CNC 가공 센터에는 몇 가지 유형의 가이드 레일이 있는지 아십니까?

“CNC 머시닝 센터용 가이드 레일 유형에 대한 자세한 설명”

1. 리니어 모션 가이드 레일
   리니어 모션 가이드 레일은 머시닝 센터에서 가장 일반적으로 사용되는 가이드 레일 유형입니다. 움직이는 부품이 직선으로 정밀하게 이동하도록 안내합니다. 리니어 모션 가이드 레일은 구조가 간단하고, 제작이 용이하며, 정밀도를 쉽게 보장할 수 있다는 장점이 있습니다. 머시닝 센터의 각 축(X축, Y축, Z축)에는 일반적으로 리니어 모션 가이드 레일이 사용됩니다.
   리니어 모션 가이드 레일의 정확도와 성능은 가이드 레일의 재질, 제조 공정 및 설치 정확도에 따라 달라집니다. 고품질 리니어 모션 가이드 레일은 고속 이동 및 고부하 조건에서 머시닝 센터의 안정적인 정확도와 신뢰성을 보장합니다.
2. 원형 운동 가이드 레일
   원운동 가이드 레일은 주로 머시닝 센터의 회전축이나 원운동이 필요한 부품에 사용됩니다. 원운동 가이드 레일의 설계 및 제작은 비교적 복잡하며, 원운동의 특수성으로 인해 원심력 및 마찰과 같은 요소를 고려해야 합니다.
   원운동 가이드 레일은 일반적으로 회전 운동의 부드러움과 정확성을 보장하기 위해 고정밀 볼 베어링이나 롤러 베어링을 사용합니다. 일부 고정밀 머시닝 센터에서는 회전축의 정확도와 안정성을 더욱 향상시키기 위해 정수압 원운동 가이드 레일을 사용하기도 합니다.

1. 메인 모션 가이드 레일
   메인 모션 가이드 레일은 머시닝 센터에서 공구 또는 공작물의 주요 동작을 담당하는 가이드 레일입니다. 메인 모션 가이드 레일의 정확도와 성능은 머시닝 센터의 가공 정확도와 효율성에 중요한 영향을 미칩니다.
   머시닝 센터에서는 일반적으로 고정밀 롤링 가이드 레일 또는 정수압 가이드 레일이 주 운동 가이드 레일로 사용됩니다. 이러한 가이드 레일은 고속, 고정밀, 고강성 등의 특성을 갖추고 있어 고속 절삭 및 고부하 가공 조건에서 머시닝 센터의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
2. 피드 모션 가이드 레일
   이송 모션 가이드 레일은 머시닝 센터에서 공구 또는 공작물의 이송 모션을 담당하는 가이드 레일입니다. 이송 모션 가이드 레일의 정확도와 안정성은 머시닝 센터의 가공 정확도와 표면 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
   이송 모션 가이드 레일은 일반적으로 슬라이딩 가이드 레일, 롤링 가이드 레일 또는 정수압 가이드 레일을 사용합니다. 그중 롤링 가이드 레일과 정수압 가이드 레일은 정확도와 안정성이 높아 고정밀 머시닝 센터에 적합합니다. 반면 슬라이딩 가이드 레일은 구조가 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있어 일부 중저정밀 머시닝 센터에 적합합니다.
3. 조정 가이드 레일
   조정 가이드 레일은 머시닝 센터에서 공구 또는 공작물의 위치를 ​​조정하는 데 사용되는 가이드 레일입니다. 조정 가이드 레일의 정확도와 유연성은 머시닝 센터의 가공 정확도와 작업 편의성에 중요한 영향을 미칩니다.
   조정 가이드 레일은 일반적으로 슬라이딩 가이드 레일이나 롤링 가이드 레일을 사용합니다. 이러한 가이드 레일은 마찰 계수가 낮고 정확도가 높아 공구나 작업물의 미세 조정을 쉽게 구현할 수 있습니다.

