高精度位置決めをするアクチュエーターの取り付け

質問

いつもお世話になります。
高精度（±0.01程度）の位置決めをするアクチュエータの取り付け方について教えて下さい。

アクチュエーターはスライドのついた単軸ロボット（70×100×800）で、
可動部の反対側に組み付け用のM5のネジ穴が6箇所あります。
このロボットを垂直に立て100分代の位置決めをする予定なのですが、できるだけ組み付け誤差をださない為の適切な方法や、必要な物がわからず困っています。（ロボットでそんな高精度の位置決めができるか、という問題はあると思いますが、ひとまず置いておいてください。）

イメージとしては、

1.組み付ける場所にクリアランスを大きめに取った長穴（5×10）を6箇所設け、ネジで緩めに仮止め。

2.ロボット上に水準器を載せ、傾きを見ながら樹脂のハンマーなどで叩いて水平をだして本締め。

3.もう一度、本締めによって傾きが狂っていないかを水準器で確認、ピックテスターをスライドに当て、スライドを手動で動かして曲がりが出ていないかを確認して設置完了。

　という感じですが、旋盤の軸ならまだしも高精度機械を軽くとはいえハンマーで叩いて良いのか、研磨はされていないであろう外形を基準にしていいのか、といった疑問や、そもそもロボットであればコントローラーやPLCで補正がきくので多少傾いていてもいいのだろうか、といった疑問が出てきてお手上げ状態です。
　メーカーなどにもきいているのですが、高精度の運用に関しては事例が少ないらしく難しそうです。一方でこういった分野に精通しているであろう機械関連のところには諸般の事情から聞けず、社内に相談できる人もいません。
　経験談程度でも結構ですので、なにかアドバイスいただけないでしょうか。

回答No.3

noname#230359

高剛性な組付用の冶具を製作し、それに固定した後にM5ネジ6箇所を締め付け固定する。
冶具は位置決めピン等を用いて、精度良く精査し一度前述のように組付けます。
そして、精度チェックをしてから冶具にシム調整をし、再度組付けます。
それを４～５回程度すると冶具構想がよければ精度よく組付けができます。

次に同様の組付けを行う場合、運が良いか冶具に固定する製品精度が良いかの理由にて、
精度よく組付けができるでしょう。
固定する製品精度が一つ一つバラツキがあっても、一度組付けをし精度確認してから、
そのフィードバックで冶具のシム調整をすれば精度よく組付けができるでしょう。

精度良く組付けができる冶具のシム調整は、慣れで簡単になります。
タイヤのバランス調整用の重り貼りも、慣れ（熟練）で一発で調整できるように…。

組付用M5ネジ穴6箇所の方向と100分代の位置決めをする方向が、どのような仕様であるか
は？？？ですが、一度冶具にて組付けて精度確認した後なら、どの方向にいくら動かせば
精度に入るか見当が付くと思うので、その動かす方向にシムを入れて調整します。
（いくら動かすかは、シムの枚数や厚みで調整します）
ですが、計算通りに行かない場合もあるので、シム調整を何回か繰り返します。

精度が安定しない場合は、冶具の構想が悪いか、冶具の剛性が不足しているかになるので
すが、以上で理解できましたでしょうか？

お礼

いつもありがとうございます。

シム調整について調べてみましたが、歯車に関する事例が多く、自分の組み付け時のシム調整イメージがあっているかどうかいささか不安です。おっしゃられるところの、アクチュエーターの取り付けにおけるシム調整とはこういった流れであっているでしょうか。

1、ロボットと冶具（厚い板にロボット組みつけ用と設置用に2種の貫通穴をきった物）をM5ネジで組み合わせる。（この組み付けは以降外さない）

2、設置箇所壁面に、ロボットごと冶具をネジで固定。その際、ネジ1ヶ所に1枚、冶具と壁面の間にシムをかませる。

3、ロボットの垂直を確認して、傾きをみる。冶具を外して傾きを修正する形でシムをやすり等で研磨。再度冶具とシムを組み付けて傾きをみる。
（以下、垂直がでるまで3を繰り返す）

回答No.2

noname#230359

水準器では無理

校正とるのであれば
この場合
校正用の何か（溝など）をテーブルにつくり
ロボットにダイヤル（マグネットスタンドでで固定）をのせ
校正をとる

ただロボットに位置決め用の穴が開いてるので
100分台なら出るとおもいますが

お礼

いつもありがとうございます。
テーブルに基準溝をつくっておき（この場合、溝を立てて）それが床に垂直であるという前提で、ロボットに載せたダイヤル（ピック式でもかまわないでしょうか？）を溝に沿って走らせて校正をとるということでよろしいでしょうか？

ロボットにさせる位置決めが±0.01の精度なので、据付の精度はこれ以上にしたかったのですが、ひょっとすると通常の穴を使った位置決めででるかもしれないですね。ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

ストローク８００mmで「水平を出したい」という意味で宜しいでしょうか。
ロボット自体の締め付けで何とかしようとせず、アジャスト用プレートを設けてはどうでしょうか。
憶測ですが、ロボット単体で幅で0.01の精度は難しいと思います。（無理とも断言できず）

コストを無視した無責任意見です。
直動性の高い（ガタのない）LMガイドを設け、ロボットは駆動源として使った方がいいような気がします。
そうすると位置決めにリニアスケールなどが必要となります。
フリクションジョイントなら、点数にもよりますが、外部から位置決め機構を設けるのが無難。

幅で0.01の精度だと測定器は、最小読み取り0.001～0.002のダイアルゲージでなければ、正しいと思えないです。。
ロボットの表示値はあてにせず、ティーチングで位置決めですね。

その他設置環境の温度は無視してよいのか。

お礼

早速の回答をありがとうございます。
ロボットは立てた状態で使用しますので、「水平」では無く「垂直」が必要になります。調べたところ、リニアガイド調整プレートというものは見つかったのですが、使い方がいまいちわかりませんでした。もう少し調べてみます。

おっしゃるように、ロボット単体では百分代の位置決めは困難だとは思いますが、カタログ精度をみるにできないとも言い切れないため、その検証が今回の質問の発端です。（目的はまた別にありますが、長くなるため割愛させてください）

設置環境の温度、工場内環境（特に粉塵）の影響など課題は山積みな一方、機械的なノウハウが社内にほとんど無いため、実機での検証を試みようとしている段階です。
（MONOristや参考文献を見るに、本来は設計段階での検証がなされるべきなのだとは思ってはいるのですが…）

検証の結果、単体での運用が困難であった時、LNガイドと外部からのリニアスケールによる測定を試みてみます。大変参考になりました。ありがとうございます。