarkable (FIG. 6), and the component Q for each harmonic of the order D = 2, 4,. 7), the angular transmission error γ is excessive due to the eccentricity of the worm wheel on the output shaft D2 and the misalignment of the double thread of the worm on the input shaft D1, and it fluctuates greatly as the output shaft D2 rotates. (FIGS. 4 and 5) and there is room for further improvement.

なお、条件設定手段14は、図2、図3のグラフ表示をさせるとき、たとえば出力軸D2 のいずれの1回転分を表示対象にするかを指定することができる。また、条件設定手段14は、図4、図5のグラフ表示をさせるとき、いずれの複数回転分を計算対象にするかを指定することができ、図6、図7のグラフ表示をさせるとき、いずれの次数Dまでの高調波を表示対象にし、または、いずれの次数Dの高調波を表示対象にし、あるいは、図4の角度伝達誤差γの上限値、平均値、下限値のいずれに対する周波数分析結果を表示対象にするかなどを指定することができる。なお、条件設定手段14は、図2〜図7のグラフ表示をさせるとき、表示スケールの拡大縮小や、表示曲線の色指定、文字指定などの表示形態を任意に設定することができる。また、条件設定手段14は、必要に応じてディスプレイ15上のグラフ表示をプリンタ16により任意にプリントアウトさせることもできる。ただし、図示の図2、図3の表示データ、図4〜図7の表示データは、互いに別の供試ギヤ機構Gの試験データである。   The condition setting means 14 can specify, for example, which one rotation of the output shaft D2 is to be displayed when the graphs of FIGS. 2 and 3 are displayed. Further, the condition setting means 14 can designate which of the plurality of rotations is to be calculated when displaying the graphs of FIGS. 4 and 5, and when displaying the graphs of FIGS. 6 and 7, Frequency analysis for any harmonics up to any order D, or any harmonics of any order D, or any of the upper limit, average, and lower limit of the angle transmission error γ in FIG. You can specify whether to display the results. The condition setting means 14 can arbitrarily set display forms such as display scale enlargement / reduction, display curve color designation, and character designation when displaying the graphs of FIGS. Further, the condition setting means 14 can arbitrarily print out the graph display on the display 15 by the printer 16 as necessary. However, the display data shown in FIGS. 2 and 3 and the display data shown in FIGS. 4 to 7 are test data of different test gear mechanisms G.

以上の説明において、データ収集手段11は、入力軸D1 、出力軸D2 の回転角度β、αの組合せデータをメモリ手段12に順次記憶させるに代えて、回転角度αと、角度伝達誤差γ=(α−β/i)の組合せデータをメモリ手段12に順次記憶させてもよい。また、メモリ手段12としてフロッピ、MD、CDなどの外部記憶媒体を使用すれば、データ収集手段11、データ処理手段13を別のコンピュータ上に構築し、データ処理手段13をオフラインで動作させることも可能である。   In the above description, the data collecting means 11 replaces the rotational angle β and α of the input shaft D1 and output shaft D2 with the memory means 12 in order, and instead stores the rotational angle α and the angle transmission error γ = ( Combination data of α−β / i) may be sequentially stored in the memory means 12. If an external storage medium such as a floppy, MD, or CD is used as the memory means 12, the data collecting means 11 and the data processing means 13 can be constructed on another computer, and the data processing means 13 can be operated offline. Is possible.

他の実施の形態Other embodiments

試験装置Tは、供試ギヤ機構Gの出力軸D2 側に対し、重錐Wを吊下するプーリPを連結することができる(図8、図9)。ただし、図9において、入力軸D1 側の駆動用のサーボモータMは、図示が省略されており、たとえば両軸形のエンコーダE1 の図示されていない側の軸に連結するものとする。   The test apparatus T can connect a pulley P that suspends the heavy cone W to the output shaft D2 side of the test gear mechanism G (FIGS. 8 and 9). However, in FIG. 9, the servomotor M for driving on the input shaft D1 side is not shown, and for example, it is assumed that it is connected to the shaft on the side of the double-shaft encoder E1 that is not shown.

