ポリゴン鏡角度形状の超精密測定用差動プローブの試作研究

多面镜角度形状超精密测量差分探头原型研究

• 批准号: 07555049
• 负责人: 清野 慧
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07555049/
• 关键词: 計測; ポリゴン鏡; 自律校正; 角度基準; 形状測定; 分割誤差; 回転円盤; 自動校正

差動レーザオートコリメーションを発展させた差動角度検出法を原理とした差動プローブを試作し,ポリゴン鏡の360度全周に渡る角度変化を表示し得る校正システムを構築することを目的に研究を進めた.まず,目的の差動プローブを開発した.差動プローブは新たに試作した1800″の測定範囲で0.02″の分解能を有する二つの臨界角プリズムを用いた角度センサからなる.角度センサには,精度および安定性の向上を目的に,光源の指向角ドリフトの影響を小さくするための光学系を追加した.それにより,角度検出の安定性は約30%向上することができた.次に,ポリゴン鏡独特の形状を活かして,ポリゴン鏡の隣接面の割出し角度誤差と各面の角度形状を特別の基準を使わず,試作した差動プローブで連続的に同時測定できる新しい校正システムを構築した.校正システムは,差動プローブと回転円盤とX軸ステージからなる.ポリゴン鏡を回転円盤の上に置き,X軸ステージの上に二つの角度センサを基準反射面及びその反時計方向の隣接反射面に正対させる.差動プローブの2個の角度センサの内の一個を固定した目標点に向け,他方を面を走査する形で移動する.それによって,走査の移動誤差(ピッチング)を除いてポリゴンの各面の正しい角度形状測定が実現でる.また,外乱振動や温度ドリフトと走査の際のピッチングの除去に極めて有効である.本システムでの一つの断面の角度形状の校正作業はポリゴン鏡をセッチングする操作を除いて自動化されている.校正システムで実際にポリゴン鏡の割出し角度と各面の角度形状を同時に測定した.割出し角度測定の繰返し誤差は約±0.1″であり,JISの測定法による結果ともほぼ一致することを確認した.また,ほぼ同じ繰り返し精度で角度形状を測定することもでき,当初の目的に十分かなう精度が得られた.

The principle of differential angle detection is tested, and the angle detection of 360 degrees of differential angle detection is tested. The purpose of the differential is to open up. The new differential amplifier has a measurement range of 1800 "and a resolution energy of 0.02", so the critical angle of the two amplifiers can be used at different angles. Angle, accuracy and stability of the upward direction of the goal, the light source pointing angle of the influence of small, the optical system is added The stability of the angle measurement is about 30%. Second, the unique shape of the mirror can be changed, and the angle error of the adjacent surface of the mirror can be changed. The angle shape of each surface can be changed according to the special reference, and the new correction method can be constructed simultaneously. The correction is based on the differential angle. The upper part of the mirror plate is arranged on the top of the mirror plate, and the upper part of the X-axis mirror plate is arranged on the two sides of the mirror plate, and the upper part of the X-axis mirror plate is arranged on the two sides of the mirror plate. One of the two angles in the differential angle is fixed, and the other is moved. In addition, the measurement of the normal angle shape of each surface of the probe is realized. In addition, external vibration and temperature fluctuations are extremely effective in removing chips during inspections. The calibration of the angular shape of a section of this system is automated by the operation of the calibration mirror. The angle and shape of each surface are measured simultaneously. The error of cutting angle measurement is about ±0.1″, and the result of JIS measurement is consistent with that of JIS measurement. The accuracy of angle and shape measurement is very high, and the original purpose is very accurate.

项目成果

張 世宙,清野 慧,宇田 豊: "精密角度基準の自律校正に関する研究" 精密工学会1995年度秋季講演会論文集. 557-558 (1995)

Shichio Zhang、Kei Seino、Yutaka Uda：“精密角度标准的自主校准研究”日本精密工程学会 1995 年秋季会议论文集 557-558（1995）。

張 世宙,清野 慧,宇田 豊,水戸 正美: "精密角度基準の自律校正に関する研究" 精密工学会誌. (掲載予定). (1996)

Shichio Zhang、Kei Seino、Yutaka Uda、Masami Mito：“精密角度标准的自主校准研究”日本精密工程学会杂志（即将出版）（1996）。