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リニアガントリーシステム

直交座標ロボット、ガントリーシステム、XYテーブルなどを含む。

リニアガイドやシステムは通常、下方、上方、および側方荷重による直線力と、オーバーハング荷重による回転力の両方を受けます。回転力(モーメント力とも呼ばれる)は、システムが回転しようとする軸に基づいて、ロール、ピッチ、ヨーとして定義されるのが一般的です。

線形システムにおけるロール、ピッチ、ヨーを定義するには、まず3つの主軸(X、Y、Z)を確立する必要があります。

水平面の2つの軸は通常X軸とY軸として定義され、X軸は運動方向を向いています。Y軸は運動方向に対して直交(垂直)であり、水平面内にあります。Z軸はX軸とY軸の両方に対して直交していますが、垂直面内にあります。(Z軸の正の方向を見つけるには、右手の法則を使用します。人差し指を正のX方向に向けてから、正のY方向に曲げると、親指が正のZ方向を示します。)

ロール、ピッチ、ヨーは、X、Y、Z軸を中心とした回転力、すなわちモーメントです。純粋な直線力と同様に、これらのモーメント力も、ベアリングの寿命を計算したり、直線システムが静荷重に耐えられるかどうかを判断したりする際に考慮する必要があります。

ロール:ロールモーメントとは、システムをX軸を中心に左右に回転させようとする力のことです。ロールの良い例としては、飛行機が旋回する様子が挙げられます。

ピッチ:ピッチモーメントとは、システムをY軸を中心に前後方向に回転させようとする動きです。ピッチをイメージするには、飛行機の機首が下向きまたは上向きに動く様子を想像してみてください。

ヨー:ヨーとは、力が加わることでシステムがZ軸を中心に回転しようとする現象です。ヨーをイメージするには、糸で吊るされた模型飛行機を想像してみてください。風向きがちょうど良ければ、飛行機の翼と機首は水平を保ち(ローリングやピッチングは起こりません)、吊り下げている糸を中心に回転します。これがヨーです。

ピッチモーメントとヨーモーメントの両方が、リニアベアリングの両端にあるボールに過剰な負荷をかける。この状態は、エッジローディングと呼ばれることもある。

ロール、ピッチ、ヨーモーメントに対抗する方法

リニアガイドおよびシステムは、モーメント力よりも純粋な直線力に対する耐荷重能力が高いため、モーメント力を直線力に変換することで、ベアリングの寿命を大幅に延ばし、たわみを低減できます。ロールモーメントの場合、これを実現するには、2つのリニアガイドを並列に接続し、各ガイドに1つまたは2つのベアリングを配置します。これにより、ロールモーメント力が各ベアリングにかかる​​純粋な下向き荷重とリフトオフ荷重に変換されます。

同様に、1つのガイドに2つのベアリングを使用することで、ピッチモーメント力を排除し、各ベアリングにかかる​​純粋な下向き荷重とリフトオフ荷重に変換できます。1つのガイドに2つのベアリングを使用することでヨーモーメント力にも対抗できますが、この場合、結果として生じる力は各ベアリングにかかる​​横方向(側方)の力となります。


投稿日時:2020年11月2日
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