1. 슬라이딩 가이드 레일
   (1) 전통적인 슬라이딩 가이드 레일
   기존의 주철-주철 및 주철-담금강 가이드 레일은 구조가 간단하고, 제조가 용이하며, 강성이 우수하고, 진동에 강하다는 장점이 있습니다. 그러나 이러한 가이드 레일은 정지 마찰 계수가 크고, 속도에 따라 변하는 동 마찰 계수로 인해 마찰 손실이 크다는 단점이 있습니다. 저속(1~60mm/min)에서는 크롤링 현상이 발생하기 쉬워 가동부의 위치 정확도가 떨어집니다. 따라서 경제적인 CNC 공작 기계를 제외하고는 기존의 슬라이딩 가이드 레일은 더 이상 다른 CNC 공작 기계에는 사용되지 않습니다.
   (2) 플라스틱 클래드 슬라이딩 가이드 레일
   현재 대부분의 CNC 공작기계는 플라스틱 클래드 가이드 레일을 사용합니다. 즉, 플라스틱과 기타 화학 물질로 구성된 플라스틱 필름 연질 벨트가 이동 가이드 레일의 마찰면에 부착됩니다. 플라스틱 가이드 레일은 일반적으로 테플론 가이드 레일 연질 벨트와 에폭시 내마모성 가이드 레일 코팅 두 가지 유형으로 나뉩니다.
   플라스틱 클래드 슬라이딩 가이드 레일은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
   • 우수한 마찰 특성: 플라스틱 클래드 가이드 레일의 플라스틱 필름 소프트 벨트는 마찰 계수가 낮아 이동 부품의 마찰 저항을 줄이고 움직임의 부드러움을 향상시킬 수 있습니다.
   • 우수한 내마모성: 플라스틱 필름 소프트 벨트는 내마모성이 우수하여 가이드 레일의 수명을 연장할 수 있습니다.
   • 안정적인 운동: 플라스틱 클래드 가이드 레일의 마찰 계수는 안정적이며 속도에 따라 변하지 않습니다. 따라서 운동이 안정적이며 기어가 튀는 현상이 발생하기 어렵습니다.
   • 우수한 진동 감쇠: 플라스틱 필름 소프트 벨트는 일정한 탄성을 가지고 있어 가동부의 진동을 흡수하고 가공 센터의 가공 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
   • 제조성이 우수합니다. 플라스틱 클래드 가이드 레일의 제조 공정은 비교적 간단하고 비용이 저렴하며 설치 및 유지 관리가 쉽습니다.
2. 롤링 가이드 레일
   (1) 작동 원리
   롤링 가이드 레일은 볼, 롤러, 니들 등의 전동체를 가이드 레일 표면 사이에 배치하여 가이드 레일 표면 사이의 미끄럼 마찰을 구름 마찰로 전환합니다. 이러한 마찰 방식은 마찰 저항을 크게 줄이고 이동의 민감도와 정확도를 향상시킵니다.
   (2) 장점
   • 높은 감도: 롤링 가이드 레일의 동적 마찰 계수와 정적 마찰 계수의 차이가 매우 작아서 저속으로 이동할 때 움직임이 안정적이며 크롤링 현상이 발생하기 쉽지 않습니다.
   • 높은 위치 결정 정확도: 롤링 가이드 레일의 반복 위치 결정 정확도는 0.2um에 도달할 수 있어 고정밀 가공 센터의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
   • 마찰 저항이 작음: 구름 요소의 구름 마찰 계수는 미끄럼 마찰 계수보다 훨씬 작아서 이동 부품의 움직임을 가볍게 하고 구동력 소모를 줄입니다.
   • 마모가 적고, 정확도 유지율이 좋으며, 수명이 깁니다. 롤링 요소와 가이드 레일 표면 사이의 접촉 면적이 작고, 마모가 적으며, 장시간 동안 높은 정확도를 유지할 수 있습니다.
     (3) 단점
     롤링 가이드 레일은 내진동성이 낮고 높은 보호 요건을 가지고 있습니다. 가공 중 진동은 롤링 요소의 이동 정확도에 영향을 미쳐 머시닝 센터의 가공 정확도를 저하시킵니다. 또한, 롤링 가이드 레일은 먼지, 칩 및 기타 불순물이 가이드 레일 표면에 유입되어 롤링 요소와 가이드 레일을 손상시키는 것을 방지하기 위한 적절한 보호 조치가 필요합니다.
