리니어 모듈을 통합할 때 기술적 오류를 방지하는 7가지 팁
Bosch Rexroth
리니어 모듈은 다양한 요구사항 및 애플리케이션을 위한 비용 효율적인 솔루션을 제공한다. 직교좌표 로봇, 픽 앤 플레이스, 기계 내부 또는 기계 사이의 리니어 모션 및 운송 시스템에서 리니어 모듈은 매우 효과적인 구성 요소다. 본문에서는 리니어 모듈을 선택하고 통합할 때 발생할 수 있는 기술적 위험을 방지하는 중요 팁을 제시한다.
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1. 리니어 모듈의 다운사이징 또는 오버사이징을 하지 않아야 한다
리니어 모듈을 지정할 때 가장 흔히 범하는 실수는 장기 사용 목적으로 올바르게 사이징을 하지 않는 것이다. 구매자는 구축중인 시스템의 표준 속도 또는 부하 용량을 결정한 다음 최대 속도 또는 부하가 동일한 모듈을 선택한다. 이로 인해 모듈이 다운사이징 되어 여러 면으로 성능에 영향을 미친다.
다운사이징을 하게 되면 여러 가지 오류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 베어링 고장 또는 볼 베어링과 궤도면의 구멍과 브리넬 링으로 인해 마찰과 열이 증가하여 베어링 마모가 빨라질 수 있다. 베어링에서 마모되어 떨어져 나간 조각이 많을수록 베어링 회전 시에 이물질이 많이 끼어 고장을 일으킨다. 또한 리니어 모듈이 운송하는 부하에 비해 크기가 작다면 제조업체의 보증이 무효화될 수도 있다.
다운사이징에 대한 대안은 애플리케이션에 필요한 운송 용량 대비 필요 속도 보다 휠씬 높은 오버 사이징이 된 모듈을 선택하는 것이다. 이는 많은 추가 비용이 소요되는 솔루션이다. 사이징 소프트웨어를 제공하는 리니어 모듈 공급 업체와 협력하면, 리니어 모듈이 애플리케이션에 정확하게 맞도록 크기를 조정할 수 있다.
2. 성능 기준을 과도하게 지정해서는 안 된다
지나치게 정확한 성능 기준을 기반으로 리니어 모듈을 검색하고 선택하면 필요한 것보다 비싸고 작업하기 복잡한 리니어 모듈을 선택하게 될 수 있다. 예를 들어, 일부 리니어 모듈은 드라이브 시스템의 가이드를 위해 강철 하우징과 알루미늄 압출 하우징, 모두에서 사용할 수 있다. 강철 하우징은 훨씬 단단하지만 비용도 많이 든다. 모듈이 전달하는 부하가 편향을 유발하지 않을 경우 알루미늄 하우징이 올바른 솔루션이 될 수 있다.
리니어 모터와 랙 앤 피니언을 포함한 리니어 모듈에 사용되는 기계식 드라이브 요소가 많이 있다. 가장 널리 사용되는 두 종류의 기계식 드라이브는 벨트 드라이브와 볼 스크류 드라이브이다. 볼 스크류 드라이브는 높은 수준의 위치 정확도와 반복성을 필요로 하는 응용 분야 뿐만 아니라 수직으로 하중을 운반하거나 이동하는 용도에 가장 적합하다.
예를 들어, Bosch Rexroth의 MKK 리니어 볼 나사 모듈은 52 마이크론의 정밀한 위치 정확도와 표준으로 5.2 마이크론의 반복성을 제공하면서 필요한 경우 더 높게도 제공한다. 그러나 직교좌표 로봇과 같은 동작 요구 사항이 위치 정확도를 요구하지 않는 경우 벨트 구동 리니어 모듈은 보다 비용 효율적인 솔루션이 적합하다.
Bosch Rexroth MKR 벨트 구동 모듈은 높은 구동 토크, 긴 이동 길이 및 높은 강성을 위한 고성능 톱니 벨트가 특징이다. MKR 모듈은 표준 12 미터 패키지와 선택 옵션을 포함하여 다양한 길이로 제공된다. 위치 정확도는 500 미크론으로 많은 응용 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
3. 모듈 설치 및 통합을 위한 기능이 포함됐는지 확인한다
리니어 모듈은 큰 기계에 통합되거나 픽앤 플레이스 장비 또는 직교좌표 로봇과 같은 시스템에 결합된다. 리니어 모듈을 선택할 때 간과할 수 있는 항목은 모듈을 연결하고 장착하는 방법이다.
공급 업체에 따라 다음과 같은 제한 사항이 있을 수 있다. 모듈을 설치할 위치가 이를 허용하지 않는 경우 추가 장착 브래킷 및 기타 하드웨어를 구입하거나 처음부터 가공해야 할 수 있으므로 비용이 증가하고 기계 설치 시간이 추가된다.
따라서 리니어 모듈을 장착할 수 있는 방법을 조사하고 리니어 모듈 공급 업체가 자사 제품 라인에서 어떤 종류의 장착 옵션을 제공하는지 확인하는 것이 중요하다. 또한 기계 공간 사이에 모듈을 빠르고 정확하게 정렬하는 데 도움이 되는 기능이 리니어 모듈에 포함되어 있는지 조사하는 것이 유용하다.
