가이드 자체를 구체적으로 설명하는 것은 쉬운 부분이지만, 장착, 설치, 심지어 도금 선택 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 피하는 방법을 배워야 합니다.

선형 가이드는 시스템의 일부로 작동하는 정밀 기계 조립체입니다. 따라서 선형 가이드는 전체 기계에 제대로 통합될 때에만 제 성능을 발휘할 수 있습니다. 단순히 적절한 가이드를 지정하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 의도한 대로 작동하는 시스템을 구축하려면 선형 가이드의 사양, 설계, 설치 및 테스트 방법에 대한 명확한 이해가 필요합니다. 이 글에서는 선형 가이드를 시스템에 통합하는 설계자들이 흔히 저지르는 몇 가지 오류와 이를 방지하는 방법에 대해 논의합니다.

1. 장착면을 허용 오차 범위 내에서 제작하지 않음

선형 가이드는 공장에서 정밀 연삭되어 최소한의 마찰로 작동하도록 설계되었습니다. 이상적인 상황에서는 각 선형 가이드 블록의 마찰력이 장착 여부와 관계없이 동일합니다. 그러나 실제로는 장착면의 정렬 불량이나 평탄도 불량이 선형 가이드 시스템에 직접적인 예압을 발생시킵니다. 장착 공차는 레일이 장착되는 장착면의 평탄도와 선형 가이드 간의 평행도를 모두 포함합니다. 조립 후 가이드의 마찰력이 증가하거나, 이동 범위의 한쪽 끝에서 마찰력이 다른 쪽 끝보다 더 심한 경우, 장착 공차 또는 레일 정렬이 규격에서 벗어났을 가능성이 매우 높습니다.

2. 정렬을 위한 장착 기능은 포함하지 않음

정밀 선형 가이드는 사양에 맞는 성능을 보장하기 위해 정확한 정렬이 필수적입니다. 특히 대량 생산 환경에서는 장착 기능을 추가하여 설치 속도를 높이고 효과적인 성능을 확보할 수 있습니다. 예를 들어, 주 레일 정렬을 돕는 한 쌍의 정렬 핀과 보조 레일 정렬을 위한 조립 절차를 추가할 수 있습니다. 매우 높은 정밀도가 요구되는 응용 분야에서는 더욱 세심한 주의가 필요합니다. 공장에서 출고되는 선형 가이드는 직선 상태이지만, 어느 정도의 휘어짐이 있을 수 있습니다. 효과적인 작동을 위해서는 정밀 숄더 표면을 사용하여 가이드를 설치해야 합니다. 이 표면은 베어링과 레일에 평평하고 안정적인 지지 구조를 제공하여 마이크론 단위의 직선도와 평행도를 유지합니다. 레일 사이의 평행도 오차는 성능뿐만 아니라 수명에도 영향을 미친다는 점에 유의해야 합니다. 레일이 제조업체 허용 오차 범위 내에서 정렬되었는지 확인하십시오. 장착 숄더는 필수적인 정렬 구조를 제공하지만, 정확한 치수로 제작되어야 합니다. 코너 반경이 너무 크면 설치 및 정렬 과정에서 레일이 숄더 자체가 아닌 코너 반경에 닿을 수 있습니다. 이로 인해 작지만 중요한 오차가 발생할 수 있으며, 더욱 심각한 것은 이를 감지하기가 매우 어렵다는 것입니다. 가장 좋은 해결책은 처음부터 숄더 치수를 정확하게 지정하는 것입니다. 제조업체는 카탈로그에 숄더 높이와 코너 반경에 대한 매우 정밀한 사양을 명시하고 있으므로 이를 정확히 따라야 합니다. 베어링의 모따기 부분을 고려하여 적절한 코너 반경을 측정하십시오.

