リニアガイドウェイの取り付け 精度を確保する3つのポイント

A リニアガイドウェイ正しい定格荷重と精度等級を備えた製品を選択できますが、取り付けが不十分な場合は、依然として余分な内部負荷が発生する可能性があります。多くの高精度モーション システムでは、最も一般的な問題は、レールの平行度誤差、垂直方向のレール オフセット、およびブロック高さのオフセットに起因します。

これらのインストール エラーは、最初は明らかではないかもしれません。軸はまだ移動する可能性がありますが、リニアガイドブロック追加の側面荷重またはモーメント荷重がかかる場合があります。時間の経過とともに、摩擦が増加し、動作の滑らかさが低下し、位置決め精度に影響を及ぼし、耐用年数が短くなる可能性があります。

このガイドでは、リニアガイドウェイの設置における 3 つの重要なポイント、レール平行度 P1、垂直レールオフセット S1、およびブロックオフセット S2 / ΔH に焦点を当てます。これら 3 つのアライメント要素を制御することで、ガイドウェイの設計精度、剛性、寿命を維持することができます。

設置形状が重要な理由

リニアガイドウェイは精密な転がり運動部品です。レールとブロックは、制御された軌道構造内の転動体を介して荷重を伝達するように設計されています。レールが平らでない、または位置がずれている取り付けベースに強制的に追従すると、ブロック内の内部荷重分布が変化します。

レール自体は、取り付け面の不良を修正するために使用しないでください。ベースが平らでなかったり、基準エッジが真っ直ぐでなかったり、2 つのレールが正しく位置合わせされていなかったりすると、ブロックにさらなる摩擦や異常な内力が発生する可能性があります。これにより、選択したガイドウェイに十分な定格負荷容量がある場合でも、実際の耐用年数が短くなる可能性があります。

リニアガイドウェイを取り付ける前に、基本的な取り付け条件を確認してください。

• 取り付け面、レールベース、基準肩部を清掃します。
• バリ、切り粉、サビ、ゴミ、油汚れなどを取り除きます。
• 取り付けベースが平坦で、十分な剛性があるかどうかを確認してください。
• 基準エッジが真っ直ぐで、レールの位置決めに適していることを確認します。
• 最初にボルトを軽く締めてから、最終的な位置合わせとトルク締めを行ってください。

制御すべき 3 つの主要なインストール エラー

デュアルレールリニアガイドウェイシステムでは、取り付け精度は主に、レールの平行度、垂直レールのオフセット、ブロックのオフセットという 3 つの幾何学的誤差によって影響を受けます。これらのエラーにより、さまざまな種類の内部負荷が発生します。

ポイント1：レール平行度P1

レールの平行度は、リニアガイドウェイの設置において最も重要な要素の 1 つです。多くの産業用機械では、最も一般的なレイアウトはデュアル-レール、4-ブロック構造です。 2 本のレールを平行に設置する場合、レール間の距離は許容平行度公差内に収める必要があります。

平行度誤差が許容値を超えると、ブロックは移動中に強制的に横に移動します。これにより、ガイドウェイ内に追加の横荷重が発生し、走行抵抗が増加し、転動体や軌道に不均一な摩耗が発生する可能性があります。

実際のインストールに関する提案は次のとおりです。

• 1 つのレールを基準レールとして使用し、最初に慎重に位置合わせします。
• フルストロークの動作を確認する前に、セカンダリ レールを完全に締めないでください。{0}}
• 精度の要求に応じて、ダイヤルインジケータ、直定規、ゲージブロック、接続プレートなどを使用してください。
• テーブルまたはキャリッジを全ストロークまでゆっくりと移動させ、狭い箇所がないか確認します。
• 正確な取り付けを行うために、視覚的な位置合わせや粗い押し出しエッジのみに頼ることは避けてください。

それほど重要ではないアプリケーションでは、フローティング アライメントが依然として許容される場合があります。高精度の自動化装置や CNC 装置の場合、基準レールと二次レールはメーカーの公差要件に従って調整する必要があります。-

キーポイント 2: 垂直レール オフセット S1

2 つのレールが平行に取り付けられている場合、それらの高さの関係も重要になります。垂直レール オフセットは、多くの場合 S1 とマークされ、2 つのレール間の高さの差を指します。上面から見てレールが平行であっても、高さの違いにより内部モーメント荷重が発生する可能性があります。

