精度と再現性、容量、移動距離、使用状況、周囲環境、タイミング、方向、レート。

ここでは、リニアモーター駆動アクチュエータを正しく指定およびサイズ決定するためのヒントをいくつか紹介します。ACTUATOR（精度、容量、移動長、使用状況、周囲環境、タイミング、向き、レートの頭文字をとった略語）を使用して、すべての重要なパラメータを覚えることができます。

用途に合ったアクチュエータを選ぶのは簡単な作業のように思えるかもしれません。しかし、信頼性の高いアクチュエータを選ぶには、一部のエンジニアやシステムインテグレーターが想像する以上に多くの要素を考慮する必要があります。性能の低いアクチュエータは、多くの場合、基本的な仕様の誤りに起因しています。

信頼性が高く再現性のある直線運動を実現するために、4つのサブシステムを備えた高品質アクチュエータ構成の特定の要件を満たすことを目指します。

1. アクチュエータのすべての構成要素を物理的な空間内に正確に固定し、アクチュエータを作業場所に保持する方法を提供する構造システム

2. 個々の構成要素からなる駆動系を備えた回転運動から直線運動への変換器

3. リニア摩耗要素により、最小限の摩擦でキャリッジを直線的に正確にガイドし、最大の耐荷重能力と寿命を実現します。

4. ワークピース、グリッパー、カメラ、光学機器、またはその他のペイロードをしっかりと保持する可動式キャリッジ

第一の設計目標：

精度と再現性

設計エンジニアがアクチュエータの動作に必要な機能を明確に定義しない限り、システムの仕様を過剰にしたり、費用を過剰に支払ったりする可能性が高くなります。特に、精度と再現性の違いについて誤解がある場合は、その傾向が顕著です。ほとんどのアクチュエータ用途では、絶対精度よりも再現性の方が重要です。

再現性は一方向または双方向のいずれかであり、同じ方向から、あるいはどちらの方向からでも、システムが指令位置に到達できる能力を測定します。精度に影響を与える主な仕様は、移動量と位置決めです。精度は、ミクロン単位または1000分の1インチ単位で指定されるのが一般的です。

例えば、リニアアクチュエータの上にグリッパーが取り付けられたロボットを想像してみてください。アクチュエータはロボットを様々な位置に移動させ、グリッパーがケースをつかんでパレットに載せられるようにします。ロボットを所定の位置に移動させるには、この動作は再現性があり、ある程度の精度が必要ですが、ピンポイントの精度は必要ありません。経験則として、アクチュエータを使用するほとんどのエンドオブライン包装作業では、±50 µmの位置決め再現性があれば十分です。より精密な位置決めが必要な用途では、リニアエンコーダの追加を検討してください。

2つ目の設計目標：

容量

アクチュエータが耐えなければならない荷重、モーメント、力について考えてみましょう。これらには以下が含まれます。

・静荷重

・動荷重

・曲げモーメント

・推力

どのような構成であっても、アクチュエータの内部構造は耐荷重に直接影響します。一部のメーカーは高速で重荷重に対応できるアクチュエータを設計・製造していますが、他のメーカーは高速で軽荷重に対応できるアクチュエータを製造しています。適切な設計を選択するには、用途の詳細を把握することが不可欠です。ヒント：アクチュエータを比較する際は、上記の仕様単位（SI単位、米国単位、またはヤード・ポンド法単位）に注意して、公平な比較を行ってください。

産業用アクチュエータは、高い剛性を持ち、6自由度のうち5自由度で最大負荷容量に対応でき、さらに6軸目では低摩擦の動きを可能にします。

3つ目の設計目標：

移動距離

アクチュエータのストロークは、ミリメートルまたはインチで測定され、アクチュエータが移動しなければならない距離です。ただし、全体の移動距離には、安全ストローク（ハードストップからハードストップまでの距離とも呼ばれます）を含める必要があります。ストロークと全長の違いを注意深く区別してください。ヒント：このステップでは、システムが収まる体積範囲または全体の設置面積も定義してください。

第4の設計目標：

使用法

使用率（デューティサイクルとも呼ばれる）は、一般的に1分あたりのサイクル数で表されます。耐用年数は、アクチュエータが動作できる時間、年数、サイクル数、または直線距離のことです。つまり、この仕様はアクチュエータがどのくらいの頻度で動作し、どのくらいの期間持続する必要があるかを示しています。耐用年数の要件に加えて、動作プロファイル、サイクル時間、保持時間などのアプリケーションの詳細も考慮してください。また、メンテナンススケジュールについてもサプライヤーに確認してください。アクチュエータによっては20,000km走行後にのみ再潤滑が必要な場合もあれば、より頻繁なメンテナンスが必要な場合もあります。

5つ目の設計目標：

周囲の環境

アクチュエータ周辺の動作条件は、まとめて周囲環境を構成する。

・動作温度範囲

・相対湿度範囲

・汚染粒子の種類と量

・腐食性の液体または化学物質の存在

・定期的な清掃または洗浄の要件

これらの点に留意し、過酷な環境や極端な環境では、アクチュエータの可動部を湿気、埃、その他の汚染物質から保護するために、特殊なシールやベローズが必要になる場合があることに注意してください。そのような懸念がある場合は、供給業者にこれらの部品が入手可能かどうかを確認してください。

6番目の設計目標：

タイミング

設計エンジニア、システムインテグレーター、OEM、エンドユーザーは、アクチュエータの仕様を定める際、特に初期段階では、プロジェクトのタイムラインを軽視しがちです。他の性能仕様にも十分な注意を払う必要がありますが、時間と予算の制約も忘れてはなりません。プロジェクト全体の締め切り、見積依頼、試作品、生産スケジュールなどを忘れてはいけません。これらを無視すると、後々時間と労力を無駄にしてしまう可能性があります。理想的なアクチュエータを見つけた後で、それがプロジェクトの時間と予算の制約に合わないことに気づくほど最悪なことはありません。

7番目の設計目標：

オリエンテーション

適切なアクチュエータを選択するには、利用可能な幾何学的空間内での取り付け方法も考慮する必要があります。これにより、負荷と力の方向が決まります。水平方向では、キャリッジは上向きになるのか下向きになるのか？システムの設置面積とアプリケーションの形状によっては、垂直方向や傾斜した配置も可能です。それぞれの方向は、最終的にアクチュエータが特定の負荷を支える能力を表す力の計算に影響を与えます。多軸システムでは、アクチュエータを強固に接続し、位置ずれや振動を低減するために、専用のブラケットとクロスプレートが必要になることに注意してください。

8番目の設計目標：

料金

用途に最適なアクチュエータを選択するには、まず目標とする動作プロファイルを決定する必要があります。これには、移動速度、必要な加減速率が含まれます。産業用アクチュエータの中には、最大5m/秒の移動速度で高負荷を支えられるものもありますが、速度や負荷容量に制限があるものもあります。そのため、用途に合ったアクチュエータを適切に選択することが重要です。