自動機を作ってみる(バーチャル)

工程内で使用しているキャリアから、梱包用のパレットへ製品を移載する装置です

外観図
移載機 外観図

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■仕様
・キャリア、梱包用のパレットのサイズはA4サイズ
・キャリア、梱包用のパレットの入り数は8×10の80個
・製品は1Cm程度の軽量

■動作
1)作業者がキャリア、梱包用のパレットをセットし、スタートボタンをON
2)XY軸でキャリアの決められた位置に移動
3)シリンダが下降し、真空で吸着
 吸着できているかチェックし、できていなければ2回繰り返し、それでもダメならパトライトを点灯し、ブザーを鳴らし停止
4)XY軸で梱包用のパレットの決められた位置に移動
5)シリンダが下降し、パレットにセット
6)以上を繰り返し、終了するとパトライトを点灯しブザーを鳴らし停止

■電源・空圧
・AC100V
・ドライエアー
・真空源

■総部品代 (部品表参照)
762,710円 (消費税は含んでいません)
真空ポンプが不必要な場合は-100,000円

■タクトタイム
製品吸着位置 → 下降 → 吸着 → 上昇 → リセット位置へ移動
→ 下降 → リセット → 上昇 → 次の製品吸着位置
 
2.5Sec/1個

吸着部
吸着部はスライドガイドにバキューム用のシャフトを取り付けた構造になります。
製品接触時の衝撃はこの構造と引っ張りスプリングと圧縮スプリングにより緩和されます。
又、キャリアの水平度の精度もそれほど高くなくてもいいようになります。

製品の吸着・リセット時の荷重は圧縮スプリングで行ってください。

ピックアップ部


操作パネル
[START]ボタン 運転を開始します。
[FOWARD]、[BACK]ボタンで位置を移動した場合、そこから開始します。
エラー停止後の場合、[RESET]できていれば、そこから開始します。
[STOP]ボタン 吸着部が上の上体で運転を停止します。
[RESET]ボタン エラーの場合、エラーを解除します。
エラーの状態でない場合は、テーブルを原点に戻します。
[FOWARD]ボタン キャリアテーブルを1ステップ前に移動します。
[BACK]ボタン キャリアテーブルを1ステップ後ろに移動します。
[Emergency]ボタン 非常停止します。
解除するには[RESET]ボタンを押します。
操作ボタン

部品・組み立て
架台・フレーム・ベース
架台は主に、鉄アングルや鉄角パイプを溶接し作製するものと、アルミの専用材を自分で組み立てて作製するものがあります。
少ない台数では、金額は同じ程度。
アルミフレームは一見簡単そうだが、結構大変。
しかし、設計ミスの挽回はし易いので量産でない場合は便利でもあります。

■鉄アングルや鉄角パイプを溶接し作製
 ・台数がある場合は工数がかからずこちらの方がいい
 ・剛性がある
 ・重い。多分振動にも強いと思う。運ぶには大変
 ・焼付け塗装等の防錆処理等が必要
 ・仕様変更の場合は、溶接やネジ止めで追加することになる。

■アルミフレーム
 ・異なる太さのアルミ角パイプを、専用の接続部品でネジ止めし作成する
 ・必要な部品一式を洗い出すのが大変(専用ソフトやキットがあるメーカーもあります)
 ・変更等も結構簡単そうだが、一度組むと変更はかなり大変
 ・天板や側板は、角パイプの溝に専用の部品を入れ、それにネジ止めすることになる。
部品の数をミスすると、後で大変なことになります。
 ・カバーはない場合が多く、別の加工屋さん等に発注する必要があります。

■ベース板
 ・今回はアルミ(A5052、t=15)でいいかと思います。


XY軸・コントローラー
シーケンサ(プログラマブルコントローラ)
まず、I/Oも含めて制御を何でするかを決める必要があります。
[必要な入出力]
出力
 ・X・Y軸とのハンドシェィク
 ・上下シリンダ用ソレノイド
 ・吸着用ソレノイド
 ・パトライト、ブザー
入力
 ・X・Y軸とのハンドシェィク
・シリンダの上下スイッチ
・真空スイッチ
・操作スイッチ

■XY軸の専用コントローラー
・I/O点数に制限があります。
・プログラムは特殊な言語になる場合が多いい。慣れれば比較的簡単。
・ティーチングペンダントもある場合があり、ユーザーで位置調整なども可能
・XY軸とセットなので多少安価

■プログラムコントローラー
・増設が自由にでき、どのような設備にも対応できる。
・高価

■マイコン
・モーターコントロールICで専用ボード作成、市販モーターコントロールボード使用
・大変安価、2軸とI/Oで5万円程度でできるかも
・ソフト作成とその後の変更が大変

■パソコン
・市販モーターコントロールボード、I/Oボード使用
・そんなに高性能パソコンが必要ないので、自社で使用するなら中古パソコンで安価になる
・FA用パソコンを使用すると高価
・ユーザーインターフェースで複雑な操作も可能
・ソフトが大変
 

空圧機器(真空、パッド,ソレノイド、シリンダ)・電動シリンダ
・シリンダはスピコンで動作速度を調整できるようにします。
・チューブも硬すぎると、動作に影響がでますし、柔らかすぎると真空時、密着してしまいます。
・今回の場合、電動シリンダまでは必要ないと思います。
・パッドはワークによって、いろいろ試してみる必要があります。
 パッド穴が非常に細い場合、真空スイッチでは応答できない場合もあります。
 その場合、光学センサでワークを検出したり、赤外LED等で穴の上から検出する必要があります。



