선형 레일 가이드의 일반적인 응용 분야

선형 레일은 많은 산업 응용 분야의 중추로서, 단 몇 그램에서 수천 킬로그램에 이르는 하중에 대해 낮은 마찰 안내와 높은 강성을 제공합니다. 다양한 크기, 정확도 등급 및 예압으로 인해 선형 레일은 거의 모든 성능 요구 사항에 적합합니다.

선형 레일을 사용하는 이유는 다양하지만 다른 유형의 가이드에 비해 가장 확실한 이점은 부하 용량, 이동 정확도 및 강성입니다. 예를 들어 원형 샤프트 가이드는 하향 또는 리프트오프 하중만 견딜 수 있는 반면, 선형 레일 가이드는 하향/리프트오프 하중과 모멘트 하중을 모두 견딜 수 있습니다. 이동 거리가 1미터 이하로 제한되는 경우가 많은 크로스 롤러 가이드와 달리 선형 레일은 매우 긴 이동 거리를 제공할 수 있습니다. 일반 베어링 가이드와 비교할 때 선형 레일은 강성과 강성이 더 높으며 종종 더 나은 하중/수명 특성을 갖습니다.

또한 선형 가이드는 기준면 역할을 하는 레일의 한쪽 또는 양쪽 가장자리를 정밀하게 가공함으로써 높은 수준의 이동 정확도를 제공합니다. 그리고 2열, 4열 또는 6열의 롤링 요소(구형 볼 또는 원통형 롤러)를 사용하면 강성이 높고 베어링 블록의 편향이 최소화됩니다. 이러한 모든 특성이 결합되어 높은 정밀도, 높은 강성 및 긴 수명이 필요한 응용 분야에 완벽하게 적합한 선형 가이드 시스템을 제공합니다.

【단일 레일 용도】

선형 레일은 레일의 각 측면에 하중 지지 볼(또는 롤러)이 있기 때문에 단일 레일을 사용하는 경우에도 돌출 하중을 견딜 수 있습니다. (반대로, 돌출 하중이 있는 경우 원형 샤프트 선형 가이드를 쌍으로 사용해야 합니다.) 이 기능으로 인해 많은 응용 분야에서는 공간을 절약하거나 시스템의 다른 구성 요소 간의 정렬 불량 문제를 방지하기 위해 단일 선형 레일을 사용합니다. 다음은 단일 선형 레일을 사용하는 애플리케이션의 몇 가지 예입니다.

선형 액추에이터 – 선형 레일은 모멘트 하중을 견딜 수 있는 능력으로 인해 벨트, 나사 또는 공압 실린더로 구동되는 액추에이터에 선택되는 가이드 메커니즘인 경우가 많습니다. 또한 최대 5m/s의 이동 속도를 수용할 수 있으며 이는 벨트 또는 공압 구동 시스템에서 중요합니다.

오버헤드 운송 시스템 - 오버헤드 운송 시스템의 경우처럼 하중이 레일과 베어링 블록 아래 중앙에 있을 때 선형 레일이 가이드용으로 좋은 선택입니다. 높은 하중 용량으로 무거운 하중을 운반할 수 있으며 선형 레일의 강성은 전체 시스템을 견고하게 만드는 데 도움이 됩니다.

갠트리 로봇 – 갠트리를 정의하는 특징은 두 개의 X(경우에 따라 두 개의 Y 및 두 개의 Z) 축이 있다는 것입니다. 개별 축은 일반적으로 단일 선형 레일을 통합하고 나사 또는 벨트 및 풀리 시스템으로 구동됩니다. 두 축이 병렬로 작동하면(예: X 및 X') 각 축에 선형 레일이 하나만 있어도 매우 우수한 모멘트 용량이 실현됩니다.

