JP7257946B2 - METHOD AND DEVICE FOR MECHANICAL COUPLING DETERMINATION - Google Patents
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Description
本開示は、回転位置検出器の機械的結合の判定方法、及び、機械的結合の判定装置に関する。 The present disclosure relates to a method for determining mechanical coupling of a rotational position detector and a device for determining mechanical coupling.
下記特許文献1において、マスター位置検出器の位置を基準にして製品となる位置検出器の誤差を測定する方法が開示されている。
マスター検出器を基準にして誤差を測定し、補正データを作成する回転位置検出器において、マスター検出器とこの回転位置検出器を機械的に結合するために、例えば、テーパ形状のオスとメスをネジにより締結する構造を持たせ、ロボット等によりネジ締めし、自動測定を行うことを考える。機械加工が悪くテーパ角度が一致しない場合は、測定時に大きな振れが発生する。このため、上記特許文献1の位置検出器のステータ側がカップリングで固定されているとすると、カップリングで吸収できない機械的な結合にともなう誤差が、補正データに混じり、回転位置検出器の精度を悪化させる問題がある。また、テーパ結合のネジ締めが不完全でも同じく機械的な結合にともなう誤差の問題が発生する。
In a rotational position detector that measures errors based on a master detector and creates correction data, in order to mechanically connect the master detector and this rotational position detector, for example, a tapered male and female are used. It is considered to have a structure to fasten with screws, tighten the screws by a robot or the like, and perform automatic measurement. If the machining is bad and the taper angles do not match, a large runout will occur during measurement. For this reason, if the stator side of the position detector of
本発明では、このような機械的な結合の良否判定を行うことを目的とする。これにより、例えば、高精度な位置検出精度を保証する回転位置検出器の検査が可能となる。 An object of the present invention is to determine the quality of such mechanical coupling. This enables, for example, inspection of a rotational position detector that guarantees high position detection accuracy.
本発明にかかる機械的結合の判定方法は、テスターを用いた回転位置検出器の検査において実施される方法であって、A)前記テスターは、先端にテーパ状またはストレート形状に形成された嵌合部を有するテスター回転軸と、前記テスター回転軸を支持する固定部と、前記テスター回転軸の回転位置を検出するマスター検出器と、を備え、B)前記回転位置検出器は、前記嵌合部に嵌合する被嵌合部が形成された検出器回転軸と、前記検出器回転軸に設けられたロータと、前記ロータの周囲に設けられたステータと、前記ステータが固定されるハウジングと、前記ハウジングに固定されたカップリングと、前記ロータが前記ステータに及ぼす電磁気学的作用に基づいて、前記検出器回転軸の回転位置を算出する算出部と、を備え、C)検査時には、前記検出器回転軸の前記被嵌合部が、前記テスター回転軸の前記嵌合部に同芯で嵌合され、ネジ締めされることで、機械的な結合が行われ、前記回転位置検出器の前記カップリングが、前記テスターの前記固定部にネジ締めされて機械的な結合が行われ、D)前記方法では、前記マスター検出器が検出した回転位置に基づいて、前記算出部によって算出された回転位置の角度誤差を求め、前記角度誤差をフーリエ変換して得た20周期以下の誤差成分の大きさに基づいて、前記検出器回転軸についての前記機械的な結合、または、前記カップリングについての前記機械的な結合の良否判定を行う。 A method for determining a mechanical connection according to the present invention is a method implemented in the inspection of a rotational position detector using a tester, wherein A) the tester has a tapered or straight shape at its tip. a tester rotating shaft having a portion, a fixed portion that supports the tester rotating shaft, and a master detector that detects the rotational position of the tester rotating shaft, and B) the rotational position detector is the fitting portion a detector rotating shaft formed with a fitted portion to be fitted to the detector rotating shaft; a rotor provided on the detector rotating shaft; a stator provided around the rotor; a housing to which the stator is fixed; a coupling fixed to the housing; and a calculator for calculating the rotational position of the detector rotating shaft based on the electromagnetic action of the rotor on the stator; The fitted portion of the rotating shaft of the device is concentrically fitted to the fitting portion of the rotating shaft of the tester and screwed to perform mechanical coupling, and the rotational position detector of the A coupling is screwed to the fixed part of the tester to provide a mechanical connection, and D) the method comprises calculating the rotational position calculated by the calculating part based on the rotational position detected by the master detector. A positional angular error is obtained, and based on the magnitude of an error component of 20 cycles or less obtained by Fourier transforming the angular error, the mechanical coupling about the detector rotation axis or the coupling A determination is made as to whether the mechanical coupling is good or bad.
良否判定では、この20周期以下の低次の誤差成分を、例えば、あらかじめ実験で求めた判定値と比較することで、機械的結合の良否を判定することができる。 In the pass/fail judgment, the pass/fail of the mechanical coupling can be judged by comparing the low-order error component of 20 cycles or less with, for example, a judgment value obtained in advance by experiment.
