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 1.自動機の基本

3) 基本ユニット(構成要素)

 このように様々な用途に使用される自動機ですが、その構成要素となる基本ユニットは主に下記の要素になります。

@搬送

@−1.搬送

ワークを移動させるという、最も基本的な動作になります。ワーク搬送におけるポイントは加速度であり、搬送システムそのものの停止位置誤差と、加速度によるワークの位置ずれに注意が必要になります。高速搬送には、細かな加減速設定が可能な電動ロッドレスシリンダが便利です。

@−2.間欠搬送

ワークをステップ送りする搬送のことを、間欠搬送といいます。従来はカム機構、ゼネバ機構、クランクシャフトとワンウェイクラッチ等、メカ的な機構が多用されてきました。
現在では多点ピッチ設定が容易な、電動シリンダを活用するケースが増えています。

@−3.ワークハンドリング

ワークをチャッキングし、所定の位置に移動させる動作のことをワークハンドリングといいます。ワークのチャック機構と、ワークを移動させるアクチュエータはシーケンシャルに連動する必要があり、プログラミングが容易な電動シリンダが多用されます。

@−4.工程分割・同期移送

工程を分割し、工程間でワークの移動をすることを「移送」といいます。さらに各工程のタクトタイムを同一にとり、全ワークを同期して移送させることを、「同期移送」といいます。
タクトタイムが最短となる、ベストな工程分割が重要なポイントになります。


A位置決め・供給・排出

A−1.供給・分離

雑然と供給されるワークを1個ずつ分離するプロセスであり、エスケープメントとも言われます。エスケープするパーツも、その前後のパーツも統一された姿勢を崩さず、与えられたタイミングで分離されることが求められます。最近ではプログラム設定が容易な電動シリンダが多用されています。

A−2.位置決め

取り出したワーク姿勢にバラツキがある場合、ワークのリポジショニングのための位置決めが必要になります。
自動機のワークハンドリングにおいては、ワークの姿勢の自由度を制限することが非常に重要なポイントになります。治具やセンサ、アクチュエータを組合せることにより行います。

A−3.整列

マガジンや整列トレイを活用することにより、ワークを一律に位置決めし、その姿勢を崩さずに簡単に分離(エスケープメント)を行うことができます。
ワークをマガジンや整列トレイに詰め込むプロセスも、自動化を行うことが理想であるといえます。

A−4.排出

所定の加工が終わったワークは、完成品として排出します。
または検査工程で該当のワークを排出するケースもあります。いずれも、アクチュエータと傾斜をつけたシュータ等を活用して排出を行います。供給と排出を同一のアクチュエータにより行うこともあります。


B組み立て

B−1.圧入

ワークの嵌合部分に面取りなどの案内をつけておき、圧入時における位置決めを容易にします。ワークに面取りがつけられない場合は、ガイド機構を考慮する必要があります。
圧入においては、押し付け力を容易に制御できる電動シリンダが最近では多く使用されています。

B−2.接着

ワークに接着剤を塗布し、その後ワークを加圧するなどして接着を行います。この場合、ワークを押し付けた状態で保持し続ける動作が必要となります。
電動シリンダの場合は押し付け力や押し付け時間を細かく、高い再現性で設定をすることが可能です。

B−3.塗布

組立て時において、シーリング剤等を塗布するケースがあります。電動アクチュエータを活用すればシーリング剤塗布のパターンをプログラム化することができます。ワーク品種が変わるなど、多品種少量生産への対応が容易になります。

B−4.ネジ締め

ネジ供給、整列、分離、ネジ締めというネジ供給プロセスに加え、ワーク位置決め機構が同時に求められます。
またワッシャーやカラーも同時に組み付ける場合は、さらに機構が複雑になります。シーケンシャルな制御が容易な電動アクチュエータが多用されています。


C段取り替え

C段取り替え

流れてくるワークが変更された場合、自動機も合わせて治具やガイドを切り替える必要があります。予め流れてくるワークに合わせた着脱式の対応機構をつけるのが一般的ですが、電動アクチュエータを活用することで、プログラム的にワークに合わせた対応機構とすることが可能になります。


D検査・測定

D−1.品種判別

ワーク品種判別は、フレキシブルな自動機設計のために重要な要素となります。品種判別のためには、センサあるいは画像処理装置を搬送装置と組合せることにより行います。電動シリンダを活用すれば、画像処理装置との同期搬送などの設定を容易に行うことが可能になります。

D−2.寸法測定

「不良品は次工程に流さない」という原則に加え、トレーサビリティへのニーズからも全数検査のケースが増えてきました。
電動アクチュエータを活用することで測定作業と仕分け作業を同時に行えるなど、より効率的な自動機設計を行うことが可能になります。
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