JP2014009717A - 伝動機構のバックラッシュの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】状況を見て、伝動機構のバックラッシュを発生し、又は減少するように制御できる伝動機構のバックラッシュの制御方法を提供する。
【解決手段】第１電動機１０を正方向に回転させ、第２電動機２０を逆方向に回転させ、これにより、歯形子３０を定位して動かさないステップａと、歯形子３０と第２歯形駆動具２１の間にバックラッシュが発生し、又は歯形子３０と第１歯形駆動具１１の間にバックラッシュが発生するときに、第２電動機２０の出力するトルクをそれに応じて変化すると共に、歯形子３０の各位置でのトルクの変化を記録するステップｂと、歯形子３０を精確に定位することが必要である場合には、トルクの変化によって、第２電動機２０の歯形子３０の各位置に位置しているときの位置間隔の大きさを制御し、歯形子３０を精確に定位することが必要ない場合には、第２電動機２０に対して制御を行うことが必要ないステップｃと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝動機構の制御方法に関し、特に、伝動機構のバックラッシュの制御方法に関するものである。

目下、多くの産業機械の伝動や変位は、電動機に各種類の歯形子を合せることによって達成する。歯形子の形態は色々あり、例えばラック、ウォームギヤやねじ軸などがある。

しかし、電動機に各種類の歯形子を合せて伝動しているときには、その伝動が歯と歯の噛合いによって達成し、公差や磨耗などの原因で、電動機と各種類の歯形子との間にバックラッシュが発生する。バックラッシュにより、電動機と各種類の歯形子との起動、稼動及び停止のときに、歯と歯が衝突し、ひいては損壊、振動、騒音や伝動不順調などの問題があった。

一方、電動機と各種類の歯形子との間に、適当のバックラッシュが存在する場合には、電動機と各種類の歯形子との磨耗を減少でき、電動機と各種類の歯形子との寿命を長く延び可能である。

なし

そこで、本発明の主な目的は、状況を見て、伝動機構のバックラッシュを発生し、又は減少するように制御できる伝動機構のバックラッシュの制御方法を提供することにある。

本発明の伝動機構のバックラッシュの制御方法によると、第１歯形駆動具を有する第１電動機と、第２歯形駆動具を有する第２電動機と、第１歯形駆動具及び第２歯形駆動具と噛合う歯形子と、を含む伝動機構のバックラッシュの制御方法において、
第１電動機を正方向に回転させ、第２電動機を逆方向に回転させ、これにより、歯形子を定位して動かさないステップａと、
歯形子を駆動して変位できるトルクを出力するように第２電動機を制御して、歯形子と第２歯形駆動具の間にバックラッシュが発生し、又は歯形子と第１歯形駆動具の間にバックラッシュが発生するときに、第２電動機の出力するトルクをそれに応じて変化すると共に、歯形子の各位置でのトルクの変化を記録するステップｂと、
歯形子を精確に定位することが必要である場合には、トルクの変化によって、第２電動機の歯形子の各位置に位置しているときの位置間隔の大きさを制御し、これにより、歯形子の各位置に応じて、第２電動機の第１電動機に対応する位置ずれ量を変化でき、歯形子を精確に定位することが必要ない場合には、第２電動機に対して制御を行うことが必要ないステップｃと、を含むことを特徴とする。

本発明の伝動機構のバックラッシュの制御方法によると、第１電動機と第２電動機とはサーボモータであることを特徴とする。

本発明の伝動機構のバックラッシュの制御方法によれば、状況を見て、伝動機構のバックラッシュを発生し、又は減少するように制御できるという効果を有する。

本発明の実施例１の組合済み状態を示す模式図である。 本発明の実施例１の第１歯形駆動具と第２歯形駆動具とのトルク値と歯形子の位置の対応図である。 本発明の実施例２の組合済み状態を示す模式図である。 本発明の実施例３の組合済み状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２を参照する。本発明の実施例１の伝動機構のバックラッシュの制御方法は、当該伝動機構は、第１歯形駆動具１１を有する第１電動機１０と、第２歯形駆動具２１を有する第２電動機２０と、第１歯形駆動具１１及び第２歯形駆動具２１と噛合う歯形子３０と、を含む。第１電動機１０と第２電動機２０とはサーボモータである。サーボモータの構成及び作動方式は周知の技術であるため、説明を省略した。第１歯形駆動具１１と第２歯形駆動具２１とはギヤである。歯形子３０は、ラック、ウォームギヤ、又はねじ軸である。本実施例では、歯形子３０がラックであり、歯形子３０の位置をフィードバックするために、歯形子３０に光学スケールが設けられる。

本発明の実施例１の伝動機構のバックラッシュの制御方法は、第１電動機１０を正方向（又は逆方向）に回転させ、第２電動機２０を逆方向（又は正方向）に回転させ、これにより、歯形子３０を定位して動かさないステップａと、歯形子３０を駆動して変位できるトルクを出力するように第２電動機２０を制御して、歯形子３０と第２歯形駆動具２１の間にバックラッシュが発生し、又は歯形子３０と第１歯形駆動具１１の間にバックラッシュが発生するときに、第２電動機２０の出力するトルクをそれに応じて変化すると共に、歯形子３０の各位置でのトルクの変化を記録するステップｂと、歯形子３０を精確に定位することが必要である場合には、トルクの変化によって、第２電動機２０の歯形子３０の各位置に位置しているときの位置間隔の大きさを制御し、これにより、歯形子３０の各位置に応じて、第２電動機２０の第１電動機１０に対応する位置ずれ量を変化でき、歯形子３０を精確に定位することが必要ない場合には、第２電動機２０に対して制御を行うことが必要ないステップｃと、を含む。

