고 강성 진동 방지 커플 링

다양한 생산 장비와 함께 많은 유형의 샤프트 커플 링이 사용되므로 높은 생산성이 요구됩니다.
디스크 유형 (Pic1) 및 벨로우즈 유형 (Pic2)과 같은 고비 틀림 강성 커플 링은 주로 높은 위치 결정 정확도가 필요한 애플리케이션에 사용됩니다. 반면 최근에는 서보 모터의 속도 응답 주파수가 증가하고 (그림 1) 헌팅에 의한 진동이 자주 발생하여 최대 성능으로 모터를 사용할 수 없습니다. 따라서 풀 메탈 커플 링을 사용할 때 진동을 줄이기 위해 성능을 억제해야합니다. 고무를 사용하여 진동을 흡수하고 모터 성능을 억제하지 않는 엘라스토머를 가진 엘라스토머 타입 커플 링 (Pic3)이 있습니다. 그러나, 이러한 엘라스토머 유형 커플 링에는 문제가 있습니다. 디스크 형 또는 벨로우즈 형에 비해 비틀림 강성이 낮습니다. 그 결과, 엘라스토머 유형은 공작 기계의 리드 스크류와 같은 강한 절삭 저항 응용 분야에 적합하지 않은 경우가 있습니다.
따라서 커플 링 제조업체의 큰 목표는 높은 비틀림 강성을 유지하고 동일한 커플 링에서 진동 흡수가 가능한 커플 링을 제공하는 것입니다. 과거에는 높은 비틀림 강성과 진동 흡수 기능 중에서 선택해야했습니다.
● 그림 1. 서보 모터 속도 응답 주파수의 변화NBK는이 문제를 해결하기 위해 Dynamic Vibration Absorber 기술을 활용하는 High Rigidity“XGHW series”의 새로운 Anti-Vibration 커플 링을 개발했습니다. (그림 4)

● Pic4. NBK "XGHW"커플 링 

진동 흡수 가능 디스크 유형 XGHW 시리즈

고 강성 방진 커플 링 구축

동적 진동 흡수기는 탄성체를 통해 진동자 (커플 링 바디)와 보조 관성 로터를 결합하여 공진 현상에 영향을받을 때 커플 링의 진동을 억제하는 메커니즘입니다.
다음 그림 2는 구성을 보여줍니다.

● 그림 2. “XGHW”구축

이 구조에서 동적 진동 흡수기는 전체 강성에 영향을 미치지 않습니다. 서보 모터, 커플 링, 리드 스크류 등의 회전 계수에는 영향을 미치지 않으므로 높은 강성을 유지하면서 토크를 전도 할 수 있습니다. 또한, 진동 흡수 기능은 회전 계수와 다른 관성 로터와 엘라스토머 바디 (고진동 흡수 고무)로 구성된 동적 진동 흡수기를 통해 가능합니다.

“XGHW”의 효과

게인을 늘리면 사냥이 발생할 수 있습니다. 서보 모터 사용시 회전 계수의 공진 현상의 한 예입니다. 헌팅이 발생하는 게인 레벨은 커플 링 유형에 따라 다릅니다. 아래의 표 1은 각 커플 링에 대한 리미트 게인 (헌팅없이 완전히 제어 할 수있는 최대 게인), 안정화 시간 (모터 위치 결정 명령과 실제 정지 시간 사이의 시간 간격) 및 비틀림 강성의 결과를 보여줍니다.

● 표 1. 커플 링 유형별 결과 (참고)

	한계 이득 * 1	안정화 시간 [ms]	비틀림 강성 [N ・ m / rad]
동적 진동 흡수기가있는 디스크	32	8	300
디스크	14	460	300
벨로우즈	24	34	170
엘라스토머	34	5	55

<시험 조건>
액추에이터 : KR30H, THK
서보 모터 : HG-KR13, Mitsubishi Electric
부하 질량 : 3kg (6.6lb.)
서보 조정 : MRConfigrator 2 자동 튜닝 모드 2 (각 필터 꺼짐)
* 1 : 오토 튜닝 모드 2에서 설정 한 오토 튜닝 게인의 한계 값.

