KR20090066371A - Apparatus and method for detecting failure location of gearbox by measuring driving current - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for discriminating a failure location of a gearbox through driving current measurement are provided to facilitate the detection of both failure locations in a gearbox and unequal phenomenon of drive torque. An apparatus for discriminating a failure location of a gearbox through driving current measurement comprises a current measuring unit(110), a controller(120) and an outputting unit(130). The current measuring unit measures the driving current of a driving motor. The controller detects specific frequency of each gear by using a gear ratio and extracts the measured data of the driving current based on specific frequency bands. The outputting unit outputs the waveform diagram of the driving current data.

Description

구동전류 측정을 이용한 기어박스 불량위치 판별 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FAILURE LOCATION OF GEARBOX BY MEASURING DRIVING CURRENT}Apparatus and method for determining fault location of gearbox using measuring drive current {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FAILURE LOCATION OF GEARBOX BY MEASURING DRIVING CURRENT}

본 발명은 기어박스의 품질 검사에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기어박스의 구동전류를 이용하여 기어박스 내의 불량 위치를 판별하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quality inspection of a gearbox, and more particularly to a method for determining a defective position in the gearbox using the drive current of the gearbox.

기어박스는 복수개의 기어가 조립된 상태로 패키지화된 구성품으로써 정밀 서보시스템의 핵심적인 부품이다. 한편, 구동모터에 의해 기어박스를 구동하는 경우, 기어박스 내부의 치차들의 가공이나 조립상태에 따라 구동토크의 불균일 현상과 같은 불량이 발생한다.The gearbox is a packaged component with multiple gears assembled and is an essential part of the precision servo system. On the other hand, when the gearbox is driven by the drive motor, defects such as non-uniformity of the drive torque occur depending on the machining or assembly state of the gears inside the gearbox.

이러한 기어박스의 불량 검사에 대해서는 공인된 규격이 존재하지 않기 때문에 종래에는 자체적으로 기어박스 품질 검사 항목을 지정하여 사용하고 있다. 그렇지만 종래의 품질검사 항목은 정지마찰력, 백래쉬 및 강성등과 같이 물성 또는 정적(靜的) 데이터에 불과할 뿐이고, 검사항목으로서 운동마찰력, 구동전류와 같이 동적(動的) 데이터를 측정하는 경우는 존재하지 않았다. 이는 운동마찰력, 구동전류와 같은 동적 데이터는 측정이 어려울 뿐만 아니라, 측정할 수 있는 경우라고 하 더라도 실시간 정보라기보다는 RMS 값이나 평균값으로 측정되는 경우가 대부분이어서 구동토크의 불균일을 검출하기가 용이하지 않기 때문이다. 더구나, 이러한 동적 데이터로부터 기어박스의 어느 위치에 불량이 발생하였는지 판단하기는 더욱 용이하지 않았다. Since there is no recognized standard for the defect inspection of the gearbox, conventionally, the gearbox quality inspection item is designated by itself. However, conventional quality inspection items are only physical or static data such as static friction, backlash, and stiffness, and dynamic inspection data such as kinetic friction and driving current exist as inspection items. Did not do it. This is because it is difficult to measure dynamic data such as kinetic friction and driving current, and even if it can be measured, it is not easy to detect non-uniform driving torque because it is mostly measured by RMS value or average value rather than real time information. Because it does not. Moreover, from such dynamic data, it was not easier to determine where the failure occurred in the gearbox.

또한, 기어박스에 의한 구동토크의 불균일은 서보시스템의 전자제어기에서 보상하는 것이 불가능하다.In addition, it is impossible to compensate the nonuniformity of the drive torque by the gearbox in the electronic controller of the servo system.

이에 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 기어박스의 구동토크 불균일 현상 및 불량이 발생한 위치를 용이하게 검출할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve this problem, it is a technical problem to be able to easily detect the position where the drive torque non-uniformity and failure of the gearbox occurred.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 기어박스의 구동토크가 모터 구동 전류에 비례한다는 점과, 기어박스 내의 특정 기어에서 불량이 존재하는 경우 전류 파형의 주파수는 불량이 발생한 기어의 기어비에 상응한다는 점을 이용하였다. In order to achieve the object described above, in the present invention, the drive torque of the gearbox is proportional to the motor drive current, and if a fault exists in a specific gear in the gearbox, the frequency of the current waveform indicates the gear ratio of the gear in which the fault occurs. Corresponding to.

