JPS62242151A - Vibration damping equipment for speed reducer - Google Patents

Vibration damping equipment for speed reducer

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JPS62242151A
JPS62242151A JP8164086A JP8164086A JPS62242151A JP S62242151 A JPS62242151 A JP S62242151A JP 8164086 A JP8164086 A JP 8164086A JP 8164086 A JP8164086 A JP 8164086A JP S62242151 A JPS62242151 A JP S62242151A
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phase
correction signal
motor
output
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Akira Akaha
赤羽 章
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    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion

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Abstract

PURPOSE:To enable the phase shift of vibration due to a load fluctuation or the like to be followed up and aim at constant damping of the rotational vibration appearing in an output shaft by inputting the phase-difference signals from a phase corrector to a correction signal generator, and then causing the phase of correction signals to be adjusted. CONSTITUTION:The output of a filter 27, which is obtained from ripple signals appearing on both ends of a resistance 25 for detecting the ripple of current supplied from a servo amplifier 3 to a motor 1, is transmitted to a phase corrector 28. While, there is inputted a position signal from a position transducer 21 in the phase corrector 28, and then, a phase difference signal, which indicates the phase difference between a signal from the position transducer 21 and a signal from the filter 27, is output. Said phase difference signal is inputted to a correction signal generator 22 so that the phase of a correction signal is corrected. Thereby, the output signal from the correction signal generator 22 becomes such a correction signal that has no phase shift against the rotational vibration appearing in an output shaft 5, and then, the rotational vibration can be suppressed properly.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、減速機の出力軸に現われる回転振動を減衰す
る装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a device for damping rotational vibrations appearing on the output shaft of a speed reducer.

従来の技術 減速機の出力軸に現われる回転振動を減衰する装置に関
しては、日本機械学会第14回技術講演会(昭和61年
1月23日及び同24日)に於いて“FAとロボットの
最新応用”と題して研究発表がなされた。公表された装
置は、サーボ制御モータによって駆動され出力軸に被制
御部材が連結された減速機の出力軸に現われる回転振動
を減衰するため、モータの回転軸に連結された位置検出
器と、この検出器からの信号を受けて回転振動と同じ同
期を持つ補正信号を出力する補正信号発生器とを備え、
前記発生器からの補正信号をモータのサーボ制御系に入
力して成るものである。この装置は、減速機の出力軸に
現れる回転振動を入力−軸に換算し、その回転振動を抑
制するようにモータを駆動し、回転振動の減衰を図って
いる。
Conventional technology Regarding devices that dampen the rotational vibrations that appear on the output shaft of a reducer, a presentation was given at the 14th Technical Conference of the Japan Society of Mechanical Engineers (January 23 and 24, 1986) titled ``The latest technology in FA and robots''. A research presentation was made titled ``Applications''. The disclosed device includes a position detector connected to the rotating shaft of the motor, and a position detector connected to the rotating shaft of the motor, in order to damp rotational vibration appearing on the output shaft of a reducer driven by a servo control motor and having a controlled member connected to the output shaft. and a correction signal generator that receives the signal from the detector and outputs a correction signal that has the same synchronization as the rotational vibration.
The correction signal from the generator is input to the servo control system of the motor. This device converts the rotational vibration appearing on the output shaft of the speed reducer into the input shaft, drives the motor so as to suppress the rotational vibration, and attempts to attenuate the rotational vibration.

この装置は、出力系で生じる振動を駆動源となるモータ
で抑制するものであって、出力系からのデータを一切不
要にしていることに特徴がある。
This device uses a motor as a drive source to suppress vibrations generated in the output system, and is characterized by eliminating the need for any data from the output system.

従って、ロボソl−・アームの先端の共振振動現象に対
して、該アーム先端からの振動データを取り出す厄介な
作業がなくなり、好ましいものである。
Therefore, with respect to the resonance vibration phenomenon at the tip of the Roboso l-arm, the troublesome work of extracting vibration data from the tip of the arm is eliminated, which is preferable.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の装置では、モータに入力する補正
信号はその位相が予じめ最適な値を想定して固定されて
いるので、負荷変動等によって位相関係が最適な状態か
らはずれることがあり、振動の減衰を全ての負荷変動等
による変化に対応させるのが困難であった。勿論、常に
最適状態に維持するために、例えばFFT (高速フー
リエ変換式)アナライザを用いて位相を測定することも
できるが、高価で複雑な装置を必要とし、また位相変化
に対して遅れを生じるおそれがある。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above device, the phase of the correction signal input to the motor is fixed in advance with an optimal value assumed, so the phase relationship may not be optimal due to load fluctuations, etc. This makes it difficult to adjust the vibration damping to all changes caused by load fluctuations. Of course, it is possible to measure the phase using, for example, an FFT (fast Fourier transform) analyzer to maintain the optimum state at all times, but this requires expensive and complicated equipment and also causes a delay in response to phase changes. There is a risk.

