JP2017163782A - モータの軸精度自動測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの軸精度を自動で測定可能なモータの軸精度自動測定装置を提供すること。
【解決手段】軸７と、モータ９の取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面８１及びフランジ面８２を有するモータ本体８と、を備えるモータ９の軸精度自動測定装置１であって、軸７を把持する把持機構３と、フランジ面８２に追従して接触することでフランジ面８２の位置を測定可能な第１接触式変位センサ４１と、嵌め合い面８１に追従して接触することで嵌め合い面８１の位置を測定可能な第２接触式変位センサ４２と、把持機構３により軸７を把持するとともに、各変位センサによる測定を実行している状態で、装置本体２を回転させる回転機構５と、フランジ面８２の変位データ及び嵌め合い面８１の変位データを取得する変位データ取得部６３と、変位データ取得部６３により取得された各変位データに基づいて、軸７の芯振れ及び面振れを測定する測定部６４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの軸精度自動測定装置に関する。

従来、モータの軸は、前・後ベアリングに挿通されてステータに組み付けられる。その際、軸の加工精度や組付精度は、軸のたわみなどによる回転振れ（軸振れ）、軸中心のずれ（偏芯）及び軸の傾き（偏角）などの軸精度に影響を及ぼす。軸精度が低い場合には、モータが工作機械などに組み付けられた時に振動や異音の原因となるうえ、工作機械の加工精度にも悪影響を及ぼすため、モータ組立後には軸精度の測定が行われている。

ここで、モータなどの回転体の軸精度を測定する技術としては、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。ところが、いずれの技術も自動化の検討は十分なされておらず、実際には軸精度の測定は人手により行われているのが現状である。具体的には、ダイヤルゲージをモータ本体或いは軸に取り付け、この状態で、作業員が軸を回転させながら測定を行い、得られた測定値の振れ幅に基づいて軸精度を判断している。

特開平４−２６９６０１号公報 特開平５−２２７７１０号公報 特開平７−２６０４２５号公報 特開平９−２８０８０４号公報

しかしながら、ダイヤルゲージを用いた軸精度の測定では、作業員によるダイヤルゲージの取り付け、ダイヤルゲージの測定子（プローブ）の当て方調整、モータの軸を回転させながらの測定及び測定値の確認や記録など、測定工数が多くて生産性が低い。また、作業員によるダイヤルゲージ測定子の当て方のばらつきや測定値の読み間違いなどのミスも生じ得るため、結果にばらつきが生じ易く検査精度が低い。モータの台数が多い場合には、工数の制限により全数検査が不可能であり、抜き取り検査にならざるを得ないという問題もある。そのため、モータの軸精度を自動で測定可能な装置の開発が望まれている。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、モータの軸精度を自動で測定可能なモータの軸精度自動測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係るモータの軸精度自動測定装置は、軸（例えば、後述の軸７）と、モータ（例えば、後述のモータ９）の取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面（例えば、後述の嵌め合い面８１）及びフランジ面（例えば、後述のフランジ面８２）を有するモータ本体（例えば、後述のモータ本体８）と、を備えるモータの軸精度自動測定装置（例えば、後述のモータの軸精度自動測定装置１）であって、装置本体（例えば、後述の装置本体２）と、該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部（例えば、後述の把持機構３，把持制御部６１）と、前記装置本体に設けられ、前記フランジ面に追従して接触することで前記フランジ面の位置を測定可能な第１接触式変位センサ（例えば、後述の第１接触式変位センサ４１）と、前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面に追従して接触することで前記嵌め合い面の位置を測定可能な第２接触式変位センサ（例えば、後述の第２接触式変位センサ４２）と、前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１接触式変位センサ及び前記第２接触式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部（例えば、後述の回転機構５，回転制御部６２）と、前記第１接触式変位センサによる前記フランジ面の変位データ及び前記第２接触式変位センサによる前記嵌め合い面の変位データを取得する変位データ取得部（例えば、後述の変位データ取得部６３）と、前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、前記変位データ取得部により取得された各変位データに基づいて、前記軸の芯振れ及び面振れを測定する測定部（例えば、後述の測定部６４）と、を備える。

また、本発明に係るモータの軸精度自動測定装置は、軸（例えば、後述の軸７）と、モータ（例えば、後述のモータ９）の取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面（例えば、後述の嵌め合い面８１）及びフランジ面（例えば、後述のフランジ面８２）を有するモータ本体（例えば、後述のモータ本体８）と、を備えるモータの軸精度自動測定装置（例えば、後述のモータの軸精度自動測定装置１Ａ）であって、装置本体（例えば、後述の装置本体２）と、該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部（例えば、後述の把持機構３，把持制御部６１）と、前記装置本体に設けられ、前記フランジ面にレーザ光を照射したときの反射光により前記フランジ面の位置を測定可能な第１レーザ式変位センサ（例えば、後述の第１レーザ式変位センサ２４１）と、前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面にレーザ光を照射したときの反射光により前記嵌め合い面の位置を測定可能な第２レーザ式変位センサ（例えば、後述の第２レーザ式変位センサ２４２）と、前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１レーザ式変位センサ及び前記第２レーザ式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部（例えば、後述の回転機構５，回転制御部６２）と、前記第１レーザ式変位センサによる前記フランジ面の変位データ及び前記第２レーザ式変位センサによる前記嵌め合い面の変位データを取得する変位データ取得部（例えば、後述の変位データ取得部６３）と、前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、前記変位データ取得部により取得された各変位データに基づいて、前記軸の芯振れ及び面振れを測定する測定部（例えば、後述の測定部６４）と、を備える。