ステップｂにおいて、図２に示すように、歯形子３０は位置１〜位置１０を有し、第２電動機２０が歯形子３０の位置１及び位置３に位置しているときに、第２電動機２０と歯形子３０の間にバックラッシュが発生し、第１電動機１０が歯形子３０の位置８及び位置７に位置しているときに、第１電動機１０と歯形子３０の間にバックラッシュが発生し、このとき、第２電動機２０は、歯形子３０の位置１及び位置３に対応する位置にトルクを変化する他、歯形子３０の位置７及び位置８に対応する位置にトルクをも変化する。

ステップｃにおいて、歯形子３０を精確に定位することが必要である場合には、例えば第１電動機１０により歯形子３０を変位する過程中に、第２電動機２０が歯形子３０の位置１に位置しているときには、第２電動機２０の位置ずれ量を増加し（ずれ位置間隔の大きさを増加し）、これにより、第２電動機２０の歯形子３０の位置１に位置しているときに発生するバックラッシュを無くすことができる。このように、歯形子３０を精確に定位できる。なお、歯形子３０を精確に定位することが必要ない場合には、第１電動機１０により歯形子３０を変位する過程中に、適当のバックラッシュの存在が許容される。このように、特殊の伝動状態や変位状態に合うことができ、そして第１電動機１０、第２電動機２０及び歯形子３０の間の磨耗を減少できる。

このため、本発明の伝動機構のバックラッシュの制御方法によれば、伝動機構のバックラッシュを減少し、又は無くすことができ、そして状況を見て、伝動機構のバックラッシュを適当に存在させることもできる。

図３を参照する。本実施例の構成及び制御方法は、実施例１と同じであるため、説明を省略したが、実施例１と相違する点は下記にある。

第１電動機１０ａ及び第２電動機２０ａに駆動される、第１歯形駆動具１１ａと、第２歯形駆動具２１ａとは、ウォームである。歯形子３０ａはウォームギヤである。

図４を参照する。本実施例の構成及び制御方法は、実施例１と同じであるため、説明を省略したが、実施例１と相違する点は下記にある。

第１電動機１０ｂに駆動される第１歯形駆動具１１ｂはねじ軸である。第２電動機２０ｂに駆動される第２歯形駆動具２１ｂはウォームギヤである。歯形子３０ｂはブロックである。前記ブロックはダブルナットを含む。前記ダブルナットは、互いに螺着する、第１ナット３１ｂと、第２ナット３２ｂと、を有する。第１ナット３１ｂは第１歯形駆動具１１ｂに組み付けられる。第２電動機２０ｂの第２歯形駆動具２１ｂを駆動するトルクにより、第２ナット３２ｂは、所定の緊迫度までねじ込まれるように、ねじ軸の設計によって、正方向、又は逆方向に回転される。

本発明は、伝動機構に適用することができる。

１０，１０ａ，１０ｂ：第１電動機
１１，１１ａ，１１ｂ：第１歯形駆動具
２０，２０ａ，２０ｂ：第２電動機
２１，２１ａ，２１ｂ：第２歯形駆動具
３０，３０ａ，３０ｂ：歯形子
３２ｂ：ダブルナット
３２１ａ：第１ナット
３２１ｂ：第２ナット
４０：光学スケール

Claims (2)

1. 第１歯形駆動具を有する第１電動機と、第２歯形駆動具を有する第２電動機と、前記第１歯形駆動具及び前記第２歯形駆動具と噛合う歯形子と、を含む伝動機構のバックラッシュの制御方法において、
   前記第１電動機を正方向に回転させ、前記第２電動機を逆方向に回転させ、これにより、前記歯形子を定位して動かさないステップａと、
   前記歯形子を駆動して変位できるトルクを出力するように前記第２電動機を制御して、前記歯形子と前記第２歯形駆動具の間にバックラッシュが発生し、又は前記歯形子と前記第１歯形駆動具の間にバックラッシュが発生するときに、前記第２電動機の出力するトルクをそれに応じて変化すると共に、前記歯形子の各位置でのトルクの変化を記録するステップｂと、
   前記歯形子を精確に定位することが必要である場合には、前記トルクの変化によって、前記第２電動機の前記歯形子の各位置に位置しているときの位置間隔の大きさを制御し、これにより、前記歯形子の各位置に応じて、前記第２電動機の前記第１電動機に対応する位置ずれ量を変化でき、前記歯形子を精確に定位することが必要ない場合には、前記第２電動機に対して制御を行うことが必要ないステップｃと、
   を含むことを特徴とする伝動機構のバックラッシュの制御方法。
2. 前記第１電動機と前記第２電動機とはサーボモータであることを特徴とする、請求項１に記載の伝動機構のバックラッシュの制御方法。