絶対距離測定を利用したレーザートラッカの開発: 二つのボールレンズ間の距離を測定する基礎実験

摘要

製品の品質、安全性、機能性の観点から、距離や形状の測定の高精度化が要求されている。例えば、飛行機の機能はその翼の形状によって左右されるので、飛行機の翼は設計の観点から高精度に測定される必要がある。特に、飛行機の翼や船の船体などの大型製品の形状の測定には、レーザートラッカ(LT)が利用される。LTとは、トラッカから出ている光線を目標物で捉えて、本体から目標物までの位置を測定するもので、持ち運びなどの利便性からも三次元測定器に比べて汎用性が高く、より高精度な測定が求められている。ETALON社のLTは、0.5μm/mと高精度であるが、目標物の位置決めに三辺測量を用いており、最大で4つのトラッカと4つの干渉計が必要となる。また、レーザー干渉計を用いているため、レーザーが遮られると測定不可能になる、つまり、絶対距離測定が不可能である。Faro社のLTは、絶対距離測定可能であるが、レーザー変調法を用いているため、7.5μm/mと精度が低い。また、位置決めの際に角度情報を用いるため、高精度なロータリーエンコーダーを必要とする。