斜入射レーザ光干渉による機械加工面の形状精度のコンピュータホログラフィック測定

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555045
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 久保 愛三 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野中 鉄也 京都大学, 工学研究科, 助手 (00180761) ; 矢部 寛 京都大学, 工学研究科, 教授 (30025936) ; 藤尾 博重 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90026097)
• Keywords: レーザ / 斜入射干渉法 / 位相 / 位相差 / 位相シフト法 / 形状偏差 / 精度測定

Research Abstract

1.測定系における歯車設定のための治具を製作することにより,被測定歯面の位置設定を正確に行える干渉測定機を完成した.
2.CCDイメージセンサにより撮影した干渉縞像上の座標と,干渉測定機上の被測定面の位置対応をはかるために,干渉縞像と,シミュレーション像の輪郭形状の一致させることが必要である.そのために物体光を歯車軸に対して平行に設定する手法を開発して,本方法の有効性を実験により確認した.
CCDイメージセンサにより干渉縞像を取り込み,その場合に用いた計算機より実際に計算処理を行うワークステーションへのデータの転送システムを構築した.また,測定データを歯面形状偏差に変換するためのアルゴリズムおよびそれを実現するためのソフトウェアを開発した.
4.位相シフト法により干渉縞像データを位相データに変換した場合,その位相は[-π,π]に限定された値でしかないため,この不連続な位相データを連続した位相データに変換する必要がある.しかし,CCDイメージセンサによる撮影した干渉縞像は対象とする機械部品の面形状によりその縞密度が高くなることがあり,そのような場合,画像処理を困難なものとなる.そこで本研究では撮影した基準面,被測定面の干渉縞像より得た[-π,π]の不連続な位相データをどうしをCCDイメージセンサ上の対応する画素ごとに差引することにより得た結果がホログラムな場合と同様の効果をもたらし,いわばコンピュータホログラフィック測定というべき方法の基礎を確立する位相データ処理法を開発し,そのことを補強する理論的裏付けを行った.

Research Products

• [Publications] 久保愛三: "レーザ干渉法による機械部品面形状精度の測定における位相処理方法について" 日本機械学会論文集(C編). 61. 106-114 (1995)
• [Publications] 久保愛三: "CCDイメージセンサを用いた干渉計による歯車歯面形状の非接触測定(第1報,位相データの処理について)" 日本機械学会MPT'94シンポジウム伝動装置講演論文集. 940-58. 125-128 (1994)
• [Publications] Hiroshige FUJIO: "Laser Holographic Measurement of Tooth Flank Form deviation of Cylindrical Inyolute Gear" ASME, Journal of Mechanical Design. 116. 721-729 (1994)