従って、本発明の目的は、公知の振動減衰装置を改良す
名ことにあり、特に負荷変動等によって振動の位相がず
れても、この位相ずれに追従できる振動減衰装置を簡単
な構成で提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to improve known vibration damping devices, and in particular to provide a vibration damping device with a simple configuration that can follow the phase shift of vibrations due to load fluctuations, etc. There is a particular thing.

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本発明によれば、サーボ制
御モータによって駆動され出力軸に被制御部材が連結さ
れた減速機の出力軸に現われる回転振動を減衰するため
、モータの回転軸に連結された位置検出器と、この検出
器からの信号を受けて回転振動と同じ同期を持つ補正信
号を出力する補正信号発生器とを備え、前記発生器から
の補正信号をモータのサーボ制御系に入力して成る減速
機の振動減衰装置であって、モータに供給される電流の
リップルを検出する手段と、このリフプル信号からモー
タの回転周波数のN倍の成分の信号をとり出すフィルタ
手段と、このフィルタからの信号と前記位置検出器から
の信号とを入力し位相差信号を出力する移相調整器とを
備え、該位相調整器からの位相差信号を前記補正信号発
生器に入力して補正信号の位相を調整するように構成し
たことを特徴とする減速機の振動減衰装置が提供される
Means for Solving the Problems To achieve this object, the present invention provides a method for damping rotational vibrations appearing on the output shaft of a reducer driven by a servo-controlled motor and having a controlled member connected to the output shaft. , comprising a position detector connected to the rotating shaft of the motor, and a correction signal generator that receives a signal from the detector and outputs a correction signal having the same synchronization as the rotational vibration, and the correction signal from the generator. A vibration damping device for a speed reducer, which inputs a signal into a servo control system of a motor, and includes a means for detecting ripple in the current supplied to the motor, and a signal having a component N times the rotational frequency of the motor from this ripple signal. and a phase shift adjuster that inputs a signal from the filter and a signal from the position detector and outputs a phase difference signal, the phase difference signal from the phase adjuster being corrected by the phase difference signal. A vibration damping device for a speed reducer is provided, which is configured to adjust the phase of a correction signal by inputting it to a signal generator.

作用 上記の構成により、モータに対する供給電流を常に監視
し、モータの負荷変動等による変化をリアルタイムでと
らえ、これを補正信号発生器に入力して補正信号の位相
調整を行っている。従って、補正信号が最適位相でサー
ボ制御系に送られ、減速機の出力軸に現われる回転振動
が常に減衰される。
Operation With the above configuration, the current supplied to the motor is constantly monitored, changes due to motor load fluctuations, etc. are detected in real time, and this is input to the correction signal generator to adjust the phase of the correction signal. Therefore, the correction signal is sent to the servo control system at the optimum phase, and the rotational vibration appearing on the output shaft of the reducer is constantly damped.

実施例1 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図に本発明の振動減衰装置を備えた動力シス
テムのブロック図を示す。動力システムには動力源とし
てのモータ1が設けられ、このモータの回転軸にはタコ
ジェネレータ2とサーボアンプ3が設けられ、サーボ制
御されている。
Example 1 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a power system equipped with the vibration damping device of the present invention. The power system is provided with a motor 1 as a power source, and a tacho generator 2 and a servo amplifier 3 are provided on the rotating shaft of this motor and are servo-controlled.

また、モータ1の回転軸には減速機4が連結され、減速
して出力軸5を駆動する。このようなサーボ制御系を備
えた減速機付動力システムは、例えば高精度を必要とす
る産業用ロボットのアームを駆動するのに用いられる。
Further, a speed reducer 4 is connected to the rotating shaft of the motor 1 to reduce the speed and drive the output shaft 5. A power system with a speed reducer equipped with such a servo control system is used, for example, to drive an arm of an industrial robot that requires high precision.

