볼 스크류 선형 모듈 정밀 등급: C5, C7 이상

볼스크류를 선택할 때 C5, C7, C10과 같은 볼스크류 정도 등급이 자주 사용됩니다.선형 모듈, 그러나 등급 번호는 완성된 축의 완전한 위치 결정 정확도로 오해되는 경우가 많습니다.

그렇지 않습니다.

에이볼 스크류 선형 모듈 정밀 등급주로 정의된 표준 및 테스트 방법에 따라 볼 스크류 자체의 리드 정확도 특성을 설명합니다. 조립된 모듈의 최종 위치 정확도는 나사 지지대, 예압, 베어링, 선형 가이드, 커플링, 모터 피드백, 온도, 장착 및 보정에 따라 달라집니다.

이 가이드에서는 C5, C7, C10 및 고정밀 등급을 해석하는 방법, 등급 논리가 ISO/JIS 볼 스크류 표준과 관련되는 방식, 실제 자동화 애플리케이션을 위한 실제 정밀도 수준을 선택하는 방법에 대해 설명합니다.

볼나사 정밀등급이란 무엇을 의미합니까?

볼 스크류는 스크류 회전을 선형 이동으로 변환합니다. 이상적으로는 1회전이 정확히 공칭 리드를 생성해야 합니다. 실제로 제조 편차로 인해 실제 이동 거리가 이론 이동 거리와 약간 다를 수 있습니다.

정밀 등급은 이 이동 오류가 얼마나 엄격하게 제한되는지를 제어합니다.

실용적인 측면에서 등급은 다음과 같은 특성을 설명할 수 있습니다.

• 리드 정확도
• 여행 편차
• 지정된 이동 길이에 따른 변화
• 실제 여행의 선형성
• 누적된 리드 오류의 방향

중요한:볼스크류 정확도 등급은 부품 사양입니다. 완성된 선형 모듈의 위치 정확도와 자동으로 동일하지는 않습니다.

ISO 3408 및 JIS 볼나사 정도 규격

볼 스크류 사양은 일반적으로 ISO 3408 및 JIS B 1192와 같은 관련 국가 표준을 참조합니다.

표준은 볼 스크류에 대한 용어, 승인 방법 및 정확도 관련 특성을 정의합니다.

제조업체 문서에서 정밀 볼 스크류 등급은 C0, C1, C3 및 C5와 같은 C 등급 지정으로 식별되는 경우가 많으며 운송 지향 또는 정확도가 낮은 등급에는 C7 및 C10이 포함될 수 있습니다.

표준 이름만으로는 충분하지 않은 이유

공급업체를 비교할 때 다음을 확인하십시오.

• 어떤 표준이 참조되고 있습니까?
• 어떤 등급 시스템이 사용됩니까?
• 나사의 위치 지정용인지 운반용인지 여부
• 정확도 값이 적용되는 이동 길이
• 어떤 특정 오류 매개변수가 인용되고 있나요?

다양한 카탈로그는 다양한 테이블 형식으로 동일한 기본 정확도 개념을 제시할 수 있습니다.

C5, C7 및 C10: 일반 계층 구조란 무엇입니까?

일반적인 등급 계층 구조에서 C 숫자가 낮을수록 리드 정확도가 더 엄격함을 나타냅니다.

이 표는 선택 방향이지 보편적인 적용 규칙이 아닙니다. 실제 제조업체 사양을 항상 확인해야 합니다.

C0~C5 및 C7~C10이 항상 같은 방식으로 평가되는 것은 아닙니다.

한 가지 중요한 세부 사항은 다양한 리드 오류 특성을 사용하여 고정밀 위치 결정 등급과 운송 지향 등급을 정의할 수 있다는 것입니다.

일반적으로 사용되는 JIS/ISO 기반 제조업체 사양:

• C0 ~ C5는 선형성 및 방향 이동 동작과 같은 위치 지정 중심의 리드 정확도 특성을 사용하여 제어됩니다.
• C7~C10은 일반적으로 300mm와 같이 정의된 기준 거리에 대한 이동 오류를 사용하여 지정됩니다.

