三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針的分類和選擇

發(fā)布時(shí)間：2015.09.16 閱讀量：2485

測(cè)針是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，它與被測(cè)工件接觸使測(cè)頭機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移，所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)處理得出測(cè)量結(jié)果，所以測(cè)針的選擇直接影像著測(cè)量結(jié)果。不同種類測(cè)針的區(qū)別，除了尺寸上的差異，主要是其測(cè)球材料不同。

測(cè)球材料類別

紅寶石
對(duì)于絕大多數(shù)測(cè)量來(lái)說(shuō)，具有業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)和最佳特性的測(cè)球材料中，紅寶石是已知最硬的材料之一。人造紅寶石是在2000℃下用Verneuil工藝方法燒結(jié)成純度為99％的氧化鋁晶體（剛玉）剛玉切割并逐漸加工為高精度球體。紅寶石具有優(yōu)異的耐壓強(qiáng)度和抗碰撞性，耐磨、熱膨脹系數(shù)小、物理和化學(xué)性能穩(wěn)定、色澤鮮艷和良好的表面光潔度等優(yōu)點(diǎn)。可以適用于絕大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合，但是在以下兩種情況下建議采用其它材料制成的測(cè)球。

?第一種情況是對(duì)鋁材進(jìn)行高強(qiáng)度掃描的應(yīng)用場(chǎng)合。因?yàn)檫@些材料之間互相吸引，會(huì)發(fā)生一種稱為粘附磨損的現(xiàn)象，使被測(cè)件表面的鋁積聚在測(cè)球上。對(duì)于這種應(yīng)用場(chǎng)合有一種更好的材料，就是氮化硅。?第二種情況是在鑄鐵上進(jìn)行高強(qiáng)度掃描的應(yīng)用場(chǎng)合。兩種材料之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生對(duì)紅寶石測(cè)球表面的粘附磨損。對(duì)這種應(yīng)用場(chǎng)合，建議采用氧化鋯測(cè)球。

氮化硅
氮化硅具有許多與紅寶石類似的特性。這是一種非常堅(jiān)硬耐磨的陶瓷材料，可加工成精度很高的球體。也可拋光到極為光滑的表面光潔度。氮化硅與鋁之間沒(méi)有吸附性，因此不存在紅寶石應(yīng)用在類似場(chǎng)合所發(fā)生的粘附磨損現(xiàn)象。但氮化硅在鋼材表面掃描時(shí)卻具有很顯著的磨耗特性，因此其應(yīng)用最好限制在鋁質(zhì)工件上。

氧化鋯
氧化鋯是一種特別堅(jiān)硬的陶瓷材料，其硬度和磨損特性均接近紅寶石。但其表面特性使這種材料成為在鑄鐵工件上進(jìn)行高強(qiáng)度掃描的理想材料。

不銹鋼
采用不銹鋼制造的測(cè)桿廣泛用于球／端部直徑為２ｍｍ或２ｍｍ以上、最長(zhǎng)為30ｍｍ的測(cè)針。在此范圍內(nèi)，一體式鋼桿提供最佳的剛性與重量比，在測(cè)桿和螺紋本體之間采用一個(gè)接頭，既可提供足夠的球／桿間隙，又不降低剛性。

陶瓷
對(duì)于測(cè)球直徑大于３ｍｍ、長(zhǎng)度超過(guò)３０ｍｍ的測(cè)桿，陶瓷測(cè)桿所具有的剛性優(yōu)于鋼測(cè)桿，其重量遠(yuǎn)比碳化鎢輕。采用陶瓷測(cè)桿的測(cè)頭因發(fā)生碰撞時(shí)測(cè)桿會(huì)破碎，因此測(cè)針對(duì)測(cè)頭有額外的碰撞保護(hù)作用。

碳化鎢
對(duì)于需要大剛性的小直徑測(cè)桿或超長(zhǎng)測(cè)桿，使用碳化鎢桿是最好的選擇，小直徑測(cè)桿是測(cè)球直徑為１ｍｍ或更小的測(cè)針?biāo)枰模L(zhǎng)測(cè)桿的長(zhǎng)度可達(dá)５０ｍｍ。除此之外，由于桿與本體之間的接頭可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此重量可能成為問(wèn)題而且剛性可能降低。

碳纖維
碳纖維碳纖維是一種惰性材料，而且重量極低，這種特性與特殊樹(shù)脂機(jī)體相結(jié)合，在大多數(shù)極惡劣環(huán)境下具有優(yōu)異的性能。它的材料有多種等級(jí)。在任何情況下，碳纖維在拉伸和扭曲的情況下都能提供最佳的剛性特性（這對(duì)于星形結(jié)構(gòu)的測(cè)針很重要）　。?對(duì)于長(zhǎng)度大于５０ｍｍ的測(cè)桿，碳纖維是剛性最高同時(shí)質(zhì)量極輕的理想材料。它是高精度應(yīng)變片式測(cè)頭的最佳測(cè)桿材料，具有優(yōu)異的減振性能和可忽略不計(jì)的熱膨脹系數(shù)。（使用碳纖維測(cè)針或者加長(zhǎng)桿時(shí)需配備專用的扳手進(jìn)行拆卸）

如何選擇測(cè)針：
?盡量選用短測(cè)針
測(cè)針彎曲或變形量越大，精度越低。使用盡可能短的測(cè)針是您的最佳選擇。

?盡量減少接頭
每增加一個(gè)測(cè)針與加長(zhǎng)桿的連接，便增加了一個(gè)潛在的彎曲和變形點(diǎn)。在您的應(yīng)用中盡可能減少測(cè)針組件數(shù)。

?選用的測(cè)球直徑要盡量大

一是這樣能增大測(cè)球／測(cè)桿的距離，從而減少由于碰撞測(cè)桿所引起的誤觸發(fā)；其次，測(cè)球直徑越大，受被測(cè)工件表面光潔度的影響越小。

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