精密工学会学術講演会講演論文集

マイクロ／ナノシステム（3）

マイクロマグネティックマニピュレータの開発と磁気微粒子の非接触操作

伊東聡, 岩田太, 佐々木彰

セッションID: L16
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.562.0

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微小領域で微細な物体を観察するのみでなく、マニピュレーションする技術の開発はマイクロマシンなど微細部品の組み立てやバイオの分野において重要である。
我々は磁気を制御することで非接触でマイクロ磁性微粒子を移動及び配列させるマイクロマニピュレータを開発したので報告する。マイクロスケールの磁気微粒子はDNAなど生体分子に吸着させることが可能であり、バイオの分野での応用が期待できる。

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マイクロ／ナノシステム（4）

フェースギヤ・アクチュエータ·システム

マイクロアクチュエータを目指して

林輝, 小笠原宏臣, 小笠原真智

セッションID: L18
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.564.0

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マイクロモータ用の歯車減速装置の開発が活発に進んでいるが、微小で高精度の歯車の製作が問題となっている。この高速回転素子と複雑な高減速歯車装置に代えて、高効率直動素子と1対のフェースギヤによるアクチュエータシステムを試作した。電磁石を直動素子とし、モジュール0.2、歯数100と98の傾斜軸フェースギヤの一方を6対の交流電磁石で揺動させ、他方から周波数の1/50の速度の回転を取り出した。このシステムの微小化性能の検討を行っている。

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小型遊星歯車減速機の効率改善

宮川豊美, 神野誠, 中山忠弘, 長谷川幸久

セッションID: L19
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.565.0

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近年,狭隘部点検や医療等の様々な分野にロボットが適用されている.
これに伴い,アクチュエータには,小型軽量,高トルク,高信頼性,制
御性が良いなど要求は多様化している.筆者らは,遊星歯車を支持する
キャリアを使用した不思議遊星歯車減速機を小型化し,ブラシレスモー
タと組み合わせてアクチュエータの短尺化を実現させている.今回は装
着する減速機の効率改善の手法と試作機による実験結果について報告する.

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マイクロハンドリング用ステージおよびエンドエフェクタに関する研究

関根吾朗, 平賀陽太, 中里裕一, 神雅彦, 村川正夫

セッションID: L20
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.566.0

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サイズが数μm～数十μmの機械部品を精度良く効率的にハンドリングする手法およびそのための機構に関して検討した。具体的には、サブミクロンの分解能で位置決め可能であり、SEMの筐体内に収納可能な微小3軸ステージを試作した。その結果、試作ステージが前記目的を達成するために十分な動作性能を有していることを明らかにした。さらに、部品ハンドリングの際に超音波振動を利用する方法をあわせて検討したので報告する。

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可動ランドマークを基準にしたミニチュアロボットの位置姿勢計測(第1報)

原理

井上透, 鳥井昭宏, 道木加絵, 植田明照, 呉暁梅

セッションID: L21
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.567.0

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筆者らは、PSDを用いたミニチュアロボットの位置計測システムの研究を行っている。これまで、レーザ光源をランドマークとして用いたため、測定範囲が狭く原点から離れた位置で精度が悪かった。そこで今回は、レーザを移動させる可動ランドマークを用いた計測方法を提案し、測定範囲を拡大し、この方法の有効性と位置計測の精度について検討する。

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可動ランドマークを基準にしたミニチュアロボットの位置姿勢計測(第2報)

実験と評価

呉暁梅, 鳥井昭宏, 井上透, 道木加絵, 植田明照

セッションID: L22
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.568.0

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The authors developed miniature robots and proposed a position and angle measurement method using landmarks. The robot carries position sensitive detectors, the three lasers are used as the landmarks, and the method is suitable for an autonomy mobile robot. The measurement area depends on the length of a linear stage which carries the landmark. This paper is the 2nd report of the proposed method, and presents preliminary experimental results and evaluates the accuracy of the proposed measurement. The accuracy of the landmarks affects the accuracy of the measurement

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圧電アクチュエータとその応用デバイス

積層型圧電素子を正三角形状に配置したミニチュアロボットの回転

草川卓也, 鳥井昭宏, 道木加絵, 植田明照

セッションID: L24
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.570.0

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筆者らは、圧電素子を用いたミニチュアロボットの位置決め動作の研究を行っている。本論文では、回転動作について研究を行った。これまで、ミニチュアロボットの制御信号は方形波を用いており、正確な回転動作ができなかった。そこで今回、制御信号に方形波、三角波、正弦波を用いて、ミニチュアロボットの回転動作を比較検討した。方形波ではなく三角波、正弦波を用いた場合、安定した回転を行った。

