行業(yè)動(dòng)態(tài)2024-10-22
肉眼看上去完好的測球，為何測量結(jié)果會(huì)存在偏差？
鉆石比紅寶石測球更具性價(jià)比？
測球掉落有時(shí)候是在保證測量結(jié)果的可靠性？
# 探針系統(tǒng)是如何影響到測量重復(fù)性的呢？
我們可以得出結(jié)論，為了防止額外的測量不確定性，節(jié)省費(fèi)時(shí)的檢查、清潔、更換和重新校準(zhǔn)工作。特別是測量超硬陶瓷表面或極軟鋁合金工件時(shí)，鉆石測針比紅寶石測針具有更長的使用壽命，從長遠(yuǎn)來看可以節(jié)省時(shí)間和人力成本。
此外，測球和測桿的連接方式也極為重要。以下三種連接方式分別是焊接、杯連接和栓連接。焊接就是測球通過焊接方式安裝在測桿上。杯連接是借助特殊膠水使測球黏合在測桿上，杯連接和焊接基本是相同的，但是焊接的測針具有較高的剛性。栓連接是三種連接中最容易出現(xiàn)問題的連接方式，一方面栓連接需要在測球上鉆孔，易對測球產(chǎn)生不利影響；另一方面由于栓沒有定位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致例如多余黏膠等問題。
鉆石比紅寶石測球更具性價(jià)比？
測球掉落有時(shí)候是在保證測量結(jié)果的可靠性？
測球測桿又有幾種連接方式？
在幾何坐標(biāo)測量技術(shù)這門學(xué)科中，測量重復(fù)性對于測量結(jié)果非常重要，而影響三坐標(biāo)測量重復(fù)性的因素有很多。其中包括設(shè)備精度、環(huán)境溫度與濕度、校準(zhǔn)以及探針系統(tǒng)等。但在大多數(shù)的情況下，是探針系統(tǒng)本身。
# 探針系統(tǒng)是如何影響到測量重復(fù)性的呢？
- 一個(gè)探針系統(tǒng)通常包含這樣幾個(gè)部分：
- 測針—最先接觸到工件的部分
- 加長桿—方便測量難以接近的區(qū)域
- 吸盤—與測頭直接相連的部分
- 連接件—使測針與加長桿相連組成探針系統(tǒng)
一個(gè)理想的探針系統(tǒng)需要盡量少的連接點(diǎn)、盡可能大的剛性、盡可能輕的質(zhì)量、盡可能小的溫度敏感性。
首先，測針作為接觸工件的部分，由測針座、測桿和測球三部分組成。紅寶石測球是最常見的測球種類。
左下圖，當(dāng)三坐標(biāo)使用轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)測量時(shí)，測針固定不動(dòng)、同一點(diǎn)接觸工件表面進(jìn)行測量，即使測球的圓度不是最佳的，但是測量結(jié)果也并未因此出現(xiàn)偏差。右下圖，當(dāng)工件固定使用測針移動(dòng)來測量時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)由于測球的圓度偏差所導(dǎo)致的測量結(jié)果誤差。由此我們知道，為了取得高精度測量需要高精度的測球。
左下圖，當(dāng)三坐標(biāo)使用轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)測量時(shí)，測針固定不動(dòng)、同一點(diǎn)接觸工件表面進(jìn)行測量，即使測球的圓度不是最佳的，但是測量結(jié)果也并未因此出現(xiàn)偏差。右下圖，當(dāng)工件固定使用測針移動(dòng)來測量時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)由于測球的圓度偏差所導(dǎo)致的測量結(jié)果誤差。由此我們知道，為了取得高精度測量需要高精度的測球。
下表中精度等級數(shù)字越小代表精度越高，最大圓度偏差值越小。蔡司通常采用5級精度的測球，5級測球精度范圍在0.07μm到0.16μm之間能滿足絕大多數(shù)測量需求。當(dāng)然，對于更高要求的測量，蔡司也提供了更高精度等級的測球。
其次，測球的材質(zhì)也是影響測量的關(guān)鍵因素之一。一方面，紅寶石測球在使用一段時(shí)間后會(huì)因掃描較硬的工件產(chǎn)生磨損，圓度變差，精度降低。另一方面，掃描較軟的鋁合金材質(zhì)又會(huì)在紅寶石測球表面產(chǎn)生“沉積”同樣造成圓度變差，精度降低。
為了避免上述問題保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，蔡司推出了鉆石測針。通過紅寶石和鉆石的對比可以明顯看出不論是測球的磨損或者沉積，隨著時(shí)間的推移，掃描距離的增加，紅寶石測球的精度都有明顯下降，而鉆石測球則沒有這些問題基本維持了一開始的精度不變。
我們可以得出結(jié)論，為了防止額外的測量不確定性，節(jié)省費(fèi)時(shí)的檢查、清潔、更換和重新校準(zhǔn)工作。特別是測量超硬陶瓷表面或極軟鋁合金工件時(shí)，鉆石測針比紅寶石測針具有更長的使用壽命，從長遠(yuǎn)來看可以節(jié)省時(shí)間和人力成本。
此外，測球和測桿的連接方式也極為重要。以下三種連接方式分別是焊接、杯連接和栓連接。焊接就是測球通過焊接方式安裝在測桿上。杯連接是借助特殊膠水使測球黏合在測桿上，杯連接和焊接基本是相同的，但是焊接的測針具有較高的剛性。栓連接是三種連接中最容易出現(xiàn)問題的連接方式，一方面栓連接需要在測球上鉆孔，易對測球產(chǎn)生不利影響；另一方面由于栓沒有定位點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致例如多余黏膠等問題。
如果測針在測量時(shí)被撞擊，焊接和杯連接的測球會(huì)掉落把撞擊的問題顯現(xiàn)出來，你可以很容易的發(fā)現(xiàn)測針的損壞而更換掉不良的測針，從而保證測量結(jié)果的可靠性。但是栓連接的測球受撞擊后并不會(huì)因此掉落而是可能發(fā)生了肉眼看不見的偏移，用這樣的測針繼續(xù)測量得到的結(jié)果與真實(shí)值之間會(huì)有較大偏差，極大的影響了測量結(jié)果的可靠性，而你很難察覺這個(gè)問題。
你需要將栓連接的測針在環(huán)規(guī)等檢具上進(jìn)行一些比較測量，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果可重復(fù)性差且與校準(zhǔn)值偏差較大才能得出測針已經(jīng)損壞的事實(shí)?；谝陨显?，蔡司測針采用的是杯連接的方式。
你需要將栓連接的測針在環(huán)規(guī)等檢具上進(jìn)行一些比較測量，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果可重復(fù)性差且與校準(zhǔn)值偏差較大才能得出測針已經(jīng)損壞的事實(shí)?；谝陨显?，蔡司測針采用的是杯連接的方式。
另一個(gè)常見的錯(cuò)誤是測桿探測，即測桿代替了測球接觸到了工件采集了測量信息。這很危險(xiǎn)，因?yàn)闇y頭傳感器無法分辨這個(gè)采集的信號是來自測桿還是測球，在發(fā)生錯(cuò)誤探測時(shí)，不會(huì)有任何錯(cuò)誤報(bào)警。這也是測量時(shí)必須要仔細(xì)觀察的原因，檢查測桿在任何探測或掃描點(diǎn)時(shí)是否都沒有接觸到工件。這也可能會(huì)發(fā)生在你使用非常小的測針與測球時(shí)，因?yàn)樾〉臏y針更容易被折彎，出現(xiàn)測桿探測的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)變得更高。