また、減速機は、通常の歯車形式のものでもよいが、ロ
ボットのアームのようなスペースの狭い場所では調和歯
車装置が多用されている。本例においても、以下の説明
では減速機4として調和歯車装置が用いられるものとす
る。しかしながら、本発明は、減速機の出力軸に現われ
る回転振動を抑えることにあり、このような回転振動の
現われる他の減速機にも適用できることは勿論である。
Further, the reducer may be of a normal gear type, but a harmonic gear device is often used in a place where space is narrow, such as in a robot arm. Also in this example, it is assumed that a harmonic gear device is used as the reducer 4 in the following explanation. However, the purpose of the present invention is to suppress rotational vibrations appearing on the output shaft of a reduction gear, and it goes without saying that it can be applied to other reduction gears in which such rotational vibrations occur.

先ず、調和歯車装置の原理について一般的な説明をする
。第2図に示すように、調和歯車装置は、剛性の円形ス
プライン11と、この円形スプライン11に噛み合う可
撓性スプライン12とを備え、該可撓性スプライン12
はウェーブジェネレータ13により楕円形に撓められて
いる。ウェーブジェネレータ13は可撓性スプライン1
2を楕円形に撓めるだけでなくその楕円形を回転させる
ものであり、この楕円の回転の際可撓性スプラインを回
転させないようボールベアリング14を備えている。
First, a general explanation will be given of the principle of a harmonic gear system. As shown in FIG. 2, the harmonic gear device includes a rigid circular spline 11 and a flexible spline 12 that meshes with the circular spline 11.
is bent into an elliptical shape by the wave generator 13. The wave generator 13 is a flexible spline 1
2 is not only bent into an elliptical shape, but also rotated, and a ball bearing 14 is provided to prevent the flexible spline from rotating when the ellipse is rotated.

可撓性スプライン12は楕円に撓められるため、その歯
は円形スプラインに対し矢印A、Bの2点でしか噛み合
わない。なお、円形スプライン11の歯数は可撓性スプ
ラインの歯数とは異なっており、例えば円形スプライン
11は可撓性スプライン12の歯より2枚多く形成され
る。
Since the flexible spline 12 is bent into an ellipse, its teeth mesh with the circular spline only at two points, arrows A and B. Note that the number of teeth of the circular spline 11 is different from the number of teeth of the flexible spline; for example, the circular spline 11 has two more teeth than the flexible spline 12.

第3図(al〜(d)において、ウェーブジェネレータ
13を時計方向に回転させた場合の円形スプライン11
と可撓性スプライン12との関係が示されている。ウェ
ーブジェネレータ13が第3図(alの位置にあるとき
、円形スプライン11の1つの歯15は可撓性スプライ
ン12の1つの歯16に噛み合っている。ウェーブジェ
ネレータ13を第2図(blに示すように90°回転さ
せると、可撓性スプライン12はその楕円形状が回転し
11円形スプライン11と可撓性スプライン12の噛み
合う位置がウェーブジェネレータ13の長軸の回転に従
って移動する。第3図(C1に示すように、ウェーブジ
ェネレータ13が180゛回転すると、歯15と歯16
が再び噛み合うがその位置は歯数1枚分だけ回転方向と
は反対の方向にずれる。そして、第3図(d)に示すよ
うに、ウェーブジェネレータ13が360°回転すると
歯15と歯16とは歯数2枚分だけ回転方向とは反対の
方向にずれる。
In FIGS. 3(al to d), the circular spline 11 when the wave generator 13 is rotated clockwise.
The relationship between the flexible spline 12 and the flexible spline 12 is shown. When the wave generator 13 is in the position of FIG. 3 (al), one tooth 15 of the circular spline 11 meshes with one tooth 16 of the flexible spline 12. The wave generator 13 is shown in FIG. When the flexible spline 12 is rotated by 90 degrees as shown in FIG. As shown in C1, when the wave generator 13 rotates 180 degrees, the teeth 15 and 16
are engaged again, but their position is shifted by one tooth in the opposite direction to the direction of rotation. Then, as shown in FIG. 3(d), when the wave generator 13 rotates 360 degrees, the teeth 15 and 16 are shifted by two teeth in the opposite direction to the rotation direction.

このように、噛合い位置が順次ずれる動きを出力として
とり出せば、大きな減速比を得ることができる。
In this way, if the movement in which the meshing positions are sequentially shifted is extracted as an output, a large reduction ratio can be obtained.

