생명과학, 의료 및 생물의학 장비 제조업체는 경쟁력 강화와 시장 성장을 위해 첨단 기술, 작업 흐름 및 프로세스 개선을 끊임없이 추구해야 합니다. 그러나 이러한 발전은 단순히 성공 확대에만 초점을 맞춰서는 안 되며, 작동 중 정확성, 신뢰성, 기능성을 보장하고 사용 중 고장을 예방하는 데에도 중점을 두어야 합니다.

선형 모션 시스템의 사소해 보이는 구성 요소 하나에서 개선 및 안전 조치를 소홀히 하면 불편함에서부터 재앙에 이르기까지 다양한 결과를 초래할 수 있습니다. 제조업체와 사용자 모두 항상 주의를 기울여야 합니다.

적절한 초점을 맞춘다면, 차세대 선형 모션 시스템을 설계, 설치 및 유지 관리하여 생명 과학, 의료 및 생물 의학 장비의 이점을 발전시키고 생명을 구하는 데 필수적인 응용 분야에서 그 효과를 보장할 수 있습니다.

결과

안정적인 선형 운동은 필수적인 작동 조건이므로, 장비 제조업체와 사용자는 선형 운동 부품 또는 시스템에서 비교적 드물게 발생하는 고장 위험까지도 전 과정에 걸쳐 모니터링해야 합니다. 이러한 모니터링은 DNA 시퀀싱 장비부터 바이오프린팅 장비, 원자력 현미경(AFM)에 이르기까지 다양한 장비에 적용됩니다.

이번 일의 판돈은 엄청납니다.

단일 부품이나 시스템의 고장은 비교적 짧은 시간 동안의 가동 중단에도 불구하고 장비 사용자에게 수십만 달러의 손실을 초래할 수 있습니다. 위치, 고장의 심각성, 수리 또는 교체에 소요되는 시간에 따라 비용은 훨씬 더 커질 수 있습니다.

인명 안전 위험 또한 매우 중요한 문제입니다. 드물기는 하지만, 설계 결함이나 운영 안전 수칙 미준수로 인해 끼임 사고부터 폭주하는 시스템까지 다양한 사고가 발생할 수 있으며, 압착 손상이나 감전으로 인한 피해가 발생할 수 있습니다.

사양 및 설계

선형 모션 제조 시설은 모든 핵심 공정의 일관성을 보장하기 위해 ISO 인증을 완벽하게 획득해야 합니다. 또한, 정밀한 프로토타입 제작을 통해 완성된 모션 부품 또는 시스템의 성능과 신뢰성을 유지하는 데 중요한 단계를 파악합니다. 조립 또는 테스트 과정에서 사소하지만 중요한 단계 중 하나라도 누락되거나 잘못 수행될 경우, 궁극적으로 현장에서 시스템 고장으로 이어질 수 있습니다.

많은 제조업체는 장비 업그레이드 전에 수년간 안정적인 서비스를 제공할 수 있도록 목표를 설정합니다. 따라서 부품의 수명을 정확하게 계산하는 것이 중요합니다. 사용 환경에 따라 작동 주기가 다를 수 있으므로, 많은 선형 모션 부품의 수명은 주행 거리(킬로미터)로 표시됩니다. 선형 모션 제조업체는 이러한 계산 결과를 바탕으로 제품에 대한 다양한 결정을 내려야 합니다.

예를 들어, 널리 사용되는 한 케이블은 50mm 이상의 굽힘 반경을 유지할 경우 1천만 회 이상의 굽힘 주기를 견딜 수 있다고 명시되어 있습니다. 그러나 굽힘 반경이 적절하지 않으면 케이블에서 떨어지는 미세 입자나 케이블 트랙 또는 커넥터에 가해지는 스트레스로 인해 조기 고장이 발생할 수 있습니다(특히 유지 보수 일정이 엄격하게 준수되지 않는 경우).

맞춤 설정을 고려해 보세요

기성 부품은 많은 장비 조립에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 기성품 선형 모션 스테이지 요소는 공급업체가 조립하는 다른 구성 요소 및 구조물의 정확한 조합과 호환되도록 설계 및 제작되지 않았을 수 있다는 점이 우려 사항입니다. 예상치 못한 호환성 문제가 발생할 수 있습니다.

문제는 제조업체가 일상적인 설계, 품질 관리 및 검사 절차를 통해 문제를 발견할 수 있을까 하는 것입니다. 아마도 그럴 가능성이 높지만, 확실하다고는 할 수 없습니다.

