KR102566977B1 - Deformation amount measuring apparatus of wave generator - Google Patents

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Abstract

본 발명의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치는, 지지대에 회전가능하게 장착된 회전축을 회전시키는 구동모터; 상기 회전축의 토크를 측정하는 토크센서; 상기 회전축의 회전속도를 측정하는 엔코더; 및 상기 지지대에 장착되어 상기 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터의 외륜의 변형량을 측정하는 베어링 변형량 측정모듈을 포함한다.An apparatus for measuring the amount of deformation of a wave generator of the present invention includes a drive motor for rotating a rotational shaft rotatably mounted on a support; a torque sensor for measuring torque of the rotating shaft; an encoder for measuring the rotation speed of the rotation shaft; and a bearing deformation amount measuring module mounted on the support and measuring a deformation amount of an outer ring of the wave generator rotated by the rotation shaft.

Description

웨이브제너레이터의 변형량 측정장치{Deformation amount measuring apparatus of wave generator}Deformation amount measuring apparatus of wave generator}

본 발명은 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이브제너레이터의 캠을 소정 속도로 회전시킴에 따라 외륜에 반경방향으로 소정의 부하를 가하면서 외륜의 변형량을 실시간 측정할 수 있는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the amount of deformation of a wave generator, and more particularly, by rotating a cam of a wave generator at a predetermined speed, a wave capable of measuring the amount of deformation of an outer ring in real time while applying a predetermined load to the outer ring in a radial direction. It relates to a device for measuring the amount of deformation of a generator.

일반적으로 스트레인 웨이브 감속기(일명 하모닉 감속기)는 산업용 로봇, 휴머노이드 로봇, 반도체(웨이퍼) 제조장치, 전자부품 삽입장치, 세라믹 형성장치, 광디스크 제조장치, 의료장치 및 NC(Numerical Control) 선반 등과 같이 다양한 분야의 기계장치에서 광범위하게 사용되는 감속기로서, 소형 경량이면서, 기어 회전시 소음이 작고, 고정밀도의 감속비를 얻을 수 있으며, 동력 전달 효율이 우수한 것이 특징이다.In general, strain wave reducers (aka harmonic reducers) are used in various fields such as industrial robots, humanoid robots, semiconductor (wafer) manufacturing equipment, electronic component insertion equipment, ceramic forming equipment, optical disk manufacturing equipment, medical equipment, and NC (Numerical Control) lathes. As a reducer widely used in mechanical devices, it is characterized by its small size, low noise when rotating gears, high-precision reduction ratio, and excellent power transmission efficiency.

스트레인 웨이브 감속기는 기본적으로 웨이브제너레이터(wave generator), 플렉스플라인(flexspline) 및 서큘러 스플라인(circular spline)을 포함한다. 웨이브제너레이터는 입력축이 연결되는 타원 형상의 캠 외주면에 볼베어링이 조립되고, 상기 볼베어링 외륜에는 플렉스플라인이 억지끼움되어 결합된다. 플렉스플라인은 원형의 얇은 금속 탄성체로서 일측 외주면에 제1 치형(기어 톱니)이 형성되어 있고, 서큘러 스플라인에는 플렉스플라인의 제1 치형에 대응하여 내주면에 제2 치형이 형성되어 있다.The strain wave reducer basically includes a wave generator, a flexspline and a circular spline. In the wave generator, a ball bearing is assembled on an outer circumferential surface of an elliptical cam to which an input shaft is connected, and a flex plane is fitted and coupled to an outer ring of the ball bearing. The flexpline is a circular thin metal elastic body, and has a first tooth profile (gear tooth) formed on one outer circumferential surface, and a second tooth profile corresponding to the first tooth profile of the flexpline is formed on the inner circumferential surface of the circular spline.

이러한 스트레인 웨이브 감속기는 입력축, 입력축에 연결된 웨이브제너레이터, 플렉스플라인, 플렉스플라인과 맞물린 서큘러 스플라인, 서큘러 스플라인과 연결된 출력축의 순서로 동력이 전달된다. 즉, 입력축이 결합된 웨이브제너레이터가 시계방향으로 회전하면 플렉스플라인이 점진적으로 탄성 변형을 일으키면서 플렉스플라인의 제1 치형 중 일부가 서큘러 스플라인의 제2 치형 중 일부와 결합되어 동력이 전달된다. 이때, 플렉스플라인의 외주면에 형성된 제1 치형의 치수(齒數)와 서큘러 스플라인의 제2 치형의 치수 간의 차이로 인해 큰 감속비를 갖는 감속기가 구현될 수 있다.In this strain wave reducer, power is transmitted in the order of the input shaft, the wave generator connected to the input shaft, the flexpline, the circular spline engaged with the flexpline, and the output shaft connected to the circular spline. That is, when the wave generator to which the input shaft is coupled rotates clockwise, the flexpline gradually causes elastic deformation, and some of the first teeth of the flexpline are combined with some of the second teeth of the circular spline to transmit power. . At this time, a speed reducer having a large reduction ratio may be implemented due to a difference between the size of the first tooth formed on the outer circumferential surface of the flexspline and the size of the second tooth of the circular spline.

하모닉 감속기의 시험 장치에 관한 종래기술로서, 등록특허공보 제10-0926574호에 "하모닉 감속기용 강성 시험기"가 개시되어 있다. 개시된 시험기는 하모닉 감속기의 입출력 각도 전달 시험과 전체적인 감속기의 강도 시험을 할 수 있다. 이 강성 시험기는 전후 수평레일에 의해 부하 하중을 인가하고, 그 값을 로드셀에 의해 확인할 수 있는 구조로 구성되어 있다.As a prior art related to a test device for a harmonic reducer, a “stiffness tester for a harmonic reducer” is disclosed in Patent Registration No. 10-0926574. The disclosed tester can test the input/output angle transmission of the harmonic reducer and the strength test of the overall reducer. This stiffness tester is composed of a structure in which a applied load is applied by front and rear horizontal rails and the value can be confirmed by a load cell.

하지만, 개시된 종래기술은 웨이브제너레이터, 플렉스플라인, 서큘러 스플라인이 조립된 하모닉 감속기 전체의 강성 시험기에 관한 것으로서, 웨이브제너레이터의 캠을 회전시킴에 따라 외륜의 변형량을 변위측정센서로 측정할 수 있는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치는 개시된 바가 없다.However, the disclosed prior art relates to a stiffness tester for the entire harmonic reducer in which a wave generator, a flexpline, and a circular spline are assembled, and a wave that can measure the amount of deformation of the outer ring with a displacement measuring sensor as the cam of the wave generator is rotated. A device for measuring the amount of deformation of the generator has not been disclosed.

등록특허공보 제10-0926574호 "하모닉 감속기용 강성 시험기"Registered Patent Publication No. 10-0926574 "Stiffness Tester for Harmonic Reducer"

본 발명은 웨이브제너레이터의 캠을 소정 속도로 회전시킴에 따라 외륜에 반경방향으로 소정의 부하를 가하면서 외륜의 변형량을 실시간 측정할 수 있는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a device for measuring the amount of deformation of a wave generator capable of measuring the amount of deformation of an outer ring in real time while applying a predetermined load to the outer ring in a radial direction as the cam of the wave generator is rotated at a predetermined speed.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치는, 지지대에 회전가능하게 장착된 회전축을 회전시키는 구동모터; 상기 회전축의 토크를 측정하는 토크센서; 상기 회전축의 회전속도를 측정하는 엔코더; 및 상기 지지대에 장착되어 상기 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터의 외륜의 변형량을 측정하는 베어링 변형량 측정모듈을 포함한다.An apparatus for measuring the amount of deformation of a wave generator of the present invention for achieving the above object includes a drive motor for rotating a rotational shaft rotatably mounted on a support; a torque sensor for measuring torque of the rotating shaft; an encoder for measuring the rotation speed of the rotation shaft; and a bearing deformation amount measuring module mounted on the support and measuring a deformation amount of an outer ring of the wave generator rotated by the rotation shaft.

