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Jul 07, 2023

工業用減速機性能試験機のねじり変形による角度測定誤差の校正

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21742 (2022) この記事を引用 702 アクセス 1 引用 1 Altmetric Metrics の詳細 精密減速機の剛性の測定は不可欠です

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21742 (2022) この記事を引用

702 アクセス

1 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

精密減速機の剛性の測定は、減速機を評価するために不可欠です。 角度センサの測定結果には、機器のねじり変形による角度測定誤差が含まれるため、実際の減速機のねじり変形としては使用できません。 この論文では、角度測定誤差を低減するために、機器のねじり変形特性を解析します。 解析に基づいて,改良されたBスプライン曲線フィッティング‐勾配降下法および粒子群最適化‐動径基底関数ニューラルネットワーク(IBSCF-GDPSO-RBF)法に基づいて角度測定誤差を校正する新しい方法を提案した。 この方法により、機器のねじれ変形に起因する角度測定誤差を排除できます。 IBSCF-GDPSO-RBF 法の手順が示され、角度測定誤差の補正が負荷条件下で実行されます。 実験によれば、機器の変形により生じた角度測定誤差は、補正後に± 2 角度秒以内であることがわかりました。 この論文の革新性は、IBSCF-GDPSO-RBF 法に基づく誤差校正法を提案します。 あらゆる荷重下でのロータリー ベクトル (RV) 減速機の実際のねじり剛性を測定および評価するための基準となります。

最近、ロボット減速機はオートメーション業界で広く適用されています1。 重要なことに、ロボット減速機の特性は産業用ロボットの動作精度と効率に直接影響します2。 したがって、ロボット減速機の機能検出は、機器自動化セクターの発展に大きな利益をもたらします3。 減速機の特性パラメータには、一般的に始動トルク、運転トルク、ねじり剛性が含まれます4、5、6。 多くの学者が減速機のねじり剛性を広範囲に研究し、減速機の静的特性を分析してきました7、8、9、10。 しかし、これらの研究は測定方法や装置に制約があり、工業用減速機の特性向上を促進することはできません。

減速機性能検出器は理想的な剛体ではなく金属部品から組み立てられています。 機械全体の機械構造レイアウトに関しては、ほとんどの検出器は横直列構造を採用しています11,12,13,14。 測定シャフト システムが十分なトルクを伝達すると、機器のシャフトのシャフトの弱い剛性が大きく歪みます。 したがって、ロータリー ベクトル (RV) 減速機の正確なねじり変形と角度測定結果の間には誤差が生じます。 したがって、減速機のねじり剛性の試験では、測定チェーンの歪みが測定精度に重大な影響を与えることがわかります。 測定器の角度測定結果は、RV レデューサの適切なねじり剛性として使用できません15、16、17。 ロボット減速機検出器のねじり変形による影響を除去するには、実用的な方法を採用する必要があります18、19、20。

多くの専門家や学者がこの種の問題を研究してきました。 大きなねじり変形の迅速な効果によると、Wang Zhiqiao et al. は、中実の円形ロッドの変形角度を理論的に分析し、変形と即時効果の間の関係曲線を確立しました21。 Jia HK 他は既存のねじり変形測定法の誤差を分析し、角度誤差の計算式を与えました22。 セイガン A. et al. は、有限要素解析に基づいて部品のねじり剛性を計算する方法を提案しました23。 シグムンド O. et al. らは、構造用鋼に代表される延性金属材料のトルク後の応力・ひずみ状況を調査し、応力とひずみの関係が特定の範囲では線形であり、繰り返し試験の過程で生じる変形変位誤差が反復的であることを発見した24。 この機能により、金属材料の変形によって生じる角度誤差が系統的な誤差であることが保証され、信頼性の高い効果的な誤差補正方法により角度測定精度を向上させることができます。 しかし、上記の研究はすべて単一部品の単純な変形に主に焦点を当てており、高トルク下での機器内の伝動チェーンの複雑な変形には適していません。