エアシリンダの位置決め繰り返し精度について調査
- エアシリンダの位置決め繰り返し精度を調査しましたが、結果は±0.15μm程度でした。
- 分解能1ナノのセンサヘッドを使用する予定ですが、現在のエアシリンダでは要求される位置精度に達しない可能性があります。
- 高精度位置決めが可能なエアシリンダのおすすめはありますか？
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エアシリンダの位置決め繰り返し精度について
いつも皆さんにお世話になっております。 ありがとうございます。 エアシリンダの位置決め繰り返し精度について質問です。 エアシリンダの位置決め繰り返し精度を調べたのですが、シリンダのせいか、センサのせいか、わかりません。 やり方としては、シリンダの上昇端に行く手前にストッパをとりつけておき、シリンダの動きとしては、ストッパに突き当たるまで上昇します。 その上昇端を変位計で測定します。 結果として100μmで校正し、±0.15μm程度でした。 性能はこんなもんでしょうか？ ストッパの剛性が足らなかったのかもしれませんが・・・ 実は分解能1ナノのセンサヘッドをとりつける構想があり、ヘッドとワーク間の距離が0.5mm程度なのでシリンダ等で逃がす必要があります。 しかしながら、シリンダの位置決め繰り返し調査でこのような結果になってしまったので、シリンダは諦めざるを得ないかなと思っています。 しかし、逃がさないとヘッドが通れません・・・ 私的には±0.05μmくらいあればいいのでは、と思ったのですが、動作するところが多ければ多いほど測定繰り返し誤差は生まれます。 高精度位置決めが可能なエアシリンダ、お勧めはありませんでしょうか？
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ガイド付きシリンダーは ガタが大きいです ストッパーはシリンダーの中心に対してどのように取り付いていますか？ 中心から離れた位置に一箇所であれば 誤差が大きくなります 同時研磨した4個のストッパーを 四隅に配置すればいいと思います どのような装置か読み取れませんでしたが見当外れでしょうか
回答(3)さんの細やかなご配慮に脱帽です．．．が、ＮＣ工作機械でも レンジ0.1μmの位置決め精度は難しいので、回答(2)さんと同意見で、 エアシリンダの位置決めでは信頼性に欠くと考えます。 回答(1)さんが挙げられたサーボシリンダは初めて知りました。 世の中、凄いものがあるのですね。勉強になります。 ところで、レンジ0.1μmの位置決めが実現したとして、装置全体の 熱変位の影響は大丈夫でしょうか？ （恒温室に設置+装置熱源完全切り離し．．．とか）
お礼
ありがとうございます。 確かにエアシリンダでは無理なよな気がします。 しかし、テストをしてみなければ・・・と思い惨敗でした。 （3）の方の意見を参考にもう一度やってみたいと思います。 限界をみてみたいです。 装置にしたときの熱の影響・・・確かにおっしゃるとおりです。 今回アルミの材料でテストしました。 影響ありそうです・・・ ただ、測定温度は安定しているので大丈夫のように思いますが、センサヘッド自体の発熱があるのでどうなのでしょう・・・ やはり鉄が一番だと思います。 まだまだ、考える余地はありますね。 ありがとうございます。
ストッパーの剛性を含めた、シリンダ ⇒ … ⇒ ストッパーの力を伝達する クローズされた剛性が足りないと考えます。 また、シリンダのスピードも影響していると考えます。 先ずは、シリンダのスピードを落として測定してみて下さい。できれば、 低摩擦（低速）シリンダを使用すると、より効果的ですが可能ですか？ 衝撃による弾性域のズレが改善され、精度が上がると思います。 次に、力を伝達するクローズされた剛性が足りない確認ですが、剛性アップ は簡単にできないので、レギュレターで圧力を落とし（全体を落とすと問題 があれば、シリンダだけかシリンダの上昇端側だけでも可です）、確認を してみて下さい。 多分、±0.05μm位にはなると思います。 言い忘れがありました。ストッパーの面圧力はいくらでしょうか？ できるだけ、面積を大きく取って、面圧力を下げる工夫と、焼き入れ材を 使用すると良いのですが。 シリンダ上昇は負荷が掛かっていると思います。従いまして、その負荷を 維持する圧力以下には、レギュレターで減圧できません。シリンダが上昇 できるギリギリの圧力で行なうと良いでしょう。 但し、上述のように他の機構が動作しなくなれば問題ですから、その時は シリンダだけかシリンダの上昇端側だけかを減圧して下さい。 当然、実際の使用は日中のみ又は24時間と推測しますので、温度変化が 激しい処では精度維持ができないので、恒温室での運用となると思います。 テストの時は、短時間なので温度変化が少なく、問題が無いと考えます。 ±0.05μm、レンジで1/10μm位にはなると思うのですが。 一度、試してみて下さい。 精密部品の検査冶具もそうですが、シンプルで各隙間を地球の重力で無く する方法を取ります。ですから、サーボモータ＋ボールねじ等を駆使する より、シリンダの当て止めの方が、調整のやり方によっては良いと考えて います。但し、周辺の剛性は良いものとしてですが…。
お礼
ありがとうございます。 非常に考えて頂き大変参考になります。 シリンダの速度はできる限り遅くしましたが、低速でないためストッパにあたるときカチカチ言ってました。 ガイド付きのシリンダを使用したのですが、面圧は20×5mmくらいの面積をあてていました。しかし、焼きも入っていないし、シリンダのほうはアルミなので、ここらへんは改善の余地がありますね。 あと、エア圧は0.5MPaでやりました。 普段の装置はいつも0.5MPaなのでそうしました。 精密レギュレターを使用するのも手かなと思いました。 大変参考になりました。ありがとうございました。
エアーシリンダーは所詮当て止めなので、 精度はないです 摩耗していくから うちのマシニングのATCは エアーシリンダー駆動です テーブルはサーボなので ツール交換するときエアーシリンダーでATCを飛び出させ テーブルの当て止めのバーに当てます テーブルを動かし、ツールの位置決めをしてます… まあ、サーボ１個分安くするためらしいですが
お礼
ありがとうございます。 なるほど。マシニングや工作機械は設計したことないのですが、工作機械そのものが精度が必要ですもんね。 でないと加工精度に影響でますよね。 コストも大事ですが、それよりも精度が大事と思います。 話ズレましたがありがとうございます。
エアシリンダの場合、エア圧力やパッキンの滑り具合などでストッパへの当たりが変わり、そこまでの精度は出ないと思います。 (むしろ、上記の精度出ていることがすごいと思います) やはり、電動かサーボシリンダでしょう。 貴殿の言われている繰返し精度が満足できる物で何社かあるうち、一番精度良さそうなサイトを紹介しておきます。
お礼
ありがとうございます。参考にさせていただきます。 ここのメーカーは初めて知りました。ありがとうございます。
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