3. 프리로드를 올바르게 지정하지 않음

선형 가이드의 예압은 블록과 레일 사이의 정밀도를 조정하기 위해 볼의 직경을 마이크론 단위로 선택하는 것을 의미합니다. 정밀 가공이 요구되는 경우, 일반적으로 블록, 레일, 볼 사이에 유격이 없도록 양의 예압을 두는 것이 유리합니다. 적용 분야에 따라 볼에 압축력을 가할 수도 있습니다. 예압을 적절히 설정하면 진동, 소음, 발열, 변형과 같은 부정적인 요소를 줄일 수 있습니다. 하지만 예압이 잘못 설정되면 마찰이 크게 증가하여 시스템 성능이 저하될 수 있습니다. 고정밀 선형 가이드에 예압을 적용하면 최상의 성능을 얻을 수 있을 것이라고 생각하기 쉽습니다. 이는 장착면의 정밀도가 선형 가이드의 정밀도와 일치하는 경우에 해당합니다. 그러나 장착면을 선형 가이드만큼 정밀하게 제작할 수 없는 경우에는 가이드에 예압을 적용하는 것이 오히려 문제를 일으킬 수 있습니다. 선형 가이드의 예압은 장착 부품의 정밀도에 맞춰 조정해야 합니다. 제조업체에서 요구하는 정밀도를 충족할 수 없는 경우, 라인 간 맞춤(정상 예압) 또는 약간의 여유 공간을 둔 선형 가이드를 선택하는 것이 좋습니다. 여유 공간을 통해 가이드가 정렬 불량을 보정할 수 있습니다. 이렇게 하면 가이드에 자유 유격이 없어지지만, 정밀도가 낮은 시스템에 예압이 걸린 가이드를 설치할 때 발생하는 높은 마찰도 방지할 수 있습니다. 경우에 따라 마찰이 적은 시스템을 구축하는 것이 가장 중요한 요구 사항일 수 있습니다. 이러한 경우에는 마찰을 최소화하기 위해 내부 여유 공간을 지정하는 것이 좋습니다.

4. 전체 주행 경로에 걸쳐 테스트를 진행하지 않음

문제가 있다는 사실을 모르면 해결할 수 없습니다. 리니어 가이드는 조립 후 전체 이동 구간에 걸쳐 테스트해야 합니다. 평행도를 직접 측정할 수 없는 경우, 캐리지의 밀기 힘을 측정하는 검사 단계를 추가하십시오. 가이드를 양 끝에서 양 끝으로 이동시킬 때 밀기 힘은 약 20% 이내의 오차 범위 내에서 일정해야 합니다. 밀기 힘이 특정 지점에서 급증하는 경우(종종 가이드의 한쪽 끝에서 발생함) 레일이 평행하지 않아 재정렬이 필요할 수 있음을 나타냅니다.

5. 재료 및 도금이 비용과 납기에 미치는 영향을 고려하지 않음

베어링 사양을 정할 때 기계적 매개변수에만 집중하고 재료와 코팅은 상대적으로 덜 중요하게 여겨지는 경우가 너무나 많습니다. 하지만 실제로는 재료와 코팅이 성능뿐 아니라 비용과 납기 측면에서도 프로젝트에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 부식 방지 옵션은 얇고 밀도가 높은 크롬 도금부터 다양한 흑색 크롬 코팅까지 다양합니다. 어떤 경우에는 스테인리스강 재질의 선형 가이드를 선택하는 것이 더 효과적인 해결책이 될 수도 있습니다. 문제는 재료뿐만 아니라 도금 공정의 위치도 중요합니다. 일부 도금은 해외 시설에서, 다른 도금은 국내에서 진행할 수 있습니다. 최근 한 주문 사례가 이를 잘 보여줍니다. 현재 특정 종류와 크기의 선형 베어링이 전 세계적으로 공급 부족 상태입니다. 고객은 부식 방지를 위해 흑색 크롬 도금을 요구했습니다. 문제는 해당 코팅을 당사 협력사의 일본 공장에서 진행해야 했기 때문에 일반 제품보다 납기가 길어졌다는 점입니다. 조사 결과, 당사는 유사한 부식 방지 효과를 제공하면서도 협력사의 미국 공장에서 도금이 가능한 다른 방법을 제안했습니다. 이 변경으로 부품 조달 기간이 절반으로 단축되는 동시에 비용에는 최소한의 영향만 미쳤습니다. 적절하게 사양을 정하고 설치하면 선형 가이드는 선형 모션 시스템에서 효과적인 성능을 제공합니다. 위에 언급된 문제점들을 주의 깊게 살피면 시스템을 성공적으로 운영할 수 있을 것입니다.