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超音波を利用した非接触チャックに関する研究

吉本成香, 山崎友美

セッションID: L25
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.571.0

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ICチップを非接触に保持し、配線基盤上にマウントするためのチャックとして、超音波振動の保持力と浮上力を利用した方式を提案し、その保持、浮上特性について検討した。超音波振動は、ランジュバンタイプの圧電素子を用い、ホーンを用いてその振動を増幅した。

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圧電型ジャークセンサの基礎特性

辺見信彦, 明石慎, 田中道彦

セッションID: L26
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.572.0

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圧電素子を用いたサイズモ系ジャーク(加加速度)センサを新しく提案し,本報ではその測定原理を解説し,基本的な特性について実験により測定した結果を示す.センサを正弦波状に加振し,そのときの加振変位から算出したジャーク信号を基準として,本センサの周波数応答を調査した.その結果,振幅特性および位相特性の両者とも良好な応答を示すことを明らかにし,測定原理の有効性を示した.

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ロボットと環境、自動化技術

ポテンシャル法におけるスプライン曲面を適用したロボットの動作計画

環境の変化に対応した動作計画

田中純一, 徳永紘典, 加藤清敬

セッションID: L32
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.574.0

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任意境界を補間するスプライン曲面を用いたロボットの動作計画を提案している.さらに本研究では,ロボットの動作を妨げる物体の有無及び移動を内部境界として表現した.そして,その内部境界に所定のポテンシャルを与えることにより,物体が移動するときに発生するポテンシャルの変化を時々刻々ロボットの移動に反映させた.これにより物体が存在しても,環境変化に対応した動作計画が可能であることが確認できたので報告する.

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RECSコンセプトによるホームロボットの開発

洗濯後の衣類の画像認識と畳み作業

山戸幸一, 大橋俊介, 小谷賢太郎, 牧平憲治, 青柳誠司, 高野政晴

セッションID: L33
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.575.0

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家庭内を巡回し高齢者の自立を支援する福祉ホームロボット開発の一環として洗濯作業の自動化を目指す.その中でも本研究では「洗濯後の衣類畳み作業」の構築を行った.熊手のようなロボットハンドと多数の溝が掘られた補助台を利用する衣類畳み作業システムをRECS(Robot-Environment Compromise System)コンセプトに基づき開発した.また実際に衣類畳み作業を行い,その有効性を確認した.

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RECSコンセプトによるホームロボットの開発

食事の準備作業

山口貴弘, 中原住雄, 山口智実, 村上佳広, 牧平憲治, 高野政晴, 青柳誠司

セッションID: L34
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.576.0

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本研究では、人間側の環境を著しく損ねることのない最小限の範囲で環境改変を行うことによりロボットの技術的課題を減らし、目標の達成を容易にするというRECS(Robot Environment Compromise System)コンセプトに基づき食事支援ロボットの開発を行う。具体的には食事の準備支援としてロボットによりご飯を盛るなどの作業を行う。そのためにツールと作業の開発を行い、作業の実現を図る。

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RECSコンセプトによるリサイクル作業の自動化

テレビ部品の画像認識

武田英樹, 原武久, 坂東潔, 荒川雅裕, 牧平憲治, 青柳誠司, 高野政晴

セッションID: L35
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.577.0

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近年,環境問題が重要問題となっていることから,リサイクルの効率化を目指しRECS(Robot-Environment　Compromise　System)コンセプトによるテレビ解体作業の自動化技術を提案する.解体作業は対象となる製品が多種多様であるためCCDカメラを用いて画像処理技術により作業の実現を目指す.本研究では内部部品,特に内部配線と基板の認識をカラー情報を利用し実現させ,有効性を確認した.

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中型回転電機用連続コイルの巻線支援システムの開発

石上孝, 森義和

セッションID: L36
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.578.0

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　高い絶縁信頼性が要求される中型回転電機には,固定子コイルに樹脂絶縁層を有する丸線を使用し,同相のコイルを連続巻線して接続レスとするものがある.これらのコイルは形状が複雑で柔軟性を有するため,自動巻線ができない.このため,生産は人手作業に頼っていたが,重労働で,かつ習熟が必要であった.そこで,難作業を容易化し,熟練者以外でも作業が可能な巻線支援システムを開発した.

