負荷、方向、速度、移動、精度、環境、デューティ サイクル。

方向、モーメント、加速度など、アプリケーションを慎重に分析することで、支えるべき荷重が明らかになります。実際の荷重は計算上の荷重と異なる場合があるため、エンジニアは意図された用途と潜在的な誤用を考慮する必要があります。

組立機械向けの直動システムのサイズ選定と選定において、エンジニアは重要なアプリケーション要件を見落としがちです。これは、コストのかかる再設計や手直しにつながる可能性があります。さらに悪いことに、過剰な設計によって、期待よりもコストがかさみ、効率の低いシステムになってしまう可能性もあります。

技術の選択肢が多岐にわたるため、1軸、2軸、3軸の直線運動システムを設計する際には、容易に圧倒されてしまうことがあります。システムはどの程度の負荷に対応する必要がありますか？どの程度の速度で移動する必要がありますか？最も費用対効果の高い設計は何でしょうか？

これらすべての疑問を踏まえ、「LOSTPED」を開発しました。これは、エンジニアがあらゆるアプリケーションにおけるリニアモーションコンポーネントまたはモジュールの仕様決定に必要な情報を収集するのに役立つ、シンプルな頭字語です。LOSTPEDは、荷重（load）、方向（orientation）、速度（speed）、移動量（travel）、精度（precision）、環境（environment）、デューティサイクル（duty cycle）の頭文字です。それぞれの文字は、リニアモーションシステムのサイジングと選定において考慮すべき要素を表しています。

最適なシステム性能を確保するには、各要素を個別に、そしてグループとして考慮する必要があります。例えば、荷重は加速時と減速時ではベアリングに一定の速度時とは異なる負荷をかけます。リニアモーション技術が個々のコンポーネントから完全なシステムへと進化するにつれて、リニアベアリングガイドとボールねじ駆動装置などのコンポーネント間の相互作用はより複雑になり、適切なシステムの設計はより困難になっています。LOSTPEDは、システム開発と仕様策定の段階でこれらの相互に関連する要素を考慮するよう設計者に促すことで、設計者のミス防止を支援します。

【負荷】

負荷とは、システムに加えられる重量または力を指します。すべての直線運動システムは、マテリアルハンドリングアプリケーションにおける下向きの力や、掘削、プレス、ねじ締めアプリケーションにおけるスラスト荷重など、何らかの負荷を受けます。他のアプリケーションでは、一定の負荷が発生します。例えば、半導体ウェハハンドリングアプリケーションでは、前面開閉式の統合ポッドがベイからベイへと搬送され、荷物の積み下ろしと回収が行われます。また、負荷が変動するアプリケーションもあります。例えば、医療用ディスペンシングアプリケーションでは、試薬が一連のピペットに次々に投入されるため、各ステップで負荷が軽減されます。

荷重を計算する際には、アームの先端に取り付けられ、荷重を拾ったり運んだりするツールの種類を考慮することが重要です。荷重とは直接関係ありませんが、ここでのミスは大きな損失につながる可能性があります。例えば、ピックアンドプレースアプリケーションでは、不適切なグリッパーを使用すると、非常に繊細なワークピースが損傷する可能性があります。エンジニアがシステムの一般的な荷重要件を考慮し忘れることはまずありませんが、要件の特定の側面を見落としてしまう可能性があります。LOSTPEDは、完全性を保証するための方法です。

尋ねるべき重要な質問:

* 負荷の発生源は何ですか、また、負荷の方向はどのようになっていますか?

* 特別な取り扱い上の考慮事項はありますか?

* どの程度の重量または力を管理する必要がありますか?

* 力は下向きの力ですか、持ち上げる力ですか、それとも横方向の力ですか?

【オリエンテーション】

力が加えられる方向、つまり相対的な位置や方向も重要ですが、見落とされがちです。一部のリニアモジュールやアクチュエータは、リニアガイドを備えているため、横方向の荷重よりも下方向または上方向の荷重の方が大きい荷重に対応できます。また、異なるリニアガイドを使用しているモジュールでは、同じ荷重を全方向で対応できます。例えば、デュアルボールレールリニアガイドを備えたモジュールは、標準ガイドを備えたモジュールよりも軸方向の荷重をより適切に処理できます。

尋ねるべき重要な質問:

* リニアモジュールまたはアクチュエータの向きはどうなっていますか？水平、垂直、それとも上下逆さまですか？

* リニアモジュールに対する負荷の向きはどこでしょうか?

* 負荷により、リニア モジュールにロール モーメントまたはピッチ モーメントが発生しますか?