이것이 바로 C5, C7, C10에서 하나의 "± 값"만을 직접 비교하는 것이 오해의 소지가 있는 이유입니다.등급 정의와 평가 특성이 반드시 동일할 필요는 없습니다.

공급업체 카탈로그를 읽을 때 이것이 중요한 이유

한 공급업체가 C5 포지셔닝 나사를 견적하고 다른 공급업체가 C7 운송 나사를 견적한다고 가정해 보겠습니다.

테스트 정의를 확인하지 않고 하나의 공차 수치만 비교하면 실제 차이를 오해할 수 있습니다.

항상 물어보세요:

• 누적 리드 오류 값인가요?
• 300mm 이상 측정되었나요?
• 전체 유효 스트로크에 걸쳐 측정됩니까?
• 여행 변동을 설명하는 건가요, 아니면 여행 오류를 의미하는 건가요?
• 나사가 미리 로드되어 있습니까?

C5 볼 스크류 모듈

C5는 산업 자동화의 정밀 위치 결정 볼 스크류에 널리 사용됩니다.

C5볼 스크류 모듈기계에 다음이 필요할 때 강력한 선택이 될 수 있습니다.

• 좋은 절대 위치 지정
• 좋은 반복성
• 통제 리드 오류
• 정밀 디스펜싱
• 검사 포지셔닝
• 전자제품 조립
• 정확한 다중 지점 포지셔닝

C5는 완성된 모듈의 정확성을 자체적으로 보장하지 않습니다.

베어링이 헐거워지고 열 변화가 심하여 제대로 가공되지 않은 베이스에 설치된 C5 나사는 C5와 같은 기계 수준 위치 지정을 자동으로 제공하지 않습니다.

전체 모듈은 나사의 정밀도를 지원해야 합니다.

C7 볼 스크류 모듈

C7은 매우 엄격한 절대 좌표 정확도보다 비용, 일반적인 위치 지정 및 모션 반복성이 더 중요한 경우에 일반적으로 사용됩니다.

일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 일반 자동화
• 자재 취급
• 기계 로딩
• 고정 장치 위치 지정
• 포장 장비
• 학습 및 반복 시스템

조립 후 작업 좌표를 학습하거나 교정할 수 있다면 C7 솔루션은 많은 산업용 기계에 충분할 수 있습니다.

C10 볼 스크류 모듈

C10은 보다 느슨한 리드 정확도 등급을 나타내며 일반적으로 축이 정밀 좌표 위치 지정을 수행하기보다는 주로 부하를 운반하거나 이동하는 경우에 사용됩니다.

가능한 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 기본 환승
• 위치 조정
• 간단한 로딩 및 언로딩
• 절대 오차가 중요하지 않은 저비용 무브먼트

그러나 C10의 적합성은 필요한 스트로크와 공정 공차에 따라 달라집니다. 기계는 C10이 더 저렴하다는 이유만으로 선택해서는 안 됩니다.

C3, C1 및 C0은 어떻습니까?

C3, C1 및 C0과 같은 고정밀 등급은 리드 정확도를 더욱 엄격하게 제어해야 하는 경우에 사용됩니다.

다음과 같은 경우에 고려될 수 있습니다.

• 공작기계 이송축
• 정밀검사
• 측정장비
• 고급 반도체 또는 광학 포지셔닝
• 교정에 민감한 모션

정밀도가 향상됨에 따라 나사 제조, 예압, 지지 베어링, 장착 표면, 온도 제어 및 교정이 점점 더 중요해지고 있습니다.

기계가 사용할 수 있는 것보다 높은 등급을 선택하지 마십시오

유연한 구조에 장착된 C3 나사는 자동으로 C3 품질 축을 생성하지 않습니다.

주된 오류가 다음과 같은 경우에는 더 높은 나사 정밀도가 낭비될 수 있습니다.

• 가이드 진직도
• 베이스 평탄도
• 커플링 정렬 불량
• 베어링 클리어런스
• 열팽창
• 툴링 편향
• 모터 측 피드백만

정밀도는 전체 오류 예산에 걸쳐 균형을 이루어야 합니다.가장 높은 등급의 스크류를 구입하는 것이 항상 기계 정확도를 향상시키는 가장 경제적인 방법은 아닙니다.

