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バックラッシュについて
- サーボモーターを使用してインデックステーブルを設計する際に、バックラッシュの問題が気になります。
- ウォームギアなどの手段も考えられますが、位置決め精度や他の代替方法について知りたいです。
- 質問: サーボモーターのインデックステーブル設計において、ウォームギアや他の代替手段について教えてください。
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マシニングセンタのインデックステーブルは，多くがタイミングベルトもしくはギアとウォーム＆ウォームホイールの組み合わせです．バックラッシュの除去方法は各社で実用新案や特許になっているようです．勝手に使うと問題が出ると思うので細かいことは言えませんけど，マシニングメーカの設計者から聞いたことがあります．ウォームを分割してバックラッシュを無くしたり，テーパーギアを使ったりしているようです．割り出し精度は通常の割り出しのみであれば，カービックカップリングで噛み合わせてクランプするので，精度時には問題は出ないと思います．同時制御で回転する場合はカービックが使えないのでそれなりの工夫が必要です．最も簡単にNCテーブルを設計する方法としては，NSKのメガトルクモータを使う手があると思います．高負荷ではサーボの剛性に問題がありそうですが，サイズにもよりますけど加工に使えるのではないかと思っています．ですから，基本的にはウォームで大丈夫だと思いますし，バックラッシュはギアを分割したり軸を傾斜させたり歯形形状を変えて中心距離で調整したりという独自の構造を考えられたら良いと思います．またご存じかも知れませんが，油圧クランプ式にする場合は，クランプ力がテーブルの変形に影響しないように力の流れが内部でループするような構造にする必要があります．具体的な例を言えなくて申し訳ないですがヒントにしていただければ幸いです．
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その後どうなったのでしょうか？ 問題が解決したなら締め切りませんか？
お礼
申し訳ありませんでした。 放置していました。 ルール違反でしたね。気をつけます。
減速機でバックラッシュが全く無い代表的な製品はリングコーン減速機です。最近では某自動車会社（N社）のATにも採用されているそうです。歯車などを使用した減速機にはバックラッシュが必ず存在します。通常インデックステーブルに使用しているギアはローラーギアといって歯車の替わりにベアリングなどのローラーを使用し尚且つ適度な圧力を掛けてバックラッシュを消しています。ウォームギアを使って簡単にバックラッシュを小さくするにはウォーム（芋虫）側を円筒研磨機などで外周を削り軸間距離を狭くしてしまえば簡単ですが強引に回すと歯車が削れてしまうため気を付けなければなりません。その他にホイール側を縦に半分にスライスしてバックラッシュが一番小さいところで固定する又はバネを仕込んでバックラッシュを取るなどの方法があります。バネ場合出力軸の負荷により効き目が無くなることもありますので要注意です。
お礼
ありがとう御座いました。 ずいぶん遅くなりましたが。 結果は、ウォーム２つでウォームホイール をテンションで挟み込んでバックラシュを無くすという マニアックなものとしました。 やはり難ありでしたが、突き詰めると 完成度が上がったかもしれません。 ありがとう御座いました。
インデックステ－ブルに使用するサ－ボモ－タはおそらくACサ－ボに成ると思います。AC/DCサ－ボモ－タ製造メ－カ-では全機種ではないですが減速機付サ－ボモ－タを造っています。カタログにも掲載しています。但しW数と減速比の組み合わせが多いので受注してから組み合わせるので納期が少しかかります。価格も比較的高いです。 高精度の機種としてはバックラッシュのほとんどないインボリュ－ト減速機付とハ－モニック減速機?HDS TEL03-5471-7800 等が有ります。 多台数を造らないのなら 横河/NSK社等で出しているメガトルクモ－タを購入された方がコストが安くなると思います。参考までに
お礼
ありがとうございます。 研修でしたので、あえて既製品などをを使わないようにしました。 実務での参考にさせて頂きます。 参考になりました。
研修ということなら、ハーモニックギアドライブはどうですか？ バックラッシュはすごく小さかったと思います。 減速比も確か１００：１前後だったかな。 ハーモニックギアだけの物と、モーターを組み込んだサーボモーターカップリング済みのものもあったはずです。 ギアの構造がとってもユニークではじめて内部をみたとき感心した記憶があります。
- 参考URL：
- http://www.hds.co.jp/
お礼
ハーモニックってあまり見たこと無いです。 今度、会社のロボット分解してみようかと。。 ありがとうございます。
お礼
くわしい、解説ありがとうございます。 マシニングセンタとかそこまで高精度なものでは無く、 ワタクシ研修で、基本的にサーボモーターを学習する意味で 伝達経路はいろいろ試してみようと思いまして、質問させていただきました。 内容は６分割のインデックスなんですが。 やはり、ウォーム機構でバックラッシュを除去するには複雑なメカが必要なようです。 また、何か良い減速方法があったら教えてください。 本当に迅速な回答ありがとうございました。