シロッコファンを用いた吸着

Question

初めまして。
最大風量7.0m3/min・最大静圧0.39kPa・回転速度2800min-1・周波数50Hz
のシロッコファンを使い、サイズ100mm×100mm・重さ60gの製品を36個吸引し、箱の中に吸引した製品を排出する装置を設計することになりました。
装置の仕様で、製品の配置は3×12の長方形です。

箱を製作しシロッコファンを箱上面（中心）に配置、製品吸着面である箱底面にφ3mmとφ6mmの径が異なる穴を配置し製品を吸い上げ、均一に排出したいと考えております。箱底面中心にφ3mm、箱底面中心以外にφ6mmの穴を配置しようとしていますが、均一に排出するには、どの範囲までφ3mmを配置したらいいのか分かりません。

幼稚な質問や文章で恐縮ですが、ご教示頂ければ助かります。

宜しくお願い致します。

ご指摘がありましたので追記致します。

2サイズの穴を配置するに至った経緯ですが、
現状、同径（φ6mm）の穴が開いておりワークを吸着する時、下図のようにシロッコファンが配置されてる中心だけ吸い上げられ、端にあるワークが取り残されるという不具合があります。解決策として、中心に配置する穴径を小さくし、流量を絞り端にあるワークを吸い上げられると考えました。

また、箱上面には開閉可能なφ100mmの穴を配置しております。

全体の穴数は約770個、穴ピッチは20mm、ワーク一個当りの穴数は20～25個、吸着箱のサイズは1194mm×305mm×140mmです。
ワークサイズは100mm×100mm×35mm、重さ65gです。

【吸着時】

┏━━━━━━━┓　　　　
　　　　　　　　┃シロッコファン┃
┏━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┓←上面
┃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┃　
┃　　　　　　　　　 　　箱　 　　　　　　　　　┃　
┃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　
┗＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝┛←底面（穴を配列）
　　　　　　　━━　━━　━━　━━　　　　　　　←製品
　━━　━━　　　　　　　　　　　　　━━　━━

Accepted Answer

回答(１)です。
詳細追記内容を見まして、問題点が２つ考えられます。

ワーク一個当りの穴数は20～25個の内、実際に吸着してくっ付いている穴は半数程度で、その
穴から空気が漏れていて、クローズになっていない。
また、ワークとワークの間にも穴がある場合には、その穴は常にオープンなので、そこから
常に吸気されている状態である。
その場合には、吸気のフローを流体分析したり、煙を吸い込ませたりしたら判りますが、配管抵抗
が大きく、フローのデッドゾーンになっている周囲部分には吸気力による吸引力が発生しません。
ですから、
? ワーク一個当りの穴数は20～25個ですが、ワークの形状と位置のバラツキを考慮して、
　 確実にワークで穴がクローズになる位置だけに穴を明け、その他は極力廃止する
　 <確実に吸着できない穴数になったら、問題なので極力と記載しました>
? ワークとワークの間にも穴がある場合又は、ワークの位置のバラツキでそのようになる場合
　 には、その穴は廃止する
等々で、吸着時にはBOX内が密閉空間になる状態にすることが大切です。

そのような仕様にしないと、シロッコファンに近い穴からしか吸気しなく、シロッコファンから
遠い穴の付近の気流の流れは抵抗が大きいので、発生しなくなる傾向になります。
穴を大きくしたり、小さくしたりしても、あまり変化はありません。
BOX内を密閉構造に極力して、パスカルの原理で、BOX内のどの部分でも均等に同じ圧力が加わる
環境にすることが大切です。

例えると、水を張った水槽の中央に墨を落とすと、略真下しか黒くなりません。
特に、周囲はそのまま透明です。
それに似た現象で、空気の流入穴がある場合には、シロッコファンに近い穴から順番に規定流量
が流れるので、製品が全てくっ付いたらBOX内が密閉構造になる状態の穴の明け方が最重要だと
思います。

Answer

私も吸着搬送の設計経験があるのですが殆どリングブローという静圧が比較的
大きいものを使っていましたのでシロッコファンではやったことがありません
私の勘だが静圧が小さく多少穴を増加して変えたくらいではダメな気がします

てっとり早いのはリングブローを借りてテストして見るのが早いかも知れない
時間が無いのであれば、その両方の作戦を考えて置いたほうが良いかも知れない
私が以前やった方法はairSYLで数カ所の吸引口を一気に開閉するものだったが

