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エアー吸着で品物を固定するための穴の開け方と吸着力の計算ソフトについて
- エアー吸着を使用して品物を固定する際の、穴の開け方や吸着力の計算ソフトの有無について教えてください。
- エアー吸着による品物の固定について、どのような穴を開けると効果的であり、何mm程度の穴径が適切なのか教えてください。
- エアー吸着の吸着力を計算するためのソフトウェアが存在するのか、もしあるならばその使い方について詳しく教えてください。
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接触加工の場合を考えます。ワークが直方体であると仮定し、 F：加工力 m：ワーク質量 g：重力加速度 Sw：品物加工面の面積(=ワーク底面の面積) Sa：吸着穴総面積 P0：大気圧 P：ワーク底面での平均圧力(但し、P < P0) μ：吸着面とワーク底面での摩擦係数 として、Fが加工面に対して平行に働く(例えばフライス加工)場合、 F < μ・{(P0×Sw - P×Sa)＋mg} ・・・(1) が成立すれば、ワークは動かないと考えます。従って、加工力Fと摩擦係数μが予めわかっていれば、(1)式によって必要なP×Saがわかります。つまり、穴径や穴の数をある程度決めているのなら、総面積Saがわかりますので、(1)から求めたP×Saの値から必要なPがざっくりと計算できます。逆にPが決められている場合も同様です。 レーザ加工のような非接触加工の場合も、(1)のFを外乱だと考えれば同じことです。 また、吸着させる際の穴径・開けるパターンということですが、これはなかなか難しいと思います。恐らく、ワーク中心部が最も低くなり、ワーク中心部から外れるほど大気圧に近づく圧力(静圧)分布になると推測しますが、中心部のみに穴を開けて実際に吸着したとしても、加工力によるモーメントでワークが回転したりする可能性もありますし、やはりケースバイケースなのではないでしょうか。どちらかと言えば、吸着面にまんべんなく穴を開ける方が良いように思えます。エアーを引く方法をうまく検討すれば、圧力分布も改善できると考えます。 理想的に吸着させたいなら、流体解析ソフトで圧力分布を計算し、穴径やパターン等を御自身で最適化する必要があると思います。(流体解析ソフトはいろいろあります。)
切削加工等の接触加工か、レーザー等の非接触加工なのか不明確ですが、メーカの方に具体的な使用条件を明確に伝えて相談するのが一番かと思います。 妙徳、ＳＭＣ、コガネイ、ピスコさんあたりが良いのではないでしょうか？ 営業、サポートの方なら答えてくれるはずです。