また、本発明に係るモータの軸精度自動測定装置は、軸（例えば、後述の軸７）と、モータ（例えば、後述のモータ９）の取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面（例えば、後述の嵌め合い面８１）及びフランジ面（例えば、後述のフランジ面８２）を有するモータ本体（例えば、後述のモータ本体８）と、を備えるモータの軸精度自動測定装置（例えば、後述のモータの軸精度自動測定装置１Ｂ）であって、装置本体（例えば、後述の装置本体２）と、該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部（例えば、後述の把持機構３，把持制御部６１）と、前記装置本体に設けられ、前記フランジ面に対して交差する方向に移動可能であるとともにレーザ光反射板（例えば、後述のレーザ光反射板１１）を有する第１治具（例えば、後述の第１治具１０）と、前記装置本体に設けられ、前記第１治具のレーザ光反射板にレーザ光を照射したときの反射光により前記第１治具の位置を測定可能な第１レーザ式変位センサ（例えば、後述の第１レーザ式変位センサ３４１）と、前記第１治具に固定され、前記第１治具が前記フランジ面に対して交差する方向に移動することで前記フランジ面に追従して接触する第１プローブ（例えば、後述の第１プローブ４４１）と、前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面に対して交差する方向に移動可能であるとともにレーザ光反射板（例えば、後述のレーザ光反射板２１）を有する第２治具（例えば、後述の第２治具２０）と、前記装置本体に設けられ、前記第２治具のレーザ光反射板にレーザ光を照射したときの反射光により前記第２治具の位置を測定可能な第２レーザ式変位センサ（例えば、後述の第２レーザ式変位センサ３４２）と、前記第２治具に固定され、前記第２治具が前記嵌め合い面に対して交差する方向に移動することで前記嵌め合い面に追従して接触する第２プローブ（例えば、後述の第２プローブ４４２）と、前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１レーザ式変位センサ及び前記第２レーザ式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部（例えば、後述の回転機構５，回転制御部６２）と、前記第１レーザ式変位センサによる前記第１治具の変位データ及び前記第２レーザ式変位センサによる前記第２治具の変位データを取得する変位データ取得部（例えば、後述の変位データ取得部６３）と、前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、前記変位データ取得部により取得された変位データに基づいて、前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角を測定する測定部（例えば、後述の測定部６４）と、を備える。

また、上述のモータの軸精度自動測定装置は、前記把持部の把持条件及び前記回転部の回転条件のうち少なくとも一つを変化させながら前記測定部による測定を実行して得られる前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角の測定値が安定した値となるときの前記把持部の把持条件及び前記回転部の回転条件を学習する学習部（例えば、後述の学習部６５）をさらに備えていてもよい。

また、上述のモータの軸精度自動測定装置は、前記測定部による測定を実行して得られる前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角の測定値に基づいて前記モータの軸が異常であるか否かを判定する異常判定部（例えば、後述の異常判定部６６）と、前記異常判定部により前記モータの軸が異常であると判定された場合には、その異常判定結果を前記モータの製造工程に自動でフィードバックするフィードバック制御部（例えば、後述のフィードバック制御部６７）をさらに備えていてもよい。

本発明に係るモータの軸精度自動測定装置によれば、モータの軸精度を自動で測定でき、全数検査が可能になる。

第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の側面図である。 第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の下面図である。 第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。 モータの軸振れを説明するための図である。 モータの偏芯を説明するための図である。 モータの面振れを説明するための図である。 従来の軸振れ測定方法を示す図である。 従来の偏芯測定方法を示す図である。 従来の面振れ測定方法を示す図である。 第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置による軸精度測定処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の側面図である。 第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の第１側面図である。 図１２のＡ矢視図である。 第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の第２側面図である。 図１４のＢ矢視図である。 第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置の下面図である。 第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置による学習処理の手順を示すフローチャートである。 第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置によるフィードバック制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第２実施形態以後の説明において、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１の側面図である。図２は、第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１の下面図である。図３は、第１実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１が備える制御装置６の構成を示すブロック図である。なお、図２では、便宜上、第１接触式変位センサ４１及び第２接触式変位センサ４２の記載を省略している。