電源
・XY軸・コントローラーが各軸1台(メーカー指定の容量の電源)
 電磁弁、シリンダスイッチ、操作スイッチ、パトライトの電源が1台必要(2A程度)
・通常のスイッチング電源でOK


ノイズフィルター
今回の場合特に必要はないと思いますが、環境によっては付けます。


パトライト・信号灯
停止時、異常時、動作中の表示をさせます。
ブザー付きがあれば便利です。


電源スイッチ・操作スイッチ・操作パネル
通常品でOKです。
操作パネルは、アルミ板やアクリルなどでOKでしょう。


ブレーカ
・XY軸・コントローラーにヒューズが必要かもしれません。(取り説を参照してください)
・電磁弁、パトライト用にもヒューズが必要です。


電線
・XY軸・コントローラーにメーカー付属のケーブルが付属していればそれでOKです。
 付属していない場合には、ロボット用等の繰り返しに耐えるケーブルが必要です。
 通常のケーブルですと、必ず断線します。

配線
■X軸コントローラー
[出力]
 (1)Y軸コントローラー入力
 (2)Y軸コントローラー入力
 (3)Y軸コントローラー入力
 (4)上下シリンダ用ソレノイド
 (5)吸着用ソレノイド
 (6)NC

[入力]
 (1)Y軸コントローラー出力
 (2)Y軸コントローラー出力
 (3)Y軸コントローラー出力
 (4)[START]ボタン
 (5)[STOP]ボタン
 (6)[RESET]ボタン
 (7)[FOWARD]ボタン
 (8)[BACK]ボタン
 (9)上下シリンダ センサスイッチ
 (10)上下シリンダ センサスイッチ
 (11)真空スイッチ
 (12〜15)NC
 (EMG SW)非常停止


■Y軸コントローラー
[出力]
 (1)X軸コントローラー入力
 (2)X軸コントローラー入力
 (3)X軸コントローラー入力
 (4)NC
 (5)NC
 (6)NC

[入力]
 (1)X軸コントローラー出力
 (2)X軸コントローラー出力
 (3)X軸コントローラー出力
 (4〜15)NC
 (EMG SW)非常停止

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ソフト
■X軸・Y軸コントローラーのハンドシェイク
[X軸出力・Y軸入力]
 3ビットで行う
 1:原点復帰
 2:次の位置へ移動
 3:前の位置へ戻る
 4:パトライト 赤色点灯、ブザーON
 5:パトライト 青色点灯
 6:パトライト 黄色点灯
 7:

[X軸入力・Y軸出力]
 3ビットで行う
 1:動作中
 2:エラー


■X軸原点復帰例
1)Y軸 動作中かエラーでないことをチェック、動作中であれば待つ
2)1ビット目をONしY軸へ「原点復帰」命令
3)X軸原点復帰
4)Y軸 動作中かエラーでないことをチェック、動作中であれば待つ

■Y軸原点復帰例
1)X軸からの命令を待つ
2)1ビット目入力で「原点復帰」命令
3)1ビット目ONし動作中
4)原点復帰
5)1ビット動作中をOFF

部品表
部品名 個数 単価 金額 備考

架台(フレーム) 1 61,000 61,000
マグネットキャッチ 24 330 7,920
キャスター、アジャスター 4 4,800 19,200
天板 1 95,000 95,000
底板 1 20,000 20,000
凹取手 8 240 1,920
カバー4枚(焼付け) 1 45,000 45,000

X軸(ストローク500mm) 1 60,000 60,000 SUS製 速度1〜380mm/sec
Y軸(ストローク380mm) 1 58,000 58,000 SUS製 速度1〜400mm/sec
コントローラー 2 45,000 45,000 SUS製 入力23、出力8 (1台)
コントローラー用電源 2 7,000 14,000 2.2A
ティーチングペンダント 1 25,000 25,000 SUS製 

スライドガイド付きシリンダ 1 44,000 44,000 ショックアブソーバ付き
無接点センサスイッチ 2 2,500 5,000
正圧電磁弁 1 4,000 4,000
スピードコントローラ 2 1,450 2,900
各種クイック継手 10 3,500 3,500
ドレインフィルタ 1 6,000 6,000
圧力計 1 2,400 2,400
エアーフィルタ・レギュレータ 1 3,500 3,500
エアーチューブ 2巻 2,000 4,000
真空ポンプ 1 100,000 100,000
真空電磁弁 1 4,400 4,400
真空パッド 1 200 200
パイプシャフト 1 400 400
ミニチェア継手 1 70 70
負圧 圧力センサ 1 6,000 6,000
引張りばね 1 100 100
圧縮ばね 1 100 100

押しボタンスイッチ 5 700 3,500
非常停止スイッチ 1 1,700 1,700
パトライト(3段) 1 11,900 11,900 ブザー付き

入出力用電源 1 7,000 7,000
加工部品・ネジ・電線等 1式 100.000 100.000


総部品代 合計: 762,710円 (消費税は含んでいません)
真空ポンプが不必要な場合は-100,000円

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