부품 반전 이송 장치 설계
SOLIDWORKS와 연동해 컨베이어의 부품을 180° 뒤집어 검사 스테이지에 올리는 반전 이송 장치를 설계했습니다. 1,000개 이상의 후보에서 6절 링크 기구를 선정해 98종 262개 부품의 3D 어셈블리, BOM, 서보 토크·링크 응력 해석 보고서와 도면을 만들었습니다.
- 설계 대상
- 검사 라인용 부품 반전 이송 장치
- 목표 조건
- 2 kg 부품 180° 반전, 사이클 타임 3.0 s 이하, 서보모터 1개
- 선정 기구
- 6절 링크 기구 (1,000개 이상 후보 생성)
- 결과물
- 98종 262개 부품 3D 어셈블리, BOM, 해석 보고서와 도면
01요구사항 입력
설계 요청
컨베이어 위 2 kg 부품(200 × 150 × 40 mm)을 파지해 180° 반전하고, 옆의 검사 스테이지에 안착시키도록 요청했습니다.
설계 조건
사이클 타임 3.0 s 이하, 서보모터 1개와 회전 관절만 사용, 사이드 플레이트에 고정 피벗을 두는 조건을 정리했습니다.
설계 공간과 이송 경로
컨베이어, 검사 스테이지, 가이드 벽을 장애물로, 사이드 플레이트를 고정 피벗 면(GS)으로 정의하고 파지, 들어 올림, 스테이지 상부 통과, 안착의 4개 자세(Scene)를 지정했습니다.
표준 부품 목록
SMC MHL2-40D 그리퍼, RSDQB20-15DZ 스토퍼, CDQ2B20-20DZ 클램프, MISUMI MPBZ16-20 부싱, 미쓰비시 HG-KR43G5 서보를 사용하도록 지정했습니다.
텍스트, 이미지, 문서, CAD로 요구사항을 전달할 수 있고, METHEUS가 질문하며 필요한 설계 조건을 정리합니다.
02자율 설계
동작 원리 설계
1,000개 이상의 기구 후보를 생성하고 비교해, 전달각 21.3°의 6절 링크(#1)를 선정했습니다. #165, #40 등 다른 6절 후보는 비교 후보로 함께 검토했습니다.
부품 선정과 조립 설계
선정한 6절 링크로 설비를 모델링하고, 1/33 감속기를 단 HG-KR43G5 서보 1개로 구동하도록 구성했습니다. 지정한 표준 부품을 적용해 98종 262개 부품으로 조립했습니다.
수정 요청 반영
선정한 6절 링크는 유지한 채, 크랭크 링크 도면과 BOM 출력, 보고서에 서보 토크 그래프와 FEM 결과를 추가하도록 요청했습니다.
03공학 해석 · BOM 생성
동역학 해석
72단계 동역학 해석으로 한 사이클을 2.9 s에 마치는 것을 확인했습니다. 서보 RMS 토크는 정격의 68 %입니다.
위치 정밀도
검사 스테이지 안착 오차는 0.0 mm / 0.0°이고, 중간 자세에서도 최대 0.9 mm입니다.
구조 해석(FEM)
크랭크 링크(A6061-T6)의 최대 응력은 14.4 MPa로, 안전계수 19를 확인했습니다.
BOM 생성
서보, 그리퍼, 부싱 같은 구매품과 링크, 허브, 플레이트 같은 제작품을 구분해 98종 262개 부품을 BOM으로 정리했습니다.
설계 조건 검토
- 사이클 타임 충족
- 목표 3.0 s 이하결과 2.9 s
- 구조 강도 충족
- 목표 안전계수 2 이상결과 안전계수 19 (14.4 MPa)
- 이송 위치·자세 오차 충족
- 목표 위치 오차 ±1 mm 이내결과 0.0 mm (기구학 해석 기준)
04설계 보고서 · 도면 생성
설계 보고서 출력
요구사항, 후보 비교와 선정 근거, 수정 요청 이력, 72단계 동역학 해석과 크랭크 링크 FEM 결과, 추가 확인 항목(전체 사이클 간섭 검사)을 하나의 설계 보고서로 정리했습니다.
CAD, 도면과 BOM 출력
최종 CAD 모델에서 크랭크 링크 2D 도면(FS-LK-L2)을 생성했습니다. BOM, 2D 도면과 3D CAD 파일로 내보낼 수 있습니다.