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No.000281 リンクによるセンタリング機構

 

リンクによるセンタリング機構

片持ちピン

片持ちピン
商品名片持ちピン インローおねじ取付・めねじタイプ・標準タイプ
型番SFXCB15-18-F29-G6-MA8
※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

リンク回動の支点として、標準部品を選定

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選定可能サイズ

■片持ちピン インローおねじ取付・めねじタイプ

材質表面処理
S45C四三酸化鉄皮膜
無電解ニッケルメッキ
SUS304-

■サイズ展開と各部寸法

ピン径
(mm)
(指定1mm単位)M(並目)
YFGN
62-605-1005-106-12M6
88-16M8
1010-20M10
1210-1505-1512-24M12
13
15
16
175-20
18
204-7520-40M20
M16
22M20
M16
25M20
M16
30M20
M16

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精度情報

■片持ちピンの精度

直角度:0.02

ピン径
(mm)
公差g6
(mm)
6-0.004
-0.012
8-0.005
-0.014
10
12-0.006
-0.017
13
15
16
17
18
20-0.007
-0.020
22
25
30

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リニアガイド

リニアガイド
商品名ミニチュアリニアガイド  ショートブロック/軽予圧
型番SSEBSZ13L-70
特徴業界標準規格。標準ブロックに比べ20%のコンパクト化が可能です
※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

爪の正確な動作を得るためリニアガイドを選定

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選定可能サイズ

■ミニチュアリニアガイド (ショートブロック/軽予圧・微すきま)

材質硬度
ステンレス鋼56HRC以上
炭素鋼(SCM等合金鋼)58HRC以上

■サイズ展開と各部寸法

全高ブロック幅ブロック長さレール長さ
81719.640~130
102022.935~275
13272745~470
163232.770~670

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選定順序

■ミニチュア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(軽予圧・微すきまタイプ)

軽予圧・微すきまタイプ

 軽予圧
上級
微すきま
並級
ラジアルすきま-3~00~+15
寸法精度(μm)上級並級
Hの寸法許容差±20±20
Hのペア相互差1540
W2の寸法許容差±25±25
Hのペア相互差2040

■走り平行度

(μm)

 レール長さ(mm)
~5051~8081~125126~200201~250251~315316~400401~500501~630631~800
上級3377911111213.514
並級13131515171818192121.5

*微すきまタイプはレールとブロックの間にすきま(ガタ)がございます

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速度・荷重(負荷情報)

■ミニチュアリニアガイドの定格荷重(ショートブロック/軽予圧・微すきまタイプ)

全高基本定格荷重静的許容モーメント
C(動)kNC0(静)kNMA
N・m
MB
N・m
Mc
N・m
80.79 1.27 1.9 1.6 4.6
101.16 1.68 3.1 2.6 7.9
131.63 2.38 5.2 4.4 14.8
163.08 4.23 12.3 10.3 32.6

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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

11.00
20.81
30.72
40.66
50.61

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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エアスライドテーブル

エアスライドテーブル
商品名エアスライドテーブル
型番MPPU10-30-SMT
特徴L型テーブルタイプのエアシリンダ内蔵型リニアガイド
※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

片側の直動ガイドを省略するため、ガイド付の駆動源を選定

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選定可能サイズ

■エアスライドテーブル L型タイプ

シリンダ内径
(mm)

(mm)
厚み
(mm)
ストローク長さ
(mm)
φ1027702015
8530
10045
φ1232762220
8630
10145
11660

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精度情報

ボア径φ10φ12
ストローク15/30/4520/30/4560
平行度A面に対するC面0.020.02
B面に対するD面0.020.02
走り平行度A面に対するC面0.0040.0040.006
B面に対するD面0.0040.0040.006
直角度A面に対するE面0.150.15
B面に対するE面0.150.15
Jの寸法許容差±0.025±0.025
Fの寸法許容差±0.2±0.2
Gの寸法許容差±0.2±0.2
Hの寸法許容差±0.05±0.05

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速度・荷重(負荷情報)

■エアスライドテーブル速度・荷重(負荷情報)