위치 정확도 대 반복성

이 용어는 분리되어야 합니다.

위치 정확도

위치 정확도는 실제 위치가 명령된 좌표와 얼마나 밀접하게 일치하는지를 나타냅니다.

반복성

반복성은 반복된 이동을 통해 축이 동일한 위치로 얼마나 가깝게 복귀하는지를 나타냅니다.

모듈에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 반복성은 좋지만 절대 리드 오류가 더 큽니다.
• 리드 정확도는 좋지만 백래시나 기계적 느슨함으로 인해 반복성이 좋지 않습니다.

볼 스크류 등급은 주로 리드/이동 정확도를 다루는 반면, 반복성은 백래시, 예압 및 완전한 기계적 안정성에 크게 좌우됩니다.

백래시는 정밀 등급과 동일하지 않습니다.

백래시는 드라이브 방향이 바뀔 때 동작이 손실됩니다.

볼스크류 정도등급과 백래시는 별도의 사양입니다.

나사에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 높은 리드 정확도, 측정 가능한 축방향 클리어런스
• 리드 정확도는 낮지만 예압을 통한 백래시는 매우 낮습니다.

양방향 포지셔닝의 경우 리드 정확도와 반전 동작이 모두 중요합니다.

예압과 정밀 등급이 함께 작동

예압은 축방향 클리어런스를 감소시키고 축방향 강성을 증가시킵니다.

다음 사항을 개선할 수 있습니다.

• 양방향 반복성
• 축 강성
• 방향 반전 중 응답

그러나 예압도 증가합니다.

• 무부하 토크
• 발열
• 윤활 수요
• 모터 RMS 토크

정밀 모듈의 경우 나사 등급과 예압 수준을 독립적으로 선택하기보다는 함께 선택해야 합니다.

지지 베어링은 정밀 나사의 이점을 제한할 수 있습니다.

볼 스크류는 스크류 샤프트의 축방향 및 반경방향 움직임을 제어하는 ​​베어링에 의해 지지됩니다.

지지 베어링 예압이나 설치가 불량한 경우 리드 자체가 매우 정확하더라도 나사가 축 방향으로 움직일 수 있습니다.

따라서 정밀 모듈 설계는 다음을 제어해야 합니다.

• 베어링 예압
• 축단 가공
• 베어링 시트 정확도
• 커플링 정렬
• 축방향 조립 강성

가이드 정확도는 별도의 오류 소스입니다.

볼 스크류는 구동축을 따라 이동을 제어하고 선형 가이드는 캐리지 경로를 제어합니다.

가이드 오류는 다음에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 수평 직진도
• 수직 직진도
• 정점
• 편주
• 연타

고급 볼스크류로는 불량한 가이드 경로를 수정할 수 없습니다.

모터 인코더 분해능은 볼 나사 정확도와 동일하지 않습니다.

고해상도 인코더를 사용하면 컨트롤러가 매우 작은 증분을 명령할 수 있지만 캐리지가 동일한 절대 정확도로 해당 증분에 도달한다는 보장은 없습니다.

실제 위치는 여전히 다음에 따라 달라집니다.

• 볼스크류 리드 오류
• 백래시
• 탄성변형
• 열적 성장
• 기계적 강성

분해능, 반복성 및 위치 정확도는 서로 다른 성능 지표입니다.

모터측 피드백과 직접 선형 피드백 비교

대부분의 서보 구동 볼 스크류 모듈은 모터 엔코더를 사용합니다.

이는 모터 샤프트 위치를 측정하고 나사 리드를 통한 캐리지 이동을 추론합니다.

매우 높은 축 수준 정확도가 필요한 경우 선형 엔코더를 사용하여 캐리지 위치를 보다 직접적으로 측정할 수 있습니다.

열팽창은 등급 간 차이를 초과할 수 있습니다.

온도 변화는 특히 긴 볼 스크류에서 의미 있는 위치 드리프트를 유발할 수 있습니다.

열은 다음에서 발생할 수 있습니다.

• 볼 순환
• 너트 예압
• 지지 베어링
• 모터 열
• 주변 온도 변화

정밀 축의 경우 열적 거동은 원래 나사 등급만큼 중요할 수 있습니다.

