No.007600 滚珠丝杆式长尺寸工件卡盘

规格

目的・动作

• 使用电机和左右滚珠丝杠，夹紧・释放工件

环境・操作性

• 在没有空气供给源时可以使用
• 如果是在滚珠丝杠的行程以内的话可以对应多个品种的工件
• 通过变更滚珠丝杠的长度，能够对应任意长度的工件
• 工件由其他组件搬运到卡盘位置
• 为了在下一个工序夹紧工件外径，在本工序中夹紧工件的两端

对象工件

• 形状：长尺寸工件
• 材质：POM
• 尺寸：□13×180[mm]
• 质量：33[g]

特征

动作规格・尺寸

• 外形尺寸：W460×D100×H112[mm]]
• 滚珠丝杠行程：50[mm]

精度· 负载

• 工件夹紧位置精度：±0.5[mm]
• 电机必要扭矩：0.14[N・m]

主要零件的选型依据

• 圆线螺旋弹簧
  • 选定夹紧时的弹力具备10±1[N]的弹簧
• 步进电机
  • 选定可以耐受动作时的负载以及夹紧时的弹力负载的电机

设计要点

主要零件的计算过程

• 圆线螺旋弹簧
  • 验证选定的圆线螺旋弹簧夹紧时的弹力
  • 弹簧的自然长：L1=20[mm]
    固定时弹簧的长度：L2=15[mm]
    固定时弹簧的弯曲度：L=L1-L2=20-15=5[mm]
    弹簧恒数：k=2[N/mm]
    固定时的弹力：F1=L×k=5×2=10[N]
    因为夹紧时的弹力大于固定时的弹力
    夹紧时的弹力9[N]≦F2=10[N]≦11[N]，因此成立
• 步进电机
  • 验证选定电机的必要扭矩为容许扭矩以下
    (计算公式参照工厂目录)
    负载扭矩：TL=0.065[N・m]
    加速扭矩：Ta=0.006[N・m]
    安全率：Sf=2
    必要扭矩：TM=(TL＋Ta)×Sf=(0.065＋0.006)×2=0.14[N・m]
    容许扭矩：T=0.5[N・m]
    T=0.5[N・m]＞TM=0.14[N・m]，因此成立
  • 验证夹紧时弹力的扭矩为电机最大静止扭矩以下
  • 弹力：F=10[N]
    滚珠丝杠轴径：d=16[mm]
    螺母个数：n=2
    弹力对应的扭矩：TS=n×F×d/2π=2×10×16×10¯³/2π=0.05[N・m]
    电机的最大静止扭矩：Tmax=0.5[N・m]
    Tmax=0.5≧TS=0.05，因此成立

构造制作与设计要点

• 为了不施加过多负载给工件，在弹簧上设置缓冲器
• 为了确保夹紧位置的精度采用直线导轨

技术计算链接

• 弹簧
• 线性系统的计算寿命1