面法線検出プローブによる自由曲面形状自動計測システムの試作開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850033
• Research Institution: Tomakomai National College of Technology
• Principal Investigator: 青山 英樹 苫小牧工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (40149894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河合 正治 ニコン, 生産技術本部・第五開発課, 次長 ; 斎藤 勝政 北海道大学, 工学部・精密工学科, 教授 (40001169) ; 岸浪 建史 北海道大学, 工学部・精密工学科, 教授 (30001796)
• Keywords: 測定 / 三次元測定機 / プローブ / 自由曲面 / 法線 / モデリング

Research Abstract

本研究は昭和63年度および平成元年度の2か年にわたり計画されており,本年度の研究において得られた成果は以下のとうりである。
1.自由曲面モデリングシステムの開発(青山、岸浪 担当)
すでに開発済みの加工用モデリングシステムを基礎とした計測用自由曲面モデリングシステムを開発することを当初目的とし交付申請書に記載していた。しかし、本研究を行っていくなかで、加工用・測定用として開発するのではなく、「モデリングは測定評価可能な情報のみを用いて行うべきである」という考え方を提案し、これに基づき独自のモデリングの手法「位置ベクトルと単位法線ベクトルによる曲面補間法」の提案を行った。来年度は提案した曲面補間システムの開発とその有効性の確認を行う計画である。
2.面法線検出システムの開発(青山、河合 担当)
球面抵抗薄膜(TiNi)を用いた接触式面法線検出プローブの試作開発を行い、その測定精度が±0.1deg.であることを明らかにした。3点支持構造を有するレニーショ-TP2プローブヘッドと開発した面法線プローブを結合することにより、プローブと被測定物との衝突を回避する機能と接触時における接触信号発生機能を付加することができた。面法線検出プローブより出力される信号より、被測定物との接触点位置を検出するソフトウェアー(アルゴリズム)を開発した。
3.自由曲面形状自動計測システムの開発(青山、斎藤 担当)
面法線検出プローブ、TP2プローブヘッド、三次元測定機コントローラ、およびマイクロコンピュータをインターフェースを介して有機的に結合し、マイクロコンピュータにより面法線検出プローブと三次元測定機コントローラのデータを収集し、同時にモデリングデータを基に自由曲面形状測定のための三次元測定機の駆動を行うシステムを開発した。

Research Products

• [Publications] 青山英樹: 昭和63年度精密工学会秋季大会 学術講演会講演論文集. 331-332 (1988)
• [Publications] 青山英樹: 1989年度精密工学会春季大会 学術講演会講演論文集. 995-996 (1989)
• [Publications] 青山英樹: 精密工学会誌. 54. 1957-1962 (1988)
• [Publications] Hideki Aoyama: CIRP ANNALS. 38. (1989)