コンパクトなリニアエンコーダシステムを目標に到達させるための6つのヒント

技術概要 OEM: コンパクトなリニアエンコーダシステ ムを目標に到達させるための6つのヒント はじめに 近年、ライフサイエンス、医療、半導体およびその他の主要なアプリケーション向けに構築さ れた装置では、狭いスペースによりコンパクトなリニアエンコーダシステムが統合されるよう に設計されています。最高の製品は、機械メーカーやそのユーザーに要求される精度、品質、 再現性を提供します。しかし、装置の設計者や技術者または購入者は実際に指定したシステム が要件基準に達していることをどのように知り得るのでしょうか？ コンパクトなリニアエンコーダシステムを評価する場合、現在値を知るための6つのヒントを次 に示します。 1. フットプリントを確保する 比較的小さな動作パラメータとクリーンな環境に備えた装 重要な要素であるスペースの節約を最大化させるために、 置用に特別設計されたリニアエンコーダシステムを探して リニアスケールがガイドレールに一体化されていることを ください。装置内の貴重なスペースを節約することは明ら 確認してください。ミニチュアガイドウェイは、高精度の かに重要な考慮事項です。(これは、工作機械やFAなどの スケールが表面の硬化プロセスの一部となっており、最小 アプリケーションでの使用を目的とした、より大きな動作 限のコンポーネントで簡素化された設計になっています。 パラメータ・長ストロークおよびより多くの腐食や汚染へ センサーは光信号を受け取り、インターフェースモジュー の潜在的なリスクを要する堅牢な測定システムとは対照的 ルによりアナログまたはデジタル形式で処理するための信 です。） 号を出力します。 必要な荷重とストローク長に基づいてスライドを選択しま す。今日の多くのユーザーは、これらのアプリケーション このようなコンパクトな製品の中で、高度なボール再循 の場合、最適なオプションが光学スケールによるリニアエ 環モデルでは基本的に数ミリメートルから1メートルまで ンコーダシステムであることを既に知っています。これら の比較的長いストロークを測定することができます。よ のシステムは、真にコンパクトでありながら高性能なソリ り短いストローク、高精度および比類のない剛性が必要 ューションを幅広く提供します。 な場合は、ボールケージが非循環式のモデルを選択して ください。一部のコンポーネントでは、追加機能やオプ ションによりケーブルをキャリッジから離して、さらに コンパクト化できます。 1

