ボールねじリニアモジュール設置ガイド

ボールねじリニアモジュールに期待される位置決め精度、再現性、剛性、耐用年数を達成するには、正しい取り付けが不可欠です。高精度のモジュールであっても、取り付け面が平らでない場合、モジュールの位置がずれている場合、またはモーターカップリングが正しく取り付けられていない場合、異音、抵抗の増加、位置決めエラー、または早期摩耗が発生する可能性があります。

このガイドでは、取り付け面の準備、水平および垂直の取り付け、位置合わせ、平行度の調整、カップリングの取り付け、モーターの取り付け、センサーのセットアップ、潤滑および試運転を含む、完全なボールねじリニアモジュールの取り付けプロセスについて説明します。

Technician installing and aligning a ball screw linear module with a dial indicator, motor coupling and mounting tools — ボールねじリニアモジュールの取り付け、位置合わせ、モーターカップリングのセットアップ、および試運転。

正しいインストールが重要な理由

ボールねじリニアモジュールは、ボールねじ、リニアガイド、キャリッジ、ベアリング、カップリング、モーターを 1 つのモーションシステムに組み合わせています。これらのコンポーネントは、動作中に正確に位置合わせされた状態を維持する必要があります。

不適切な取り付けにより、次のような問題が発生する可能性があります。

走行抵抗の増加
異常な振動や機械音
位置精度の低下
ガイドの不均一摩耗またはボールネジの摩耗
カップリングの損傷
モーターの過負荷またはアラーム
ベアリングやボールねじの寿命が短くなる

設置の目的は、単にモジュールを機械に固定することではありません。取り付けプロセスでは、モジュールの真直度、平行度、内部の位置合わせを維持する必要があります。

必要な工具と材料

インストールを開始する前に、必要なツールを準備します。正確なツールはモジュールのサイズとマシンの構造によって異なりますが、一般的な設置には次のものが必要です。

トルクレンチ
六角レンチと適切なドライバー
ダイヤルインジケーター
磁気インジケーターベース
精密直定規
隙間ゲージ
水準器または電子水準器
クリーニングクロス
工業用洗浄剤
ボールねじ、リニアガイドに推奨潤滑グリース
指定されている場合、ねじロック剤
アライメント調整用シム

清潔で校正された測定ツールを使用してください。工具が汚れたり損傷したりすると、位置合わせ中に測定誤差が生じる可能性があります。

1. ボールねじリニアモジュールの点検

取り付ける前に、輸送による損傷、留め具の緩み、汚れがないかモジュールを検査してください。

次の項目を確認してください。

アルミニウムベースまたはスチール構造は曲がったり損傷したりしません。
保護カバーまたはシールストリップが正しく配置されています。
キャリッジは、利用可能な移動距離をスムーズに移動します。
モーター取り付けプレートとカップリングは損傷していません。
センサーブラケットとケーブルはしっかりと固定されています。
ガイド、ネジ、取付面に異物がないこと。

異常抵抗が検出された場合は、キャリッジを無理に動かさないでください。インストールを続行する前に、原因を特定してください。

2. 取り付け面を準備する

取り付け面はモジュールの真直度や動作精度に直接影響します。平坦で、剛性があり、清潔で、過度の変形なくモジュールとペイロードをサポートできる必要があります。

表面をきれいにする

機械ベースとリニアモジュールの底部の両方から、油、ほこり、金属片、塗料残留物、バリ、その他の汚染物質を取り除きます。

以下の点に特に注意してください。

取り付けネジ穴
肩の位置を決める
ノックピン穴
基準エッジ
凹型取り付けエリア

ボルトを締めた後、ベースの下に小さな金属片が閉じ込められると、モジュールがねじれる可能性があります。

平面度と剛性を確認する

取り付け面を検査するには、精密な直定規、水準器、ダイヤルインジケーターを使用してください。許容される平面度誤差は、モジュールの精度グレード、長さ、メーカーの仕様に従って決定する必要があります。

