정확도 및 반복성, 용량, 이동 길이, 사용법, 주변 환경, 타이밍, 방향, 속도.

ACTUATOR(정확도, 용량, 이동 길이, 사용, 주변 환경, 타이밍, 방향 및 속도의 약자)를 사용하여 선형 모터 구동 액추에이터를 올바르게 지정하고 크기를 조정하는 방법에 대한 몇 가지 팁을 소개합니다. 이를 통해 모든 주요 매개변수를 기억할 수 있습니다.

특정 용도에 적합한 액추에이터를 선택하는 것은 쉬운 일처럼 보일 수 있습니다. 하지만 신뢰할 수 있는 액추에이터를 선택하는 데는 일부 엔지니어와 시스템 통합자가 생각하는 것보다 훨씬 더 많은 요소가 필요합니다. 성능이 좋지 않은 액추에이터는 종종 기본 사양 오류로 인해 발생합니다.

안정적이고 반복 가능한 선형 운동을 얻으려면 4개의 하위 시스템을 갖춘 고품질 액추에이터 설정에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 것이 목표입니다.

1. 물리적 공간에서 모든 액추에이터 구성 요소를 정확하게 고정하고 작업장에서 액추에이터를 고정할 수 있는 방법을 제공할 수 있는 구조 시스템

2. 개별 구성 요소의 구동계로 구성된 회전-선형 모션 변환기

3. 최소 마찰과 최대 하중 용량 및 수명으로 캐리지를 직선으로 정확하게 안내하는 선형 마모 요소

4. 작업물, 그리퍼, 카메라, 광학 장치 또는 기타 탑재물을 안전하게 고정하는 이동 캐리지

1번째 설계 목표:

정확성과 반복성

설계 엔지니어가 액추에이터가 동작에 필요한 성능을 정확히 정의하지 않으면, 시스템 사양을 과도하게 지정하거나 과도한 비용을 지불하게 될 가능성이 높습니다. 특히 정확도와 반복성의 차이에 대한 오해가 있는 경우 더욱 그렇습니다. 대부분의 액추에이터 적용 분야에서는 반복성이 절대 정확도보다 더 중요합니다.

반복성은 단방향 또는 양방향으로, 같은 방향 또는 어느 방향에서든 접근했을 때 시스템이 명령 위치를 얻는 능력을 측정합니다. 정확도에 영향을 미치는 두 가지 주요 사양은 이동 거리와 위치입니다. 정확도는 미크론 또는 1/1000인치 단위로 지정하는 것이 일반적입니다.

예를 들어, 선형 액추에이터 위에 그리퍼가 있는 로봇을 상상해 보세요. 액추에이터는 로봇을 다양한 위치로 이동시켜 그리퍼가 상자를 잡고 팔레트에 놓을 수 있도록 합니다. 로봇을 제자리로 이동시키기 위해서는 이 동작이 반복 가능하고 상당히 정확해야 하지만, 정밀한 정확도는 필수적이지 않습니다. 경험적으로 볼 때, 액추에이터를 사용하는 대부분의 최종 포장 작업에서는 ±50µm의 위치 반복 정밀도가 충분히 허용 가능합니다. 더 정밀한 위치 제어가 필요한 애플리케이션에서는 선형 인코더를 추가하는 것을 고려해 보세요.

2번째 설계 목표:

용량

액추에이터가 견뎌야 할 하중, 모멘트, 힘을 생각해 보세요. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 정적 하중

• 동적 하중

• 굽힘 모멘트

• 추력

어떤 설정이든 액추에이터의 내부 구조는 부하 용량에 직접적인 영향을 미칩니다. 일부 제조업체는 고속에서 무거운 하중을 견딜 수 있도록 액추에이터를 설계 및 제작하는 반면, 다른 제조업체는 고속에서 가벼운 하중을 지탱하도록 제작합니다. 적절한 설계를 선택하려면 적용 분야의 세부 사항을 아는 것이 중요합니다. 팁: 액추에이터를 비교할 때는 위에 언급된 사양 단위(SI, US 또는 Imperial)를 주의 깊게 확인하여 동일한 사양을 비교하십시오.

산업용 액추에이터는 높은 강성을 갖추고 있으며 6자유도 중 5자유도에서 최대 하중 용량을 처리하며 6번째 축에서 낮은 마찰 운동을 허용합니다.

