実験装置で高精度なアルミフレームが必要です。

質問

私は理工学部の大学院生です。

アルミフレームで 1[m]×0.5[m]×0.2[m] のフレームを作ろうと考えていますが、フレームの平行度・垂直度の精度が必要です。
その精度はだいたい0.1mmのオーダーの精度が必要です。
組み立て式のアルミフレームでそれほどの精度を出すことはできるのでしょうか？？

もしくはアルミフレーム以外で何か違う案がありましたら御教授お願い致します。

参考までにアルミフレームはミスミあたりを使おうかと考えております。
http://fa.misumi.jp/index.jsp?contents=/product/al/index.html

回答No.4

kunsei

すごく古い質問のようですが、閉じられていないので、私見で回答します。
高精度を求めるならば、削り出しが一番ですが、コスト面から考えると現実的ではありません。次にコスト面では溶接が安価に仕上がりますが、溶接歪みは避けられないため、仕上げる職人さんの能力に左右されます。アルミフレームの場合、切断公差に左右されるところも大きいですが、各社高精度の切断に対応します。最も重要なのは、接続方法です。ブラケットでの接続は比較的安価に仕上がる反面、部品点数が多く繁雑で、何よりブラケット自体に精度が無いことに加え、隙間が出来やすいため高精度な組付けは、ほぼ不可能です。コスト面ではミスミが良いと思います。一方で、引き込むタイプの接続がありますが、側面と断面が隙間なく密着するため、切断公差にほぼ左右されます(切断直角度は切断公差に直結)。且つ密着=強度が強いため、組み立て後の歪みなどにも強くなります。以上をふまえるとイマオかユキ技研のスレームが良いと思われます。
さらに材質や断面形状を考慮すると、イマオものは、6000系の素材で、曲線を多用しているため、強度はとても強くなります。以上を踏まえると、イマオのものが組立精度としては良いです。

回答No.3

enoissap

内部結合方式の材料を選ぶと良いでしょう。内部結合方式なら、フレーム同士が密着するので、かなりの高精度が狙えます。というか、フレームの太さや長さなどがそのまま出ます。
イマオかユキ技研のレコフレームが良いと思います。

参考URL：

http://www.imao.co.jp/,http://www.yukilabo.co.jp/leco_frame/index.htm

回答No.2

phobos

ミスミのアルミフレームを使って装置の架台などをよく組み立てていますが、ANo.1のご回答同様、私も「0.1mmの精度」は難しいと思います。

ご質問のような直方体の枠を作るとすると、コーナー部分はブラケット（Ｌ型の連結金具）を用いて固定することになるかと思います。
このブラケット自体の直角度はかなり精度良いし、フレーム自体の長さや端面の直角度もかなり精度良く出来てはいるのですが、ボルトで締め付けるときにどうしても多少のずれが生じてしまうからです。
上手に締めていけば１mm以下のずれに抑えることは容易かと思いますが、さすがに0.1mmとなるとかなり難しいと思われます。

> もしくはアルミフレーム以外で何か違う案がありましたら御教授お願い致します。

これについては、ご質問の枠の用途が判らないし、枠の寸法精度と平行度・垂直度の精度のどちらがより重要なのかも判らないので、何とも答えかねます。
一つの方法としてはアルミアングルもしくはチャンネルを使ってアルミ溶接で枠を作り、ＮＣフライス盤で各面を削り出す、というものが考えられますが、アルミフレームで組み立てる場合の数十倍の費用がかかることでしょう。

参考までに、どうしてもアルミフレームを使って精度の良い枠を作るならば、手間はかかりますが次のような方法が考えられますがいかがでしょう。

1)大きな定盤の上で底面枠・上面枠をまず組み立てます。スコヤ（直角定規）を用いて４隅が直角になるよう、また枠が定盤に密着するように気をつけて組み立てます。

2)底面枠の４隅に柱を取り付けます。仮組みした柱が定盤に対して直角になるよう直角定規を当てて確認しながらゴムハンマーで叩いて矯正して最後にしっかり締め付けます。

3)上面枠を柱に載せて仮組。スタンド付きのダイヤルゲージを定盤に置き、ゲージの先端を垂直に枠上面の各所に当てて、定盤面に対する平行度が望む精度以内になるまで、フレーム各所をゴムハンマーで叩いて矯正しつつ締め付けます。

4)組上がった枠の各隅の直角を確認し、ずれがあれば叩いて矯正します。（この矯正によって、せっかく合わせた他の隅の直角が狂ってしまうこともあるので慎重に）

以上です。

回答No.1

tance

1mクラスのアルミフレームで0.1mmオーダーの絶対精度を出すのは
組み立て式では難しいと思います。ただ、精度というのが「変化しない」
という意味ならそれほど難しくはないはずです。（もちろん外力や温度
変化によりますが・・・）

要は、変形や変化をしないがっちりしたフレームを組み、絶対精度が
必要な部分はフレーム上に別な部材を取付け、そこに微動機構などを設けて
調整するのが実用的です。

これなら、ミスミのフレームでも組み方によっては可能です。