【이중 레일 적용 분야】

높은 모멘트 하중이 있는 경우 선형 레일을 쌍으로 사용할 수 있으며 이를 통해 모멘트 하중을 베어링 블록에 가해지는 힘으로 해결할 수 있습니다. 이 구성에서는 드라이브 메커니즘을 선형 레일 사이에 장착할 수 있으므로 전체 시스템이 매우 컴팩트해집니다. 이중 선형 레일 애플리케이션에는 다음이 포함됩니다.

선형 스테이지 – 스테이지는 일반적으로 매우 고정밀 시스템이므로 높은 이동 정확도와 최소 편향이 가장 중요합니다. 모멘트 하중이 거의 또는 전혀 없이 하중이 스테이지 중앙에 집중되는 경우에도 강성과 베어링 수명을 최대화하기 위해 이중 선형 레일을 사용하는 경우가 많습니다.

공작 기계 – 스테이지와 마찬가지로 공작 기계도 고품질 부품을 생산하려면 매우 높은 수준의 이동 정확도와 강성을 요구합니다. 일반적으로 레일당 베어링 블록이 2개 있는 두 개의 레일을 병렬로 사용하면 편향이 최소화됩니다. 공작 기계는 또한 매우 높은 부하를 경험하므로 4개의 베어링 블록에 대한 부하를 해결하면 베어링 수명을 극대화하는 데 도움이 됩니다.

직교 로봇 – 직교 로봇은 일반적으로 축당 하나의 선형 시스템만 사용하기 때문에 각 축이 높은 모멘트 하중을 견딜 수 있는 것이 중요합니다. 이것이 대부분의 직교 로봇 축이 두 개의 선형 가이드를 병렬로 통합하는 선형 액추에이터로 구성되는 이유입니다.

로봇 운송 장치 – 6축 로봇은 다양한 방향으로의 도달 및 회전이 필요한 응용 분야에 유연한 모션을 제공합니다. 그러나 로봇이 다른 스테이션이나 작업 영역으로 이동해야 하는 경우 이중 레일 시스템은 전체 로봇을 새로운 위치로 이동시키는 "7번째 축" 역할을 할 수 있습니다. 이러한 응용 분야에서 선형 레일의 중요한 이점은 매우 긴 이동 길이(흔히 15미터를 초과함)에 대해 여러 레일을 결합할 수 있다는 것입니다.

물론 선형 레일이 모든 애플리케이션에 완벽한 솔루션은 아닙니다. 예를 들어, 선형 레일은 일반적으로 비용 문제로 인해 도어 가이드 및 서랍 슬라이드와 같은 소비자 공간의 애플리케이션에 적합하지 않습니다. 그리고 선형 레일은 높은 이동 정확도의 이점을 얻을 뿐만 아니라 수명 단축으로 이어질 수 있는 베어링 블록의 바인딩을 방지하기 위해 매우 정밀한 장착 표면이 필요합니다. 또한 끝부분만 지지할 수 있는 선형 샤프트 시스템과 달리 완전히 지지되어야 합니다. 이는 일반적으로 선형 레일의 초기 비용이 원형 샤프트나 플레인 베어링 시스템의 초기 비용보다 높을 뿐만 아니라 준비 및 장착 비용도 더 높다는 것을 의미합니다.

선형 레일은 다른 베어링 유형에 비해 작동 특성이 덜 부드럽거나 "노치 있는" 것으로 인식될 수도 있습니다. 이는 하중을 전달하는 볼(또는 롤러)과 전동면 사이에 발생하는 접촉 때문입니다. 강성을 높이기 위해 종종 수행되는 선형 레일 시스템에 예압을 가하면 베어링 블록이 레일을 따라 이동할 때 "노치" 느낌이 악화될 수 있습니다. (이 효과는 베어링에 하중이 가해지면 사라지지만 인식이 남는 경우가 많습니다.)

선형 레일의 부하 용량, 강성 또는 이동 정확도가 필요하지 않은 응용 분야의 경우 원형 샤프트 시스템, 일반 베어링 가이드 또는 교차 롤러 슬라이드와 같은 다른 선형 가이드가 적합하고 저렴할 수 있습니다.