そしてどうすればそれを回避できるのか…

ガントリーは、直交ロボットやXYテーブルなどの他の多軸システムとは異なり、2つのベース軸（X軸）を平行に配置し、それらを垂直軸（Y軸）で接続します。この2軸配置により、広く安定した設置面積が得られ、ガントリーシステムは高い耐荷重、長い移動距離、優れた剛性を実現しますが、同時にラックと呼ばれる現象が発生する場合があります。

2本の直線軸を並列に取り付けて接続する場合、軸が完全に同期しないリスクがあります。つまり、移動中に一方のX軸がもう一方の軸より「遅れ」、先行軸が遅れている軸を引っ張ろうとするのです。このような状況が発生すると、接続軸（Y軸）が歪んでしまう可能性があります。つまり、2本のX軸に対して垂直ではなくなります。X軸とY軸が直交性を失う状態はラッキングと呼ばれ、システムがX方向に移動する際に拘束状態になるだけでなく、X軸とY軸の両方に損傷を与える可能性のある力が加わる可能性があります。

ガントリーシステムにおけるラックングは、設計や組み立てにおける様々な要因によって引き起こされる可能性がありますが、最も影響力のある要因の一つはX軸の駆動方法です。2つのX軸を並列に配置する場合、設計者は各X軸を独立して駆動するか、片方の軸を駆動し、もう片方の軸を「スレーブ」軸、つまり追従軸として扱うかを選択できます。

低速アプリケーションで、2つのX軸間の距離が比較的短い（Y軸のストロークが短い）場合、片方のX軸のみを駆動し、もう一方のX軸を駆動機構のない従動軸として動作させることも可能です。この設計では、軸間の接続部の剛性、つまりY軸の剛性が重要な懸念事項となります。

駆動軸は非駆動軸を実質的に「引っ張る」ため、両者の接続部に曲げ、ねじれ、その他の非剛性挙動が生じると、2つのX軸間の摩擦や負荷の差がすぐにラックや拘束につながる可能性があります。また、Y軸が長くなるほど、剛性は低下します。そのため、X軸間の距離が1メートル未満のアプリケーションでは、「駆動フォロワー」配置が一般的に推奨されます。

より洗練された駆動ソリューションは、各軸に個別のモーターを使用し、コントローラーを介してマスタースレーブ方式で同期させることです。ただし、この構成では、機械駆動の移動誤差が完全に（またはほぼ完全に）一致している必要があります。一致していないと、モーター1回転あたりの各軸の移動距離のわずかなずれによって、ラックや拘束が生じる可能性があります。

高速・高精度ガントリーアプリケーションでは、一般的にボールねじとラック＆ピニオン駆動が駆動機構として選択されます。これらの技術は、各軸の直線誤差を同等にするために選択的に組み合わせることができ、不適合な駆動アセンブリで発生する可能性のある誤差の蓄積をある程度回避できます。ベルト駆動やチェーン駆動はピッチ誤差を生じやすく、調整と補正が困難なため、X軸が独立して駆動されるガントリーシステムには一般的に推奨されません。一方、リニアモーターは機械誤差がなく、長い移動距離と高速性を提供できるため、ガントリーシステムの平行軸には最適な選択肢です。

もう1つの解決策は、上記の2つの選択肢の妥協案とも言えるもので、1つのモーターで両方のX軸を駆動することです。これは、モーター駆動軸の出力を、距離カップリング（コネクティングシャフトとも呼ばれます）を介して2つ目の軸の入力に接続することで実現できます。この構成により、2つ目のモーター（およびそれに伴う同期）が不要になります。

ただし、距離カップリングのねじり剛性は重要です。軸間で伝達されるトルクによってカップリングが「ワインドアップ」状態になると、ラックや固着が発生する可能性があります。この構成は、X軸間の距離が1～3メートルで、負荷と速度の要件が中程度の場合に適した選択肢となることがよくあります。

ガントリーシステムでラックが発生するもう一つの要因は、2つのX軸間の取り付け精度と平行度の不足です。2つのリニアガイドを平行に設置して動作させる場合、片方または両方のガイドのベアリングに過負荷がかからないように、平行度、平面度、真直度に一定の許容範囲が必要です。ガントリーシステムでは、Y軸の移動距離が長いためX軸間の間隔が広くなる傾向があり、X軸の取り付けと平行度はさらに重要になり、長距離では角度誤差が増幅されます。

ガイド技術によって、平行度、平面度、真直度にはそれぞれ異なるレベルの精度が求められます。ガントリーアプリケーションにおいて、平行X軸に最適なリニアガイド技術とは、通常、必要な荷重容量と剛性を確保しつつ、取り付けおよびアライメント誤差に対する許容度が最も高い技術です。

循環ボールまたはローラープロファイルのレールガイドは、一般的にあらゆるリニアガイド技術の中で最も高い耐荷重性と剛性を備えていますが、平行構成で使用する場合、固着を防ぐために非常に正確な取り付け高さと平行度の公差が必要です。一部のメーカーは、ある程度のミスアライメントを補正できる「セルフアライニング」タイプの循環ボールベアリングを提供していますが、剛性と耐荷重性は低下する可能性があります。

一方、精密軌道上で走行するガイドホイールは、プロファイルレールガイドよりも取り付けやアライメントの精度がそれほど必要ありません。2本の軌道を並列に使用しても、チャタリングや拘束などの走行上の問題が発生することなく、ある程度の不正確さの表面にも取り付けることができます。

アライメントはダイヤルインジケータやワイヤーなどの簡単なツールで行うことができますが、ガントリーシステムでは配線が長くなるため、現実的ではないことがよくあります。さらに、複数の平行軸と垂直軸をアライメントするには、複雑さが増し、時間と労力が飛躍的に増加します。

このため、ガントリー軸間の真直度、平坦度、直交性を保証するには、レーザー干渉計が最適なツールとなることがよくあります。