本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１は、軸７と、モータ９の取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い部（インロー部）の嵌め合い面（インロー面）８１及びフランジ面８２を有するモータ本体８と、を備えるモータ９の軸精度を自動で測定可能となっている。
ここで、モータ９の取り付け対象としては、例えば各種の工作機械が挙げられる。嵌め合い面８１及びフランジ面８２は、取り付け対象に嵌め合わされる結果、取り付け対象に対するモータ９の軸７の位置や傾きを規定する基準となる。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１は、装置本体２と、把持機構３と、第１接触式変位センサ４１と、第２接触式変位センサ４２と、回転機構５と、制御装置６と、を備える。

装置本体２は、円柱状を有し、モータの軸精度自動測定装置１の基部を構成する。この装置本体２は、後述する回転機構５により回転可能に構成される。装置本体２の下面側には、後述する把持機構３と、第１接触式変位センサ４１を支持する第１支持部４１ｂと、第２接触式変位センサ４２を支持する第２支持部４２ｂが設けられている。

把持機構３は、装置本体２の下面に設けられ、後述する制御装置６の把持制御部６１により制御されてモータ９の軸７を把持する。本実施形態では、把持機構３は円周方向に等間隔で３つ設けられているが、これに限定されない。把持機構３は、把持爪３１と、緩衝部材３２と、スライド機構３３と、を備える。

把持爪３１は、側面視Ｌ字状を有し、後述するスライド機構３３により、軸７に対して接近又は離隔可能となっている。把持爪３１の先端面には、外形が曲面状の緩衝部材３２が設けられている。この緩衝部材３２により、把持爪３１が軸７に衝突して軸７が損傷する事態が回避される。

スライド機構３３は、スライドレール３３１と、スライドガイド３３２と、例えば送りねじ機構（不図示）と、スライド駆動モータ（不図示）と、を備える。
スライドレール３３１は、装置本体２の下面に沿って径方向に延びて設けられる。スライドガイド３３２には、把持爪３１が固定されており、このスライドガイド３３２は、
スライドレール３３１にスライド移動可能に嵌合している。スライド駆動モータの出力軸に接続された送りねじ機構は、把持爪３１に螺合している。これにより、把持爪３１は、スライドガイド３３２を介してスライドレール３３１に沿ってスライド移動し、軸７に対して接近又は離隔可能となっている。

第１接触式変位センサ４１は、鉛直方向８（モータ本体８の中心軸Ｙ方向でフランジ面８２に直交する方向）に沿って配置され、第１支持部４１ｂにより装置本体２の下面に固定されて支持される。第１接触式変位センサ４１は、その先端にプローブ４１ａを有し、プローブ４１ａはモータ９のフランジ面８２に追従して接触可能に構成される。これにより、第１接触式変位センサ４１は、フランジ面８２の位置及びその変位を測定可能となっている。第１接触式変位センサ４１の検出信号は、後述する制御装置６に送信される。

本実施形態のプローブ４１ａは、エアシリンダ構造を有するスピンドル機構（不図示）を備えており、伸縮可能となっている。そのため、プローブ４１ａは、フランジ面８２に向かって付勢するように配置されることで、駆動源無しで、フランジ面８２に対して追従して接触可能となっている。ただし、これに限定されず、例えばスピンドル機構の代わりにリニアガイド機構を利用してもよく、この場合にも、駆動源を要することなくプローブ４１ａをフランジ面８２に対して追従して接触させることができる。

第２接触式変位センサ４２は、水平方向（モータ本体８の中心軸Ｙに直交する方向でフランジ面８２の面方向）に沿って配置され、第２支持部４２ｂにより装置本体２の下面に固定されて支持される。第２接触式変位センサ４２は、その先端にプローブ４２ａを有し、プローブ４２ａはモータ９の嵌め合い面８１に追従して接触可能に構成される。これにより、第２接触式変位センサ４２は、嵌め合い面８１の位置及びその変位を測定可能となっている。第２接触式変位センサ４２の検出信号は、後述する制御装置６に送信される。

本実施形態のプローブ４２ａは、上述のプローブ４１ａと同様に、エアシリンダ構造を有するスピンドル機構（不図示）を備えており、伸縮可能となっている。そのため、プローブ４２ａは、嵌め合い面８１に向かって付勢するように配置されることで、駆動源無しで、嵌め合い面８１に対して追従して接触可能となっている。ただし、これに限定されず、例えばスピンドル機構の代わりにリニアガイド機構を利用してもよく、例えば斜め上方から嵌め合い面８１に向かって延びるリニアガイド機構とすることにより、プローブ４２ａは駆動源を要せず自重により嵌め合い面８１に追従して接触可能となる。

また、第２接触式変位センサ４２では、測定対象が例えば小型のモータの場合には、モータと第２接触式変位センサ４２が干渉してモータに損傷が生じるおそれがあるため、測定対象に見合うプローブの形状が適宜選択される。例えば、プローブの形状として、小径タイプ、平板タイプ、ローラタイプ、ニードルタイプ、オフセットタイプなどを適宜選択可能である。

