볼스크류란?
볼스크류(Ball Screw)는 나사와 이송체 사이에 베어링 역할을 하는 강구를 삽입하여 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구로, 전동 효율을 극대화하기 위해 사용되며, 주요 구성 요소로는 나사 형태의 볼나사, 볼나사 내부에서 회전과 이송을 가능하게 하는 볼너트, 나사와 볼너트 사이에서 이송운동을 담당하는 볼, 그리고 볼이 순환할 수 있도록 하는 강구(리턴 튜브)가 있으며, 일반적으로 암나사의 회전을 통해 직선운동을 만들어내는 원리에 기반합니다.
볼스크류의 특징 및 용도
볼스크류는 이송 효율이 매우 높고, 백래시를 작게 유지할 수 있으며, 먼지나 이물질에 의한 손상이 적고 윤활에 크게 신경 쓰지 않아도 되는 점, 그리고 고정밀을 장기간 유지할 수 있어 수명이 길다는 장점이 있습니다. 그러나 자동체결이 어렵고, 피치가 커질수록 장비의 크기가 커져 설치 공간이 넓어지며, 고속 운전 시 소음이 발생할 수 있다는 점, 그리고 가격이 높고 탈부착 및 유지보수가 어렵다는 단점도 존재합니다.
이러한 특성 때문에 볼스크류는 비전카메라 위치제어나 소형 정밀가공기와 같은 정밀 스테이지 장비, 레이저 마킹기, 웨이퍼 이송장비, 시약 제조기 등 직교 로봇 및 다양한 자동화 장비에서 주로 사용됩니다.
백래시, 백래쉬란?
백래시(Backlash)는 기계에서 사용되는 나사나 기어 등 맞물려 움직이는 부품 사이에 운동 방향에 따른 공간이나 틈을 의미합니다. 이러한 공간이나 틈 때문에, 나사나 톱니바퀴는 한 방향으로는 자유롭게 움직일 수 있지만, 반대 방향으로 운동시킬 때 문제가 발생할 수 있습니다.
백래시가 발생하는 주된 이유는 기계 부품의 제조 과정에서 생기는 공차, 부품의 마모로 인한 늘어남, 그리고 조립 과정에서의 오차 등입니다. 백래시가 크면 기계가 운전되는 동안 부분적으로 또는 전체적으로 불필요하게 움직일 수 있습니다. 특히 백래시가 크면 기계의 정밀성과 정확성이 떨어지며, 진동과 소음이 발생할 수 있습니다.
또한 장기간 사용하면서 백래시가 늘어나면 기계의 수명이 단축될 수 있습니다. 공작기계에서는 백래시를 최소화하기 위해 정밀한 가공과 조정이 필요합니다. 예를 들어, 밀링 작업 시에는 기계의 백래시를 고려하여 적절한 치수 조정과 절삭 조건을 설정해야 합니다. 또한 백래시를 줄이기 위해 정기적인 유지보수와 부품 교체가 필요할 수 있습니다.