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    No.000129 制限されたスペースでのワーク搬送

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    リニアガイドのレール側を可動させることで押出し機構をコンパクト化

    制限されたスペースでのワーク搬送

    重荷重用リニアガイド

    重荷重用リニアガイド
    商品名 重荷重用リニアガイド　樹脂リテーナ付／互換軽予圧
    型番 SXWZ28-400
    特徴 樹脂リテーナはボール同士の相互接触がないため高速運転時の低騒音化が可能です
    ※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 | 選定可能サイズ | 選定順序 | 精度情報 | 速度・荷重(負荷情報) | 技術計算

    選定根拠

    ブロック固定、レール稼動使用のためレール強度を重視

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    選定可能サイズ

    ■重荷重用リニアガイド樹脂リテーナ付/互換軽予圧

    タイプ ブロック数 材質 硬度
    標準ブロック 1・2 炭素鋼 58HRC〜
    ワイドブロックキリ穴
    ワイドブロックタップ穴

    ■サイズ展開と各部寸法

    ブロック
    タイプ     		全高 レール長さ（指定1mm単位） ブロック寸法 レール幅
    1ブロック 2ブロック 幅 長さ
    1ブロック 2ブロック
    標準
    ブロック     		24 100〜1480 160～1480 34 56.8 56.8×2個 15
    28 160〜1960 220〜1960 42 65.2 65.2×2個 20
    33 160〜1960 220〜1960 48 81.6 81.6×2個 23
    42 200〜1960 280〜1960 60 96.4 96.4×2個 28
    ワイド
    ブロック     		24 100〜1480 160〜1480 52 56.8 56.8×2個 15
    28 160〜1960 220〜1960 59 65.2 65.2×2個 20
    33 160〜1960 220〜1960 73 81.6 81.6×2個 23
    42 200〜1960 280〜1960 90 96.4 96.4×2個 28

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    選定順序

    ■リニアガイドの選定手順

    使用条件を決定
    （移動体質量、送り速度、運転パターン、寿命時間）

    ↓

    リニアガイドの仕様を仮選定
    （使用条件に応じて、ブロックタイプ、　全高、レール長さを仮選定します。）

    ↓

    基本的な安全性の確認
    • ●許容荷重
    • ●寿命
    • ●予圧荷重

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    精度情報

    ■予圧と精度基準(重荷重用リニアガイド樹脂リテーナ付/互換軽予圧)

    (μm）

    ラジアルすきま -4～0（H24・28）
    -5～0（H33・42）
    Hの寸法許容差 ±20
    Hのペア相互差 15
    W2の寸法許容差 ±30
    W2のペア相互差 25

    (μm）

    レール長さ(mm)
    -80 81-125 126-200 201-250 251-315 316-400 401-500 501-630 631-800 801-1000 1001-1250 1251-1600 1601-2000
    走り平行度 6 6.5 7 8 9 11 12 14 16 18 20 23 26

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    速度・荷重(負荷情報)

    ■リニアガイドの定格荷重(重荷重用リニアガイド樹脂リテーナ付/互換軽予圧)

    全高 基本定格荷重 静的許容モーメント
    C（動）ｋN C0（静）ｋN MA
    N・m     		MB
    N・m     		Mc
    N・m
    24 7.9 15.6 74 62 78
    28 11.1 21.8 124 104 149
    33 17.9 33.5 242 203 266
    42 27.3 50.5 415 305 480

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    技術計算

    ■リニアガイドの寿命計算

    ●寿命
    リニアガイドが荷重を受けて直線往復運動をする場合には、たえず繰返し応力が転動体（鋼球）や転送面（レール）に作用しますので、材料の疲れによるフレーキングと呼ばれる、うろこ状の損傷が現れます。この最初のフレーキングが発生するまでの総走行距離を、リニアガイドの寿命といいます。
    ●定格寿命
    定格寿命とは、一群の同じリニアガイドを、同じ条件で個々に走行させたとき、そのうちの90％がフレーキングを起こすことなく到達できる総走行距離をいいます。定格寿命は基本動定格荷重とリニアガイドに加わる荷重から次のように求めることができます。
    実際にリニアガイドを使用する場合には、まず荷重計算を行わなければなりません。直線往復運動における荷重は、運動中の振動や衝撃、更にはリニアガイドに対する分布状況も十分に考慮する必要があり計算で求めることは容易ではありません。また使用温度なども、寿命に大きく影響を与えます。これらの条件を加味すると前記の計算式は次のようになります。
    • L ： 定格寿命（km）
    • fH ： 硬度係数（図－1参照）
    • fT ： 温度係数（図－2参照）
    • fC ： 接触係数（表－1参照）
    • fW ： 荷重係数（表－2参照）
    • C ： 基本動定格荷重（N）
    • P ： 作用荷重（N）
    ●硬度係数（fH）

