多軸ステージとテーブル

機械設計者とビルダーが、ゼロから独自の線形システムを構築するか、ほとんどの場合、それらのアプリケーションに不完全な事前に組み立てられたシステムを和らげることを選択しなければならなかった時代は終わりました。現在、メーカーは、あらゆるアプリケーション、環境、またはスペースの制約に適合するガイドとハウジングオプションを備えた、ボールネジ、ベルト、ラック、ピニオン、線形モーター、および空気圧のさまざまなドライブメカニズムに基づいたシステムを提供しています。現在、エンジニアのジレンマは、アプリケーションのために機能するシステムを見つけることではなく、利用可能な幅広い構成から最適なソリューションを選択することについてです。

この選択プロセスを支援するために、多くの補佐官が作成されています。これらは通常、主要なアプリケーションパラメーターとシステムタイプを示すテーブルの形を取り、各パラメーターの各システムの適合性を評価するシンボルを使用します。このレイアウトは迅速で視覚的なリファレンスを提供しますが、各システムの能力と弱点のより細かいポイントの一部を見逃しています。もう少し深く掘り下げようとすると、次のアウトラインは、最も一般的なタイプの事前に組み立てられた線形システムの特定の強みと制限を調べます。

【ベルト駆動型システム】

ベルトドライブシステムは、おそらく長さの長さを移動する能力で最もよく認識されています。また、ベルト駆動メカニズムは再循環要素を使用しないため、高速を達成することもできます。カムローラーやホイールなどの非循環ガイドと組み合わせると、ベルトは通常、最大10 m/sの速度を達成できます。ベルト駆動型のシステムは、デブリによって損傷する転がり要素がないため、過酷な環境にも適しています。ポリウレタンベルト材料は、ほとんどの一般的な種類の化学的汚染に耐えることができます。

ベルト駆動型システムの主な欠点は、ベルトが伸びることです。ほとんどのシステムメーカーが使用する鋼鉄強化ベルトでさえ、最終的にはいくつかのストレッチが発生し、再現性と移動の精度を低下させます。ベルト駆動型システムは、ベルトの弾力性のため、他のタイプのドライブよりも共鳴します。適切なドライブチューニングはこれを補うことができますが、高加速度および減速速度、および/または重い負荷を備えたアプリケーションは、望ましくない沈殿時間が発生する場合があります。

【ボールスクリュー駆動型システム

高いスラスト荷重と高い位置決めの精度の場合、ボールスクリュー駆動型システムが一般的に最初の選択です。そして、正当な理由があります。プリロードされたナットにより、ボールネジはバックラッシュフリーモーションを提供し、非常に高い位置付けの精度と再現性を実現できます。 2mmから40以上の範囲のリードを使用すると、ボールスクリューシステムが幅広い速度要件を満たし、垂直アプリケーションでのバックドライブを防ぐことができます。

旅行の長さは、ボールスクリュー駆動型システムの基本的な制限です。ネジの長さが増加すると、ネジがそれ自体の重量と鞭打ちを経験する傾向があるため、許容速度が低下します。ボールスクリューサポートは、この効果に対抗するのに役立ちますが、スペースと全体的なシステムコストを犠牲にして。

【ラックとピニオン駆動型システム

ラックおよびピニオンシステムは、高い推力力を生成し、実質的に無制限の旅行の長さでそうすることができます。また、それらの設計により、同じシステムで複数の馬車を使用することもできます。これは、パッケージング産業や自動車産業の大規模なガントリーシステムなど、独立して移動するために馬車を必要とするアプリケーションに役立ちます。

一般に、高品質の低バックラッシュラックおよびピニオンシステムが利用可能ですが、他のドライブオプションよりもポジショニング精度が低いです。また、歯の​​プロファイルと機械加工の品質に応じて、ラックおよびピニオン駆動型システムは、他の線形システムと比較すると、高レベルのノイズを生成できます。

【線形モーター駆動型システム

伝統的にほとんどのアプリケーションでは高すぎると見なされていたリニアモーターは、現在、パッケージングやアセンブリなどの業界での位置決めと処理に使用されています。低コストがこの傾向に貢献していますが、エンジニアにとっては、線形モーターの魅力的な特性は、高速能力、高位置の精度、および低メンテナンス要件です。また、線形モーターは、ラックやピニオンシステムなどの機能を提供し、1つのシステムに複数の独立したキャリアを統合します。

荷重が電力喪失状態に落ちるのを防ぐ機械的なコンポーネントがないため、線形モーターは一般に垂直アプリケーションで使用することをお勧めしません。彼らのオープンデザインは、強力な磁石の存在とともに、汚染や破片、特に金属チップと削りくずの影響を受けやすくなります。

【空気圧駆動型システム

優先電力透過源が空気である場合、空気圧線形システムは請求書に適合します。シンプルでポイントツーポイントモーションの場合、空気圧駆動型システムは、最も経済的で統合しやすいオプションになります。ほとんどの空気圧線形システムは、アルミニウムハウジングに囲まれており、エンドダンパーと保護カバーを組み込むことができます。

空気圧系は、ここで説明するタイプの精度と剛性が最も低くなりますが、それらの主な制限は、中間位置で停止できないことです。

アプリケーションに関係なく、事前に組み立てられた線形システム間のオプションを検討する場合、ストローク、負荷、速度、精度の4つの主要なアプリケーションパラメーターから始めます。これらの基準の大きさと重要性が決定されると、ノイズ、剛性、環境要因などの他のパラメーターは、フィールドを絞り込み、最終的なサイジングと選択の時間をかけるのに役立ちます。