■使用圧力範囲

最低使用圧力(MPa): 0.15
最高使用圧力(MPa): 0.70
耐圧力(Mpa): 1.05

■理論推力

単位:N

チューブ
内径
作動
方向
ロッド径
(mm)
使用圧力(MPa)
0.40.5
φ10押し側φ43139
引き側2633
φ12押し側φ54557
引き側3747

■基本静定格荷重、静的許容モーメント

チューブ
内径
ストローク
(mm)
基本静定格
荷重Co(kN)
積載物許容モーメント N・m
ピッチングヨーイングローリング
φ1015/30/453.420.5 24.5 22.5
φ1220/30/45/604.932.3 38.2 41.1

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       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。

事例動画(クリック再生、ダブルクリックで拡大)

動作

  • ①コンベヤで搬送されてきたワークがセンサで停止する
    ②シリンダが引き込みを行い、支点を中心とした両サイドの爪が同期され、ワークの センタリングを行う
    ③ワークが搬送される

環境・操作性

  • エアシリンダによる、自動操作

対象ワーク

  • 樹脂ボックス
  • 外形寸法:W120×D106×H50[mm]
  • ワーク質量:1[kg]

動作仕様・寸法

  • シリンダストローク:30[mm]
  • コンベヤ速度:70[mm/s]
  • 外観寸法:W330×D176×H109[mm]

必要精度・荷重

  • 想定押し出し力:15[N]

主要部品の選定根拠

  • ガイド付シリンダ
    • ワークをセンタリングすることができるものを選定
  • リニアガイド
    • モーメント荷重は大きくないため、爪部品サイズに最適なものを選定

主要部品の計算工程

  • ワークセンタリングに必要な力を得れるかシリンダ推力を検証する
    • 条件値:ワークの荷重:F1=9.8[N]
      シリンダが押し引きしている部品の荷重:F2=6[N]
      ワークとコンベヤの摩擦係数:μ1=0.8
      リニアガイドの摩擦係数:μ2=0.1
    • ワークをセンタリングする力をP[N]とすると
      P[N]=((F1×μ1)+F2)×μ2
      =((9.8[N]×0.8)+6[N])×0.1=1.38[N]
    • シリンダ推力とPを比較する
      シリンダ推力=負荷率×使用圧力×チューブ内径断面積
      =0.5×0.4[MPa]×π/4×100[mm²]
      =15.7[N]>1.38[N]=P⇒問題なし

構造の作り込みと設計の勘所

  • ロッドエンドベアリングによりワークのセンタリング位置を調整することが可能、またさらにねじ部の調整には余裕があるので、サイズの異なるワ ークにも対応が可能
  • リニアガイドとエアシリンダが一体化しているためコンパクト
  • 検索コード:#UL281

部品リスト

リンクによるセンタリング機構 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 ロッドエンドベアリング連結棒 ロッドエンドベアリング連結棒 SLBRKN5-60 2 560 3 日目 2_1625
2 ロッドエンドベアリング ロッドエンドベアリング PHSS5 2 2,470 2 日目 2_1627
3 ロッドエンドベアリング ロッドエンドベアリング PHSSL5 2 2,470 2 日目 2_1627
4 片持ちピン 片持ちピン SFXCB15-18-F29-G6-MA8 1 3,020 2 日目 1_917
5 支点用段付ねじ 支点用段付ねじ FCBDW5-8.0-A8-E2.0-F4 4 670 2 日目 1_949
6 ワンタッチ継手 ワンタッチ継手 MNCNP4-M5 2 160 1 日目 2_1453
7 リニアガイド リニアガイド SSEBSZ13L-70 1 4,620 5 日目 1_565
8 エアスライドテーブル エアスライドテーブル MPPU10-30-SMT 1 31,200 11 日目 1_648
9 ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト SCBS3-10 8 25 1 日目 2_210
10 ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト SCBS3-15 2 28 1 日目 2_210
11 ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト ばね座金・平座金組込六角穴付ボルト SCBS8-20 1 71 1 日目 2_210
12 ノックピン ノックピン MS3-6 2 269 1 日目 989
13 ノックピン ノックピン MS3-10 2 269 1 日目 989
14 深溝玉軸受 深溝玉軸受 B6202ZZ 2 190 1 日目 1_1027
  • 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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