하중, 방향, 속도, 이동, 정밀도, 환경 및 듀티 사이클.

방향, 모멘트, 가속도를 포함한 적용 사례를 면밀히 분석하면 지지해야 할 하중을 파악할 수 있습니다. 경우에 따라 실제 하중은 계산된 하중과 다를 수 있으므로 엔지니어는 의도된 용도와 잠재적인 오용 가능성을 고려해야 합니다.

조립 기계용 선형 모션 시스템의 크기를 조정하고 선택할 때 엔지니어는 종종 중요한 애플리케이션 요구 사항을 간과합니다. 이는 비용이 많이 드는 재설계 및 재작업으로 이어질 수 있습니다. 더 심각한 것은, 의도한 것보다 비용이 많이 들고 효율이 떨어지는 과도하게 설계된 시스템을 만들 수 있다는 것입니다.

1축, 2축, 3축 선형 모션 시스템을 설계할 때 너무 많은 기술 옵션이 있어 어려움을 겪기 쉽습니다. 시스템이 얼마나 많은 하중을 감당해야 할까요? 얼마나 빨리 움직여야 할까요? 가장 비용 효율적인 설계는 무엇일까요?

이러한 모든 질문을 고려하여 "LOSTPED"를 개발했습니다. LOSTPED는 엔지니어가 모든 응용 분야에서 선형 운동 구성 요소 또는 모듈을 지정하는 데 필요한 정보를 수집하는 데 도움이 되는 간단한 약어입니다. LOSTPED는 하중(Load), 방향(Orientation), 속도(Speed), 이동(Travel), 정밀도(Precision), 환경(Environment), 듀티 사이클(Duty Cycle)을 의미합니다. 각 문자는 선형 운동 시스템의 크기를 결정하고 선택할 때 고려해야 할 요소 하나를 나타냅니다.

최적의 시스템 성능을 보장하기 위해서는 각 요소를 개별적으로 그리고 전체적으로 고려해야 합니다. 예를 들어, 하중은 가속 및 감속 시 베어링에 일정한 속도에서 발생하는 하중과 다른 부하를 가합니다. 선형 모션 기술이 개별 부품에서 완전한 시스템으로 발전함에 따라, 선형 베어링 가이드와 볼스크류 드라이브와 같은 부품 간의 상호 작용은 더욱 복잡해지고 최적의 시스템을 설계하는 것은 더욱 어려워집니다. LOSTPED는 시스템 개발 및 사양 설정 과정에서 이러한 상호 연관된 요소들을 고려하도록 설계자에게 상기시켜 실수를 방지할 수 있도록 지원합니다.

【짐】

하중은 시스템에 가해지는 무게 또는 힘을 의미합니다. 모든 선형 운동 시스템은 자재 취급 분야의 하향력이나 드릴링, 프레스 또는 나사 조임 작업 분야의 추력 하중과 같은 어떤 유형의 하중을 받습니다. 다른 응용 분야에서는 일정한 하중이 발생합니다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 취급 분야에서는 전면 개방형 통합 포드가 베이에서 베이로 이동하여 하역 및 픽업 작업을 수행합니다. 다른 응용 분야에서는 다양한 하중이 발생합니다. 예를 들어, 의료용 조제 분야에서는 시약을 여러 개의 피펫에 차례로 넣어 각 단계마다 하중이 가벼워집니다.

하중을 계산할 때는 암 끝에 장착되어 하중을 들어 올리거나 운반하는 공구의 종류를 고려해야 합니다. 하중과 직접적으로 관련이 있는 것은 아니지만, 이러한 실수는 막대한 비용을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 픽앤플레이스 작업에서 잘못된 그리퍼를 사용하면 매우 민감한 공작물이 손상될 수 있습니다. 엔지니어가 시스템의 일반적인 하중 요구 사항을 고려하지 않을 가능성은 낮지만, 실제로 이러한 요구 사항의 특정 측면을 간과할 수도 있습니다. LOSTPED는 완전성을 보장하는 방법입니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 하중의 근원은 무엇이고, 하중의 방향은 어떻게 되어 있습니까?

* 특별한 취급 고려사항이 있나요?

* 얼마나 많은 무게나 힘을 관리해야 합니까?

* 힘은 하향력인가, 이륙력인가, 측면력인가?

【정위】

힘이 가해지는 방향, 즉 상대적인 위치나 방향 또한 중요하지만, 종종 간과됩니다. 일부 선형 모듈이나 액추에이터는 선형 가이드 덕분에 측면 하중보다 더 높은 하향 또는 상향 하중을 견딜 수 있습니다. 다른 선형 가이드를 사용하는 모듈은 모든 방향에서 동일한 하중을 견딜 수 있습니다. 예를 들어, 이중 볼 레일 선형 가이드가 장착된 모듈은 표준 가이드가 장착된 모듈보다 축 하중을 더 잘 견딜 수 있습니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 선형 모듈 또는 액추에이터의 방향은 어떻게 되어 있습니까? 수평, 수직 또는 거꾸로 되어 있습니까?

* 선형 모듈에 비해 하중은 어느 방향으로 향하고 있습니까?

* 하중이 선형 모듈에 롤 또는 피치 모멘트를 발생시킬까요?