상기 베어링 변형량 측정모듈은 상기 웨이브제너레이터의 외륜의 외측에 상기 측정모듈을 결합하여 지지하는 모듈장착프레임과, 상기 웨이브제너레이터의 외륜에 접촉하여 슬라이딩되는 슬라이딩 브라켓과, 상기 슬라이딩 브라켓의 상면에서 상방으로 연장되어 상기 모듈장착프레임의 상단부를 통과하도록 구비되는 연장바와, 상기 슬라이딩 브라켓의 상면에 장착되어 상기 모듈장착프레임에 대해 슬라이딩 브라켓에 반경방향으로 부하를 가하는 한 쌍의 스프링과, 상기 한 쌍의 스프링의 상단에 결합되어 스프링의 탄성 복원력에 의한 부하를 측정하는 로드셀과, 상기 연장바에 인접하게 배치되어 연장바의 변위를 측정하는 제1변위측정센서를 포함할 수 있다.The bearing deformation measurement module includes a module mounting frame for coupling and supporting the measurement module to the outside of the outer ring of the wave generator, a sliding bracket sliding in contact with the outer ring of the wave generator, and extending upward from an upper surface of the sliding bracket. An extension bar provided to pass through the upper end of the module mounting frame, a pair of springs mounted on the upper surface of the sliding bracket and applying a load to the sliding bracket in a radial direction with respect to the module mounting frame, and the pair of springs It may include a load cell coupled to an upper end to measure a load due to an elastic restoring force of a spring, and a first displacement measuring sensor disposed adjacent to the extension bar to measure displacement of the extension bar.

상기 로드셀은 상기 모듈장착프레임의 상단부 아래에 결합되고, 상기 연장바는 상기 로드셀에 형성된 관통공에 의해 반경방향으로 이동되도록 안내될 수 있다.The load cell may be coupled under an upper end of the module mounting frame, and the extension bar may be guided to move in a radial direction by a through hole formed in the load cell.

상기 베어링 변형량 측정모듈은 상기 슬라이딩 브라켓의 내부에 장착되고 상기 외륜에 인접하게 배치되어 상기 회전되는 외륜의 진동에 의한 변형량을 측정하는 제2변형량측정센서를 더 포함할 수 있다.The bearing deformation measurement module may further include a second deformation measurement sensor mounted inside the sliding bracket and disposed adjacent to the outer ring to measure a deformation amount due to vibration of the rotating outer ring.

상기 한 쌍의 스프링은 상기 슬라이딩 브라켓의 플랜지부에 나사 결합되는 한 쌍의 부하 조정 나사에 의해 각 스프링의 압축 변위가 조정될 수 있다.Compression displacement of each spring of the pair of springs may be adjusted by a pair of load adjusting screws screwed to the flange portion of the sliding bracket.

상기 제1변위측정센서는 상기 연장바에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서일 수 있다.The first displacement measuring sensor may be a one-dimensional contact type displacement sensor contacting the extension bar.

상기 제1변위측정센서는 상기 연장바의 상면에서 이격되도록 배치되는 1차원 비접촉식 변위센서일 수도 있다.The first displacement measuring sensor may be a one-dimensional non-contact type displacement sensor disposed to be spaced apart from the upper surface of the extension bar.

상기 제2변형량측정센서는 상기 외륜에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서일 수 있다.The second deformation measurement sensor may be a one-dimensional contact type displacement sensor contacting the outer ring.

상기 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터의 캠의 외주면 변위를 측정하는 캠 변위 측정모듈을 더 포함할 수 있다.The device may further include a cam displacement measurement module configured to measure a displacement of an outer circumferential surface of a cam of the wave generator rotated by the rotation shaft.

상기 캠 변위 측정모듈은 상기 지지대에 설치되는 센서장착프레임과, 상기 센서장착프레임에 장착되어 캠의 외주면 변위를 측정하는 제3변위측정센서와, 상기 센서장착프레임에 장착되되 상기 제3변위측정센서와 90도 위상차를 갖도록 배치되는 제4변위측정센서를 포함할 수 있다.The cam displacement measurement module includes a sensor mounting frame installed on the support, a third displacement measuring sensor mounted on the sensor mounting frame and measuring the displacement of the outer circumferential surface of the cam, and the third displacement measuring sensor mounted on the sensor mounting frame. and a fourth displacement measuring sensor arranged to have a phase difference of 90 degrees.

상기 구동모터의 작동을 제어하고, 상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호와 상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 수신하여 웨이브제너레이터의 변형량을 표시하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a control unit that controls operation of the driving motor, receives measurement signals from the bearing deformation measurement module and measurement signals from the cam displacement measurement module, and displays a deformation amount of the wave generator.

상기 제어부는 상기 구동모터를 작동하는 모터 드라이버와, 상기 토크센서의 신호를 증폭하는 토크센서 증폭기와, 상기 엔코더의 신호를 증폭하는 엔코더 증폭기와, 상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호를 증폭하는 제1센서증폭기와, 상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 증폭하는 제2센서증폭기를 더 포함할 수 있다.The control unit includes a motor driver for operating the driving motor, a torque sensor amplifier for amplifying a signal of the torque sensor, an encoder amplifier for amplifying a signal of the encoder, and a first unit for amplifying a measurement signal of the bearing deformation measurement module. A sensor amplifier and a second sensor amplifier for amplifying the measurement signal of the cam displacement measuring module may be further included.

상기 제어부는 상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호와 상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 실시간으로 표시하는 모니터를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a monitor displaying the measurement signal of the bearing deformation measurement module and the measurement signal of the cam displacement measurement module in real time.

상기 모니터는 상기 제1변위측정센서에 의해 측정된 변위의 변화를 나타내는 변위 그래프와, 상기 제2변형량측정센서에 의해 측정된 변형량의 변화를 나타내는 변형량 그래프와, 상기 변위와 상기 변형량의 변화를 합성하여 나타내는 합성 그래프를 표시할 수 있다.The monitor synthesizes a displacement graph representing a change in the displacement measured by the first displacement measuring sensor, a deformation amount graph representing a change in the deformation amount measured by the second deformation amount measuring sensor, and the displacement and the change in the deformation amount. It is possible to display the composite graph represented by

상기한 본 발명의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치에 의하면, 웨이브제너레이터의 캠을 소정 속도로 회전시킴에 따라 외륜에 반경방향으로 소정의 부하를 가하면서 외륜의 변형량을 실시간 측정할 수 있다.According to the device for measuring the amount of deformation of the wave generator according to the present invention, the amount of deformation of the outer ring can be measured in real time while applying a predetermined load to the outer ring in the radial direction by rotating the cam of the wave generator at a predetermined speed.

또한, 웨이브제너레이터의 타원형 캠의 기하 형상의 정밀도를 측정함으로써 웨이브제너레이터의 수명을 늘리고 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, by measuring the precision of the geometry of the elliptical cam of the wave generator, it is possible to extend the life of the wave generator and improve its performance.

그리고, 웨이브제너레이터의 변형량 측정 및 분석을 통해 웨이브제너레이터의 물리적 특성과 성능 지표에 대한 평가 및 분석을 하여 제품 성능을 향상시키고, 하모닉 감속기의 최종 성능을 평가 확인하여 제품의 품질을 개선하고 신뢰성을 확보할 수 있다. In addition, the physical characteristics and performance indicators of the wave generator are evaluated and analyzed through the measurement and analysis of the deformation amount of the wave generator to improve product performance, and the final performance of the harmonic reducer is evaluated and confirmed to improve product quality and secure reliability. can do.

