볼 스크류형 선형 액추에이터는 주로 볼 스크류, 선형 가이드, 알루미늄 합금 프로파일, 볼 스크류 지지대, 커플링, 모터, 리미트 센서 등으로 구성됩니다.
볼 스크류볼 스크류는 회전 운동을 직선 운동으로 또는 직선 운동을 회전 운동으로 변환하는 데 이상적입니다. 볼 스크류는 스크류, 너트, 볼로 구성되며, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기능을 합니다. 이는 볼 스크류의 확장 및 발전된 형태입니다. 마찰 저항이 매우 작기 때문에 다양한 산업 장비 및 정밀 기기에 널리 사용됩니다. 높은 하중 조건에서도 고정밀 직선 운동을 구현할 수 있습니다. 그러나 볼 스크류는 사다리꼴 스크류처럼 자체 잠금 기능이 없으므로 사용 시 주의해야 합니다.
선형 가이드선형 가이드(슬라이드웨이, 선형 슬라이드라고도 함)는 직선 왕복 운동에 사용되며, 선형 베어링보다 하중 등급이 높고 일정 토크를 견딜 수 있습니다. 고하중 조건에서는 고정밀 직선 운동을 구현할 수 있으며, 정밀도가 낮은 경우에는 박스형 선형 베어링을 대체하여 사용할 수도 있지만, 토크 및 하중 등급 측면에서 선형 가이드보다 성능이 떨어진다는 점에 유의해야 합니다.
모듈형 알루미늄 합금 프로파일모듈형 알루미늄 합금 프로파일 슬라이딩 테이블은 아름다운 외관, 합리적인 설계, 우수한 강성, 안정적인 성능, 낮은 생산 비용을 자랑하며 산업 자동화 장비에 널리 사용됩니다. 모듈형으로 조립되어 강성이 높고 열 변형이 적으며 이송 안정성이 높아 자동화 장비의 고정밀 및 안정적인 작동을 보장합니다.
볼 스크류 지지 시트볼 스크류 지지 시트는 스크류와 모터 사이의 연결을 지지하는 베어링 지지 시트로, 일반적으로 고정측과 지지부로 나뉩니다. 고정측 지지부에는 예압 조절식 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 장착됩니다. 특히 초소형 타입의 경우, 초소형 볼 스크류용으로 개발된 접촉각 45°의 초소형 앵귤러 콘택트 볼 베어링을 사용하여 높은 강성과 정밀도로 안정적인 회전 성능을 구현합니다. 지지부의 지지부에는 깊은 홈 볼 베어링이 사용됩니다. 지지부 내부 베어링에는 적정량의 리튬 비누계 그리스가 채워지고 특수 밀봉 가스켓으로 밀봉되어 직접 장착 및 장기간 사용이 가능합니다. 볼 스크류와의 강성 균형을 고려하여 최적의 베어링을 채택하며, 높은 강성과 낮은 토크(접촉각 30°, 자유 조합)를 갖는 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 사용됩니다. 또한, 초소형 지지부에는 초소형 볼 스크류용으로 개발된 초소형 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 장착됩니다. 이 베어링은 45°의 접촉각, 작은 볼 직경, 그리고 다수의 볼을 특징으로 하는 초소형 앵귤러 콘택트 볼 베어링으로, 높은 강성과 정밀도를 자랑하며 안정적인 선회 성능을 제공합니다. 지지 유닛은 앵귤러형과 원형 시리즈로 제공되어 용도에 따라 선택할 수 있습니다. 소형 설계로 설치가 용이하며, 설치 공간 활용도를 고려했습니다. 또한, 예압 베어링은 출고 후 바로 장착 가능하여 조립 시간을 단축하고 조립 정확도를 향상시킵니다. 비용 절감이 필요한 경우, 비표준 부품 베어링 하우징을 자체 제작하고 베어링 조합을 외주 생산하여 지지 유닛으로 구성할 수도 있어 대량 생산 시 비용 효율성이 매우 높습니다.
연결커플링은 두 축을 연결하여 운동과 토크를 전달하는 데 사용되며, 장치를 연결하거나 분리할 때 기계의 작동을 멈춥니다. 커플링으로 연결된 두 축은 제조 및 설치 오류, 베어링 변형, 온도 변화 등의 영향으로 인해 엄밀하게 정렬되지 않고 어느 정도의 상대 변위가 발생할 수 있습니다. 따라서 커플링 설계 시에는 구조적인 측면에서 다양한 조치를 취하여 일정 범위의 상대 변위에 적응할 수 있는 성능을 확보해야 합니다. 비표준 장비의 선형 액추에이터에 일반적으로 사용되는 커플링은 플렉시블 커플링이며, 대표적인 유형으로는 그루브 커플링, 크로스 슬라이드 커플링, 플럼 커플링, 다이어프램 커플링 등이 있습니다.
