즉시 설치 가능한 선형 모듈은 다양한 산업 분야에서 다양한 기계에서 재료, 제품 및 생산 도구를 이동하는 데 사용됩니다.

기계 설계자는 특정 생산 및 성능 요구 사항에 따라 선형 모듈을 선택할 때 다양한 옵션을 선택할 수 있습니다. 하지만 정밀하고 정확한 동작이 가장 중요한 요건인 일부 산업 및 시스템 애플리케이션도 있습니다.

특히 반도체 제조, 레이저 절단 기계, 전자 조립 및 실험실 자동화 시스템과 같은 응용 분야에는 매우 엄격한 엔드포인트 정확도와 모션 사이클 전반에 걸쳐 최소한의 진동으로 원활하게 이동해야 하는 정밀 선형 모듈이 필요합니다.

정밀 선형 모듈을 구별하는 몇 가지 주요 설계 및 성능 특성을 이해하면 기계 및 시스템 설계자가 제작하는 기계의 요구 사항을 충족하는 가장 적합한 제품을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.

정확한 동작의 필요성
레이저 절단, 의료 검사 장비의 자동 샘플링 시스템, 또는 제조 장비를 통한 반도체 웨이퍼 이동을 위한 초정밀하고 섬세한 동작은 이동 중 매우 안정적이고 거의 진동이 없는 동작을 요구합니다. 목표 지점에 최고의 정확도로 도달하는 것이 최우선 목표입니다.

안정적인 동작은 선형 이동으로 인한 손상이나 열화로부터 매우 취약한 재료를 보호하는 데 매우 중요합니다. 반도체 웨이퍼가 대표적인 예입니다. 매우 섬세하며, 완성된 웨이퍼에는 크기에 따라 수백만 달러 상당의 칩이 포함될 수 있습니다.

각 웨이퍼는 수백 개의 공정 단계를 거쳐야 하며, 한 단계에서 다음 단계로 이동할 때마다 선형 모듈의 진동으로 인해 공정 중인 웨이퍼가 손상되어 최종 품질이 저하될 위험이 있습니다. 진동이 적을수록 위험도 줄어듭니다.

생산성 향상을 위해서는 종단점 정확도가 매우 중요합니다. 전자 부품 트레이가 고속 자동 조립 공정을 통과할 때, 선형 모듈이 미크론 수준의 정확도로 트레이를 조립 도구에 전달하면 최대 처리량 생산성을 달성할 수 있습니다.

이러한 안정적인 동작과 최종 지점의 정확도는 매일 수천 번의 동작 사이클을 통해 반복 가능해야 한다는 점도 중요합니다. 부품의 위치를 ​​미세 조정하는 데 수 밀리초가 소요된다면, 이 밀리초는 생산 시간 증가로 이어져 처리량 감소, 비용 증가, 납품 일정 지연 등의 문제를 초래할 수 있습니다.

이러한 목표를 달성하려면 고성능 정밀 선형 모듈에서 발견되는 주요 설계, 재료, 구조 및 기능을 고려해야 합니다.

건축 자재
모듈의 하우징 설계와 구성 재료는 장기적인 정확성과 반복성을 좌우하는 중요한 요소입니다.

선형 모듈 분야에서는 알루미늄이나 강철이 하우징 또는 "프로파일" 제작에 가장 일반적으로 사용됩니다. 알루미늄 하우징은 비용 효율적인 압출 방식으로 제작되어 다양한 모듈 크기와 길이에 맞춰 제작할 수 있기 때문에 표준적인 선형 모듈에 널리 사용됩니다.

하지만 강철 가공 하우징으로 제작된 정밀 선형 모듈을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 하우징은 일반적으로 알루미늄 기반 모듈(매우 안정적이지만 강철 하우징이 지탱할 수 있는 수준에는 미치지 못함)에 비해 모듈 탄성과 원하는 이동 경로 편차가 훨씬 적습니다.

