볼스크류 너트부 마찰토크의 실험적 모델링

Abstract

볼스크류(Ballscrew)는 높은 기계효율과 구동 토크 및 토크 손실이 작으며, 스틱 슬립(Stick slip)이 발생하지 않는 등의 많은 장점을 가지고 있어 공작기계 등에 고속, 고정도화를 결정짓는 대표적인 직선 이송계의 요소로 사용되고 있다.(1) 그러나, 볼스크류가 구동함에 따라 발생하는 너트의 마찰토크(Frictional torque)는 비선형이 매우 강하여 직선 이송계의 위치 정확도를 저하시킨다. 따라서 볼스크류 너트부의 마찰토크를 예측할 수 있는 모델은 직선 이송계의 정밀제어를 위해서 매우 중요하다. 본 논문에서는, 볼스크류 너트부의 마찰토크를 측정할 수 있는 장치를 제작하여 너트부의 마찰토크를 측정하며, Harris(2)의 마찰토크식을 이용하여 볼스크류 너트부의 마찰토크를 예측할 수 있는 실험적 모델링을 수행하였다.