워밍업 문제

냉각 상태에서 보정된 기계는 나사가 작동 온도에 도달한 후 동일한 절대 위치를 유지하지 못할 수 있습니다.

따라서 정밀 장비는 예열 루틴, 온도 안정화 또는 보상을 사용할 수 있습니다.

스트로크 길이에 따라 정확도의 의미가 달라집니다.

스트로크가 100mm인 축과 스트로크가 1500mm인 축을 하나의 개별 공차 번호로 비교해서는 안 됩니다.

이동 거리가 길어지면 누적 리드 오류와 열 효과가 더욱 중요해집니다.

사양을 검토할 때 다음 사항을 질문하십시오.

• 300mm당 값인가요?
• 풀 스트로크가 끝났나요?
• 이동 편차입니까 아니면 변동 값입니까?
• 보상도 포함되나요?

교정을 통해 낮은 등급의 나사 축을 개선할 수 있습니까?

예, 오류가 안정적이고 반복 가능한 경우입니다.

교정을 통해 스트로크에 따른 위치 오류를 측정하고 컨트롤러에 보상 테이블을 생성할 수 있습니다.

이를 통해 다음으로 인해 발생하는 오류를 개선할 수 있습니다.

• 안정적인 리드 편차
• 반복 가능한 위치 의존 오류
• 체계적인 척도 오류

교정을 통해 다음 사항을 안정적으로 수정할 수 없습니다.

• 무작위 백래시
• 느슨한 베어링
• 불안정한 온도
• 구조적 처짐 변경
• 기계적 반복성이 좋지 않음

보상은 기계적 안정성이 이미 달성된 후에 가장 효과적입니다.

보상이 있는 C7 나사가 C5가 되나요?

구성 요소 수준의 의미는 아닙니다.

소프트웨어 보정은 조립된 축의 위치 결정 결과를 향상시킬 수 있지만 볼스크류의 제조 등급을 변경하지는 않습니다.

올바른 언어는 다음과 같습니다.

• 나사는 C7로 유지됩니다.
• 보정된 축은 향상된 시스템 수준 포지셔닝 정확도를 달성할 수 있습니다.

이러한 구별은 기계 사양을 문서화할 때 중요합니다.

용도에 정밀 등급을 맞추는 방법

이 표는 단지 ​​시작점일 뿐입니다. 최종 등급 선택은 기계의 실제 공차 스택과 측정 방법을 기반으로 해야 합니다.

C5가 추가 비용을 지불할 가치가 있는 경우

C5는 다음과 같은 경우에 더욱 가치가 높아집니다.

• 프로세스는 절대 좌표에 따라 다릅니다.
• 긴 스트로크 동안 축이 여러 위치로 이동합니다.
• 모든 위치에서 재보정하는 것은 비현실적입니다.
• 검사 데이터는 기계 좌표와 연결되어 있습니다.
• 나사 리드 오류가 상당할 정도로 공정 공차가 엄격합니다.

C7이 더 나은 엔지니어링 선택이 될 수 있는 경우

C7은 다음과 같은 경우에 더 경제적일 수 있습니다.

• 기계 조립 후 위치 학습
• 전체 스트로크의 절대 정확도보다 반복성이 더 중요합니다.
• 공정 공차는 보통입니다.
• 교정을 통해 안정적인 체계적 오류를 제거할 수 있습니다.
• 기타 기계 오류가 정확도 예산을 좌우합니다.

C10으로 충분할 수 있는 경우

C10은 축이 주로 넓은 위치 영역으로 이동, 조정 또는 이동하고 정확한 절대 좌표가 중요하지 않은 경우 고려할 수 있습니다.

선택하기 전에 실제 스트로크에 대한 누적된 이동 오차가 다음을 방해하지 않는지 확인하십시오.

• 센서 위치
• 기계적 정지
• 고정 장치 정렬
• 프로세스 창

정밀등급 및 제조방법

정밀 위치 지정 볼 스크류와 운송 지향형 볼 스크류는 제조업체에 따라 다양한 제조 및 마감 경로를 사용할 수 있습니다.

등급만으로 특정 제조 공정을 가정하는 대신 공급업체에 다음 사항을 문의하세요.

