レーザ干渉法によるインボリュート円筒歯車の歯面形状・精度の非接触測定に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650132
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤尾 博重 京都大学, 工学部, 助手 (90026097)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保 愛三 京都大学, 工学部, 助教授 (10027899)
• Keywords: 光計測 / レーザー / 千渉計 / 歯車 / 君車精度 / フリンジスチヤン法

Research Abstract

1.ビームを被測定歯面に照射して干渉縞を得ようとする場合、測定機への歯面のセッティング位置により被測定歯面からの反射光がケラレることがある。そのため測定機光学系のプリズム、ハフーミラーに回転を与えCCDイメージセンサー上に干渉縞像を形成させる場合、それら光学要素に与える回転量を求めるプログラムを作成した。
2.種々の歯面誤差を有する平歯車およびねじれ角の小さなはすば歯車歯面を測定対象として、それへの物体光および参照光によりCCDイメージセンサー上に干渉縞を形成させうることを確認した。その結果によれば、物体光はレンズを通過することにより球面波に近い波面を有し、また、参照光は平面波であるため両者の光路長の差による干渉縞像の縞密度はきわめて大であることが実験により判明した。
3.干渉縞像の縞密度が高いため、計算像を干渉縞像へ重ね合わせて得られる誤差曲面は、二つの像のわずかな重ね合わせのずれにより著しく影響を受けることが考えられる。そのため測定精度を確認する目的で、測定機の光学系における参照光の光路の途中に凸レンズを配置することにより参照光を球面波とし、その球面波と、球面波に近い波面をもつ物体光とを干渉させることにより、その干渉縞の縞密度を軽減させうることをシミュレーションにより確認した。その場合、参照光の光路の途中に配置した凸レンズの焦点位置とCCDイメージセンサーとの距離が干渉縞密度に直接影響し、その焦点位置の適切な選択により、干渉縞像と計算像との重ね合わせのずれにもとづく測定精度の低下をおさえうることをシミュレーション結果により明らかにした。