プーリPには、ワイヤロープ、紐、テグスなどの可撓性の丈夫な索状体W1 の一端が固定されて巻き付けられており、索状体W1 の他端には、ガイドプーリP1 を介して重錐Wが吊下されている。なお、試験装置Tは、テーブルT1 上に設置され、重錐Wは、索状体W1 を介してテーブルT1 の外側に吊下されている。   One end of a flexible strong cord-like body W1 such as a wire rope, string, or teg is fixed and wound around the pulley P. The other end of the cord-like body W1 is passed through a guide pulley P1. A heavy cone W is suspended. The test apparatus T is installed on the table T1, and the heavy cone W is suspended outside the table T1 via the cord-like body W1.

重錐Wは、プーリPに対する索状体W1 の巻付方向により、出力軸D2 に対して特定方向のトルク負荷TQ=wd/2を加え、供試ギヤ機構GのギヤGa 、Gb の歯面を一方向に接触させることにより、運転状態に近い評価データを採取することができる。ただし、w、dは、それぞれ重錐Wの重量、プーリPの有効径である。なお、重錐Wを高く巻き上げた状態から索状体W1 をプーリPから巻き解く方向に供試ギヤ機構Gを運転し、プーリP上の索状体W1 の全部を巻き解いた後、供試ギヤ機構Gをさらに同方向に運転すると、重錐Wは、下死点を経て上昇に転じ、このとき、供試ギヤ機構Gに加えるトルク負荷TQの方向を逆方向に反転させることができる。すなわち、供試ギヤ機構Gを同方向に運転し、プーリPに対する索状体W1 の巻付方向を反転させて重錐Wを有効ストローク内で往復駆動することにより、供試ギヤ機構Gに対して逆方向のトルク負荷TQを加える2種類の運転状態の評価データを一挙に採取することができる。   The heavy cone W adds a torque load TQ = wd / 2 in a specific direction to the output shaft D2 depending on the winding direction of the cord W1 around the pulley P, and the tooth surfaces of the gears Ga and Gb of the test gear mechanism G The evaluation data close to the driving state can be collected by bringing them into contact in one direction. Here, w and d are the weight of the heavy cone W and the effective diameter of the pulley P, respectively. The test gear mechanism G is operated in a direction in which the cord W1 is unwound from the pulley P from the state where the heavy cone W is wound up high, and after unwinding all the cord W1 on the pulley P, the test is performed. When the gear mechanism G is further operated in the same direction, the heavy cone W turns upward through the bottom dead center, and at this time, the direction of the torque load TQ applied to the test gear mechanism G can be reversed. That is, by operating the test gear mechanism G in the same direction, reversing the winding direction of the cord W1 with respect to the pulley P and reciprocatingly driving the heavy cone W within the effective stroke, Thus, it is possible to collect evaluation data of two kinds of operation states to which the torque load TQ in the reverse direction is applied at once.

重錐Wを吊下するプーリPは、供試ギヤ機構Gの出力軸D2 に連結する減速機Rの出力軸に装着し、減速機Rを介して出力軸D2 に連結してもよい(図10)。   The pulley P that suspends the heavy cone W may be attached to the output shaft of the speed reducer R that is connected to the output shaft D2 of the test gear mechanism G, and may be connected to the output shaft D2 via the speed reducer R (see FIG. 10).

