Transcript セグメント形状誤差 (mm)

セグメント製作の現状報告
第22回新技術望遠鏡技術検討会
2011年1月8日
国立天文台 岡山天体物理観測所
所 仁志
• セグメント支持方法の変更 (2010/6/5)
- もぐら叩き型治具から、ばね方式治具に変更
- 研削抵抗（加工圧）によるセグメントの変形（1kgfで1 mm）を懸念
• ばね方式治具での試験研削 (～2010/7)
- 研削抵抗4～6 kgf（#2,400仕上げ砥石）
- 補正加工で形状誤差～1 mm
• セグメントの粗加工 (2010/8, 10)
• 曲率基準鏡の製作 (2010/9)
• ヤトイ（研磨用ダミー）の製作 (2010/11～)
• セグメント支持方法の変更 (2010/6/5)
- もぐら叩き型治具から、ばね方式治具に変更
- 研削抵抗（加工圧）によるセグメントの変形（1kgfで1 mm）を懸念
• ばね方式治具での試験研削 (～2010/7)
- 研削抵抗4～6 kgf（#2,400仕上げ砥石）
- 補正加工で形状誤差～1 mm
• セグメントの粗加工 (2010/8, 10)
• 曲率基準鏡の製作 (2010/9)
• ヤトイ（研磨用ダミー）の製作 (2010/11～)
セグメント支持方法の変更
• 加工時は鉄板に直置き、測定時は27点等圧支持
- セグメント形状の経時変化 ~ 2 mm
 温度環境の変化による鉄板の変形に起因
- 基盤直置き時と等圧支持時の形状の差 ~ 6 mm
 裏面の形状に起因
- 上げ下げを繰り返した時の、基盤直置き時の形状再現性 ~ 1 mm
 接触状況の再現性に起因
• 常に27点等圧支持
- 名古屋大グループ提案のばね支持方式を採用
ばね方式治具1
• 等圧支持をばねで実現
• 固定点3点+ばね支持24点（~ 2.5 kgf/点）
セグメント
固定点
ばね
ばね
固定点
ばね方式治具2
• 温度環境変化の影響をほとんど受けない
• 裏面の影響をうけない
• 研削抵抗により変形
- 変形量~1 mm（1 kgw）
1 kgwの集中荷重をかけた時
の作用点での変形量
0 mm
1 mm
固定点
• セグメント支持方法の変更 (2010/6/5)
- もぐら叩き型治具から、ばね方式治具に変更
- 研削抵抗（加工圧）によるセグメントの変形（1kgfで1 mm）を懸念
• ばね方式治具での試験研削 (～2010/7)
- 研削抵抗4～6 kgf（#2,400仕上げ砥石）
- 補正加工で形状誤差～1 mm
• セグメントの粗加工 (2010/8, 10)
• 曲率基準鏡の製作 (2010/9)
• ヤトイ（研磨用ダミー）の製作 (2010/11～)
研削抵抗測定試験1
• 左右送りロータリー研削で平面加工
• #170、#1,200、#2,400の順に加工
• 加工後の形状誤差を、加工変形シミュレーション結果と
比較、研削抵抗を推定
0 mm
固定点
1 kgfの集中荷重をか
けた時の作用点での
変形量
0.6 mm
研削抵抗測定試験2
研削抵抗の推定例
• 加工後の形状誤差と、6 kgf集中荷重による変形の比較
• 研削抵抗は6 kgf
1 mm
148.6 deg
211.4 deg
90 deg
72.5 deg
287.5 deg
0 deg
• #170
研削抵抗測定結果
切込み (mm)
研削抵抗 (kgf)
セグメント形状誤差 (mm)
4
3.6
4.7
8
4.6
6.0
0.5
5.0
6.6
2
3.5
4.6
1
4.0
5.2
1
5.0
6.6
16
7.5
9.8
32
10.0
13.0
• #1,200
切込み (mm)
研削抵抗 (kgf)
セグメント形状誤差 (mm)
＊ガラスによるドレス効果か？
• #2,400
切込み (mm)
研削抵抗 (kgf)
セグメント形状誤差 (mm)
1
6.0
7.9
＊以降は安定
• 許容できない形状誤差が発生  補正加工
加工変形補正1
• CGH干渉計でセグメント全面の形状測定が
できない（表面粗さが悪いため）
• 加工変形シミュレーションの結果を砥石の加
工軌跡に反映
補正なし
変形
補正あり
理想形状
加工変形補正2
• #2,400砥石で補正加工
• 補正前（研削抵抗 = 6 kgf）
1 mm
加工変形補正3
• #2,400砥石で補正加工
• 補正後（形状誤差 ~ 1 mm）
1 mm
• セグメント支持方法の変更 (2010/6/5)
- もぐら叩き型治具から、ばね方式治具に変更
- 研削抵抗（加工圧）によるセグメントの変形（1kgfで1 mm）を懸念
• ばね方式治具での試験研削 (～2010/7)
- 研削抵抗4～6 kgf（#2,400仕上げ砥石）
- 補正加工で形状誤差～1 mm
• セグメントの粗加工 (2010/8, 10)
• 曲率基準鏡の製作 (2010/9)
• ヤトイ（研磨用ダミー）の製作 (2010/11～)
セグメント粗加工
• 除去量：内周~21 kg、 外周~16 kg
• 内周6枚、外周2枚終了
• 加工時間～8日/枚
4 mm
• セグメント支持方法の変更 (2010/6/5)
- もぐら叩き型治具から、ばね方式治具に変更
- 研削抵抗（加工圧）によるセグメントの変形（1kgfで1 mm）を懸念
• ばね方式治具での試験研削 (～2010/7)
- 研削抵抗4～6 kgf（#2,400仕上げ砥石）
- 補正加工で形状誤差～1 mm
• セグメントの粗加工 (2010/8, 10)
• 曲率基準鏡の製作 (2010/9)
• ヤトイ（研磨用ダミー）の製作 (2010/11～)
今後の予定
• 加工時は鉄板に直置き、測定時は27点等圧支持
- セグメント形状の経時変化 ~ 2 mm
• 常に27点等圧支持
- 名古屋大グループ提案のばね支持方式を採用