따라서, 기어박스를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어열의 고유 주파수의 비를 알아낸 다음, 전류 파형을 각 주파수 대역별로 추출한 후, 추출된 주파수 대역별 전류 파형을 시간 영역(Time domain)에서 표시하여 정상상태의 기준 파형과 비교함으로써 어느 기어박스 내의 불량이 발생한 기어를 식별할 수 있게 된다.Therefore, the ratio of the natural frequencies of each gear train is determined from the gear ratios of the gears constituting the gearbox, the current waveforms are extracted for each frequency band, and the extracted current waveforms for each frequency band are displayed in the time domain. By comparing with the reference waveform in the steady state, it is possible to identify a gear in which a failure occurs in a gearbox.

더 구체적으로, 본 발명은 전원공급부(20) 및 구동모터(30)에 의해 구동되는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 장치(100)로서, 상기 구동모터(30)의 구동전류를 측정하기 위한 전류측정부(110)와; 상기 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 상기 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출하는 제어부(120)와; 상기 구동전류의 데이터에 대한 파형도를 출력하기 위한 출력부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the present invention is a failure position determination device 100 of the gear box 10 driven by the power supply unit 20 and the drive motor 30, for measuring the drive current of the drive motor 30 A current measuring unit 110; A controller 120 for finding out natural frequencies of the gears from gear ratios of the gears constituting the gearbox 10 and extracting data of the measured driving current for each of the natural frequency bands; It characterized in that it comprises an output unit 130 for outputting a waveform diagram for the data of the drive current.

또한, 본 발명에 따른 전원공급부(20) 및 구동모터(30)에 의해 구동되는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 방법은, (a) 상기 기어박스(10)가 구동되는 상태에서 구동모터(30)의 구동전류를 측정하는 단계와(S 10); (b) 상기 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 상기 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출하는 단계와(S 20); (c) 추출된 주파수별 구동전류 데이터를 기준 데이터와 비교하여 불량이 발생한 기어를 식별하는 단계(S 30 ~ S 40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the defective position determination method of the gear box 10 driven by the power supply unit 20 and the drive motor 30 according to the present invention, (a) the drive motor in the state in which the gear box 10 is driven ( Measuring the driving current of step 30) (S 10); (b) finding a natural frequency of each gear from a gear ratio of the gears constituting the gearbox 10 and extracting data of the measured driving current for each natural frequency band (S 20); (c) comparing the extracted driving current data for each frequency with the reference data to identify a gear in which a failure occurs (S 30 to S 40).

한편, 상기 (c) 단계에서 구동전류 데이터 및 기준 데이터를 시간 영역(time domain)에 파형도로서 표시하는 것이 바람직하며, 작업자는 각 파형도를 비교함으로써 불량 기어의 식별이 가능하다.On the other hand, it is preferable to display the drive current data and the reference data as a waveform diagram in the time domain in step (c), and the operator can identify the defective gear by comparing the respective waveform diagrams.

또한, 상기 (a) 단계에서 전원공급부(20)에서 구동모터(10)에 정전압을 공급하는 것이 바람직하다.In addition, in the step (a), it is preferable to supply a constant voltage to the driving motor 10 from the power supply unit 20.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 주파수 대역별 전류 파형을 각 기어열에 대응하는 주파수대역별로 추출한 후, 시간 영역(Time domain)에서 표시하여 정상상태의 기준 파형과 비교함으로써 기어박스 내에서 불량이 발생한 기어 위치가 어디인지를 용이하게 식별할 수 있게 된다.As described above, the present invention extracts the current waveform for each frequency band for each frequency band corresponding to each gear train, and then displays it in the time domain and compares it with a reference waveform in a steady state. It is easy to identify where the location is.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구성도이고, 도 2는 기어박스가 정상상태인 경우의 모터 구동 전류의 파형도이며, 도 3은 기어박스에 불량이 발생한 경우의 모터 구동 전류의 파형도이며, 도 4는 본 발명의 방법에 따라 도 3의 전류 데이터를 기어들의 기어비에 대응한 주파수별로 추출한 후 시간 영역에서 표시한 파형도이고, 도 5는 본 발명에 따라 기어박스의 불량 위치를 검출하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a system according to the present invention, Figure 2 is a waveform diagram of the motor drive current when the gearbox is in a normal state, Figure 3 is a waveform diagram of the motor drive current when a failure occurs in the gearbox. 4 is a waveform diagram showing the time data after extracting the current data of FIG. 3 for each frequency corresponding to the gear ratio of the gears according to the method of the present invention, and FIG. A flowchart illustrating the method.