回転機構５は、装置本体２の上面側に設けられ、後述する制御装置６の回転制御部６２により制御されて装置本体２を回転させる。回転機構５は、回転駆動モータ（不図示）などの駆動源を備え、これにより、モータ９の中心軸Ｙを回転軸として装置本体２を回転させる。

制御装置６は、把持制御部６１と、回転制御部６２と、変位データ取得部６３と、測定部６４と、を備える。これらの機能部は、記憶部に格納された所定のソフトウェアがＣＰＵにより実行されることにより実現される。具体的には、これら機能部によって、後述する軸精度測定処理が実行されることにより、軸７の芯振れ及び面振れにより表されるモータ９の軸精度の測定が自動で可能となっている。

ここで、軸７の芯振れ及び面振れにより表される軸精度について、図４〜図６を参照して詳しく説明する。
図４は、モータ９の軸振れを説明するための図である。図５は、モータ９の偏芯を説明するための図である。図６は、モータ９の面振れを説明するための図である。
本実施形態では、軸７の芯振れは、軸７の軸振れと、偏芯のうちの一方又は両方により定義される。また、軸７の面振れは、軸７の偏角により定義される。

図４に示すように、軸７の軸振れは、軸７をモータ本体８の中心軸Ｙを回転軸として回転させたときの軸７の先端部の回転振れを意味する。図４では、軸７の先端部が径方向にＤ１ずれたときの状態を示している。この軸振れは、軸７のたわみ、歪、曲げなどにより生じる。

また図５に示すように、軸７の偏芯は、モータ本体８の中心軸Ｙに対する軸７の中心線Ｙ１のずれを意味する。図７では、軸７の中心線Ｙ１が中心軸Ｙから径方向にＤ２ずれたときの状態を示している。これは、軸７の中心線Ｙ１がモータ本体８のインロー部（モータ９の取り付け対象との嵌め合い部）の中心からずれて組み付けられていることを示しており、インロー振れとも呼ばれる。

また図６に示すように、軸７の偏角は、モータ９の取り付け対象に嵌め合わされるモータ本体８のフランジ面８２に対する軸７の傾きを意味する。具体的には、図６に示すように、軸７の中心線Ｙ２に直交するＸ２線と、フランジ面８２に沿うＸ線（水平線）とのなす角θにより表される。

次に、従来のモータの軸精度の測定方法について、図７〜図９を参照して説明する。
図７は、従来の軸振れ測定方法を示す図であり、従来では、ダイヤルゲージ１００の本体１０３をフランジ面８２上に固定し、測定子１０１を軸７の外周面（軸７の上端から所定距離Ｄ３下方の位置）に接触させた状態で軸７を回転させて目盛１０２を読み取ることにより、軸７の軸振れを測定していた。
また図８は、従来の偏芯測定方法を示す図であり、従来では、ダイヤルゲージ１００Ａの本体１０３Ａを軸７に固定し、測定子１０１を嵌め合い面８１に接触させた状態で軸７を回転させて目盛１０２を読み取ることにより、軸７の偏芯を測定していた。
また図９は、従来の面振れ測定方法を示す図であり、従来では、ダイヤルゲージ１００Ｂの本体１０３Ａを軸７に固定し、測定子１０１をフランジ面８２に接触させた状態で軸７を回転させて目盛１０２を読み取ることにより、軸７の偏角を測定していた。

以上のような従来のダイヤルゲージを用いた軸精度の測定では、作業員によるダイヤルゲージの取り付け、測定子の当て方調整、モータの軸を回転させながらの測定及び測定値の確認や記録など、測定工数が多くて生産性が低かった。また、作業員による測定子の当て方のばらつきや測定値の読み間違いなどのミスも生じ得るため、結果にばらつきが生じ易く検査精度が低かった。モータの台数が多い場合には、工数の制限により全数検査が不可能であり、抜き取り検査にならざるを得なかった。

これに対して本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１では、制御装置６による軸精度測定処理により、自動で軸精度の測定が可能となっている。
以下、制御装置６による軸精度測定処理について、図１０を参照して詳しく説明する。
図１０は、制御装置６による軸精度測定処理の手順を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ１では、把持機構３により、測定対象であるモータ９の軸７を把持する。具体的には、把持制御部６１により３つの把持機構３を制御して、３つの把持爪３１によりモータ９の軸７を把持させる。

次いで、ステップＳ２では、フランジ面８２及び嵌め合い面８１の各位置データの取得を開始する。具体的には、第１接触式変位センサ４１によりフランジ面８２の位置データの取得を開始し、第２接触式変位センサ４２により嵌め合い面８１の位置データの取得を開始する。以降のステップにおいても、位置データの取得は継続される。