本発明にかかる機械的結合の判定装置は、テスターに回転位置検出器を機械的に結合して行われる前記回転位置検出器の検査で得られる回転軸の角度誤差を入力する手段と、前記角度誤差にフーリエ変換を行う手段と、前記フーリエ変換により得た20周期以下の誤差成分の大きさに基づいて、前記テスターと前記回転位置検出器との機械的な結合の良否判定を行う手段と、を備えることを特徴とする。 A device for determining a mechanical connection according to the present invention includes means for inputting an angle error of a rotation axis obtained by an inspection of the rotation position detector which is performed by mechanically coupling the rotation position detector to a tester; means for performing a Fourier transform on the error; means for determining whether the mechanical coupling between the tester and the rotational position detector is good or bad based on the magnitude of the error component of 20 cycles or less obtained by the Fourier transform; characterized by comprising
本発明によれば、テスターと回転位置検出器の回転軸等の機械的な結合の良否を判定することが可能となる。したがって、例えば、テスターによる回転位置検出器の検査の精度を向上させることが期待できる。 According to the present invention, it is possible to determine the quality of the mechanical connection between the tester and the rotational position detector, such as the rotation axis. Therefore, for example, it can be expected to improve the accuracy of inspection of the rotational position detector by a tester.
以下、図面を参照して、本実施形態に係る回転位置検出器の機械的結合誤差の判定方法の実施の形態を説明する。図2は、回転位置検出器とマスター検出器との結合構造を示す図である。回転位置検出器は、検出ロータ1、中心ボルト2、ハウジング6、軸3、軸受4,5、ステータ7、ダイ8、基板9、カップリング10からなり、軸3に軸受4,5が圧入されており、軸受4,5は、ハウジング6に軸受隙間がなくなるように接着されている。検出ロータ1は、磁性体で、円周方向に沿って凹凸が125個、配列されたロータプレートであり、軸受4,5の回転中心になるよう芯出しして、中心ボルト2にて、軸3に接着固定されている。
An embodiment of a method for determining a mechanical coupling error of a rotational position detector according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a coupling structure between a rotational position detector and a master detector. The rotational position detector consists of a
ステータ7は、ケイ素鋼等の打ち抜きコアで、検出ロータ1に対向し極歯を配置し、その極歯に巻線し、検出ロータ1の凹凸に応じた正弦波の検出信号を出力し、基板9にて、回転位置を算出しており、ダイ8と基板9を介して、ハウジング6にねじ止め固定されている。また、カップリング10は、180度位相の2か所でハウジング6にネジ固定されている。
The
テスターは、軸20、軸受21,22、固定部23、カップリング24、モータ25、マスター検出器30からなり、軸20に軸受21,22が圧入されており、軸受21,22は、固定部23に軸受隙間がなくなるように接着されており、モータ25は、図示しない制御装置にて回転し、その回転は、カップリング24を介して軸20と、軸20に固定したマスター検出器30と、軸20に結合した回転位置検出器の軸3を回転させる。
The tester consists of a
回転位置検出器の補正値の測定は、軸3を、中心ボルト2にて、テスターの軸20に、図示しないロボットが持つ電動ドライバーで、ネジ締め固定し、さらに、カップリング10を、ネジ31にて、180度位相の2か所でテスターの固定部23に、前記電動ドライバーでネジ締め固定し、モータ25を回転させたときの、回転位置検出器とマスター検出器の位置の差を前記制御装置で求める。
In order to measure the correction value of the rotational position detector, the shaft 3 is fixed to the
このように構成された検査方法では、軸3と軸20のテーパ角度が加工誤差等によって一致しない場合は、測定時に大きな振れが発生し、カップリング10で吸収できない、1回転あたり1周期、または、2周期の誤差が、補正データに混じり、回転位置検出器の精度を悪化させる問題がある。また、ネジ締めが不完全では、テーパ部の結合が緩いため、滑りやガタが発生し、これによる3~20周期の誤差が発生するという問題点がある。
In the inspection method configured in this way, if the taper angles of the
カップリング10は、180度対角2点をネジ止め固定することで、本来ならば、芯ずれで発生する1周期運動誤差がカップリング10のばね特性により吸収できる。しかし、カップリング10の形状が完全に対称形でない場合、ばね特性が対称形でなくなり、1周期、2周期の運動誤差が残ってしまう。また、テーパのネジ締めが緩い場合は、結合による回転方向剛性が回転位相により変化する。このため、芯ずれで発生する力に負けて、回転運動の伝達が不規則に揺らぐ。これにより、位置検出誤差となり、この誤差成分は、20周期以下に現れる。
By screwing the
図1は、ネジ締めが不完全である場合の角度誤差をフーリエ変換し、異常時にしか現れない1回転あたり3~20周期の誤差を逆フーリエ変換したものである。この誤差の最大値と最小値の差が合否判定基準を超える場合は、製品検査を不合格とすることで、間違った補正値を製品に書き込み出荷してしまうことを防ぐことができる。このような検査基準を設けることは、ロボットによる自動生産をする上で極めて重要な技術となる。 FIG. 1 shows the Fourier transform of the angle error when the screw is incompletely tightened, and the inverse Fourier transform of the error of 3 to 20 cycles per rotation that appears only in an abnormal state. If the difference between the maximum value and the minimum value of this error exceeds the pass/fail judgment criteria, the product inspection is rejected, thereby preventing the wrong correction value from being written into the product and shipped. Establishing such an inspection standard is a very important technology for automatic production by robots.
