カムドライブを選ぶ理由固定マルチステーション ロータリー インデクサーのトップ 5 の利点-

産業オートメーション分野の生産ラインでは、次の 3 つの駆動オプションから選択する必要がありますか。

サーボダイレクトドライブ– 無限の柔軟性があるが、高コストで複雑なプログラミング

空気圧インデックス作成– コストは低いが、精度は限られている

カムインデクサー– 優れたコストパフォーマンスバランスを備えた機械的信頼性-

4、6、8、または 16 ストップなどの固定ステーションを必要とする専用の生産ライン-の場合、固定マルチ-ステーションのロータリーインデクサー(しばしば と呼ばれます)カムインデクサー) が依然として最適な選択です。それはコストと性能を兼ね備えており、電子制御システムでは代替できない優れた機械的特性を備えているからです。

 

ギア駆動や空気圧式の代替品ではなくカム インデクサーを選択する主な理由は、その機械的剛性と位置決め精度です。{0}

ゼロバックラッシとは

ギアボックスやチェーンドライブでは、詰まりを防ぐために、駆動ギアと従動ギアの間に隙間があります。バックラッシュとして知られるこのギャップにより、出力に「遊び」または「傾斜」が生じます。時間の経過とともに摩耗によりこのギャップが増大し、精度が損なわれます。

一般に、高品質の Cam Indexer は、プリロードされたメカニズムを利用します。{0}{1}入力シャフトには、出力タレットのカムフォロア (ニードルベアリング) と係合するテーパーリブを備えた球形カムまたはバレルカムが備えられています。リブは先細になっており、フォロアに対してあらかじめ荷重がかかっているため、機械的なクリアランスはゼロです。-入力と出力は機械的にロックされています。

パフォーマンス指標

Hansheng Automation では、精度をアーク秒 (1 度=3600 アーク秒) で定義します。たとえば、直径 300 mm のターンテーブルで 30 秒角の誤差があると、髪の毛よりも薄いエッジで約 0.02 mm の位置ずれが生じます。{6}}

標準精度:当社の既製のロータリー インデクサは、±30 秒角の反復位置精度を実現します。これは、ボトルの充填、パッド印刷、一般的な組み立てなどの産業用途の 90% には十分です。

カスタム精度:半導体ボンディングや光学検査などの要求の厳しい用途では、±15 秒角を達成するカスタマイズされた研削を提供します。

エンコーダの分解能とフィードバック ループに依存して位置を「保持」するサーボ モーターとは異なり（多くの場合、マイクロ ディザリングが発生します）、カム インデクサーは機械的に停止位置にロックされます。-一度停止すると、盤石です。

注: 電子的な「ハンチング」のない絶対的な再現性が必要なアプリケーションの場合、プリロードされたカム インデクサーの機械構造により優れた安定性が得られます。{0}

インデックス作成で最も見落とされている側面の 1 つは、モーション プロファイルです。テーブルの加減速は、機械の寿命や輸送される製品の安全性に直接影響します。

台形運動のデメリット

多くの基本的なサーボ プログラムや空気圧システムは、「台形」速度曲線 (一定の加速度) を使用します。計算は簡単ですが、この曲線は動作の開始点と終了点で大きな衝撃を与えます（速度段の切り替わりの瞬間に加速度が急変し、非常に大きな衝撃が発生します）。これは、作業台の起動・停止のたびに発生する物理的な衝撃や振動として現れます。

カムの利点 --- S カーブ

固定ロータリー インデクサーは、スチール カムに直接カットされた特定の数学的法則に従って機械加工されています。{0}}修正サインカーブ (S- カーブ).

この運動法則により、加速度はゼロから始まり、ピーク速度までスムーズに増加し、ドウェル角度に達すると完全にゼロに戻ります。突然の力が急上昇することはありません。

振動なし:スムーズな移行により衝撃負荷が防止され、インデクサは 1 分あたり最大 200 インデックスのサイクル レートを達成できます (ステーション数と負荷に応じて)。

ハイエンドのサーボ システムは S 字型の曲線をシミュレートするようにプログラムできますが、これには複雑な調整と高帯域幅の処理が必要です。{0}{1}ただし、Can Indexer の場合は追加の処理が不要であり、これはハードウェア固有の利点です。

自動車製造やハードウェアスタンピングなどの重工業分野では、ターンテーブルは滞留段階で大きな外力を受けることがよくあります。たとえば、プレス ステーションでは垂直方向の力が作用する可能性があり、リベット締めステーションでは横方向の荷重が作用する場合があります。

機械構造

カムインデクサーは、構造的完全性の点でベルトドライブやダイレクトドライブシステムとは全く異なります。

出力タレット:出力フランジは、大きなアキシアル モーメントとラジアル モーメントに耐えるように設計された、広く間隔をあけられた巨大なベアリング（多くの場合、クロス ローラー ベアリングまたはテーパー ローラー ベアリング）によって支えられています。{0}

