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하모닉 감속기 플렉스플라인 반경 방향 강성 측정 장치 개발
이상웅(S. Lee),김종걸(J. G. Kim),신주성(J. S. Shin),김무림(M. Jin) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
산업용 로봇과 협동로봇에 널리 사용되는 하모닉 감속기(Strain Wave Gear)는 웨이브제너레이터(Wave Generator), 플렉스플라인(Flex-spline), 서큘러스플라인(Circular Spline)으로 구성된다. 본 연구에서는 하모닉감속기 성능에 매우 큰 영향을 미치는 핵심 부품인 플랙스플라인의 반경 방향의 강성(Stiffness)을 측정하는 장치를 개발하였다. 이를 위해 플렉스플라인의 중심 축과 수직한 방향으로 힘을 가하여 플랙스플라인을 타원형으로 변형 시킬 수 있는 장치를 개발하였다. 인가한 힘과 플렉스플라인 타원의 단축 방향의 변형량을 측정하여 반경 방향의 강성을 얻을 수 있다. 향후 에는 본 장치를 이용하여 플렉스플라인 강성을 측정하고 하모닉 감속기의 성능에 미치는 영향을 연구할 계획이다.
Development of Torsional Stiffness Measurement Equipment for Flex-spline of Strain Wave gear
D. G. Koh(고대권),J. G. Kim(김종걸),J. S. Shin(신주성),M. Jin(김무림) 유공압건설기계학회 2021 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
The harmonic drive(HD) is widely used in various automation systems such as semiconductor manufacturing systems, collaborative robots, etc. An operating principle of strain wave gear is that the flex-spline located between the wave generator and the circular spline is elastically deformed by a wave generator with an oval cam type. Due to the deformation of flex-spline, wave generator and flex-spline are rotated in opposite directions. This paper introduces experimental methods and equipment to measure the torsional stiffness of the flex-spline, a key component of the strain wave gear. First, experimental equipment consists of a high precision encoder located on both sides of the shaft to measure transmission error and torque sensor to measure loaded torque in real-time and brake to apply a torque on the flex-spline. Next, the jig for fixing the flex-spline has a specially designed structure to measure intrinsic torsion of the flex-spline by utilizing the assembly tolerance. Last, the torsional stiffness is measured by gradually increasing the amount of torque on the rotating shaft at a certain speed and calculating the amount of deformation from the deviation of minimum transmission error value every revolution.