次いで、ステップＳ３では、装置本体２を回転させる。具体的には、回転制御部６２により回転機構５を制御して、装置本体２を回転させる。回転数に制限はなく、例えば装置本体２を１周回転させる。また回転速度については、測定に支障の無い範囲であれば特に制限されない。このとき、軸７は把持機構３により把持されたままの状態であるとともに、第１接触式変位センサ４１及び第２接触式変位センサ４２による測定が実行されている状態である。

次いで、ステップＳ４では、フランジ面８２及び嵌め合い面８１の各変位データを取得する。具体的には、変位データ取得部６３によって、装置本体２の回転中における第１接触式変位センサ４１によるフランジ面８２の位置データからフランジ面８２の変位データを取得する。同時に、第２接触式変位センサ４２による嵌め合い面８１の位置データから嵌め合い面８１の変位データを取得する。

次いで、ステップＳ５では、モータ９の軸精度を測定する。具体的には、測定部６４によって、変位データ取得部６３により取得されたフランジ面８２の変位データ及び嵌め合い面８１の変位データに基づいて、モータ９の軸精度（軸７の芯振れ及び面振れ）を測定する。測定終了後、本処理を終了する。

以上説明した本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、軸７を把持する把持機構３と、フランジ面８２に追従して接触することでフランジ面８２の位置を測定可能な第１接触式変位センサ４１と、嵌め合い面８１に追従して接触することで嵌め合い面８１の位置を測定可能な第２接触式変位センサ４２と、把持機構３により軸７を把持するとともに各変位センサによる測定を実行している状態で、装置本体２を回転させる回転機構５を設けた。そして、変位データ取得部６３により、フランジ面８２の変位データ及び嵌め合い面８１の変位データを取得し、測定部６４により、変位データ取得部６３により取得された各変位データに基づいて軸７の芯振れ及び面振れを測定する構成とした。
これにより、本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１によれば、モータ９の軸精度（軸７の芯振れ及び面振れ）を自動で測定できる。そのため、従来と比べて検査精度を向上でき、測定対象のモータ９の台数が多い場合であっても、全数検査が可能である。

［第２実施形態］
図１１は、第２実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ａの側面図である。
本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ａは、第１接触式変位センサ４１及び第２接触式変位センサ４２の代わりに、第１レーザ式変位センサ２４１及び第２レーザ式変位センサ２４２を備える点が第１実施形態と相違する。

第１レーザ式変位センサ２４１は、装置本体２の下面に固定されて設けられる。第１レーザ式変位センサ２４１は、下方のフランジ面８２に対してレーザ光Ｌ１を照射し、その反射光によりフランジ面８２の位置を測定可能となっている。第１レーザ式変位センサ２４１の検出信号は、制御装置６に送信される。第１レーザ式変位センサ２４１としては、公知のレーザ距離計を用いることができる。

第２レーザ式変位センサ２４２は、装置本体２の側面に、下方に延びる取付部材２４３を介して固定されて設けられる。第２レーザ式変位センサ２４２は、嵌め合い面８１に対してレーザ光Ｌ２を照射し、その反射光により嵌め合い面８１の位置を測定可能となっている。第２レーザ式変位センサ２４２の検出信号は、制御装置６に送信される。第２レーザ式変位センサ２４２としては、第１レーザ式変位センサ２４１と同様に公知のレーザ距離計を用いることができる。

また、本実施形態では、変位データ取得部６３は、第１レーザ式変位センサ２４１によるフランジ面８２の変位データと、第２レーザ式変位センサ２４２による嵌め合い面８１の変位データを取得する。

本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１Ａは、第１実施形態と同様に制御装置６による軸精度測定処理によって、モータ９の軸精度（軸７の芯振れ及び面振れ）を測定可能である。従って、本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。

［第３実施形態］
図１２は、第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ｂの第１側面図である。図１３は、図１２のＡ矢視図である。図１４は、第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ｂの第２側面図である。図１５は、図１４のＢ矢視図である。図１６は、第３実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ｂの下面図である。

本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置１Ｂは、第１接触式変位センサ４１の代わりに、第１レーザ式変位センサ３４１と、第１治具１０と、第１プローブ４４１を備える点が相違する。また、第２接触式変位センサ４２の代わりに、第２レーザ式変位センサ３４２と、第２治具２０と、第２プローブ４４２を備える点が第１実施形態と相違する。

図１２、図１３及び図１６に示すように、第１レーザ式変位センサ３４１は、取付部材３４１ａを介して、装置本体２の下面に取り付けられた支持台２ａに固定されて設けられる。第１レーザ式変位センサ３４１は、略水平方向に沿って配置された後述するレーザ光反射板１１に対して略垂直にレーザ光Ｌ１を照射し、その反射光により後述する第１治具１０の位置（レーザ光反射板１１の位置）を測定可能となっている。第１レーザ式変位センサ３４１の検出信号は、制御装置６に送信される。

