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No.000127 ワーク自転移載機構

進行方向に対してワークの向きを変えない回転移載

ワーク自転移載機構

タイミングプーリ

商品名 ハイトルクタイミングプーリ 8YUタイプ
型番 GPA50YU8150-A-N30
特徴 円弧歯形のためバックラッシが少なく、位置決め用途に適しています
※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

軽量化のためアルミ製を選定

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選定可能サイズ

■ハイトルクタイミングプーリ8YUタイプ

材質 表面処理 付属
セットスクリュー
材質
プーリ フランジ
A2017 A5052 白アルマイト SUS304
S45C SPCC クロムモリブデン鋼
(四三酸化鉄皮膜)
四三酸化鉄皮膜

■歯数と軸穴径

形状 適用ベルト幅 歯数 ピッチ円径 軸穴径
ハブ有り 15・20・25 20-60 φ50.93-φ152.79 φ16-32
ハブなし

*詳細仕様は商品ページをご参照ください

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選定順序

■タイミングプーリの選定手順

※ タイミングプーリの選定は、タイミングベルトと同時に行います。
自動選定ツールをご利用になれます。
http://fawos.misumi.jp/FA_WEB/pulley/

使用条件の決定
設計動力・回転数・回転比・暫定軸間距離、運転パターン等

プーリ(ベルト)仮選定
歯型・ベルト幅

仕様の適合確認
  • 算出軸間距離の確認等
  • 張力・荷重の確認

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精度情報

■タイミングプーリの精度

軸穴公差: H7

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技術計算

■技術計算

1. ベルト種類と軸間距離を決める
2. ベルト幅を決める、ベルトの張りを決める
3. 伝動容量の確認(8YU)

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ボールスプライン

商品名 ボールスプライン 両端めねじタイプ
型番 BSHS6-80-M3-N3
※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

直動と回転の機能が同時に必要なため

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選定可能サイズ

■ボールスプライン(両端めねじタイプ)

スプライン
材質 SUJ2相当 SUS440C相当
硬度 58HRC~ 55HRC~
ナット 材質 SCM415相当 SUS440C相当
硬度 58HRC~ 55HRC~
形状 丸フランジ
二面フランジ -
ストレート

■各部寸法

スプライン軸 ナット
呼称No. 軸径 全長 インロー部径
6 φ6 60-400 φ14
8 φ8 φ16
10 φ10.4 90-600 φ21
13 φ13.4 100-600 φ24
16 φ16.6 110-600 φ31

*材質・ナット形状によって、全長選択可能範囲が異なります。
詳細は、商品ページをご参照ください

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選定順序

■ボールスプラインの選定手順

使用条件を決定
(荷重、トルク、送り量、寿命時間)

ボールスプラインの仕様を仮選定
(使用条件に応じて、スプライン軸径、スプライン軸長さ、全長を仮選定します。)

基本的な安全性の確認
  • ●許容荷重
  • ●寿命

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精度情報

■ボールスプライン軸の精度

(μm)

呼称
No.
スプライン
軸径
ナット外周の振れ スプライン軸線の振れ(最大)
(最大) 長さ -200 201-315 316-400 401-500 501-
6 φ6 27 72 89 126 163 -
8 φ8
10 φ10.4 33 59 83 103 82 102
13 φ13.4 39 56 71 83 62 75
16 φ16.6

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速度・荷重(負荷情報)

■ボールスプラインの定格荷重

呼称
No.
基本定格トルク 基本定格荷重
動(Nm) 静(Nm) 動(kN) 静(kN)
6 3.8 7 1.2 2.1
8 4.8 8.7 1.2 2.1
10 11 21 2.4 4.3
13 20 37 3.3 5.9
16 51 93 6.2 11.1

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技術計算

■ボールスプラインの寿命計算

ボールスプラインの走行寿命は以下式により算出されます

●ラジアル負荷の場合

ラジアル負荷の場合

●トルク負荷の場合

トルク負荷の場合
  • L:走行寿命 ( Km)
  • ft:温度係数
  • fh:硬さ係数
  • fp:定格荷重の比率
  • fw:荷重係数
  • L0:定格寿命 ( 50km)
  • C:基本動定格荷重(N)
  • F:作用ラジアル荷重 ( N)
  • Ct:基本動定格トルク ( N・m)
  • T:作用トルク ( N・m)

ボールスプラインの寿命時間は以下式により算出されます

寿命時間
  • Lh:走行時間 (hr)
  • L :走行寿命 (km)
  • St:ストローク長さ (mm)
  • n :毎分往復回数 (cpm)

■温度係数(ft)

温度係数(ft)

■硬さ係数(fh)

硬さ係数(fh)

■定格荷重の比率(fp)

呼称No. スプライン軸径 振り分け荷重 直上荷重
10 φ10.4 1 0.71
13 φ13.4 1 0.71
16 φ16.6 1 0.68

■荷重係数(fw)