2. エンコーダ内蔵モデルを採用する 一部の装置OEMメーカーが採用しているコンポーネントの なぜか？測定システムと直動案内を1つに統合すること アプローチは、リニアエンコーダシステムの各部品をさま で、その貴重な機械スペースを温存することができ、異 ざまなメーカーから調達します。あるメーカーからリニア なる熱膨張からの補償の必要性を回避します。また、調 スケール、別のメーカーからミニチュアガイドウェイ(ガ 達から受け取り、運用内での取り扱い、設置に至るまで イドレールとキャリッジ)、また別のメーカーからはキャ の時間と労力を節約できます。 リッジアタッチメントを調達しています。 しかし、それはユーザー自身でシステムを組み立てなけれ 比較的大きなボール再循環モデルでは、レールを下に置 ばならないことを意味します。余分な労力を余儀なくさ き、キャリッジを装着するだけです。一部の小型の非循環 れ、貴重な時間を損失します。また、組立が不正確になっ モデルでは、すでに取り付けの準備ができた時点で完成し てしまうリスクもあります。 たアセンブリが提供されます。 代わりに、一体化されたアプローチを採用してください。 高品質なメーカーからエンジニアリングソリューションと して一体化されたアセンブリシステム(レール、キャリッ ジ、測定エンコーダシステム)を調達してください。 3. 直接測定システムの利点 ガラススケールやロータリーエンコーダーなどの多くの距 ごく最近になり一部のシステムメーカーが直接測定を試み 離測定システムでは、間接測定を採用しています。しか 始めましたが、それらのシステムはまだ完成度が低いかも し、最も先進的でコンパクトなシステムでは、センサー、 しれません。また、独自仕様の傾向があり、制御コントロ 光学式読み取りヘッドおよびLED光源を使用した構成で直 ーラーの選択肢が1つに固定されます。代わりに、直接測 接測定が可能となります。 定システム設計で長い経験を示し、システムが選択した任 意のコントローラーで動作できる直動案内製品専門メーカ ーの製品を探してください。 直接測定ではボールねじまたはリニアモータの動作は測定 されません。荷重を含む可動部が移動する場所を正確に測 定して、誤差を最小限に抑えます。ボールねじ、カップリ ング、モータのバックラッシュによる損失や、ボールねじ の温度変化による誤差を回避できます。 4. 精度レベルの決定 ージ設計は、全方向の耐荷重を最大化し、通常は高速移動 に伴うケージクリープを排除します。 例えば、稼働中にケ 必要な精度レベルは、明らかに機械設計の要求によって決 ージセンタリングストロークの動作が必要ありません。そ まります。 今日の選択肢には、75マイクロメートル(µm) の結果、並外れた剛性、高い耐荷重、非常にスムーズな走 の直径を持つ人間の毛髪よりも、はるかに高い解像度のシ 行性能が得られます。 ステムが含まれています。 このシステムでは以下の様な卓越した精度を実現します： 例えば、最先端のボール再循環ベアリングモデルは以下の • 最小デジタル分解能: 0.1 µm 仕様です： • 絶対精度: ± 3 µm • 最小デジタル分解能: 0.1 µm • 再現性: ± 0.1 µm (片方向), ± 0.2 µm (双方向) • 絶対精度: +/- 10 µm、1000 m以上 注：近い将来、絶対測距機能を追加できるよう、これらの高 • 再現性: ± 0.1 µm (片方向), ± 0.2 µm (双方向) 度なシステムの選択を推奨します。絶対測距機能はシステム さらにコンパクトかつ高精度を実現するために、前述の非 の電源が切れても、最後の位置が安全に維持されます。 循環モデルは非常に高い剛性を提供します。そのボールケ 2

5. 測定スピードの選択 最新のリニアエンコーダシステムは、高い生産性など さらに高速なシステムが必要な場合、非循環ボールケー のアプリケーションのニーズに合わせて、優れた速度 ジを備えたシステムは次のレベルに到達できます。 性能を実現できます。 • 最大速度: 3 m/s • 優れたボール循環ベアリングの採用 • 最大加速度: 300 m/s2 (約30G) • 最大速度: 1 m/s 特に2番目の例では、非常に高速なシステムと分解能レ • 最大加速度: 50 m/s2 (約 5G) ベルは相反関係となります。 6. 信頼と実績 直動案内のサプライヤーは多数存在しますが、製品の 品質はさまざまです。一部は新興企業、すでに確立さ れたサプライヤーでも、リニアエンコーダシステム市 場に遅れて参入しています。 製品にとって測定が重要であるほど、真に経験豊富な サプライヤーを選ぶことが重要になります。そのた め、卓越した技術と、高性能な直動案内コンポーネン トおよびシステムの数千回以上にもおよぶ成功実績を 持つメーカーを探してください。 これらの要因を考慮することでデバイスの移動変位を 測定できるリニアエンコーダシステムが見つかりま す。 ボール再循環ベアリングと0.1umの分解能を備えたコンパクト 超小型のSCHNEEBERGER MSQスケールエンコーダ内蔵 なSCHNEEBERGER MINISCALE PLUSエンコーダ内蔵システ システムは、ボールケージの非再循環設計で卓越した剛性 ムは、キャリッジ長と幅7mmから42mm、長さ1mまでのレール と0.1umという高分解能を備え、0.33mmから130mmのス に高い剛性と精度を提供します。 トローク長で最高の速度と加速度を提供します。

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