スプリングチャック機構【水平搬送/供給/排出/クランプ/チャック/洗浄/乾燥/段取り/直動機構/直動の揺動機構/シリンダ/リンク/ カム/カムフォロア/ばね/リニアブッシュ/筐体/チャンバ/からくり】

スプリングチャック機構【水平搬送/供給/排出/クランプ/チャック/洗浄/乾燥/段取り/直動機構/直動による揺動機構/シリンダ/リンク/ カム/カムフォロア/ばね/リニアブッシュ/筐体/チャンバ/からくり】　→　http://jp.misumi-ec.com/ec/incadlibrary/detail/000390.html?cid=cid_jp_m_mech_20160318_8271_000390_2
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仕様
　目的・動作
　　他ユニットからのワークをスプリング力のみで自動的にチャックする機構
　　他ユニットへのアンチャックは外部よりシリンダでレバーを押す機構

環境・操作性
　製造ラインでの、自動ワーク投入・排出
　自動化する事により、作業者によりワークを水使用環境へ投入、排出する作業が不要になる為に作業効率改善
　チャック先端ツメを変更することにより、ワーク段取換え可能

対象ワーク
　スチールプレート：L220×W38×t1.5[mm]
　重量：150[g]

特徴
　動作仕様・寸法
　　チャック部、W241×D114×H232[mm]
　　外形寸法：W1005×D240×H544[mm]

　必要精度・荷重
　　ばねによるチャックの為、ワークの重さには制限がある（現在のワークの重さ：150[ｇ]）
　　単軸ロボット精度：繰返し位置決め精度±0.01、最大速度600[mm/sec]、最大可搬質量55[kg]

　主要部品の選定根拠
　　ばね及びシリンダ
　　　ワークを固定する為のばね力及び解除するシリンダ力の選定
　　単軸ロボット
　　　ロボットに搭載する重量の選定

設計ポイント
　主要部品の計算工程
　　ばねによるワーク保持、チャック解除シリンダ容量、可搬荷重について妥当であることを検証する
　　　ワーク重量：W=1.5[N](0.15Kg)、加減速を考慮し、判断荷重を2倍の3.0[N]とする

　　1)ワークを規制する際、水平方向に押す力　Fa

　　・引張りばね＝AUU8-70（ミスミ）
　　　ばね仕様
　　　外径：8[mm]、線径：0.9[mm]、自由長さ：70[mm]、取付長さ：97.5[mm]、負荷時長さ：101.6[mm]、ばね定数：0.29[N・mm]、初張力3.92[N]
　　　ばねによるモーメント　M1=P1×X1=12×14=168[Nmm](17.1[kg・mm])
　　　F1=M1/X2=168/39.5=4.25[N](0.43[kg])
　　　ばね　2個なので　Fa=4.25×2=8.5[N]
　　　Fa=8.5[N]＞3.0[N]なのでOK

　　2)チャック解除力 Fb

　　・チャック解除シリンダ力 (0.4[Mpa])（ＭＳＣＦＡ16-10） F=80[N]
　　・チャックレバー比
　　　支点からばねまでの距離　X1=14[mm]
　　　支点からチャックまでの距離　X2=39.5[mm]
　　　支点からシリンダで解除する位置　X3=16[mm]
　　　ばねによるモーメント　M2=P2×X1=13×14=182[N・mm](18.6Kg・mm)
　　　F2=M2/X3=182/16=11.4[N](1.2Kg)
　　　ばね　2個なので　Fb=11.4×2=22.8[N]
　　　Fb=22.8[N]＜80[N]なので解除OK

　　3)単軸ロボットの選定

　　チャック部及びアーム部の重量　W=3.8[Kg],(37[N])
　　単軸ロボット(RSF410-C22A-C-3-450)
　　最大可搬質量（水平):55[kg]、(539[N])
　　許容オーバーハング量：壁面取付使用時
　　質量10[kg]の場合、A=193[mm]、B=132[mm]
　　∴　A1=193 ＞ 114,B1=132＞ 35 OK
　　55[kg]＞5.5[kg]なので　OK

　構造の作り込みと設計の勘所
　　水使用環境に対応する為、ワークチャック部には駆動力を持たせずばね力のみで保持する構造
　　構成部品はステンレスを多用している
　　チャックかアンチャックかは、センサにて検知し確認する
　　ロボット取付位置からチャック部までオーバーハング量があるので、ワーク投入・排出位置に上下方向の規制をしている
　　チャック部固定端は押しボルトと長穴により、その位置を微調整できる構造
　　アームには水使用環境へ投入時のさそい込み形状としている(板厚両側に角度面取)

　技術計算リンク
　　単軸ロボット

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