従ってこの調和歯車装置は部品点数が少なく、極めて小
型で大きな減速比を得ることができ、例えば高い精度を
要求する産業用ロボットのアームを動かすのに用いられ
る。しかしながら、この調和歯車装置を用いた減速機に
おいても、他の減速機と同様に出力トルクの不均一さに
よって、出力軸に回転振動が現われる。
Therefore, this harmonic gear system has a small number of parts, is extremely compact, and can obtain a large reduction ratio, and is used, for example, to move the arm of an industrial robot that requires high precision. However, even in a speed reducer using this harmonic gear device, rotational vibration appears on the output shaft due to non-uniformity of output torque, as in other speed reducers.

この回転振動の検出のために、第1図を参照すると、減
速機4の入力軸となるモータ1の回転軸には位置検出器
21が連結される。位置検出器21の代表的なものとし
てシャフトエンコーダがあるが、他の回転位置検出器で
もよいことは勿論である。位置検出器21はモータ1の
回転位置を示す位置信号を出力し、この位置信号には、
減速機4の出力軸の回転位置を入力軸すなわちモータ1
の回転軸に換算した情報が含まれる。
In order to detect this rotational vibration, referring to FIG. 1, a position detector 21 is connected to the rotating shaft of the motor 1, which serves as the input shaft of the reducer 4. A shaft encoder is a typical example of the position detector 21, but it goes without saying that other rotational position detectors may also be used. The position detector 21 outputs a position signal indicating the rotational position of the motor 1, and this position signal includes:
The rotational position of the output shaft of reducer 4 is set to the input shaft, that is, motor 1.
Contains information converted to the axis of rotation.

位置検出器21の出力は補正信号発生器22に入力され
、この補正信号発生器22で、出力軸5に現われる回転
振動を抑制するため、回転振動と同じ同期をもつ補正信
号が作られる。この補正信号は、速度指令信号及びタコ
ジェネレータ2からの速度信号とともにサーボアンプ3
に送られ、サーボアンプ3ではこれらの信号に応じてモ
ータ1に駆動電流を供給し、モータ1を所定の速度で回
転させる。
The output of the position detector 21 is input to a correction signal generator 22, and in order to suppress the rotational vibration appearing on the output shaft 5, a correction signal having the same synchronization as the rotational vibration is generated. This correction signal is applied to the servo amplifier 3 together with the speed command signal and the speed signal from the tacho generator 2.
The servo amplifier 3 supplies a drive current to the motor 1 according to these signals to rotate the motor 1 at a predetermined speed.

上記した位置検出器2■及び補正信号発生器22を設け
て出力軸5に現われる回転振動を抑制するようにした構
成は、先に述べたように、既に公表されている。しかし
ながら、この公表された装置では、既述のように負荷変
動等による変動に対して考慮が払われていない。従って
、負荷変動等による位相ずれに対してこれに応答できな
かった。
As mentioned above, a configuration in which the above-mentioned position detector 22 and correction signal generator 22 are provided to suppress rotational vibration appearing on the output shaft 5 has already been published. However, in this published device, no consideration is given to fluctuations due to load fluctuations, etc., as described above. Therefore, it was not possible to respond to phase shifts due to load fluctuations and the like.

本発明においては、このような負荷変動等に対する変動
を監視し、補正信号に対してこの変動情報を含ませるよ
うにしている。再び第1図を参照すると、サーボアンプ
3からモータ1へ供給される電流のリップルを検出する
抵抗25が供給ライン26に直列に設けられている。抵
抗25の両端にはリップル信号が現われる。このリップ
ル信号は出力軸5の回転振動と比例関係にあり、減速機
4の入力軸に換算すると、位相関係は同一となり、また
振幅も比例したものとなっていることが知られている。
In the present invention, fluctuations due to such load fluctuations are monitored and this fluctuation information is included in the correction signal. Referring again to FIG. 1, a resistor 25 is provided in series with the supply line 26 to detect ripples in the current supplied from the servo amplifier 3 to the motor 1. A ripple signal appears across the resistor 25. It is known that this ripple signal has a proportional relationship to the rotational vibration of the output shaft 5, and when converted to the input shaft of the reducer 4, the phase relationship is the same and the amplitude is also proportional.

