リニアガイドウェイはなぜ運転中に振動するのか？

リニアガイドウェイの振動は、必ずしもレールやブロック自体によって引き起こされるわけではありません。レールの位置ずれ、不適切な予圧、不均一な荷重、潤滑不良、汚れ、取り付け部品の緩み、またはモーター、ボールねじ、機械フレームから伝わる振動が原因である可能性があります。

したがって、最初のステップは、振動がいつどこで発生するかを特定することです。ある一定の位置で発生する振動は、速度とともに増大する振動や加減速時にのみ発生する振動とは原因が異なる場合がほとんどです。

通常の走行フィードバックと異常な振動

再循環リニアガイドウェイには、負荷がかかった軌道と戻り通路を通って連続的に移動するボールまたはローラーが含まれています。したがって、通常の動作中、特に低速時やブロックの方向が変わるときに、わずかな音や非常に小さな機械的変動が発生することがあります。

振動が新たに開発され、明らかに増加している場合、または次のような他の変化を伴う場合には、振動を調査する必要があります。

• 異常なクリック音、ゴリゴリ音、またはガタガタ音
• 不均一な移動抵抗またはタイトなポイント
• 位置決め精度または再現性の低下
• テーブルまたはキャリッジの目に見える動き
• モーター電流または駆動トルクの上昇
• ブロック周囲の温度上昇
• レール軌道面の傷、錆、異常な摩耗跡

許容可能な振動レベルは、機械の構造、速度、負荷、精度の要件によって異なります。マテリアルハンドリング機器には許容できるレベルでも、測定機や精密位置決めステージには不適切な場合があります。

振動パターンから何がわかるでしょうか?

ガイドウェイを分解する前に、位置、速度、方向、荷重によって振動がどのように変化するかを観察してください。多くの場合、これにより、ブロックだけを検査するよりも効果的に考えられる原因が絞り込まれます。

リニアガイドウェイの振動の一般的な原因

1. レールの位置ずれ

2 レール システムでは、テーブルの移動に伴って平行度誤差によりブロックが横向きになります。これにより、内部負荷の変化、不均一な抵抗、振動が発生します。この問題は、多くの場合、予圧が高く、レール間隔の誤差が大きく、または複数のブロックを接続する剛性の高いテーブルの場合により顕著になります。

レール間の垂直方向の高さの違いによっても、テーブルがねじれたり、ブロック間の荷重分散が変化したりする可能性があります。レールは目視検査だけで判断するのではなく、機械の要求精度に従って位置合わせする必要があります。

2. 取り付け面が凹凸または不正確である

レールの下にバリ、金属片、へこみ、または局所的な平面度の誤差があると、取り付けボルトを締めた後にレールが変形する可能性があります。小さな盛り上がった領域では、ブロックがその位置を通過するたびに、繰り返し可能な振動やきつい点が発生する可能性があります。

ボルトの締め付けも重要です。ボルトをランダムに締めたり、過剰なトルクを使用したりすると、レールが意図した基準面から引き離される可能性があります。ボルトが緩んでいると、動的荷重が加わった状態でレールまたはブロックが動く可能性があります。

3. 不適切なプリロード

予圧により内部すきまが減少し、ガイドウェイの剛性が向上します。ただし、予圧が過剰になると転がり抵抗が増加し、システムが取り付けエラーの影響を受けやすくなります。また、高速になると熱や振動が増加する可能性があります。

予圧が不十分であるか、磨耗により予圧が失われると、キャリッジが反転荷重やモーメント荷重を受けて動く可能性があります。必要な剛性、取付精度、速度、負荷荷重に応じて適切な予圧を選択してください。

4. 潤滑が不十分または不適切である

潤滑により、転動体と軌道の間に保護膜が形成されます。潤滑剤の量が不足していたり​​、粘度が適切でなかったり、グリースが劣化していると、摩擦や転がり抵抗が不安定になる場合があります。

過剰なグリースも、特にコンパクトなブロックや高速アプリケーションにおいて、高い抵抗を引き起こす可能性があります。再潤滑後、潤滑剤が負荷のかかる軌道と循環経路に行き渡るように、ブロックが数回完全なストロークを完了できるようにしてください。

5. ほこり、欠け、またはシールの損傷

転動体と軌道の間に固い異物が挟まると、くぼみや周期的な振動が発生することがあります。金属片によってブロックシールが損傷し、さらなる汚染の侵入を引き起こす可能性もあります。

