組立ての技術

機械装置のベースフレームの芯/芯の罫書きと組立の基準

2019年8月21日

 

今回は「機械装置のベースフレームの芯/芯の罫書きと組立の基準」についての記事です。

機械装置のベースフレームには、例えば架台がアルミフレームでアルミ材のベース板の場合や製缶モノのベースフレームなど様々なタイプがあります。どのようなタイプのベースフレームであっても適切に組立をしなければなりませんが、組立精度はベースフレームの精度に依存してしまうことが往々にしてあります。ベースフレームの精度とは、機械加工によって1/100台や1/1000台の精度があるのか?ないのか?と言うことで、機械加工されていないベースフレームは1mm単位の誤差が発生します。

今回の記事では、そのような精度が低いベースフレームを組立てる上で基準となる芯をどのようにして設定して罫書けばよいのか?について紹介しようと思います。

 

機械装置のベースフレームの芯

芯とは、基準となる中心線です。

芯は機械装置の組立作業に必要な基準の一つですから非常に大切です。

 

もし基準が無ければ、、、

  • 部品が取付ができない
  • 機械装置を据付/設置することができない

などといった問題がおきてしまうことがあります。

 

また基準が不明確でなんとなくの基準の場合は、組立を進めるうちに整合性が取れなくなって矛盾が発生することがあります。

 

矛盾が発生しないために必要なことは、、、

  • 基準の明確化
  • 絶対に基準に合わせる作業

ここをしっかり意識して組立作業を行う必要があります。

 

芯が必要な場面

それでは芯が必要な場面を考えてみます。

 

芯が必要な場面

  • 部品やユニットの組立
  • 部品やユニットをベースフレームに取付ける
  • 装置の据付

例えばこのような作業に芯が必要となるでしょう。(設計と加工次第では必要ありません)

 

芯の罫書きと組立の基準

組立作業には芯が必要だと解説しましたが、ここからはその芯を自分で設定し罫書く場合の方法を解説したいと思います。

 

芯を罫書く場面

ベースフレームに切削加工による「面」や「リーマ穴」が無い場合は特に必要です。

 

例えばこのようなフレーム

  • 黒皮のベース面
  • ボール盤やドリル、レーザーで穴あけタップ加工されている

 

なぜか?例えばこんな感じ

  • 外径寸法のバラつき・・・1000mmで±1.0mm以上
  • 面精度が悪い・・・・側面(外周)と上面(取付面)
  • 穴/タップの位置に精度が無い・・・位置ズレが±0.5mm以上

このような状態ですと測定するポイントによってバラツキが大きくでます。結果整合性が取れなくなります。

 

仮の芯を設定する

精度の無いベースフレームですから、罫書く芯は自分で決定する事になります。

  1. 図面に記載されている基準面(ベースフレームの側面など)から自分の必要とする芯を確認
  2. 芯の位置を図面の基準面からメジャーなどで測定
  3. 芯の始まりと終わりに養生テープをはりマジックで罫書きます
  4. 始まりの点と終わりの点を水糸/ピアノ線/レーザー墨出し器/トランシットなどで結ぶ

仮の芯を設定

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仮の芯の正しさと修正

仮の芯を設定して全体的な取合が良いか確認します。図面寸法(理想の位置関係)と実際の芯からの位置関係を比べます。

  1. 穴/タップのまでの寸法
  2. ベースフレームのツラ(外径)までの寸法
  3. 芯が交差する場合は交差する芯の角度(ほとんどの場合が90度)
  4. 芯が平行する場合はピッチ寸法

図面寸法と同じ部分もあれば違う部分も出てきます。それが、ベースフレームの精度の悪さです。

 

芯の修正

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*どうするべきか

  • 全体的な取り合いが成立しそうな芯に修正する

 

残念ながら図面の寸法を全うできる芯を設定する事は困難です。ですから、ここは作業者による感覚に頼る部分になってしまいます。全ての要素の良いとこ取りをしてください。

ただし、仮の芯を修正するといっても注意することがあります。

 

*注意 

  • 芯が幾つもある場合には、芯と芯の位置関係/寸法は絶対に守る

図面の基準からの寸法は優先度を低く考えますが、機内の芯と芯の位置関係は無視できません。

 

守る事

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芯を罫書く

修正した仮の芯を正規の芯とします。ベースフレームに細目のマジックで罫書きを入れます。長い直尺があると罫書き易いです。

罫書きの注意として、ベースフレームの平面度が悪い場合があげられます。平面度が悪いと高い所と低い所が連続的に発生していますから、罫書く時に高低差に直尺/マジックがとられて、曲がった芯を罫書く危険性があります。

 

*対策

  • 芯の罫書きの基準ポイントを増やしてケガくとズレが最小限になる

 

芯を罫書く

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実際の罫書きの様子

 

機械装置のベースフレームの芯のポイントまとめ

それでは、機械装置のベースフレームの芯についてポイントをまとめておきます。

 

  • 芯とは、基準となる中心線のこと
  • 精度が低いベースフレームに芯をケガく時は注意が必要
  • フレームの精度が悪い場合は、全体的な取り合いが成立しそうな芯を自分で決定する
  • 芯と芯の位置関係/寸法は絶対に守る

 

以上4つが大切なことだと思いました。

 

今回紹介した状況での実際の芯は図面の理想の芯とは違う事がほとんどです。ですが芯と芯との位置関係は絶対に守り、フレームの基準面からは±2mm以内の状態で機内のユニットは実際の芯に合わせこむ事が出来れば全く問題ないと考えています。

参考になさってください。

 

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以上です。

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