【スピード】

速度と加速度も、直線運動システムの選択に影響します。加減速時と加減速時では、適用された荷重がシステムに及ぼす力は、一定速度時とは全く異なります。目標速度またはサイクルタイムを達成するために必要な加速度は、必要な動作の種類によって決まるため、動作プロファイルの種類（台形または三角形）も考慮する必要があります。台形動作プロファイルとは、荷重が急速に加速し、一定時間比較的一定の速度で移動した後、減速する動作を指します。三角形動作プロファイルとは、ポイントツーポイントのピックアップおよびドロップオフアプリケーションのように、荷重が急速に加速および減速する動作を指します。

速度と加速度は、適切なリニアドライブ（ボールねじ、ベルト、またはリニアモーター）を決定する上で重要な要素です。

尋ねるべき重要な質問:

* どのくらいの速度またはサイクル時間を達成する必要がありますか?

* 速度は一定ですか、それとも可変ですか?

* 負荷は加速と減速にどのように影響しますか?

* 移動プロファイルは台形ですか、それとも三角形ですか?

* 速度と加速のニーズに最も適したリニア ドライブはどれですか?

【旅行】

ストロークとは、動作距離または動作範囲を指します。ストローク距離だけでなく、オーバートラベルも考慮する必要があります。ストロークの終端に「安全ストローク」、つまり余裕を持たせることで、緊急停止時のシステムの安全性を確保できます。

尋ねるべき重要な質問:

* 移動距離や範囲はどのくらいですか?

* 緊急停止時にどの程度のオーバートラベルが必要になるでしょうか?

【精度】

精度は広義の用語であり、移動精度（システムがA地点からB地点へ移動する際の動作）や位置決め精度（システムが目標位置にどれだけ近づくか）のいずれかを定義するためによく使用されます。また、再現性、つまり各ストロークの終わりにシステムがどれだけ正確に同じ位置に戻るかを指す場合もあります。

移動精度、位置決め精度、再現性という3つの用語の違いを理解することは、システムが性能仕様を満たし、必要のない精度を達成するために過剰な設計が行われていないことを確認するために不可欠です。精度要件を綿密に検討する必要がある主な理由は、駆動機構の選択です。直動システムは、ベルト、ボールねじ、またはリニアモーターで駆動できます。各タイプは、精度、速度、負荷容量の間でトレードオフの関係にあります。最適な選択は、アプリケーションによって決まります。

尋ねるべき重要な質問:

* アプリケーションにおいて、移動精度、位置決め精度、再現性はどの程度重要ですか?

* 精度は速度やその他の LOSTPED 要因よりも重要ですか?

【環境】

環境とは、システムが動作する条件を指します。極端な温度は、システム内のプラスチック部品の性能や潤滑に影響を与える可能性があります。汚れ、液体、その他の汚染物質は、ベアリングの軌道面や荷重伝達要素に損傷を与える可能性があります。使用環境は、直線運動システムの寿命に大きな影響を与える可能性があります。シーリングストリップや特殊コーティングなどのオプションは、これらの環境要因による損傷を防ぐのに役立ちます。

逆に、エンジニアはリニアモーションシステムが環境にどのような影響を与えるかについても考慮する必要があります。ゴムやプラスチックは微粒子を放出する可能性があります。潤滑剤はエアロゾル化する可​​能性があります。可動部品は静電気を発生する可能性があります。あなたの製品はこのような汚染物質に耐えられますか？特殊な潤滑剤や正圧などのオプションにより、モジュールやアクチュエータをクリーンルームでの使用に適したものにすることができます。

尋ねるべき重要な質問:

* どのような危険または汚染物質が存在しますか? 極端な温度、汚れ、ほこり、液体など。

* 直線運動システム自体は環境汚染の潜在的な発生源となるのでしょうか?

【デューティサイクル】

デューティサイクルとは、1サイクルの動作を完了するのにかかる時間です。すべてのリニアアクチュエータにおいて、システム全体の寿命は一般的に内部部品によって決まります。例えば、モジュール内のベアリングの寿命は、適用される負荷に直接影響されますが、ベアリングが受けるデューティサイクルにも影響されます。リニアモーションシステムは前述の6つの要因を満たす能力があるかもしれませんが、1日24時間、週7日間連続して稼働すると、1日8時間、週5日間稼働する場合よりもはるかに早く寿命を迎えます。さらに、使用時間と休止時間の長さは、リニアモーションシステム内部の熱蓄積に影響を与え、システム寿命と所有コストに直接影響します。これらの問題を事前に明確にしておくことで、後々の時間と手間を省くことができます。

尋ねるべき重要な質問:

* ストロークや動作間の停止時間を含め、システムはどのくらいの頻度で使用されていますか?

* システムはどのくらいの期間持続する必要がありますか?