표준화된 포지티브 잠금 연결 요소와 모든 구성 요소가 완벽하게 정렬되고 정확하게 연결되도록 설계된 센터링 기술을 제공하는 공급 업체를 찾아야 한다.
Bosch Rexroth 리니어 기술 포트폴리오는 설치 및 통합을 단순화하도록 설계된 광범위한 연결 요소(브래킷, 어댑터 플레이트, 클램핑 고정구, 슬라이딩 블록, T- 너트, 포지티브 잠금 센터링 등)를 특징으로 한다.
4. CAD 모델이 패키지에 포함되었는지 확인한다
모든 리니어 모듈 공급 업체가 제품 구매 시 완전한 CAD 모델을 제공하는 것은 아니다. 이렇게 하면 제품의 초기 비용을 절약할 수 있지만 최종 시스템을 적절하게 설계 및 구성하고 리니어 기술을 통합하려면 CAD 모델은 필수적으로 구성되어야 한다.
CAD 모델이 포함되어 있지 않은 경우 OEM 또는 최종 사용자 엔지니어링는 공급업체로부터 도면을 수령하여 자신의 CAD 모델을 만들어야 한다. 그리고 많은 기업이 비용을 낮추기 위해 엔지니어링 직원의 규모를 줄이거나 기계 및 전기 엔지니어를 기계 설계에 집중하게 하고 있기 때문에, 이는 작업 속도를 늦추거나 정해진 일정을 방해할 수 있는 추가적인 작업을 수행하게 된다.
대부분의 리니어 모듈 제조업체는 모듈과 함께 제공되는 디지털 문서의 표준 요소로 CAD 모델을 포함하지만 이를 확인하는 데 비용이 든다.
5. 성능 테스트가 확인된 리니어 모듈을 선택한다
잘못된 장착 및 정렬은 베어링 및 벨트 드라이브와 같은 리니어 모듈 구성 요소로 인해 제품 및 시스템 성능이 저하되고 예상보다 빨리 가동 중지 시간을 초래한다. 센터링 구멍 및 슬롯과 같은 기술로 제품을 엔지니어링한 리니어 모듈 공급 업체는 모든 구성 요소가 단단히 정렬되고 수평이 유지되도록 한다. 리니어 공급 업체가 자사 제품에 대해 수행하는 성능 테스트 수준을 결정하는 것 또한 중요하다.
일부 공급 업체는 테스트 없이 고객의 모듈을 조립하고 제공하므로 고객은 시스템에 설치될 때까지 지정된 대로 작동하지 않을 것임을 알지 못한다. 모범 사례는 리니어 모듈이 제조될 때 모든 카탈로그 사양을 충족하는지 확인하는 토크 측정으로 테스트를 수행하는 것이다.
6. 리니어 모듈 설계에 적절한 윤활 배관 및 액세스 포인트가 포함됐는지 확인한다
리니어 기술은 모션 기술이므로 리니어 모듈은 공급 업체가 지정한 윤활유를 사용하여 정기적으로 윤활해야 한다. 리니어 모듈에서 최종 사용자가 직면하는 함정은 윤활 포트에 액세스할 수 없는 방식으로 생산 기계에 설치되어 조기 고장을 유발한다는 것이다.
이러한 경우를 피하기 위해 기계 설계자는 윤활 포트의 위치를 이해하고 윤활을 위해 해당 포트에 쉽게 접근할 수 있도록 해야 한다. 이를 확인하려면 모듈에서 윤활 포트의 위치를 확인하는 것이 중요하다. 리니어 모듈 공급 업체에는 모듈을 기계 설계에 쉽게 통합할 수 있도록 여러 개의 윤활 포트가 있다.
사용자는 윤활 유형에 대한 제조업체의 지침을 따르는 것이 매우 중요하다. 예를 들어 리니어 볼 베어링의 경우 고체 입자가 없는 NLGI 리튬 그리스를 사용해야한다. 리니어 모듈 공급 업체는 최종 사용자가 탄산염 또는 기타 고체 입자와 함께 윤활유를 사용하면 리니어 모듈 베어링의 마모 및 조기 고장을 일으킬 수 있음을 알고 있다.
7. 모션 컨트롤러 및 드라이브의 매개 변수는 리니어 모듈의 성능과 올바르게 일치돼야 한다
모션 컨트롤러 및 드라이브 매개 변수에는 리니어 모듈이 한계를 초과하여 충돌하거나 과도한 위치 진동으로 작동하지 않도록 프로그래밍된 토크 한계와 스트로크 한계가 있어야 한다.
이런 일이 발생하지 않도록 하는 가장 좋은 방법은 프로젝트의 전기 엔지니어와 기계 엔지니어가 각 리니어 모듈의 성능에 대해 설정된 모든 매개 변수를 명확하게 이해하고 전달하는 것이다.
자료 제공: Bosch Rexroth(www.boschrexroth-us.com)