【속도】

속도와 가속도 또한 선형 운동 시스템 선택에 영향을 미칩니다. 가해지는 하중은 가속 및 감속 시 시스템에 일정한 속도에서 발생하는 힘과는 매우 다른 힘을 생성합니다. 원하는 속도 또는 사이클 타임을 충족하는 데 필요한 가속도는 필요한 운동 유형에 따라 결정되므로, 이동 프로파일의 유형(사다리꼴 또는 삼각형)도 고려해야 합니다. 사다리꼴 이동 프로파일은 하중이 빠르게 가속되고 일정 시간 동안 비교적 일정한 속도로 이동한 후 감속됨을 의미합니다. 삼각형 이동 프로파일은 지점 간 픽업 및 드롭오프 애플리케이션처럼 하중이 빠르게 가속 및 감속됨을 의미합니다.

속도와 가속도는 적절한 선형 구동(볼스크류, 벨트 또는 선형 모터)을 결정하는 데 중요한 요소입니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 어떤 속도 또는 사이클 타임을 달성해야 합니까?

* 속도는 일정한가, 아니면 가변적인가?

* 하중은 가속과 감속에 어떤 영향을 미칠까요?

* 이동 프로필은 사다리꼴인가, 삼각형인가?

* 어떤 선형 드라이브가 속도와 가속 요구 사항을 가장 잘 충족시킬까요?

【여행하다】

이동(Travel)은 이동 거리 또는 동작 범위를 의미합니다. 이동 거리뿐만 아니라 초과 이동(Overtravel)도 고려해야 합니다. 스트로크 끝부분에서 일정량의 "안전 이동" 또는 추가 공간을 허용하면 비상 정지 시 시스템의 안전을 확보할 수 있습니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 동작 거리 또는 범위는 무엇입니까?

* 비상 정지 시 얼마나 많은 추가 이동이 필요할까요?

【정도】

정밀도는 이동 정확도(A 지점에서 B 지점으로 이동하는 동안 시스템이 어떻게 동작하는지) 또는 위치 정확도(시스템이 목표 위치에 얼마나 가까이 도달하는지)를 정의하는 데 자주 사용되는 광범위한 용어입니다. 또한 반복성, 즉 각 스트로크가 끝날 때 시스템이 동일한 위치로 얼마나 잘 복귀하는지를 나타낼 수도 있습니다.

이동 정확도, 위치 정확도, 반복성이라는 세 가지 용어의 차이점을 이해하는 것은 시스템이 성능 사양을 충족하고 불필요한 수준의 정확도를 달성하기 위해 과도하게 설계되지 않도록 하는 데 매우 중요합니다. 정밀도 요건을 신중하게 고려해야 하는 주된 이유는 구동 메커니즘 선택입니다. 선형 모션 시스템은 벨트, 볼스크류 또는 선형 모터로 구동할 수 있습니다. 각 유형은 정밀도, 속도, 하중 용량 간의 균형을 유지합니다. 최적의 선택은 애플리케이션에 따라 결정됩니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 애플리케이션에서 이동 정확도, 위치 정확도 및 반복성은 얼마나 중요합니까?

* 정밀도가 속도나 다른 LOSTPED 요소보다 더 중요한가요?

【환경】

환경이란 시스템이 작동하는 조건을 의미합니다. 극한 온도는 플라스틱 부품의 성능과 시스템 내 윤활에 영향을 미칠 수 있습니다. 먼지, 액체 및 기타 오염 물질은 베어링 레이스웨이와 하중 지지 요소를 손상시킬 수 있습니다. 사용 환경은 선형 모션 시스템의 수명에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 씰링 스트립이나 특수 코팅과 같은 옵션을 사용하면 이러한 환경 요인으로 인한 손상을 방지할 수 있습니다.

반대로, 엔지니어는 선형 운동 시스템이 환경에 어떤 영향을 미칠지 고려해야 합니다. 고무와 플라스틱은 미립자를 방출할 수 있고, 윤활제는 에어로졸화될 수 있으며, 움직이는 부품은 정전기를 발생시킬 수 있습니다. 귀사의 제품이 이러한 오염 물질을 견딜 수 있습니까? 특수 윤활 및 양압과 같은 옵션을 사용하면 모듈이나 액추에이터를 클린룸에서 사용하기에 적합하게 만들 수 있습니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 극한 기온, 먼지, 흙 또는 액체 등 어떤 위험이나 오염 물질이 존재합니까?

* 선형 운동 시스템 자체가 환경 오염의 잠재적 원인이 될 수 있습니까?

【듀티 사이클】

듀티 사이클은 한 사이클의 작동을 완료하는 데 걸리는 시간입니다. 모든 선형 액추에이터에서 내부 구성 요소는 일반적으로 전체 시스템의 수명을 결정합니다. 예를 들어 모듈 내부의 베어링 수명은 가해지는 하중에 직접적인 영향을 받지만, 베어링이 경험하는 듀티 사이클에도 영향을 받습니다. 선형 모션 시스템은 앞의 여섯 가지 요소를 충족할 수 있지만, 하루 24시간, 주 7일 연속 작동하는 경우 하루 8시간, 주 5일 작동하는 경우보다 훨씬 빨리 수명이 다합니다. 또한, 사용 시간 대비 휴지 시간의 양은 선형 모션 시스템 내부의 열 축적에 영향을 미치며 시스템 수명과 소유 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 문제를 미리 해결하면 나중에 시간을 절약하고 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

물어봐야 할 주요 질문:

* 스트로크나 동작 사이에 대기 시간을 포함하여 시스템을 얼마나 자주 사용합니까?

* 시스템은 얼마나 오랫동안 지속되어야 합니까?