선형 액추에이터용 커플링 선택 방법:
비표준 자동화에 사용되는 일반적인 연결 부품.
백래시가 전혀 없어야 하는 경우 다이어프램형 또는 그루브형을 선택하십시오.
높은 토크 전달이 필요한 경우, 다이어프램형, 십자형, 플러머형을 선택하십시오.
서보 모터는 대부분 다이어프램 타입을 사용하고, 스테퍼 모터는 대부분 그루브 타입을 사용합니다.
십자형은 실린더나 권선 모터 등에 흔히 사용되며, 정밀도는 다소 떨어집니다(높은 정밀도가 요구되지 않음).
리미트 센서
선형 액추에이터의 리미트 센서는 일반적으로 슬롯형 광전 스위치를 사용합니다. 슬롯형 광전 스위치는 U형 광전 스위치라고도 불리는 적외선 유도 방식의 광전 스위치입니다. 적외선 송신관과 수신관을 결합하여 만들어지며, 슬롯의 폭은 유도 수신 강도와 수신 신호가 빛을 매개체로 하여 도달하는 거리를 결정합니다. 발광체와 수신체 사이의 빛을 매개체로 사용하여 적외선을 수신하고, 수신된 적외선을 변환하여 물체의 위치를 감지합니다. 슬롯형 광전 스위치는 다른 근접 스위치와 마찬가지로 비접촉식이며, 감지 대상에 대한 제약이 적고, 감지 거리가 길어(수십 미터) 정밀한 감지가 가능하며, 작은 물체까지 감지할 수 있어 적용 범위가 매우 넓습니다.
2. 볼 스크류 액추에이터의 장점과 단점
선형 액추에이터의 리드가 작을수록 서보 모터의 최대 추력이 커지며, 일반적으로 선형 액추에이터의 리드가 작을수록 추력이 커집니다. 일반적으로 큰 힘과 하중이 필요한 산업 분야에서 사용되는데, 예를 들어 정격 추력 0.32N의 서보 모터에 리드 5mm의 볼 스크류를 사용하면 약 320N의 추력을 생성할 수 있습니다.
일반적으로 Z축 구동에는 볼 스크류 선형 액추에이터가 사용됩니다. 볼 스크류 선형 액추에이터는 다른 구동 방식에 비해 높은 정밀도를 제공하는 장점이 있습니다. 일반적인 선형 액추에이터의 반복 위치 정밀도는 ±0.005mm에서 ±0.02mm 사이입니다. 고객의 실제 요구 사항에 따라 생산 시 볼 스크류 선형 액추에이터는 볼 스크류의 세장비에 제한이 있으므로 스트로크 길이가 너무 길어서는 안 됩니다. 직경/전체 길이의 1/50이 최대값이며, 이 범위 내에서 제어해야 합니다. 스트로크 길이가 허용치를 초과하는 경우에는 작동 속도를 적절히 줄여야 합니다. 액추에이터의 스트로크 길이가 세장비를 초과하면 서보 모터를 통해 고속 회전 시 필라멘트의 공진으로 인해 진동이 발생하여 큰 소음과 위험을 초래할 수 있습니다. 볼 스크류 어셈블리는 양 끝단에 지지대가 있는데, 필라멘트가 너무 길면 커플링이 쉽게 풀릴 뿐만 아니라 액추에이터의 정밀도가 저하되고 수명이 단축될 수 있습니다. 대만산 은색 KK 액추에이터를 예로 들면, 유효 스트로크가 800mm를 초과할 경우 공진이 발생할 수 있으며, 스트로크가 100mm씩 증가할 때마다 최대 속도를 15%씩 줄여야 합니다.
3. 볼 스크류 액추에이터의 적용
모터 10축 선형 액추에이터 메커니즘은 부드러운 동작, 우수한 정밀도 및 제어 성능(스트로크 내 어느 위치에서든 정확하게 정지 가능)을 제공하며, 작동 속도는 모터 속도, 스크류 피치 및 액추에이터 설계에 따라 결정됩니다. 이러한 메커니즘은 소형 및 중형 스트로크에 적합하며, 많은 선형 로봇에 사용되는 방식입니다. 자동화 산업 분야에서는 반도체, LCD, PCB, 의료, 레이저, 3C 전자, 신에너지, 자동차 등 다양한 자동화 장비에 널리 사용됩니다.