リップル信号はバンドパスフィルタ27に入力され、モ
ータlの負荷変動等によって現われる電流リップルを濾
波して、モータの回転周波数のN倍の成分をとり出す(
N=1.2、・・・)。調和歯車装置の場合、入力軸−
回転で二回大きく変動する。これは、ウェーブジェネレ
ータが楕円形にされ可撓性スプラインを円形スプライン
に対し、 て2点で噛み合わせるようにしているためで
ある。
The ripple signal is input to the bandpass filter 27, which filters the current ripple that appears due to load fluctuations of the motor l, and extracts a component that is N times the rotational frequency of the motor (
N=1.2,...). In the case of harmonic gearing, the input shaft -
It fluctuates twice by rotation. This is because the wave generator is shaped like an ellipse and the flexible spline is interlocked with the circular spline at two points.

従って、調和歯車装置を減速機として用いた場合には、
モータ1の回転周波数の2倍の成分をフィルタ27によ
ってリップル信号から取り出す。
Therefore, when using a harmonic gear device as a reducer,
A component twice the rotational frequency of the motor 1 is extracted from the ripple signal by a filter 27.

フィルタ26の出力は位相調整器28に送られる。位相
調整器28には、位相検出器からの位置信号も入力され
ており、位置検出器21からの信号と、フィルタ27か
らの信号との位相差を示す位相差信号が出力される。こ
の位相差信号は補正信号発生器22に入力され、補正信
号の位相を補正する。従って、補正信号発生器22の出
力信号は、出力軸5に現われる回転振動に対して位相ず
れのない補正信号となり、回転振動を適正に抑制するこ
とができる。
The output of filter 26 is sent to phase adjuster 28. The position signal from the phase detector is also input to the phase adjuster 28, and a phase difference signal indicating the phase difference between the signal from the position detector 21 and the signal from the filter 27 is output. This phase difference signal is input to the correction signal generator 22, which corrects the phase of the correction signal. Therefore, the output signal of the correction signal generator 22 becomes a correction signal with no phase shift with respect to the rotational vibration appearing on the output shaft 5, and the rotational vibration can be appropriately suppressed.

フィルタ26の出力は、既に述べたように、リップル信
号から得られたものであり、この信号には位相情報の外
に負荷変動等に伴なう振幅の情報が含まれている。本発
明においては、これを利用して、補正信号発生器22の
出力である補正信号の振幅も調整することができる。こ
のため、補正信号は振幅調整器29に入力され、ここで
その振幅が調整される。この調整のため、振幅調整器2
9には、その制御端子30にフィルタ27からの信号が
入力され、補正信号の振幅が負荷変動等の変動に対応し
て調整される。従って、サーボアンプ3に入力される補
正信号は、位相と振幅が現実の出力軸に現われる回転振
動の位相と振幅に対応したものとなり、どんなに負荷変
動等によって回転振動が変動しても常にこれを最少に抑
制することができる。
As already mentioned, the output of the filter 26 is obtained from a ripple signal, and this signal includes not only phase information but also amplitude information associated with load fluctuations and the like. In the present invention, this can be used to adjust the amplitude of the correction signal output from the correction signal generator 22. Therefore, the correction signal is input to the amplitude adjuster 29, where its amplitude is adjusted. For this adjustment, amplitude adjuster 2
9, the signal from the filter 27 is input to its control terminal 30, and the amplitude of the correction signal is adjusted in response to fluctuations such as load fluctuations. Therefore, the phase and amplitude of the correction signal input to the servo amplifier 3 correspond to the phase and amplitude of the rotational vibration that appears on the actual output shaft, and no matter how much the rotational vibration changes due to load fluctuations, etc., this signal is always maintained. can be suppressed to a minimum.

第4図は、第1図の動力システムについてその代表的な
詳細例を示す回路図である。この第4図の例においては
、位置検出器としてモータ1の回転軸に連結されて回転
位置信号を出力するシャフトエンコーダ式のパルスエン
コーダ31が用いられている。エンコーダ31は、1回
転に1個のパルスを出力するZ端子と、1回転に100
〜1000個もの多数のパルスを出力するA及びB端子
とがあり、A端子の出力はB端子の出力に対して90”
位相がずれている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a typical detailed example of the power system of FIG. 1. In the example shown in FIG. 4, a shaft encoder type pulse encoder 31 is used as a position detector, which is connected to the rotating shaft of the motor 1 and outputs a rotational position signal. The encoder 31 has a Z terminal that outputs one pulse per revolution and a Z terminal that outputs one pulse per revolution.
There are A and B terminals that output as many as ~1000 pulses, and the output of the A terminal is 90" compared to the output of the B terminal.
Out of phase.