ストロークの長いモジュールの場合は、両端だけを確認するのではなく、取り付け面全体に沿って複数の点を測定します。

バリ取り

すべてのエッジと穴に隆起したバリがないか検査します。基準面を傷つけないように慎重に取り外してください。

3. マシン上にモジュールを配置します。

適切な取り扱い器具を使用してモジュールを持ち上げます。長いモジュールや重いモジュールは、曲がらないように複数の点でサポートする必要があります。

次のような方法でモジュールを持ち上げないでください。

モーターケーブル
センサーケーブル
保護カバー
カップリング
馬車だけでも

準備された取り付け面にモジュールを静かに置きます。可能であれば、その基準側を機械の位置決めショルダーまたは基準エッジに合わせます。

4. 水平設置

水平取り付けは最も一般的な配置です。ボールねじリニアモジュール。この向きでは、モジュールは主にリニアガイドシステムを通じてペイロードを運びます。

初期締結

取り付けボルトを挿入しますが、完全に締めないでください。調整中にモジュールが移動できるように、ボルトを少し緩めておきます。

基準面を揃える

モジュールを位置決めショルダーにそっと押し込みます。位置決めショルダーのないモジュールの場合は、ダイヤルインジケータを使用して直線の基準線を確立します。

順番に締めていきます

位置合わせ後、取付ボルトを徐々に締めてください。中心付近から始めて両端に向かって作業し、必要に応じて両側を交互に動かします。

この締め付け順序により、モジュールベースがねじれたり曲がったりするリスクが軽減されます。

スムーズな動きを確認する

仮締め後はゆっくりと最後までキャリッジを移動させてください。走行抵抗は端から端まで一定でなければなりません。

特定の位置で抵抗が増加する場合は、付近のボルトを緩め、取り付け面と位置を再度確認してください。

5. 垂直設置

垂直設置では、重力が継続的にキャリッジとペイロードに作用するため、安全性と荷重について追加の考慮が必要です。

移動中のキャリッジをサポートする

モーター、ブレーキ、負荷を取り付ける前にキャリッジを固定してください。サポートがないと、キャリッジが予期せず下方に移動する可能性があります。

適切な安全対策には次のものが含まれます。

メカニカルサポートブロック
仮止め金具
電磁ブレーキ付モーター
カウンターバランス機構
安全ブレーキまたは落下防止装置

垂直耐荷重の確認

許容垂直可搬質量は、許容水平可搬質量と異なる場合があります。選定したボールねじ、モータトルク、ブレーキ容量、安全率が垂直荷重に対して適切であることを確認してください。

逆走リスクをチェックする

多くのボールねじは、モーターの電源が遮断されると、ペイロードによって逆駆動される可能性があります。ボールねじだけで吊り荷を保持しないでください。

潤滑配分の検証

垂直方向の向きは、グリースの分布に影響を与える可能性があります。選択したモジュールに推奨される潤滑方法とメンテナンス間隔に従ってください。

6. 真直度、平行度の調整

リニアモジュールが別の軸、固定ガイド、ガントリークロスビーム、または外部工作機械と連携して動作する場合、位置合わせは特に重要です。

真直度測定

ダイヤルインジケータを安定した基準構造に取り付け、モジュールの基準エッジまたはキャリッジの移動に沿って測定します。

次の方法で微調整を加えます。

モジュールを横に移動する
精密シムの使用
機械基準肩の調整
取付ボルトの段階的な緩め・増し締め

2 つのモジュール間の並列性

2 軸ガントリーシステムなどで 2 つのボールねじモジュールが並行して動作する場合、平行度が低いと内部応力が発生し、負荷が不均一になる可能性があります。

測定：

両方のモジュール基準エッジ間の距離
2台の車両の高さの差
進行方向の平行度
移動軸とクロスビームの間の直角度

ガントリーのクロスビームを使用して、位置がずれている 2 つのモジュールを強制的に所定の位置に配置しないでください。まずモジュールの位置を合わせてから、クロスビームを取り付けて調整します。

7. カップリングの取り付け

カップリングはモーター軸とボールねじ入力軸を接続します。取り付けが正しくないと、アキシアル力、ラジアル荷重、振動、およびベアリングの早期摩耗が発生する可能性があります。

シャフトを検査する

モーター軸とボールねじ軸を清掃してください。油分、バリ、汚れを取り除きます。両方の軸径がカップリングの仕様と一致していることを確認してください。

正しいシャフトギャップを維持する

カップリング内部で両軸が接触するほど深く挿入しないでください。カップリングの設計に指定された必要なギャップを維持してください。

過度の軸力を避ける

カップリングをシャフトにハンマーで叩いたり、押し込んだり、無理に押し込んだりしないでください。過度な力が加わると、ボールねじサポートベアリングやモーターベアリングが損傷する可能性があります。

均等に締める

カップリングを正しく配置し、指定されたトルクでクランプねじを均等に締めます。複数の締め付けネジを使用する場合は、順番に徐々に締め付けてください。

同心度の確認

モーターの軸とボールねじの軸はできるだけ一致するようにしてください。フレキシブルカップリングは小さな取り付け誤差を補正できますが、大きな位置ずれを修正するために使用しないでください。

8. モーターの取り付け

サーボモーターまたはステッピングモーターは、モーターの重量でカップリングを引っ張らないようにモーター取付板に取り付けてください。

推奨される順序は次のとおりです。

モータをボールねじ軸に沿って支持します。
モーターシャフトをカップリングに挿入します。
モーター取付ボルトを軽く締めてください。
モーターのフランジが取り付けプレートに対して平らに配置されていることを確認します。
モーターボルトを対角の順番で徐々に締めていきます。
カップリングクランプを規定トルクで締め付けてください。
システムをゆっくり回転またはジョギングして、結合を確認します。