第１治具１０は、レーザ光反射板１１と、スライドレール１２にスライド移動可能に嵌合するスライドガイド１３と、固定部１４と、を備える。

レーザ光反射板１１は、後述する第１プローブ４４１とともに、固定部１４を介してスライドガイド１３に固定される。スライドガイド１３は、装置本体２に固定されて鉛直方向に延びるスライドレール１２に対して、スライド移動可能である。これにより、レーザ光反射板１１を備える第１治具１０は、鉛直方向、即ちフランジ面８２に対して垂直方向に移動可能となっている。

第１プローブ４４１は、支持部４４１ａ及び固定部１４を介して、スライドガイド１３に固定される。即ち、第１プローブ４４１は、第１治具１０に固定されているため、レーザ光反射板１１を備える第１治具１０とともにフランジ面８２に対して垂直方向に移動可能であり、フランジ面８２に追従して接触可能となっている。これにより、第１治具１０の位置（レーザ光反射板１１の位置）を測定することで、フランジ面８２の位置が測定可能となっている。

図１４〜図１６に示すように、第２レーザ式変位センサ３４２は、取付部材３４２ａを介して、装置本体２の下面に取り付けられた支持台２ａに固定されて設けられる。第２レーザ式変位センサ３４２は、略鉛直方向に沿って配置された後述するレーザ光反射板２１に対して略垂直にレーザ光Ｌ２を照射し、その反射光により後述する第２治具２０の位置（レーザ光反射板２１の位置）を測定可能となっている。第２レーザ式変位センサ３４２の検出信号は、制御装置６に送信される。

第２治具２０は、レーザ光反射板２１と、スライドレール２２にスライド移動可能に嵌合するスライドガイド２３と、固定部２４と、を備える。

レーザ光反射板２１は、後述する第２プローブ４４２とともに、固定部２４を介してスライドガイド２３に固定される。スライドガイド２３は、装置本体２に固定され且つ第２プローブ４４２側ほど下方に傾斜して延びるスライドレール２２に対して、スライド移動可能である。これにより、レーザ光反射板２１を備える第２治具２０は、フランジ面８２に対して傾斜して交差する方向に移動可能となっている。

第２プローブ４４２は、支持部４４２ａ及び固定部２４を介して、スライドガイド２３に固定される。即ち、第２プローブ４４２は、第２治具２０に固定されているため、レーザ光反射板２１を備える第２治具２０とともに嵌め合い面８１に対して傾斜して交差する方向に移動可能であり、嵌め合い面８１に追従して接触可能となっている。これにより、第２治具２０の位置（レーザ光反射板２１の位置）を測定することで、嵌め合い面８１の位置が測定可能となっている。
なお、スライドレール２２が上方から下方に傾斜して延びているため、例えば測定開始時に把持機構３により軸７を把持する際に、第２プローブ４４２は、レーザ光反射板２１を備える第２治具２０とともに自重によって自然に嵌め合い面８１に接触する構造となっている。

また、本実施形態では、変位データ取得部６３は、第１レーザ式変位センサ３４１によるフランジ面８２の変位データと、第２レーザ式変位センサ３４２による嵌め合い面８１の変位データを取得する。

本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１Ｂは、第１実施形態と同様に制御装置６による軸精度測定処理によって、モータ９の軸精度（軸７の芯振れ及び面振れ）を測定可能である。従って、本実施形態のモータの軸精度自動測定装置１Ｂによれば、第１実施形態と同様の効果が奏される。

［第４実施形態］
図１７は、第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置６Ａの構成を示すブロック図である。図１７に示すように、本実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置は、制御装置６Ａの構成が第１実施形態と相違する。具体的には、制御装置６Ａが学習部６５、異常判定部６６及びフィードバック制御部６７をさらに備える点が第１実施形態と相違する。なお、本実施形態の制御装置６Ａは、第１実施形態に限らず第２実施形態及び第３実施形態にも適用可能である。

制御装置６Ａは、上述した把持制御部６１、回転制御部６２、変位データ取得部６３、測定部６４に加えて、さらに、学習部６５と、異常判定部６６と、フィードバック制御部６７と、を備える。これらの機能部は、記憶部に格納された所定のソフトウェアがＣＰＵにより実行されることにより実現される。具体的には、これら機能部によって、上述した軸精度測定処理が実行されるとともに、後述する学習処理及びフィードバック制御処理が実行される。

以下、制御装置６Ａによる学習処理について、図１８を参照して詳しく説明する。
図１８は、第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置６Ａによる学習処理の手順を示すフローチャートである。この学習処理では、把持機構３の把持条件と回転機構５の回転条件を学習する。

先ず、ステップＳ２１では、把持機構３の把持力及び移動（把持）速度などの把持条件を前回の把持条件とは異なる条件に変更した後に、測定対象であるモータ９の軸７を把持する。具体的には、把持制御部６１により３つの把持機構３を制御して、３つの把持爪３１によりモータ９の軸７を把持させる。

