ガイド自体を指定することは、取り付け、設置、さらにはメッキの選択における落とし穴を回避する方法を学ぶ簡単な部分です。

リニア ガイドは、システムの一部として動作する精密機械アセンブリです。そのため、マシン全体に適切に統合された場合にのみパフォーマンスを発揮できます。適切なガイドを指定するだけでは十分ではありません。意図したとおりに動作するシステムを構築するには、リニア ガイドの指定、設計、設置、テストの方法を明確に理解する必要があります。ここでは、システムにリニアガイドを組み込む設計者が犯す最も一般的なエラーのいくつかと、それらを回避する方法について説明します。

1. 取付面を公差内に製作していない

リニアガイドは、最小限の摩擦で動作するように工場で精密に研磨されています。理想的な世界では、個々のリニアガイド ブロックの摩擦は、取り付けられていても取り付けられていない場合でも同じになります。実際には、取り付け面の位置ずれや平坦度のずれにより、リニア ガイド システムに予圧が直接加わります。取り付け公差には、レールが取り付けられる取り付け面の平面度と、リニア ガイドの相互の平行度の両方が含まれます。アセンブリの取り付け時にガイドの摩擦が増加する場合、または移動の一方の端で他方の端よりも極端に大きくなる場合は、取り付け公差またはレールの位置合わせが規格外である可能性が非常に高くなります。

2. アライメント用の取り付け機能は含まれません

精密リニアガイドには、仕様どおりの性能を確保するために適切な位置合わせが必要です。特に大量生産のシナリオでは、取り付け機能を追加することで設置プロセスをスピードアップし、効果的なパフォーマンスを確保できます。これらは、プライマリ レールの位置合わせを支援する一対の位置合わせピンと、セカンダリ レールの位置合わせのための組み立て手順とを組み合わせたものと同じくらい簡単です。非常に高精度のパフォーマンスを備えたアプリケーションでは、より注意が必要です。工場から出荷された状態のリニアガイドは真っ直ぐですが、ある程度のコンプライアンスを示している場合があります。効果的な操作を確保するには、ガイドは精度の高い肩面を使用して取り付ける必要があります。これらの表面は、ベアリングとレールに平らで安定した支持構造を提供し、ミクロンスケールの真直度と平行度を実現します。レール間の平行度の誤差は、パフォーマンスだけでなくサービス寿命にも影響を与えることに注意することが重要です。レールがメーカーの公差内に位置合わせされていることを確認してください。取り付けショルダーは重要な位置合わせ構造を提供しますが、適切な寸法にする必要があります。コーナー半径が大きすぎると、取り付けおよび位置合わせ中にレールがショルダー自体ではなくコーナー半径に接触する可能性があります。これにより、小さいながらも重大なエラーが発生する可能性があります。さらに悪いことに、検出が非常に困難になる可能性があります。最善の解決策は、肩の寸法を最初から適切に指定することです。メーカーは肩の高さとコーナーの半径に関する非常に正確な仕様をカタログに記載しているため、それらに正確に従う必要があります。ベアリングの面取りに対する適切なコーナー半径の寸法を決定します。

3. プリロードが正しく指定されていない

リニアガイドの予圧には、ブロックとレール間のフィット感を調整するためにミクロン単位でボールの直径を選択することが含まれます。精密用途では、通常、ある程度の正の予圧を与えることが有益です。これは、ブロック、レール、ボールの間に隙間がないことを意味します。用途によっては、ボールに多少の圧縮がかかることもあります。予圧を適切に指定すると、振動、騒音、発熱、たわみなどのマイナス要因を軽減できます。ただし、予圧を不適切に指定すると、摩擦が大幅に増加し、システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。予圧付きの高精度リニアガイドを購入すれば最高のパフォーマンスが得られると容易に推測できます。取付面の精度がリニアガイドの精度と一致している場合はこの限りではありません。ただし、取り付け面をリニアガイドと同じ精度にすることができない場合、ガイドに予圧を与えると実際に問題が発生する可能性があります。リニアガイドの予圧は、取り付け部品で達成できる精度に合わせる必要があります。メーカーの要求する精度を満たすことができない場合は、線間はめあい（通常の予圧）、または少しでも余裕のあるリニアガイドを選択することをお勧めします。余分なクリアランスにより、ガイドが位置ずれを吸収できるようになります。ガイドには自由すきまがなくなりますが、プリロードされたガイドを低精度システムに取り付けることによって生じる高い摩擦も発生しません。場合によっては、低摩擦システムを搭載することが最も重要な要件となります。その場合、摩擦を可能な限り低く抑えるために、ある程度の内部クリアランスを指定することが最善です。

4. 走行全体にわたってテストを行っていない

問題の存在を知らなければ、問題を解決することはできません。リニアガイドは組み立て後に全移動量にわたってテストする必要があります。平行度を直接測定できない場合は、キャリッジの押し込み力を測定する検査工程を追加してください。ガイドを端から端まで移動するときの押し込み力は、約 20% 以内に一定である必要があります。ある点で押す力が急上昇した場合 (これはガイドの一端で頻繁に発生します)、レールが平行から外れており、再調整する必要があることを示している可能性があります。

5. 材質やメッキによるコストや納期への影響を考慮していない

ベアリングを仕様化する際の取り組みは機械的パラメータに焦点を当て、材料やコーティングはそれほど重要ではないものとして扱われることがよくあります。実際には、材料とコーティングは、パフォーマンスの観点だけでなく、コストやリードタイムの​​観点からもプロジェクトに大きな影響を与える可能性があります。たとえば、防食オプションは、薄くて緻密なクロムメッキからさまざまな黒色クロムコーティングまで多岐にわたります。場合によっては、リニアガイドのステンレス鋼バージョンを選択すると、より効果的なソリューションが提供される場合があります。問題は材料だけではなく、場所も重要です。めっきは海外工場で行う場合もあれば、国内で行う場合もあります。最近の注文がその例を示しています。現在、特定のタイプおよびサイズのリニアベアリングが世界的に不足しています。お客様は腐食防止のために黒色クロムメッキを指定しました。課題は、塗装を提携先の日本国内工場で行う必要があり、標準品に比べて納期が長くなることでした。調査の結果、代替メッキを推奨いたしました。同等の保護を提供しましたが、違いは、パートナーの米国の工場から入手できることでした。このスイッチにより、コストへの影響を最小限に抑えながら、部品のリードタイムが半分に短縮されました。適切に指定して取り付けられたリニアガイドは、リニアモーションシステムで効果的な性能を発揮します。上記の落とし穴に注意してください。そうすれば、システムは成功に向けて準備されます。