도 1은 웨이브제너레이터를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 베어링 변형량 측정모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 웨이브제너레이터가 지지베어링에 장착된 것을 나타내는 단면도이다.
도 6은 제1변위측정센서에 의해 측정된 변위의 변화를 나타내는 변위 그래프(a)와, 제2변형량측정센서에 의해 측정된 변형량의 변화를 나타내는 변형량 그래프(b)와, 변위와 변형량의 변화를 합성하여 나타내는 합성 그래프(c)이다.
도 7은 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a diagram showing a wave generator.
2 is a perspective view showing an apparatus for measuring a deformation amount of a wave generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of the device for measuring the amount of deformation of the wave generator of FIG. 2 viewed from another direction.
4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a bearing deformation measurement module.
5 is a cross-sectional view showing that the wave generator is mounted on the support bearing.
6 is a displacement graph (a) showing a change in displacement measured by a first displacement measuring sensor, a deformation amount graph (b) showing a change in deformation amount measured by a second deformation amount measuring sensor, and a change in displacement and deformation amount. It is a composite graph (c) showing by synthesizing.
7 is a block diagram showing a control configuration of a device for measuring a deformation amount of a wave generator.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 웨이브제너레이터를 나타내는 도면이다. 우선, 도 1을 참조하여 하모닉 감속기를 구성하는 웨이브제너레이터의 구성을 설명한다.1 is a diagram showing a wave generator. First, the configuration of the wave generator constituting the harmonic reducer will be described with reference to FIG. 1 .

하모닉 감속기(스트레인 웨이브 감속기)는 웨이브제너레이터(wave generator), 플렉스플라인(flexspline) 및 서큘러 스플라인(circular spline)을 포함한다. 웨이브제너레이터(10)는 입력축(20)이 연결되는 타원 형상의 캠(30)과, 캠의 외주면에 결합되는 볼베어링을 포함한다. 볼베어링은 내륜(40)과 외륜(60) 사이에 복수의 볼(50)이 배열되어 있다. 타원형의 캠(30)을 내륜(40) 내부에 삽입하여 결합하면, 원형의 내륜(40)과 외륜(60)이 타원형으로 변형된다.Harmonic reducers (strain wave reducers) include wave generators, flexsplines and circular splines. The wave generator 10 includes an elliptical cam 30 to which the input shaft 20 is connected, and a ball bearing coupled to an outer circumferential surface of the cam. In the ball bearing, a plurality of balls 50 are arranged between an inner ring 40 and an outer ring 60. When the elliptical cam 30 is inserted into the inner ring 40 and coupled, the circular inner ring 40 and the outer ring 60 are deformed into elliptical shapes.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이며, 도 4는 베어링 변형량 측정모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 웨이브제너레이터가 지지베어링에 장착된 것을 나타내는 단면도이다.2 is a perspective view showing a device for measuring the amount of deformation of a wave generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view of the device for measuring the amount of deformation of the wave generator of FIG. 2 viewed from another direction, and FIG. It is a cross-sectional view schematically showing the configuration, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing that the wave generator is mounted on the support bearing.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치(100)는, 지지대(110)에 회전가능하게 장착된 회전축(130)을 회전시키는 구동모터(120), 회전축의 토크를 측정하는 토크센서(140), 회전축의 회전속도를 측정하는 엔코더(150), 및 지지대에 장착되어 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터(10)의 외륜(60)의 변형량을 측정하는 베어링 변형량 측정모듈(160)을 포함한다.An apparatus 100 for measuring the amount of deformation of a wave generator according to an embodiment of the present invention includes a drive motor 120 for rotating a rotational shaft 130 rotatably mounted on a support 110, and a torque sensor for measuring torque of the rotational shaft. 140, an encoder 150 for measuring the rotational speed of the rotating shaft, and a bearing deformation measurement module 160 for measuring the deformation of the outer ring 60 of the wave generator 10 rotated by the rotating shaft mounted on the support. do.

지지대(110)는 소정 높이의 직사각형 테이블 형태로 이루어지고, 하단에 높이조절장치를 포함할 수 있다. 지지대(110)는 하단에 복수의 바퀴를 구비하여 이동가능하게 설치될 수도 있다.The support 110 is made in the form of a rectangular table having a predetermined height, and may include a height adjusting device at the lower end. The support 110 may be movably installed by having a plurality of wheels at the lower end.

구동모터(120)는 정역회전 가능한 서보모터로서, 지지대(110)에 체결되어 고정되는 브라켓에 수평방향으로 체결되어 장착될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 구동모터(120)는 모터 드라이버를 구비할 수 있다. 구동모터(120)에는 구동축의 회전속도를 줄이는 감속기가 연결될 수도 있다. 구동모터(120)에는 노이즈 필터를 거친 3상 220V 전원이 공급될 수 있다.The drive motor 120 is a servomotor capable of normal and reverse rotation, and may be mounted by being fastened to a bracket that is fastened to and fixed to the support 110 in a horizontal direction. As will be described later, the drive motor 120 may include a motor driver. A reducer that reduces the rotational speed of the drive shaft may be connected to the drive motor 120 . Three-phase 220V power that has passed through a noise filter may be supplied to the driving motor 120 .

회전축(130)은 지지대(110) 상에 고정되는 복수의 베어링에 회전가능하게 장착될 수 있다. 회전축(130)은 구동모터(120)의 구동축에 축결합될 수 있다.The rotating shaft 130 may be rotatably mounted on a plurality of bearings fixed on the support 110 . The rotating shaft 130 may be axially coupled to the driving shaft of the driving motor 120 .

토크센서(140)는 회전축(130)에 장착되어 구동모터(120)에 의해 회전되는 회전축(130)에 가해지는 토크를 실시간 측정할 수 있다. 토크센서(140)는 지지대(110)의 상면에 체결되는 지지브라켓에 의해 지지될 수 있다.The torque sensor 140 is mounted on the rotation shaft 130 and can measure the torque applied to the rotation shaft 130 rotated by the driving motor 120 in real time. The torque sensor 140 may be supported by a support bracket fastened to an upper surface of the support 110 .

엔코더(150)는 토크센서(140) 다음의 회전축(130)에 구비되어 회전축(130)의 회전속도를 측정할 수 있다. 엔코더(150)도 지지대(110) 상에 고정되어 회전축(130)을 회전가능하게 지지하는 지지브라켓에 장착될 수 있다. 보통 엔코더(150)는 회전축(130)의 분당 회전수, 즉 rpm을 측정할 수 있다.The encoder 150 may be provided on the rotation shaft 130 next to the torque sensor 140 to measure the rotational speed of the rotation shaft 130 . The encoder 150 may also be mounted on a support bracket that is fixed on the support 110 and rotatably supports the rotation shaft 130 . Normally, the encoder 150 may measure the revolutions per minute of the rotation shaft 130, that is, rpm.

베어링 변형량 측정모듈(160)은 엔코더(150) 다음의 회전축(130)에 장착되는 웨이브제너레이터(10)의 외륜의 변형량을 측정하기 위해, 웨이브제너레이터(10)의 위에 설치될 수 있다.The bearing deformation amount measurement module 160 may be installed above the wave generator 10 to measure the deformation amount of the outer ring of the wave generator 10 mounted on the rotary shaft 130 next to the encoder 150.