次いで、ステップＳ２２では、フランジ面８２及び嵌め合い面８１の各位置データの取得を開始する。具体的には、第１接触式変位センサ４１によりフランジ面８２の位置データの取得を開始し、第２接触式変位センサ４２により嵌め合い面８１の位置データの取得を開始する。以降のステップにおいても、位置データの取得は継続される。

次いで、ステップＳ２３では、回転機構５の回転速度などの回転条件を前回の回転条件とは異なる条件に変更した後に、装置本体２を回転させる。具体的には、回転制御部６２により回転機構５を制御して、装置本体２を回転させる。このとき、軸７は把持機構３により把持されたままの状態であるとともに、第１接触式変位センサ４１及び第２接触式変位センサ４２による測定が実行されている状態である。

次いで、ステップＳ２４では、フランジ面８２及び嵌め合い面８１の各変位データを取得する。具体的には、変位データ取得部６３によって、装置本体２の回転中における第１接触式変位センサ４１によるフランジ面８２の位置データからフランジ面８２の変位データを取得する。同時に、第２接触式変位センサ４２による嵌め合い面８１の位置データから嵌め合い面８１の変位データを取得する。

次いで、ステップＳ２５では、モータ９の軸精度を測定する。具体的には、測定部６４によって、変位データ取得部６３により取得されたフランジ面８２の変位データ及び嵌め合い面８１の変位データに基づいて、モータ９の軸精度（軸７の芯振れ及び面振れ）を測定する。

次いで、ステップＳ２６では、ステップＳ２５で得られた軸精度の測定値が安定しているか否かを判定する。具体的には、前回測定値からの変動に基づいて、軸精度の測定値が安定した値となっているか否かを判定する。
この判定がＮＯの場合には、ステップＳ２１に戻って異なる把持条件及び回転条件で軸精度の測定を再度実行する。また、この判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ２７に進んでそのときの把持条件及び回転条件を学習し、本処理を終了する。

次に、制御装置６Ａによるフィードバック制御処理について、図１９を参照して詳しく説明する。
図１９は、第４実施形態に係るモータの軸精度自動測定装置が備える制御装置６Ａによるフィードバック制御処理の手順を示すフローチャートである。このフィードバック制御処理では、軸精度の測定値に基づいてモータ９の軸７の異常判定を実行し、その異常判定結果をモータ９の製造工程にフィードバックする。

ステップＳ３１〜ステップＳ３５については、上述した軸精度測定処理のステップＳ１〜ステップＳ５と同様の処理を実行する。

次いで、ステップＳ３６では、ステップＳ３５で得られた軸精度の測定値に基づいて、モータ９の軸７が異常であるか否かを判定する。具体的には、例えば所定の閾値と比較して該閾値を超えていた場合には、モータ９の軸７が異常であると判定する。

次いで、ステップＳ３７では、ステップＳ３６で得られた異常判定結果を、モータ９の製造工程にフィードバックする。具体的には、軸精度の種類に応じたモータ９の製造工程に対して自動でフィードバックする。例えば、軸振れ（回転振れ）の場合には軸７の加工セルやモータ組立セルに対して該情報をフィードバックすることで、該工程の改善が可能となる。同様に、偏芯の場合にはステータの一体加工セル、面振れ（偏角）の場合にはステータ一体加工セルやモータ組立セルなどに該情報をフィードバックすることで、該工程の改善が可能となる。その後、本処理を終了する。

本実施形態のモータの軸精度自動測定装置によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果が奏される。
本実施形態では、把持機構３の把持条件と回転機構５の回転条件を学習する学習部６５を設けた。これにより、把持機構３と回転機構５の初期設定こそ人手により行われるものの、測定装置が自動で把持条件及び回転条件を学習するため、人手による測定装置の調整負担を軽減できる。また、軸７の多様な形状、径に自動で対応できる。

また本実施形態では、軸精度の測定値に基づいてモータ９の軸７に異常があるか否かを判定する異常判定部６６と、その異常判定結果をモータ９の製造工程にフィードバックするフィードバック制御部６７を設けた。これにより、モータ９の軸７に異常がある場合に、軸精度の種類に応じたモータ９の製造工程に対して自動でフィードバックが可能となる。従って、軸精度の種類に応じた各製造工程へのフィードバック情報に基づいて、各製造工程で使用する加工機械、組立機械、ハンドリングロボット装置などの履歴から機械異常を検知でき、工程改善が可能となる。

なお、本発明は上記第１実施形態〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

１，１Ａ，１Ｂ モータの軸精度自動測定装置
２ 装置本体
３ 把持機構（把持部）
５ 回転機構（回転部）
７ 軸
８ モータ本体
９ モータ
１０ 第１治具
１１，２１ レーザ光反射板
２０ 第２治具
４１ 第１接触式変位センサ
４２ 第２接触式変位センサ
６１ 把持制御部
６２ 回転部
６３ 変位データ取得部
６４ 測定部
６５ 学習部
６６ 異常判定部
６７ フィードバック制御部
８１ 嵌め合い面
８２ フランジ面
２４１，３４１ 第１レーザ式変位センサ
２４２，３４２ 第２レーザ式変位センサ
４４１ 第１プローブ
４４２ 第２プローブ

