곡선 모션 가이드 및 작동 회전 시스템

곡선 가이드 또는 액추에이터 시스템을 설계하는 것은 선형 시스템을 설계하는 것보다 더 어려울 수 있습니다. 그러나 이러한 시스템을 설치하면 페이로드 운송과 처리 단순성과 효율성이 향상될 수 있습니다.

Leslie Lui, 기계 설계 엔지니어 | 비숍-와이즈카버 코퍼레이션(Bishop-Wisecarver Corporation)

본 백서에서는 가이드 휠 기반 링 및 트랙 시스템에 대해 논의합니다. 오늘날 시장에는 곡선 적용을 위한 대체 컨베이어 시스템보다 더 나은 위치 정확도와 화물 운송 위치에 대한 사용자 정의 가능한 옵션을 갖춘 더 컴팩트한 제품이 있습니다.

생산 비용을 줄이기 위한 지속적인 노력에서 제조 시설의 한 가지 추세는 자재 이동을 최소화하고 귀중한 바닥 공간을 보존하기 위해 생산 작업 스테이션을 최대한 가깝게 그룹화하는 것입니다. 이는 재료가 점점 더 복잡한 곡선 경로를 따라 이동해야 함을 의미합니다. 시중에서 판매되는 대부분의 가이드 및 액추에이터 시스템은 선형 설계이므로 비선형 경로를 쉽게 처리할 수 없습니다. 그러나 이러한 상황에서는 가이드 휠 기반 링 및 트랙 시스템과 같은 곡선 가이드 및 액추에이터 시스템을 사용할 수 있습니다.

가이드 휠 기반 링 및 트랙 시스템의 중심에는 V형 홈 베어링 가이드 휠과 V형 에지 슬라이드가 있습니다. 휠과 슬라이드에는 가이드 휠이 장착된 캐리지가 높은 하중 하에서도 측면 또는 회전 움직임에 저항하면서 슬라이드를 따라 원활하게 작동할 수 있도록 보완적인 V형 프로파일 주행 표면이 있습니다.

캐리지는 직선 및 링 슬라이드 세그먼트를 사용하여 직선 또는 원형 경로를 따르거나 직선 및 링 슬라이드 세그먼트를 조합하여 복잡한 곡선 경로를 따를 수 있습니다. 회전 운동 응용 분야에서는 바퀴가 정적으로 장착되고 링 슬라이드가 바퀴를 기준으로 회전하는 것이 가능합니다. 일부 곡선 가이드 시스템은 캐리지 연결 장치, 구동 요소 및 모터와 같은 구성 요소를 추가하여 작동 시스템으로 변환할 수도 있습니다.

가이드 휠 링과 직선 슬라이드는 다양한 크기와 하중 용량의 휠을 수용할 수 있도록 다양한 프로파일 크기로 제공됩니다. 직선 슬라이드도 다양한 길이로 제공되며 링 슬라이드는 다양한 곡률 반경과 각도 범위로 제공됩니다. 일부 링 슬라이드는 링 디스크라고도 하는 중공 또는 솔리드 센터와 함께 사용할 수 있습니다. 기타 슬라이드 옵션에는 피니언 기어에 의한 작동을 위한 다양한 V형 구성 및 통합 랙이 포함될 수 있습니다.

가이드 휠 기반 링 및 트랙 시스템 설계로 인해 가장 오염 방지 및 부식 방지 옵션이 가능해졌습니다. 가이드 휠에는 일반적으로 예상 작동 수명을 지속할 수 있을 만큼 충분한 윤활제가 포함되어 있으며 윤활 손실과 잔해물 유입을 최소화하기 위한 영구 씰이 있습니다. 시스템 구성 요소는 잔해물이 갇히지 않는 단순한 모양을 갖고 있으며 많은 구성 요소가 부식 방지 기능을 강화하기 위해 스테인리스강으로 만들어졌습니다.

곡선형 가이드 및 액추에이터 설계를 수용하는 전통적인 방법에는 컨베이어 시스템과 선회 링이 포함됩니다. 벨트 컨베이어 시스템은 가장 간단한 유형의 컨베이어이며 일반적으로 프레임의 원통형 롤러를 감싸는 넓은 벨트를 포함합니다. 모터는 롤러를 회전시켜 벨트가 그 위에 놓인 페이로드를 운반하게 합니다. 더 단순한 벨트 컨베이어 시스템은 탑재량을 직선으로만 이동할 수 있지만, 원하는 경로를 따라 오프셋 각도로 여러 개의 직선 컨베이어를 직렬로 장착하거나 공항의 수하물 컨베이어와 같이 서로 연결된 피벗 세그먼트가 있는 벨트를 사용하여 곡선 경로를 만들 수 있습니다.

롤러 컨베이어 시스템은 넓은 벨트가 지정된 곡선 경로를 따르도록 구성된 프레임 시스템에 장착된 일련의 긴밀한 간격의 롤러로 대체된다는 점을 제외하면 벨트 버전과 유사합니다. 롤러 컨베이어 시스템은 롤러에 직접 연결된 모터 또는 중간 구동 벨트를 통해 구동되거나, 무동력으로 작동될 수 있으며 페이로드는 중력이나 손으로 이동됩니다.

오버헤드 트롤리 시스템은 바닥 위에 높게 장착된 곡선형 경로 트랙 시스템과 아래에 탑재량을 매달는 바퀴 달린 캐리지로 구성됩니다. 오버헤드 트롤리 시스템 캐리지는 손으로 이동하거나 트랙을 따라 움직이는 모터 구동 체인으로 당길 수 있습니다. 선회 링(턴테이블 베어링이라고도 함)은 본질적으로 대량의 작은 롤링 요소를 사용하는 대형 기계 베어링입니다. 이를 통해 큰 보어 ID와 얇은 프로파일 레이스를 제공하면서 높은 부하 용량을 유지할 수 있습니다. 선회 링은 직접 구동을 위해 레이스에 기어 랙을 가공할 수 있습니다.