먼저, 도 1을 참조하면 기어박스(10)는 전원공급부(20)의 전원에 의해 구동되는 구동모터(30)의 회전력으로 구동되고, 구동축(A1)의 회전력을 출력축(A3)로 전달하기 위한 중간축(A2)을 포함하며, 내부에 복수개의 기어(11, 12, 13, 14)를 포함한다.First, referring to FIG. 1, the gear box 10 is driven by the rotational force of the drive motor 30 driven by the power of the power supply unit 20, and transmits the rotational force of the drive shaft A1 to the output shaft A3. It includes the intermediate shaft (A2), and includes a plurality of gears (11, 12, 13, 14) therein.

도시된 예에서는 기어박스(10) 내에 2개의 기어쌍(G1, G2)이 포함되어 있으며, 기어쌍의 개수는 더 많을 수도 있다. 또한, 각 기어쌍(G1, G2)에는 소정의 기어비(1:1, 1:8)가 설정되어 있다.In the illustrated example, two gear pairs G1 and G2 are included in the gearbox 10, and the number of gear pairs may be larger. In addition, predetermined gear ratios 1: 1 and 1: 8 are set in each gear pair G1 and G2.

한편, 본 발명에 따른 기어박스의 불량 위치 검출 장치(100)는 전류측정부(110)와, 제어부(120)와, 출력부(130)로 구성된다.On the other hand, the defective position detecting apparatus 100 of the gear box according to the present invention is composed of a current measuring unit 110, the control unit 120, and the output unit 130.

전류측정부(110)는 구동모터(30)의 구동전류를 측정하는 역할을 수행한다.The current measuring unit 110 measures a driving current of the driving motor 30.

제어부(120)는 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 상기 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출한다. 구동전류의 데이터를 주파수 대역별로 추출하는 과정에서는 시간 영역(Time Domain)에서 측정된 데이터를 주파수 영역(Frequency Domain)으로 변환한 후, 주파수 대역별로 데이터를 추출하고 이를 다시 주파수 영역에서 시간 영역으로 데이터 변환하게되며 이 과정에서 이용되는 변환 방법은 웨이블릿 변환 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며 다양한 방법을 채용할 수 있다.The controller 120 finds the natural frequencies of the gears from the gear ratios of the gears constituting the gearbox 10, and extracts the measured driving current data for each of the natural frequency bands. In the process of extracting the data of the driving current for each frequency band, the data measured in the time domain is converted into the frequency domain, and then the data is extracted for each frequency band, and then the data is extracted from the frequency domain to the time domain. The conversion method used in this process may be a wavelet transform, but the present invention is not limited thereto and various methods may be employed.

출력부(130)는 구동전류의 데이터에 대한 파형도를 출력하기 위한 구성이다.The output unit 130 is a configuration for outputting a waveform diagram for the data of the driving current.

이러한 구성에 의해 본 발명의 장치에 의해 기어박스의 불량 위치 검출하는 방법을 구체적으로 설명한다. With such a configuration, a method of detecting a defective position of the gearbox by the apparatus of the present invention will be specifically described.

본 발명은 기어박스의 구동토크 불균일을 검사하기 위하여 직류모터의 전류가 구동토크와 비례한다는 원리를 이용한다(수학식 1 참조).The present invention uses the principle that the current of the DC motor is proportional to the drive torque to check the drive torque unevenness of the gearbox (see Equation 1).

T = KI T = KI

(T: 기어박스의 구동토크, K: 모터의 토크상수, I: 구동전류)(T: drive torque of gearbox, K: torque constant of motor, I: drive current)

즉, 전원공급부(20)에서 정전압으로 모터(30)를 구동함으로써 정속도로 기어박스(10)를 구동한 상태에서 모터(30)의 구동전류를 측정하게 되면 기어박스(10)의 구동토크를 알 수 있게 된다.That is, when the driving current of the motor 30 is measured while driving the gearbox 10 at a constant speed by driving the motor 30 at a constant voltage from the power supply 20, the driving torque of the gearbox 10 is known. It becomes possible.

이러한 원리에 기초하여 정전압이 모터(30)에 전달된 상태로 기어박스(10)를 구동시키는 경우, 이상적인 품질의 기어박스(10)에서는 기어박스(10)의 구동토크가 일정하므로 구동전류의 파형은 일정한 값으로 나타난다.Based on this principle, when driving the gearbox 10 with a constant voltage transmitted to the motor 30, the drive torque of the gearbox 10 is constant in the gearbox 10 of an ideal quality, so that the waveform of the driving current Is represented by a constant value.

반면, 기어박스(10) 내부 기어에 불량이 있는 경우에는 각 기어쌍 또는 축의 1회전 주기에 따라 정현파 형태의 주기적인 구동전류 파형 형태를 나타낸다. 여기서 정현파의 진폭은 기어의 불량의 정도를 나타내고, 정현파의 주기(또는 주파수) 는 기어쌍의 기어비에 의해 결정된다.On the other hand, when there is a failure in the gear inside the gearbox 10 shows a sine wave form of the periodic drive current waveform according to one rotation period of each gear pair or axis. Here, the amplitude of the sine wave represents the degree of failure of the gear, and the period (or frequency) of the sine wave is determined by the gear ratio of the gear pair.

예컨대, 1:1 기어쌍에 비하여 1:8 기어쌍의 회전속도는 8배가 빠르므로, 1:8 기어쌍에서 불량이 발생한 경우의 구동전류파의 주기는 1:1 기어쌍에서 불량이 발생한 경우의 구동전류파 주기의 1/8이 된다. 이는 달리 표현하면 1:8 기어쌍 파형의 고유주파수가 1:1 기어쌍 파형의 고유주파수의 8배라고도 할 수 있다.For example, since the rotation speed of a 1: 8 gear pair is 8 times faster than a 1: 1 gear pair, the period of the driving current wave when a failure occurs in a 1: 8 gear pair is a failure in a 1: 1 gear pair. It is 1/8 of the driving current wave period of. In other words, the natural frequency of the 1: 8 gear pair waveform is 8 times the natural frequency of the 1: 1 gear pair waveform.

예컨대, 도 2 및 도 3은 도 1와 같은 1:1 기어(G1)와 1:8 기어(G2)로 구성된 기어박스(10)를 정전압으로 정속구동한 경우의 전류파형도로서, 도 2는 기어박스(10)가 정상인 경우이고 도 3은 1:1 기어(G1) 및 1:8 기어(G2) 모두에 불량이 발생한 경우이다.For example, FIG. 2 and FIG. 3 are current waveform diagrams when the gearbox 10 including the 1: 1 gear G1 and the 1: 8 gear G2 as shown in FIG. 1 is driven at constant speed at a constant voltage. 3 is a case where the gearbox 10 is normal, and FIG. 3 illustrates a case where a failure occurs in both the 1: 1 gear G1 and the 1: 8 gear G2.

도시된 것과 같이, 기어박스(10)가 이상적인 품질인 경우는 도 2와 같이 구동전류가 일정한 값을 나타내지만, 불량이 존재하는 경우에는 도 3에서와 같이 주파수비가 1:8인 두개의 정현파가 합성된 형태로 나타난다.As shown in FIG. 2, when the gearbox 10 is of an ideal quality, the drive current shows a constant value as shown in FIG. 2, but when a defect exists, two sinusoidal waves having a frequency ratio of 1: 8 as shown in FIG. Appears in synthesized form.

각 기어쌍별 구동전류 파형을 알아내기 위해, 도 3의 파형을 주파수 변환(웨이블릿 변환 등)을 한 후 각 기어쌍의 고유 주파수 대역별로 추출하면, 도 4a 및 도 4b의 파형과 같이 된다.In order to find out the drive current waveform of each gear pair, the waveform of FIG. 3 is frequency-converted (wavelet transform, etc.), and then extracted for each unique frequency band of each gear pair, as shown in FIGS. 4A and 4B.

도 4a 파형은 1:1 기어(G1)에 대한 구동전류 파형이고 도 4b는 1:8 기어(G2)에 대한 구동전류 파형으로서, 주파수 비가 1:8임을 확인할 수 있다. The waveform of FIG. 4A is a driving current waveform for a 1: 1 gear G1 and FIG. 4B is a driving current waveform for a 1: 8 gear G2, and it can be seen that the frequency ratio is 1: 8.

도시된 에서는 1:1 기어(G1) 및 1:8 기어(G2) 모두가 정현파 형태를 나타내며 이는 양 기어 모두에 불량이 발생하였음을 나타낸다. 만약 기어들 중 정상인 기어가 존재하는 경우에는 정상인 기어에 대한 구동전류 파형은 도 2에서와 같이 일정한 값을 가지는 파형으로 출력되고, 이상이 발생한 거어에 대한 구동전류 파형만 정현파 형태를 가지게 될 것이다.In the illustrated example, both the 1: 1 gear G1 and the 1: 8 gear G2 have a sinusoidal shape, indicating that a failure has occurred in both gears. If there is a normal gear among the gears, the drive current waveform for the normal gear is output as a waveform having a constant value as shown in FIG. 2, and only the drive current waveform for the occurrence of abnormalities will have a sinusoidal shape.

또한, 도 4a 및 도 4b의 파형에 대한 진폭을 비교하면 도 4a의 진폭이 도 4b 파형의 진폭의 2배임을 확인할 수 있다. 이는 1:1 기어(G1)가 1:8 기어(G2)에 비해 2배의 불균일한 토크를 발생시킨다는 것을 의미한다.Also, comparing the amplitudes of the waveforms of FIGS. 4A and 4B, it can be seen that the amplitude of FIG. 4A is twice the amplitude of the waveform of FIG. 4B. This means that the 1: 1 gear G1 generates twice the non-uniform torque compared to the 1: 8 gear G2.

이상의 전술한 과정을 도 5의 흐름도를 참조로 설명한다.The above-described process will be described with reference to the flowchart of FIG. 5.

기어박스(10)를 정전압으로 구동하는 상태에서 전류측정부(110)를 이용하여 구동모터(30)의 구동전류를 측정한다(S 10).The driving current of the driving motor 30 is measured using the current measuring unit 110 while driving the gearbox 10 at a constant voltage (S 10).

전류측정부(110)에서 측정된 구동전류 데이터는 제어부(120)로 전달되고, 제어부(120)는 상기 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출한다(S 20).The driving current data measured by the current measuring unit 110 is transmitted to the control unit 120, the control unit 120 finds the natural frequency of each gear from the gear ratio of the gears constituting the gear box 10, and measured Data of the driving current is extracted for each of the natural frequency bands (S 20).

추출된 주파수별 구동전류 데이터는 출력부(130)로 전송되어 도 4에서와 같은 시간 영역(time domain)에서의 파형도로서 표시되며(S 30), 작업자는 표시된 각 주파수별(즉, 각 기어별)파형도를 정상상태의 파형도와 비교하여 불량이 발생한 기어를 찾아낼 수 있게 된다(S 40).The extracted driving current data for each frequency is transmitted to the output unit 130 and displayed as a waveform diagram in the time domain as shown in FIG. 4 (S 30), and the operator is displayed for each displayed frequency (that is, each gear). Star) By comparing the waveform diagram in the steady-state waveform diagram it is possible to find a gear that has a defect (S 40).

전술한 바와 같이, 본 발명은 정전압으로 구동시에 기어박스에서 발생한 전류 파형을 각 기어열에 대응하는 주파수대역별로 추출한 후, 시간 영역(Time domain)에서 표시하여 정상상태의 기준 파형과 비교함으로써 기어박스 내의 불량이 발생한 기어 위치를 용이하게 식별할 수 있게 된다.As described above, the present invention extracts the current waveform generated in the gearbox when driving at a constant voltage for each frequency band corresponding to each gear train, and then displays it in the time domain and compares it with the reference waveform in a steady state. It is possible to easily identify the gear position where the failure occurred.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described above, the spirit and scope of the present invention are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a system according to the present invention.