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センサ・測定技術

多関節型3次元ロボットティーチング装置に関する研究

誤差パラメータの感度解析

古屋信幸, 高野弘一

セッションID: L50
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.580.0

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多関節型3次元ロボットティーチング装置は,主に歯列模型などの加工のための3次元データをロボットに教示する目的で設計された回転関節構造の装置である.測定誤差に影響を及ぼすパラメータを誤差パラメータと呼ぶことにするとリンクの長さや回転に関する多数の誤差パラメータが存在する.本研究は多変量解析の手法を応用して誤差パラメータの感度解析(Sensitivity Analysis)を行い,パラメータの影響度を評価する方法を検討したものである.

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圧電センサによる固体衝撃波の過渡応答の検出とその応用

佐藤裕久, 上野拓, 木下祐希

セッションID: L51
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.581.0

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旅客機の衝撃安全キャビンの設計には、超高ひずみ速度下の材料特性が必要である。そのため、火薬銃により、軽金属や非晶性高分子をターゲットとする、平板衝撃実験を実施し、予め、ターゲット内に埋め込んだ3枚のPVDFゲージにより、衝撃応力の推移を計測する。つぎに、これらの実験データに、運動量および質量の保存則を適用し、中央のゲージ位置における衝撃諸量の推移を計算してタ-ゲット試験片の衝撃特性を評価した。

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球状フォトダイオードを用いた位置姿勢センサに関する研究

金森哉吏, 梶谷誠, 下条誠, 明愛国

セッションID: L52
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.582.0

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最近,広い入射角と均一な感度を持つ球状フォトダイオードを入手できるようになってきた.本研究では,レーザ光平面スキャナを用いた位置計測システムのディテクタとして,このデバイスを利用したディテクタを導入し,位置姿勢センサとして利用するための方法について述べる.また,第一段階として簡単な構造のディタクタを試作し,基本性能について実験した結果について報告する。

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光磁気式エンコーダの高度化に関する研究(第3報)

複数トラック同時再生方式によるMOエンコーダの性能向上

小西哲也, 梶谷誠, 下条誠, 金森哉吏, 飛田和輝, 池田俊一

セッションID: L53
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.583.0

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本研究では,光磁気記録方式を用いたロータリエンコーダ(MOエンコーダ)の高分解能化とアブソリュート化を目的として,複数の目盛記録トラックを同時に再生することが可能となるマルチトラックピックアップMOエンコーダ(MTP)の開発を行ってきた.本報では,基礎実験と光学系シミュレーションの結果に基づくMTPの設計と試作,MTPの性能を確認するために行った実験の結果について報告する.

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三次元造形（1）

マイクロレンズアレーを利用したマイクロ光造形に関する研究

安部新一, 野口裕之, 村川正夫

セッションID: L61
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.585.0

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面露光タイプの光造形法において、DMD(デジタルミラーデバイス)とマイクロレンズアレーを用いて、多点を一度に集光させて光造形樹脂を1層分固化させた後、積層を繰り返し、光造形を行う方法を新たに考案した。本装置はレーザーなどの高価な機器を使用しないため、安価な光造形装置を製作できる。

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液晶マスクを用いたマイクロ光造形法に関する研究

オーバハング形状を持つ基本形状の造形

小田剛輝, 三好隆志, 高谷裕浩, 河兌坪

セッションID: L62
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.586.0

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光造形法は3D-CADから高速・簡単・自動的に3次元構造物を作製する技術の一つであり,我々は液晶ディスプレイを露光マスクとして用いたマイクロ光造形法を提案している.本手法は高速・高精度なマイクロ造形が可能である.本論文ではこれまで作製が困難であったオーバハング形状を持つマイクロ3次元構造物の一例として基本形状の作製について検討した.

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エバネッセント光を利用したナノ光造形法に関する研究(第2報)

積層プロセスの検討

梶原優介, 稲月友一, 高橋哲, 高増潔

セッションID: L63
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.587.0

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　RP技術のひとつである光造形法は高分解能を実現できる点で大きく注目を浴びている.本研究は,より複雑な3次元微小構造の創成を目的として,近接場光(エバネッセント光)を露光エネルギとして利用し,新しい微小構造創製法の確立を目指している.第1報では,エバネッセント光による高分解能リソグラフィ技術の実現可能性を示した.第2報では微細3次元造形法の確立へ向けて,サブミクロンオーダによる積層プロセスの検討を行う.

