加工制御のためのオンマシン非球面形状測定システムの開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560099
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 野村 俊 富山県立大学, 工学部, 教授 (00104977)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神谷 和秀 富山県立大学, 工学部, 講師 (00244509)
• Keywords: オンマシン計測 / シアリング干渉計 / ゾーンプレート / 非球面 / 形状計測

Research Abstract

本研究では、超精密旋盤によって加工された直後の非球面(球面を含む)を,加工機から取り外すことなく,1nmオーダの精度で測定可能なシステムの開発を行うことを目的としている。
昨年度までに、ライン状CCDカメラを用いたラテラルシアリング干渉計の製作を行ったが、光源の出力、光学系、および、ラインCCDの感度による制限からライン状CCDの全域を利用することができず、解像度の点で問題が残った。そこで、本年度は、光源の変更、光学系の改良を行うことで、解像度の向上を図った。その結果、空間分解能が従来と比較して、約2倍に向上した。しかしながら、光学系を変更したことで、干渉縞にノイズが生じるようになり、干渉縞の解析時に新たな問題が生じた。現在、ノイズについては調査中である。
一方、今年度は新たに、「曲率の異なる多数の球面波を用いた非球面計測法」に関する原理の提案を行った。基本原理は、非球面に曲率の異なる球面波を照射すると、部分的に曲率の一致する部分が生じるため、その部分では干渉縞の周波数が低下する。この位置を定量的に分析し、曲率毎の情報を総合することで、非球面形状を球面波によって計測することが可能となる。提案した理論の正当性を確認する実験を行い、また、得られた複数の干渉縞を解析するために、新たな干渉縞解析手法の提案も行った。試作したシステムを利用した実験とシミュレーションによって、その有効性を確認した。ラテラルシアリングでは、形状が回転対称でなければ測定が困難であったが、本手法では、回転対称でない形状にも応用の可能性がある。オンマシン加工計測実験は、現在実験中である。