研削の状況報告第18回新技術望遠鏡技術検討会 2009年11月14日国立天文台岡山天体物理観測所所仁志前回までのおさらい • 内周セグメント粗加工（#170） • レーザー変位計 + X-Y同期形状ならい、8方向 • 補正なしで ~4 mm (p-v) 最近の流れ • #1,200 (f14mm)、#2,400 (f7mm)で研削 - 表面粗さが悪く、CGH測定できず • CGH測定のため、部分研磨 - 研磨領域の形状が測定できた • 部分研磨の跡を消すために、#2,400で再研削 • 全面研磨・修正研磨 - CGHでセグメント全面の形状測定に成功 • 一枚目の完成を目指し、#2,400で再研削 #1,200 研削 • 加工条件 - 左右送りロータリー研削 - 周速度一定(8.7 m/min.) - 左右送り：0.6 mm/rev. - 切込み：2 mm/pass - 1pass加工時間：230 min. 1回転 #1,200 研削結果 • 表面粗さ 990 nm (p-v)、120 nm (rms) • 形状誤差 2 mm (p-v) - 非軸対称誤差あり - 上下軸同期誤差、摩耗による砥石形状誤差 287.5 deg 72.5 deg 0 deg 上下軸の同期誤差 • 上下反転時に指令値からの遅れが発生 R150 非軸対称性（上下軸固定＋テーブル回転） b d 加工方向理想形状 c a a d b c 上下軸の同期誤差対策1 • 補正項を追加して、補正できるか? • 簡単な試験 - 上下-左右同期駆動で生じる上下軸の遅れを補正できるか? R3600円弧, 600mm/min. f30mm平面鏡上下軸の同期誤差対策2 • 補正なし中央拡大指令値からの残差測定方向近づく離れる上下軸の同期誤差対策3 • 単純な補正（出力を補正項に足していく）補正なし上下軸の同期誤差対策まとめ • 同期誤差を完全に補正するのは、かなり大変そう • 指令値からの残差を凸（セグメント削りすぎ）を凹（セグメント削り残し）に変えるのは比較的容易 • まずは、削り残しを修正研磨で除去補正なし補正項 = 補正なし×3 近づく離れる砥石摩耗による形状誤差 1 • 加工点は砥石上を移動する • セグメントが入ってくる側が、より多く摩耗する • 非軸対称な形状誤差セグメント回転方向砥石摩耗による形状誤差 2 • 砥石形状に1 mmほどの非対称性 • ある程度、定常状態が保たれる • 補正が可能 R7400mm 加工後（2um×6）加工前 #2,400 研削 • 問題点が分かったので、仕上げに移行（対策はせず） • 当初計画では、#3,000の予定だったが、研削能力に難があることが分かってきたため#2,400を使用 • 加工条件 - 左右送りロータリー研削 - 周速度一定(4.4 m/min.) - 左右送り：0.4, 0.8 mm/rev. - 切込み：1 mm/pass - 1pass加工時間：690, 350 min. #2,400 研削結果 • • • • 表面粗さ 740 nm (p-v)、83 nm (rms) 形状誤差 1 mm (p-v) 表面粗さが悪すぎて、CGH測定できず部分研磨へ部分研磨後の#2,400研削1 • CGH測定のため、部分研磨を実施 • V字の研磨跡（最大深さ～2 mm）を#2,400で除去部分研磨後の#2,400研削2 • 3 mmも切り込めば除去できる（研削面になる）と考えていたのだが．．． -3 -6 mm -7 部分研磨後の#2,400研削3 • 研磨領域も材料除去は行われている • 除去効率は、研削面よりも低い 0 deg 90 deg –方向 90 deg 0 deg –方向研削による材料除去 • 通常は脆性加工（細かい凹凸に砥粒がぶつかって材料を破砕）が支配的 • 通常は、砥石の粒度を上げていくことで、破砕の規模を小さくしつつ、延性加工に移行 • 細かい凹凸の無い面（研磨面）の場合、脆性破壊は起きにくく、延性加工が支配的になる • #2,400でも、CGH測定可能な表面粗さを実現できる可能性有り今後の予定 • 非軸対称誤差（上下軸遅れ、砥石断面形状誤差）を補正 - とりあえずは、修正研磨しやすい凸誤差へ • 上記補正には、レーザー変位計による測定データを使用 • 研磨に移り、年内に1枚目を完成 • その後、TMTセグメントの試験加工へ