회전 운동을 직선 운동으로 변환: 산업용 애플리케이션을 위한 효율적 솔루션

직선 운동(리니어 모션)은 물체를 직선으로 이동시키는 것을 말하며, 일반적으로 프로그래밍된 속도와 특정 위치에서 수행됩니다. 산업 현장에서 가장 흔히 쓰이는 리니어 모션 장치는 단순한 공압 실린더입니다. 이 장치는 실린더 내 공기 압력과 유량을 이용해 직선 운동을 만듭니다.

실린더가 물체를 움직이는 속도는 환경 내 물리적 파라미터가 일정하면 일정하게 유지됩니다. 작동 온도, 압력, 동마찰 계수는 공압 실린더 성능과 제어 공정에 큰 영향을 미칩니다.

고도로 자율적이고 민감한 기계에 대한 수요는 정밀한 속도와 위치 제어를 요구하며, 공압 실린더는 운동 길이에 하드 스톱을 주입하므로 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 훨씬 더 나은 솔루션은 피드 스크류 구성 요소를 가진 장치로, 이동에 필요한 직선 힘을 가하면서 1~2개 베어링으로 운동 선을 유지합니다.

리니어 모션 제어 시스템은 기계적 시스템을 핵심으로 하지만, 점점 더 움직임과 제어 명령을 처리하기 위한 전자 부품을 갖는 것이 일반화되고 있습니다. 브레이크도 피드 스크류의 원치 않는 이동을 방지하기 위해 모션 시스템과 함께 사용될 수 있습니다.

피드 스크류 장치란?

모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 사용되는 장치입니다. 피드 스크류에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

1. 리드 스크류(Lead-screw): 너트가 로드 축과 평행하게 움직이는 나사산 로드, 보통 가벼운 하중에 사용
2. 볼 스크류(Ball-screw): 나사산과 너트 스레드 대신 볼 베어링을 사용해 마찰 감소, 무거운 하중에 사용

최적의 리니어 모션 장치 결정은 제조사/벤더의 도움을 받는 것이 가장 좋습니다. 그들은 장치 선정을 좁히는 데 사용할 수 있는 여러 도구를 보유하고 있습니다. 분석되는 일반적인 파라미터에는 가감속률, 이동 거리, 무게, 수명이 포함됩니다.

구동 모터와 관련 제어장치를 선정해 모션 스테이지 설계를 개발합니다. 모터 파워는 하중 무게와 방향, 마주칠 마찰에 의해 결정됩니다. 모션이 고정되고 특정 거리에 있다면 일반적인 범용 기어 모터로 충분하며 특별한 VFD 필요 없음. 그러나 모션이 가변적이라면 서보나 스테퍼 모터가 가변 속도 생성을 위해 필요합니다.

두 가지 고정 모션이 포함된 모션의 경우 근접, 적외선, 압력 같은 센서에서 피드백 신호를 생성할 수 있습니다. 리니어 포지션 트랜스듀서나 피드백으로 물체 위치를 결정할 수 있습니다.