리니어 시스템의 오정렬을 보정하는 방법

산업 디자이너가 리니어 모션 시스템을 설계하고 설치해야 할 때고려해야 할 중요한 요소 중 하나는 기계와 구성 요소의 정렬이 다. 리니어 시스템의 오정렬은 레일 과부하의 주요 원인 중 하나 이며, 이는 설계된 솔루션의 작동 수명을 단축시킬 수 있는 힘을 발생시키는 요인이다. 실제로 시스템이 잘못 정렬되면 마찰과 과열이 발생하고 에너지 소비가 증가하며 소음이 증가한다.

이러한 요소들의 합은 시스템의 작동 수명 감소로 직결되며, 생산성, 수율 및 효율성 측면은 물론 최종 고객의 ROI와 관련하여 모든 부정적인 영향을 미친다. 이 기사에서는 정렬 불량과 관련된 문제를 해결하기 위한 가능한 해결책을 제시한다.

가공
 

잠재적인 오정렬 문제를 해결하기 위해 종종 기계 가공에 의존한 다. 이는 모션 시스템의 리니어 레일을 결합할 때 평행도 또는 각도 문제를 보정하는 데 도움이 될 수 있으며, 조립 후 시스템에서 직접 수행할 수도 있다. 그러나 이러한 접근 방식이 항상 ‘위험이 없는’ 것은 아니며 효과를 보장할 수 없다. 이는 특히 경제적 측면, 즉 솔루션을 설계할 때 고려해야 하는 숨겨진 비용을 고려할 때더욱 그렇다.

실제로 가공과 관련된 후속 비용은 설계 및 시공 비용에 추가되거나 최소한 예산에 반영되어야 한다. 또한 처음부터 작업 시간을 계산할 수 없는 기계에 대한 잠재적 작업으로 인해 시스템의 설치 및 시운전 시간이 길어져 고객의 시장 출시 기간이 길어지고 결과적 으로 새로운 솔루션의 생산성이 저하될 수 있다는 점도 고려해야 한다. 후속 작업이나 추가 유지 보수의 필요성은 고려해야 할 전체 비용에 영향을 미칠 수 있지만 미리 계산하기 어려운 다른 요소이다.

자동 정렬 시스템을 갖춘 레일
 

가공의 대안으로 자동 정렬 시스템을 갖춘 리니어 레일을 사용할수 있다. Rollon은 다양한 모양과 크기의 레일과 베어링의 오정렬 문제를 독립적으로 보정할 수 있는 여러 솔루션을 제공한다. 이를 통해 평행도 및 각도 오류를 제거하기 위해 가공할 필요가 없으며 설치 요구 사항에 ‘적응’하여 오정렬을 보정할 수 있다.

Compact Rail 및 Compact Rail Plus: Compact Rail은 고주파 표면 경화 및 가공 처리한 구동면이 있는 냉간 압연 강철에 롤러 베어링이 장착된 리니어 레일 시스템이다. Compact Rail 제품군의 제품을 특별하게 만드는 기능은 바로 설치되는 표면의 오정렬을 관리할 수 있다는 점이다. 즉, 레일과 시스템에는 ‘유격’이 없지만 슬라이더를 예압 상태로 유지하면 레일과 베어링의 기하학적 구조로 인한 정렬 불량을 보정할 수 있다. Compact Rail은 다양한 형상의 레일과 베어링을 결합하여 최대 3.9mm의 축 방향 오정렬과 최대 ±2° 각도의 반경 방향 오정렬을 효과적으로 보정할 수 있다.

Tecline: Compact Rail 외에도 Tecline 라인의 각형 가이드가 있는 랙 및피니언 액추에이터로 오정렬을 교정할 수도 있다. 고하중용으로 설계되었으며 캐리지와 슬라이더 사이에 플로팅 핀이 설치되어 있어 예압에도 평행 정렬 오차를 처리할 수 있고 네 가지 주요 방향의 하중을 견딜 수 있다. Tecline 시스템은 고탄소강으로 제작된 각형 레일과 영구 윤활 시스템이 장착되어 있어 오염된 환경과 높은 동역학이 필요한 어플리케이션에 특히 적합하다.

Speedy Rail: 지금까지 나열된 솔루션에 추가되는 Speedy Rail은 매우 길고 잠재적으로 무한한 스트로크에 적합하며 병렬 처리 오류를 수정할 수 있다. 이 유형의 레일에는 알루미늄 프로파일이 있어 완전히 자가 지지 될 수 있다. 또한 특수 플라스틱 화합물로 코팅된 롤러가 있어 오염 물질이 있어도 유지보수할 필요 없이 긴 사용 수명을 보장한다. 따라서 Speedy Rail은 오염된 환경과 동적 요소가 많은 어플리케이션에서 사용하기에 특히 적합한 솔루션이다.

Nadella의 솔루션: 최근 모기업인 Timken에 인수되어 Rollon 그룹에 합류한 Nadella 역시 베어링 기술을 기반으로 오정렬에 대한 다양한 솔루션을 보유하고 있다. V-line 시리즈 베어링 또는 GP 시리즈 플랫레일은 테이퍼형 롤러 베어링을 사용하여 평행성을 회복하고 높은 하중 용량을 제공한다.

자동 정렬 시스템의 장점
 

∨ 전체 기계 비용 절감

∨ 가공, 후속 정리 및 특별한 유지보수가 필요 없음

∨ 조립 시간 단축

∨ 시장 출시 시간 단축

∨ 기계의 예상 작동 수명과 실제 작동 수명간의 일치

자료제공: Rollon(www.rollon.com)