単純形状の組合せにより桁違いの高精度を実現するナノ精度凹曲面原器の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23760135
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小森 雅晴 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90335191)
• Keywords: 計測 / 測定 / 原器 / 形状

Research Abstract

機械装置には凹形の複雑な幾何曲面形状を有する部品が多く用いられる。このような部品は、部品表面の微細な凹凸形状が性能・品質に大きく影響する。このため、製品の検査工程において、曲面形状専用測定機や三次元測定機による形状測定が行われる。機械部品に要求される精度がマイクロメートルレベルであるため、これらの測定機にはより高い測定精度を保証することが求められる。このような測定機は、より精度の高い原器を用いて検査・校正がなされる。測定機の精度は原器の精度以上のものとはなり得ないため、原器には極めて高い精度が要求される。しかしながら、現状の原器の精度はマイクロメートルレベルしかないため、検査・校正された測定機の精度は産業界の要求を満足するものとはなっていない。このような状況を鑑み、本研究では、凹曲面形状を高精度に精度保証するための検査・校正用原器を開発し、それを用いた測定機精度検査・校正法を構築することを目的とする。これまでに、提案した凹曲面原器の測定状況を分析し、有効性を理論的に検証した。凹曲面の測定方式には種々の方式があるため、その調査を行った。凹曲面原器により曲面形状測定機を検査・校正する状況について、シミュレーションを行い、検査・校正方法を構築した。そして、凹曲面原器の設計を行った。また、原器に適した材料・加工法を調査した。それに基づき、凹曲面原器の製作を行った。つぎに、製作した凹曲面原器の精度評価を行った。精度評価測定には三次元測定機を用い、これにより、製作した凹曲面原器が有する精度を明らかにした。製作した凹曲面原器を用いて、測定機検査・校正法の検証実験を行なった。これにより、提案した方法が有効であることを確認した。