真空チャック設計例（パッドの設計、真空発生源の選定、真空チャック力計算）

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今回は以下に関する記事です

真空チャック設計例
（パッドの設計、真空発生源の選定、真空チャック力計算）

⇩本記事は以下の方にオススメです⇩

真空チャックの
パッドの設計って
言われたけど
具体例を教えて

⇩本記事を読むと以下が　わかります⇩

真空パッドの設計時のコツ
と真空圧を実際に
計算してみましょう。

以下のモデルを想定します。
ワークを真空吸着したら、上昇します。

条件としては、このワークを吸着した後
上昇時、加速時間0.2(sec)で運転速度0.3(m/sec)まで
加速させます。

つまり上昇加速度は 1.5(m/sec)ということになります

真空による吸着力を設定する際に必要なのは、以下となります。

ワークに掛かる重力は当たり前として割愛します。

駆動系による上昇加速度とは、ワーク上昇の際
当然加速しますが、この時ワークには慣性力という力が働きます。

慣性力とは、慣性が原因で発生する見かけの力です。
慣性力については、以下の記事を御参照くがさい。

この時　ワークには以下の慣性力が掛かります。
慣性力Ｆ”(N)＝ワークの質量Ｍ(kg) × 駆動による加速度ａ(m/sec)

従って、ワークに掛かる重力を満足しても、慣性力までも
満足していないと、ワークを吸着で駆動させることはできません。

従って　以下の式が成り立ちます。
必要真空吸着力Ｆ(N)
=ワークに掛かる重力Ｆ’(N) + 慣性力Ｆ”(N)・・式１

まずは、上記式１から　必要吸着力を計算します。
そのために　まず以下を求めます

ワークに掛かる重力Ｆ’(N)
=ワーク質量Ｍ 0.2(Kg) × 重力加速度9.8(m/sec)
=1.96(N)

慣性力Ｆ”(N)
=ワーク質量Ｍ 0.2(Kg) × 搬送加速度1.5(m/sec)
=0.3(N)

よって　上記から
必要真空吸着力F(N)
=ワークに掛かる重力Ｆ’ 1.96(N) + 慣性力Ｆ” 0.3(N)
＝2.26(N)

真空吸着パッドの形状は、基本的には以下となります。

真空吸着範囲径ΦＤa(mm)
ここは広ければ広いだけいいです。
理由は　ΦＤa(mm)の面積を真空吸着範囲面積Ｖda(ｍｍ²)とすると
真空吸着力Ｆ(N)＝真空圧Vf(N/mm) × 真空吸着範囲面積Ｖda(mm²)
だからです。
真空吸着範囲深さVt(mm)
ここは、なるたけ薄いほうがいいです。
ここが厚いと空気の容積が大きくなります。

空気の容積が大きい＝空気の量が多いということなので
真空にする際に時間がかかり、効率が悪くなります。

しかし　薄すぎても圧損が大きくなり真空が
伝わらない可能性もありますので注意が必要です。
真空伝達穴径d(mm)
この径は　なるだけ小さいほうがいいです。
理由はVtと同じく太いと空気の量が多くなるからです。

小さすぎても圧損が大きくなりＮＧという点も
Vtと同じです