如何選擇適合的三坐標測針(6)
熟悉三坐標測量儀的人都知道,三坐標測量儀是一種高精密的測量儀器,在操作使用三坐標測量儀中影響測量結果的重要因素除了三坐標測量機體本身的設計外,三坐標測針的選擇和使用在工業測量技術上也同樣發揮著不可忽視的作用。而在實際的測量過程當中,對測針的正確選擇也是一門非常重要的課題。那么如何才能挑選出合適的三坐標測針,避免因測針的選購失誤影響測量結果。下面給大家詳細介紹一下三坐標測針選購技巧。
選擇三坐標測針時一定要非常謹慎,以確保*適合您的測量應用。被測工件的外型特征將決定要采用的測針類型和大小,在所有情況下測針的*大剛度和測球的球度至關重要。大多數三坐標測針的測尖是一個球頭,*常見的材料是人造紅寶石。此類測尖圓度的任何誤差都可能成為三坐標機測量不確定度的一個影響因素,這很可能造成三坐標機精度降低達10%。兩種*常用的測球指標是5級和10級(等級越低測球越好)。測球等級由5級“降”到10級,測針可能會節約些許成本,但極有可能對高精度的要求造成威脅。
三坐標測針球頭材質除紅寶石外,還有氮化硅、氧化鋯、陶瓷和碳化鎢。在掃描應用中*為明顯,如以紅寶石測針來掃描鋁材或鑄鐵,兩種材料之間的相互作用會產生對紅寶石測球表面的“粘附磨損”。因此,建議使用氮化硅測針來掃描鋁材工件或使用氧化鋯測針來掃描鑄鐵工件,以避免粘附磨損現象。
此外,三坐標測針中的測桿的材料考慮也非常重要。測桿必須設計具有*大的剛性,確保在測量過程中將彎曲量降至*低。除*基本的不銹鋼外,對于需要大剛度的小直徑桿或超長桿使用碳化鎢桿是*好的選擇,而陶瓷測針桿所具有的剛性優于鋼測針桿,但重量遠比碳化鎢輕。
采用陶瓷桿的測頭因發生碰撞時測針桿會破碎,因此測針對測頭有額外的碰撞保護作用。另外重量極低的碳纖維是一種惰性材料,這種特性與特殊樹脂基體相結合,在大多數極惡劣的機床環境下具有優異的防護作用。它是高精度應變儀片式測頭的*佳探針桿材料,具有優異的減振性能和可忽略不計的熱膨脹系數。
為確保量測的精度,建議在選三坐標測針時
(1)盡可能選擇短的測針:因為測針越長彎曲或變形量越大,精度越低。
(2)盡可能減少測針組件數:每增加一個測針與測針桿的連接,便增加了一個潛在的彎曲和變形點。
(3)盡可能選用測球直徑越大的測針:一是這樣能增大測球/測針桿的距離,從而減少由于碰撞測針桿所引起的誤觸發;其次,測球直徑越大,被測工件表面粗糙度的影響越小(尤其是在掃描的應用中更明顯)。
(4)用很長的測針/加長桿組合進行檢查時,建議不要選擇標準的三點機械式定位觸發式測頭,因為其剛性低,會因測針的彎曲造成精度喪失,高精度應變儀片式測頭是較佳的選擇。
(5)當組裝測針配置時,需要參考測頭制造商指定的*大容許測針長度與重量。