베어링 변형량 측정모듈(160)은 회전축(130)에 장착되어 회전되는 웨이브제너레이터(10)를 둘러싸도록 형성된 모듈장착프레임(161)과, 모듈장착프레임(161)에 설치된 변위측정센서(168)를 포함할 수 있다. 웨이브제너레이터(10)의 캠(30)은 회전축(130)에 결합되는 지지베어링(162)에 결합되어 회전축(130)에 의해 회전될 수 있다. 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 베어링 변형량 측정모듈(160)은 모듈장착프레임(161)의 위에 설치되는 제1변위측정센서(168)와 슬라이딩 브라켓(163)의 내부에 장착되는 제2변형량측정센서(169)를 포함할 수 있다.The bearing deformation measurement module 160 includes a module mounting frame 161 formed to surround the rotating wave generator 10 mounted on the rotating shaft 130 and a displacement measuring sensor 168 installed on the module mounting frame 161. can do. The cam 30 of the wave generator 10 may be coupled to a support bearing 162 coupled to the rotation shaft 130 and rotated by the rotation shaft 130 . As will be described later with reference to FIG. 4 , the bearing deformation amount measuring module 160 includes the first displacement measuring sensor 168 installed on the module mounting frame 161 and the second deformation amount mounted inside the sliding bracket 163. A measurement sensor 169 may be included.

한편, 베어링 변형량 측정모듈(160)의 다음에는 회전축(130)에 장착되어 회전되는 웨이브제너레이터(10)의 캠(30) 주위에 캠(30)의 외주면 기하 형상을 측정하는 캠 변위 측정모듈(170)이 더 설치될 수 있다. 상기 베어링 변형량 측정모듈(160)에는 웨이브제너레이터(10) 전부가 장착되어 그 외륜(60)의 변형량을 측정함에 반해서, 캠 변위 측정모듈(170)에는 웨이브제너레이터(10)의 구성품 중 캠(30)만이 장착되어 그 캠(30) 외주면의 기하 형상을 측정할 수 있다.On the other hand, next to the bearing deformation measurement module 160 is a cam displacement measurement module 170 that measures the geometric shape of the outer circumferential surface of the cam 30 of the wave generator 10 that is mounted on the rotating shaft 130 and rotates. ) may be further installed. While all of the wave generators 10 are mounted in the bearing deformation measurement module 160 to measure the deformation of the outer ring 60, the cam displacement measurement module 170 includes the cam 30 among components of the wave generator 10. Only the cam 30 is mounted and the geometric shape of the outer circumferential surface can be measured.

캠 변위 측정모듈(170)은 지지대(110)에 설치되는 센서장착프레임(171)과, 센서장착프레임에 장착되어 캠의 외주면 변위를 측정하는 제3변위측정센서(173) 및 제4변위측정센서(174)를 포함할 수 있다. 센서장착프레임(171)은 회전축(130)에 결합되어 회전축(130)과 함께 회전되는 캠(30)의 외주면에서 이격되어 캠(30)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 제3변위측정센서(173)과 제4변위측정센서(174)는 센서장착프레임(171)에 장착되되, 캠(30)의 외주면에 수직으로, 즉 반경방향으로 배치되고 서로 90도 위상차를 갖도록 배치될 수 있다. 제3변위측정센서(173)과 제4변위측정센서(174)는 캠(30)의 외주면에 접촉하여 그 반경방향 변위를 측정하는 1차원 접촉식 변위센서이거나, 캠(30)의 외주면을 향해 레이저를 발광하고 반사되는 레이저를 수광함으로써 그 사이의 거리 변화로부터 캠(30) 외주면의 변위를 측정하는 1차원 비접촉식 변위센서일 수 있다.The cam displacement measuring module 170 includes a sensor mounting frame 171 installed on the support 110, a third displacement measuring sensor 173 and a fourth displacement measuring sensor mounted on the sensor mounting frame to measure the displacement of the outer circumferential surface of the cam. (174). The sensor mounting frame 171 is coupled to the rotating shaft 130 and may be formed to surround the cam 30 by being spaced apart from an outer circumferential surface of the cam 30 that rotates together with the rotating shaft 130 . The third displacement measuring sensor 173 and the fourth displacement measuring sensor 174 are mounted on the sensor mounting frame 171, and are arranged vertically on the outer circumferential surface of the cam 30, that is, in the radial direction, and have a phase difference of 90 degrees from each other. can be placed. The third displacement measuring sensor 173 and the fourth displacement measuring sensor 174 are one-dimensional contact type displacement sensors that contact the outer circumferential surface of the cam 30 to measure radial displacement, or toward the outer circumferential surface of the cam 30. It may be a one-dimensional non-contact type displacement sensor that measures the displacement of the outer circumferential surface of the cam 30 from a change in the distance between them by emitting a laser and receiving a reflected laser.

도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 변형량 측정모듈(160)은 웨이브제너레이터(10)의 외륜의 외측에 측정모듈을 결합하여 지지하는 모듈장착프레임(161)과, 웨이브제너레이터(10)의 외륜(60)에 접촉하여 슬라이딩되는 슬라이딩 브라켓(163)과, 슬라이딩 브라켓의 상면에서 상방으로 연장되어 모듈장착프레임(161)의 상단부를 통과하도록 구비되는 연장바(164)와, 슬라이딩 브라켓(163)의 상면에 장착되어 모듈장착프레임(161)에 대해 슬라이딩 브라켓에 반경방향으로 부하를 가하는 한 쌍의 스프링(165)과, 한 쌍의 스프링의 상단에 결합되어 스프링의 탄성 복원력에 의한 부하를 측정하는 로드셀(167)과, 연장바(164)에 인접하게 배치되어 연장바의 변위를 측정하는 제1변위측정센서(168)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the bearing deformation measurement module 160 includes a module mounting frame 161 that couples and supports the measurement module to the outside of the outer ring of the wave generator 10, and the outer ring 60 of the wave generator 10. ) and a sliding bracket 163 that slides in contact with, an extension bar 164 extending upward from the upper surface of the sliding bracket and passing through the upper end of the module mounting frame 161, and an upper surface of the sliding bracket 163 A pair of springs 165 mounted on the module mounting frame 161 to apply a load to the sliding bracket in the radial direction, and a load cell 167 coupled to the upper end of the pair of springs to measure the load due to the spring's elastic restoring force ) and a first displacement measuring sensor 168 disposed adjacent to the extension bar 164 to measure the displacement of the extension bar.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모듈장착프레임(161)은 회전축(130)에 장착되어 회전되는 웨이브제너레이터(10)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 모듈장착프레임(161)은 웨이브제너레이터(10)의 외주면을 회전가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이브제너레이터(10)의 캠(30)은 복수의 볼베어링을 구비하는 지지베어링(162)에 결합되고, 지지베어링(162)이 모듈장착프레임(161)에 회전가능하게 장착될 수 있다. 지지베어링(162)의 일측면에는 회전축(130)에 결합되는 축결합부재를 통해 복수의 나사를 체결할 수 있는 체결공이 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3 , the module mounting frame 161 may be formed to surround the wave generator 10 that is mounted on the rotating shaft 130 and rotated. The module mounting frame 161 may rotatably support the outer circumferential surface of the wave generator 10 . To this end, as shown in FIG. 5, the cam 30 of the wave generator 10 is coupled to a support bearing 162 having a plurality of ball bearings, and the support bearing 162 is attached to the module mounting frame 161. It can be rotatably mounted. A fastening hole capable of fastening a plurality of screws through a shaft coupling member coupled to the rotation shaft 130 may be formed on one side of the support bearing 162 .