3번째 설계 목표:

여행 길이

액추에이터의 스트로크는 밀리미터 또는 인치 단위로 측정되며, 액추에이터를 움직여야 하는 거리입니다. 그러나 전체 이동에는 안전 스트로크, 즉 하드 스톱 간 거리(hard-stop-to-hard-stop distance)가 포함되어야 합니다. 스트로크와 전체 길이의 차이를 주의 깊게 구분하십시오. 팁: 이 단계에서 시스템이 들어맞아야 하는 체적 범위 또는 전체 설치 면적도 정의하십시오.

4번째 설계 목표:

용법

사용률(듀티 사이클이라고도 함)은 일반적으로 분당 사이클 수로 표현됩니다. 유효 수명은 액추에이터가 가져야 하는 시간, 연수, 사이클 또는 선형 거리입니다. 다시 말해, 이 사양은 액추에이터의 작동 빈도와 필요한 수명을 설명합니다. 수명 요건 외에도 적용 분야 세부 사항(모션 프로파일, 사이클 시간, 정지 시간 등)을 고려하십시오. 공급업체에 유지보수 일정에 대해서도 문의하십시오. 일부 액추에이터는 20,000km 후에만 재윤활이 필요한 반면, 더 자주 관리해야 하는 액추에이터도 있습니다.

5번째 설계 목표:

주변 환경

액추에이터를 둘러싼 작업 조건은 다음과 같이 주변 환경을 형성합니다.

• 작동 온도 범위

• 상대 습도 범위

• 오염 입자의 종류와 양

• 부식성 유체 또는 화학 물질의 존재

• 정기적인 청소 또는 세척 요구 사항

이러한 요소들을 염두에 두고, 혹독하거나 극한의 환경에서는 액추에이터의 구동부를 습기, 먼지 및 기타 오염 물질로부터 보호하기 위해 특수 씰과 벨로우즈가 필요할 수 있습니다. 이 부분이 우려되는 경우, 공급업체에 이러한 씰과 벨로우즈의 공급 여부를 문의하십시오.

6번째 설계 목표:

타이밍

설계 엔지니어, 시스템 통합업체, OEM 및 최종 사용자는 특히 초기에 액추에이터를 설계할 때 프로젝트 일정을 무시하는 경우가 많습니다. 다른 성능 사양에도 세심한 주의를 기울여야 하지만, 시간과 예산 제약도 염두에 두어야 합니다. 전체 프로젝트 마감일, 견적 요청, 시제품 및 생산 일정을 잊지 마십시오. 이러한 사항들을 무시하면 나중에 시간과 노력을 낭비할 수 있습니다. 완벽한 액추에이터를 찾았는데 프로젝트의 시간 및 예산 제약에 맞지 않는다는 것을 깨닫는 것보다 더 안타까운 일은 없습니다.

7번째 설계 목표:

정위

적절한 액추에이터를 선택하는 것은 사용 가능한 기하학적 공간에 어떻게 장착할 것인지에도 달려 있습니다. 이는 하중과 힘의 방향을 결정합니다. 캐리지는 수평 방향으로 위를 향하게 됩니까, 아니면 아래를 향하게 됩니까? 시스템 설치 공간과 애플리케이션 형상에 따라 수직 방향과 기울어진 배치도 가능합니다. 각 방향은 액추에이터가 주어진 하중을 지탱할 수 있는 능력을 궁극적으로 표현하는 힘 계산에 영향을 미칩니다. 다축 시스템에는 액추에이터를 단단히 연결하고 정렬 불량과 진동을 줄이기 위해 특수 브래킷과 크로스 플레이트가 필요합니다.

8번째 설계 목표:

요금

용도에 가장 적합한 액추에이터를 선택하려면 목표 모션 프로파일을 결정해야 합니다. 여기에는 이동 속도뿐만 아니라 필요한 가속 및 감속 속도도 포함됩니다. 일부 산업용 액추에이터는 최대 5m/s의 이동 속도에서 높은 하중을 견딜 수 있지만, 속도 및 하중 용량이 제한적인 액추에이터도 있습니다. 따라서 해당 작업에 맞는 액추에이터를 선택해야 합니다.