모듈의 탄성으로 인해 모듈은 장착된 기계 프레임의 모양을 그대로 유지합니다. 압출 알루미늄 하우징의 경우, 모듈이 부착된 부분에 비틀림이나 휘어짐과 같은 변형이 있어도 그 변형을 반영할 수 있습니다.

정밀 선형 모듈은 가공된 강철 하우징을 사용하기 때문에 이러한 편차가 방지되어 매우 높은 평탄도 또는 직진성을 보장합니다. 이는 진동 감소, 종단점 정확도 및 위치 반복성에 기여합니다. 또한, 하우징에 통합 가이드 트랙이 있는 가공된 기준 모서리가 있는 모듈을 찾으십시오. 일부 회사에서는 빠른 장착과 간편한 정렬을 위해 사용자가 어느 쪽 기준 모서리가 기계 연마되었는지 지정할 수 있도록 허용하기도 합니다.

적절한 응용 프로그램을 위한 적절한 크기
매우 정밀한 작업이 필요한 경우, 하중을 감당할 수 있는 적절한 크기의 부품을 선택해야 합니다. 예를 들어, 축 방향 또는 비틀림 하중은 단순 반경 방향 하중보다 더 넓거나 더 무거운 부품이 필요할 수 있습니다. 또한, 공작 기계, 반도체 생산, 전자 제품 제조 등 많은 첨단 응용 분야에서 생산 시스템은 비교적 소형이어서 좁은 기계 공간에 쉽게 설치할 수 있는 소형 정밀 모듈이 필요합니다. 많은 공급업체에서 다양한 크기를 제공합니다.

또한, 시스템이 작동하는 환경, 하중이 장착되는 각도, 필요 속도, 이동 거리, 그리고 필요 듀티 사이클과 같은 다른 기본적인 선형 운동 설계 기준도 고려하는 것이 중요합니다. 업계에서는 이를 LOSTPED(하중, 방향, 속도, 이동 거리, 정밀도, 환경, 듀티 사이클)라고 합니다.

모션 구성 요소
정밀하고 안정적인 모션은 리니어 모듈을 구동하는 모션 구성 요소의 산물이기도 합니다. 정밀 리니어 모듈의 경우, 볼스크류 드라이브가 최적의 솔루션을 제공합니다.

볼스크류 드라이브는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 매우 효율적입니다. 기계식 구동 장치로서 XYZ 방향으로 설치하여 필요한 정밀도와 반복성을 갖춘 동작을 수행할 수 있습니다.

풀 콘택트 씰이 적용된 볼 스크류는 높은 강성, 높은 정밀도, 그리고 뛰어난 속도의 고유한 조합을 제공하여 다양한 정밀 모션 응용 분야에 유용합니다. 특히, 상당한 축방향 하중을 견딜 수 있어 특히 금속, 목재, 석재 절단 분야에서 선형 모터보다 더 나은 선택이 되는 경우가 많습니다.

정밀 모듈의 리니어 가이드 설계 또한 중요합니다. 리니어 가이드의 정확도는 런너 블록이나 베어링이 이동하는 레일의 진직도, 볼이나 롤러가 이동하는 베어링 내부의 궤도, 그리고 레일 장착면의 평탄도 등 여러 요인에 따라 달라집니다.

가장 중요한 평가 영역 중 하나는 레일을 따라 이동하는 런너 블록 내부 볼 재순환의 부드러움입니다. 정확도 스펙트럼의 매우 높은 영역에 속하는 응용 분야는 재순환 챔버 내 볼의 미세한 움직임이나 레일 시스템이 축을 중심으로 약간만 회전하더라도 부정적인 영향을 받을 수 있습니다.

처짐이나 틈새가 조금이라도 있으면 정확도가 떨어지고, 볼 재순환의 거칠기는 부정확성을 초래할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 선도적인 선형 모듈 공급업체들은 주요 전환 지점에서 재순환을 최적화하는 가이드를 통합하여 볼이 베어링 궤도를 따라 순환할 때 매우 부드러운 움직임을 일관되게 제공합니다.

