1.6.1 정밀도
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드레일의 정밀도는 주변 구조와 함께 전체 시스템의 운동 정밀도를 결정합니다. 가이드레일 정밀도는 정밀 위치결정과 고품질 가공에 매우 중요합니다.
직선 운동의 정밀도는 가이드레일이 장착되는 기계 베이스의 정밀도뿐만 아니라 SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드레일 자체의 정밀도에도 좌우됩니다. 정밀도에는 치수 공차(높이 및 폭 편차)와 운동 정밀도(캐리지가 가이드레일을 따라 이동할 때의 편차)가 포함됩니다.
1.6.2 SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드레일의 정밀도 등급
SCHNEEBERGER는 MONORAIL 가이드레일을 여러 정밀도 등급으로 분류합니다. 이를 위해 가이드레일과 캐리지 사이의 높이 및 폭 치수 공차를 관리합니다.
이러한 치수의 공차는 SCHNEEBERGER의 내부 생산 규격에 의해 제한되어 제품의 일관성과 신뢰성을 보장합니다. 정밀도 등급은 가이드레일에 대한 캐리지의 높이 및 폭 공차를 정의하며, 상세한 값은 SCHNEEBERGER MONORAIL 및 AMS 제품 카탈로그에서 확인할 수 있습니다.
정밀도 등급 설명
SCHNEEBERGER는 다양한 응용 요구사항을 충족하기 위해 여러 정밀도 등급을 제공합니다. 고정밀도 등급 가이드레일은 정밀 공작기계와 측정 장비에 적합하며, 표준 정밀도 등급은 일반 산업용 응용에 적합합니다.
1.6.3 운동 정밀도
이상적으로는 캐리지가 가이드레일을 따라 움직일 때 정확한 직선 궤적을 따라야 합니다. 그러나 제조 공차로 인해 실제 운동은 어느 정도 벗어납니다. 운동 정밀도는 캐리지가 가이드레일을 따라 움직일 때의 실제 운동 경로와 이상적인 직선 궤적 사이의 편차를 나타냅니다.
단일 캐리지의 성분 오차
가이드레일을 따라 움직이는 단일 캐리지는 다섯 가지 성분 오차를 발생시킵니다. 이러한 오차에는 세 가지 회전 운동과 두 가지 병진 운동이 포함됩니다:
단일 캐리지의 성분 오차(5자유도).
성분 오차 기호:
회전 편차(3종)
- XRX: X축(운동 방향) 회전 - 롤
- XRY: Y축 회전 - 피치
- XRZ: Z축 회전 - 요
병진 편차(2종)
- XTY: Y 방향 측면 변위
- XTZ: Z 방향 수직 변위
약어 정의 체계
첫 번째 문자 X: X축(운동 방향)을 따라 이동하는 동안 발생하는 편차를 나타냄
두 번째 문자 R/T: R = 회전; T = 병진
세 번째 문자 X/Y/Z: 회전축 또는 변위 방향을 나타냄
성분 오차의 영향
기계 축을 예로 들면, 기하학적 거동은 개별 캐리지의 성분 오차에 의해 결정됩니다. 여러 축이 함께 연결되면 성분 오차는 서로 영향을 미칩니다. 따라서 시스템 내에서 각 캐리지의 편차를 가능한 한 작게 유지하는 것이 매우 중요합니다.
다중 연결 캐리지의 운동
실제 응용에서는 두 개의 평행한 가이드레일에 네 개의 캐리지를 배치하는 구성이 일반적으로 사용됩니다. 캐리지가 기계 새들이나 작업 테이블을 통해 함께 연결되면 개별 캐리지의 회전 운동은 억제되고, 전체 시스템은 병진 운동만 나타냅니다.
회전 운동 XRX, XRY, XRZ를 나타낸 네 개의 연결된 캐리지.
개별 캐리지의 XRX, XRY, XRZ 회전은 전체 시스템에서 더 이상 나타나지 않습니다. XTY와 XTZ 병진은 표준 간격에서 원래 크기의 약 1/5로 감소합니다.
병진 운동 XTX, XTY, XTZ만 나타낸 네 개의 연결된 캐리지.
개별 캐리지의 회전과 병진은 캐리지 트랙에 가해지는 추가 힘의 형태로 나타납니다.