도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 브라켓(163)은 웨이브제너레이터(10)의 외륜(60)에 접촉하여 슬라이딩되도록 설치된다. 슬라이딩 브라켓(163)의 상면에는 상방으로(반경방향 외측으로) 연장되는 연장바(164)가 일체로 형성될 수 있다. 연장바(164)은 원형 또는 다각형 단면 형태로 형성되고 모듈장착프레임(161)의 상단부에 형성된 관통공을 통과하도록 배치될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the sliding bracket 163 is installed to slide in contact with the outer ring 60 of the wave generator 10 . An extension bar 164 extending upward (outward in a radial direction) may be integrally formed on an upper surface of the sliding bracket 163 . The extension bar 164 may be formed in a circular or polygonal cross section and disposed to pass through a through hole formed at an upper end of the module mounting frame 161 .

슬라이딩 브라켓(163)의 반경방향 중간부에는 직경이 더 커진 플랜지부가 형성될 수 있다. 이 플랜지부는 원반 형태로 형성되어 한 쌍의 스프링(165)의 하단을 지지할 수 있다.A flange portion having a larger diameter may be formed in the middle portion of the sliding bracket 163 in the radial direction. The flange portion may be formed in a disk shape to support lower ends of the pair of springs 165 .

한 쌍의 스프링(165)은 슬라이딩 브라켓(163)의 플랜지부 상면에 지지되어 압축된 후 그 복원력에 의해 모듈장착프레임(161)에 대해 슬라이딩 브라켓(163)을 하방으로, 즉 반경방향 중심을 향해 밀어서 부하를 가할 수 있다. 한 쌍의 스프링(165)은 슬라이딩 브라켓(163)을 웨이브제너레이터(10)의 외륜(60)에 밀착시키고 슬라이딩 브라켓(163)이 소정의 하중으로 외륜(60)을 누르도록 할 수 있다.After the pair of springs 165 are supported and compressed on the upper surface of the flange portion of the sliding bracket 163, the restoring force moves the sliding bracket 163 downward with respect to the module mounting frame 161, that is, toward the center in the radial direction. Loads can be applied by pushing. The pair of springs 165 may bring the sliding bracket 163 into close contact with the outer ring 60 of the wave generator 10 and allow the sliding bracket 163 to press the outer ring 60 with a predetermined load.

로드셀(167)은 한 쌍의 스프링(165)의 상단에 결합되어 스프링(165)의 탄성 복원력에 의한 부하를 측정할 수 있다. 로드셀(167)은 모듈장착프레임(161)의 상단부 아래에 결합될 수 있다. 그래서, 한 쌍의 스프링(165)은 슬라이딩 브라켓(163)의 플랜지부 상면과 로드셀(167)의 하면 사이에 압축되도록 장착될 수 있다. 또한, 로드셀(167)의 중심에는 관통공이 형성되어 연장바(164)의 상하 이동을 안내할 수 있다.The load cell 167 is coupled to an upper end of a pair of springs 165 to measure a load due to the elastic restoring force of the springs 165. The load cell 167 may be coupled under the upper end of the module mounting frame 161 . Thus, the pair of springs 165 may be mounted to be compressed between the upper surface of the flange portion of the sliding bracket 163 and the lower surface of the load cell 167 . In addition, a through hole is formed in the center of the load cell 167 to guide the vertical movement of the extension bar 164 .

제1변위측정센서(168)는 연장바(164)에 인접하게 배치되어 연장바(164)의 변위를 측정할 수 있다. 도면에서 생략하였으나, 제1변위측정센서(168)는 모듈장착프레임(161)의 상단에 결합되어 고정될 수 있다.The first displacement measuring sensor 168 may be disposed adjacent to the extension bar 164 to measure the displacement of the extension bar 164 . Although omitted in the drawing, the first displacement measuring sensor 168 may be coupled to and fixed to the top of the module mounting frame 161 .

도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 변형량 측정모듈(160)은 슬라이딩 브라켓(163)의 내부에 장착되고 외륜(60)에 인접하게 배치되어 회전되는 외륜(60)의 진동에 의한 변형량을 측정하는 제2변형량측정센서(169)를 더 포함할 수 있다. 제2변형량측정센서(169)는 슬라이딩 브라켓(163)의 하부 중심에 형성된 홈 내부에 결합되어 고정될 수 있다.As shown in FIG. 4, the bearing deformation amount measurement module 160 is mounted inside the sliding bracket 163 and is disposed adjacent to the outer ring 60 to measure the amount of deformation caused by vibration of the outer ring 60 being rotated. A two-deformation sensor 169 may be further included. The second deformation sensor 169 may be coupled and fixed to the inside of the groove formed in the lower center of the sliding bracket 163 .

상기한 제1변위측정센서(168)는 연장바(164)의 변위를 실시간 측정함에 반해서, 제2변형량측정센서(169)는 웨이브제너레이터(10)의 외륜(60)의 반경방향 변형량을 직접 실시간 측정할 수 있다. 제2변형량측정센서(169)는 외륜(60)의 외주면에 슬라이딩되는 슬라이딩 브라켓(163)에 고정되기 때문에, 웨이브제너레이터(10)가 회전될 때 외륜(60)에 발생하는 진동에 의한 변형량을 측정할 수 있다. 이에 반해, 제1변위측정센서(168)는 타원 형상의 외륜(60)이 회전함에 따라 슬라이딩 브라켓(163)에 일체로 형성된 연장바(164)의 반경방향 변위를 측정할 수 있다. 따라서, 제1변위측정센서(168)는 회전되는 타원형 외륜(60)의 기하 형상에 따른 반경방향 변위를 측정할 수 있다.While the first displacement measuring sensor 168 measures the displacement of the extension bar 164 in real time, the second deformation amount measuring sensor 169 directly measures the radial deformation of the outer ring 60 of the wave generator 10 in real time. can be measured Since the second deformation amount measuring sensor 169 is fixed to the sliding bracket 163 that slides on the outer circumferential surface of the outer ring 60, the amount of deformation due to vibration generated in the outer ring 60 when the wave generator 10 rotates is measured. can do. In contrast, the first displacement measuring sensor 168 may measure the radial displacement of the extension bar 164 integrally formed with the sliding bracket 163 as the elliptical outer ring 60 rotates. Accordingly, the first displacement measuring sensor 168 may measure radial displacement according to the geometrical shape of the rotating elliptical outer ring 60 .

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 변형량 측정모듈(160)은 슬라이딩 브라켓(163)의 플랜지부에 나사 결합되어 한 쌍의 스프링(165)의 탄성 복원력을 조정하는 한 쌍의 부하 조정 나사(166)를 더 포함할 수 있다. 한 쌍의 부하 조정 나사(166)는 슬라이딩 브라켓(163)의 플랜지부에 형성된 한 쌍의 체결공에 체결되고, 육각형으로 형성된 머리부를 렌치로 돌림으로써 각 부하 조정 나사(166)의 상하방향 위치를 조정할 수 있다. 부하 조정 나사(166)의 상측에는 스프링(165) 내부로 연장되어 스프링(165)이 빠지지 않도록 지지하는 축부와, 스프링(165)의 하단을 지지하는 리브부가 형성될 수 있다. 부하 조정 나사(166)를 돌려서 스프링(165)을 압축시키면, 스프링(165)의 탄성 복원력이 더 커지므로 슬라이딩 브라켓(163)이 외륜(60)을 누르는 부하 하중이 더 커질 수 있다. 그래서, 부하 조정 나사(166)로 부하를 변화시켜 가면서 베어링 변형량 측정모듈(160)을 통해 웨이브제너레이터의 변형량을 측정할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the bearing deformation amount measuring module 160 is screwed into the flange portion of the sliding bracket 163 to adjust the elastic restoring force of the pair of springs 165. A pair of load adjusting screws ( 166) may be further included. The pair of load adjusting screws 166 are fastened to a pair of fastening holes formed in the flange portion of the sliding bracket 163, and the vertical position of each load adjusting screw 166 is adjusted by turning the hexagonal head with a wrench. can be adjusted An upper side of the load adjusting screw 166 may include a shaft portion extending into the spring 165 to support the spring 165 so that it does not fall out, and a rib portion supporting a lower end of the spring 165 . When the spring 165 is compressed by turning the load adjusting screw 166, the elastic restoring force of the spring 165 increases, so that the load applied by the sliding bracket 163 to the outer ring 60 may increase. Thus, the amount of deformation of the wave generator can be measured through the bearing deformation amount measurement module 160 while changing the load with the load adjusting screw 166 .