ロック効果:「ドウェル」（停止）段階では、カムリブの直線部分がカムフォロアの間に位置します。これにより、機械的なロックが作成されます。

耐荷重の比較

ベルト/チェーン:高い弾力性。負荷がかかると伸びて、位置決めエラーが発生します。

ダイレクトドライブ (DD) モーター:DD モーターは正確ではありますが、位置を保持するために磁界の強さに依存しています。外力 (穴あけ作業など) がモーターのピークトルクを超えると、モーターに障害が発生したり、モーターが動いたりします。

カムインデクサ:標準的な DF (フランジ) シリーズ インデクサは、大きな荷重にも簡単に対応できます。

たとえば、DF-110 モデルの仕様には次のものが含まれます。

• アキシアル負荷容量:出力軸で最大 700 kgf (約 7,000N または 1,540 ポンド)
• 最大割出トルクe:700 kgf・m、自動車部品の組み立てやスタンピングステーションなどの頑丈な用途に適しています-
• 外部シャフト荷重:周辺治具は最大480kgf

この機械的強度は、同等のサイズのベルト駆動システムやダイレクト ドライブ システムをはるかに上回っており、滞留フェーズ中に機械加工力が必要な用途に最適です。{0}{1}

 

 

Cam Indexer の最も強力な主張の 1 つは、統合の単純さです。

「機械的にプログラムされた」ソリューション

サーボ-駆動の回転テーブルには次のものが必要です。

• サーボモーターとドライブ。
• モーションコントロール機能を備えたPLC。
• 電源およびエンコーダフィードバック用のケーブル接続。
• 時間: 原点復帰シーケンスのプログラミング、加速/減速パラメータの定義、PID ループの調整、および次のエラーのデバッグ。

対照的に、固定マルチステーション ロータリー インデクサーは機械的にプログラムされています。-

を購入する場合6ステーションインデクサ、入力シャフトが 1 回転すると、出力は常に 60 度動きます。

シンプルな操作性

カム インデクサーを実行するには、標準の AC 誘導モーター (速度制御用の可変周波数ドライブを備えた) または単純なギア モーターが必要です。

入力は継続的に回転します。インデクサーは自動的に循環します。

入力サイクル:入力シャフト上の単純なセンサーを使用して、モーターに 1 サイクル後に停止するように指示します。

プログラミングとデバッグの必要性を排除することで時間を節約できるという利点があります。停電後にマシンをホームに戻す必要はありません（カムの位置は絶対です）。-このシンプルさにより、機械の試運転やトラブルシューティングの際のエンジニアリング時間が大幅に短縮されます。

TCO を計算する場合、適度な初期購入価格とほぼゼロのメンテナンス費用の組み合わせにより、カム インデクサーは長期的な運用において最も経済的な選択肢の 1 つとなります。{0}

アプリケーションの正しいサイズを計算するにはどうすればよいですか?

サイズ設定は、総慣性モーメント (ターンテーブル + 治具の質量と直径)、目標インデックス速度 (1 サイクルあたりの秒数)、および必要な動的トルクという 3 つの重要な要素によって決まります。小さすぎるインデクサーを使用すると、カムが摩耗する可能性があります。 Hansheng Automation は無料のサイジング サービスを提供しています。-ターンテーブルの仕様を提供していただくだけで、当社のエンジニアが安全係数を計算します。

購入後に「ドウェルアングル」を調整することはできますか？

いいえ。ドウェル角度 (90 度のインデックス、270 度のドウェルなど) はスチール製カムに永久的に研磨されます。タイミングを頻繁に変更する必要があるアプリケーションの場合は、設計段階でご相談ください。

長年の使用によりインデクサーに遊び（ガタ）が生じた場合はどうなりますか?

高品質のカム インデクサーは偏心調整機構を備えています。-長年の頻繁な使用により軽度の摩耗が発生した場合、インプットシャフトハウジングをわずかに回転させてカムをフォロアに近づけることができ、効果的にギャップを解消し、ユニットを交換することなく「バックラッシゼロ」の状態に戻すことができます。

この記事で説明されている 3 つの駆動方法にはそれぞれ独自の利点がありますが、大規模な生産の場合は、コストとパフォーマンスの点で固定マルチステーション ロータリー インデクサーの方が優れています。{0}{1}{1}}以下に、Hansheng が参考のために比較表を提供します。

提案
自動組立機械、包装ライン (充填/キャッピング)、パッド印刷、超音波溶接、医薬品検査にはカム インデクサーをお選びください。

CNC マシニング センターまたは製品間隔が頻繁に変更されるフレキシブル ラインにはサーボを選択してください。

Hansheng Automation では、負荷と速度の要件に合わせて最適なインデクサー サイズを計算することに特化しています。頑丈な DF フランジ シ​​リーズが必要な場合も、汎用性の高い DS シャフト シリーズが必要な場合も、当社のエンジニアがいつでもお手伝いいたします。-

お問い合わせ

• ISO 230-2:2014 (±30 秒角のテスト基準を参照)。
• HA、ロットバート (2004)。カム設計ハンドブック。マグロウ-ヒル教育。
• AGMA (米国歯車製造者協会): 工業用密閉型歯車駆動装置の潤滑に関する規格。