2015 Fiscal Year Annual Research Report
自己校正型ロータリエンコーダを利用した絶対形状測定システムの開発
Project/Area Number |
26820028
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
近藤 余範 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 工学計測標準研究部門, 主任研究員 (10586316)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | ロータリエンコーダ / 自己校正法 / 形状計測 / 平面 / 球面 / 自由曲面 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では,表面の局部傾斜角度測定に基づく新たな表面形状測定システムを提案している.提案システムでは,まず口径1-2mm程度のレーザビームをペンタミラーの反射を介して測定対象の表面に照射する.次に,ペンタミラーを走査し,レーザビームを対象表面上でスキャンする.ハーフミラーから切り出された対象表面からの反射光を,ミラーの反射を介して,レンズとポジションセンサにより角度検出システムに入射させる.ポジションセンサは,レンズの焦点面に置かれており,ペンタミラーの走査に伴い局部傾斜角度が変化すると,センサ上のビームスポット位置が変化するが,提案システムでは,局部傾斜角度が変化してもスポット位置が変化しないように,ミラーの角度を変化することが可能なフィードバッグ制御システムを開発した.ミラーの回転角度を自己校正型ロータリエンコーダ(SelfA)によって測定することにより,間接的に対象表面の局部傾斜角度を測定することができる. 提案システムは,①オートコリメータ(AC)の測定光(口径6mm以上)を使用する多くの装置と比較し,口径1-2mmのレーザビームを利用することにより,表面の測定可能な横分解能が向上する.②また,ACの校正として用いられているSelfAを直接角度測定に用いるため,絶対精度が向上する.③SelfAを用いることにより,ACの測定範囲(1000角度秒程度)を大幅に超える曲率数mから数十m以上(局部傾斜角度10度以下)の測定も可能となる. 開発したフィードバックシステムを用いた形状測定において,1nm以下の形状測定の繰り返し性を達成した.また,間接的な回転角度を測定するSelfAの絶対角度測定精度を評価した結果,±1度の範囲において0.036角度秒以下の精度を実現した.平面から数m程度までの曲率を持つ表面形状(自由曲面)を数nmの絶対精度で測定できることが実験的に検証された.
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Research Products
(1 results)