접촉식 측정 프로브는 3 차원 좌표 측정기 및 CNC 공작기계 등에서 제품 검사에 많이 활용되고 있고, 최근 품질 향상을 위한 가공 및 검사장비의 고정도화에 따라 측정의 정확도도 또한 매우 중요시 되고 있다. 이에 따라 스트레인 게이지 등을 이용한 고정도의 측정 프로브가 사용되고 있기는 하지만, 본 연구에서는 경제적인 측면을 고려하여 산업현장에서 공작기계에 많이 활용되는 일반 접촉식 측정 프로브의 메커니즘을 이해하고, 측정 시 발생할 수 있는 프로빙 오차에 대한 분석 및 보정을 통하여 그 활용성을 높이고자 하였다. 이를 위하여 스타일러스 반경 및 중심 정렬오차가 규명되었고, 3 차원 공간상의 측정 좌표에서 프로빙 오차에 대한 해석이 이루어졌다. 이러한 오차들을 보정하기 위한 알고리즘이 개발되었으며, 실제 CNC 공작기계 상에서 기준구 측정을 통한 검증이 이루어졌다.
Kinematic contact trigger probes are widely used for feature inspection and measurement on coordinate measurement machines (CMMs) and computer numerically controlled (CNC) machine tools. Recently, the probing accuracy has become one of the most important factors in the improvement of product quality, as the accuracy of such machining centers and measuring machines is increasing. Although high-accuracy probes using strain gauge can achieve this requirement, in this paper we study the universal economic kinematic contact probe to prove its probing mechanism and errors, and to try to make the best use of its performance. Stylus-ball-radius and center-alignment errors are proved, and the probing error mechanism on the 3D measuring coordinate is analyzed using numerical expressions. Macro algorithms are developed for the compensation of these errors, and actual tests and verifications are performed with a kinematic contact trigger probe and reference sphere on a CNC machine tool.
