成功した線形モーションシステムの構築は、適切なアクチュエーターを選択することから始まります。さまざまなサイズ、テクノロジー、品質の間には、何百ものオプションが存在します。トリックは、最良の結果をもたらすアクチュエーターにdownowすることです。幸いなことに、それは聞こえるほど難しくありません。アプリケーションの要件は、可能なアクチュエータソリューションのセットを削減し、プロジェクトの制約により最適な適合が決定されます。

このプロセスは、ここにリストされている一連の重要な要因を考慮することから始まります。

スピード

速度は、アクチュエータを選択する際に考慮すべき重要な要素です。ネジ型アクチュエータは効果的で経済的な成分であり、非常に高速では、ネジ鞭として知られる現象に苦しみ、ネジが回転すると退屈します。ねじ鞭は振動と早期摩耗を引き起こします。

臨界速度と呼ばれるネジ鞭のしきい値は、ネジの寸法と材料に依存します。臨界速度は、よく知られている方程式を使用して分析的に計算できます。ネジ型アクチュエーターの使用には速度が高すぎる場合は、線形モーターまたはベルトドライブアクチュエーターを検討してください。

負荷

アクチュエータが負荷に合わせて適切にサイズを付けることが不可欠です。荷重容量のサイジングを考慮すべきいくつかの要因があります。ガイドベアリングの放射状負荷容量、サポートキャリッジのモーメント容量、サポートベアリングとボールスクリューの軸荷重容量です。アプリケーションによって提示された負荷に対処するように設計されたアクチュエーターを選択することが重要です。

一般的な誤解は、負荷容量のみが重要であり、負荷容量は特定の負荷の下でアクチュエーターのサービス寿命を計算することを可能にすることです。ただし、さまざまな負荷方向にアクチュエータの剛性など、他の要因を考慮する必要があります。設計チームは、荷重決定計算を実行して、アクチュエータがアプリケーションで正常に機能するかどうかを判断できます。

考慮すべきもう1つの要因は、負荷の位置付けです。アクチュエーターの軸に沿って走るキャリッジの上にある質量は、オーバーハングの荷重とは非常に異なる力を導入します。アクチュエータのサイズが適切にサイズでサポートされていることを確認してください。

垂直アプリケーションでは、負荷の位置を維持するために特別な注意が必要です。特定の設計パラメーターの場合、リードネジはセルフロックです。これは、運動不全が発生した場合でも、彼らがバックドライブすることができないことを意味します。ネジがセルフロックであることを保証するために、ネジの効率は50％を下回る必要があります。ここで、効率はリード角とナットとネジの間の摩擦係数の関数です。または、ラックアンドピニオンアクチュエーターも機能します。

近年、ベルトは著しく改善されています。それらは堅牢で高度に設計されているため、かつてのように定期的に緊張する必要がなくなります。ベルトドライブは、速度とストロークの要件がボールスクリューまたはリードスクリューが提供できるものの外側にある場合、適切な選択です。垂直アプリケーションでベルトドライブを使用する場合は、特別な注意を払う必要があります。安全のために負荷を遅くし、停止し、サポートするために、適切なカウンターウェイトまたはブレーキを使用することをお勧めします。

ストロークの長さ

考慮すべき次の要因は、ストローク長です。ネジベースのアクチュエーターは効果的であり、場合によっては、最大5フィート以上のストロークに使用できます。臨界速度を超えないように、非常に長い旅行スクリュー駆動のアクチュエーターには注意が必要です。長いストロークの長さの場合、ベルトドライブがより良いオプションです。今日のベルトは、メンテナンスをほとんど必要としない高度に設計された材料です。それらは、50フィートの高さの距離で使用できます。

長いストロークのもう1つのオプションは、線形モーターです。本質的に展開されたサーボモーターである線形モーターは、固定されたマグネットトラックに沿って移動する力で構成されています。理論的には、トラックは望ましいだけ長くすることができます。実用的な観点から、線形モーターは、レベル、慎重に整列したマグネットトラックを提供するための要件と磁石のコストによって制限されています。非常に長い旅行でモーターケーブルを管理することも課題です。

