エアーシリンダのスピード調整

Question

上板、下板の2枚の板の間にワークを挟みその厚みを測ります。
ワークには上板の荷重をかけて厚みを測定します。
上板をシリンダで押し上げ、ワークを入れ、シリンダを下降させます。

シリンダは鉛直方向に取付。シリンダの上下接続口にはメータアウトのスピコン取付て電磁弁に接続、但しシリンダの上側の接続口はチューブ接続せず(大気解放）。上下動は電磁弁の切り替えで行います。

ワークに上板のみの荷重がかかるよう、シリンダと上板は結合されていません。下降も電磁弁の切り替えで下側の口からエアーを抜くのみ、上板の重みで下降させます。

このような下降状態で、上板がワークにふわりと当たるようにしたいのですが上手い方法はありますか。

クッション付のシリンダでうまくいきますか。

Accepted Answer

少し確認項目があります。

> 但しシリンダの上側の接続口はチューブ接続せず(大気解放）。
は、電磁弁に接続しない意味ですね。

> シリンダの上下接続口にはメータアウトのスピコン取付て電磁弁に接続、
は、“シリンダの上下接続口にはメータアウトのスピコン取付”にて、“シリンダの下側接続口
のチューブのみ電磁弁に接続”ですね。

> ワークに上板のみの荷重がかかるよう、シリンダと上板は結合されていません。
> 下降も電磁弁の切り替えで下側の口からエアーを抜くのみ、上板の重みで下降させます。
なので、
シリンダ上昇時は、シリンダ上側接続口のメータアウト・スピコンが働き速度調整が可能です。
また、シリンダ下降時はシリンダ下側接続口のメータアウト・スピコンが働き速度調整が可能
なので、“このような下降状態で、上板がワークにふわりと当たるようにしたい”のなら、
精密流量調整ができるメータアウト・スピコンをシリンダ下側接続口に取付けるです。
(取付ける　→　取替える　と実際はなります。)
エアは圧力に比例し体積を変えるので、負荷が変化する場合はシリンダの速度調整は難でありますが、
貴殿が記述しているような使用方法では、精密流量調整ができるメータアウト・スピコンであれば、
シリンダの速度調整はある程度自由に調整可能です。

只、問題があります。
シリンダ下降を非常にゆっくりに調整しますと、ストロークが長ければ下降に要する時間が
長くなります。
その対策には、
Ａ）回答(１)さんの記述のように、ワーク接触直前で普通の流量調整ができるメータアウト・
　　スピコンから、精密流量調整ができるメータアウト・スピコンに回路が切り替わる仕組み
　　で対応する。(詳細内容は、SMCさん等に確認ください)
Ｂ）クッション付きシリンダのクッションを活用する。
　　原理は、Ａ）と同じで決まった位置から切替えとなります。
　　最近は、ラバークッションが主流になっているので、クッション部分のストロークが
　　非常に短い。
　　スピコンのようにねじでクッションを調整できるクッション付きシリンダでもクッション
　　部分のストロークが短いので、ワーク厚みのバラツキによっては使用できない。
　　また、そのねじタイプのクッション付きシリンダのねじ調整が精密でないので、調整が
　　難しいと思います。
Ｃ）回答(２)さんの記述のように、上板の重量をワーク接触直前に軽減させる方法です。
　　バネを使用したり、ショックアブソーバーを使用したりしてです。
　　バネ使用時にはバネを数種類用意し、取換えで調整が必要ですが、負荷調整付きショック
　　アブソーバーを使用なら、目盛り合わせで調整が可能です。
等々の中から、判断して選択ください。

Ｃ）の内容を解り易く表現すれば、無重力状態にするです。

Answer

エアシリンダの上げ下げでも良いが、上板の動きに横揺れガタが無い確実なガイドこそがキモかと思います。

多様途型定荷重圧縮試験機
　　http://www.j-mecc.co.jp/kenkyu/img/temp2/a-001.htm

ほぼ同じ考えの錘式荷重サイクル試験装置で考えたのは、降ろすスピード。
早すぎると何を使ってもオーバシュートが出るが、確実なガイド機構を必須要件とし、ゆっくり降ろすならステップ状の加重になる。
上下駆動に使ったのはカムで、確実さではエアより幾分か有利。

ガイドは加重が大きければ金型ダイセット。小さければリニアブッシュ。

オーバシュートの有無は見ただけでは判らないので歪みゲージを貼ってでも測ることが必要です。

上板を受けてやる構造。例えば0.1まではドッスンと受けまで落としても良いが、揺れが収まってから、ワークの寸法精度が良ければ例えば0.01まで下降する。そのあと更に低速度で受けを下降してワークと接触させ、計測。

それでもワークの平行度が出てないと出張り部分の負荷が一時的にしろ増す。
しかしこれを防ぐのは容易ではない。

なので上のエアシリンダの動きはドッスンでよく、続いて行う受けの精密動作を邪魔しないよう切り離す。
こうすると受けの駆動にはエアシリンダは不適。カムなら２～４箇所に独立した構造ででも同期できて位置調整も出来ます。

Answer

やってみないと判らない。。的な部分も多いですが。
上板の重量はそのままワークへ掛けたいのであれば、
一般のショックアブソーバーは使えない。（反発力が厳密には計算できない）
シリンダー内蔵のエアクッションは有効ですが、
ストロークエンドで丁度コンタクトできる位置調整が必要で、且つ、
マイナスネジのエアクッションの微妙な調整が可能か？
「ふわりと当たる」の具合が出せるか、は、文章からでは判りませんね。
私の過去の似た経験で、もう一つ下方から上向きに複動シリンダーを出しておき、
ショックアブソーバー的に使う手が有ります。（10～30ていどのストロークでOK）
上のシリンダーと同様に、ロッド側ポート解放で、押出側に主シリンダーのロッド側回路を分岐して接続。
上板上昇時に同時にロッドを伸ばし、下降時はロッドが出てフリーの状態で待つ。
上板下降時の補助クッションとして利用するものです。

Answer

素直にショックアブソバー
http://ww1.koganei.co.jp/jp/shop/goods/series.aspx?category=d050010000
http://jp.misumi-ec.com/ec/ItemDetail/10300269350.html
http://www.tsubakimoto.jp/product/detail.html?code=440_3_1_1_1

Answer

SWを3つにし
NCの電磁弁を一個かまして
圧を抜く

｜　｜　｜______________電磁弁
｜　｜　｜　　　｜
｜　｜　｜　　　NC
｜　｜　｜
 _________
    |
__________

文面をあまり理解してないので
加工側に付けるならこんな感じ（チェック弁が必要かもしれないけど）

｜　  　｜
｜______｜　　　
｜　｜　｜　　　
｜　｜　｜
｜　｜　｜____＿＿NO___＿＿__電磁弁
_________   |＿スピコン＿｜
    |

ばねは悪さすると思います
（デッドエンドをどうするかとか悩まないといけない）

ショックアブソーバーだとスピードコントロールできません
（こちらもデッドエンドをどうするか悩む場合があります）

エアーシリンダのスピード調整