要点まとめ

トランスファーダイのフィンガー設計とは、部品を各ダイステーション間で搬送するためのエンドエフェクタ（シャベル、グリッパ、真空吸着カップ）を作成するエンジニアリング分野です。これらの部品は高速トランスファーシステムとワークピースとの間の重要なインターフェースであり、プレス速度（SPM）および工程の信頼性に直接影響を与えます。主な目的は、搬送中に部品を確実に保持しつつ、ダイ鋼材との干渉を完全に回避することです。

成功した設計には、重量制限の厳密な遵守、正確な干渉カーブの計算、および部品への傷つきを防ぐ適切な材料選定が不可欠です。9段階の設計ワークフローを習得することで、ダイクラッシュや部品落下などの一般的な故障モードを排除し、トランスファープレス作業の最大稼働率を確保できます。

第1章：フィンガーツールの種類と選定基準

トランスファーダイ用フィンガーの設計において、正しいエンドエフェクタを選択することは最も基本的な決定です。この選択は、部品を搬送中に確実に保持できるかどうか、およびプレスラインが達成可能な最大速度に直接影響します。エンジニアは、部品の形状や材料の挙動に基づき、受動的サポートと能動的クランプの利点を比較検討する必要があります。

ショベル（受動的サポート）
ショベルは剛性を持ち、部品を支える受動的なサポートです。自重でたわんだり曲がったりしない剛体部品に対して一般的に最適な選択となります。重力と摩擦に依存するため、ショベルは機械的にシンプルで、軽量かつ耐久性があります。しかし、高い加速度または減速度では部品の制御を失うリスクがあります。業界のデータによると、ショベルは耐久性向上のため、通常「 1018鋼 」で製作されます。深絞り加工されたカップ状部品や剛性パネルなど、アクティブなクランプなしでも安全に嵌合できる形状の部品には最適です。

グリッパー（アクティブクランピング）
空気圧式または機械式のグリッパーは、ワークに対して確実なロック力を提供します。このアクティブクランピングは、柔軟な部品、たわみやすい大型パネル、あるいは重心が偏っておりシャベルから倒れやすい可能性のある部品において不可欠です。グリッパーは高い安全性を提供する一方で、「待ち時間」—つまりジョーを駆動するのに必要な時間—を発生させ、サイクルタイムを延長する可能性があります。また、トランスファーバーの重量も増加させ、システムの臨界速度を低下させるおそれがあります。表面接触を最小限に抑える必要があるエッジハンドリング作業では、エンジニアがよくグリッパーを使用します。

真空および磁気ヘッド
表面品質が重要な部品やエッジへのアクセスが制限される形状の場合、真空カップまたは磁気ヘッドが解決策となります。真空システムは、大型の平板パネルを持ち上げるブリッジタイプのトランスファーに特に有効です。標準的な圧縮空気式真空発生装置は通常約 10 PSIの真空を生成することに注意してください これにより、理論上の最大リフトの3分の2しか効果的に発揮できません。磁力グリッパーは鉄系部品に対して堅牢な代替手段ですが、残留磁気を克服するために信頼性の高い解放機構が必要です。

選定マトリックス

• 以下の場合はスコップを使用してください： 部品が剛性があり、自然に嵌合する形状を持ち、SPM（1分間あたりの作業回数）の高さが最優先される場合。
• 以下の場合はグリッパーを使用してください： 部品が柔軟である、重心が不安定である、または底面サポートなしでの垂直持ち上げが必要な場合。
• 以下の場合は真空／磁力方式を使用してください： 機械的接触により傷がつきやすいクラスA表面の取り扱いや、エッジスペースが利用できない場合。

第2章：9ステップの設計ワークフロー（CADおよびレイアウト）

フィンガー・トーリングの設計は即興的なものではなく、金属加工を行う前に必ずCAD環境で実施しなければならない厳密なプロセスです。構造化されたワークフローに従うことで、高価な干渉エラーを防ぎ、初回動作時からシステムが正常に機能することを保証できます。

ステップ1：コンポジットレイアウトの作成
ダイ設計、プレスボルスター、トランスファーレールのジオメトリを単一のCADアセンブリに重ね合わせることから始めます。この「コンポジットレイアウト」により、動作範囲を確認できます。トランスファーシステムが物理的にピックアップポイントに到達できるよう、最大リフトストローク（Z軸）、クランプストローク（Y軸）、ピッチ（X軸）を確認する必要があります。