位置がずれているモーターフランジを所定の位置に取り付けるために取り付けボルトを使用しないでください。本締め前にアライメントを修正してください。

9. センサーの取り付けと調整

ボールねじリニアモジュールでは、通常、原点センサー、ポジティブリミットセンサー、ネガティブリミットセンサーが使用されます。

センサー機能

センサー	主な機能	設置に関する考慮事項
原点センサー	機械の基準位置を確立します	繰り返し原点復帰が安全に完了できる場所に配置してください。
ポジティブリミットセンサー	正方向への過度な移動を防止	メカニカルエンドの手前で十分な停止距離を確保してください。
マイナスリミットセンサー	マイナス方向への過度な移動を防止	機械的接触の前にセンサーが作動することを確認してください。

キャリッジが機械的な移動限界に達する前に制御システムがキャリッジを停止できるようにセンサーの位置を調整します。

すべてのセンサーケーブルを、移動するキャリッジ、ボールネジ、カップリング、鋭利なエッジから離して固定します。ケーブルを繰り返し移動する必要がある場合は、ケーブルキャリアを使用してください。

10. 始動前に注油する

初期運転前にボールねじ、リニアガイドの潤滑が十分であることを確認してください。

以下に適合する潤滑剤のみを使用してください。

ボールねじナット
リニアガイドブロック
動作速度
周囲温度
ほこり、湿気、またはクリーンルーム要件の存在

互換性のない種類のグリースを混合しないでください。潤滑剤を交換する場合は、メンテナンス手順に従って以前のグリースを除去してください。

潤滑剤を塗布した後、キャリッジを全ストロークにわたってゆっくりと数回動かし、潤滑剤を均一に行き渡らせます。

11. 電気および制御のチェック

電源を投入する前に、モーター、センサー、および接地接続を検査してください。

次のことを確認します。

モーターの各相またはサーボケーブルが正しく接続されています。
エンコーダケーブルが確実に取り付けられている。
センサーの電圧はコントローラーの入力と一致します。
正および負のリミット信号が正しく割り当てられています。
モーターブレーキは垂直用途向けに正しく配線されています。
非常停止回路が機能しています。
モータの回転方向は指令された移動方向と一致します。

電気的干渉を軽減するために、電源ケーブルは可能な限り低電圧センサーおよびエンコーダーのケーブルから離してください。

12. 試運転手順

モジュールを徐々にコミッショニングします。最大速度、加速度、または最大積載量から始めないでください。

ステップ 1: 手動検査

すべての留め具、ケーブルルート、カバー、センサー、安全装置を確認してください。走行エリアに工具や一時的なサポートが残らないようにしてください。

ステップ 2: 低速ジョギング

キャリッジを低速で短距離を走行させます。実際の動作方向を確認し、異音や振動がないか確認してください。

ステップ 3: フルストロークテスト

使用可能なストローク全体にわたってキャリッジをゆっくりと移動させます。キャリッジが機械の端に到達する前に、両方のリミットセンサーが動作することを確認します。

ステップ 4: ホーミングテスト

原点復帰シーケンスを数回実行します。原点位置が安定して検出される必要があります。

ステップ 5: 徐々に速度を上げる

モーターの電流、振動、温度、位置決め動作を監視しながら、段階的に速度と加速度を上げます。

ステップ 6: 負荷テスト

ペイロードを徐々に追加します。モータのトルク、制動性能、位置決め精度が要求範囲内であることを確認してください。

ステップ 7: 精度の検証

適切な測定装置を使用して、位置決め精度、再現性、移動真直度を測定します。コントローラーの補正は、機械的な取り付け誤差が最小限に抑えられた後にのみ適用してください。

よくあるインストールの間違い

インストールミス	考えられる結果	是正措置
凹凸のある面への設置	ベースの変形、抵抗の不均一、精度の低下	締め付ける前に、取り付け面を清掃、測定、修正してください。
最初に片方の端を完全に締めます	モジュールベースのねじれや曲がり	中央から両端に向かって徐々に締めてください。
カップリングを使用して大きな位置ずれを補正する	カップリングの疲労とベアリングの損傷	モーター軸とボールねじ軸を再調整してください。
潤滑が不十分な状態での運転	高摩擦、騒音、早期摩耗	試運転前にボールねじとガイドに注油してください。
リミットセンサーの位置が間違っている	機械的衝突またはオーバートラベル	両方の移動が終了する前に、適切な停止距離を確保してください。
垂直用途ではブレーキやサポートはありません	予期せぬ下方への動き	モーターブレーキ、機械的サポート、または落下防止装置を使用してください。
すぐに全速力で始動	衝突、振動、または制御の不安定性	システムを低速でコミッショニングし、パラメータを徐々に上げてください。