제1변위측정센서(168)는 연장바(164)의 상면에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서일 수 있다. 접촉식 변위센서는 프로브 팁이 변형되는 물체의 표면에 직접 접촉하여 신축됨에 따라 내부에 구비된 코일을 통해 변화되는 전기 신호를 생성하는 변위센서이다.The first displacement measuring sensor 168 may be a one-dimensional contact type displacement sensor that contacts the upper surface of the extension bar 164 . A tactile displacement sensor is a displacement sensor that generates a variable electrical signal through a coil provided therein as the probe tip directly contacts the surface of a deformed object and expands or contracts.

또한, 제1변위측정센서(168)는 연장바(164)의 상면에서 이격되도록 배치되는 1차원 비접촉식 변위센서일 수도 있다. 비접촉식 변위센서는 물체에 빛을 조사하고 반사되어 빛을 수광하여 물체까지의 거리를 측정하는 광센서이거나, 프로브에 근접한 위치에서 물체가 이동하면 그 주변에 형성된 전류의 크기가 변하는 것을 측정하여 근접 거리를 측정하는 와전류 변위센서(GAP-센서)일 수 있다.Also, the first displacement measuring sensor 168 may be a one-dimensional non-contact type displacement sensor disposed to be spaced apart from the upper surface of the extension bar 164 . A non-contact displacement sensor is an optical sensor that measures the distance to an object by irradiating light to an object and receiving the reflected light, or measuring the change in the size of the current formed around the probe when the object moves in a position close to the probe. It may be an eddy current displacement sensor (GAP-sensor) that measures

그리고, 제2변형량측정센서(169)는 슬라이딩 브라켓(163)의 홈 내부에 장착되므로, 제1변위측정센서(168)보다 작게 형성되어 외륜(169)에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서인 것이 바람직하다.In addition, since the second displacement sensor 169 is mounted inside the groove of the sliding bracket 163, it is formed smaller than the first displacement sensor 168 and is a one-dimensional contact type displacement sensor that contacts the outer ring 169. desirable.

도 6은 제1변위측정센서(168)에 의해 측정된 캠에 의한 웨이브제너레이터의 타원의 변위의 변화를 나타내는 변위 그래프(a)와, 제2변형량측정센서(169)에 의해 측정된 변형량의 변화를 나타내는 변형량 그래프(b)와, 변위와 변형량의 변화를 합성하여 나타내는 합성 그래프(c)이고, 도 7은 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.6 is a displacement graph (a) showing the change in displacement of the ellipse of the wave generator by the cam measured by the first displacement measuring sensor 168 and the change in the amount of deformation measured by the second deformation amount measuring sensor 169 7 is a block diagram showing the control configuration of the deformation amount measuring device of the wave generator.

본 발명의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치(100)는 구동모터(120)의 작동을 제어하고, 베어링 변형량 측정모듈(160)의 측정 신호와 캠 변위 측정모듈(170)의 측정 신호를 수신하여 웨이브제너레이터(10)의 변형량을 표시하는 제어부(200)를 더 포함할 수 있다.The apparatus 100 for measuring the amount of deformation of the wave generator of the present invention controls the operation of the drive motor 120, receives the measurement signal of the bearing deformation amount measurement module 160 and the measurement signal of the cam displacement measurement module 170, and generates a wave generator. (10) may further include a control unit 200 displaying the amount of deformation.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 구동모터(120)를 작동하는 모터 드라이버(210)와, 토크센서(140)의 신호를 증폭하는 토크센서 증폭기(220)와, 엔코더(150)의 신호를 증폭하는 엔코더 증폭기(230)와, 베어링 변형량 측정모듈(160)의 측정 신호를 증폭하는 제1센서증폭기(240)와, 캠 변위 측정모듈(170)의 측정 신호를 증폭하는 제2센서증폭기(250)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the controller 200 includes a motor driver 210 that operates the driving motor 120, a torque sensor amplifier 220 that amplifies the signal of the torque sensor 140, and an encoder 150. An encoder amplifier 230 that amplifies the signal of , a first sensor amplifier 240 that amplifies the measurement signal of the bearing deformation measurement module 160, and a second sensor that amplifies the measurement signal of the cam displacement measurement module 170 An amplifier 250 may be further included.

모터 드라이버(210)는 제어부(200)로부터 작동 명령을 수신하여 구동모터(120)의 회전방향과 회전속도를 제어할 수 있다.The motor driver 210 may receive an operation command from the control unit 200 to control the rotation direction and rotation speed of the driving motor 120 .

토크센서 증폭기(220)는 토크센서(140)에 의해 감지되는 구동모터(120)의 토크에 대한 전기 신호를 증폭하여 제어부(200)로 전달할 수 있다.The torque sensor amplifier 220 may amplify an electrical signal for torque of the driving motor 120 sensed by the torque sensor 140 and transmit the amplified signal to the control unit 200 .

엔코더 증폭기(230)는 엔코더(150)에 의해 감지되는 회전축(130)의 회전속도에 대한 전기 신호를 증폭하여 제어부(200)로 전달할 수 있다.The encoder amplifier 230 may amplify an electrical signal for the rotation speed of the rotation shaft 130 detected by the encoder 150 and transmit the amplified signal to the control unit 200 .

제1센서증폭기(240)는 베어링 변형량 측정모듈(160)의 변위측정센서에 의해 측정된 웨이브제너레이터(10)의 변형량에 대한 전기 신호를 증폭하여 제어부(200)로 전달할 수 있다. 베어링 변형량 측정모듈(160)에 2개의 변위측정센서(168, 169)가 구비되므로, 제1센서증폭기(240)도 각 변위측정센서(168, 169)에 연결되는 2개의 증폭기로 구성될 수 있다.The first sensor amplifier 240 may amplify an electrical signal for the amount of deformation of the wave generator 10 measured by the displacement measuring sensor of the bearing deformation amount measuring module 160 and transmit the amplified signal to the control unit 200 . Since the bearing deformation measurement module 160 is provided with two displacement measuring sensors 168 and 169, the first sensor amplifier 240 can also be composed of two amplifiers connected to each displacement measuring sensor 168 and 169. .

제2센서증폭기(250)는 캠 변위 측정모듈(170)의 변위측정센서에 의해 측정된 웨이브제너레이터(10) 캠(30)의 변위에 대한 전기 신호를 증폭하여 제어부(200)로 전달할 수 있다. 캠 변위 측정모듈(170)도 90도 위상차의 두 변위측정센서(173, 174)가 구비되므로, 제2센서증폭기(250)도 각 변위측정센서(173, 174)에 연결되는 2개의 증폭기로 구성될 수 있다.The second sensor amplifier 250 may amplify an electrical signal for displacement of the cam 30 of the wave generator 10 measured by the displacement measurement sensor of the cam displacement measurement module 170 and transmit the amplified signal to the control unit 200. Since the cam displacement measurement module 170 is also provided with two displacement measurement sensors 173 and 174 with a phase difference of 90 degrees, the second sensor amplifier 250 also consists of two amplifiers connected to each displacement measurement sensor 173 and 174. It can be.

