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U字型リニアアクチュエータ

 

U字型リニアアクチュエータは、押し出し成形された鋼製ベースで構成されています。

リニアアクチュエータとリニアステージを定義する業界標準は存在しませんが、一般的に受け入れられている用語では、リニアアクチュエータは通常、アルミニウム押出材またはベースで構成され、リニアステージは通常、平らな機械加工された鋼鉄または花崗岩のベース上に構築されます。この違いは、リニアアクチュエータはより長いストロークを実現でき、さまざまな駆動機構(ベルト、スクリュー、ラックアンドピニオン)を使用できる一方、ステージは一般的に剛性が高く、高精度のリニアガイドと駆動機構(通常はボールねじまたはリニアモーター)を使用して、優れた移動精度と位置決め精度を実現できることを意味します。

しかし、あるアクチュエータ設計、すなわちU字型リニアアクチュエータは、これらの仕様に反しており、押し出し成形された鋼製ベースを使用することで、一部のリニアステージに匹敵する剛性と移動精度を実現している。

スチール(アルミニウムではなく)製のプロファイルを使用することで、U字型設計は非常に高い剛性を実現し、メーカーは、より高精度で高価なリニアステージに通常見られるような、高い移動量と位置決め精度を備えたリニアアクチュエータを提供できます。スチール製のベースは、他の機械部品や多軸システム内の他のアクチュエータとの正確な位置合わせのために、基準エッジを設けるように加工することも可能です。また、非常に高い剛性を備えているため、U字型リニアアクチュエータは、2軸や3軸の直交座標系など、アクチュエータが片側のみで支持される用途において、他の設計よりもはるかに適しています。

U字型アクチュエータの設計では、リニアガイドシステムが一体化されており、ガイドレールは存在しません。代わりに、通常ガイドレールに設けられる軌道面が、ベースの内側に研磨されています。キャリッジ(またはテーブル)は、ボールが外側を転がる、裏返したリニアベアリングブロックに似ています。これにより、キャリッジの中央部分にボールねじナットを収容できます。この構造原理により、アクチュエータ全体が非常にコンパクトになり、幅と高さの比率は約2:1になります。たとえば、幅60mmのU字型アクチュエータの高さはわずか33mmです。最も一般的な断面(幅×高さ)は40×20mm、50×26mm、60×33mm、86×46mmですが、他のサイズも提供されています。

U字型リニアアクチュエータは、そのコンパクトなサイズにもかかわらず、非常に優れた耐荷重性とモーメント能力を備えています。これは、軌道面が比較的広い間隔で配置されているため、キャリッジの形状が、アクチュエータの標準形状では収容できないほど大きなベアリングブロックの形状に類似しているためです。

もともとは半導体ウェハのハンドリングや医療診断用ディスペンシングなど、スペースの制約から一般的なリニアステージが使用できない高精度な用途向けに開発されたU字型リニアアクチュエータは、現在ではプラズマ溶接、自動組立、光学検査など、幅広い産業や用途で利用されている。

U字型アクチュエータが広く採用されている主な理由の一つは、メーカー間で寸法互換性を持つ唯一のリニアアクチュエータ設計であることです。ただし、ガイドウェイやボールねじの設計が異なるため、同じ断面サイズや取り付け寸法の製品であっても、メーカーや製品ラインによって技術仕様(耐荷重、速度、剛性など)が異なる場合があることに注意が必要です。


投稿日時:2020年3月30日
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