RB先端のマテハン部のチャック構造について

質問

表記の件につきましてご教授頂きたく質問を投稿します

ロボットの先端に(ロータリシリンダを介し)チャック
シリンダを載せ、治具をチャックし搬送する設備を
製作したのですが、

チャック位置に対し搬送する治具の重量(含 重心位置ズレ)が
大きくチャックが開き気味になります
チャックシリンダのサイズを上げたいのですがＲＢの可搬重量の
制限から厳しそうです
（別の理由でロボット先端への負荷荷重がさらに上がりそう)

チャック位置を重心に近づけたりしたいのですが、すでに
設備は出来上がっていてチャック位置を変更するスペースが
ありません

外で構想・設計・製作してもらっているのですが、そこの
会社がBLオートテックのクイックチェンジなら円満解決と
（https://www.bl-autotec.co.jp/FA/02qc/02top.html）
言うのですが見積もりが、クイックチェンジ35万円*2(設備
仕様上2ヶ使い)設計/加工品/購入品/組付け調整
一式130万円と言われ高額過ぎて別案(既製品)がないかと
思っています（涙

チャックする治具にはエアー等を送ったりする必要がなく
搬送するだけですのでクイックチェンジは勿体無いと思って
おります

-基本仕様-

【ロボット周り】

　安川6軸RB,20kgタイプ
　　↓
　SMCロータリシリンダ 2ヶ…A
　　↓
　SMAチャックシリンダ 2ヶ…B
　（このチャックシリンダで事項の治具を搬送）

【搬送している(チャックする)治具】

　150*200*ｔ8アルミ+小物多数…C
　+ワーク重量…D

A+B+C+Dで結構な重量になってしまっています

どなたかアドバイスを頂けると幸いです

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

再出です。

【Q1】“H7＆g6構成の２本シャフト又は位置決めピンのような物で固定”は重心に入る
　　　荷重をシャフト又は位置決めピンの径方向で受ける配置ですか？
【A1】YESです。
　　　φ30mm～50mmで、軸受はボールブッシュを使用するならｍシャフトは焼き入れを使用

【Q2】「H7孔*g6シャフト又は位置決めピン」だとロボットで挿入するには厳しい気が
　　　しますが、普通ロボットで挿入しますか？
　　　ニガシの関係とかで次項目のチャックシリンダで抑え込むとかですか？
【A2】ピンの先端を15°～30°のテーパーにして、RBの撓み（弾性）があっても、倣って軸受孔に入っていくようにする。
　　　そうして、倣って入ってしまえば、初期のティーチングでストレスフリー調整して
　　　いるので、ストレスフリーポイントへの再現性テストとなり、問題はありません。
　　　それに、RBは超高剛性でないので、RBの撓み（弾性）が良いh方向に働く。

【Q3】“チャックシリンダの開閉支点とシリンダピストンを平行にした
位置を
　　　クランプ点とします”
　　　ココが大切なとこだと思われますが解りません（涙 スミマセンもう少し素人で
　　　もわかる言葉で書いてもらったりできませんか？
【A3】マンガ画で、
　　　　　　　　　　　┏━━━━━┓
　　　　　　　　　　　┃　　　　　┃
　　シリンダ動作で↑　●　　　　　╋ ←クランプアーム回転支点
　　この矢印方向に↓　　　　┏━┓┃┏━┓
　　動作する　　　　　　　　┃　┃◎┃　┗━━━
　　　　　　　　　　　　　　┃　┗━┛
　　　　　　　　　　　　　　┃　　　　←→　シリンダ動作方向　　　　
　　　　　　　　　　　　　　┃　┏━┓
　　　　　　　　　　　　　　┃　┃◎┃　┏━━━
　　　　　　　　　　　　　　┗━┛┃┗━┛
　　抜け方向に力が←　●　　　　　╋ ←クランプアーム回転支点
　　働いても、クラ　　┃　　　　　┃
　　ンプアーム回転　　┗━━━━━┛
　　支点と抜け方向が一直線だと、腕長さが零なのでトルクが働かず、
　　アームを回転させる力が作用しない。
　　だから、シリンダへも負荷が掛からない。
　　クランプアームに引張応力しか掛からなくなる。（掛からないようにする。）
　　（本来は、コの字形状なので、引張応力だけではないが、略そうなります）

お礼

御世話になっております
理解しました

教えて頂いた入力方向と回転支点の配置方法は
今回の案件だけでなく今後にも活かせそうで
大変勉強になりました

・教えていただいた案
・ワンヒンジのモーメント比で荷重を出す案
・トグル（リンク）機構で荷重を出す案

それぞれ描いてみて決めてみます

有難う御座いました

回答No.3

noname#230359

リンク機構を応用した倍力機構には「トグル機構」を利用したトグルクランプ
など沢山の応用例があります。今回のチャックシリンダが平行爪によるならば
一考の余地が在るかもしれません。何かの閃きに繋がればよいですね

参考URL：

http://koza.misumi.jp/lca/2002/12/92_1.html http://www.ekouhou.net/%E5%90%8A%E3%82%8A%E3%82%AF%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%9

お礼

早速の回答有難うございます

ワンヒンジのモーメント比のみで必要荷重が
出るように描いてみたらもの凄くデカく重く
なりました（涙

トグル機構はリンクが増えるがクランプあたり
のみ荷重があげれそうですね

「トグル機構」と他の方の回答にある「シャフトで
荷重を受ける機構」を描いてみて総合的に見て
良さそうなものを使う予定です

有難うございました

回答No.2

noname#230359

チャックシリンダのシリンダ部ピストンに、搬送冶具の重量やRB搬送Ｇか掛からない構造にする。

丸のインロウ又はH7＆G6構成の２本シャフト又は位置決めピンのような物で固定する。
後は、抜け止めだけで、これをSMCさんのチャックシリンダ又はニューエラーさんの
チャックシリンダを使用します。
チャックシリンダの開閉支点とシリンダピストンを平行にした位置をクランプ点とします。
そうしますと、チャックにモーメントが掛からない、クランプ点とチャック開閉支点の間
には、純粋な引張応力しか掛からない構造でクランプをさせます。

そしたら、シリンダーのボア径を大きくしなくても、クランプは可能になります。
如何でしょう。

お礼

早速の回答ありがとうございます
追加で質問させて頂きます

【Q1】
“H7＆G6構成の２本シャフト又は位置決めピンのような物で固定”
は重心に入る荷重をシャフト又は位置決めピンの径方向で受ける
配置ですか？

【Q2】
「H7孔*g6シャフト又は位置決めピン」だとロボットで挿入する
には厳しい気がしますが。。普通ロボットで挿入しますか？
ニガシの関係とかで次項目のチャックシリンダで抑え込むとか
ですか？

【Q3】
“チャックシリンダの開閉支点とシリンダピストンを平行にした
位置をクランプ点とします”
ココが大切なとこだと思われますが解りません（涙 スミマセン
もう少し素人でもわかる言葉で書いてもらったりできませんか？

回答No.1

noname#230359

まあ、絵が載せれんのだろうが
シリンダー使ってるなら
一回り大きいものにする

重量的にはそんなに変わらない　どこか削る