選定信號因子/雜音因子/控制因子及其水準

1. 決定信號因子

測量值準確度與標準塊規真值具有理想線性關係式，因此選擇 以標準塊規真值做為信號因子。依據本案例實務測量產品外形尺寸 範圍的需求，決定三個水準（M1、M2、M3）之標準塊規真值，其信 號因子水準與標準塊規真值對照如表 4.1 所示。

表 4.1 信號因子水準與標準塊規真值對照

信號因子水準 標準塊規標稱值(mm) 標準塊規真值(mm)

M1 1 0.99997

M2 50 50.00009 M3 100 99.99997

(註:標準塊規規格 - Mitutoyo, BM3-76-0, 0 級, 陶瓷材質)

2. 決定雜音因子

依過去經驗及專業量測技術人員之意見，執行接觸式三次元測 量儀量測被測物過程中，由於空間位置的讀取是藉由觸針(stylus) 尖端去碰觸被測物表面，帶動觸發探測器(Touch trigger probe) 電子感應器（sensor）被觸發，其觸發力(Trigger force)為 2 公 克（X/Y面），極為敏感，容易受外界力量(例如：風力)干擾而導致

提前觸發。本案例接觸式三次元測量儀位於獨立冷氣機空間內，故 選定冷氣機風力為雜音因子，水準一：NW₁（最大風力）及水準二：

NW₂（最小風力）。

另外，觸針直徑及長度也是造成影響準確度的因子，且量測過 程中因被測物幾何外形而常常需變換觸針直徑或長度，是難以避免 控制的，也選定為雜音因子，分別為觸針直徑：ND¹、ND²；觸針長 度NL¹、NL²。觸針長度不可大於 50mm(若超過 50mm時，觸發探測器 因位移加速度提前觸發)，觸針直徑考慮常用之尺寸(Φ1~6mm)為依 據。本研究所選定之雜音因子及水準，如表 4.2 所示。

表 4.2 雜音因子及水準

雜音因子 因子項目 水準一 水準二

NW 冷氣機風力 最大風力 最小風力 NL 觸針長度 30 mm 50 mm ND 觸針直徑 1 mm 6 mm

3.決定控制因子及水準

經由相關專業測量技術工程人員共同參與討論，並經特性要因

分析法歸納出重要的控制因子如圖 4.3 所示。

（1）因子 A：精測室溫度（Temperature），三次元測量儀一般是在 20

℃±1℃之室溫下製造及組裝，理論上操作時應維持此室溫是最理

操作參數設為 100%，本研究取等距數值，決定因子 B 的三水準為 20﹪、60﹪、100﹪。

（3）因子 C：接觸速率（TOUCHSPEED），理論上 100%的最大極速

=860mm/sec，但機器只能允許設定到 20%為上限（為避免速度過 快撞機），經專業量測工程人員建議以 5%以內為較安全之使用範 圍。然而，但經過先行測試，當使用 4%~5%時，若預碰距離過小

（<1mm），其量測值出現明顯的偏差，因此以現行使用參數之 3%，

取等距數值，決定為 1﹪、2﹪、3﹪三個水準。

（4）因子 D：加速度(ACCELERATION)，依現行使用參數 4300 mm/sec²，

取等距決定三個水準為 700 mm/sec²、2500 mm/sec²、4300 mm/sec²。

（5）因子 E：返回距離（RETRACT），返回距離最大可至工作床台的邊 緣，但是將無謂的浪費非常多移動時間而不可行，實務上以 10 mm 以內較常被使用。本研究依現行使用參數 0.5mm 取等距，訂定三 水準為 0.5 mm、5 mm、10 mm。

（6）因子 F：預碰距離（PREHIT），與返回距離相同。預碰距離最大可 至工作床台的長度，但浪費移動時間而不可行。依專業量測工 程人員經驗，預碰距離只須足以緩衝、吸收加速時作用力，以 降低量測誤差。本研究依現行使用參數 10 mm 取等距，訂定三

水準為 0.5 mm、5 mm、10 mm。

各控制因子與水準彙整如表 4.4 所示。

表 4.3 實驗的控制因子與水準

控制因子 因子項目 水準一 水準二 水準三 A Temperature（℃） 17 20 23 B MOVESPEED（%） 20 60 100 C TOUCHSPEED（%） 1 2 3 D ACCELERATION（mm/sec²） 700 2500 4300 E RETRACT（mm） 0.5 5 10 F PREHIT（mm） 0.5 5 10

4.選定適當的直交表

本實驗因有六個控制因子，每因子各有三水準，在不考慮交互 作用的情況下，內側直交表將選擇 L¹⁸直交表。此外，有三個雜音因 子，各有二水準，故外側直交表將選擇L⁴直交表。L¹⁸直交表中第一 與第八欄位則以誤差e表示之，實驗時予以忽略考慮。各個因子配置 後之結果如表 4.4 所示。

表 4.4 L¹⁸直交表和因子配置