JPH054010Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、減速機等の回転ムラを発生する可能
性のある回転伝達系の入力軸と出力軸との間に生
ずる回転ムラを補償するための機構に係り、特
に、上記回転伝達系の予め知られている回転ムラ
特性に応じてそのムラを打ち消すような回転ムラ
補償機構に関するものである。

従来技術及びその問題点 産業用ロボツトやNC機械等においては、回転
ムラが振動の原因になつたりする。特に多関節型
の多軸を合成して工具軌跡を得る産業用ロボツト
やその周辺機器（ワークポジシヨナ、ロボツトス
ライダ）においては、振動が工具軌跡の歪となつ
て現れることが知られている。

これらの回転ムラには、サーボ制御性能の悪さ
や、位置検出機の分解能や角度誤差等による影響
を受ける場合もあるが、減速機等の回転伝達機構
の部分における角度伝達誤差によつて生じる回転
ムラも大きな影響を与える。

上記のような回転伝達機構の一例としてハーモ
ニツクドライブ減速機における伝達ムラにつき第
２図、第３図に従つて説明する。

第２図に示すように、モータ１には位置検出器
２が取り付けられており、モータの出力軸１′は、
回転伝達系一例であるハーモニツクドライブ減速
機８を介して出力軸６に連結されている。上記ハ
ーモニツクドライブ減速機８は、ウエーブジエネ
レータ３、サーキユラスプライン４、フレクスプ
ライン５により構成され、前記出力軸６は送りネ
ジ７やロボツトのアーム等に連結されている。

上記ハーモニツクドライブ減速機８は、その入
力軸１′の回転角度と出力軸６の回転角度との間
に第３図に示すグラフのような関係を有してい
る。第３図のグラフは横軸に出力軸の回転角度を
また、縦軸に出力軸の回転角度を取つたもので、
45°の実線ｉによつて回転伝達ムラがない場合の
入力軸と出力軸との回転伝達の関係が示されてい
る。しかし、実際には、図に示す曲線ｊのように
入力軸１回転あたり２周期のムラを有する出力軸
の回転が得られることが知られている。従つて図
示の如く、曲線ｊの幅δはハーモニツクドライブ
減速機８の回転伝達誤差を示す。

このように、ハーモニツクドライブ減速機８で
回転伝達ムラが生じる原因は、入力軸及び出力軸
の製作誤差によるものや、内部駆動部の特質によ
るものが考えられるが、いずれにしても、入力軸
１回転あたり２周期の正弦波的ムラが発生すると
いう特性がある。

考案の目的 本考案は上記したように、入力軸１回転に対し
て定周期のムラを生じる減速機の特性と自在軸継
手における回転ムラの特性を巧妙に組み合わせて
回転伝達系における回転ムラを補償することを目
的としたものである。

考案の構成 上記目的を達成するために、本考案が採用する
主たる手段は、回転伝達系の入力軸と出力軸との
間に生じる回転ムラを補償するための機構におい
て、駆動源と上記回転伝達系の入力軸との間に自
在軸継手を介在させると共に、上記自在軸継手の
入力軸の軸芯に対して出力軸の軸芯を上記回転伝
達系の回転ムラに応じた角度分だけ屈折させた点
を要旨とする回転ムラ補償機構である。

実施例 続いて、本考案を具体化した実施例に付き図を
参照しつつ説明し、本考案の理解に供する。

ここに第１図は本考案の一実施例にかかる回転
ムラ補償機構の正断面図である。

尚、以下の実施例は本考案の一具体例に過ぎ
ず、本考案の技術的範囲を限定する性格のもので
はない。

第１図において、ウエーブジエネレータ３、サ
ーキユラスプライン４、フレクスプライン５より
なるハーモニツクドライブ減速機８の入力軸８ａ
は、自在軸継手９を介して、モータ１の出力軸
１′に連結されている。上記自在軸継手９は、そ
の入力軸（モータ１の出力軸１′）軸芯において
出力軸（減速器８の入力軸８ａ）と軸芯が角度α
分だけ折れ曲がつた状態となるように形状が設定
されたモータ１の取付座１０の内部に収容されて
いる。