4. 스크류 액추에이터 관련 매개변수 설명
반복 위치 정확도반복 위치 결정 정확도는 동일한 액추에이터에 동일한 출력을 적용하여 여러 번 반복 위치 결정을 수행했을 때 얻어지는 연속적인 결과의 일관성 정도를 나타냅니다. 반복 위치 결정 정확도는 서보 시스템의 특성, 이송 시스템의 간극 및 강성, 마찰 특성 등의 영향을 받습니다. 일반적으로 반복 위치 결정 정확도는 정규 분포를 따르는 확률 오차이며, 액추에이터의 다중 동작 일관성에 영향을 미치는 매우 중요한 성능 지표입니다.
볼스크류 가이드: 이는 스크류 다이 세트에서 나사의 나사산 피치를 나타내며, 나사가 한 바퀴 회전할 때 너트가 나사산에서 이동하는 직선 거리(일반적으로 mm: mm)를 나타냅니다.
최대 속도: 이는 다양한 가이드 길이를 사용하여 액추에이터가 달성할 수 있는 최대 선형 속도를 나타냅니다.
최대 운반 중량액추에이터의 움직이는 부분이 지탱할 수 있는 최대 하중은 설치 방법에 따라 달라집니다.
정격 추력: 액추에이터를 추력 메커니즘으로 사용할 때 달성할 수 있는 정격 추력.
표준 스트로크, 간격모듈형 구매의 장점은 선택이 빠르고 재고가 충분하다는 것입니다. 단점은 스트로크가 표준화되어 있다는 점입니다. 제조업체에 특수 사이즈를 주문할 수는 있지만, 표준 스트로크는 제조업체에서 제공하는 재고 모델을 기준으로 하며, 간격은 각 표준 스트로크 간의 차이를 나타냅니다. 일반적으로 최대 스트로크를 최댓값으로 하고, 그 아래로 일정한 간격으로 구분됩니다. 예를 들어, 표준 스트로크가 100~1050mm이고 간격이 50mm라면, 재고 모델의 표준 스트로크는 100/150/200/250/300/350...1000/1050mm가 됩니다.
5. 선형 액추에이터 선정 과정
설계 적용 작동 조건에 따라 액추에이터 유형을 결정하십시오.실린더, 나사, 타이밍 벨트, 랙 앤 피니언, 선형 모터 액추에이터 등
액추에이터의 반복 위치 정확도를 계산하고 확인합니다.요구 사항의 반복 위치 정밀도와 액추에이터의 반복 위치 정밀도를 비교하여 적절한 정밀도의 액추에이터를 선택합니다.
액추에이터의 최대 직선 주행 속도를 계산하고 안내 범위를 결정하십시오.설계된 적용 조건의 작동 속도를 계산하고, 액추에이터의 최대 속도를 기준으로 적합한 액추에이터를 선택한 다음, 액추에이터 가이드 범위의 크기를 결정합니다.
설치 방법과 최대 하중을 결정하십시오.설치 방법에 따라 부하 질량과 토크를 계산합니다.
액추에이터의 요구 스트로크와 표준 스트로크를 계산합니다.액추에이터의 표준 스트로크를 실제 예상 스트로크에 맞춰 조정합니다.
모터 유형 및 부속품을 포함한 액추에이터를 확인하십시오.모터에 브레이크가 있는지 여부, 엔코더 형태 및 모터 브랜드.
KK 액추에이터의 특성 및 응용 분야
6. KK 모듈 정의
KK 모듈은 볼 스크류 선형 모듈을 기반으로 하는 고급 응용 제품으로, 단축 로봇이라고도 하며, 볼 스크류와 U자형 선형 슬라이드 가이드로 구성된 모터 구동식 이동 플랫폼입니다. 슬라이드 시트는 볼 스크류의 구동 너트와 선형 스트레인 게이지의 가이드 슬라이더 역할을 동시에 수행하며, 해머는 정밀 가공된 볼 스크류로 제작되어 높은 정밀도를 구현합니다.
7. KK 모듈 특징
다기능 디자인볼 스크류를 구동 방식으로, U-트랙을 안내 방식으로 통합하여 정밀한 직선 운동을 제공합니다. 또한 다양한 기능의 액세서리와 함께 사용할 수 있어 다목적 응용 설계를 쉽게 도입할 수 있으며, 높은 정밀도의 동력 전달 요구 사항도 충족할 수 있습니다.