    リニアガイドの使用に際しては、ボールが接触する軸についても十分な硬度が必要です。適切な硬度が得られない場合は、許容荷重が減少することになり、結果として寿命が短くなります。
    定格寿命を硬度係数で補正してください。

    ●温度係数（fT）

    リニアガイドの温度が100℃を超えると、リニアガイド及び軸の硬度が下がり、常温で使用する場合より許容荷重が減少し、寿命も短くなります。定格寿命を温度係数で補正してください。
    ＊リニアガイドは、各商品ページの耐熱温度の範囲内でご使用ください。

    ●接触係数（fC）

    表－1. 接触係数

    1本の軸に組付けられるベアリング数接触係数fc

    1 1.00
    2 0.81
    3 0.72
    4 0.66
    5 0.61

    実際のリニアガイドの使用に当っては、一本の軸に対し2ヶ以上のリニアガイドを使用する場合が一般的です。この場合、それぞれのリニアガイドにかかる荷重は加工精度によって変化し、等分布荷重にはなりません。その結果、一軸当りのリニアガイド数によってそのリニアガイド1ヶあたりの許容荷重が変化します。定格寿命を表－1の接触係数で補正してください。

    ●荷重係数（fW）

    表－2. 荷重係数

    使 用 条 件 fw
    外部からの衝撃振動もなく
    速度も遅い場合 15m/min以下    		 1.0-1.5
    特に著しい衝撃振動もなく
    速度も中速の場合 60m/min以下    		 1.5-20
    外部から衝撃振動があり
    速度は高速の場合 60m/minを超えるもの    		 2.0-3.5

    リニアガイドに作用する荷重を計算する場合、物体の重量のほかに運動速度に原因する慣性力、あるいはモーメント荷重、さらには各々の時間的変化なども正確に求めることが必要です。しかし、往復運動においては常に起動、停止の繰返しが伴う以外にも、振動・衝撃の要素が考えられ、正確な計算は困難です。したがって、表－2の荷重係数を用い、寿命計算を簡素化します。

    ●作用荷重Pの算出方法
    ブロック単体にモーメント荷重が掛かる場合は次の計算式によってモーメント荷重を作用荷重に換算してください。
    • P：作用荷重（N）
    • F：下向荷重（N）
    • Co：静定格荷重（N）
    • MA：静的許容モーメントーピッチング方向（N.m）
    • MC：静的許容モーメントーローリング方向（N.m）
    • Lp：ピッチング方向の荷重点距離（m）
    • Lr：ローリング方向の荷重点距離（m）

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    フロ－テイングジョイント

    フロ－テイングジョイント
    商品名 フロ－テイングジョイント　ブラケット取付タイプ
    型番 FLCL10-1.25
    特徴 縦方向に取り付け可能なフローティングジョイントです
    ※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 | 選定可能サイズ

    選定根拠

    稼動部取付方法を考慮し、ブラケット取付タイプを選択

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    選定可能サイズ

    ■フローティングジョイント一体型ブラケット取付タイプ

    部品名 材質 表面処理
    本体 鋼球保持板 ニトリルゴム -
    ロッド先端ソケット SS400 三価クロメート
    キャップ SUJ2
    鋼球押さえ
    ボールホルダ
    ケース FC200相当
    ねじ部 SS400
    取り付け部 (M8〜M12) SPCC
    (M14〜M26) FC200 エナメル塗装
    (青色)

    ■サイズ展開と各部寸法

    ねじ径-ピッチ 全長 本体外径 全幅 芯
    高さ     		許容
    偏芯量
    M8−1.0 49.5 φ30 31 16 0.5
    M10−1.25 61.5 φ36 43 19 0.75
    M12−1.5
    M14−1.5 110 φ51 51 26 1
    M16−1.5
    M18−1.5 120
    M22−1.5 145 φ62 62 32 1.5
    M26−1.5 173 φ69 69 37

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    IDEA NOTE リニアガイドのブロックを固定し、レールを動かすという通常とは逆の使用方法をとっている

    ブロックを動かす場合、動作範囲にレールを設置する必要があり、搬送用テーブル上のワークとの兼合いでレールを設置出来ない。
    （装置高さ制限：380mmと決められており、高さで回避出来ない）
    その為、通常とは逆の使用方法を取ることで、ユニット待機時は干渉を回避している