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エバネッセント光を利用したナノ光造形法に関する研究(第3報)

定在エバネッセント強度分布制御法の確立

稲月友一, 梶原優介, 高橋哲, 高増潔

セッションID: L64
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.588.0

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本研究では,高分解能制御が可能な近接場光(エバネッセント光)を露光エネルギとして利用し,高精度かつ設計自由度の高いナノ構造創製技術の確立を目指す.前報までに,定在エバネッセント波を利用することで高分解能な2次元光造形の可能性を示し,積層プロセスを検討することで,数百nmオーダの積層で3次元光造形の可能性を示した.本報では,自由度の高い設計を目指し,積層高さと定在エバネッセント波ピッチ幅の独立制御法の確立を目指す.

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三次元造形（2）

鋼の切削による工具摩耗を利用したダイヤモンドの微小加工

除去量と温度分布の検討

中本剛, 本木達也

セッションID: L66
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.590.0

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鉄系材料をダイヤモンドで切削すると,ダイヤモンドのほうが高硬度であるにもかかわらずダイヤモンドは著しく摩耗する.本研究では,この現象を逆に利用して,ダイヤモンドに対して微小加工を施すことを目的としている.円板状の鋼材料の外周を切削し,このときのダイヤモンドの除去量を調べた.さらに,円板の板厚などがダイヤモンドの除去量に及ぼす影響を,ダイヤモンド内部の温度分布を計算することによって検討した.

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レーザによる金属粉体の高強度積層造形

第4報　積層造形物の機械的強度

阿久津敏憲, 徳永剛, 金沢勇, 吉澤徹, 広田平一

セッションID: L67
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.591.0

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本研究は金属粉末をレーザで溶融凝固させ材料強度を有する立体の造形を目的としている.前報では造形物の断面の硬さを計測し,断面要素と層間で差がないことを示した.本発表では粉末溶融の状態をレーザパワー,走査速度,照射位置などから判断するための指標を定めた.そして,適した条件で生成した造形物の機械的強度について調べた.

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SLS造形品の高密度化に関する研究

PA,PP,PS造形品の高密度化

山田英典, 新野俊樹

セッションID: L68
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.592.0

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SLS法は製品に近い材料で部品を試作できるRP手法だが,SLS造形品は常に多孔質であり,射出成形などで製作される中実な部品とは機械的性質が大きく異なる.筆者らはSLS造形品を石膏に埋没して形状を転写し,真空環境下で石膏型内部で溶融・再固化することで造形物を高密度化する方法を提案している.本報では,PA,PP ,PSの造形品の高密度化を試み,温度などや加熱時間などの条件の違いについて検討する.

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紫外線硬化性樹脂含浸によるSLS造形品の透明化

山田英典, 新野俊樹

セッションID: L69
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.593.0

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SLS法は造形物の強度,耐熱性の点,また造形速度の点で光造形法より優れているが,造形品の多孔性のため透明部品を造形することができない.筆者らはSLS造形品に液体樹脂を含浸硬化することによる透明化手法を提案し,市販の樹脂を屈折率調整されたMAS焼結体に含浸して透明にすることに成功している.本報では実際のSLS造形品に屈折率調整されたUV硬化性樹脂を含浸,硬化することで透明化することに成功した.

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塑性加工と射出成形の高精度化（1）

高張力鋼板の塑性加工に関する基礎研究

福井雅彦, 板橋伸卓, 菅沼俊治

セッションID: L73
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.595.0

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薄肉高張力鋼板を用いた場合の板厚と形状限界を模索し,鋼板におけるナット成形をプレス加工で可能であるかを探索する。また製作した溶接ナットの実用性評価も併せて行う.また,現在ナット成形は鍛造や転造法により行われているが,この製法をプレス加工の絞り・増肉成形方法で行うことにより材料歩留まり等の面から製造コストの低減の可能性についても模索・検討を行う.

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樹脂基カーボンナノファイバー複合材料の射出成形と熱的特性評価

藤原修, 榎本和城, 安原鋭幸, 大竹尚登, 村上碩哉, 寺木潤一

セッションID: L74
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.596.0

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直径100nm程度のカーボンナノファイバー(VGCFおよびVGNF)をポリプロピレン,液晶ポリマーに添加した複合材料を射出成形し,チューブの種類,添加量が熱伝導率に及ぼす影響を検討した.その結果,ポリプロピレン(0.22W/mK)にVGCFを30wt%添加した場合,熱伝導率が5倍に向上することを明らかにした.また,フィラーを高配向させることにより,さらに熱伝導率が2.5倍向上することを明らかにした.