一方のレールが他方のレールより高い場合、ブロックがレールに沿って移動するときに移動テーブルがわずかにねじれる可能性があります。これにより、ブロックに回転モーメントが生じます。その結果、フリクションの増加、走行フィーリングのムラ、異音、寿命の低下などの原因となります。

S1 はレール間隔と予圧に密接に関係しています。予圧が大きいガイドウェイは取り付け誤差の影響をより受けやすいため、許容される垂直オフセットは小さくなります。設置面が必要な高さの公差を満たせない場合は、より低い予圧またはより高い精度のブロックを選択する方が適切な場合があります。

垂直レールのオフセットをチェックする場合、エンジニアは次の点を考慮する必要があります。

• 取付ベースの平面度と加工精度。
• 2 本のレール間の距離。
• 選択されたブロックの予圧グレード。
• ガイドブロックの高さの許容差。
• 機械フレームが負荷により変形する可能性があるかどうか。

ポイント3：ブロックオフセットS2とブロック高さの差ΔH

複数のブロックを同一レール上で使用したり、同一移動台に接続したりする場合、ブロック間の高さや位置関係が重要になります。ブロック オフセットは、多くの場合 S2 としてマークされ、ブロックと移動テーブルにピッチング モーメントを引き起こす可能性があります。

同じ軸上の 2 つのブロックが同じ高さにない場合、またはテーブル構造に無理に押し込まれた場合、可動プラットフォームがねじれる可能性があります。これは滑らかさに影響を与えるだけではありません。また、ガイドブロック内に不均一な内部荷重が発生する可能性があります。

ブロック間の高低差ΔHも確認する必要があります。設置後の実際の高低差が許容値を超える場合は、ブロックの短縮、ブロックの高精度化、取付面の加工改善、テーブル構造の修正等が必要となる場合があります。

ブロック オフセットの問題を軽減するには:

• 必要なプラットフォーム精度に適した精度等級のブロックを使用してください。
• 1 つの精度軸に異なる精度グレードや不確実な交換ブロックを混在させないでください。
• ブロックボルトを締め付ける前に、テーブルの取付面を確認してください。
• ブロック取付ボルトは徐々に均等に締めてください。
• 最終動作前にテーブルを全ストローク移動させ、抵抗変化がないか確認してください。

運用前のその他の設置チェック

P1、S1、および S2 の他に、いくつかの基本的な取り付けの詳細もリニア ガイドウェイ システムの最終的な性能に影響します。これらのチェックは、CNC 機械、自動化機器、リニア モジュール、検査システム、その他の精密動作アプリケーションにとって特に重要です。

プリロードにより取り付け精度がより重要になる理由

プリロードはブロックとレールの間の内部クリアランスを減少させ、剛性を向上させます。ただし、予圧によりガイドウェイは取り付け誤差の影響を受けやすくなります。レールが平行でないか、高さのオフセットが大きすぎる場合、予圧力と取り付け誤差が組み合わされて過剰な内部荷重が発生する可能性があります。

このため、より高い予荷重のガイドウェイには、より正確な取り付けベース、より優れたレール位置合わせ、および P1、S1、および S2 のより厳密な制御が必要です。機械ベースが十分な取り付け精度を提供できない場合、非常に高い予圧を選択してもパフォーマンスが向上せず、耐用年数が短くなる可能性があります。

実際の選定にあたっては、予圧等級、精度等級、レール間隔、ブロック数量、取付面品質を総合的に考慮してください。

結論

リニアガイドウェイの正しい取り付けは、レールをボルトで固定するだけではありません。重要なのは、レールとブロックが不必要な内力なしで移動できるようにガイドウェイ システムの形状を制御することです。

デュアル-レールまたはマルチ-ブロック システムの場合、最も重要な 3 つの設置ポイントは、レールの平行度 P1、垂直レール オフセット S1、ブロック オフセット S2 / ΔH です。これらの誤差が必要な公差内に制御されれば、リニアガイドウェイはより優れた滑らかさ、精度、剛性、耐用年数を維持できます。

高精度 CNC 機械、自動化機器、リニア モジュールの場合、エンジニアは取り付けベースを慎重に準備し、基準レールを正しく位置合わせし、二次レールを確認し、動作前にフル ストロークの動作をテストする必要があります。-