再現性

すべてのアプリケーションには再現性の要件があります。アクチュエーターの正しい選択は、これらの要件を満たすだけでなく、プロジェクトが予算と組み立て時間の目標を達成するのに役立つシステムを提供します。ネジ型アクチュエーターは、±0.0001〜±0.003インチのオーダーで再現性を提供します。これは、ベルトドライブの場合は±0.002〜±0.010インチと比較されます。

最適な選択は、アプリケーションのニーズに依存します。ベルトドライブは、ネジ型アクチュエーターと同様に機能しませんが、より寛容な許容範囲を備えたアプリケーションでは、ベルトドライブは大幅な節約を提供できます。より要求の厳しいアプリケーションのために、線形モーターアクチュエータはサブミクロンになる可能性のある再現性を提供します。

デューティサイクル

デューティサイクルは、機器の寿命に大きな影響を与えます。アプリケーションの要件を満たすことができる線形アクチュエーターを選択することが重要です。たとえば、リードネジは、スライド接点（典型的にはステンレス鋼からプラスチックへ）に基づいています（アプリケーションに応じて多くの選択肢があります）。これは、デバイスの寿命にわたって大きな摩耗を導入します。その結果、高荷重と高デューティサイクルのアプリケーションが組み合わされている場合、リードネジを避ける必要があります。

代わりに、再循環するボールシュー社のアクチュエータを選択します。これらのデバイスには摩擦がなく、摩擦の摩擦があり、長持ちし、寿命はより予測可能です。ただし、特に高い負荷でボールが損傷する可能性があります。障害に耐えられないアプリケーションについては、惑星ローラーネジを試してください。これらのデバイスは、摩耗を最小限に抑えるために重量を分配し、特に軍事および航空宇宙の用途などに適しています。予算アプリケーションの場合、ベルトドライブも機能する場合があります。

環境

アプリケーションの操作環境には、アクチュエータの選択にも影響があります。クリーンルーム環境では、鉛スクリューアクチュエーターを避けてください。金属間接触は、クリーンルームの評価を損なう微粒子を生成します。

逆に、非常に汚れた環境はアクチュエーターに損傷を与える可能性があります。ロッドスタイルのアクチュエーターでは、ネジがハウジングに密閉されています。その結果、ロッドスタイルのアクチュエーターは、汚染と液体の環境でかなり安全です。ロッドレスアクチュエーターでは、荷重はネジに接続する必要があるキャリッジの上にあり、アクチュエータを汚染にさらす可能性があります.

その結果、ロッドレスアクチュエーターは、基本技術がネジ型アクチュエーターであろうと線形モーターであろうと、特別な規定を必要とします。 IP評価のコンポーネントを探します。入り口を減らすために、下向きに向いているスリットを取り付けることを検討してください。潤滑は、粒子を閉じ込めて保持して、時間の経過とともに表面を損傷する可能性があることに注意してください。

環境について考慮すべきもう1つの要因は、利用可能なスペースの量です。世界で最高のアクチュエーターは、手元の封筒に収まらない場合、役に立ちません。設計フェーズの早い段階でアクチュエータを指定して、十分なスペースがあることを確認します。ベンダーと緊密に連携して、コンパクトなフォームファクターで必要な特性を提供できる要因を活用します。

予算

価格設定の目標を念頭に置いておくことが常に重要です。線形モーターは最も高価で、その後、ネジ型アクチュエーター（惑星ねじ、ボールスクリュー、鉛ねじ）が続きます。ベルトドライブは最も経済的です。

エンジニアリングには常にトレードオフが含まれます。上記のリストは、アクチュエータの選択の最初のカットです。特定のアプリケーションでは、特別な制約は、たとえば、予算がパフォーマンスよりも優先されることを意味する場合があります。たとえば、またはそのデューティサイクルが速度よりも重要であることを意味します。可能な限り早い段階でアクチュエータを指定するプロセスを開始します。標準コンポーネントを使用してみてください。それらのいずれもあなたのニーズを満たしていない場合は、仕事を成し遂げるカスタム製品の開発についてベンダーと話してください。