볼 스크류 조립체와 최적화된 선형 가이드를 강철 하우징과 결합한 정밀 선형 모듈은 고정밀, 고속 자동화 시스템에 필요한 주요 특성을 많이 제공합니다.

윤활 및 밀봉
아무리 잘 설계되고 엔지니어링되었다 하더라도, 선형 모듈은 정밀하고 안정적인 동작을 유지하기 위해 수명 주기 내내 적절한 윤활이 필요합니다. 윤활이 전체 시스템 유지 관리에 효과적으로 통합되도록 하는 한 가지 방법은 모듈의 지속적인 윤활을 더 쉽고 편리하게 해주는 정밀 모듈을 선택하는 것입니다.

대부분의 정밀 모듈은 초기 그리스 주입을 위해 일반 산업용 윤활제를 사용합니다. 다른 모듈은 클린룸이나 전자 산업 요구 사항 등을 충족하는 등 더욱 진보된 윤활 옵션을 제공합니다.

최근 정밀 모듈 제품군을 업그레이드하여 더욱 진보된 LSS 표준 및 LSC 클린룸 윤활제를 포함했습니다. 액상 그리스를 사용하여 중앙 윤활 시스템에 연결하는 옵션도 있습니다. 자동 재윤활 기능은 작동 신뢰성을 높여 수동 윤활 시 발생하는 인적 오류를 방지합니다.

선형 모듈은 움직이는 부품이 있기 때문에 윤활이 필요하지만, 모듈이 제대로 밀봉되지 않으면 움직이는 부품에서 미세한 공기 중 입자가 발생할 수 있습니다(윤활제 자체도 공기 중으로 분산될 수 있습니다). 특히 클린룸 환경이나 민감한 생물학적 시료를 사용하는 실험실 자동화 시스템의 경우, 정밀 선형 모듈 공급업체가 제공하는 밀봉 옵션을 미리 평가하는 것이 중요합니다.

양쪽이 볼스크류 어셈블리 씰로 밀봉된 정밀 볼스크류 너트와 리니어 캐리지 어셈블리를 찾으세요. 이 설계는 윤활유가 외부로 유출될 위험을 크게 줄여줍니다.

구성 및 기술 지원
정밀 선형 모듈을 선택할 때 고려해야 할 마지막 요소는 기계 제작자가 필요한 모듈을 선택, 지정, 구성 및 주문하는 데 도움이 되는 공급업체의 기술 지원 수준입니다.

사용하기 쉬운 단계별 온라인 사이징 및 구성 도구를 제공하는 선형 모듈 공급업체를 선택하면 기계 설계자가 필요에 따라 적합한 모듈을 신속하게 구성하고 주문하는 데 도움이 될 수 있습니다. 일부 회사는 단일 도구로 기계, 모터 및 드라이브 조합의 선택 및 사이징을 지원하기도 합니다.

직접적인 도움이 필요한 경우, 선형 운동 기술에 대한 풍부한 경험을 가진 선형 모듈 공급업체와 협력하는 것도 합리적입니다. 이러한 회사는 전화, 이메일 또는 실시간 온라인 채팅 도구를 통해 선형 운동 엔지니어링 전문가의 기술 지원을 제공합니다. 많은 경우, 기계 제작자가 애플리케이션의 특정 크기 및 성능 요구 사항에 대해 확신하지 못하는 경우, 이러한 전문가들은 과거에 그러한 문제를 해결한 경험이 있을 것입니다.

오늘날 최첨단 자동화 시스템에서는 높은 처리량을 달성하기 위해 속도를 위해 품질을 희생할 필요가 없습니다. 특히 초정밀 선형 모션, 무진동 이송, 그리고 매우 정밀한 종단점 정확도가 요구되는 산업 및 애플리케이션의 경우, 적합한 정밀 선형 모듈을 선택하는 것은 제조 생산성, 효율성 및 품질에 중요한 역할을 할 수 있습니다.