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はい、みなさんごきげんよう。お疲れ様です。 ヲタクと技術とコーヒーとへようこそ。
パーソナリティのよへです。 この配信は、好きなものをただ好きと言いたい配信でございますが、
今回は技術解説会です。今回もですかね。 今回はですね、空圧機器のススメ第5弾になるのかな。
としまして、ちょっと空圧から広げて、真空機器というのについてお話しさせていただきます。
はい、真空機器。 工場の自動化設備っていうのですと、ものを持ち上げるときに吸着パッド、
吸盤みたいなやつですね。吸盤の中の空気を吸って、 それで持ち上げるみたいなものがあります。
普通の力じゃないんですよね。 かなり強い力で吸えるんです。
例えばダンボールを持つとか、ペットボトルが大量に入ったダンボールとか、
ビール缶24缶入ったダンボールを吸着パッドでバッと持ち上げるみたいな。
ロボットが持ち上げるみたいなものをやったりとか。 あとは、重たい金属板を吸着パッドで吸い付けて持つとか。
ガラスを持つシーコンウェアみたいなやつを 吸着パッドで持ち上げるみたいなことをやったりもしております。
あとは、あんな袋を持つかな。米袋みたいなやつを 吸着パッドで吸着してガッと持ち上げるみたいなことをやったりとか。
吸い付ける、吸い足すっていうのを使うのが真空っていうやつです。
真空って言ってますけど、
真空って言葉のイメージ、まことの空と書いてあるので、
空気分子が全く入ってないような宇宙空間みたいなイメージになるかもしれないですけど、
真空って、ここで言う真空は、 耐気圧よりも負圧側、マイナスの圧力を持つ。
耐気圧よりも低い圧力だったら真空と呼んでいます。
言葉のイメージがちょっと違うかもしれないですけども、真空は耐気圧よりも低い圧力というふうに思ってください。
この吸着パッドって言うと、真空で吸い付けてるみたいなイメージにされるんですけども、
吸着パッド内部の圧力を下げると、 外側の耐気圧との間に圧力差がつきますね。
この圧力差によってワークがパッと押し付けられる。
これイメージで言うと真空が引っ張ってるっていうふうに思われがちなんですけど、
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どちらかというと、耐気側、耐気が押している。
耐気が吸着パッドに押し付けているっていう感じに考えた方が、他のいろんなものの、
いろんな真空っていうのの力も理解しやすいかなと思います。
あと真空パッドの面積の話もありますね。
なんとなくイメージですけど、小さい真空パッド、吸着パッドです。
数倍って、あんまり重たいもの持ち上げられない。
あとは吸盤ですね、すんげーどでかい吸盤をいっぱい付ければ、
すごい重たいものでも持ち上げられそうな気がするじゃないですか。
なのでこの吸着パッドっていうのの面積も結構大事なパラメータになっているんです。
あとは真空をどうやって作るのっていうのがあるんですけど、
大きく2つあります。
真空ポンプと真空エジェクターっていうのがあります。
エジェクターって何やねんっていうのがあるんですけど、
これは圧縮空気を高速で流して、
ベルヌーイの定義で、その流れを利用して負圧を作るっていうものになります。
モーターを使ったりとか電気的な力ではなくて、
高度エアーがあれば、静圧を使って負圧を作るっていう不思議なもの、
それ専用に作られたものがあるんです。
それで真空を作っていくっていうものがあります。
これ結構小型でシンプル。
エアー入れただけでできるんで、
非常に簡単に作れる、お手軽に作れるっていうので便利なんですね。
ただですね、ブシュッと空気を出した流れで負圧を作るので、
圧縮空気を大量に消費するんです。
前回お話しした通り、圧縮空気っていうのは
お化繊をかけて作っている空気なので、
電気を使って作っている空気なので、
ずっとエジェクターからブシュッとエアーが出ていると、
その分だけ大量のエアーを使います。
これがですね、自分から過去あったやつだと、
エジェクターを使って、
近々のスポンジを吸着するっていう設備を作った人がいるんですね。
もちろんそれ自体はいいんですけど、
スポンジってスカスカなんで、
それを吸着するためにはエジェクターがものすごいたくさん必要で、
しかもすごいエアーを使うんですね。
それのおかげで、実験室のコンプレッサー、
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そんな大きくないので、
そのコンプレッサーで作り出せる圧縮空気の量を上回ってしまって、
使い続けると、吸着し続けると、工場のエアーがどんどん落ちていく。
実験室のエアーがどんどん落ちていくという状態になったことがあります。
これはですね、選定したやつが悪い。
こうなった時にやるべきは、次のお話です。
真空ポンプです。真空ポンプを使いましょうというお話です。
真空ポンプですね。