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カーボンナノファイバー含有樹脂の押出成形

藏田洋志, 原薫, 安原鋭幸, 村上碩哉, 大竹尚登

セッションID: L75
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.597.0

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自転車用構造部材の軽量化と比強度の向上を目途として,熱可塑性樹脂とカーボンナ
ノファイバーによるコンポジット円管を成形した.製作した金型では,円管の外形を
成形するための回転ダイと内径を成形するための回転マンドレルが同心に設置され,
それぞれを中心軸周りに相対的に逆方向に回転させることで,円管の内面と外面での
フィラーの配向角度を任意に制御できる.実験では,配向の交差角度の違いが成形品
の機械的特性に及ぼす影響を調べた.

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射出成形光学レンズのシミュレーション及び光学性能の実験的検証

郭泰洙, 金井茂, 鈴木亨, 上原嘉宏, 林偉民, 大森整, 牧之内昭武

セッションID: L76
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.598.0

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プラスチック光学レンズの射出成型には寸法精度と共に光学性能を満足する成型条件を選定しなければならない特徴がある.そこで、射出成型工学レンズの作製における樹脂の充填、保圧/冷却過程などのシミュレーションを行い、射出成型実験を通して樹脂の流動と収縮の特性を検証した.更に射出成型レンズの光学性能を評価するためにコンピュータシミュレーションで計算されている残留応力から偏光及び複屈折解析を行い,実験結果と比べている.

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塑性加工と射出成形の高精度化（2）

積層金型を用いた射出成形のハイサイクル·高精度化

高屋勉, 美里健一, 国枝正典, 山崎久男, 中川威雄, 神谷明宏, サラスリカルド, 鈴木政幸

セッションID: L78
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.600.0

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積層金型とはレーザ切断された薄い板を多数枚積層することで3次元形状を形造り金型として用いるもので,射出成形金型に適用する場合には金型内部に自在に冷却流路を製作できるという特長がある.一般にコア型はキャビティ型よりも熱が逃げにくく,成形品のコア側表面とキャビティ側表面で温度差が生じ,そりが発生する.
そこで,本研究ではコア側を重点的に冷却することで,高精度な成形品の製作を試みる.

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射出成形における金型キャビティ面圧力分布計測

村田泰彦, 忽滑谷晃博, 横井秀俊

セッションID: L79
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.601.0

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　触覚センサと圧力伝達ピンアレイを用いたキャビティ面圧力分布計測法により、射出成形金型内における樹脂圧力分布を計測した結果について報告する。

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可動キャビティブロック構造による超高速充填パターンと圧力分布の計測

横井秀俊, 渡辺順, 増田範通

セッションID: L80
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.602.0

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成形品の薄肉化に有効な超高速射出成形は従来成形と異なった樹脂流動挙動を示すものと推察されるものの、その詳細について検討した事例は少ない。本研究では、高応答の光ファイバセンサや直圧式圧力センサとX-Y方向可動構造を用いた充填パターンおよび圧力分布計測法を新たに提案した。ここでは、各種キャビティにおける計測実験を通して、その有効性を実証的に明らかにした結果について報告する。

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プリズム転写成形における離型現象の可視化

奈良岡悟, 韓雪, 横井秀俊

セッションID: L81
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.603.0

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25μmピッチプリズムパターンを用いた転写成形において、成形品と転写面との離型現象を、ガラスインサート金型により直接可視化を試みた。その結果、型内での離型過程を画像にて撮影することに成功し、成形品転写形状と離型パターンとの間に強い相関があることを具体的に明らかにした。

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知的精密計測（1）

Dual正弦波格子型サーフェスエンコーダに関する研究

高偉, 渡辺陽司, 鶴見直也, 清野慧

セッションID: M06
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.605.0

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微細正弦波を2次元に展開した形状を有する角度格子と2次元角度センサを組合わせたサーフェスエンコーダにおいて,従来センサ光源のマルチビーム生成素子として用いられてきた2次元に周期開口を並べたマスク状回折格子の代わりに,表面に正弦波角度格子と同様の形状を持つ透明フィルムを用いることでビーム効率の高い光学系を実現すると共に,2枚の正弦波格子の相対変位として多自由度位置検出ができることについて述べる.

