외부 모터-스크류 통합, 비고정 모터-스크류 통합 및 고정 모터-스크류 통합

볼 및 리드 스크류 어셈블리는 커플링을 통해 스크류 축과 일직선으로 연결된 모터에 의해 구동되는 경우가 많습니다. 이러한 장착 방식은 간단하고 정비가 용이하지만, 강성이 낮은 기계 부품(커플링)을 추가하면 와인드업, 백래시, 히스테리시스가 발생할 수 있으며, 이는 모두 위치 정확도와 반복성에 영향을 미칩니다. 또한 커플링은 시스템의 길이를 늘리고 강성을 감소시키며 관성을 증가시킵니다. 이러한 잠재적 문제를 해결하는 한 가지 방법은 외부 커플링을 제거하고 스크류를 모터에 직접 통합하는 것입니다.

통합 모터 및 스크류 어셈블리는 다양한 구성과 디자인으로 제공됩니다. 모터는 서보 또는 스테퍼 모터일 수 있으며, 스크류는 볼 스크류 또는 리드 스크류일 수 있습니다. 하지만 가장 일반적인 구성은 리드 스크류와 스테퍼 모터 또는 볼 스크류와 서보 모터를 결합하는 것입니다.

외부 모터-스크류 통합

가장 널리 사용되는 통합형 설계 중 하나는 중공축 모터를 사용하고 리드 스크류를 모터에 직접 통합하는 방식입니다. 스크류는 모터의 중공 보어에 결합되는 한쪽 끝과, 가공된 끝부분이 용접이나 접착제를 통해 모터 보어에 영구적으로 고정되거나 패스너로 고정되도록 가공됩니다. 패스너를 통해 스크류 샤프트를 모터 보어에 연결하면 유지보수를 위해 부품을 분해할 수 있으며, 전체 어셈블리를 교체하는 대신 두 부품 중 하나만 교체할 수 있습니다. 하지만 이 방법은 시간이 지남에 따라 정렬 및 강성이 저하될 수 있습니다.

나사 축을 모터에 연결하는 데 어떤 방법을 사용하든, 이러한 모터-나사 통합 방식은 일반적으로 "외부" 설계라고 합니다. 볼 또는 리드 스크류 너트가 모터 외부에 있기 때문입니다. 기존의 나사-모터 구성과 마찬가지로, 모터의 회전으로 나사가 회전하여 너트(및 부하)가 나사 축의 길이를 따라 이동합니다.

짧은 스트로크와 가벼운 하중이 있는 적용 분야에서는 때때로 나사에 대한 추가 지지대(기본적으로 고정-자유 배열)나 선형 가이드 없이 작동할 수 있지만, 대부분의 적용 분야에서는 나사의 반대쪽 끝에 대한 지지대와 나사에 대한 방사형 하중을 방지하기 위한 선형 가이드가 필요합니다.

비고정형 모터-스크류 통합

비고정형 통합 방식에서는 볼 또는 리드 스크류 너트가 모터에 통합되거나 모터 표면에 장착되어 스크류를 따라 이동하지 않습니다. 대신, 스크류는 (일반적으로 부착된 부하에 의해) 회전하지 않고 모터와 너트가 회전할 때 모터-너트 조합을 "통과"하며 선형적으로 이동합니다. 이 구성에서 비고정형 설계는 스크류가 모터 후면을 넘어 확장될 수 있는 공간을 허용한다면 더 나은 스트로크 대 전체 길이 비율을 제공합니다.

또는 나사가 움직이지 않도록 고정되어 있는 경우, 조립체는 본질적으로 구동 너트 설계가 되어 모터의 회전으로 모터-너트 조립체가 고정된 나사를 따라 앞뒤로 이동합니다. 기존의 구동 너트 조립체와 마찬가지로, 이 구성은 나사 휩(screw whip)이 거의 완전히 제거되어 더 높은 이동 속도를 제공합니다. 또한 여러 모터-너트 조합을 동일한 나사 축에 장착하여 독립적으로 구동할 수 있습니다.

캡티브 모터-스크류 통합

위의 모터-스크류 조합의 변형으로 캡티브 디자인이 있습니다. 캡티브 디자인과 마찬가지로 너트는 모터에 직접 통합되어 있지만, 스플라인 샤프트가 나사에 부착되어 있어 모터가 회전할 때 나사가 회전하지 않고 선형 운동을 발생시킵니다.

이 설계에서 나사는 조립체의 한쪽 끝에서 확장 및 축소되며 지지되지 않습니다. 캡티브 설계는 기본적으로 스러스트 로드 방식 액추에이터의 더 컴팩트한 버전으로, 하중이 가이드되고 나사에 반경 방향 힘이 가해지지 않는 밀기 또는 가압 용도에 가장 적합합니다.