설치 준비가 완료된 선형 모듈은 다양한 산업 분야에서 여러 종류의 기계에서 자재, 제품 및 생산 공구를 이동시키는 데 사용됩니다.

기계 설계자는 특정 생산 및 성능 요구 사항에 따라 선형 모듈을 선택할 때 다양한 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. 그러나 정밀하고 정확한 동작이 가장 중요한 요구 사항인 산업 및 시스템 응용 분야도 있습니다.

특히 반도체 제조, 레이저 절단 공작기계, 전자 제품 조립 및 실험실 자동화 시스템과 같은 응용 분야에서는 동작 주기 전체에 걸쳐 매우 정밀한 최종점 정확도와 최소한의 진동으로 부드러운 이동이 요구되는 정밀 선형 모듈이 필요합니다.

정밀 선형 모듈을 구별하는 몇 가지 핵심 설계 및 성능 특성을 이해하면 기계 및 시스템 설계자가 제작 중인 기계의 요구 사항을 충족하는 최적의 제품을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.

정확한 동작의 필요성
레이저 절단, 의료 검사 장비의 자동 샘플링 시스템 또는 제조 장비를 통한 반도체 웨이퍼 이동과 같은 초정밀하고 섬세한 동작에는 이동 중 극도로 안정적이고 진동이 거의 없는 움직임이 요구됩니다. 최고의 정확도로 목표 지점에 도달하는 것이 최우선 목표입니다.

직선 이동으로 인한 손상이나 열화로부터 매우 깨지기 쉬운 재료를 보호하려면 안정적인 움직임이 매우 중요합니다. 반도체 웨이퍼가 대표적인 예입니다. 웨이퍼는 매우 섬세하며, 완성된 웨이퍼에는 크기에 따라 수백만 달러에 달하는 칩이 포함될 수 있습니다.

각 웨이퍼는 수백 단계의 공정을 거쳐야 하며, 각 단계에서 다음 단계로 이동할 때마다 선형 모듈의 진동으로 인해 공정 중인 웨이퍼가 손상되어 최종 품질이 저하될 위험이 있습니다. 진동이 적을수록 위험도 낮아집니다.

생산성 측면에서 최종 지점 정확도는 매우 중요합니다. 전자 부품 트레이가 고속 자동 조립 공정을 거치는 경우, 선형 모듈이 마이크론 수준의 정확도로 트레이를 조립 도구에 전달할 때 최대 처리량 생산성을 달성할 수 있습니다.

또한 이러한 안정적인 동작과 최종 지점 정확도는 매일 수천 번의 동작 주기 동안 반복적으로 유지되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 부품의 위치를 ​​미세 조정하는 데 수 밀리초가 소요된다면, 그 몇 밀리초가 누적되어 생산 시간이 몇 시간씩 추가되고, 이는 생산량 감소, 비용 증가, 납기 지연으로 이어질 수 있습니다.

이러한 목표를 달성하기 위해서는 고성능 정밀 선형 모듈에서 볼 수 있는 핵심 설계, 재료, 구조 및 기능성을 반드시 고려해야 합니다.

건축 자재
모듈의 하우징 설계와 구성 재료는 장기적인 정확도와 반복성을 좌우하는 중요한 요소입니다.

선형 모듈 분야에서 하우징 또는 "프로파일"을 제작하는 데에는 알루미늄이나 강철이 가장 일반적으로 사용됩니다. 알루미늄 하우징은 다양한 모듈 크기와 길이에 맞춰 비용 효율적으로 압출 가공할 수 있기 때문에 표준적인 선형 모듈에 주로 사용됩니다.

하지만 정밀 가공된 강철 하우징으로 제작된 선형 모듈을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 하우징은 일반적으로 알루미늄 기반 모듈(알루미늄 기반 모듈 또한 매우 안정적이지만 강철 하우징만큼의 안정성을 제공하지는 못함)에 비해 모듈 탄성이 훨씬 적고 원하는 이동 경로에서 벗어나는 현상이 적습니다.