모터 드라이버(210)로부터의 전기 신호와 각 증폭기(220, 230, 240, 250)로부터 증폭된 전기 신호는 DAQ(Data Acquisition)(260)을 통해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환되어 제어부(200)로 전달될 수 있다. 제어부(200)는 DAQ(260)로부터 전달된 디지털 신호를 분석하여 플렉스플라인 변형량의 실시간 변화를 모니터(270)를 통해 그래프로 표시할 수 있다.The electrical signal from the motor driver 210 and the electrical signal amplified from each of the amplifiers 220, 230, 240, and 250 are converted from analog signals to digital signals through a DAQ (Data Acquisition) 260 and sent to the controller 200. can be conveyed The controller 200 may analyze the digital signal transmitted from the DAQ 260 and display the real-time change in the amount of deformation of the flexspline as a graph through the monitor 270.

모니터(270)는 베어링 변형량 측정모듈(160)의 측정 신호와 캠 변위 측정모듈(170)의 측정 신호를 실시간으로 표시할 수 있다. 모니터(270)는 베어링 변형량 측정모듈(160)에서 측정되고 제1센서증폭기(240)에 의해 증폭된 변형량 신호와, 캠 변위 측정모듈(170)에서 측정되고 제2센서증폭기(250)에 의해 증폭된 변위 신호의 변화를 숫자 또는 그래프로 표시할 수 있다.The monitor 270 may display the measurement signal of the bearing deformation measurement module 160 and the measurement signal of the cam displacement measurement module 170 in real time. The monitor 270 measures the deformation amount signal measured by the bearing deformation amount measurement module 160 and amplified by the first sensor amplifier 240, and measured by the cam displacement measurement module 170 and amplified by the second sensor amplifier 250. Changes in the displacement signal can be displayed as numbers or graphs.

특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 모니터(270)는 제1변위측정센서(168)에 의해 측정된 변위의 변화를 나타내는 변위 그래프와, 제2변형량측정센서(169)에 의해 측정된 변형량의 변화를 나타내는 변형량 그래프와, 변위와 변형량의 변화를 합성하여 나타내는 합성 그래프를 함께 실시간으로 표시할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 6 , the monitor 270 displays a displacement graph representing a change in displacement measured by the first displacement measuring sensor 168 and a deformation amount measured by the second deformation amount measuring sensor 169. A deformation amount graph showing change and a composite graph showing displacement and deformation amount synthesis can be displayed together in real time.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 변위 그래프는 회전되는 캠(30)의 기하 형상에 따른 변위의 변화를 나타내는 것으로서, 삼각함수의 사인 곡선으로 나타날 수 있다.As shown in FIG. 6 (a), the displacement graph represents a change in displacement according to the geometric shape of the rotating cam 30, and may be represented by a sine curve of a trigonometric function.

도 6(b)에 도시된 바와 같이, 변형량 그래프는 회전되는 웨이브제너레이터(10)의 베어링을 구성하는 볼(50)과 외륜(60)이 스프링(165)에 의한 부하와 외력 등에 의해 전달되는 진동 내지 찌그러짐에 따른 변형량을 나타낼 수 있다. 변형량 그래프는 변위 그래프에 비해 크기가 작고 불규칙한 곡선 형태로 나타날 수 있다.As shown in FIG. 6 (b), the deformation amount graph shows the vibration transmitted by the load by the spring 165 and the external force of the ball 50 and the outer ring 60 constituting the bearing of the rotating wave generator 10. or the amount of deformation due to distortion. The deformation amount graph may be smaller in size than the displacement graph and appear in the form of an irregular curve.

도 6(c)에 도시된 바와 같이, 합성 그래프는 변위 그래프와 변형량 그래프를 실시간으로 합성하여 나타낸 것이다. 이 합성 그래프는 제어부(200)에서 실시간으로 변위와 변형량을 합산하여 계산할 수 있다. 이러한 합성 그래프를 분석함으로써 웨이브제너레이터의 성능과 수명 등을 확인하고 예측할 수 있다.As shown in FIG. 6(c), the synthesis graph is a synthesis graph of a displacement graph and a deformation amount graph in real time. This synthesized graph can be calculated by summing the displacement and the amount of deformation in real time in the control unit 200 . By analyzing these synthetic graphs, it is possible to confirm and predict the performance and lifespan of the wave generator.

본 발명의 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치에 의하면, 웨이브제너레이터의 캠을 소정 속도로 회전시킴에 따라 외륜에 반경방향으로 소정의 부하를 가하면서 외륜의 변형량을 실시간 측정할 수 있다.According to the device for measuring the amount of deformation of the wave generator according to the present invention, the amount of deformation of the outer ring can be measured in real time while applying a predetermined load to the outer ring in a radial direction by rotating the cam of the wave generator at a predetermined speed.

또한, 웨이브제너레이터의 타원형 캠의 기하 형상의 정밀도를 측정함으로써 웨이브제너레이터의 수명을 늘리고 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, by measuring the precision of the geometry of the elliptical cam of the wave generator, it is possible to extend the life of the wave generator and improve its performance.

그리고, 웨이브제너레이터의 변형량 측정 및 분석을 통해 웨이브제너레이터의 물리적 특성과 성능 지표에 대한 평가 및 분석을 하여 제품 성능을 향상시키고, 하모닉 감속기의 최종 성능을 평가 확인하여 제품의 품질을 개선하고 신뢰성을 확보할 수 있다.In addition, the physical characteristics and performance indicators of the wave generator are evaluated and analyzed through the measurement and analysis of the deformation amount of the wave generator to improve product performance, and the final performance of the harmonic reducer is evaluated and confirmed to improve product quality and secure reliability. can do.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, one embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes may be made to the present invention, which will also be included within the scope of the present invention.

10: 웨이브제너레이터 20: 입력축
30: 캠 40: 내륜
50: 볼 60: 외륜
100: 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치
110: 지지대 120: 구동모터
130: 회전축 140: 토크센서
150: 엔코더
160: 베어링 변형량 측정모듈
161: 모듈장착프레임 162: 지지베어링
163: 슬라이딩 브라켓 164: 연장바
165: 스프링 166: 부하 조정 나사
167: 로드셀 168: 제1변위측정센서
169: 제2변형량측정센서
170: 캠 변위 측정모듈 171: 센서장착프레임
173: 제3변위측정센서 174: 제4변위측정센서
200: 제어부 210: 모터 드라이버
220: 토크센서 증폭기 230: 엔코더 증폭기
240: 제1센서증폭기 250: 제2센서증폭기
260: DAQ 270: 모니터10: wave generator 20: input shaft
30: cam 40: inner ring
50: ball 60: outer ring
100: device for measuring the amount of deformation of the wave generator
110: support 120: drive motor
130: rotation axis 140: torque sensor
150: encoder
160: bearing deformation measurement module
161: module mounting frame 162: support bearing
163: sliding bracket 164: extension bar
165: spring 166: load adjustment screw
167: load cell 168: first displacement measuring sensor
169: second strain measurement sensor
170: cam displacement measurement module 171: sensor mounting frame
173: third displacement measuring sensor 174: fourth displacement measuring sensor
200: control unit 210: motor driver
220: torque sensor amplifier 230: encoder amplifier
240: first sensor amplifier 250: second sensor amplifier
260: DAQ 270: Monitor

Claims (14)