Answer

回答（３）です
>現状、同径（φ6mm）の穴が開いておりワークを吸着する時、下図のようにシロッコファンが配置されてる中心だけ吸い上げられ、端にあ>るワークが取り残されるという不具合があります。

回答（３）に記載した図の通りだとするならば

このタイプの移載装置の場合の常套手段としては
吸着ヘッドをコンベアに同期させてトラバースさせる
全ワークの吸着完了確認が取れるまでトラバースしてその後上昇、移載動作に移る
吸着完了の確認はバキュームＳＷで確認

そのような同期トラバース機構、吸着確認はないのでしょうか？

同期トラバース機構が無いとして

吸着動作中でもコンベアは停止させないのでしょうか？
中心のワークが吸着してから端のワーク全部が吸着完了するまでの時間は何秒でしょう？
そもそもですが中心付近のワークが吸着されたら
全ワークの吸着を待たずに移載動作を開始するのでしょうか？

コンベアの動作速度で決まるのでしょうけれど
中心のワークが吸着されてから最後のワークが吸着されるまでの
許容時間は何秒なのでしょう？

それらの条件に拠っては同期トラバース機構を追加するしかないかも知れない

他には
１．シロッコファンをバキュームブロアに交換する　＜吸着時間短縮化
２．シロッコファンの起動開始を早める　＜恐らく現状は吸着開始動作と同時にファン起動
３．反省エネですがバキュームブロアを常時運転したままにして
　　途中に排気ダンパを付ける　＜回答（４）さんのはバルブですがそんな生半可でなく

Answer

2サイズの穴を配置するに至った経緯を簡単で結構ですので、追記で、示していただけると有効な回答を得られると思います。
また、穴について、径以外の情報がありませんので補足していただければと思います。

ワークサイズから吸着側のサイズは最低300mm×1200mmとなるとはずですが、
現状について、全体の穴数は？　製品1個100mm×100mm　当りの穴数は？
穴径3＝＞6　で面積が4倍になるのでちょっと気になります。

＞現状装置では排出に時間差があり、ワークが重なる

排出＝吸着OFFで、ファン停止であれば、
吸着圧がきれいに切れない、ダラダラと離れていくために不具合になっているようにも見えます。
であれば、吸着OFFと同時にバルブ開放でもよいように思います。（開放用バルブ追加を前提）

吸着時は穴は全部ふさがっているのかしら？

＞サイズ100mm×100mm・重さ60gの製品
なので、板状と推測しますので、
排出高さも検討余地あるかもしれません。

Answer

憶測に過ぎませんが
例えばコンベア上に並んでるワークを移載して
パレットＢＯＸとかに箱詰めしたいのではありませんか？

＞上の図に示した「箱」は、おなじ箱なのでしょうか？  想像力が乏しい為か、
つまり上図の箱は所謂ピックアンドプレースユニットのワーククランプの代わり

→→→→→→→→
　　　　↑　　移載　　　　↓　
↓ワーク
□　□　□　　
－－－－－      
          ◎　　　┃　□　□　□　┃　　　
－－－－－　　　　┗━━━━━━━┛
↑コンベア　　　　　パレットボックス

Answer

吸着装置の概略を想像して略図にしてみます。
このようなイメージで、お問い合わせの内容と合致しているでしょうか？

┏━━━━━━━┓　　　　
　　　　　　　　┃シロッコファン┃
┏━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┓←上面
┃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┃　
┃　　　　　　　　　 　　箱　 　　　　　　　　　┃　
┃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┃　　　
┗＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝┛←底面（穴を配列）
　━━　━━　━━　━━　━━　━━　━━　━━　←製品

＞製品を36個吸引し、箱の中に吸引した製品を排出する装置
「箱の中に製品を排出」の「箱」と、吸引する負圧を均一化するための、
上の図に示した「箱」は、おなじ箱なのでしょうか？  想像力が乏しい為か、
うまく理解できません。説明を補足して頂けると有難く存じます。

なお、上の図に示した吸引する負圧を均一化するための「箱」の高さ方向の
寸法が、穴の面積に比べて十分にあれば、吸着面の穴径をφ3とφ6のように
異ならせることなく、同一径としてもよさそうに思います。

シロッコファンを用いた吸着