특정 성능 및 설계 요구 사항을 충족하려면 맞춤형 제품만이 유일한 해결책인 경우가 많습니다. 맞춤형 제품을 통해 제조업체는 애플리케이션에 필요한 스테이지 설계 측면에 집중하여 속도, 가속도, 안정성 등 다양한 요소를 구체적으로 조정할 수 있습니다. 또한 기성품 스테이지에 기본으로 제공되는 불필요한 기능을 제거하여 비용을 절감할 수도 있습니다. 뿐만 아니라 숨겨진 호환성 문제 없이 완벽한 통합 솔루션을 보장합니다.

공급업체는 선형 모션 제조업체로부터 "사양서부터 시제품 제작까지" 주문 전반에 걸친 진정한 관리 통제를 기대해야 합니다. 이러한 지능적인 맞춤화는 제품의 단점을 예측하고 제거하며, 통합 과정에서의 장애물을 피하고, 전반적인 고장을 예방하는 데 필수적입니다.

작업에 필요한 정확한 크기, 모양, 코팅 또는 재질의 제품을 지정하십시오. 또한 정확성, 속도, 평탄도, 예압(내부 간극 제거를 통한 강성 증가), 수명, 유지보수 수준 및 가격에 대한 고유한 목표를 충족하는 솔루션을 요구하십시오.

때로는 더욱 혁신적인 소재가 특정 맞춤형 설계의 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 탄소 섬유 구조는 무게와 두께는 줄이면서도 구조적 강도, 강성 및 안정성을 최적화할 수 있습니다. 또한 세라믹 베어링은 특정 윤활 문제에 대한 효과적인 해결책이 될 수 있습니다.

조심해서 다루세요

특정 용도로 사용될 선형 운동 부품이 장비 제조업체의 작업장에 도착하면 다른 위험이 발생할 수 있습니다.

선형 모션 제조업체는 이 중간 단계에서 발생하는 여러 문제를 해결하기 위해 투입될 수 있습니다. 예를 들어, 선형 모터에서 코일이 모터 트랙 내부를 이동하면서 트랙에 마찰되는 걸림 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 취급 과정에서 발생하는 충격으로 인해 코일이나 트랙의 정렬이 약간 어긋나는 등의 문제가 원인일 수 있습니다. 또한, 이동 스테이지 부분인 새들이 충격을 받아 변형될 수도 있습니다. 대형 툴을 제작하는 과정에서 너무 긴 나사를 사용하여 한 선형 모션 플레이트를 관통시켜 긁힘을 발생시키거나 작동 중 예측할 수 없는 힘이 가해질 위험이 있을 수 있습니다. 코일을 고정 장치에서 분리하여 추가 케이블을 연결한 후 잘못 다시 조이는 경우도 발생할 수 있습니다.

이러한 사고는 공정 성능의 약간의 저하에서부터 모터 소손 및 대규모 가동 중단 사태에 이르기까지 다양한 위험을 초래할 수 있습니다. 표면 준비 또한 세심한 주의를 기울여야 합니다. 모든 세부 사항에서 허용 오차가 정확히 일치해야 합니다.

어떤 경우에는 이러한 공정에 필요한 공구를 제작하는 제조업체가 이동 평탄도(예: 0.0005인치)를 기준으로 제작된 선형 운동 부품을 사용할 수 있습니다. 하지만 공구 제작업체는 해당 부품을 평탄도가 0.005인치에 불과한 더 큰 조립체에 고정합니다. 그 결과 스테이지에 미세한 비틀림이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 이는 베어링의 걸림으로 인한 베어링의 조기 마모, 볼 스크류에 가해지는 추가적인 힘, 또는 선형 모터의 과열 및 고장을 초래할 수 있습니다.

겟 그라운드

선형 운동 시스템의 모든 구성 요소에 적절한 접지가 되어 있는지 확인하는 것은 제조업체가 향후 문제를 예방하기 위해 취할 수 있는 또 다른 예방 조치입니다. 이러한 누락은 작업자에게 감전 위험을 초래할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 성능에도 영향을 미칠 수 있습니다.

접지 루프가 접지 경로를 통해 피드백되면 엔코더에 잘못된 판독값이 발생하여 구성 요소가 1mm만 이동했는데 컨트롤러는 100mm 이동을 기록할 수 있습니다. 이러한 오류를 간과할 경우, 위치 정확도 문제로 인해 계측기 판독값에 오류가 발생하여 부정확한 분석으로 이어질 수 있습니다.

운송 및 설치

선형 운동 시스템의 충격 하중에 대한 상대적으로 낮은 저항성은 앞서 논의되었습니다. 가장 큰 위험이 발생하는 시점은 자연스럽게 세 가지 기간으로 나뉩니다.

• 선형 운동 장치 공급업체에서 장비 공구 제조업체로 운송하는 동안;
• 시스템이 장비에 도착하여 통합되는 동안;
• 완성된 장비 조립품을 공정 현장으로 운반하고 설치하는 동안.

