2006 Fiscal Year Annual Research Report
異常値抑制効果と斜面対応機能を有す光触針式輪郭形状センサの開発
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18560120
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
深津 拡也 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教授 (80228866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳 和久 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (80108216)
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| Keywords | 光触針 / スペックル / 楕円スポット / 輪郭形状 |
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| Research Abstract |
これまでスペックル誤差補正機能を持つ、直交ナイフエッジ方式の光触針式輪郭測定センサを提案し、従来のセンサに現れる突発ピークや高周波ノイズなどの異常値を大きく低減することができた。しかしながら、この方式においても僅かに異常値がセンサ出力に重畳し、触針式測定機と比較するとその抑制効果はまだ不十分であった。特に触針式粗さ測定機の測定値が0.1μmRa以下の加工面では、誤差補正を行っても測定値が触針式粗さ計の3倍程度(Ra値)になる試料もあった。この原因はスペックルによって反射光強度分布に大きく偏りが生じる場合は、スペックル誤差補正機能を持つ、直交ナイフエッジ方式の光触針式センサを用いても、スペックル誤差補正はできても変位感度を維持することができないためである(昨年度の研究結果より判明)。そこで反射光強度分布の偏りを緩和するために、照射スポット形状を円形から楕円形に変更した光触針式センサを提案した。楕円大きさは、短軸が円形スポットと同じで、長軸が6倍した。この効果により、縦方向のスペックルサイズが同じで横方向のスペックルサイズは縮小される。すなわちスペックルパターンが線状になり、反射光強度分布の偏りを緩和することができ、変位感度の減少を抑制することができる。またこのセンサは、従来と同様にスペックル誤差補正機能を持ち、誤差補正を行うのでさらに異常値を低減することができる。
このセンサを使用して各種加工面の変位測定を行ったところ、照射スポット形状を楕円状に大きくしたにもかかわらず、測定感度は放電加工面やブラスト加工面においても鏡面とほとんど同じ変位感度が得られた。また輪郭形状測定を行ったところ、これまで異常値が低減できなかった0.1μmRa以下の放電加工面やブラスト加工面において、触針式測定機と同等の測定結果が得られた。
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