선형 모션 시스템 설계를 위한 몇 가지 간단한 지침을 따르면 시스템 성능과 액추에이터 수명을 향상시킬 수 있습니다.

많은 자동화 기계는 장비의 이동 요소를 안내하고 지원하기 위해 프로파일 레일, 원형 레일 또는 기타 롤링 또는 슬라이딩 베어링 구조와 같은 선형 안내 구성 요소에 의존합니다. 또한 이러한 이동 요소는 일부 유형의 선형 액추에이터 장치에 의해 구동되는 경우가 많습니다.

모든 종류의 선형 시스템에서 가장 일반적인 문제 중 하나는 정렬 불량입니다. 잘못된 정렬은 일관되지 않은 선형 모션 결과, 선형 베어링 시스템의 수명 단축, 액추에이터 시스템의 조기 마모 또는 고장, 속도 변화 또는 흔들림과 같은 불규칙한 모션과 같은 수많은 문제를 초래할 수 있습니다.

그러나 선형 가이드와 액추에이터의 정렬을 최적화하여 전체 시스템 성능을 향상시키는 몇 가지 일반적인 방법이 있습니다.

액추에이터 및 가이드

안내되는 기계 구성원에 동작을 전달하는 방법에는 여러 가지가 있지만 가장 일반적인 방법 중 일부는 두 가지 범주로 분류됩니다. 첫 번째는 로드형 액추에이터입니다. 로드형 액추에이터는 유압식 또는 공압식과 같은 유체 구동식이거나 리드 스크류나 볼 스크류와 같은 전기식일 수 있습니다.

두 번째는 로드리스 액츄에이터입니다. 이 역시 리드 스크류, 볼 스크류, 벨트 또는 리니어 모터를 통해 유체 구동 또는 전기 구동이 가능합니다. 두 가지 유형의 액추에이터 모두 가이드 시스템에 적용됩니다. 그러나 각각은 시스템 성능과 수명을 최대화하기 위해 가장 잘 활용되는 방법에 있어서 미묘한 차이가 있습니다.

프로파일 레일, 원형 레일, 기타 롤링 또는 슬라이딩 시스템 등 가이드 요소 자체는 설계 단계에서 적절한 크기와 선택을 거쳐 정렬 과정에 특히 주의하면서 제조업체의 권장 사항에 따라 설치해야 합니다. 이렇게 하면 선택한 가이드 시스템의 성능이 특정 애플리케이션에 대해 최대화됩니다.

준법회원의 중요성

피스톤 로드 또는 각 사이클마다 확장 및 후퇴하는 액추에이터 로드를 특징으로 하는 로드 스타일 액추에이터는 일반적으로 다양한 장착 옵션을 제공합니다. 대부분의 로드형 액추에이터 공급업체에서는 장치의 드릴 및 탭 구멍, 장착 피트, 구형 로드 조인트, 정렬 커플러, U자형 갈고리 또는 트러니언과 같은 장착 옵션을 일반적으로 제공합니다. 가이드 메커니즘을 사용할 경우 각 하위 시스템, 액추에이터 및 가이드 어셈블리가 방해받지 않고 원활하게 움직일 수 있는지 확인하십시오. 구동 요소를 구동 요소에 견고하게 연결하려고 시도하는 시스템은 하위 시스템 중 하나 또는 둘 다 해당 기능을 초과하여 로드된 상태에서 두 요소가 별도의 평면에서 이동하려고 하기 때문에 일관되지 않은 성능을 나타낼 수 있습니다.

이러한 시스템의 로드형 액추에이터는 구동 부재(액추에이터)와 구동 부재(가이드 시스템) 사이의 일부 컴플라이언스 부재와 함께 가장 잘 사용됩니다. 예를 들어, 액추에이터 로드에 장착된 구형 로드 끝을 사용하면 장착 지점이 구형 조인트를 중심으로 회전할 수 있습니다. 가이드의 이러한 유형의 연결은 기계 프레임 요소에 부착되는 액추에이터의 반대쪽 끝에 있는 트러니언 또는 클레비스와 함께 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이러한 장착 방식을 사용하면 드라이브(액추에이터) 또는 구동 장치(가이드 시스템)에 과도한 응력을 추가하지 않고 연결 시 규정을 준수할 수 있습니다.

스트로크가 전체 길이 내에 포함되는 것이 특징인 로드리스 스타일 액추에이터에는 액추에이터에 내장된 가이드 시스템도 포함될 수 있습니다. 로드리스 액츄에이터는 별도의 가이드 시스템과 함께 사용할 경우 드라이브와 피구동 멤버 사이의 연결에 호환 멤버도 포함해야 합니다. 대부분의 액추에이터 공급업체는 플로팅 브래킷과 같이 이러한 설치 유형을 위한 다양한 마운트를 제공합니다.

