일본에서는 근로 인구의 감소로 인해 생산 라인에서 그 어느 때보다 더 많은 노동 절감이 필요하며, 이러한 맥락에서 산업용 로봇이 더욱 널리 보급될 것으로 예상됩니다. 산업용 로봇은 일련의 반복적인 동작을 수행해야 하며, 구동 부품은 높은 수준의 위치 정확도를 가져야 합니다.
전달 메커니즘에서의 "높은 위치 정확도"란 구동 측의 구동 풀리가 1회전 또는 왕복 회전을 할 때, 피구동 측의 종동 풀리도 같은 수의 회전(동일한 위치)을 하는 것을 의미합니다.

아래 그래프는 동기 벨트 구동에서 벨트 구동 시작부터 40m/sec로 속도를 높이는 과정에서 구동 풀리(파란색 선)와 피동 풀리(빨간색 선)의 회전 속도를 인코더를 사용하여 측정한 테스트 결과입니다. 구동 풀리와 피동 풀리의 회전 속도 차이를 위상차라고 합니다. 그래프에서 알 수 있듯이 구동 풀리가 회전하기 시작하면 피동 풀리는 벨트를 통해 움직이기 시작하지만 벨트의 탄성으로 인해 약간의 지연이 있습니다. 벨트는 탄성이므로 약간의 지연이 있습니다. 그 후 구동 풀리 측이 벨트에 의해 당겨져 구동 풀리 rpm을 초과하는 오버슈트가 발생할 수 있습니다. 구동 풀리(파란색 선)와 피동 풀리(빨간색 선)의 차이(면적)는 응답의 지표 중 하나이며, 이 면적이 작을수록 모터가 모터 출력에 더 빨리 응답하고 피동 측에 힘을 전달하여 기계의 위치 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 이 면적이 작을수록 모터는 출력에 더 빨리 반응하고 구동 측으로 힘을 전달할 수 있습니다.

산업용 로봇과 같이 빠른 가속, 급정지, 왕복 회전이 필요한 기구에서는 단시간에 회전 속도 주기의 변화가 빈번하게 발생하며, 이러한 위상차는 기계의 위치 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 이 글에서는 "위상차가 적을수록 응답성과 위치 정확도가 좋아진다"고 정의하고, 높은 수준의 위치 정확도를 달성하기 위해 권장되는 전달 기구와 제품 선택 포인트를 설명합니다.

그렇다면 높은 위치 정확도를 달성하기 위해 어떤 종류의 전달 메커니즘을 선택해야 할까요? 기계 구동에 일반적으로 사용되는 각 전달 메커니즘에 대한 기능 목록을 작성했습니다. "동기 벨트", "체인", "볼 스크류" 및 "선형 구동"입니다.

위의 표는 "동기 벨트"가 가장 우수한 기능을 가진 전달 메커니즘임을 보여줍니다. 많은 사람들은 "선형 구동"과 "볼 스크류"가 위치 정확도 측면에서 더 우수하다는 인상을 가질 수 있습니다. 그러나 가격, 설계 유연성 및 유지 관리의 용이성은 종종 도입을 고려하는 데 장애가 될 수 있습니다. 반면 동기 벨트 및 체인 구동은 비용 이점과 높은 수준의 설계 자유도를 제공하여 도입을 고려하기 쉽습니다. 체인은 금속으로 만들어지고 무겁고 시끄럽고 윤활이 필요하다는 단점이 있습니다. 이에 비해 동기 벨트는 높은 수준의 위치 정확도가 필요한 기계에 가장 적합한 전달 메커니즘입니다.

이러한 설명에도 불구하고 일부 사람들은 동기 벨트에 대해 여전히 부정적인 인상을 가지고 있을 수 있습니다. 벨트의 탄성이 동기 벨트인 경우 고부하에서의 위치 정확도가 금속 전달 메커니즘보다 떨어진다고 말합니다. 그러나 동기 벨트의 최근 발전으로 인해 기계 설계에 옵션으로 포함하지 않는 것은 현명하지 않습니다. 기술이 발전함에 따라 고부하 동기 벨트가 개발되고 있습니다.

다음 그래프는 일반적인 동기 벨트 코드로 자주 사용되는 유리 코드(주황색 선)와 탄성 계수가 높은 특징이 있는 탄소 코드(회색 선)의 위상 차이를 비교한 것입니다. 탄소 코드의 런아웃 폭이 구동을 시작할 때 유리 코드보다 작은 것을 볼 수 있습니다. 즉, 탄소 코드는 모터 출력에 더 빨리 응답하고 구동 측으로 전력을 전달하여 최종 정렬 불량의 누적이 작아집니다.

백래시 양을 결정하는 가장 중요한 요소는 벨트 이빨 모양입니다. 동기 벨트 이빨 모양은 주로 "사다리꼴 이빨", "호 이빨" 및 "삼각형 이빨"로 분류됩니다.

높은 탄성 코드와 원호 모양의 이빨 모양을 가진 벨트가 높은 하중과 하중 변동 조건에서 위상차를 줄이는 데 최적이라는 것을 이전 설명을 통해 알았을 것입니다.

그리고 이러한 조건을 만족하는 동기벨트는 Bando Chemical의 최고급 고하중 동기벨트 Ceptor®-X입니다.
Ceptor®-X는 고탄성 카본 코드를 사용하여 더 나은 응답과 더 작은 위상 차이를 제공합니다. 또한 아크 이빨 사이의 전송 용량이 큰 "Stooth 유형"이 사용됩니다.
Ceptor®-X는 무거운 하중에서도 높은 수준의 장기적 위치 정확도가 필요한 사용자에게 적합한 벨트입니다.
또한 폭당 향상된 전달 용량은 동일한 조건에서 표준 stooth 유형인 HP-STS보다 벨트 폭을 40% 더 좁게 만드는 이점이 있습니다. 이를 통해 벨트와 벨트를 받는 풀리의 무게와 공간이 줄어들어 높은 위치 정확도와 경량, 공간 절약형 기계가 모두 가능해졌습니다.

Ceptor®-X는 주로 산업용 로봇, 의료 및 제약 장비, 반도체 제조 장비, 사출 성형기 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 자세한 응용 분야와 예는 이 페이지 하단을 참조하십시오.

우리는 전달 메커니즘에서의 위치 정확도의 정의와 높은 수준의 위치 정확도를 달성하기 위한 권장 동기 벨트 Ceptor®-X에 대해 설명했습니다. 높은 하중을 받는 메커니즘에서 높은 위치 정확도를 달성하는 데 관심이 있다면 Bando Chemical의 Ceptor®-X를 고려해 보십시오. 궁금한 사항이 있으면 언제든지 문의해 주십시오.