1.6.4 운동 정밀도에 영향을 미치는 요인
SCHNEEBERGER MONORAIL 가이드레일의 운동 정밀도는 전동체의 제조 정밀도뿐만 아니라 다음 요인들에도 영향을 받습니다. 이러한 요인은 영향 범위에 따라 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다:
장거리 변동
전체 스트로크 길이에 영향을 미치는 요인
- 가이드레일 트랙의 기하학적 오차(직진도, 평행도)
- 기계 베이스 위치결정면의 기하학적 오차
- 주변 구조의 강성 및 정밀도
중거리 변동
스크류 피치와 동일한 주기를 갖는 주기적 변동
- 스크류 힘에 의한 가이드레일의 국부 변형
- 가이드레일 구멍의 위치 공차
- 스크류 체결 토크의 불균일성
단거리 변동
고주파 주기적 변동
- 캐리지의 주행 맥동(전동체의 주기적 접촉)
- 다분할 가이드레일의 전환 지점
- 전동체 직경의 미세한 차이
연결 구조의 기하학적 오차
고정밀 안내를 얻으려면 연결 구조의 위치결정면 역시 높은 정밀도를 가져야 합니다. 추가적인 기하학적 오차는 기계의 정밀도 및 강성, 그리고 전체 주변 구조의 영향에서 비롯됩니다. 가이드레일의 운동 정밀도는 궁극적으로 가이드레일 자체의 정밀도와 지지면의 정밀도가 결합된 결과에 좌우됩니다.
4.14절 - 연결 구조의 구성에서는 측면 및 종방향 높이 편차의 허용값, 위치결정면의 평행도 공차, 위치결정면의 평면도에 대한 값을 정의합니다.
스크류 힘의 영향
가이드레일 설치 시 발생하는 스크류 힘은 국부적인 압축과 변형을 일으킵니다. 다음 요인들이 이 변형에 영향을 미칩니다:
- 스크류 체결 토크의 크기
- 스크류 헤드의 윤활 상태(헤드 마찰에 영향)
- 지지면의 평면도
- 가이드레일과 지지면 사이의 접촉 상태
1.6.5 주행 맥동
주행 맥동은 캐리지가 가이드레일을 따라 이동할 때 XTY(측면) 및 XTZ(수직) 방향으로 발생하는 작은 주기적 운동을 말합니다. 이는 전동체가 하중 영역에 진입 및 이탈할 때의 주기적 접촉에 의해 발생합니다.
주행 맥동의 원인
주행 맥동은 주로 다음 요인들에 의해 발생합니다:
- 전동체가 하중 영역에 진입할 때의 충격
- 전동체가 하중 영역을 이탈할 때의 해제
- 전동체 직경의 미세한 차이
- 전동체와 트랙 접촉점에서의 탄성 변형
주행 맥동에 영향을 미치는 요인
주행 맥동의 진폭은 다음 매개변수로 제어할 수 있습니다:
캐리지 길이 L
더 긴 캐리지는 동시에 하중을 받는 전동체가 더 많아 개별 전동체의 영향을 평균화할 수 있어 주행 맥동을 감소시킵니다.
예압 등급 V
낮은 예압은 전동체가 하중 영역에 진입할 때의 충격력을 줄여 주행 맥동의 진폭을 감소시킵니다.
설계 권장 사항
더 긴 캐리지와 낮은 예압 V는 주행 맥동을 감소시킬 수 있습니다.
참고: 낮은 예압은 시스템 강성을 감소시키므로 정밀도와 강성 사이의 균형을 이루어야 합니다.
SCHNEEBERGER는 전동체 순환 유닛과 진입 영역의 설계에 특별한 주의를 기울입니다. 이러한 영역의 형상을 최적화함으로써 전동체가 하중 영역에 원활하게 진입 및 이탈할 수 있어 주행 맥동을 최소화합니다.
1.6.6 정밀도 개선 방안
다음 목록은 운동 정밀도를 개선하는 데 사용할 수 있는 방안의 개요를 제공합니다. 이러한 방안은 기계 설계, 가이드레일 선정, 설치 방법을 포괄합니다:
기계 설계
- 가능한 한 강성이 높은 기계 구조 사용
- 가이드레일 지지면 정밀 가공
- 더 넓은 가이드레일 간격(게이지) 및 캐리지 간격 사용
가이드레일 선정
- 고정밀도 등급 가이드레일 선택
- 유사한 운동 특성을 가진 가이드레일 쌍 선택(매칭 시스템, 4.6절 참조)
- 주행 맥동을 줄이기 위해 더 긴 캐리지 사용
설치 구성
- 단측 측면 기준으로 가이드레일 설치
- 더 작은 가이드레일 구멍 간격 선택
- 가이드레일당 최소 두 개의 캐리지를 사용하는 이중 가이드레일 구성 사용
스크류 설치
- 스크류 체결 토크 감소(충분한 부하 능력 확보 조건에서)
- 일관된 스크류 체결 토크 유지
- 마찰을 줄이기 위해 스크류 헤드를 적절히 윤활
매칭 시스템 설명
SCHNEEBERGER는 유사한 운동 특성을 가진 가이드레일 및 캐리지 조합을 선택할 수 있는 매칭 시스템을 제공합니다. 동일한 시스템에서 사용되는 매칭된 가이드레일은 운동 오차를 더욱 줄일 수 있습니다. 자세한 정보는 4.6절 - 정밀도를 참조하십시오.