| 研究概要 |
圧力転写型加工で自律的な形状創成を実現する新しい加工制御法を提案し,加工実験でその基本的性能を確認することを目的に研究を進めた.まず,目的の加工兼用追従型変位プローブを開発した.このプローブはラッピング(又はポリシング)用パッド付き弾性レバ-,弾性レバ-を制御する圧電アクチュエータからなる.レバ-の両端を圧電素子で固定し,加工パッドを中央に配する.弾性レバ-で力を検知し,圧電素子によるレバ-の上下でその押し付け力を制御する.また,弾性レバ-の傾きを光学式角度センサで検出し,圧電素子に制御信号としてフィードバックし,弾性レバ-の傾きが一定になるように追従を行う.加工と同時に,圧電アクチュエータの動きから加工面の形状が測定できる.校正実験から,試作したプローブは10nmの変位測定精度を持つことが確認できた.そして回転主軸(エアスピンドル)とx-zステージを組合わせた計測・加工実験装置を構築し,加工,形状測定実験を行った.形状測定実験から,大きい荷重の条件でも変位計の精度で動的に形状測定ができることが明らかになり,力制御型の加工兼用変位計測プローブとして実用上十分な性能を持つことが明らかになった.また,加工実験においては,インプロセス計測で得られた形状データから,加工面のうねりの除去の進捗条件を調べ,最適の加工条件を見い出した.
なお,上記の実験で得られたデータを元に,3本のプローブによる形状加工,測定のシミュレーションを行った.それによって,開発したプローブによる3点法を用いれば,プローブの摩耗によるゼロ点変化を自律的に検出,補正することができ,外部的な基準を用いずに加工が行える自律的形状創成法が達成できることが明らかになった.
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