減速機Rの入力軸は、タイミングベルトR1 を介して出力軸D2 に連結されており、タイミングベルトR1 は、出力軸D2 上のタイミングプーリR2 と、減速機Rの入力軸上のタイミングプーリR3 との間に巻き掛けられている。減速機Rの減速比r>1に応じてプーリPの回転速度を小さくすることができるから、重錐Wの所要有効ストロークを短縮することができる。ただし、出力軸D2 に加えるトルク負荷は、TQ=wd/(2r)に減少するから、重錐Wの重量をrwに大きく設定することが好ましい。   The input shaft of the speed reducer R is connected to the output shaft D2 via the timing belt R1, and the timing belt R1 includes a timing pulley R2 on the output shaft D2 and a timing pulley R3 on the input shaft of the speed reducer R. Between them. Since the rotational speed of the pulley P can be reduced according to the reduction ratio r> 1 of the reduction gear R, the required effective stroke of the heavy cone W can be shortened. However, since the torque load applied to the output shaft D2 decreases to TQ = wd / (2r), it is preferable to set the weight of the heavy cone W large to rw.

全体構成ブロック系統図Overall configuration block diagram 出力データ線図(1)Output data diagram (1) 出力データ線図(2)Output data diagram (2) 出力データ線図(3)Output data diagram (3) 出力データ線図(4)Output data diagram (4) 出力データ線図(5)Output data diagram (5) 出力データ線図(6)Output data diagram (6) 他の実施の形態を示す要部ブロック系統図Main part block system diagram showing another embodiment 他の実施の形態を示す要部構成斜視図(1)Main part structure perspective view which shows other embodiment (1) 他の実施の形態を示す要部構成斜視図(2)Main part composition perspective view showing other embodiments (2)

符号の説明Explanation of symbols

G…供試ギヤ機構
D1 …入力軸
D2 …出力軸
E1 、E2 …エンコーダ
S1 、S2 …出力信号
W…重錐
P…プーリ
R…減速機
γ…角度伝達誤差
B…バックラッシ
α…回転角度
TQ…トルク負荷
11…データ収集手段
12…メモリ手段
13…データ処理手段

特許出願人 株式会社 シンヱーテック
代理人 弁理士 松 田 忠 秋
G ... Gear mechanism D1 ... Input shaft D2 ... Output shaft E1, E2 ... Encoder S1, S2 ... Output signal W ... Heavy cone P ... Pulley R ... Speed reducer γ ... Angle transmission error B ... Backlash α ... Rotation angle TQ ... Torque load 11 ... Data collection means 12 ... Memory means 13 ... Data processing means

Patent Applicant Shin-Tech Co., Ltd.
Attorney Tadaaki Matsuda, Attorney

Claims (3)

供試ギヤ機構の入力軸、出力軸に連結する回転角度検出用のエンコーダの出力信号を読み取るデータ収集手段と、該データ収集手段によって収集したデータを記憶するメモリ手段と、該メモリ手段から読み出したデータを加工処理するデータ処理手段とを備えてなり、該データ処理手段は、供試ギヤ機構の正転時、逆転時の角度伝達誤差に基づくバックラッシを出力軸の回転角度に対応させて算出し、角度伝達誤差を周波数分析することを特徴とするギヤ機構の回転角度誤差解析装置。   Data collecting means for reading the output signal of the encoder for detecting the rotation angle connected to the input shaft and output shaft of the test gear mechanism, memory means for storing the data collected by the data collecting means, and reading from the memory means Data processing means for processing the data, and the data processing means calculates a backlash based on an angle transmission error at the time of forward rotation and reverse rotation of the test gear mechanism in accordance with the rotation angle of the output shaft. A rotation angle error analysis device for a gear mechanism, characterized in that an angle transmission error is frequency-analyzed. 出力軸には、重錐によるトルク負荷を加えるプーリを連結することを特徴とする請求項1記載のギヤ機構の回転角度誤差解析装置。   The rotation angle error analysis device for a gear mechanism according to claim 1, wherein a pulley for applying a torque load by a heavy cone is connected to the output shaft. 前記プーリは、減速機を介して出力軸に連結することを特徴とする請求項2記載のギヤ機構の回転角度誤差解析装置。
The rotation angle error analysis device for a gear mechanism according to claim 2, wherein the pulley is connected to an output shaft via a reduction gear.
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