     (4) 적용대상
     롤링 가이드 레일은 공작기계의 작동 부품이 균일한 움직임, 섬세한 움직임, 그리고 높은 위치 정확도를 요구하는 경우에 특히 적합합니다. 이러한 이유로 롤링 가이드 레일은 CNC 공작기계에 널리 사용됩니다.
3. 정수압 가이드 레일
   (1) 액체 정수압 가이드 레일
   • 작동 원리
     액체 정압 가이드 레일의 두 가이드 레일 작동면 사이에는 오일 챔버가 있습니다. 일정 압력의 윤활유를 주입하면 정압 오일막이 형성되어 가이드 레일의 작동면이 순수 액체 마찰에 의해 마모 없이 우수한 정밀도를 유지하게 됩니다.
   • 장점
     • 높은 정확도: 액체 정수압 가이드 레일은 매우 높은 정확도를 제공하며 고속 이동 및 고부하 조건에서 가공 센터의 안정적인 정확도를 보장합니다.
     • 낮은 마찰 계수: 순수 액체 마찰로 인해 마찰 계수가 매우 낮아져 구동력 소모가 크게 줄어듭니다.
     • 저속에서 크롤링 현상 없음: 저속에서도 액체 정수압 가이드 레일은 크롤링 현상이 발생하지 않아 부드러운 움직임을 보장합니다.
     • 큰 하중 지지력과 좋은 강성: 정수압 오일 필름은 큰 하중을 견딜 수 있어 가공 센터의 하중 지지력과 강성을 향상시킵니다.
     • 오일은 진동 흡수 효과와 우수한 진동 저항성을 가지고 있습니다. 오일은 진동을 흡수하고 가공 중 진동이 가공 정확도에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.
   • 단점
     액체 정수압 가이드 레일은 구조가 복잡하여 오일 공급 시스템이 필요하고, 오일의 청정도가 높아야 합니다. 이로 인해 제조 및 유지 보수 비용이 증가합니다.
   • 분류
     머시닝 센터용 액체 정압 가이드 레일은 크게 개방형과 폐쇄형으로 나눌 수 있습니다. 개방형 액체 정압 가이드 레일의 오일 챔버는 외부와 직접 연결되어 구조가 단순하지만 외부 오염에 취약합니다. 폐쇄형 액체 정압 가이드 레일의 오일 챔버는 폐쇄되어 오일을 재활용하여 사용하므로 청정도는 높지만 구조가 복잡합니다.
     (2) 가스 정수압 가이드 레일
   • 작동 원리
     공기 정수압 가이드 레일의 두 가이드 레일 작업 표면 사이에 일정 압력의 가스를 주입하면 정수압 공기 필름이 형성되어 CNC 펀칭 머신의 두 가이드 레일 표면이 균등하게 분리되어 고정밀 운동을 얻을 수 있습니다.
   • 장점
     • 작은 마찰계수: 기체의 마찰계수는 극히 작아서 움직이는 부품의 움직임을 더 가볍게 만듭니다.
     • 발열 및 변형이 발생하기 어려움: 마찰 계수가 작기 때문에 열 발생이 적고 가이드 레일의 발열 및 변형이 발생하기 어렵습니다.
   • 단점
     • 작은 하중 용량: 가스 정수압 가이드 레일의 하중 용량은 비교적 작으며, 하중이 작은 경우에 자주 사용됩니다.
     • 공기압 변동은 정확도에 영향을 미칩니다. 공기압 변동은 공기막에 변화를 일으켜 가이드 레일의 정확도에 영향을 미칩니다.
     • 먼지 방지에 주의해야 합니다. 공기 가이드 레일 표면에 먼지가 떨어지면 가이드 레일 표면이 손상될 수 있으므로 효과적인 먼지 방지 조치를 취해야 합니다.