エンドシール、ボトムシール、スクレーパ、レール取付穴キャップを確認してください。機械加工環境では、標準のブロックシールに加えて、ベローズまたは伸縮カバーが必要になる場合があります。

6. 不均一荷重または過大なモーメント

マシンテーブルの合計重量だけでは、各ブロックにかかる実際の負荷は示されません。オフセット荷重、切削力、または急激な加速により、ピッチ、ヨー、ロールのモーメントが発生する可能性があります。したがって、1 つのブロックは他のブロックよりもはるかに多くの負荷を運ぶ可能性があります。

ブロックやレール間の距離が不足すると、モーメントによる荷重が大きくなります。取付スパンを長くするか、モーメント容量の大きいブロックを選択することで安定性が向上します。

7. 他の機械部品からの振動

リニアガイドウェイは、他の場所で発生した振動のみを伝達する場合があります。一般的な原因には、ボールねじの位置ずれ、サポートベアリングの問題、カップリングエラー、モーターのコギング、回転部品の不均衡、切削力、および不十分な機械フレームの剛性が含まれます。

振動周波数がテーブル位置ではなくモーター回転速度によって変化する場合は、ガイドウェイに欠陥があると判断する前に駆動システムを検査してください。

8. 軌道または転動体の損傷

穴あき、へこみ、腐食、ボールやローラーの損傷、循環コンポーネントの摩耗により、騒音や振動が繰り返し発生する可能性があります。運転を継続すると、ブロック1箇所からレール軌道面まで損傷が拡大する可能性があります。

目に見える損傷、グリース中の金属粒子、またはひどい研削が見つかった場合は、再起動する前に軸を停止し、適合するレールとブロックを検査してください。

振動は機械のパフォーマンスにどのような影響を与えますか?

リニアガイドウェイの過度の振動は、オペレータの快適さ以上の影響を与える可能性があります。その影響は、振動の振幅、周波数、機械の剛性、アプリケーションの感度によって異なります。

• 位置決め精度:キャリッジの動きにより、安定した位置決めや測定が妨げられる場合があります。
• 表面品質:工作機械の振動はビビリマークや加工面のムラとして現れることがあります。
• コンポーネントの寿命:繰り返しの衝撃や不均一な荷重により疲労と摩耗が促進されます。
• ノイズ：テーブル、カバー、機械フレームにより振動が増幅される場合があります。
• ファスナーの安定性:ジョイントが正しく固定されていない場合、振動が続くと緩みが発生する可能性があります。
• 駆動系需要：抵抗が不安定になると、モーター電流の変動が増大し、制御が困難になる可能性があります。

段階的なリニアガイドウェイの振動診断

1. 振動が発生するタイミングを確認してください。位置、方向、速度、加速度、荷重状態を記録します。
2. 軸をさまざまな速度で実行します。振動が位置に依存するか、速度に依存するか、または加速度に関連するかを判断します。
3. 露出したレールを検査します。汚れ、傷、へこみ、腐食、表面の乾燥、取り付け穴のキャップの損傷を調べてください。
4. 潤滑を確認してください。潤滑剤の種類、状態、数量、各ブロックへの供給を確認します。
5. 取り付け金具を確認してください。レール、ブロック、テーブル、モーター、ベアリングハウジング、カップリングの接続を検査します。
6. レールのアライメントを測定します。基準レールの真直度、二次レールの平行度、高低差を確認してください。
7. 考えられる振動源を分離します。機械の設計が許容する場合は、駆動システムとガイドウェイを個別に検査してください。
8. レールとブロックが適合したシステムとして検査されます。関連する部品が損傷を引き起こしたか、受けたかどうかを確認せずに、目に見えて損傷したコンポーネントだけを交換しないでください。

アライメント手順と測定シーケンスについては、「リニアガイドウェイを正確に位置合わせする方法。

リニアガイドウェイの振動を低減するには

ガイドウェイの構造も剛性と振動応答に影響します。ボールタイプリニアガイドウェイローラーガイドウェイは、滑らかで低摩擦の動きに広く使用されており、一方、ローラーガイドウェイは、重い負荷や切削力がかかる機械に優れた接触剛性を提供します。

変形と構造的剛性が主な懸念事項となる用途の場合、DLYRDローラーリニアガイドウェイ円筒ころを使用し、軌道面と線接触します。製品タイプは、振動だけではなく、荷重、モーメント、精度、速度、設置スペース、機械の剛性を考慮して選択する必要があります。

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