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自己校正型ロータリエンコーダの開発

渡部司, 藤本弘之, 益田正

セッションID: M07
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.606.0

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産業技術総合研究所では、ロータリエンコーダを高精度に校正する装置を開発し、角度の標準供給を開始した。しかし校正されたロータリエンコーダは、使用機器に内蔵された時点で、取り付けに伴う軸偏心により更に校正が必要となる。偏心を含めた校正曲線を取り付け後に測定できる自己校正型ロータリエンコーダを開発した。その原理と結果を報告する。数秒ある偏心誤差を含めて0.1秒程度で校正できることがわかった。

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周波数可変レーザと結晶格子を利用したピコメートル測長法の開発

石下雅史, 松浦文生, バンジョンサクシリナッタポン, 明田川正人

セッションID: M08
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.607.0

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多光束と2光束の干渉計に、周波数可変レーザとゼロクロス法を組み合わせたピコメートル分解能の測長法を提案する。多光束干渉計として高フィネス光共振器を採用し、共鳴状態を利用しその共振器長変化を周波数変化として捉える。2光束干渉計としてマイケルソン干渉計の光源に周波数可変レーザを用い、干渉縞が常に暗縞になるようにし、光路長変化を周波数変化として計測する。双方の方法に結晶格子を複合し校正を行う。本稿では、原理解説と動作確認を行う。

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マルチプローブSTMと結晶格子による2次元変位エンコーダの開発

本田裕, Chaikool Patamaporn, 明田川正人

セッションID: M09
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.608.0

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結晶格子表面は、サブナノメートル以下の2次元周期性、及び対称性を持つ構造物であり、超精密2次元スケールとして考える事が出来る。この微細な凹凸情報をマルチプローブSTMにより取得することで、格子間隔を実時間で補間しピコメートル分解能での2次元変位測定も可能であると考えられる。
本報では、マルチプローブSTMを用いて、2次元変位をピコメートル分解能で測定可能な、エンコーダの原理について述べる。

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知的精密計測（2）

マイクロ工作機械における知的精密計測の課題（キーノートスピーチ）

三井公之

セッションID: M13
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.610.0

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製品の性能と部品の寸法·幾何偏差の関連付けの方法

大塚章正, 笹島和幸, 原精一郎

セッションID: M14
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.611.0

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製品は検査工程で合格した部品から組み立てられるが、合格した部品は公差域内でばらついている。このため、個々の製品間に機能の優劣(性能)の個体差が生じるが、同一の製品とみなされることが多い。製品の性能とそれに影響する部品の寸法・幾何偏差との関係は機能毎に異なるため、これを定式化することは単純ではない。そこで、本研究では、部品の性能と寸法・幾何公差の関連付けの方法を検討した。

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レーザトラッキングシステムによる座標測定機の校正

梅津健太, 古谷涼秋, 大澤尊光, 高辻利之, 黒澤富蔵

セッションID: M15
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.612.0

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座標測定機の校正用標準として,レーザトラッキングシステムがある.
本研究で採用するレーザトラッキングシステムは,三辺測量方式の3次元座標測定が可能であり,測定精度が2マイクロメータ程度を有する.このシステムを用いて汎用型の座標測定機の校正を行い,その妥当性を確認したため報告する.

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測定時間の測定値への影響

高瀬省徳, 高増潔

セッションID: M16
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.613.0

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プロービング誤差が測定室内の温度変動と高い相関にあることを利用し、ステップゲージを用い、測定時間の測定値への影響をSN比により評価した。その結果、測定時間の推奨値は温度変動周期の四分の一程度であることを確認した。

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高精度な高速2次元ガウシアンフィルタによるうねり曲面の抽出法

沼田宗敏, 野村俊, 神谷和秀, 田代発造, 輿水大和

セッションID: M17
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.614.0

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3次元粗さ形状を求めるために,2次元ガウシアンフィルタでうねり曲面を抽出すると,数時間に及ぶ計算時間が必要となる.一方,周波数空間で2次元ガウシアンフィルタを実行すると高速に演算できるが,端部において振動が発生し誤差が大きい.本研究ではこの振動を抑え,周波数空間で2次元ガウシアンフィルタを高速高精度に実行する方法を提案する.また,3次元計測データからうねり曲面を抽出し,効果を確認する.