使用条件 荷重係数(fw)
振動や衝撃のほとんど無い場合
(低速走行1~2 15m/min以下)
1-2
振動や衝撃のややある場合
(中速走行2~3 60m/min以下)
2-3
振動や衝撃の激しい場合
(高速走行3以上 60m/minを超えるもの)
3-

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小型平行チャック

商品名 エアチャック-平行タイプ-
型番 ACHK6-D
特徴 高精度・高剛性・強把持力・省スペースの小型エアチャックです
※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です

選定根拠

小型矩形ワークのチャックに適当

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選定可能サイズ

■小型平行チャック(センサ取付タイプ)

部品名 材質 表面処理
本体 A5056 白アルマイト
ツメ・アタッチメント取付部 S45C 窒化処理

■仕様展開と各部寸法

動作方式 ストローク シリンダ内径 全幅 全高 全厚
単動・複動 4 φ8 26 40.5 10
6 φ12 30 45 16.4

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精度情報

■小型平行チャックの選定手順

ワークの確認
(必要なストローク、重量を確認)

必要な把持力の計算
ワーク重量の10~20倍必要です。
(ツメ部とワークの摩擦係数、形状で異なります。)

機種の選定と適合確認
  • ●把持方法(外径把持・内径把持)
  • ●開閉動作方式(単動・複動)
  • ●ストローク
  • ●把持点と把持力

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速度・荷重(負荷情報)

■小型平行チャック(センサ取付タイプ)の負荷情報

ストローク シリンダ
内径
使用圧力
範囲
実効把持力(N) 静的許容荷重(N)
単動(バネ) 複動 F1 F2
4 φ8 0.3~0.5MPa 4.2(1) 4.9 5 2.5
6 φ12 10.4(1.9) 12.2 10 5

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IDEA NOTE 一つのアクチュエータで揺動とワークの回転を行う

プーリ比2:1に設定しているため、移載角度90度回転すると、チャック側のプーリは180度自転する。この回転をボールスプラインでチャックに伝えるため、ワークが180度反転する。結果、搬送方向に対し、ワークの向きは同じになる

  • SolidWorks,IGES,Parasolid,SATなどの3D CADとDXFの2D CADデータをダウンロードできます。
    CADデータ利用規定
    1.データの利用目的
    株式会社ミスミ(以下「当社」といいます)が本サイトに掲載するCADデータ(3DCADデータ、3DCAD中間データおよび2DCADデータをいいます)は、CADを用いたレイアウト設計において、当社または当社取り扱いメーカーの製品(以下、製品といいます)の干渉・形状等を簡便に確認のためにご利用いただくことを目的として提供しております。
    また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。
    2.データの特性
    CADデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、CADデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。
    3.免責事項
    当社は、CADデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、CADデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにCADデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、CADデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。
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    CADデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にCADデータを利用(複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む)することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用(販売促進等のご使用を含む)はできません。
    上述の利用目的および法令等に違反したCADデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しCADデータおよび当社のサイトの利用を禁止するほか、法的措置を取る場合があります。
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    CADデータに関する留意事項

    1. アセンブリデータは構想設計段階の組立図で、構造を説明するためのものです。従って、詳細な部品形状は、各種設計条件を加味して仕上げられたものではありません。
      データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
    2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
      サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。
    3. ※枠で囲われた部分がサブアセンブリ単位

    4. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
    5. ユニットに使用しているミスミ部品は加工品(1mmとびで選べるようなもの)は編集できるようなヒストリー構成で作成しています。
    6. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。

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  • ワーク自転移載機構の部品リストをCSV形式でダウンロードできます。
  • 商品化を希望する
  • ※ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
       サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

仕様

目的・動作

  • (目的)
    コンベア上を流れるワークを90度回転し次工程に移載する
    この時、チャック機構が180度自転し、搬送方向に対してワークが流れる向きを変えないで移載する
  • (動作)
    チャック下降→ワーク把持→チャック上昇→90度移載回転・180度チャック回転→チャック下降→ワーク開放→チャック上昇

対象ワーク

  • 形状:コネクタ / 外形寸法:W40×D30×H26[mm] / 質量:0.1[kg]

特徴

動作仕様・寸法

  • 移載角:90度
  • 自転角:180度
  • 昇降シリンダストローク:10[mm]
  • クランプストローク:片側 3[mm]
  • 外観寸法:W136(回転前)×D403×H398[mm]

主要部品の選定根拠

  • タイミングプーリの比を2:1とする
  • 揺動する部分の部品を軽量化する等、慣性力を抑えること
  • エアチャック把持力は摩擦係数とワークの重さを考慮し選定すること

