モジュラーラックアンドピニオンシステムは、機械伝達の分野における標準化されたモジュラー設計に基づいた再構成可能なモーションソリューションです。ギアラックコンポーネントをモジュラーアーキテクチャと組み合わせることで、モジュラーラックアンドピニオンシステムは、回転運動と直線運動の間の効率的な変換を実現します。このシステムは、「標準化されたユニット + 柔軟な組み合わせ」という中心概念に基づいて設計されており、従来のトランスミッション システムの固定構造上の制限を打ち破り、産業オートメーションや精密機械などの分野に適応性が高くコスト効率の高いトランスミッション ソリューションを提供します。{3}}
モジュラー ラック アンド ピニオン システムは、次の 3 つのコア モジュールで構成されます。
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ラックユニットを標準化 |
高張力合金鋼(42CrMoなど)またはステンレス鋼材を使用し、表面を焼き入れ硬化(HRC50-60)し、精密研磨したもので、歯面粗さRaは1.6μm以下です。単一ラックの長さは通常 500-3000 mm、係数範囲は m=1 から m=20 で、無限の移動を実現するために複数のスプライスをサポートしています。モジュラー設計により、ユーザーはニーズに応じて高精度(位置決め誤差 0.02mm/m 以下)または高耐久(単体積載量 2 トン以上)のギヤラックを選択できます。 |
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設定可能なギアモジュール |
ギヤはインボリュート歯形(圧力角20度)を採用し、ラックと標準的な噛み合いを形成します。このモジュールにはサーボモーター、減速機、エンコーダーが統合されており、ダイレクトドライブまたは減速伝達モードをサポートします。デュアルギアバックラッシュモジュールは、スプリングプリテンショニングまたは油圧サーボ技術を使用して、歯のサイドクリアランスを5μm以内に制御し、精密な位置決めの要件を満たします。 |
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インテリジェントドライブおよび制御モジュール |
完全閉ループ サーボ システムを搭載し、EtherCAT や Modbus などの産業用バス プロトコルをサポートし、ラック変位に関するリアルタイム フィードバック(グレーチング定規信号など)を収集して、位置、速度、トルクの 3 つの閉ループ制御を実現します。-モジュラーコントローラーはプラグアンドプレイをサポートし、多軸リンケージプログラミングとオフラインシミュレーションと互換性があります。 |
モジュラーラックアンドピニオンシステムの技術的特徴と性能上の利点
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無限に広がるフレキシブルな伝送 |
ラックアンドピニオンジョイントとギアモジュールを組み合わせることで、このシステムは、移動距離が数百ミリメートルから数十メートルのX/Y/Z多軸モーションプラットフォームを迅速に構築でき、ガントリーマシニングセンターや自動物流ラインなどの超長距離移動シナリオに適しています。スクリュードライブと比較して移動制限がなく、コストが30%以上削減されます。 |
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高精度・高剛性バランス |
この高精度モジュールは、位置決め精度 ± 0.01 mm、再現精度 ± 0.005 mm を備えており、半導体パッケージング、光検出、その他のアプリケーションのナノメートルレベルの精度要件を満たしています。頑丈なモジュールはデュアル レール サポートと組み合わせることで、5 トンを超えるラジアル荷重に耐えることができ、頑丈な工作機械のワークテーブルの伝達に適しています。- |
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プラグアンドプレイの迅速な導入 |
モジュール式コンポーネントは標準化されたインターフェイス設計を採用しており、ラック取り付け誤差は 0.05mm/m 以下です。ギア モジュールは、所定の位置決めピンを介して「ワン クリック インストール」を実現し、従来の非モジュール式システムと比較して全体のデバッグ時間が 70% 短縮されます。脆弱な部品 (ラックやギアなど) を個別に交換できるため、メンテナンスコストが 50% 削減されます。 |
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低消費電力・低騒音設計 |
転がり摩擦係数はわずか0.001~0.003で、伝達効率は92%以上です。同じ負荷の下で、エネルギー消費量はウォームギヤ伝動と比較して 60% 削減されます。精密加工された歯形は防音カバーと調和しており、動作音は75dB以下でクリーンな作業場や医療機器に適しています。 |
他のプロジェクトもご覧いただくか、Youtube のビデオ ギャラリーをご覧ください: https://www.youtube.com/@tallmanrobotics
このページでは、モデル TMG135CM および TMG135CR を以下の技術パラメータとともに紹介します。
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モデル番号 |
TMG170CM |
TMG170CR |
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モーター出力(W) |
750 |
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繰返し精度(mm) |
±0.01/±0.02 |
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歯車の歯 |
32 |
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ギアピッチ |
5 |
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減速比 |
1:5 |
1:10 |
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リード(mm) |
32 |
16 |
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最高速度(mm/s) |
1600 |
800 |
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モーター回転数 3000(rpm/min) |
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マックス 負荷 |
加速 減速 |
水平 |
0.3G |
30 |
90 |
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垂直 |
0.3G |
5 |
15 |
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定格推力 |
98 |
490 |
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リニアガイド(mm) |
15*12.5-2 |
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原点センサー |
アウトプラグ |
EE-SX672(NPN-SX672P(PNP) |
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内部 |
EE-SX674(NPN-SX674P(PNP) |
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密閉型 |
開ける |
全閉- |
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モジュラーラックアンドピニオンシステムの複数のアプリケーションシナリオ
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産業オートメーション生産ライン |
白色の自動車ボディの溶接ラインでは、モジュラー ギア ラック システムがガントリー ロボットを駆動して溶接ガンの長いストロークの移動を完了し、視覚誘導システムの助けを借りて、± 0.1 mm の精度の溶接シーム トラッキングを実現し、生産効率を 40% 向上させます。 |
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インテリジェントな倉庫保管と物流 |
スタッカー クレーンは、1 つのシャフトで 3 トンの商品を運ぶことができる m{0}} の頑丈なラックを採用しています。{1}ダブルギアクリアランス技術が搭載されており、高速吊り上げ(速度 5m/s)と正確な位置決め(誤差 2mm 以下)を実現し、1 日の保管効率が 2000 パレットを超えます。{4} |
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精密機器・半導体 |
リソグラフィーマシンのワークピースステージは、m=2のセラミックコーティングされたラックを使用しており、位置決め精度は±1μmで、エアフローティングガイドと組み合わせてナノスケールのスムーズな動きを実現し、7nmチッププロセスの露光要件を満たしています。 |
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移動ロボットと特殊機器 |
検査ロボットにはモジュラーラックモジュールが装備されており、ラックスプライシングにより無限軌道シャーシの超ロングストローク伸縮アーム伝達を実現し、原子力発電所などの危険な環境で50メートル離れたパイプライン検査を完了します。 |
機械式トランスミッションの「レゴ ビルディング ブロック」として、モジュラー ラック アンド ピニオン システムは、標準化された柔軟でインテリジェントな特性により、産業用トランスミッションの効率の限界を再定義します。中小企業の自動化変革から大規模インテリジェント工場のフルライン統合に至るまで、モジュラー ラック & ピニオン システムは「高速応答、低コスト反復」生産モードへの製造業の変革を推進しており、「中国のインテリジェント製造」のアップグレードの中核となる基本コンポーネントの 1 つとなっています。-
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