Claims (5)

1. 軸と、モータの取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面及びフランジ面を有するモータ本体と、を備えるモータの軸精度自動測定装置であって、
   装置本体と、
   該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部と、
   前記装置本体に設けられ、前記フランジ面に追従して接触することで前記フランジ面の位置を測定可能な第１接触式変位センサと、
   前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面に追従して接触することで前記嵌め合い面の位置を測定可能な第２接触式変位センサと、
   前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１接触式変位センサ及び前記第２接触式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部と、
   前記第１接触式変位センサによる前記フランジ面の変位データ及び前記第２接触式変位センサによる前記嵌め合い面の変位データを取得する変位データ取得部と、
   前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、
   前記変位データ取得部により取得された各変位データに基づいて、前記軸の芯振れ及び面振れを測定する測定部と、を備えるモータの軸精度自動測定装置。
2. 軸と、モータの取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面及びフランジ面を有するモータ本体と、を備えるモータの軸精度自動測定装置であって、
   装置本体と、
   該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部と、
   前記装置本体に設けられ、前記フランジ面にレーザ光を照射したときの反射光により前記フランジ面の位置を測定可能な第１レーザ式変位センサと、
   前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面にレーザ光を照射したときの反射光により前記嵌め合い面の位置を測定可能な第２レーザ式変位センサと、
   前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１レーザ式変位センサ及び前記第２レーザ式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部と、
   前記第１レーザ式変位センサによる前記フランジ面の変位データ及び前記第２レーザ式変位センサによる前記嵌め合い面の変位データを取得する変位データ取得部と、
   前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、
   前記変位データ取得部により取得された各変位データに基づいて、前記軸の芯振れ及び面振れを測定する測定部と、を備えるモータの軸精度自動測定装置。
3. 軸と、モータの取り付け対象に嵌め合わされる嵌め合い面及びフランジ面を有するモータ本体と、を備えるモータの軸精度自動測定装置であって、
   装置本体と、
   該装置本体に設けられ、前記軸を把持する把持部と、
   前記装置本体に設けられ、前記フランジ面に対して交差する方向に移動可能であるとともにレーザ光反射板を有する第１治具と、
   前記装置本体に設けられ、前記第１治具のレーザ光反射板にレーザ光を照射したときの反射光により前記第１治具の位置を測定可能な第１レーザ式変位センサと、
   前記第１治具に固定され、前記第１治具が前記フランジ面に対して交差する方向に移動することで前記フランジ面に追従して接触する第１プローブと、
   前記装置本体に設けられ、前記嵌め合い面に対して交差する方向に移動可能であるとともにレーザ光反射板を有する第２治具と、
   前記装置本体に設けられ、前記第２治具のレーザ光反射板にレーザ光を照射したときの反射光により前記第２治具の位置を測定可能な第２レーザ式変位センサと、
   前記第２治具に固定され、前記第２治具が前記嵌め合い面に対して交差する方向に移動することで前記嵌め合い面に追従して接触する第２プローブと、
   前記把持部により前記軸を把持するとともに、前記第１レーザ式変位センサ及び前記第２レーザ式変位センサによる測定を実行している状態で、前記装置本体を回転させる回転部と、
   前記第１レーザ式変位センサによる前記第１治具の変位データ及び前記第２レーザ式変位センサによる前記第２治具の変位データを取得する変位データ取得部と、
   前記軸を回転させたときの該軸の先端部の回転振れを意味する軸振れと、前記モータ本体の中心軸に対する前記軸の中心線のずれを意味する偏芯と、のうちの一方又は両方を芯振れと定義し、前記フランジ面に対する前記軸の傾きを意味する偏角を面振れと定義したときに、
   前記変位データ取得部により取得された変位データに基づいて、前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角を測定する測定部と、を備えるモータの軸精度自動測定装置。
4. 前記把持部の把持条件及び前記回転部の回転条件のうち少なくとも一つを変化させながら前記測定部による測定を実行して得られる前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角の測定値が安定した値となるときの前記把持部の把持条件及び前記回転部の回転条件を学習する学習部をさらに備える請求項１から３いずれかに記載のモータの軸精度自動測定装置。
5. 前記測定部による測定を実行して得られる前記軸の軸振れ、偏芯及び偏角の測定値に基づいて前記モータの軸が異常であるか否かを判定する異常判定部と、
   前記異常判定部により前記モータの軸が異常であると判定された場合には、その異常判定結果を前記モータの製造工程に自動でフィードバックするフィードバック制御部をさらに備える請求項１から４いずれかに記載のモータの軸精度自動測定装置。

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