補正信号発生器22′は、方向判別器32とアップダウ
ンカウンタ33と正弦波データを記憶したリードオンリ
メモリ (ROM>34とデジタル/アナログ変換器(
DAコンバータ)35とで構成されている。方向判別器
32は、パルスエンコーダ31からのA信号及びB信号
を受けてモータlの回転方向を判別し、アップ方向のパ
ルス(U)を出力するかダウン方向のパルス(D)を出
力するかを定める。アップダウンカウンタ33はアップ
パルス(U)またはダウンパルス(D)を受けてカウン
トアツプまたはカウントダウンを行う。
The correction signal generator 22' includes a direction discriminator 32, an up/down counter 33, a read-only memory (ROM>34) storing sine wave data, and a digital/analog converter (
DA converter) 35. The direction discriminator 32 receives the A signal and the B signal from the pulse encoder 31 and determines the rotational direction of the motor l, and determines whether to output a pulse in the up direction (U) or a pulse in the down direction (D). Establish. The up/down counter 33 receives an up pulse (U) or a down pulse (D) to count up or count down.

このカウンタ33の出力はROM34のアドレスライン
に入力され、そのアドレスに対応する正弦波のデータを
出力する。この正弦波データはDAコンバータ35に入
力され、正弦波を出力する。
The output of this counter 33 is input to the address line of the ROM 34, and sine wave data corresponding to the address is output. This sine wave data is input to the DA converter 35, which outputs a sine wave.

従って補正信号発生器22′はエンコーダ31からの回
転位置信号に従って変化する補正信号を正弦波として出
力する。この正弦波は、出力軸5の回転振動と同じ周期
をもつ正弦波として形成されるもので、ROM34には
カウンタ33からのアドレス信号に従ってそのデータを
出力するようにデータが記憶されている。カウンタ33
はモータ1の回転速度を示す位置パルス信号に従ってカ
ウントアツプまたはカウントダウンを行うので補正信号
発生器22′から出力される補正信号は、減速機4の出
力軸5に現われる回転振動(ひいては減速機の入力軸す
なわちモータ1の回転振動)に対応したものとなる。従
ってこの補正信号が適正な位相(及び振幅)を有するの
であれば、サーボアンプ3にはその回転振動を打消すよ
うに補正信号が入力され、回転振動は効果的に抑制され
る。
Therefore, the correction signal generator 22' outputs a correction signal that changes according to the rotational position signal from the encoder 31 as a sine wave. This sine wave is formed as a sine wave having the same period as the rotational vibration of the output shaft 5, and data is stored in the ROM 34 so as to output the data according to the address signal from the counter 33. counter 33
counts up or down according to the position pulse signal that indicates the rotational speed of the motor 1, so the correction signal output from the correction signal generator 22' is based on the rotational vibration appearing on the output shaft 5 of the reducer 4 (and thus the input of the reducer). This corresponds to the rotational vibration of the shaft, that is, the motor 1. Therefore, if this correction signal has an appropriate phase (and amplitude), the correction signal is input to the servo amplifier 3 so as to cancel out the rotational vibration, and the rotational vibration is effectively suppressed.

しかしながら、前述のように、回転振動の位相(及び振
幅)は、負荷変動等によって変化する。
However, as described above, the phase (and amplitude) of rotational vibration changes due to load fluctuations and the like.

回転振動の位相(及び振幅)の検出のためのバンドパス
フィルタは、第4図においてはIC化されたデジタルフ
ィルタ37で構成される。勿論、このバンドパスフィル
タは、所定の周波数成分が得られる限り任意のものでよ
く、例えば、通常のLCフィルタあるいはRCフィルタ
でもよく、機械的フィルタでもよい。使用したデジタル
フィルタは周波数帯域を設定するのが容易であり、また
占有領域も少ないので便利であるが、作動のために、ク
ロックパルスを必要としている。このため、この第4図
の例においては、エンコーダ31からのパルス信号を適
当にカウンタ38で逓降して用いる。このクロックパル
スはフィルタ37の作動のために必要なものであって、
時間的な同期関係は一切不要である。
A bandpass filter for detecting the phase (and amplitude) of rotational vibration is constituted by an IC-based digital filter 37 in FIG. Of course, this bandpass filter may be of any type as long as a predetermined frequency component can be obtained; for example, it may be a normal LC filter or RC filter, or it may be a mechanical filter. The digital filter used is convenient because it is easy to set the frequency band and occupies a small area, but it requires a clock pulse for operation. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the pulse signal from the encoder 31 is appropriately stepped down by the counter 38 and used. This clock pulse is necessary for the operation of the filter 37, and
No temporal synchronization is required.

