2022 Fiscal Year Annual Research Report
回転基準球を用いたマイクロプローブ三次元形状のナノ精度その場校正に関する研究
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20K04195
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
伊東 聡 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00624818)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 回転基準球 / 校正 / マイクロプローブ / 三次元測定 / CMM / micro-CMM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，接触式マイクロプローブ先端の球状測定子の形状誤差をナノメートル精度で計測し，micro-CMMによる三次元計測のナノメートルオーダ測定精度保証への応用を目的としたマイクロプローブ校正法の開発に取り組んだ．従来のプローブ校正法は寸法や形状偏差が校正された基準器物との比較校正により行われていたため，プローブ先端測定子形状偏差の三次元分布の計測を行うことが困難であり，結果として，プローブ球形状偏差のナノメートルオーダ精度保証は困難であった．本研究課題では，回転基準器校正法と名付けた独自のプローブ形状偏差の測定法に基づき，プローブ先端球状測定子の形状誤差計測の開発に取り組んだ．回転基準器校正法では，プローブ校正用基準球を回転させながらプローブ校正を行うことで，測定点座標よりプローブ球と基準球の形状誤差を自律的に分離することが可能である．
当該年度は，micro-CMMに用いられるマイクロプローブへの適用に関する調査と三次元計測座標のナノメートル精度保証への応用について検証を実施した．その結果，前年度まで取り組んでいた回転基準球を用いた方法より簡便かつ短時間で，プローブ先端測定子の球形状からの形状偏差を三次元的に計測可能な方法を発案した．数値シミュレーションと三次元座標測定機を用いた実験により提案手法の実現可能性の検証に取り組んだ．提案手法はプローブ球形状誤差を自律的に校正可能であり，またプローブ形状誤差を含まない測定対象物の絶対形状測定実現の可能性を得ることができた．測定の不確かさが評価され，sub-nmオーダの不確かさの達成が確認できるとともに，ナノメートル精度実現のための課題を明らかにすることができた．
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