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知的精密計測（3）

三次元座標比較測定機

大岩孝彰, 先生宗弘, 中島正晴, 大塚二郎

セッションID: M19
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.616.0

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　マスタと比較することによる三次元測定機を開発、市販している。これは、原理的にマスタと被測定物の温度が同一になるので、恒温室に設置する必要もなく、インラインで高精度の測定が可能である。100mmと50mmのブロックゲージの5ヶ所を三次元座標測定した結果、確実に2μm以下の精度(偏り誤差0.5μm、ばらつき誤差1μm)で測定ができることがわかった。

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マルチ測定による高精度円筒測定

大澤尊光, Busch Konrad, Franke Matthias, Schwenke Heinrich, 高辻利之, 黒澤富蔵

セッションID: M20
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.617.0

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三次元測定機は,様々な要素を一度に測定,評価できる測定機である.しかし,その不確かさを算出することがとても難しい.ドイツでは,PTBを中心にコンピュータシュミレーションによる不確かさ算出に関する研究を行ってきており,その評価に円筒を用いている.円筒は,多くの幾何学的な要素を含む物体であるため,その不確かさ解析結果を評価するのに適している.今回の発表では,円筒を高精度に値付けるためのマルチ測定法とその測定の不確かさに関して発表する.

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3次元座標測定機用アーティファクトの経年変化

下嶋賢, 古谷涼秋, 高増潔, 大沢尊光

セッションID: M21
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.618.0

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一般的に,3次元座標測定機(CMM)の校正にはアーティファクトを用いた方法が用いられている.本研究では,CMM用アーティファクトとしてホールプレートを用い,その測定データを経年変化,室内温度などと比較する.ホールプレートを繰り返し測定し,28個ある各円筒をそれぞれ8点測定し中心線とプレート上面との交点の誤差を算出,測定室の温度を測定し,その温度と測定結果,比較を行った.

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レーザトラッピングによるナノCMMに関する研究(第12報)

測定物近傍におけるプローブ横振動特性

今井敬次郎, 高谷裕浩, 三好隆志

セッションID: M22
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.619.0

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本研究は,レーザトラップにより大気中に捕捉された微粒子をナノCMMの位置検出プローブとして用いることを提案している.本報ではプローブに横方向振動を与え,その振動状態(振幅,位相)の詳細な調査を行った.また,測定物としてシリコンウエハ表面へのプローブ接近時の振動特性を把握し,位置検出手法の検討を行った.
　

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音源探査における音響ホログラフィ法とMUSIC法との性能比較

畝田道雄, 石川憲一

セッションID: M23
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.620.0

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音源探査法として従来から用いられている音響ホログラフィ法と、最近検討が進められているMUSIC法との性能比較を行った。特に、強相関特性を持つ複数音源に対しての音源探査性能を計算機シミュレーションによって検討すると共に,音響二重ホログラフィ法,空間移動平均を併用したMUSIC法の比較も行った.その結果,点音源を対象とするシミュレーションから,後者の分解能の方が高いことを示した.

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知的精密計測（4）

楕円スポットによる光輪郭センサーの性能向上

深津拡也, 柳和久

セッションID: M32
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.622.0

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焦点誤差検出方式の輪郭測定センサーは、測定表面の微小粗さにより発生するスペックル誤差によって、大きな測定誤差が生じる。既報においてスペックルノイズ除去機能を有する測定システムを提案し、触針式に近い値を得ることができた。しかしながら測定結果を触針式測定値と比較すると、わずかであるが高周波成分やピークが残存していた。そこで今回システム構成は変更せずに、照射スポットを円形状から楕円形状に引き伸ばし、スペックル誤差の平滑を試みた。その結果、測定誤差を大幅に減少させ、触針式測定値と同等の結果を得た。

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零点補正型干渉計に関する研究(第1報)

奥山栄樹

セッションID: M33
発行日: 2004/09/15
公開日: 2005/03/01

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2004A.0.623.0

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従来、高精度な面形状を測定する方法としてマッハツェンダー式干渉計が知られている。マッハツェンダー式干渉計の精度は参照面の精度に依存する。本研究では、被測定面に光を照射せず参照面等の光学系の面精度を検出する零点補正の手順を提案する。試作機を製作し、実験を行った結果、被測定面に光を照射しない場合と、照射する場合との両方の手順で干渉縞が得られた。

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