가이드 시스템을 포함하는 로드리스 액츄에이터는 별도의 가이드 시스템을 대신하여 장비를 가이드하고 지지하는 역할을 수행할 수 있습니다. 이 기능은 특히 유용할 수 있으며 그 과정에서 기계 제작자의 시간과 비용을 여러 번 절약해 줍니다. 다양한 모션 요구 사항을 충족하기 위해 일체형 가이드가 있는 로드리스 액추에이터를 기계에 조합하여 구축할 수 있습니다. 적절한 크기 조정을 통해 갠트리 구성과 함께 xy 또는 xyz와 같은 다축 구성이 모두 가능합니다. 일체형 가이드가 있는 로드리스 액추에이터를 설치할 때 정렬도 마찬가지로 중요합니다.

결합된 요소의 평행성과 직각성

단일 축 구성에 사용되는 일체형 가이드가 있는 로드리스 액추에이터는 위치 지정 기대치를 충족하기만 하면 됩니다. 액추에이터가 외부 안내 없이 단독으로 부하를 위치로 가져오므로 정렬 프로세스는 간단합니다. 이러한 설정 유형의 예로는 장비의 작업점 간 또는 고정 장치 정렬이 있습니다.

여러 액추에이터가 함께 작동해야 하므로 다축 구성에서 로드리스 액추에이터를 정렬하는 것이 더욱 어려워집니다. 따라서 이러한 액추에이터를 장착할 때 최적의 성능과 최대 서비스 수명을 위해 결합된 모든 장치의 평행성과 직각성을 고려해야 합니다.

결합된 요소의 병렬성

선형 액추에이터를 장착할 때 평행도에 영향을 미칠 수 있는 세 가지 변수가 있습니다. 이러한 질문을 하고 대답하면 병렬성과 시스템 성능이 극대화됩니다.

1. 액추에이터가 캐리지에 동일한 높이로 장착되어 있습니까? 이 평면의 잘못된 정렬은 하나 또는 두 장치의 베어링 시스템에 불리한 Mx축 굽힘 모멘트를 발생시킵니다.

2. 액추에이터가 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 일정한 거리를 두고 장착되어 있습니까? 이 평면의 잘못된 정렬은 베어링 시스템의 Fy축에 불리한 측면 하중을 가하게 되며 심각한 경우 장치가 묶일 수 있습니다.

3. 액추에이터가 서로 수평으로 장착되어 있습니까? 각도 정렬 불량은 두 장치의 베어링 시스템에 있는 My축에 불리한 굽힘 모멘트를 적용합니다.

결합된 요소의 직각성

선형 액추에이터를 장착할 때 직각도에 영향을 미치는 두 가지 변수가 있습니다.

1. XYZ 시스템에서 Z축은 Y축에 수직으로 장착되어 있습니까? 이 평면의 잘못된 정렬은 가능한 모든 축에서 Y축 액추에이터의 베어링 시스템에 불리한 굽힘 모멘트를 적용합니다.

2. 두 개의 액추에이터가 X축 또는 Y축에서 동시에 움직여야 하는 갠트리 시스템에서 두 액추에이터가 동시에 움직이나요? 잘못된 정렬 또는 부적절한 서보 성능은 Mz축의 바람직하지 않은 굽힘 모멘트를 베어링 시스템에 적용합니다.

정렬 권장 사항 및 장착과 관련된 실제 공차는 특정 액추에이터 제조업체 및 베어링 유형에 따라 다릅니다. 그러나 일반적인 경험 법칙은 베어링 시스템 유형을 고려하는 것입니다. 프로파일 레일 시스템과 같은 고성능 베어링 유형은 매우 견고한 경향이 있으며 정렬이 더 중요합니다. 롤러나 휠을 사용하는 중간 성능 시스템에는 정렬 시 약간의 관용성을 제공하는 여유 공간이 있는 경우가 많습니다. 일반 베어링 또는 슬라이딩 시스템은 종종 더 큰 간격을 가지며 훨씬 더 관대할 수 있습니다.

선형 액추에이터 장착 시스템을 설치할 때 게이지부터 레이저 시스템까지 올바른 정렬을 보장하는 데 사용할 수 있는 다양한 측정 도구가 있습니다. 어떤 도구를 사용하든 항상 XY 및 Z 평면에 대한 참조로 하나의 축을 생성하고 참조 축을 기준으로 다른 장치를 장착합니다. 그렇게 하면 액추에이터 시스템의 성능을 극대화하고 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.