크기가 작고 가볍습니다.U-트랙은 가이드 트랙으로 사용될 수 있으며, 플랫폼 구조와 함께 사용하면 설치 공간을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 유한 요소법을 이용하여 최적의 구조를 설계함으로써 최상의 강성 및 중량비를 얻을 수 있습니다. 부드러운 위치 제어 운동으로 인한 토크력과 낮은 관성은 에너지 소비를 줄여줍니다.
높은 정밀도와 높은 강성각 방향 하중에 따른 강구 접촉면 변형 분석 결과, 이 정밀 선형 모듈은 높은 정밀도와 높은 강성을 갖는 특성을 보였습니다. 유한 요소법을 이용한 구조 설계 최적화를 통해 최적의 강성과 무게비를 얻었습니다.
테스트하기 쉽고 장비도 잘 갖춰져 있습니다.위치 정확도, 위치 재현성, 이동 평행도 및 시동 토크 기능을 쉽게 테스트할 수 있습니다.
조립 및 유지 관리가 쉽습니다.조립은 전문 기술 인력 없이도 완료할 수 있습니다. 방진 및 윤활 성능이 우수하고, 유지 보수가 용이하며, 폐기 후에도 재사용이 가능합니다.
다양한 제품군은 고객의 선택 요구에 부응할 수 있습니다.
드라이브 모드볼 스크류와 동기 벨트로 나눌 수 있습니다.
모터 출력옵션: 서보 모터 또는 스테퍼 모터
모터 연결공간 사용 방식에 따라 직접, 하단, 내부, 왼쪽, 오른쪽으로 구분됩니다.
효과적인 뇌졸중: 100~2000mm (나사 조임 속도의 한계에 따라)
고객의 요구에 따라 맞춤 제작이 가능하며, 단일 제품 또는 특수 설계 및 제조를 통한 조합이 가능하고, 단일 축을 다축으로 조합하여 사용할 수도 있습니다.
8. 일반 스크류 모듈 대비 KK 모듈의 장점
설계 및 설치가 간편하고, 크기가 작고 가볍습니다.
높은 강성과 높은 정밀도(±0.003m까지)
모든 기능을 갖추고 있어 모듈식 설계에 가장 적합합니다.
하지만 비싸고 비용이 많이 든다
9. 단축 로봇 모듈 분류
단축 로봇 모듈은 다양한 응용 분야에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
KK(고정밀)
SK (무음)
KC(통합 경량)
KA (경량)
KS (고방진)
KU(고강성 방진)
KE (간단한 방진)
10. KK 모듈 액세서리 선택
다양한 사용 요구사항에 부응하기 위해 KK 모듈은 알루미늄 커버, 텔레스코픽 덮개(오르간 커버), 모터 연결 플랜지 및 리미트 스위치를 추가로 제공합니다.
알루미늄 커버 및 신축식 덮개(기관 커버): 이물질 및 불순물이 KK 모듈 내부로 유입되어 수명, 정밀도 및 작동 평활도에 영향을 미치는 것을 방지합니다.
모터 연결 플랜지: 다양한 유형의 모터를 KK 모듈에 고정할 수 있습니다.
리미트 스위치: 슬라이드의 위치, 시작점 및 슬라이드가 이동 범위를 초과하는 것을 방지하는 안전 제한 기능을 제공합니다.
11. KK 모듈 응용 프로그램
KK 모듈은 다양한 자동화 장비에 사용됩니다. 일반적으로 자동 주석 용접기, 스크류 잠금기, 선반 부품 박스 픽앤플레이스, 소형 이식 장비, 코팅기, 부품 픽앤플레이스 핸들링, CCD 렌즈 이동 장치, 자동 도장기, 자동 적재 및 하역 장치, 절단기, 전자 부품 생산 장비, 소형 조립 라인, 소형 프레스, 스폿 용접기, 표면 라미네이팅 장비, 자동 라벨링 장비, 액체 충전 및 분배 장치, 부품 및 구성 요소 분배 장치, 부품 검사 장비, 생산 라인 공작물 마감 장치, 재료 충전 장치, 포장기, 조각기, 컨베이어 벨트 이송 장치, 공작물 세척 장비 등에 사용됩니다.
게시 시간: 2020년 6월 18일