• 볼스크류 등급
• 적용규격
• 필요한 경우 리드 정확도 인증서
• 예압 사양
• 축방향 클리어런스 사양

리니어 모듈 구매 시 볼스크류만 비교하지 마세요

유용한 모듈 수준 비교에는 다음이 포함되어야 합니다.

• 볼스크류 등급
• 반복성
• 위치 정확도
• 백래시
• 가이드 진직도
• 지지력이 뛰어난 디자인
• 피드백 시스템
• 열적 조건
• 측정 길이 및 방법

C5 나사를 제공하지만 모듈 수준 포지셔닝 데이터가 없는 공급업체는 테스트된 전체 축 사양을 제공하는 공급업체보다 덜 유용한 정보를 제공할 수 있습니다.

C5, C7 또는 C10을 선택하기 전에 물어볼 질문

1. 프로세스에 필요한 절대 위치 정확도는 얼마나 됩니까?
2. 어떤 반복성이 필요합니까?
3. 효과적인 뇌졸중이란 무엇입니까?
4. 위치는 좌표로부터 학습되거나 계산됩니까?
5. 모션은 단방향인가요, 아니면 양방향인가요?
6. 어떤 열 변화가 예상됩니까?
7. 선형 보상이 가능한가요?
8. 직접적인 선형 피드백이 필요합니까?
9. 공차 스택에는 어떤 다른 기계 오류가 있습니까?
10. 정확도 인증서가 필요합니까?

일반적인 정밀 등급 선택 실수

C5를 가정하면 전체 모듈이 C5 정확함을 의미합니다.

C5는 전체 단계 오류가 아닌 나사 등급을 설명합니다.

엔코더 분해능이 낮다고 가정하면 정확도가 낮아집니다.

엔코더 분해능과 기계적 위치 정확도는 다릅니다.

기계 프레임이 주요 오류 원인인 경우 C3 선택

추가 나사 정밀도는 공구 점 결과를 향상시키지 못할 수 있습니다.

가격을 낮추기 위해 C10만 선택

애플리케이션에 절대 좌표 위치 지정이 필요한 경우 비용 절감으로 인해 나중에 시운전 및 교정 문제가 발생할 수 있습니다.

열 동작 무시

고급 나사도 온도 변화에 따라 표류할 수 있습니다.

측정 정의 없이 공차 수치 비교

항상 동일한 오류 매개변수와 이동 길이를 비교하십시오.

실용적인 정밀 등급 선택 워크플로우

1. 도구 또는 공작물의 프로세스 공차를 정의합니다.
2. 선형 축에 허용 가능한 오류 예산을 할당합니다.
3. 절대 위치 정확도와 반복성을 분리합니다.
4. 유효 스트로크와 기준 길이를 정의합니다.
5. 예비 나사 정확도 등급을 선택하십시오.
6. 예압과 축방향 클리어런스를 점검하십시오.
7. 지지 베어링과 가이드 정확도를 점검하십시오.
8. 열팽창을 평가합니다.
9. 모터 측 또는 직접 선형 피드백을 선택하십시오.
10. 교정 및 보상이 필요한지 여부를 결정합니다.
11. 실제 스트로크를 통해 조립된 모듈을 검증합니다.

QRXQ가 볼나사 정밀등급을 추천하기 위해 필요한 것

• 필요한 스트로크
• 위치 정확도 요구 사항
• 반복성 요구 사항
• 양방향 또는 단방향 포지셔닝
• 이동 하중
• 최대 속도 및 가속도
• 작동 온도 범위
• 모터 및 피드백 시스템
• 교정 기능
• 기계 구조 및 툴링 배열

올바른 등급은 전체 기계 오류 예산에 맞는 등급입니다.C5, C7 및 C10은 유용한 구성 요소 수준 분류이지만 실제 포지셔닝 성능은 나사, 베어링, 가이드, 피드백, 온도 및 구조가 함께 작동하는 데서 비롯됩니다.

QRXQ는 선택한 스크류 등급과 조립된 축 요구 사항 모두에서 볼 스크류 선형 모듈 정밀도를 평가하여 프로세스에 실제로 필요한 위치 결정 성능을 유지하면서 과도한 사양으로 인한 불필요한 비용을 방지합니다.