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

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04195
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18020:加工学および生産工学関連
• 研究機関: 富山県立大学
• 研究代表者: 伊東 聡 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00624818)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 回転基準球 / 校正 / マイクロプローブ / 三次元測定 / CMM / micro-CMM

研究成果の概要

本研究では，接触式マイクロプローブ先端測定子の形状誤差をnm精度で計測し，micro-CMMによる三次元計測のnm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．プローブ校正用基準球にZ軸周りの角度変化を加えながら取得した測定点座標を演算処理することにより，プローブ球と基準球の形状誤差はプロービング座標から自律的に取得することが可能であった．提案手法の実行可能性はシミュレーションと実験により検証され，nmオーダの測定の不確かさを達成することができた．

自由記述の分野

計測工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

三次元測定機(CMM)による計測において，現在主流のマスタ球を用いたプローブ球校正では計測結果にマスタ球の形状誤差が含まれるため高精度化に限界が生じる．本研究の提案手法は，プローブ球校正結果からプローブ球形状誤差成分のみを自律的に抽出するためにZ軸周りに回転可能か基準球を用いたプローブ校正法が開発された．本手法はプローブ校正用基準器の精度に依存しないプローブ校正を実現でき，測定点座標に基づくためプローブの原理や種類に依存しない．そのためマイクロプローブを含めた様々な触覚式プローブへの応用が期待される．