エジェクター以外の選択肢として真空ポンプと呼ばれます。
これはモーターでポンプを駆動して真空を作ってやる。
コンプレッサーの逆ですね。
コンプレッサーを動かして圧縮空気を作るのがコンプレッサーですけども、
真空ポンプというのは、モーターで逆に空気を抜いてやる。
これのものになります。
これエジェクターと真空ポンプどっちがいいの?みたいなお話がございます。
これもピッチャーピッチャーでやっていこうかというのが一番です。
エジェクターが便利な場合、吸着箇所が少ない。
必要な時だけ3時間使う。
吸着パッド近くで真空を作りたいので、
あとは応答性が必要ですよみたいな要素の場合はエジェクターを使いましょう。
これが結構よく使う構成でございます。
真空ポンプが有利になる場合は、
さっき言ったようなスカスカのものを吸いたいという場合は真空ポンプです。
断線真空ポンプです。
あとは吸着箇所が大量にある。
長期間ずっと真空を使う。
流量が大きい。
こんなやつの場合は真空ポンプです。
ただですね、真空源、
真空ポンプから吸着パッドまでの距離というのが非常に重要で、
長ければ長いほど配管量も増えますし、
配管の流露抵抗というのもありますので、
これはあまり効率が良くない。
あとは漏れたりとかそんなのもあるので、
真空ポンプも非常に買い所というのがあります。
次のお話ですと、真空機器というのは真空度だけで選んではなりませんというのがございます。
真空機器を選定するときに、どれだけ強い真空を吸えるかという到達圧力、
到達負圧というのがカタログにあるんですけど、
これだけ考えて、これだけ見て選定してしまうというのはちょっと浅はかです。
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実際には吸い込める流量というのもあります。
例えば段ボールとかスポンジ袋とか密閉できないワークというのがあるんですけど、
これだとプッシュが漏れ続けるんですよ。
その場合、ものすごい高い真空を作れるというのも、
吸い込み流量が小さい場合はうまく吸着できる。
あとはパッドじゃなくて、金属の板で金属を吸着するみたいなことがたまにあるんですけど、
その場合もちょっとだけ漏れ流量があるので、
到達圧が高くはできないんです。
ですので、その場合は吸い込み流量で吸い付けるみたいなことが必要になります。
逆にガラス板とか金属板に対して真空パッドで吸着するという場合ですと、
流量ではなくて到達圧、圧力で考えたほうがいいということになります。
一般的には流量が大きいと真空の到達圧が高くなる。
逆に真空の到達圧力をより真空に近づけたい場合は、
吸い込み流量が低いという傾向があります。
圧力がどれだけ下げられるかとか、どれだけ空気を吸うのか、
頭とどれだけ漏れるのか、この辺を考えながら選定していく必要があります。
さらに言うと吸着パッドの径とかですね、
直径増やすのももちろんいいんですけど、
円形なのでワークの形が円ならいいんですけど、
四角いにしたいなとかいうのもあって、
吸着パッドの形というのが結構変わっていってしまうこともあります。
あとはワークの重量とか、動作するときの角度、
縦に上から吸うのか横から吸うのかみたいなのも変わってきております。
その場合、安全率というのが結構増えていて、
安全率は一般的には10倍取れという話が出ております。
カタログですと、これ守ったほうがいいと思います。
このような条件を積み上げていって、真空機器を選んでいます。
真空機器がございます。
エアシンジャーもそうでしたけど、
真空機器ってカタログから適当に1個選べば終わりみたいなものでないんですね。
結構見るべきところがたくさんあって、
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選ぶの結構大変なんですよ。
この辺、1個1個考えて、
狙った通りに機械が動いたときは結構楽しみです。
あと、負圧で考えていくときに、流露の太さというのも結構重要でして、
どうしても負圧を発生させたときって、
何か空気を動かさないといけないんですけども、
ピッタリ密着しているような状態になるんですけど、
何か吸い込む場合の流露というのが細すぎると、
配管抵抗というか、流露抵抗で圧力がむちゃくちゃ落ちるんですよ。
特に負圧だと顕著。
そういうのも負圧でマイナス100キロパスカル減られないので、
絶対真空になっちゃうんです。
ですので、結構顕著に出てくるなというところがございます。
はい、負圧に関しては今回この辺に行こうかなと思います。
あまり一般的には目にすることの少ない空圧機器でございます。
これあまり知られていない分だけ、
できれば分かっている方はちゃんと勉強して先生にしていただきたいなと思います。
偉そうなこと言ってますけど、先生に言ったことは多々あります。
皆さんも自分と同じようなことにならないように、
ぜひいろんな経験を積んでいただければなと思います。
はい、今回この辺にさせていただきます。
以上、相手はYOHEIでした。バイバイ。
