TP1S  
 
  TP2-5W  
 
  TP6  
 
  TP20  



   
최초 Probe가 Seating되어 그림 하단의 아래쪽에 위치 하면서 어느 정도의 압력(Pre-Travel)을 받기 시작하면
Trigger Signal 부위에 도달 하게 됩니다.
이 곳 까지는 실제로 Probe Signal로 인식되지 않으며 이 임계 점을 지날 때, 비로서 Touch Signal로 인식하게
됩니다. CMM이 Signal을 인식하게 되면 접촉 점의 위치에서 역 Vector 방향으로 후퇴하게 되어 Probe가 다시
정상적으로 Seating하게 됩니다. 이러한 구조가 Kinematic Touch Trigger Probe 입니다.

 

옆 그림에서와 같이 정역학적인 면에서 계산하여 볼 때 ,FC x L = F S x R
등식이 성립되게 됩니다.

여기서,
L, FS 값은 상수로 일정하다고 봅니다.( 스타일러스 길이는 일정하며,
Z 방향의 힘도 동일하다고 가정합니다.)

따라서
FC 의 값은 R 값에 비례한다고 볼 수 있습니다.
결론적으로 말한다면, Pre-Travel 값은
FC R 값에 의존하게 되는 것입니다.

 

 

그럼 여기서 왜 Pre-Travel 에 대해서 자꾸 언급하는 것일까요 ?

오른 쪽 그림은 Probe의 내부 구조를 위에서 바라본 것입니다.
먼저 Pivot은 120도씩 분기 되어 있습니다.

따라서 왼쪽 Pivot에서 센터까지의 거리는 오른쪽 Pivot에서
센터까지 거리의 1/2 이 됩니다.

위에서 언급한 바와 같이
FC의 값은 R 값에 비례한다고 했습니다.
즉, 어느 방향에서 측정하는가에 따라서 R 값에 따라 최대
2배의Pre-Travel 오차가 발생한다는 것입니다.

이것을
“Lobing Error” 라고 정의합니다.
 
   


즉, Kinematic Probe는 이러한 Lobing Error를 항시 가지고 있습니다. 3차원 측정을 처음 시작할 때, Master Ball에
Calibration을 하는 이유는 바로 이러한 Lobing Error량을 평균화 하여 최소화하기 위한 것입니다.
이러한 에러 량을 좀 더 줄이기 위해서는 가급적 많은 점을 지정하여 Master Ball에 Calibration하는 것이
바람직합니다.

이러한 Pre-Travel 값이 아무리 크다 하더라도 결국은 Probe Calibration에 의해서 제거되게 됩니다. Pre-Travel의
특성을 측정하여 보정된 데이터 값을 일률적으로 적용하므로 참 값을 얻게 되는 것입니다. 스타일러스의 강성과
길이는
PTV(Pre-Travel Variation)에 있어 매우 중요할 뿐만 아니라 Probe자체의 성능과도 밀접하게 연관되어
있으므로, 항시 스타일러스가 바뀌면 때마다 Calibration을 해 주어야 됩니다.

이렇게 해서 PTV 가 제거되면, 다음부터 중요한 것은 Probe의
반복 정도 (Repeatability)입니다.
반복 정도란 한 면이나 점을 지속해서 계속 Touching 했을 때, 동일한 같은 값을 지속적으로 가지는가에 대한
의미입니다. 엄밀히 말한다면,
Probe의 값은 Accuracy가 아니라 Repeatability에 관계된 값입니다.

가령, 처음에 한 점을 측정했다고 가정합니다. 다음에 10회 반복해서 똑 같은 위치를 측정했습니다. 결과, 참 값은
아니지만 동일한 값들이 계속 출력되었다고 가정합니다. 그렇다면, 이 값은 반복 정도의 면에서 볼 때 우수한
것입니다.

반면에, 처음 값이 참값이었다 하더라도 나머지 9 회 측정 했을 때, 처음 값과 같지 않고 계속해서 다르게
출력된다고 하면 이 Probe의 반복 정도는 신뢰할 수 없습니다.

처음의 값이 참값이 아닌 요인은 3차원 측정기가 가지고 있는 자체 정밀도에 의해서도 변할 수 있기 때문에,
동일한 반복된 값을 가진다면 문제는 해결할 수가 있는 것입니다. 그러나 그 역인 경우, 문제가 Probe에 있는
것인지, 아니면 기계 자체에 있는 것인지 판명하기가 불 분명해집니다.

이러한 Kinematic Probe들은 단순한 기구적 메커니즘을 이용하기 때문에 강하며, 소형 , 경량화되어 이용하기에
편할 뿐 아니라, 가격적으로 저렴한 동시에 간단한 Interface 를 이용하여 사용하기 때문에 가장 널리 사용되고
있습니다.