また、テーパ角度が加工誤差等に依って一致しない場合は、同様にして測定した誤差をフーリエ変換し1回転あたり1周期、または、2周期の誤差量が合否判定基準を超える場合は、製品検査を不合格とすることができる。 In addition, if the taper angle does not match due to processing error, etc., the error measured in the same way is Fourier transformed, and if the amount of error in one cycle or two cycles per rotation exceeds the pass/fail judgment criteria, product inspection can be rejected.
従って、本実施形態により、測定された誤差に含まれる周期成分に基づいて、このような機械的な結合誤差の合否判定値とすることで、高精度な位置検出精度を保証する回転位置検出器の検査を実現することが期待できる。 Therefore, according to the present embodiment, the pass/fail judgment value for such a mechanical coupling error is determined based on the periodic component contained in the measured error, thereby ensuring a high position detection accuracy. can be expected to realize the inspection of
1 検出ロータ、2 中心ボルト、3 軸、6 ハウジング、4、5 軸受け、7 ステータ、8 ダイ、9 基板、10 カップリング、20 軸、21、22 軸受、23 固定部、24 カップリング、25 モータ、30 マスター検出器、31 ネジ。 1 detection rotor, 2 center bolt, 3 shaft, 6 housing, 4, 5 bearing, 7 stator, 8 die, 9 substrate, 10 coupling, 20 shaft, 21, 22 bearing, 23 fixed part, 24 coupling, 25 motor , 30 master detector, 31 screw.
Claims (2)
A)前記テスターは、
先端にテーパ状またはストレート形状に形成された嵌合部を有するテスター回転軸と、
前記テスター回転軸を支持する固定部と、
前記テスター回転軸の回転位置を検出するマスター検出器と、を備え、
B)前記回転位置検出器は、
前記嵌合部に嵌合する被嵌合部が形成された検出器回転軸と、
前記検出器回転軸に設けられたロータと、
前記ロータの周囲に設けられたステータと、
前記ステータが固定されるハウジングと、
前記ハウジングに固定されたカップリングと、
前記ロータが前記ステータに及ぼす電磁気学的作用に基づいて、前記検出器回転軸の回転位置を算出する算出部と、を備え、
C)検査時には、
前記検出器回転軸の前記被嵌合部が、前記テスター回転軸の前記嵌合部に同芯で嵌合され、ネジ締めされることで、機械的な結合が行われ、
前記回転位置検出器の前記カップリングが、前記テスターの前記固定部にネジ締めされて機械的な結合が行われ、
D)前記方法では、
前記マスター検出器が検出した回転位置に基づいて、前記算出部によって算出された回転位置の角度誤差を求め、
前記角度誤差をフーリエ変換して得た20周期以下の誤差成分の大きさに基づいて、前記検出器回転軸についての前記機械的な結合、または、前記カップリングについての前記機械的な結合の良否判定を行う、
ことを特徴とする機械的結合の判定方法。 A method practiced in testing a rotary position detector using a tester, comprising:
A) the tester is
a tester rotating shaft having a tapered or straight fitting portion at the tip;
a fixed part that supports the tester rotating shaft;
A master detector that detects the rotational position of the tester rotating shaft,
B) the rotational position detector,
a detector rotating shaft formed with a fitted portion that fits into the fitting portion;
a rotor provided on the detector rotating shaft;
a stator provided around the rotor;
a housing to which the stator is fixed;
a coupling secured to the housing;
a calculation unit that calculates the rotational position of the detector rotation shaft based on the electromagnetic action of the rotor on the stator,
C) At the time of inspection,
The fitted portion of the detector rotating shaft is concentrically fitted to the fitting portion of the tester rotating shaft and screwed to perform mechanical coupling,
the coupling of the rotational position detector is screwed to the fixed portion of the tester for mechanical coupling;
D) in the method,
Obtaining an angular error of the rotational position calculated by the calculation unit based on the rotational position detected by the master detector;
Based on the magnitude of the error component of 20 cycles or less obtained by Fourier transforming the angular error, the quality of the mechanical coupling about the detector rotation axis or the mechanical coupling about the coupling make a decision,
A method for determining mechanical coupling, characterized by:
前記角度誤差にフーリエ変換を行う手段と、
前記フーリエ変換により得た20周期以下の誤差成分の大きさに基づいて、前記テスターと前記回転位置検出器との機械的な結合の良否判定を行う手段と、
を備えることを特徴とする機械的結合の判定装置。 means for inputting an angular error of the rotational axis obtained by testing the rotational position detector by mechanically coupling the rotational position detector to the tester;
means for performing a Fourier transform on the angular error;
means for judging whether the mechanical coupling between the tester and the rotational position detector is good or bad based on the size of the error component of 20 cycles or less obtained by the Fourier transform;
A mechanical coupling determination device comprising:
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