도 2는 기어박스가 정상상태인 경우의 모터 구동 전류의 파형도.Figure 2 is a waveform diagram of the motor drive current when the gearbox is in a steady state.

도 3은 기어박스에 불량이 발생한 경우의 모터 구동 전류의 파형도.3 is a waveform diagram of a motor drive current when a failure occurs in a gearbox.

도 4는 본 발명의 방법에 따라 도 3의 전류 데이터를 기어들의 기어비에 대응한 주파수별로 추출한 후 시간 영역에서 표시한 파형도.4 is a waveform diagram displayed in the time domain after extracting the current data of FIG. 3 for each frequency corresponding to the gear ratio of the gears according to the method of the present invention;

도 5는 본 발명에 따라 기어박스의 불량 위치를 검출하는 방법을 나타낸 흐름도.5 is a flowchart illustrating a method of detecting a defective position of a gearbox in accordance with the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 기어박스 11, 12, 13, 14: 기어10: gearbox 11, 12, 13, 14: gear

G1, G2: 기어쌍 A1, A2, A3: 회전축G1, G2: gear pair A1, A2, A3: axis of rotation

20: 전원 공급부 30: 구동모터20: power supply unit 30: drive motor

100: 기어박스 불량위치 판별장치 110: 측정부100: gearbox defective position determining device 110: measuring unit

120: 제어부 130: 출력부 120: control unit 130: output unit

Claims (3)

구동모터(30)에 의해 구동되는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 장치(100)로서,As a defective position determination device 100 of the gear box 10 driven by the drive motor 30, 상기 구동모터(30)의 구동전류를 측정하기 위한 전류측정부(110)와;A current measuring unit 110 for measuring a driving current of the driving motor 30; 상기 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 상기 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출하는 제어부(120)와;A controller 120 for finding out natural frequencies of the gears from gear ratios of the gears constituting the gearbox 10 and extracting data of the measured driving current for each of the natural frequency bands; 상기 구동전류의 데이터에 대한 파형도를 출력하기 위한 출력부(130)Output unit 130 for outputting a waveform diagram for the data of the drive current 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 장치.Defective position determination device of the gearbox 10, characterized in that it comprises a. 전원공급부(20) 및 구동모터(30)에 의해 구동되는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 방법으로서,As a method of determining a defective position of the gearbox 10 driven by the power supply unit 20 and the drive motor 30, (a) 상기 기어박스(10)가 구동되는 상태에서 구동모터(30)의 구동전류를 측정하는 단계와(S 10);(A) measuring the drive current of the drive motor 30 in the state in which the gear box 10 is driven (S 10); (b) 상기 기어박스(10)를 구성하는 기어들의 기어비로부터 각 기어들의 고유주파수를 알아내고, 상기 측정된 구동전류의 데이터를 상기 고유주파수 대역별로 추출하는 단계와(S 20);(b) finding a natural frequency of each gear from a gear ratio of the gears constituting the gearbox 10 and extracting data of the measured driving current for each natural frequency band (S 20); (c) 추출된 주파수별 구동전류 데이터를 기준 데이터와 비교하여 불량이 발생한 기어를 식별하는 단계(S 30 ~ S 40)(c) comparing the extracted driving current data for each frequency with reference data to identify a gear in which a failure occurs (S 30 to S 40); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 방법.Defective position determination method of the gearbox (10) comprising a. 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서The method of claim 2, wherein in step (c) 상기 구동전류 데이터 및 상기 기준 데이터를 시간 영역(time domain)에파형도로서 표시하고, 각 파형도를 비교하는 것을 특징으로 하는 기어박스(10)의 불량 위치 판별 방법.The drive current data and the reference data are displayed as a waveform diagram in a time domain, and the respective waveform diagrams are compared.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3540311B2 (en) * 2002-05-31 2004-07-07 松下電器産業株式会社 Motor drive control device
KR100559050B1 (en) * 2003-11-11 2006-03-10 한국산업기술평가원(관리부서:산업기술시험원) A load test device for the performance and reliability evaluation of a traction machine gear box

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023033569A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 주식회사 아이티공간 Method for testing product quality by using angle of peak

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