ステップ2：負荷と長さの概算
提案されたフィンガーアセンブリと部品の総重量を計算します。これをトランスファーシステムの負荷容量曲線と比較します。この段階では、慣性を低減するためにフィンガー腕の長さを最小限に抑えるようにします。腕が短いほど剛性が高くなり、振動が少なくなるため、より高い精度が得られます。

ステップ3：パスラインの確認
すべてのステーションにわたるピックアップおよびドロップオフの高さを確認します。理想的には、パスラインは一定であるべきです。ピックアップ高さがドロップオフ高さより低い場合、フィンガーが過剰に移動してダイに衝突する可能性があります。逆にピックアップ位置が高い場合は、部品が高さから落下し、位置ずれを生じる恐れがあります。

ステップ4：エンドエフェクタの選択
第1章の基準に基づいて、特定のショベル、グリッパ、または真空カップを選択します。選択したコンポーネントが利用可能な金型スペース内に収まるようにしてください。

ステップ5：センサの配置
設計の早い段階で部品存在検知センサを統合します。センサは、部品がショベルまたはグリッパに確実に装着されたことを検出できる位置に取り付ける必要があります。エッジ検出が一般的ですが、センサ取付け部が干渉ポイントとならないよう注意してください。

ステップ6：アーム部品
構造用チューブおよび調整可能なジョイントを選定します。「ティンカートイ」方式のモジュラー構成を用いることで、試運転中の調整が可能になります。ただし、ジョイントはトランスファ動作時のG力に耐えられるほど頑強であることを確認してください。

ステップ7～9：干渉チェックおよび最終確定
最終的なステップは 完全な運動サイクルをシミュレーションすることです 上のダースに触らないように指が引き戻すように"落下"位置を確認します. クラップ,リフット,転送,ダウン,アンクラップ,そして戻りストロークの完全な衝突検出シミュレーションを実行します. デジタル認証は 物理的な設定を 確実にできる唯一の方法です

第3章 重要な設計パラメータ:干渉とクリアランス

移転切断の最も一般的な故障モードは,指のツールの衝突とダイそのものです. これは通常"帰路"の過程で起こります. プレスラームが下りていく間,空の指がスタート位置に戻る動きです.

干渉曲線を理解する
干渉曲線は,閉ざし模具の部品に対して,指の道具の位置を時間とともに映し出す. 機械的な転送システムでは,動きは機械的にプレス・クランクにカムされ,帰路が固定されていることを意味します. サーボ転送システムでは エンジニアは最適化された運動プロファイルをプログラムできる柔軟性があり 指が下降するガイドピンやカムドライバーの道を "ひっくり返す"ことができます

6 種 の サイクル
設計者は,すべての6つの動きのクリアランスを分析しなければなりません. (1) クランプ (2) リフト (3) 移転 (4) ダウン (5) 解き (6) 戻す. "解き放つ"と"戻す"の段階は極めて重要です 足首が足足の速さで 引き戻さないと 上部が粉々にします 標準的な親指の規則は,指と最も近い交差点にある切断鋼の間の少なくとも25mm (1インチ) の空隙を維持することです.

デジタルツインとシミュレーション
現代の工学は 運動シミュレーションに頼っています デジタル双子形を作ることで エンジニアは 干渉曲線を可視化できます 衝突が検出された場合,ピックアップポイントを変更したり,低いプロフィールグリッパーを使用したり,鋼筋リレフを変更することによって設計を変更することができます. この前向きな分析は 壊れたトランスファーバーを修理するよりも ずっと安くなります

第4章 材料の選択と部品の保護

指の道具の材料は,システムの動的性能と完成品の品質の両方に影響します. 高速運転では軽量化が不可欠で,表面損傷を防ぐために接触材料を選ばなければなりません.

体重 減量 と 強さ
送電システムの慣性により最大速度は"分間に (SPM) 制限される. 重い鋼腕は,転送ドライブに負荷を増やし,モーターの故障や過度の振動を防ぐために速度を低下させる必要がある. 高強度アルミ (例えば6061または7075) は,構造の腕に,硬さを維持しながら質量を減らすためにしばしば使用されます. 接触先 () の場合は,鋼が必要な耐磨性を提供します.