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      CADデータ利用規定
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      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。
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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

      3. 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。
      4. 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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    • 制限されたスペースでのワーク搬送の部品リストをCSV形式でダウンロードできます。
    • ※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

    • リニアガイドのブロックを固定し、レールを可動させ
      干渉を避けた上で、ワークを搬送BOX内へと押し込む構造

    環境・操作性

    • ワーク自動搬送機構
    • 駆動源にエアが使えない環境で有効

    対象ワーク

    • 樹脂マガジン（樹脂パレット）
    • 外形寸法：W67×D80×H70[mm]
    • ワーク質量：170[g]×3ヶ=510[g]

    特徴

    動作仕様・寸法

    • 外観寸法：W663×D164×H373[mm]
    • 単軸ロボットストローク：300[mm] （動作可能ストローク：229[mm])

    必要精度・荷重

    • ワーク搬送繰り返し位置決め精度：±0.1[mm]
    • ワーク搬送必要可搬質量：2.4[kg]
    • ワーク搬送速度：350[mm/s]

    主要部品の選定根拠

    • 単軸ロボット
      • 最大可搬質量が可動部品質量+ワーク重量以上を満足するものを選定
      • 搬送速度の使用を満たし、安価なものを選定
      • 搬送ストロークを満たすものを選定
    • リニアガイド
      • 許容モーメントを満たすものを選定

    設計ポイント

    主要部品の計算工程

    • 負荷モーメントに耐え得るリニアガイドか、搬送仕様（可搬質量、速度、ストローク）に適したロボットか検証する
    • リニアガイド許容モーメント
      • リニアガイド許容モーメント：MB = 104[N・m] (ヨーイング)
      • 単軸ロボット最大押付力：f=150[N]
        回転中心から作用点間距離：l =0.136[m]
        安全率：e=5倍
        負荷モーメント：M=150[N]×0.136[m]=20.4[N・m]
        必要許容モーメント：MB＞M・e=20.4[N]×5[m] =102[N・m]
        よって許容モーメント：104[N・m]のものを選定
    • 搬送質量：2.25[kg]
      • リニアガイドレール：0.92[kg]、スライドプレート：0.58[kg]、パン：0.32[kg]、
        爪受け：0.37[kg]、爪：0.06[kg]
    • ワーク質量：0.17[kg]×3ヶ=0.51[kg]
      • 摩擦係数：0.3（仮定値）
      • 動作必要力=ワーク質量×摩擦係数=0.51[kg]×0.3=0.153[kg]
    • 必要可搬質量
      • 2.25[kg] + 0.153[kg] = 2.403[kg] ＜ 25[kg] （単軸ロボット最大可搬質量）
    • 必要速度
      • 1サイクル： 3[ｓ]
        必要速度=（搬送距離×2）÷3=458[mm]÷3[ｓ]=153[mm/s]
        上記は、加速減速時間を考慮していない為
        加速度：0.1G＝980[mm/s²]（仮定値）
        設定速度：350[mm/s]＜500[mm/s] (単軸ロボット最大速度)
        加速時間=速度÷加速度=350[mm/s]÷980[mm/s²]=0.33[s]
        加速減速時の移動距離=加速度×加速時間÷2= 980[mm/s²]×0.33[s]÷2= 53.4[mm]
        設定速度での移動距離=1サイクル距離-1サイクル加速減速時の移動距離=229[mm]×2-53.4[mm]×4=244.4[mm]
        設定速度での移動時間=設定速度での移動距離÷設定速度=244.4[mm]÷350[mm/s]=0.77[s]
      • 1サイクル=0.77[s]+0.33[s]×4=2.09[s]
      • 余裕時間：3[ｓ]-2.09[s]=0.91[s]

    構造の作り込みと設計の勘所

    • ワーク搬送用テーブルの真上をリニアガイドが通る為、グリス落下防止の用にパン（グリス受け）を設けている
    • 検索コード：#UL129

    部品リスト

    制限されたスペースでのワーク搬送 構成部品
    No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式
    (商品詳細は下記型式をクリック)     		数量
    1 単軸ロボット 単軸ロボット RSD212-C1-D-3-300-HP 1
    2 重荷重用リニアガイド SXWZ28-400 1
    3 フロ－テイングジョイント フロ－テイングジョイント FLCL10-1.25 1
    4 ノックピン ノックピン MSH4-10 4
    5 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST5-10 4
    6 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST5-16 4
    7 ばね・平座金組込六角穴付ボルト ばね・平座金組込六角穴付ボルト CBST6-20 10
    • 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。
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