지지대에 회전가능하게 장착된 회전축을 회전시키는 구동모터;
상기 회전축의 토크를 측정하는 토크센서;
상기 회전축의 회전속도를 측정하는 엔코더; 및
상기 지지대에 장착되어 상기 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터의 외륜의 변형량을 측정하는 베어링 변형량 측정모듈을 포함하고,
상기 베어링 변형량 측정모듈은
상기 웨이브제너레이터의 외륜의 외측에 상기 측정모듈을 결합하여 지지하는 모듈장착프레임과,
상기 웨이브제너레이터의 외륜에 접촉하여 슬라이딩되는 슬라이딩 브라켓과,
상기 슬라이딩 브라켓의 상면에서 상방으로 연장되어 상기 모듈장착프레임의 상단부를 통과하도록 구비되는 연장바와,
상기 슬라이딩 브라켓의 상면에 장착되어 상기 모듈장착프레임에 대해 슬라이딩 브라켓에 반경방향으로 부하를 가하는 한 쌍의 스프링과,
상기 한 쌍의 스프링의 상단에 결합되어 스프링의 탄성 복원력에 의한 부하를 측정하는 로드셀과,
상기 연장바에 인접하게 배치되어 연장바의 변위를 측정하는 제1변위측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.a drive motor that rotates a rotating shaft rotatably mounted on the support;
a torque sensor for measuring torque of the rotating shaft;
an encoder for measuring the rotation speed of the rotation shaft; and
A bearing deformation amount measuring module mounted on the support and measuring a deformation amount of an outer ring of the wave generator rotated by the rotation shaft,
The bearing deformation measurement module
A module mounting frame for coupling and supporting the measurement module to the outside of the outer ring of the wave generator;
A sliding bracket sliding in contact with the outer race of the wave generator;
An extension bar extending upward from the upper surface of the sliding bracket and provided to pass through the upper end of the module mounting frame;
A pair of springs mounted on an upper surface of the sliding bracket to apply a load to the sliding bracket in a radial direction with respect to the module mounting frame;
A load cell coupled to the upper end of the pair of springs and measuring a load by the elastic restoring force of the spring;
The deformation amount measuring device of the wave generator, characterized in that it comprises a first displacement measuring sensor disposed adjacent to the extension bar to measure the displacement of the extension bar. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 로드셀은 상기 모듈장착프레임의 상단부 아래에 결합되고,
상기 연장바는 상기 로드셀에 형성된 관통공에 의해 반경방향으로 이동되도록 안내되는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 1,
The load cell is coupled under the upper end of the module mounting frame,
The extension bar is a deformation amount measuring device of a wave generator, characterized in that guided to move in the radial direction by the through hole formed in the load cell. 제1항에 있어서,
상기 베어링 변형량 측정모듈은 상기 슬라이딩 브라켓의 내부에 장착되고 상기 외륜에 인접하게 배치되어 상기 회전되는 외륜의 진동에 의한 변형량을 측정하는 제2변형량측정센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 1,
The bearing deformation amount measuring module further includes a second deformation amount measuring sensor mounted inside the sliding bracket and disposed adjacent to the outer ring to measure a deformation amount due to vibration of the outer ring being rotated. measuring device. 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 스프링은 상기 슬라이딩 브라켓의 플랜지부에 나사 결합되는 한 쌍의 부하 조정 나사에 의해 각 스프링의 압축 변위가 조정되는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 1,
The pair of springs is a wave generator deformation measuring device, characterized in that the compression displacement of each spring is adjusted by a pair of load adjusting screws screwed to the flange portion of the sliding bracket. 제1항에 있어서,
상기 제1변위측정센서는 상기 연장바에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서인 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 1,
The first displacement measuring sensor is a one-dimensional contact type displacement sensor contacting the extension bar. 제1항에 있어서,
상기 제1변위측정센서는 상기 연장바의 상면에서 이격되도록 배치되는 1차원 비접촉식 변위센서인 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 1,
The deformation amount measuring device of the wave generator, characterized in that the first displacement measuring sensor is a one-dimensional non-contact type displacement sensor disposed to be spaced apart from the upper surface of the extension bar. 제4항에 있어서,
상기 제2변형량측정센서는 상기 외륜에 접촉하는 1차원 접촉식 변위센서인 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 4,
The second deformation amount measuring sensor is a deformation amount measuring device of a wave generator, characterized in that the one-dimensional contact type displacement sensor in contact with the outer ring. 제4항에 있어서,
상기 회전축에 의해 회전되는 웨이브제너레이터의 캠의 외주면 변위를 측정하는 캠 변위 측정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 4,
The device for measuring the deformation amount of the wave generator further comprising a cam displacement measuring module for measuring a displacement of an outer circumferential surface of the cam of the wave generator rotated by the rotating shaft. 제9항에 있어서,
상기 캠 변위 측정모듈은
상기 지지대에 설치되는 센서장착프레임과,
상기 센서장착프레임에 장착되어 캠의 외주면 변위를 측정하는 제3변위측정센서와,
상기 센서장착프레임에 장착되되 상기 제3변위측정센서와 90도 위상차를 갖도록 배치되는 제4변위측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 9,
The cam displacement measurement module
A sensor mounting frame installed on the support;
A third displacement measuring sensor mounted on the sensor mounting frame to measure the displacement of the outer circumferential surface of the cam;
and a fourth displacement sensor mounted on the sensor mounting frame and arranged to have a phase difference of 90 degrees from the third displacement sensor. 제9항에 있어서,
상기 구동모터의 작동을 제어하고, 상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호와 상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 수신하여 웨이브제너레이터의 변형량을 표시하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 9,
and a controller for controlling the operation of the drive motor, receiving a measurement signal from the bearing deformation measurement module and a measurement signal from the cam displacement measurement module, and displaying the deformation amount of the wave generator. Device. 제11항에 있어서,
상기 제어부는
상기 구동모터를 작동하는 모터 드라이버와,
상기 토크센서의 신호를 증폭하는 토크센서 증폭기와,
상기 엔코더의 신호를 증폭하는 엔코더 증폭기와,
상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호를 증폭하는 제1센서증폭기와,
상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 증폭하는 제2센서증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 11,
The control unit
A motor driver for operating the drive motor;
A torque sensor amplifier for amplifying the signal of the torque sensor;
an encoder amplifier for amplifying the signal of the encoder;
A first sensor amplifier for amplifying the measurement signal of the bearing deformation measurement module;
The deformation amount measuring device of the wave generator, characterized in that it further comprises a second sensor amplifier for amplifying the measurement signal of the cam displacement measuring module. 제12항에 있어서,
상기 제어부는
상기 베어링 변형량 측정모듈의 측정 신호와 상기 캠 변위 측정모듈의 측정 신호를 실시간으로 표시하는 모니터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 12,
The control unit
The device for measuring the deformation amount of the wave generator further comprising a monitor displaying the measurement signal of the bearing deformation amount measurement module and the measurement signal of the cam displacement measurement module in real time. 제13항에 있어서,
상기 모니터는
상기 제1변위측정센서에 의해 측정된 변위의 변화를 나타내는 변위 그래프와, 상기 제2변형량측정센서에 의해 측정된 변형량의 변화를 나타내는 변형량 그래프와, 상기 변위와 상기 변형량의 변화를 합성하여 나타내는 합성 그래프를 표시하는 것을 특징으로 하는 웨이브제너레이터의 변형량 측정장치.According to claim 13,
the monitor
A displacement graph showing a change in displacement measured by the first displacement measuring sensor, a deformation amount graph showing a change in the amount of deformation measured by the second deformation amount measuring sensor, and a synthesis showing the combination of the displacement and the change in the deformation amount. A device for measuring the amount of deformation of a wave generator, characterized in that it displays a graph.
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