フィルタ37から出力される信号は正弦波となって、木
ばの場合モータ1の回転周波数の2倍の周波数を有する
。これは減速機が調和歯車装置である場合にウェーブジ
ェネレータが1回転するときに2回大きく変動するから
であり、他の減速機の場合にはそれに合せた倍数の周波
数成分を取出せばよい。フィルタ37の出力信号は位相
調整器28′に入力される。
The signal output from the filter 37 is a sine wave, and in the case of wood, has a frequency twice the rotational frequency of the motor 1. This is because when the speed reducer is a harmonic gear device, the wave generator fluctuates greatly twice when it makes one rotation, and in the case of other speed reducers, it is sufficient to extract frequency components that are multiples of the wave generator. The output signal of filter 37 is input to phase adjuster 28'.

位相調整器28′は、ゼロクロスコンパレータ39とカ
ウンタ40とを備えている。ゼロクロスコンパレータ3
9は、フィルタ37から出力される正弦波のゼロ点交差
位置を検出し、それに対応したパルス(矩形波)を出力
する。コンパレータ39からのパルスはカウンタ40に
入力され、カウントされる。このカウンタ40にはエン
コーダ31からのZ信号が入力されており、モータ1の
回転位置との差を算出する。従って、カウンタ40から
は、モータ1の回転位置とリップルすなわち変動との位
相の差のデータが出力される。この位相差データは、補
正信号発生器22′のアップダウンカウンタ33のプリ
セットデータ端子に入力され、この位相差データに従っ
て、カウンタ33をプリセットする。従って、カウンタ
33の内容は、実際の位相ずれに対応してずらされ、D
/Aコンバータ35から出される補正信号の位相は回転
振動に対応したものとなる。
The phase adjuster 28' includes a zero cross comparator 39 and a counter 40. Zero cross comparator 3
9 detects the zero point crossing position of the sine wave output from the filter 37 and outputs a pulse (rectangular wave) corresponding thereto. Pulses from comparator 39 are input to counter 40 and counted. The Z signal from the encoder 31 is input to this counter 40, and the difference from the rotational position of the motor 1 is calculated. Therefore, the counter 40 outputs data on the phase difference between the rotational position of the motor 1 and the ripple, that is, the fluctuation. This phase difference data is input to the preset data terminal of the up/down counter 33 of the correction signal generator 22', and the counter 33 is preset in accordance with this phase difference data. Therefore, the contents of the counter 33 are shifted corresponding to the actual phase shift and D
The phase of the correction signal output from the /A converter 35 corresponds to the rotational vibration.

フィルタ37の出力信号は、補正信号の振幅調整にも用
いられる。このため、フィルタ37からの信号は振幅の
検出手段としての整流器42に入力され、フィルタ37
からの振幅のレベルを検出する。整流器42は、振幅器
調整器29に送られ、補正信号の振幅を調整する。この
振幅調整器29は、例えばアナログ乗算器、自動利得制
御増幅器(AGC)等任意のものが用いられる。これに
より、補正信号は回転振動を最小に抑制することができ
る。
The output signal of the filter 37 is also used to adjust the amplitude of the correction signal. Therefore, the signal from the filter 37 is input to the rectifier 42 as an amplitude detection means, and the signal from the filter 37
Detect the level of amplitude from. The rectifier 42 is sent to the amplitude adjuster 29 to adjust the amplitude of the correction signal. This amplitude adjuster 29 may be any arbitrary device such as an analog multiplier or an automatic gain control amplifier (AGC). Thereby, the correction signal can suppress rotational vibration to a minimum.