모듈의 탄성으로 인해 모듈은 장착되는 기계 프레임의 모양을 따라갑니다. 압출 알루미늄 하우징의 경우, 모듈이 부착되는 부분에 뒤틀림이나 휜 등의 변형이 발생하면 그 변형이 그대로 반영될 수 있습니다.

정밀 선형 모듈은 정밀 가공된 강철 하우징을 사용하기 때문에 이러한 편차를 방지하여 매우 높은 평탄도와 직진도를 보장합니다. 이는 진동 감소, 최종 지점 정확도 및 위치 반복성 향상에 기여합니다. 또한 하우징에 가이드 트랙이 통합된 정밀 가공 기준 모서리가 있는 모듈을 선택하십시오. 일부 제조사는 사용자가 정밀 가공된 기준 모서리가 있는 쪽을 지정할 수 있도록 하여 더욱 빠른 장착과 손쉬운 정렬을 지원합니다.

용도에 맞는 적절한 크기
매우 정밀한 작동이 요구되는 경우, 하중을 견딜 수 있는 적절한 크기의 부품을 선택해야 합니다. 예를 들어, 축 방향 또는 비틀림 하중에는 단순한 방사 방향 하중보다 더 넓거나 더 견고한 부품이 필요할 수 있습니다. 또한 공작기계, 반도체 생산 및 전자 제품 제조 분야의 많은 첨단 응용 분야에서는 생산 시스템이 비교적 작기 때문에 협소한 기계 공간에 쉽게 설치할 수 있는 소형 정밀 모듈이 필요합니다. 많은 공급업체에서 다양한 크기의 제품을 제공합니다.

또한, 시스템이 작동하는 환경, 하중 장착 각도, 필요한 속도, 이동 거리 및 필요한 작동 주기와 같은 다른 기본적인 선형 운동 설계 기준도 고려하는 것이 중요합니다. 이는 업계에서 LOSTPED(하중, 방향, 속도, 이동 거리, 정밀도, 환경 및 작동 주기)로 알려져 있습니다.

모션 구성 요소
정밀하고 안정적인 움직임은 선형 모듈을 구동하는 모션 부품의 성능에 따라 좌우됩니다. 정밀한 선형 모듈의 경우, 볼 스크류 드라이브가 최적의 솔루션을 제공합니다.

볼 스크류 드라이브는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 매우 효율적입니다. 기계식 구동 요소로서 XYZ 방향으로 설치할 수 있으며 필요한 정밀도와 반복성을 갖춘 움직임을 수행할 수 있습니다.

완전 밀봉형 볼 스크류는 높은 강성, 정밀도 및 우수한 속도를 독특하게 결합하여 다양한 정밀 동작 응용 분야에 유용하게 사용됩니다. 특히, 상당한 축 방향 하중을 견딜 수 있는 능력 덕분에 금속, 목재 및 석재 절단 분야에서 선형 모터보다 더 나은 선택이 되는 경우가 많습니다.

정밀 모듈에서 선형 가이드의 설계 또한 매우 중요합니다. 선형 가이드의 정확도는 여러 요인에 따라 달라지는데, 러너 블록이나 베어링이 이동하는 레일의 평탄도, 베어링 내부에서 볼이나 롤러가 움직이는 궤도면, 그리고 레일 장착면의 평탄도 등이 그 예입니다.

평가해야 할 가장 중요한 영역 중 하나는 레일을 따라 이동하는 러너 블록 내부에서 볼이 원활하게 재순환되는지 여부입니다. 최고 수준의 정확도가 요구되는 응용 분야에서는 재순환 챔버 내 볼의 미세한 움직임이나 레일 시스템이 축을 중심으로 약간이라도 회전하는 경우에도 악영향을 받을 수 있습니다.

미세한 편향이나 유격이라도 정확도를 떨어뜨리고, 볼의 재순환 과정에서 발생하는 미세한 거칠기조차 오차를 유발할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 주요 선형 모듈 공급업체들은 핵심 전환 지점에서 재순환을 최적화하는 가이드를 적용하여, 볼이 베어링 궤도면을 따라 순환할 때 매우 부드럽고 일관된 움직임을 제공합니다.

