기술 용어

리드

이 카탈로그를 통해, 리드는 스크류의 한 회전당 움직이는 직선 거리로서의 스크류를 정의하는 용어로 사용될 것입니다.

더 큰 리드는 결국 스크류의 한 회전 당 움직이는 직선 거리를 더 크게 합니다. 리드는 = 피치 X 스크류 Start의 수를 말합니다.

피치

각 나사선 간 축 거리를 말합니다.

피치는 싱글 Start 스크류의 리드와 동일합니다. 싱글 스크류에는 하나 이상의 나사선이 있는데 이를 Start라고 부릅니다.

다수의 Starts로 구성된 리드 스크류들이 동력 전달에 있어 일반적으로 더 안정적이고 효율적입니다.

스크류의 정밀도

주어진 스크류의 길이를 측정함으로써 지정됩니다.

예를 들어 인치/Foot당 0.004 인치의 경우

리드 스크류의 정밀도는 리드를 기준으로 이론적으로 이동할 수 있는 거리 대비 실제로 이동한 거리의 차이를 그 정확도로 계산하게 됩니다.

예를 들어 0.5 인치 리드 및 0.004 인치/foot 의 리드 정밀도를 가진 스크류가 24 번 회전할 경우 이론적으로 너트는 12인치를 이동해야 합니다.

그러나 0.004 인치/foot의 리드 정밀도를 가지는 경우 실제 이송 거리는 11.996 인치부터 12.004 인치까지 달라질 수 있습니다.

위치 오차
이 오차는 이론적으로 이동할 수 있는 거리 대비 실제 이동하는 거리의 차에서 계산될 수 있습니다.
반복 정밀도
대부분의 모션 적용 분야에서 (스크류의 정밀도에 비교해서)는 원하는 위치에 반복해서 이동할 수 있는 반복 정밀도에 대하여 많은 중요성을 두고 있습니다.
수평 혹은 수직 방향 적용

수직 방향의 시스템은 모터의 전원이 꺼지거나 브레이크가 장착되어 있지 않을 경우 뒤로 밀릴 수 있는 잠재적인 문제점을 가지고 있습니다.

또한 수직 방향의 시스템은 부하 / 토크를 계산하는데 필요한 추가적인 중력 요소를 가집니다.

진동 총 합계
스크류의 중심선을 기준으로 한 흔들림의 양.
진동과 소음

하이브리드 스텝 모터의 공명은 펄스가 약 200PPS 정도 되었을 때 주로 발생합니다.

이 공명 구간 이상에서 가속을 하시기 바라며, 혹은 마이크로스텝핑 기능이 이 구간에서의 진동과 소음에 도움을 줄 수 있습니다.

정하중
고정되어 움직이지 않고 있는 스크류에 가해지는 하중.
구동부

스텝 모터들은 모터의 구동을 위해 외부 구동부가 필요합니다. 이러한 것들에는 전형적으로 전원, 로직 변환기, 스위칭 부품 및 펄스 발생기 등이 필요합니다.

그러나 이런 기본적인 구성들이 상용화된 다양한 드라이브 제품에 모두 포함이 되어 있습니다.

기본적인 스텝 모터 드라이브들도 다양한 기능들을 탑재하여 제품 구동은 물론 높은 성능을 낼 수 있습니다. 딩스가 가지고 있는 다양한 구동부 제품들을 검토하시기 바랍니다.

동하중
구동 중 스크류에 가해지는 하중.
홀딩 토크
모터가 정지되어 있고 전류가 흐르고 있을 때 모터의 Stator 즉 고정자가 Rotor 회전자를 유지할 수 있는 능력을 말합니다.
Rotor 관성
가속 혹은 감속할 때의 관성
열 상승
일정 시간의 사용 이후 모터 몸통의 온도 상승.
스텝 별 응답
한 스텝을 끝내는데 걸리는 시간.
스텝
고정자 Stator가 각 Phase 별로 정류하는 것과 동시에 스텝별로 회전자 Rotor가 움직이는 전형적인 스텝 모터의 특성.
스텝 각도
각 스텝의 각도 이동.
Pull Out 토크
입력 상에 동기되어 모터가 구동할 수 있는 토크와 스피드로서 모터가 탈조 없이 발생할 수 있는 최대 값.
Pull In 토크
모터가 입력 펄스에 동기되어 구동, 정지하거나 그 역으로 즉시 작동할 수 있는 토크와 속도 값.
효율
입력과 그에 동등한 출력을 낼 수 있는 기구 시스템의 능력.
분해능
액츄에이터의 증분식 선형 거리.
인장 또는 압축 하중

스크류가 늘어나려 하는 경향의 부하를 인장 하중이라고 합니다.