 

엘라스토머 형 커플 링은 진동 흡수를 통해 헌팅 발생을 억제하고 한계 게인을 더욱 증가시켜 안정화 시간을 단축 할 수 있습니다. 그러나 때때로 엘라스토머 유형은 디스크 유형 커플 링과 비교할 때 비틀림 강성이 더 낮기 때문에 높은 토크 응용 분야에 적합하지 않습니다.
한편,“XGHW”는 디스크 타입과 유사한 높은 비틀림 강성을 유지하면서 엘라스토머 타입과 거의 같은 수준의 게인을 증가시킬 수 있습니다.
“XGHW”는 회전 계수에서 고무와 같은 탄성체를 통과하지 않아서 탄성체 타입에서 볼 수있는 히스테리시스 (그림 3)가 없기 때문에 토크 전도에 따른 로스트 모션을 억제하는 추가 효과가 있습니다. 로스트 모션이란 힘이 풀려도 탄성체가 원래의 상태로 돌아 가지 않는 상태를 말합니다. 고분자의 탄성체가 변형되면 운동 에너지의 일부가 열에너지로 변하기 때문입니다. 특정 응용 분야에서 모션 손실로 인해 위치 정확도가 떨어질 수 있습니다.

여기서 NBK는 동적 진동 흡수기가있는 디스크 유형 커플 링 및 표준 디스크 유형과 실제 액추에이터 이동 비교를 사용합니다. 사진을 클릭하면 실제 영상을 볼 수 있습니다.

결론

공작 기계와 함께 "XGHW"커플 링을 사용하면 고경도 및 깨지기 쉬운 소재를 가공 할 때 가공 정확도를 유지하면서 진동을 줄여 마무리 정확도를 높일 수 있습니다. 최근 스마트 폰 케이스 나 생산 용 지그에 Glass, Ceramic, Graphite 등의 소재를 사용하는 것이 보편화되어 가공용 공작 기계 Z 축에는“XGHW”커플 링을 추천합니다.
많은 사용자들은 XGHW의 관성 로터 때문에 XGHW의 외경이 다른 디스크 유형보다 클 것이라고 생각하지만 이는 잘못된 것입니다. XGHW의 구조상 높은 정격 토크 (거의 1.5 배)로 인해 현재 커플 링과 유사한 외경을 유지하고 관성 로터가 있어도 동일한 허용 토크를 유지할 수 있습니다. 디스크 용 고정 볼트 3 개가 있습니다. 일반 디스크 유형에는 볼트가 두 개뿐입니다. (그림 5). 다음 표 2를 사용하여 실제 차이를 확인할 수 있습니다.

● 그림 5. 일반 디스크 유형과 "XGHW"비교

● 표 2. “XGHW”와 타사 디스크 유형 커플 링 비교

만드는 사람	A 사	NBK
P / N	N / A	XGHW-27C
유형	디스크	Inartial Rotor가있는 디스크
보류	클램핑	클램핑
재료	알류미늄	알류미늄
외경 (mm)	26	27
길이 (mm)	32.3	29.7
최대 회전 (rpm)	10,000	23,000
정격 토크 (N · m)	2	1.5
Max.Lateral Misalignment (mm)	0.15	0.12
최대 각도 오정렬 (°)	1	2
최대 축 방향 오정렬 (mm)	± 0.16	± 0.2

NBK에는 진동 흡수율이 높은 또 다른 유형의 커플 링 인 "XG2"커플 링 (Pic6)이 있으며, 강성은 "XGHW"보다 약간 낮지 만 높은 게인 레벨을 가능하게하여 모터 성능을 극대화 할 수 있습니다. “XG2”를 설치하면 X 및 Y 축의 높은 강성이 필요하지 않을 때 높은 제조 생산성을 달성 할 수 있습니다.
NBK는 "XG2"커플 링에 대한 또 다른 백서를 제공하므로 구매에 관심이있는 경우 NBK 팀에 문의하십시오.

● 그림 6. NBK“XG2”커플 링 / 최고의 진동 흡수 기능

고 이득 고무 커플 링  XGT 2

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