데카르트 로봇, 갠트리 시스템, XY 테이블 등이 포함됩니다.

선형 가이드와 시스템은 일반적으로 하향, 상향, 측면 하중으로 인한 선형력과 오버행 하중으로 인한 회전력을 모두 받습니다. 회전력(모멘트력이라고도 함)은 일반적으로 시스템이 회전하려는 축을 기준으로 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)로 정의됩니다.

선형 시스템에서 롤, 피치, 요를 정의하려면 먼저 X, Y, Z라는 세 가지 기본 축을 설정해야 합니다.

수평면의 두 축은 일반적으로 X축과 Y축으로 정의되며, X축은 운동 방향입니다. Y축은 운동 방향에 직교(수직)하며 수평면에 있습니다. Z축은 X축과 Y축 모두에 직교하지만 수직면에 있습니다. (Z축의 양의 방향을 구하려면 오른손 법칙을 사용합니다. 검지를 양의 X축 방향으로 향하게 한 다음, 양의 Y축 방향으로 구부리면 엄지가 양의 Z축을 가리킵니다.)

롤, 피치, 요는 X, Y, Z축을 중심으로 작용하는 회전력 또는 모멘트입니다. 순수한 선형력과 마찬가지로, 베어링 수명을 계산하거나 선형 시스템이 정적 하중을 견딜 수 있는지 여부를 판단할 때 이러한 모멘트력을 고려해야 합니다.

롤: 롤 모멘트는 시스템을 X축을 중심으로 좌우로 회전시키려는 힘입니다. 롤의 좋은 예로는 비행기의 횡이동을 들 수 있습니다.

피치: 피치 모멘트는 시스템을 Y축을 중심으로 앞뒤로 회전시키려는 모멘트입니다. 피치를 상상하려면 비행기의 기수가 아래 또는 위를 향하는 것을 생각해 보세요.

요(Yaw): 요는 힘이 시스템을 Z축을 중심으로 회전시키려고 할 때 발생합니다. 요를 시각화하기 위해 줄에 매달린 모형 비행기를 상상해 보세요. 바람이 적당히 불면 비행기의 날개와 앞부분은 수평을 유지하지만(롤링이나 피칭 없이), 매달린 줄을 중심으로 회전합니다. 이것이 요입니다.

피치 모멘트와 요 모멘트는 모두 선형 베어링의 끝에 위치한 볼에 과도한 하중을 가하는데, 이러한 상태를 때때로 에지 로딩이라고 합니다.

롤, 피치, 요 모멘트를 상쇄하는 방법

리니어 가이드와 시스템은 모멘트력보다 순수 선형력에 대한 수용력이 더 크기 때문에, 모멘트력을 선형력으로 변환하면 베어링 수명을 크게 늘리고 처짐을 줄일 수 있습니다. 롤 모멘트의 경우, 이를 달성하기 위한 방법은 가이드당 베어링을 하나 또는 두 개씩 사용하여 두 개의 리니어 가이드를 병렬로 연결하는 것입니다. 이렇게 하면 롤 모멘트력이 각 베어링의 순수 하향 및 리프트오프 하중으로 변환됩니다.

마찬가지로, 하나의 가이드에 두 개의 베어링을 사용하면 피치 모멘트를 제거하고 이를 각 베어링의 순수 하향 및 리프트오프 하중으로 변환할 수 있습니다. 하나의 가이드에 두 개의 베어링을 사용하면 요 모멘트도 상쇄되지만, 이 경우 발생하는 힘은 각 베어링의 측면(횡방향) 힘입니다.