ほとんどの線形モーションアプリケーションでは、従来のベルト駆動型またはネジ駆動型システムがうまく機能します。ただし、より長い線形距離が必要な場合に問題が発生する可能性があります。

ベルト駆動型のシステムは、長い線形運動が必要な場合は明らかな選択です。これらの比較的単純なシステムは、プーリードライブを使用してベルトに沿って張力をかけ、高速まで迅速に持ち込むことができます。ただし、これらのシステムがより長いストロークに達すると、垂れ下がったベルトで問題が発生する可能性があります。システムの長さ全体で緊張を維持することはできません。

また、ゴム製のベルト自体やプラスチック製のベルトからシステムには本質的に多くのギブがあります。システムの長さにわたるこの柔軟性は、振動や跳ね方を引き起こす可能性があり、馬車に鞭打ち効果が生じます。特定のプロセスがこれを処理できない場合、ネジ駆動型システムがより良い選択肢になる場合があります。ネジ駆動型システムには、正確な停止と配置で常にキャリッジの完全な制御を保証する固定機械要素があります。

安全性は、ネジ駆動型システムのもう1つの利点です。ベルト駆動型のシステムは、ベルトが破壊される可能性があるため、安全性が低くなります。このような障害は制御されておらず、垂直用途では、負荷が落ちて機械や人員を損傷する可能性があります。ネジ駆動型システムにはその問題はありません。障害時でも、ネジ駆動型システムは負荷が落ちないようにし、安全性を確保します。

歴史的に、ネジ駆動型システムの問題は、より長いストロークの長さに達するのが難しいことでした。ネジ駆動型システムは、通常、ネジをサポートし、より高い回転速度で鞭打ち効果を停止するために、ベアリングブロックのペアを使用して最大6メートルの長さで提供できます。低速であっても、長いネジは自分の体重によって引き起こされる曲げに対するサポートが必要です。このベアリングブロックサポートシステムは、従来、ロッドまたはワイヤーに接続されたブロックのペアで構成されていました。ペアは線形モーションシステムに沿って一緒に移動します。

システムがより長いストロークを必要とする場合、その長さに沿って定期的な分割でネジをサポートするために、より多くのベアリングブロックペアを追加できます。最大3ペアまたは4ペアを持つことは実用的ですが、ブロック間でロッドまたはワイヤを接続することは、この数を超えて困難になります。

より長いストローク

より長いストロークを達成するための最初の課題は、より長いネジのためにより多くのサポートポイントを提供できるシステムを作成することです。 1つの解決策は、ブロック用の接続システムを廃止し、代わりに、ブロックが互いに崩壊し、必要に応じて分離できるシステムを使用することです。ブロックが設定された位置に到達すると、ネジを導き、サポートするためにそこにとどまります。このようなシステムでは、ベアリングブロックペアで10、12、または13のサポートポイントを実現できます。ボールスクリューまたはリードネジ用のこのサポートシステムは、曲げたり鞭打ちしたりせずに長い移動距離を可能にします。

長さ6メートルを超えると、次の課題は長いネジを作成することです。ただし、利用可能な原材料の抑制により、ネジは通常、最大6メートルの長さのみ生産されます。それでは、10メートル以上のストローク長をどのように達成できますか？答えは、2つのネジを取り付けて、いくつかの正確な製造技術を採用することにあります。

リードネジとボールスクリューはローリングラインで製造され、各部分はわずかに異なる鉛偏差で生成される場合があります。したがって、2つの部分を結合するには、鉛偏差の違いを克服する必要があります。 2本のネジを正常に結合するには、可能な限り最小の偏差を持つ最高の精密なボールスクリューを使用する必要があります。ボールスクリューは正確に機械加工されている必要があり、熱が部品に入り、直径または鉛のジオメトリを変更しないようにします。 0.01または0.001ミリメートルの偏差でさえ、最終システムの問題を引き起こす可能性があります。

機械加工後、2つのリード間の偏差を最小限に抑えて、タップと穴を使用してネジを一緒に結婚させます。それらは最終的に高強度接着剤を使用して固定されます。 （ネジを一緒に溶接すると、再びジオメトリが変更され、問題が発生します。）

折りたたみ可能なサポートブロックシステムと精密製造ネジを備えたネジ駆動型システムは、10.8メートル以上の長さで作成できます。ストローク長2〜3メートルのシステムの最大速度は約4,000 rpmです。通常、システムが長くなると、鞭打ちを避けるために回転速度を大幅に下げる必要があります。しかし、追加のサポートにより、長さ10メートルまでのネジ駆動型システムは4,000 rpmで実行できます。

長さのアプリケーション

長いストロークの長さのネジ駆動型システムは、幅広い産業で正確な線形位置を提供するために使用されています。良い例は、金属パイプとチューブ用の自動溶接システムです。長い移動長にわたる溶接ノズルの正確な位置決めが必要です。チタンなどの高品質の材料が溶接されている用途では、金属の酸化を避けるために操作が真空で実行されます。

自動車業界の多くのアプリケーションは、長い旅行の長さを必要とします。たとえば、6軸ロボットは、多くの場合、溶接または機械駆動操作のために長時間の線形アクチュエーターに取り付けられます。速度はロボットアームを輸送するための重要な要因ではないかもしれませんが、長さの長さと非常に正確な位置決めが必要です。

光ケーブルの製造は、生成される繊維の品質を危険にさらすことなく停止できない高速で連続的な動作です。ケーブルは大きなリールにスプールされています。 1つのリールがいっぱいになったら、製品の損失を最小限に抑えるために迅速に交換する必要があります。精度と速度は、効率を処理するために不可欠です。長いネジ駆動型システムは、このアプリケーションで、リールの重い負荷を処理する機能とともに両方を提供できます。

垂直平面内の重機の動きを必要とするアプリケーションは、線形ネジの剛性と故障安全性の機能から利益をもたらします。たとえば、航空機産業では、高精度カメラが上下に移動します。ネジは重い重量を安全かつ正確に運びます。このようなアプリケーションでは、大きな直径のボールを備えた特別なボールガイドシステムを使用して、動的な負荷モーメントを占有します。

既存のシステムの改善

多くの長さの線形モーションアプリケーションでは、ボールスクリューは完全に開いたままになります。このようなシステムには2つの一般的な問題があります。システムが目的の速度で動作できないか、システムを維持することは困難です。なぜなら、開いたネジはほこりや破片を引き付けるため、ボールナットの早期故障を避けるために定期的なクリーニングを必要とするためです。

このようなアプリケーションでは、積み重ねられたベアリングブロック構成によって提供される追加のサポートは、ネジをはるかに高速で操作できることを意味します。クリーニングと信頼性の問題は、ネジを保護し、メンテナンス要件を大幅に削減する覆われた封印されたシステムを使用して解決できます。囲まれたネジは、ほこりや破片の侵入から保護されており、定期的な洗浄がなければ、最適なパフォーマンスと信頼性を維持できます。

このようなシステムでは、キャリッジには掘削されたチャネルを装備し、グリースニップルに接続できます。これにより、ケーシングを開くことなく、単一のポイントから潤滑が可能になります。ユニットを開く必要はないため、限られた量のほこりや水がシステムに浸透する可能性があります。最も汚い環境でも保護されています。