선형 시스템을 설계할 때는 지지대, 가이드, 구동 장치 및 밀봉 장치를 고려해야 합니다. 선형 시스템 설계를 시작하기 전에 정밀도, 반복성, 하중 및 환경 요구 사항을 파악해야 합니다.

마찰이 적고 강성이 높은 볼 가이드는 상단 레일 하나 또는 하단 레일 두 개에 지지됩니다. 이러한 성능을 얻는 대가로 비용이 더 높고 소음이 더 커집니다.

두 지점 사이의 최단 경로는 직선입니다. 하지만 선형 운동 시스템을 설계할 때는 A 지점과 B 지점 사이에 구조적 지지대, 가이드, 구동 장치, 밀봉 장치, 윤활 장치 및 부속품을 고려해야 합니다.

표준 부품을 사용하여 시스템을 처음부터 설계하고 구축하든, 맞춤형으로 설계된 시스템을 구매하든, 처음부터 올바른 선택을 하면 장기적으로 시스템을 원활하게 운영하는 데 도움이 될 것입니다.

지원 및 안내

선형 시스템을 구축한다는 것은 말 그대로 기초부터 시작하는 것을 의미합니다. 즉, 구조적 지지 시스템부터 구축하는 것입니다. 이 지지 시스템의 주요 구성 요소는 일반적으로 알루미늄 압출재입니다.

정확한 위치 지정이 필요한 용도의 경우, 베이스 압출재의 장착면과 선형 가이드가 장착되는 면을 정밀 가공할 수 있습니다. 정밀도가 덜 요구되는 운송형 용도의 경우, 하중을 받을 때 휜 현상을 방지하고 압출 과정에서 변형을 막도록 베이스를 최적화하는 것이 좋습니다.

견고한 받침대는 시스템이 끝단 지지대만으로 안정적으로 지지될 수 있도록 합니다. 가벼운 압출 성형품의 경우 길이 방향으로 간헐적인 지지대가 필요할 수 있습니다.
가이드는 움직임을 원활하게 하기 위해 베이스에 부착됩니다. 주요 유형으로는 볼 가이드, 휠 가이드, 슬라이드 또는 프리즘 가이드가 있습니다.
볼 가이드는 가장 무거운 하중을 견딜 수 있으며 강성이 가장 높습니다. 단일 또는 이중 레일 구성으로 마찰이 거의 없이 움직입니다. 단점으로는 높은 가격과 소음 발생량이 있습니다.

휠 가이드는 마찰이 적고 강성이 높아 최대 10m/sec의 속도로 작동합니다. 하지만 충격 하중을 받으면 손상될 수 있습니다.
슬라이드 가이드에서는 프리즘 모양의 폴리머 부싱이 프로파일 표면에서 회전합니다. 이 폴리머 소재 덕분에 부싱은 조용하게 움직이며 높은 충격 하중을 견딜 수 있습니다. 또한 먼지, 모래, 오일, 화학 물질 등으로 오염된 환경에서도 잘 견디지만, 볼 가이드나 휠 가이드에 비해 작동 속도가 느리고 하중이 가볍습니다. 이는 부싱이 견딜 수 있는 압력과 속도의 곱인 PV 등급으로 표시됩니다.

볼 스크류와 벨트는 선형 시스템에 사용 가능한 구동 기술 중 일부입니다. 벨트 드라이브는 소음이 적고 높은 처리량과 낮은 정밀도가 요구되는 애플리케이션에 적합합니다. 더 고가의 볼 스크류 드라이브는 높은 효율, 정확성 및 강성을 제공합니다.

추진력

구동 장치는 캐리지를 원하는 위치로 이동시킵니다. 가장 일반적인 구동 기술로는 볼 스크류 구동 장치, 리드 스크류 구동 장치 및 벨트 구동 장치가 있습니다.

볼스크류 드라이브는 볼 베어링이 나사산이 있는 축(볼스크류)의 홈을 따라 이동하고 볼 너트를 통해 순환하는 방식입니다. 베어링이 하중을 분산시키기 때문에 볼스크류 드라이브는 비교적 높은 추력 용량을 갖습니다.

그 결과, 예상 위치와 실제 위치 간의 최대 오차가 0.005mm까지 감소하는 절대 정확도를 얻을 수 있습니다. 연마 및 예압 처리된 볼 스크류를 사용하는 시스템이 가장 정확합니다.

이 시스템은 최대 40kN의 추력과 높은 강성을 갖추고 있습니다. 임계 속도는 스크류 뿌리 직경, 지지되지 않은 길이 및 단부 지지 구성에 따라 결정됩니다. 혁신적인 스크류 지지 방식을 통해 스크류 구동 장치는 최대 12m까지 이동할 수 있으며 3,000rpm의 입력 속도를 수용할 수 있습니다. 볼 스크류 드라이브는 90%의 기계적 효율을 제공하므로 초기 구매 비용이 높더라도 낮은 전력 소모량으로 상쇄되는 경우가 많습니다.

선형 시스템 지지대는 일반적으로 알루미늄 압출재로 만들어지며, 정밀도를 높이기 위해 가공할 수 있습니다.