設計ポイント

主要部品の計算工程

  • パルスモータに掛かる慣性モーメントが重要なので、モータの選定計算を記す
  • 角度90度の移動時間:t0:0.5[sec]
  • 加速時間: t1:0.1[sec]
  • 揺動する品の慣性モーメント:JL=4.16×10⁻²[ ㎏・㎡]
  • 動作角:θ=90[°]、パルスモータの最小ステップ角:θs=0.072[°]
  • 動作パルス数:A=θ/θs=1250[パルス]
  • 運転パルス速度:f2=A/(t0-t1)=3125[Hz]
  • 運転速度:NM=θs/360×f2×60=37.5[r/min]
  • 選定したモータロータの慣性モーメント:J0 = 1.1×10⁻⁴[kg・m²]
  • モータのギヤ比:i = 1/10
  • 加速トルクの計算:Ta = (J0・i²+JL)/9.55×NM/t1 = 2.065[N・m]
  • 必要トルクの計算:TM = Ta×安全率 = 4.13[N・m] (ここでは安全率を2とした)
  • モータトルク特性表より選定モータはOK
  • イナーシャ比の確認:JL/(J0×i²) = 3.78 ≦ 10 なのでOK

構造の作り込みと設計の勘所

  • 回転中心のタイミングプーリを固定とすること
  • 回転先端のチャックは、上昇と回転を可能とすること
  • 本来の設備であれば安全上及び防塵対策として、カバーが必要となる

技術計算リンク

  • 検索コード:#UL127

部品リスト

ワーク自転移載機構 構成部品
No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式 数量 参考単価
(単位:円)
参考出荷日 最新カタログ
掲載ページ番号
1 深溝玉軸受 深溝玉軸受 B6006ZZ 2 340 1 日目 1_1019
2 深溝玉軸受 深溝玉軸受 B6004ZZ 2 250 1 日目 1_1019
3 タイミングベルトプーリ タイミングベルトプーリ GPA50YU8150-A-N30 1 9,510 3 日目 1_1421
4 タイミングベルトプーリ タイミングベルトプーリ GPA25YU8150-A-N28 1 4,140 3 日目 1_1421
5 タイミングベルト タイミングベルト GBN720EV8YU-150 1 2,200 3 日目 1_1495
6 ボールスプライン ボールスプライン BSHS6-80-M3-N3 1 10,320 6 日目 1_377
7 平行キー 平行キー KED8-20 2 340 1 日目 2_277
8 金属ワッシャ 金属ワッシャ WASS12-3-2 1 340 3 日目 2_139
9 樹脂ワッシャ 樹脂ワッシャ SWSPS12-6-0.5 1 240 3 日目 2_171
10 金属ワッシャ 金属ワッシャ FTCMS-D6-H9-V3.0-T2.0-L6.0 1 1,260 2 日目 2_148
11 小型平行チャック 小型平行チャック ACHK6-D 1 11,000 1 日目 2_1533
12 エアチャック用ツメ エアチャック用ツメ YFTB6-P10-L20 2 3,670 3 日目 2_1534
13 エアチャック用センサ エアチャック用センサ ME34L1 2 2,240 1 日目 2_1518
14 六角支柱 六角支柱 PLSBWRK7-25 4 260 2 日目 1_2181
15 薄型シリンダ 薄型シリンダ MSCCN12-10 1 3,020 1 日目 2_1517
16 片持ちピン 片持ちピン FXCC8-22-F5-G5-MA6 1 1,450 2 日目 1_913
17 アイドラー アイドラー AFBD19-30 1 1,370 3 日目 1_1491
18 調整ねじ用ブロック 調整ねじ用ブロック TSBE5-5 1 1,330 3 日目 1_1765
19 アジャストボルト アジャストボルト AJSTM5-25 1 520 3 日目 1_1777
20 アジャストボルト用ブロック アジャストボルト用ブロック AJSBM5-21 1 970 3 日目 1_1779
21 金属ワッシャ 金属ワッシャ WSSB35-10-3 1 190 1 日目 2_139
22 金属ワッシャ 金属ワッシャ AWSM-A-D38.0-V30.0-T5.5 2 1,700 3 日目 2_147
23 オルダム形カップリング オルダム形カップリング MCOC38-18-18 1 4,000 3 日目 1_1118
24 六角支柱 六角支柱 PLSBF13-155-M5-N5 4 720 2 日目 1_2179
25 C形止め輪(穴用) C形止め輪(穴用) RTWN42 2 220 1 日目 2_294
26 C形止め輪(穴用) C形止め輪(穴用) RTWN55 2 190 1 日目 2_294
27 金属ワッシャ 金属ワッシャ WSSB10-6-1 1 130 1 日目 2_139
  • 上記の部品リストには、ミスミ部品のみをご案内しております。
    部品リストダウンロード(CSV)では、ミスミ部品以外の他社メーカー品、加工品のリストもダウンロード頂けます。
  • 価格、出荷日などは参考値のため実際と異なる場合があります。詳細はWeb Order System等にてご確認ください。
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    CADデータ利用規定
    1.データの利用目的
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    CADデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、CADデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。
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    4.著作権
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      データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
    2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
      サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。
    3. ※枠で囲われた部分がサブアセンブリ単位

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    6. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。

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