Practical Data Generation of Surface Topography and Its Application

Michimasa UCHIDATE
2010 Journal of the Japan Society for Precision Engineering  
1.は じ め に トライボロジー特性などの表面機能のさらなる高度化 や,光学的手法をはじめとする表面トポグラフィ測定方式 および機種の多様化の流れの中で,加工面粗さなどの測定 精度およびトレーサビリティーの問題は避けて通れない. JIS B 0659-1:2002 においては,触針式粗さ計による輪 郭曲線方式の表面トポグラフィ校正のための標準片(material measure)として,表 1 のような種類が規定されて いる 1) .タイプ A と C は,精密に製作された溝等で高さ および横方向の校正を行うもので,タイプ B と E は触針 先端形状の確認および座標系の総合点検に用いる.そし て,タイプ D は粗さ測定器およびパラメータの総合点検 に用いるもので 2) ,ユーザーレベルで最も日常的な標準片 といえよう.同規格は 2 次元の曲線に対するものである が,ISO の技術委員会 TC213 では面領域(三次元)の標 準片の規格化を検討中である.また,測定データのデジタ ル処理化およびパラメータの多様化・複雑化の中で,解析
more » ... が必要と されている 3) . 本稿では,面領域測定のためのランダム標準片およびソ フトゲージとして適用が可能な,表面トポグラフィデータ の生成とその応用について述べる. 2.ランダム表面の生成手法 表面トポグラフィデータは,面内の直行する二方向を X,Y 方向とし,それぞれの方向に等しいデータ間隔 Dx, Dy で離散化した点 Px, yQ における高さデータ zPx, yQ とし て測定するのが一般的である.そして,測定データに基づ いて高さ方向や面方向などのパラメータが算出される. ランダム表面トポグラフィデータ生成はこの手順を逆に 行うもので,はじめに必要とされるデータの条件(データ 点数やピッチ,スペクトル特性,高さ分布など)を指定 し,その条件を満たすランダム表面 zPx, yQ の数列を数値 計算によって生成する(図 1) .生成アルゴリズムとして は, 1)係数行列による畳み込み 4)∼12) 2)逆フーリエ変換を用いる方法 13)∼15) 3)フラクタルモデル 16)17)
doi:10.2493/jjspe.76.1003 fatcat:uylwtfbtrvcgvlucrhb27emt3e