フィルムカット機構【曲げ/切断/刻印/直動機構/回転機構/シリンダ/ベアリング/ 扉/安全】

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仕様
 目的・動作
  円形刃を使用したカット機構
  円形刃の円周上の刃全体を使用するため、刃の一部のみを使用する刃物に比べ寿命を延ばすことができる

 環境・操作性
  ロッドレスシリンダの送りを使用してフィルムを自動的にカットする
  ロールから自動で送られてくるフィルムを一定幅にカットする
  回転刃押付力を調整する為にレギュレータが別途必要

 対象ワーク
  フィルム
  外形:W170×D150×t0.1[mm]

特徴
 動作仕様・寸法
  ロッドレスシリンダ:ストローク200[mm]
  ガイド付シリンダ:ストローク30[mm]
  外形寸法:W260×D600×H203[mm]

 必要精度・荷重
  ベアリングブロックと円形刃の重量:3.4[N]

 主要部品の選定根拠
  ベアリングブロックと円形刃を搬送するために要するシリンダを選定

設計ポイント
 主要部品の計算工程
  ロッドレスシリンダ
   フィルムカット動作時に掛かる負荷を想定したロッドレスシリンダの検証
   ガイド付シリンダ:m1=0.42[kg]、ベアリングブロック:m2=0.25[kg]、カッター部:m3=0.10[kg]
   m=m1+m2+m3=0.42+0.25+0.10=0.77[kg]

  ガイド負荷率
   m1max=14[kg]
   負荷率α1=m/m1max=0.77/14=0.055
   回転刃の押付力=40N(=0.4×0.5×64π),オフセット量Z1=48[mm]
   M2=mgZ=0.77×9.8×0.04+40×0.048=2.22[N・m]
   負荷率α2=M2/M2max=2.22/3.3=0.67
   衝突時相当荷重:FE
   平均速度:va[mm/s]
   ダンパ係数:δ[エアクッション/ショックアブソーバ付=1/100]
   FE=1.4vaδmg=1.4×200×(1/100)×0.77×9.8=21.1[N]
   M1Emax=25[N・m]
   M1E=1/3FEZ=1/3×21.1×0.04=0.28[N・m]
   負荷率α4=M1E/M1Emax=0.28/25=0.011
   M3Emax=8[N・m]
   M3E=1/3FEY=21.1×1/3×0.032=0.23[N・m]
   負荷率α5=M3E/M3Emax=0.23/8=0.029
   Σα=α1+α2+α4+α5=0.055+0.67+0.011+0.029
   =0.765<1
   以上より、許容値内であり使用可能

  ガイド付シリンダ
   フィルムカット動作時に掛かる負荷を想定したガイド付シリンダの検証
   m’=m2+m3=0.25+0.10=0.35[kg]
   F2=m’g=0.35×9.8=3.4[N]
   シリンダ推力:F2’=ηpA2
   η=0.5、p=0.4MPa、A2=(64-16)πとして、
   F2’=0.5×0.4×(64-16)π=30[N]
   F2’>F2
   以上より、許容値内であり使用可能

 構造の作り込みと設計の勘所
  ガイド付シリンダを用いてプレートに押し付けてる円形刃をロッドレスシリンダで送りながら回転させることで、円形刃に回転駆動を与えなくてもフィルムが切断できる
  円形刃は交換が容易にできるキーとボルト固定とする

 技術計算リンク
  ガイド付シリンダ概要

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