発明の効果 本発明によれば、負荷変動等による回転振動の位相変化
令リアルタイムで監視しており、この位相変化を回転振
動のための補正信号に加えることによって、回転振動の
抑制を効果的に果しており、減速機に現われる回転振動
が負荷変動等に拘わらず抑制される。しかも、この位相
補正は、減速機の入力軸側のデータでのみ行われている
ので、厄介な出力軸側のデータを一切必要としない。そ
して、その構成も極めて簡単なものとなり、占有空間も
極めて小さい。
Effects of the Invention According to the present invention, phase changes in rotational vibration due to load fluctuations, etc. are monitored in real time, and by adding this phase change to a correction signal for rotational vibration, rotational vibration can be effectively suppressed. As a result, rotational vibrations appearing in the reduction gear are suppressed regardless of load fluctuations, etc. Moreover, since this phase correction is performed only on the data on the input shaft side of the speed reducer, there is no need for any troublesome data on the output shaft side. Moreover, its configuration is extremely simple, and the space it occupies is extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による装置の一実施例を示すブロック図
、第2図は公知の調和歯車装置の略正面図、第3図(a
l〜(d+は調和歯車装置の動作説明図、第4図は本発
明による装置の詳細な例を示す回路図である。 1・・・モータ、 2・・・タコジェネレータ、 3゛・・サーボアンプ、   4・・・減速機、5・・
・出力軸、  11・・・円形スプライン、12・・・
可撓性スプライン、 13・・・ウェーブジェネレータ、 21・・・位置検出器、 22.22’・・・補正信号発生器、 25・・・リップル検出抵抗、 27.37・・・バニ/ドバスフィルり、28.28′
・・・位相調整器、 29・・・振幅調整器、 31・・・パルスエンコーダ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of a known harmonic gear device, and FIG.
l~(d+ is an explanatory diagram of the operation of the harmonic gear device, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a detailed example of the device according to the present invention. 1...Motor, 2...Tachogenerator, 3゛...Servo Amplifier, 4...Reducer, 5...
・Output shaft, 11...Circular spline, 12...
Flexible spline, 13...Wave generator, 21...Position detector, 22.22'...Correction signal generator, 25...Ripple detection resistor, 27.37...Vani/dobas filler , 28.28'
... Phase adjuster, 29 ... Amplitude adjuster, 31 ... Pulse encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、サーボ制御モータによって駆動され出力軸に被制御
部材が連結された減速機の出力軸に現われる回転振動を
減衰するため、モータの回転軸に連結された位置検出器
と、この検出器からの信号を受けて回転振動と同じ同期
を持つ補正信号を出力する補正信号発生器とを備え、前
記発生器からの補正信号をモータのサーボ制御系に入力
して成る減速機の振動減衰装置において、モータに供給
される電流のリップルを検出する手段と、このリップル
信号からモータの回転周波数のN倍の成分の信号をとり
出すフィルタ手段と、このフィルタからの信号と前記位
置検出器からの信号とを入力し位相差信号を出力する移
相調整器とを備え、該位相調整器からの位相差信号を前
記補正信号発生器に入力して補正信号の位相を調整する
ように構成したことを特徴とする減速機の振動減衰装置
。 2、波形発生器とサーボ系との間に振幅調整器が設けら
れ、この振幅調整器の制御端子に前記フィルタ手段から
の信号が振幅調整器を介して入力されており、モータの
供給電流の大きさに従って調整器の利得を変化させるよ
うにした特許請求の範囲第1項記載の装置。
[Claims] 1. In order to damp rotational vibration appearing on the output shaft of a reducer driven by a servo control motor and having a controlled member connected to the output shaft, a position detector and a position detector connected to the rotating shaft of the motor are used. and a correction signal generator that receives the signal from this detector and outputs a correction signal having the same synchronization as the rotational vibration, and the correction signal from the generator is input to the servo control system of the motor. A vibration damping device comprising: means for detecting ripples in the current supplied to the motor; filter means for extracting a signal of a component N times the rotational frequency of the motor from the ripple signal; and a signal from the filter and the position. and a phase shift adjuster that inputs a signal from the detector and outputs a phase difference signal, and inputs the phase difference signal from the phase adjuster to the correction signal generator to adjust the phase of the correction signal. A vibration damping device for a speed reducer, characterized in that it is configured as follows. 2. An amplitude adjuster is provided between the waveform generator and the servo system, and the signal from the filter means is input to the control terminal of the amplitude adjuster via the amplitude adjuster. 2. The device as claimed in claim 1, wherein the gain of the regulator is varied according to the magnitude.
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