治具の位置決めは、製品の加工や組み立てにおいて重要なポイントです。製品を治具の定位置に置くことで安全性や品質の確保が可能になります。今回は、治具の正しい位置決めの方法についてご紹介します。
最適な治具を導入して、
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場合は、関東最大級のロボットSIer、FAプロダクツまでお問い合わせください。
また、安全に工場を稼働させ続けるためには、定期点検・保守・修理、老朽化した設備のリプレースが必要不可欠です。
FAプロダクツはそういったお客様のニーズにお応えし、手書き図面のデジタル化から緊急依頼まで幅広くサポート。
また、弊社が納品したもの以外の設備にもご対応いたします。
１．治具の位置決めで重要な4つの基礎知識
①繰り返し精度が出ること
とても精度よく加工できる治具を作ったとしても、ワークの固定位置がズレてしまえば当然、加工位置もズレてしまいよくありませんよね。
治具を使用して加工する場合、繰り返し同じ位置にワーク（加工対象）が固定されなければ、同じものはできません。繰り返しの精度が、ワークの品質の安定化を決めます。
ワークの品質を確保するため、何度やっても同じ位置に固定される位置決めが必要とされます。
②3方向から3・2・1点で押さえる
治具の位置決めは、基本形として下記のように3方向で拘束します。
- 基準面Z（図の下の部分）：3点
- 基準面X（図の上の部分）：2点
- 基準面Y（図の右の部分）：1点
直方体などのワークに対しては、この原則で位置決めをします。
つまり、基準面Zを決めるのには3点必要であり、基準面Xに対して回転方向を決定するために2点が必要になります。基準面Yに対する平行方向を決めるのに1点必要です。
この基本パターンに当てはめることこそが、繰り返し同じ位置に位置決めができるようになります。
③加工のツールとの干渉に気を付けよう
加工で使う治具に関しては、加工するためのツールとの干渉も気にする必要があります。ツールの届く範囲内に位置決めをしなければ、せっかく位置決めしても意味がありません。
そのために、高さの調節や横方向のストロークの調整が必要です。
④歪み・たわみに気を付けて固定する
位置決めをした後で、そこに固定する必要があります。固定方法は、上から押さえつけたり、挟み込んだりと様々な方法があります。固定方法によっては中央部でたわんでしまったり、真ん中がへこんでしまったり、歪みが発生して、平行や平坦の精度が出ないことがあります。
押さえ込み位置・挟み込み位置（クランプ位置）、また押さえる力・挟む力（クランプ力）を考え、必要ならばガイドを入れ、サポートするなどの調整も必要です。
２．治具の位置決めをする4つの方法
①面当たりで位置決めをする方法
こちらは3方向からの3-2-1点で押さえる基本形で、点ではなくて面当たりで受けているパターンです。
ワークが図のような直方体であれば、Zを基準面として、位置決めのX、Yの面に当てて位置決めをします。ワークの面が綺麗な平面であれば、面当たりで位置決めを行うのがベストです。Zの基準面は、面積が小さい方がゴミの噛み込みなどが減るためよいでしょう。
位置決めの面は、ぴったり合うように、隅に隙間などを使っておきましょう。
②点当たりで位置決めをする方法
こちらも3方向からの3-2-1点で押さえる基本形で、Zの基準面とする点は同じです。
違いはX、Y方向を面ではなく点で受ける点です。
点で受ける理由としては、ワーク形状が綺麗な平面でなかったり、鍛造や鋳造の肌であったりする場合に面当たりができないためです。先のとがったピンで受けることで、位置が固定されます。
ワークの大きさや形状によりますが、ピンは調整できるものにしておくと便利です。
たとえば、位置決め用のボルトを使う方法です。一般的なボルトとナットを使うことでも、位置決めをすることができます。
③ピンを使った位置決めをする方法
ワークに位置決め用の穴をあけておき、ピンに穴を合わせることで位置決めをします。パレットやプレートの位置決めに、適している位置決め方法です。
ピンは2本あれば、位置決めが可能です。ピンの位置が近いとずれが大きくなるので、できる限りワークの端どうし、対角にあるのがベストです。
ただし、ピン2本の位置が離れていると、ワークをそのピンに入れることが困難になってしまうことがありますので注意しましょう。
④V溝を使った位置決めをする方法
ワークが円形で、その側面を加工したい場合、Zの基準面を合わせることができません。そこでV溝で固定する方法が一般的です。
V型のブロックなどで受けて、上からV型のもので固定するなど、固定する方法も工夫が必要ですね。
３．基本形を複合して位置決めをする方法
ピンと面、ピンと点で位置決め
ピン1つだけでは、回転方向の位置決めができません。回転方向の位置決めを面当たりにしたり、点当たりの位置決めを行うことができます。2つのピンが入れにくいようならば、ピンを一つにして回転方向の位置決めを行う方法が簡単です。
４．治具に関するご相談はFAプロダクツへ
対象のワーク、加工方法などによってできることとできないことがあります。
基本は3面を固定する方法ですが、その方法だと位置決めが難しい場合がありますので、様々な方法がとられています。
基本をしっかり理解し、それを応用することで難しい位置決めもできるようになりましょう。
製造品をいかに効率よく、品質を保って製造するかは、製造品に見合った治具を製作できるかどうかに掛かっていると言っても、過言ではないでしょう。
「低コストで品質良く製造するために、どんな治具を使えばよいだろうか？」と悩んだら、まずは、治具メーカーにちょっと相談してみようということから始めたらいかがでしょうか。
FAプロダクツでは、どのような業種のメーカーから出される治具製作要望に応えることができるように体制を整え、高い技術力をもって治具の開発を進めています。