上記屈折角度αは、ハーモニツクドライブ減速
機８の入力軸と出力軸との角度伝達誤差の振幅を
予め測定しておき、これに合わせて設定する。

一般的に自在軸継手の入力軸と出力軸との間に
角度αをつけると、自在軸継手の入力軸の角度
θaと出力軸の回転角度θbとの間には(1)式が成り
立つことが知られている。

tanθb＝１／cosαtanθa …(1) このθaとθbとの間には、１回転中に２周期の
ムラが存在し、角度αはそのムラの振幅を決定す
る。

従つて、第１図に示すモータ取付座１０の減速
機取付座１１に対する取り付け角度をボルト１２
により調整して自在軸継手９のハーモニツクドラ
イブ減速機８に対する取付位置を調整することに
より、予め測定されたハーモニツクドライブ減速
機８の回転誤差の周期に対して自在軸継手９の回
転ムラがこれを打ち消すような位相となるように
取り付けることができる。このような取付構造に
よりハーモニツクドライブ減速機８の出力軸が回
転ムラを打ち消されて平滑に回転する。

第１図に示した例では、モータ取付座１０の形
れているが、このような自在軸継手９の回転ムラ
を設定するための屈折角度αはハーモニツクドラ
イブ減速機８の特性に対応して変化させ得るよう
にすることが望ましく、その場合、ヒンジ継手を
介して、前記モータ取付座１０を揺動可能に減速
機取付座１１に取り付けるようにする。これによ
り、予め減速機の角度伝達誤差（周期、振幅）を
測定しておき、前記(1)式でこの回転伝達誤差に相
当するムラを生じる屈折角度αを逆算して、これ
に合わせて屈折角度αを設定することができる。

尚、ハーモニツクドライブ減速機の回転伝達ム
ラは機種が決まれば、それほど大きく変化しない
ので、屈折角度αを固定にしておいても実用面で
は、かなり有効であることは言うまでもない。

尚、上記したようなハーモニツクドライブ減速
機の場合には、回転ムラが入力軸１回転中に２周
期となり、前記自在軸継手における回転ムラと一
致しているので、これらを第１図に示す如く、直
結することにより補償が可能となるが、例えば、
１回転中２周期以外の回転ムラを発生させる他の
変速機に対しては、減速機と自在軸継手との間に
減速（増速）機構を設けることで周期を合わせ、
これによりあらゆる減速機その他の回転伝達機構
における回転ムラ補償機構に適用し得るものあ
る。

考案の効果 本考案は以上述べたように、回転伝達系の入力
軸と出力軸との間に生じる回転ムラを補償するた
めの機構において、駆動源と上記回転伝達系の入
力軸との間に自在軸継手を介在させると共に、上
記自在軸継手の入力軸の軸芯に対して出力軸の軸
芯を上記回転伝達系の回転ムラに応じた角度分だ
け屈折させたことを特徴とする回転ムラ補償機構
であるから、減速機等の回転伝達系の回転ムラを
簡単な機械的方法で打ち消すことが可能となり、
ゲインを低下させたりフイルタを入れる等による
電気的制御方法では制御特性に遅れを生じる等の
欠点があるが、本考案による機械的方法では、こ
れらの虞れがない安定した回転ムラ補償機構を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる回転ムラ補
償機構の正断面図、第２図は従来の一般的な減速
機であるハーモニツクドライブ減速機におけるモ
ータとの連結関係を示す正断面図、第３図はハー
モニツクドライブ減速機における入力軸と出力軸
との回転角度関係を示すグラフである。 符号の説明、１……モータ、１′……入力軸、
６……出力軸、８……ハーモニツクドライブ減速
機、９……自在軸継手、１０……モータ取付座、
１１……減速機取付座。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転伝達系の入力軸と出力軸との間に生じる回
   転ムラを補償するための機構において、 駆動源と上記回転伝達系の入力軸との間に自在
   軸継手を介在させると共に、 上記自在軸継手の入力軸の軸芯に対して出力軸
   の軸芯を上記回転伝達系の回転ムラに応じた角度
   分だけ屈折させたことを特徴とする回転ムラ補償
   機構。