신뢰할 수 있고 경험이 풍부한 선형 모션 공급업체는 초기 단계에서 충격으로 인한 손상 가능성을 크게 줄일 수 있습니다. 공급업체 전문가들은 제조 공간 제약을 조기에 파악하여 클린룸이나 제조 현장에서 쉽게 조립할 수 있도록 너무 크거나 무거운 스테이지를 설계하지 않습니다. 또한 크레인, 운반대 등의 운송 장비 사용을 계획하여 스테이지를 포장에서 공구로 안전하게 운반함으로써 현장 작업자의 부상 위험과 충격으로 인한 손상 가능성을 최소화할 수 있습니다.

마지막으로, 설치 과정에서 선형 운동 시스템 또는 공구의 관련 부분에 필요한 수동적 진동 방지 조치(예: 엘라스토머 발 또는 패드) 또는 능동적 진동 방지 장치(센서로 작동하는 에어백 시스템)를 장착하여 후속 작업 중 과도한 충격이나 진동 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.

클린룸에서

1단계와 2단계 모두에서 선형 모션 장비 공급업체는 운송용 상자 및 포장 시스템 제작에 있어 모범 사례를 따라야 합니다. 예를 들어, 한 선도적인 공급업체는 운송을 위해 시스템을 두 개의 백으로 포장하는데, 하나는 질소 분위기에서, 다른 하나는 클린룸에서 진행합니다. 그런 다음 정밀한 운송을 위해 특수 장비와 카트를 제공합니다.

세 번째 단계에서 시스템을 위에서 공구 조립체에 장착하는 경우 공구 제작용 크레인으로 충분할 수 있습니다. 그러나 보다 까다로운 측면 적재 작업이 필요한 경우, 공급업체는 장착이 완료될 때까지 공구 측면에 볼트로 고정할 수 있는 특수 챔버 상자를 제공합니다.

매끄럽게 하기

선형 운동 시스템은 일반적으로 문제나 특별한 관리 없이 반복적으로 작동하지만, 정기적인 유지보수는 항상 중요합니다. 효과적인 유지보수의 세 가지 핵심 요소는 윤활, 윤활, 그리고 윤활입니다.

모든 선형 모션 시스템 공급업체는 지정된 재윤활 서비스 주기를 명시하여 제품을 출고합니다. 그러나 사람의 본성상, 많은 문제는 권장 주기를 따르지 않는 단순한 부주의에서 비롯됩니다. 필요한 윤활이 없으면 마찰 응력이 누적되어 결국 작동 중단이나 모터 과열과 같은 매우 바람직하지 않은 결과를 초래합니다.

윤활 관련 문제로는 베어링의 조기 고장이 발생하여 직진도, 평탄도, 피치, 롤, 요와 같은 성능이 저하되는 경우가 있습니다.

각 기계에는 반드시 올바른 그리스만 사용해야 합니다. 호환되지 않는 오일이나 그리스를 절대 혼합하지 않도록 각별히 주의하십시오. 이는 기계의 작동 주기마다 다른 그리스를 사용하는 것을 포함합니다. 이렇게 하면 필요한 점도가 변하여 끈적끈적하고 시멘트 같은 물질이 생성될 수 있으며, 이는 정밀 장비에 매우 위험합니다. 만약 이 물질에 과도하게 구부러진 케이블이나 케이블 캐리어 또는 기타 부품에서 발생한 미립자가 섞여 있다면, 레일 파손으로 이어질 가능성이 매우 높습니다.

성과 로드맵

선형 모션 장비 제조업체들은 장비 제조업체들의 요구에 부응하여 성능 향상을 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 하지만 무엇보다 먼저, 이러한 개선이 의도치 않게 선형 모션 장비의 고장 위험을 증가시키지 않도록 해야 합니다.

우수한 선형 모션 공급업체는 현재 요구 사항뿐만 아니라 차세대 용도에 필요한 성능까지 고려하여 설계할 수 있는 시스템 요소를 강조하는 "성능 로드맵"을 제공합니다. 이러한 노력은 첨단 생명 과학, 의료 및 생물 의학 기술 제조 분야에서 특히 중요합니다.

선형 모션 처리 시스템은 최첨단 기술 장비에서 가장 눈에 띄는 요소는 아니며, 대부분의 사용자에게도 최우선 고려 사항이 아닐 수 있습니다. 그러나 이러한 시스템의 고장은 관련된 모든 사람에게 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 다행히 설계, 설치, 작동 및 유지 관리에 적절히 주의를 기울이면 선형 모션 시스템이 최첨단 생명 과학, 의료 및 생물 의학 장비의 중요하고, 나아가 생명을 구할 수 있는 성공적인 작동에 필수적인 역할을 수행할 수 있도록 보장할 수 있습니다.