本研究主要目的是利用OMP400觸發式探頭（touch trigger probe）整合於四軸CNC雕刻機上進行加工間檢測（in-process measurement），並針對量測時所會面臨之干涉與避障問題（interference-free）進行探討與研究。本研究所使用之OMP400觸發式探頭具有高精度及高重複性，以標準環規（D＝39.997 mm）校驗之結果透過標準差計算，其誤差約為1 μm，可應用於量測複雜之3D自由曲面及規則幾何形狀，因此適合應用於CNC工具機台上進行綜合性的量測。
在量測系統架構方面，以個人電腦為基礎，並將OMP400觸發式探頭與四軸CNC雕刻機進行軟硬體的整合，將機台之NC控制器與個人電腦進行資訊整合，透過RS-232串列通訊埠，可將加工與量測所需之NC程式碼經由PC傳送至NC控制器，以驅動工具機進行加工間檢測。加工間檢測所使用的載具為風扇葉片，由於葉片上的量測點應用於四軸CNC雕刻機上進行加工間檢測時，會有干涉情況產生，因此本研究特地針對干涉避障等問題，透過演算法與避障流程，規劃出最適合之量測路徑，以達到安全及符合省路徑等需求。
在量測點資料誤差比對方面，利用三次元座標量測儀（CMM）量測相同載具，並與於四軸CNC雕刻機上進行加工間檢測之結果，進行量測誤差比對，經由量測四凸一凹自由曲面載具所得到之誤差約為11 μm，量測另一載具風扇葉片之第一片與第四片，其結果相對於CMM結果之誤差，分別為0.075 mm及0.077 mm，將第一片與第四片於CNC雕刻機進行加工間檢測，所得到之量測重複性誤差皆在5 μm以內，成功的驗證OMP400觸發式探頭進行量測時，其重複性與精度良好，因此可實際整合於四軸CNC雕刻機上進行加工間檢測。

The objective of this study is to develop a 4-axis in-process measurement system by integrating an OMP400 touch trigger probe system with a 4-axis CNC engraving machine to measure the fan blades with no collision. The vector-based measurement function having been provided, the OMP400 probe is a viable solution for 3D in-process measurement of mould, die and other complex parts on a machine tool. The deviation of the repeatability measurement of a gauge block of 100 mm using the OMP400 probe was about 0.25 micron. The deviation of the center coordinates of a ring gauge was, in general, within 1.0 microns, based on the calibration results.
The information in the developed in-process measurement system, comprising a personal computer, a 4-axis CNC engraving machine controller, and a RENISHAW OMP400 touch trigger probe system, was integrated technically. A set of measuring software programmed with Visual Basic 6.0 was developed to configure the measuring path and to process the measured data points. A fan was used as a test carrier to carry out the in-process measurement. The complex surfaces of the fan blades result in the difficulty in both machining and inspection. Utilizing the proposed interference-free algorithm, the interference-free measurement paths could be configured and the required NC codes could be generated by the developed 4-axis in-process measurement system for the inspection of the fan blades. The measurement errors of the in-process system for the fan blades were verified by the measurements using a 5-axis CNC coordinate measurement machine (CMM). Based on the analysis results, the measurement errors of the first blade and the fourth blade using the OMP400 probe were 0.075 mm and 0.077 mm, respectively. The repeatability measurement error between the two blades was about 5 μm.

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