接触材料とコーティング
直接金属と金属の接触は A 級の表面や敏感な電圧塗装を傷つけます 防ぎのために 特殊なコンタクトパッドを使います ナイロン 耐久性があり 硬さがあり 暴露されていない構造部品に適しています 塗装された表面やプレスで,グリップが重要で,マージは許容できない場合は,柔らかいネオプレンパッドが好ましい. 極端な場合 UHMW ウレタン 耐久性と保護のバランスを提供します

精度と量に関する調達
設計から生産へと移行する際,特に制御腕やサブフレームなどの自動車部品では,ツールとスタンプパートナーが品質を保つことが重要です. 製造の量を増やすには 設計の意図に合致する精度が必要です IATF 16949 のような標準を厳格に遵守する必要があるプロジェクトでは, シャオイ金属技術 急速なプロトタイプと大量生産の間のギャップを埋めることができ,複雑な転送型模具設計が600トンのプレス能力で実行されることを保証します.

第5章 ダイ・プロテクションとセンサー統合

機械の設計でも 電子的な監視が必要です センサーは 転送システムの目で 部品が 転送開始前に 正しく取り付けられ 模具が 閉まる前に 正しく放出されることを 保証します

センサーの種類と配置
移動ツールには 2種類のセンサーが 主な特徴です. 接近スイッチと光センサーです. 接近スイッチは頑丈で信頼性があるが,検出範囲は短 (通常1-5mm). 部品に非常に近くに置く必要があります. 部品が誤った負荷を受けると損傷のリスクがあります. 光学 (赤外線またはレーザー) センサーは,油霧や反射に敏感である場合でも,衝撃地帯から安全に設置できるように,より長い範囲を提供しています.

論理 と タイミング
センサーロジックは,ピックアップと転送段階では"Part Present"に設定する必要があります. センサーが信号を転送中途半端に失えば,次の駅で"ダブル金属"衝突を防ぐために,プレスは即座に緊急停止する必要があります. 移転確認には"ダイ"の代わりに"指"のセンサーを使用することを推奨する.これは,部品が単にダイの中に座っているのではなく,実際に転送システムの制御下にあることを確認する.

結論:信頼性のためのエンジニアリング

移動式ダイ指デザインをマスターすることは 速度,安全性,そしてクリアランスのバランスです 機械工学者は,適切なエンドエフェクターを体系的に選択し,厳格なCADシミュレーションワークフローを遵守し,作業部位を保護する材料を選択することで,転送スタンプに関連した高リスクを軽減することができます. 効率的な高速線と メンテナンスが苦手な線の違いは 単純なの幾何学や 単一のセンサーの論理にあります

プレス速度が増加し 部品の幾何学が複雑になるにつれて 精密なデータに基づく設計方法論への依存は 増加するだけです 干渉曲線を優先し 移転運動の物理を尊重するエンジニアは 連続的に ストロークをストロークに繰り返す ツールを提供します

よく 聞かれる 質問

1. 労働力 2軸と3軸の転送システムとの違いは何ですか?

2軸トランスファーシステムは、部品をクランプ方向（内側／外側）と搬送方向（左／右）の2つの方向にのみ移動させます。部品は通常、ステーション間のレールやブリッジ上をスライドして移動します。3軸システムは垂直方向の昇降動作（上／下）を追加し、部品を持ち上げて金型の障害物を越えてから目的位置に設置することが可能になります。3軸システムはより多用途であり、スライドでは対応できない深い引き抜きや複雑な形状を持つ部品には不可欠です。

2. トランスファー用フィンガーに必要なクリアランスはどのくらいですか？

広く受け入れられている工学的基準として、フィンガー工具と金型部品の間で、動作サイクル全体を通じて最小25mm（1インチ）のクリアランスを確保することが挙げられます。この安全マージンは、わずかな振動、跳ね返り、またはタイミングのずれに対応するためのものです。サーボ駆動システムでは、モーションプロファイルを高精度に制御できるため、このクリアランスを若干狭めることも可能ですが、常に安全余裕を確保することをお勧めします。

3. フィンガー工具に軽量素材が使用される理由は何ですか？

アルミニウムやカーボンファイバーなどの軽量材料は、トランスファーバーの質量慣性モーメントを低減するために使用されます。重量が軽くなることで、サーボモーターや機械式ドライブに過負荷をかけることなく、トランスファー装置をより速く加速・減速できるようになります。これは直ちに毎分ストローク数（SPM）の向上と生産出力の増加につながります。