부하가 줄어들거나 압축되려 하는 스크류의 부하를 압축 하중이라고 합니다.

이는 부하의 크기에 따라 달아지며, 인장에 대한 스크류를 디자인할 때 열 하중 (Column Loading)대비 스크류의 축 강도를 활용합니다.

compression loading image tension loading image
축방향 하중

부하에 수직으로 가해지는 하중.

리니어 가이드와 같은 추가적인 기구 지지가 없을 경우 권장하지 않습니다.

radial load image
축 하중

리드 스크류 중심선에 가해지는 하중.

axial load image
역운전 (Backdriving)

Backdriving은 회전 운동을 만들기 위한 스크류나 너트에 축방향으로 가해지는 부하에 따른 결과입니다. 일반적으로 50% 이상의 효율성을 가진 리드 스크류를 선택하는 경우 Backdriving 되는 경향이 많습니다.

35% 이하의 효율성을 가진 리드 스크류를 선택하실 경우 이러한 Backdriving을 방지할 수 있습니다. 작은 Lead를 선택하실 수록 Backdriving이나 공회전의 가능성을 최소화 할 수 있습니다.

수직 방향의 시스템에서는 중력 때문에 Backdriving이 더 쉽게 발생 할 수 있습니다.

토크

리드 스크류를 구동하기 위해 요구되는 모터 토크는 아래의 토크들의 합으로 이루어집니다.

  • 1. 관성 토크
  • 2. 드래그 토크 (구동 중 너트와 스크류의 마찰)
  • 3. 부하 이동시 요구되는 토크
윤활
너트 재료 (Derlin)는 시스템에 추가적으로 윤활제를 부여해야 하는 필요성을 없애주는 자가 윤활 물질을 포함하고 있습니다. 또한 테프론 가공이 되어 있는 스크류 옵션을 사용하실 경우 마찰이 감소되어, 시스템 수명을 연장시킬 수 있습니다.
스크류 끝단 가공

표준 미터법 또는 인치식 옵션을 사용할 수 있습니다.

또한 고객 요구 사항에 따라 선단 가공이 가능하오니, 필요한 경우 딩스로 연락 주시기 바랍니다.

고정성

스크류 시스템의 성능 (속도 및 효율성)은 스크류 끝단이 어떻게 부착되고 지원되는지에 영향을 받습니다.

끝단 고정 형태 관련 강도 임계 속도 변수 임계 부하 변수
less rigid image 덜 강함 0.32 0.25
rigid image 강함 1.0 1.0
more rigid image 더 강함 1.55 2.0
most rigid image 가장 강함 2.24 4.0
열 강도 (Column Strength)
스크류가 압축될 경우 탄성 안정성 한계를 초과할 수 있으며 스크류가 구부러지거나 변형됨을 통해 손상될 수 있습니다.
임계 속도 (위험 속도)

임계 속도는 스크류의 결함으로 인해 스크류의 회전 속도가 최초 공명 영역에 도달하게 되는 속도를 말합니다. 이 속도 영역에서는 시스템이 진동하고 불안정하게 됩니다.

임계 속도 도달에 영향을 미치는 변수들이 몇 가지 있습니다.

  • 1. 스크류의 리드
  • 2. 회전 속도
  • 3. 스크류 끝단 고정성
  • 4. 스러스트 하중
  • 5. 스크류 직경
  • 6. 인장 또는 압축 하중

예를들어, 아래의 표에서 19.05mm 직경 및 1778mm 길이의 스크류에 대한 임계속도는 7,000[rpm]입니다.

임계 회전 속도 (rpm) vs 다양한 스크류 직경들에 대한 비고정 스크류 길이 (인치)
Critical rotation speed (rpm) vs. Unsupported screw length for various screw diameters (inch) graph
백래쉬

백래쉬는 스크류와 너트 사이의 상대적인 축 방향 이동이라고 할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 백래쉬가 함께 증가하는 것이 정상입니다.

백래쉬의 보상이나 수정은 백래쉬 방지 너트를 사용함으로서 수행될 수 있습니다.

백래쉬는 오로지 양방향 위치에만 관련합니다.

backlash image