モーメント荷重の影響

自動ステージの精度はその自動ステージの設置状態や負荷荷重の状態に影響されます。
作業位置がテーブル中心位置より離れている場合やモーメント荷重（オーバーハング荷重）がかかる場合にはピッチング・ヨーイング・ローリングの影響を受けやすくなります。
図1 のように作業軸が離れていると影響は大きくなり、図2のようにテーブル上に作業軸があると影響は小さくなります。但しこの場合でもテーブルの位置が高くなりますとピッチングの影響を受けるようになります。
ピッチングやヨーイングの影響例として、図3のようにテーブルが0.05度傾いたとすると100mm離れた位置での変位は約87μmとなり、作業位置が離れるほどこの値は大きなものとなります。図4のようにピッチング方向の場合も同様です。
特にモーメント荷重がかかる環境で使用する場合はテーブルに傾きが生じますのでこの誤差を考慮する必要があります。XY軸で使用する場合、Y軸ステージのテーブルが端の方へ移動するほどX軸ステージにかかる負荷は大きくなります。移動量が長いステージほどその影響は大きくなりますので注意が必要です。
参考としてXY軸に組んだ状態での精度測定を行った結果を図5に示します（設置環境や使用条件によって結果は変わります）。

図1　自動ステージ（テーブル）外での位置決め例

図2　自動ステージ（テーブル）上での位置決め例

図3　ヨーイングによる位置決め精度影響例

図4　ピッチングによる位置決め精度影響例

図5　XY軸ステージ精度測定（参考）

モーメント荷重（ピッチング・ローリング・ヨーイング）によるテーブルの変位量と影響について

実際に自動ステージにモーメント荷重をかけた時のテーブル部の変位量を測定してその影響を検証します。
測定方法は図6を参照ください。
今回はテーブル上での測定ですのでテーブルから離れた位置での変位量については取付け部品の変形等も考慮する必要があります。
荷重をかけた状態でステージを使用する場合、荷重の大きさや荷重をかける位置によりステージの性能に影響が出ます。
モーメント荷重がかかると脱調や振動等の原因となります。また負荷分布が局部的に大きくなり、寿命にも影響することになりますので、設置環境を十分に検討の上使用する必要があります。

図6　モーメント荷重によるテーブル変位の測定例

表1　モーメント荷重による影響（参考）

測定ステージ		SGSP20シリーズ		SGSP26シリーズ			SGSP33シリーズ			SGSP-120YAW
中心から測定点の距離[mm]		28		38			38			58
荷重[kg]		1	5	1	5	10	1	5	10	1	5
変位量[μm]	ピッチング方向	4以下	16以下	2以下	10以下	20以下	2以下	8以下	16以下	3以下	12以下
	ローリング方向	4以下	16以下	2以下	10以下	20以下	2以下	8以下	16以下	3以下	12以下
	ヨーイング方向	4以下	16以下	2以下	10以下	20以下	2以下	8以下	16以下	－	－

注意

Z軸ステージのモーメント荷重と落下防止機構

●直動の自動ステージをZ軸にして使用する場合､X軸で使用する場合よりも耐荷重が大幅に低下します。

●特に荷重のかかる位置がテーブル面から離れているほど耐荷重が低くなり､精度や寿命に影響を与えますので､荷重はできる限りテーブル面に近い位置にかかるようにしてご使用ください。

●モータの励磁を切った時や、自動カレントダウン機能をもったドライバをご使用で､モータを停止させたときなどにテーブルが落下することがありますので、落下防止機構を設ける､又はモータ停止時電流を高く設定するなどの対策が必要となる場合があります。

●落下防止機構については以下を参照してください。
100mm

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