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彫刻機用リニア位置決めシステム

ベルト駆動/ねじ駆動/空気圧駆動/ラックアンドピニオン駆動/リニアモーター駆動

【ベルト駆動式およびスクリュー駆動式アクチュエータ】

ベルト駆動とスクリュー駆動は異なる技術ではあるものの、電気機械式アクチュエータの中で最も一般的な2つのタイプであるため、同じカテゴリーに分類するのが妥当である。リニアアクチュエータのほとんどのメーカーは、ベルト駆動とスクリュー駆動の両方のオプションを提供している。

ベルト駆動アクチュエータは、さまざまなガイド機構を使用できますが、最も一般的なのは、プレーンベアリング、カムローラーガイド、および再循環ベアリング(プロファイルレールまたは丸軸上を転動する)です。ベルト駆動システムは、高速かつ長ストロークが特長であるため、多くの場合、アルミニウム押出成形品に収められるか、保護ハウジングのない開放型構成で使用されます。

ねじ駆動方式には、ボールねじ駆動方式とリードねじ駆動方式の2つのサブカテゴリがあります。ボールねじアクチュエータはリードねじアクチュエータよりも再現性と推力に優れていますが、どちらもねじのリード(ピッチ)によってギアリング効果を発揮します。

ねじ駆動アクチュエータで最も一般的なガイドシステムはプロファイルレールですが、リードスクリュータイプはプレーンベアリングでガイドされる場合もあります。ねじ駆動アクチュエータは、エンドベアリングをしっかりと固定する必要があるため、多くの場合、アルミニウム押出成形品で覆われています。ただし、高い移動精度が求められる場合は、ボールねじタイプが一般的に機械加工された鋼製ハウジングで提供されます。

【空気圧駆動アクチュエータ】

他のアクチュエータとは異なり、空気圧駆動式アクチュエータは電気機械式装置ではありませんが、自動化機器における普及率の高さから、リニアアクチュエータの重要なカテゴリーとなっています。空気圧アクチュエータは、さらにスライダー型とロッド型の2つのサブカテゴリーに分類できます。

スライダ型アクチュエータでは、動作範囲はハウジング内に収まり、負荷はスライダ(キャリッジ、サドル、テーブルとも呼ばれる)に取り付けられます。

ロッド型アクチュエータでは、ハウジングから伸縮するロッドによって動作が生み出されます。負荷はロッドの先端に取り付けることも、ロッドを使って負荷を押すこともできます。(例えば、段ボール箱にラベルを押し付けたり、不良品をコンベア上の分岐レーンに押し出す場合など。)

スライダー式空気圧アクチュエータは、設計上の負荷に応じて、循環軸受または滑り軸受によってガイドされる。

ロッド式のタイプは通常、半径方向(下方/上方/横方向)の荷重に対応するようには設計されておらず、単純な滑り軸受を使用してロッドをガイドしますが、耐荷重能力に大きく貢献することはありません。

【ラックアンドピニオン駆動アクチュエータ】

極めて長い長さや汚染に対する堅牢性を求める場合、ラックアンドピニオン駆動方式が最適な選択肢となることが多い。しかし、これらの特性ゆえに、用途によっては適切なガイドシステムを見つけるのが難しい場合もある。

極めて長い長さの場合、連結されたプロファイルレールが使用されることもありますが、汚染が重大な懸念事項となる場合は、通常、金属製の車輪が好まれます。ラックアンドピニオン式の特長は、複数のキャリッジを独立して駆動できることです。ラックアンドピニオン式アクチュエータの一般的な用途としては、自動車製造でよく見られるオーバーヘッドガントリーが挙げられます。

【リニアモーター駆動アクチュエータ】

リニアモーターアクチュエータは、複数のキャリッジを備え、長い移動距離を実現することも可能ですが、主に高精度かつ高ダイナミックな動作に使用されます。

リニアモーターの長所を補完するために、これらのアクチュエータは、高精度なプロファイルレール、クロスローラーガイド、あるいはエアベアリングをガイドシステムとして使用しています。

リニアモーターは、押し出し成形されたハウジングや機械加工されたアルミニウム板に取り付けることができますが、最高の移動精度仕様を満たすためには、機械加工された鋼板や花崗岩のベースに取り付けることもできます。

【一言で言うと】

選択肢が非常に多いため、最適なリニアアクチュエータを選ぶのは複雑な作業であり、唯一の「正解」となる方法はありません。しかし、通常はメーカーのサイジングソフトウェアまたは選定プログラムから始めるのが最善です。それでも、多くの場合、複数の選択肢が表示されますが、メンテナンスの容易さ、既存のコンポーネントやシステムとの統合性、設置スペースの制約など、定量的な基準以外の基準を考慮することで、選択肢を絞り込むことができます。


投稿日時:2019年12月9日
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