• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

精密測定室外でも使える機械部品群の光干渉を応用する3次元高精度形状計測技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04196
研究機関公立小松大学

研究代表者

安達 正明  公立小松大学, 生産システム科学部, 教授 (50212519)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード光路差変動 / 金属部品 / 3次元形状計測 / レーザー光 / 波長変更 / スペックル干渉 / 位相波面 / 等価波長
研究実績の概要

精密測定室以外でも使用可能な光干渉を応用した粗面の高精度形状計測法を開発できれば,一台のカメラであっても視野内に影を持たない高精度な3次元形状検査が可能となる.そこで粗面が作るスペックル干渉像をカメラで取りこみ,広い測定視野を確保しながら,金属部品の3次元形状を光路差変動下でも高精度に形状計測できる手法を研究した.
まず空気密度の激しい変動を周辺に作る高温物体の実験環境を作り,その環境下でも使える波長可変レーザーを用いた3次元形状計測法の研究開発を行った.その後,開発した方法がどれくらいまでの計測精度を有するかを調べた.本研究で対象とするのは金属粗面であり,粗面に対する形状測定精度を調べようとしたが,精度評価に使える粗面の標準高さ試料は存在しない.そこで確実な厚みが付与されているブロックゲージを入手して重ね,乱反射光を使い段差測定を試みることにした.しかし,ゲージ面はあまりに鏡面に近くて,乱反射光を十分に確保できなかった.
乱反射光の光強度確保を検討する中で,ブロックゲージのサビ防止用のオイルが表面につくと乱反射光強度が上がることが分かった.そこで高さが2000μmや3000μmのゲージ段差を作り,レーザー波長を8種変え,7種の等価波長を利用して,高精度形状計測を試みた.その結果,同じ段差の測定位置を変えたときの高さ変動量を2μm弱に抑える方法を開発できた.しかし高さの絶対値は2000μmで3μm,3000μmで9μmのズレを持った.この原因を調べると,用いた波長可変レーザーは高速波長変更のために,キャビティ内に回折格子を内蔵しており,その回転角度の変動によると分かった.本研究によって,任意方向から乱反射光を使い2000μmや3000μmの段差を繰り返し変動量2μm弱で測定できる基礎技術を開発できたことは大きな研究成果である.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] ブロックゲージ表面の乱反射光と波長シフト干渉計を用いる3D形状計測2022

    • 著者名/発表者名
      安達 正明
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 鏡面反射光を使わないサブミクロン平面の形状測定(その1)2021

    • 著者名/発表者名
      安達 正明
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi