CAD/CAM/CAE② No.207：低荷重触針式機上形状測定システムの性能－一体化プローブの開発

摘要

情報通信機器、各種モバイル機器などの超精密部品では、形状や表面粗さを測定する機上計測技術が重要なカギを握る。 それは、ワークの着脱なしで測定ができ、精度面や能率面の利点のためである。 このような状況を踏まえ、筆者らは低荷重触針式形状測定プローブ、原子間力顕微鏡(AFM)、LTP (Long Trace Profilometer)、そしてレーザープローブを用いた機上測定システムの開発を行ってきた。 触針式タイプのプローブの場合、材料に左右されず、非球面·自由曲面の形状測定に対応するため、先端部に微小な球状スタイラスを用い、極低荷重による測定を行う。 通常はルピーなどの硬質なマイクロ球をスタイラスとして装着しているが、その取付け誤差や真球度が測定データに影響を及ぼす。 また、大きな立ち上がり角を有するワーク測定では、マイクロ球が脱落することもある。 そこで本研究では、より高精度な機上形状測定技術の確立のため、最小分解能2.5nmを有する低荷重触針式形状測定プローブを新たに開発し、さらにプローブ先端の改良として、一体化されたプローブ（一体化プローブ）の開発を試みた。