그리고 어떻게 피할 수 있습니까?

갠트리는 두 개의 기본(X) 축을 평행하게 사용하고 이들을 연결하는 수직(Y) 축을 사용한다는 점에서 다른 유형의 다축 시스템(예: 직교 로봇 및 XY 테이블)과 다릅니다. 이 이중 X축 배열은 넓고 안정적인 설치 공간을 제공하고 갠트리 시스템이 높은 부하 용량, 긴 이동 길이 및 우수한 강성을 제공할 수 있도록 하지만 일반적으로 랙킹이라고 하는 현상이 발생할 수도 있습니다.

두 개의 선형 축이 장착되어 병렬로 연결되면 축이 완벽하게 동기화되어 이동하지 않을 위험이 있습니다. 즉, 이동 중에 X축 중 하나가 다른 X축보다 "뒤처질" 수 있으며 선행 축은 뒤처지는 파트너를 끌어당기려고 시도합니다. 이런 일이 발생하면 연결(Y) 축이 기울어질 수 있으며 더 이상 두 X 축에 수직이 아닙니다. X축과 Y축이 직교성을 잃는 상태를 래킹(racking)이라고 하며 시스템이 X 방향으로 움직일 때 바인딩이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 X축과 Y축 모두에 잠재적으로 손상을 주는 힘이 발생할 수 있습니다.

갠트리 시스템의 랙킹은 다양한 설계 및 조립 요인에 의해 발생할 수 있지만 가장 영향력 있는 요인 중 하나는 X축 구동 방법입니다. 두 개의 X축이 병렬로 연결된 경우 설계자는 각 X축을 독립적으로 구동하거나 한 축을 구동하고 다른 축을 "슬레이브" 또는 추종 축으로 처리하도록 선택할 수 있습니다.

두 X축 사이의 거리가 상대적으로 짧은 저속 응용 분야에서는(짧은 Y축 스트로크) 하나의 X축만 구동하고 두 번째 X축은 구동 메커니즘 없이 종동 장치로 허용할 수 있습니다. 이 설계에서 주요 관심사는 축 간 연결의 강성, 즉 Y축의 강성입니다.

구동 축은 비구동 축을 효과적으로 "따라 당기기" 때문에 두 축 사이의 연결에 굽힘, 비틀림 또는 기타 단단하지 않은 동작이 발생하는 경우 두 X 축 사이의 마찰이나 하중의 차이가 즉시 랙킹과 랙킹으로 이어질 수 있습니다. 제본. 그리고 Y축이 길수록 덜 단단해집니다. 이것이 X축 사이의 거리가 1미터 미만인 응용 분야에 일반적으로 "구동 팔로어" 배열이 권장되는 이유입니다.

보다 정교한 드라이브 솔루션은 각 축에 별도의 모터를 사용하고 모터는 컨트롤러를 통해 마스터-슬레이브 배열로 동기화되는 것입니다. 그러나 이 배열에서는 기계식 드라이브의 이동 오류가 완벽하게(또는 거의 완벽하게) 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 각 축이 모터 회전당 이동하는 거리의 약간의 편차로 인해 랙킹 및 바인딩이 발생할 수 있습니다.

고속, 정밀 갠트리 애플리케이션의 경우 일반적으로 볼 나사와 랙 및 피니언 드라이브가 선택되는 드라이브 메커니즘입니다. 이 두 기술 모두 선택적으로 일치하여 각 축에 유사한 선형 오류를 제공할 수 있으므로 일치하지 않는 드라이브 어셈블리에서 발생할 수 있는 일부 오류 누적을 방지할 수 있습니다. 벨트 및 체인 드라이브에는 일치 및 보상이 어려운 피치 오류가 있으므로 일반적으로 X축이 독립적으로 구동되는 갠트리 시스템에는 권장되지 않습니다. 반면 선형 모터는 기계적 오류가 없고 긴 이동 길이와 빠른 속도를 제공할 수 있기 때문에 갠트리 시스템의 평행 축에 탁월한 선택입니다.

위에서 설명한 두 가지 옵션을 어느 정도 절충한 또 다른 솔루션은 하나의 모터를 사용하여 두 X축을 모두 구동하는 것입니다. 이는 거리 커플링(연결 샤프트라고도 함)을 통해 모터 구동 축의 출력을 두 번째 축의 입력에 연결하여 수행할 수 있습니다. 이 구성에서는 두 번째 모터(및 필요한 동기화)가 제거됩니다.

그러나 디스턴스 커플링의 비틀림 강성은 중요합니다. 축 간에 전달되는 토크로 인해 커플링에 "감김"이 발생하는 경우 랙킹 및 바인딩이 계속 발생할 수 있습니다. 이 구성은 X축 사이의 거리가 1~3미터이고 적절한 부하 및 속도 요구 사항이 있을 때 좋은 옵션인 경우가 많습니다.

갠트리 시스템에서 랙킹을 일으킬 수 있는 또 다른 요인은 두 X 축 사이의 장착 정확도와 평행성이 부족하다는 것입니다. 두 개의 선형 가이드가 평행하게 장착되어 작동할 때마다 하나 또는 두 가이드의 베어링에 과부하가 걸리지 않도록 평행도, 평탄도 및 직진도에 대한 특정 공차가 필요합니다. X축이 멀리 떨어져 있는 경향이 있는 갠트리 시스템에서는(Y축의 긴 이동으로 인해) X축의 장착 및 평행성이 훨씬 더 중요해지고 각도 오류가 장거리에 걸쳐 증폭됩니다.

다양한 가이드 기술에는 평행도, 평탄도 및 직진도에 대한 다양한 수준의 정밀도가 필요합니다. 갠트리 응용 분야에서 평행 X축을 위한 최고의 선형 가이드 기술은 일반적으로 필요한 하중 용량과 강성을 제공하면서 장착 및 정렬 오류에 대해 가장 큰 "관용"을 제공하는 기술입니다.

재순환 볼 또는 롤러 프로파일 레일 가이드는 일반적으로 모든 선형 가이드 기술 중 가장 높은 부하 용량과 강성을 제공하지만 평행 구성으로 사용할 경우 바인딩을 방지하기 위해 매우 정확한 장착 높이와 평행도 공차가 필요합니다. 일부 제조업체는 강성과 부하 용량이 감소할 수 있지만 일부 오정렬을 보상할 수 있는 재순환 볼 베어링의 "자동 정렬" 버전을 제공합니다.

반면, 정밀 트랙에서 작동하는 가이드 휠은 ​​프로파일 레일 가이드보다 장착 및 정렬 정확도가 낮습니다. 두 개의 트랙을 병렬로 사용하는 경우에도 채터링이나 바인딩과 같은 실행 문제를 일으키지 않고 적당히 부정확한 표면에 장착할 수도 있습니다.

다이얼 표시기 및 와이어와 같은 간단한 도구를 사용하여 정렬을 수행할 수 있지만 갠트리 시스템과 관련된 긴 길이로 인해 종종 비실용적입니다. 또한 여러 개의 평행 및 수직 축을 정렬하면 복잡성이 증가하고 필요한 시간과 노동력이 기하급수적으로 늘어납니다.

이것이 레이저 간섭계가 갠트리 축 간의 직진성, 평탄도 및 직교성을 보장하는 데 가장 적합한 도구인 이유입니다.