볼 스크류 어셈블리와 최적화된 선형 가이드를 강철 하우징과 결합한 정밀 선형 모듈은 고정밀, 고속 자동화 시스템에 필요한 주요 특성을 다수 제공합니다.

윤활 및 밀봉
아무리 정교하게 설계되고 제작된 선형 모듈이라도 정확하고 안정적인 움직임을 유지하려면 수명 주기 동안 적절한 윤활이 필요합니다. 윤활을 전체 시스템 유지 관리 절차에 효과적으로 통합하는 한 가지 방법은 모듈에 지속적으로 윤활을 더 쉽고 편리하게 할 수 있는 정밀 모듈을 선택하는 것입니다.

대부분의 정밀 모듈은 초기 윤활을 위해 일반 산업용 윤활유를 사용할 수 있도록 제공됩니다. 다른 모듈은 클린룸이나 전자 산업 요구 사항을 충족하기 위해 더욱 고급 윤활 옵션을 제공합니다.

최근 당사는 더욱 발전된 LSS 표준 및 LSC 클린룸 윤활유를 포함하도록 정밀 모듈 제품군을 업그레이드했습니다. 또한 액체 그리스를 사용하는 중앙 윤활 시스템에 연결하는 옵션도 제공합니다. 자동 재윤활 기능은 작동 신뢰성을 높이고 수동 윤활 시 발생하는 인적 오류를 방지합니다.

선형 모듈은 움직이는 부품이 있어 윤활이 필요하지만, 모듈이 제대로 밀봉되지 않으면 움직이는 부품에서 미세한 공기 중 입자가 발생할 수 있습니다 (윤활유 자체도 공기 중으로 확산될 수 있습니다). 특히 클린룸 환경이나 민감한 생물학적 샘플을 다루는 실험실 자동화 시스템의 경우, 정밀 선형 모듈 공급업체가 제공하는 밀봉 옵션을 사전에 평가하는 것이 중요합니다.

양쪽에서 볼 스크류 어셈블리 씰로 밀봉된 정밀 볼 스크류 너트 및 리니어 캐리지 어셈블리를 찾으십시오. 이러한 설계는 윤활유가 외부로 누출될 위험을 크게 줄여줍니다.

구성 및 기술 지원
정밀 선형 모듈을 선택할 때 고려해야 할 마지막 요소는 기계 제작자가 필요한 모듈을 선택, 사양 지정, 구성 및 주문하는 데 도움이 되는 공급업체의 기술 지원 수준입니다.

사용하기 쉬운 단계별 온라인 크기 조정 및 구성 도구를 제공하는 선형 모듈 공급업체를 선택하면 기계 설계자가 필요할 때 적합한 모듈을 신속하게 구성하고 주문할 수 있습니다. 일부 업체는 단일 도구를 사용하여 기계 장치, 모터 및 구동 장치 조합의 선택 및 크기 조정을 지원하기도 합니다.

직접적인 도움이 필요할 때는 선형 모션 기술 분야에서 풍부한 경험을 보유한 선형 모듈 공급업체와 협력하는 것이 좋습니다. 이러한 업체들은 전화, 이메일 또는 실시간 온라인 채팅 도구를 통해 선형 모션 엔지니어링 전문가의 기술 지원을 제공합니다. 기계 제작자들이 특정 애플리케이션의 크기 및 성능 요구 사항에 대해 확신이 서지 않을 때, 이러한 전문가들은 이미 그러한 문제를 해결한 경험이 있기 때문에 도움을 줄 수 있습니다.

오늘날 가장 진보된 자동화 시스템에서는 높은 처리량을 달성하기 위해 품질을 희생해서는 안 됩니다. 특히 초정밀 선형 운동, 진동 없는 이송, 그리고 극도로 정밀한 최종점 정확도가 요구되는 산업 및 응용 분야에서는 적합한 정밀 선형 모듈을 선택하는 것이 제조 생산성, 효율성 및 품질에 매우 중요한 역할을 할 수 있습니다.