리드스크류 드라이브는 볼스크류 드라이브만큼 절대적인 위치 정밀도를 제공하지는 못하지만, 동일한 방향에서 동일한 속도 및 감속률로 접근했을 때 작동 중 원래 위치로 복귀하는 능력인 반복 정밀도가 0.005mm에 달합니다. 리드스크류 드라이브는 저부하에서 중부하 범위의 위치 제어에 사용되며 소음이 적습니다.

벨트 구동 방식은 최대 10m/sec의 속도와 최대 40m/sec²의 가속도를 요구하는 고처리량 이송 애플리케이션에 적합합니다.

윤활 및 밀봉선형 장치용 s

대부분의 가이드 시스템과 구동 시스템에는 윤활이 필요합니다. 윤활 피팅에 쉽게 접근할 수 있도록 하면 향후 예방 정비를 간소화할 수 있습니다. 예를 들어, 캐리지에 설치된 제르크 피팅은 설치 시와 주기적인 정비 시에 볼 스크류와 선형 베어링 시스템 모두에 윤활유를 공급하는 윤활망을 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

선형 구동 장치는 자기 밀봉 방식을 사용합니다. 스테인리스 스틸 스트립은 캐리지 바로 앞에서 들어 올려지고, 엔드 캡에 있는 자석과 스프링식 앵커 덕분에 캐리지 바로 뒤에서 다시 닫힙니다.

프리즘 가이드는 유지보수가 필요 없습니다. 슬라이드의 폴리머 재질은 자체적인 윤활성을 가지고 있으며, 윤활 처리된 펠트 와이퍼가 매 스트로크마다 윤활유를 보충합니다.

씰은 윤활유를 내부에 유지하고 오염물질의 유입을 막습니다. 한 종류로 마그네틱 스트립 씰이 있는데, 이는 채널의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 뻗어 있는 스테인리스 스틸 자석 밴드입니다. 이 밴드는 엔드 캡에 고정되어 있으며 스프링으로 장력을 유지합니다. 밴드는 캐리지의 홈을 통과하므로 캐리지가 시스템을 이동할 때 캐리지 바로 앞뒤의 자석에서 들어 올려집니다.
또 다른 밀봉 기술인 플라스틱 커버 밴드는 지퍼형 냉동 백처럼 베이스 압출재와 맞물리는 유연한 고무 스트립을 사용합니다. 서로 맞물리는 혀와 홈 형태의 프로파일은 미로형 밀봉 구조를 형성하여 입자 유입을 차단합니다.

모터를 어떻게 장착할 것인지도 고려해야 할 사항입니다. 모터 하우징과 커플링은 모터 플랜지의 볼트 크기 및 볼트 원 직경, 모터 파일럿 직경, 모터 샤프트 직경 및 길이에 맞춰야 합니다.

많은 모터는 NEMA 표준을 충족하는 치수를 가지고 있지만, 일부는 제조업체 및 모델별로 다릅니다. 어느 경우든, 일반적인 원자재로 가공된 유연한 모터 마운트를 사용하면 거의 모든 모터에 쉽게 장착할 수 있으며 정렬도 보장됩니다.

규격에 맞는 고무 인터록이 플라스틱 커버 밴드를 단단히 고정하고 미세 입자의 유입을 차단합니다.

믹스 앤 매치

모든 구동 장치와 가이드 조합이 적합한 것은 아닙니다. 실제 적용 사례에서는 리드스크류가 볼 가이드 또는 슬라이드 가이드를 구동하거나, 볼스크류가 볼 가이드 또는 슬라이드 가이드와 함께 사용되거나, 벨트가 볼 가이드, 슬라이드 가이드 또는 휠 가이드를 구동하는 경우를 가장 흔히 볼 수 있습니다.

볼 스크류 드라이브는 볼 가이드와 결합하여 반복적인 동작과 높은 힘 및 모멘트를 견딜 수 있는 견고한 시스템을 제공합니다. 이러한 시스템은 공작 기계에서 기어 블랭크를 적재 및 하역하는 것과 같이 높은 하중과 높은 작동 주기가 요구되는 정밀 위치 지정 응용 분야에 적합합니다.

벨트 구동식 볼 가이드 장치는 무거운 하중과 높은 모멘트 하중이 요구되는 고속, 고가속 환경에 적합합니다. 이러한 장치는 간격을 가로지르는 받침대 위에서 작동하며, 받침대는 양 끝단 또는 간헐적으로 지지됩니다. 캔 팔레트 적재가 이러한 용도의 한 예입니다.
벨트 구동식 슬라이드 가이드 선형 시스템은 비용이 저렴하고 소음이 적으며 유지보수가 거의 필요 없는 장치입니다. 이 시스템은 적당한 속도와 가속도로 작동하지만 충격 하중을 효과적으로 제어하는 ​​데 탁월합니다. 자석 커버 밴드를 추가하면 이러한 유형의 시스템은 판금 스프레이 처리와 같이 미세 입자가 많고 세척이 필요한 환경에 적합하게 됩니다.

휠 가이드는 볼 가이드보다 유지 보수가 덜 필요하지만 슬라이드보다는 더 많이 필요하기 때문에 벨트 구동식 휠 가이드는 적당한 가격에 소음이 적고 유지 보수가 간편한 또 다른 옵션입니다. 이러한 시스템은 높은 직선 속도와 가속도를 달성하며 포장 및 충전 기계에서 흔히 볼 수 있습니다.