測球?qū)蜏y桿三坐標測量機精度的影響
測桿和測球是三坐標測量機(CMM)的傳感器與被測工件外表的要害連接環(huán)節(jié)。假如關(guān)于特定的測量義務(wù)選用了不適宜的測桿和測球，就能夠招致測量后果的不確定性和紛歧致性。為了完成CMM測量精度的最優(yōu)化，在選擇測桿和測球時必需思索周全。英國測量產(chǎn)物制造商雷尼紹(Renishaw)公司從四個方面引見了選擇測桿和測球能夠?qū)MM總體測量精度形成的影響。
(1)測球的圓度：大大都CMM測桿頂端的測球都采用人造紅寶石球。測球的圓度誤差能夠會使CMM損掉高達10%的潛在測量精度。紅寶石測球的制造精度程度是用品級來界說的，而一個測球的品級取決于其相關(guān)于幻想球體的最大偏向。最常用的兩種測球品級為5級和10級(其球度誤差辨別為 0.13µm和0.25µm)。雖然從運用5級測球改為運用10級測球可以節(jié)省一些本錢，但有能夠會危及到遍及承受的CMM測量不確定度與外形公役5∶1 之比。固然契合規(guī)范的5級測球能夠本錢稍貴一些，但與能夠使一個及格零件報廢或使一個不及格零件蒙混過關(guān)比擬，這種本錢價值顯得微乎其微。
(2)測球的資料：固然紅寶石是最常用的測球資料，但其他資料能夠更合適進行接觸掃描測量。在掃描測量時，測球沿著工件外表滑行，會發(fā)生摩擦磨損。在極端狀況下，這種長時間接觸能夠會招致測球資料從球上被磨除(磨粒磨損)，或工件資料被粘著到測球上(粘結(jié)磨損)。無論哪一種狀況，都邑影響測球的圓度。當測球的某一部位與工件常常堅持接觸時，這種圓度誤差就會不時增大。
在掃描測量某些資料(如鑄鐵)外表時，能夠會發(fā)作磨粒磨損。殘留的細小顆粒能夠會招致測球和工件外表被細微劃傷，然后在測球上構(gòu)成一個細小“平面”。關(guān)于此類測量，硬度更高的氧化鋯測球是一種不錯的選擇。粘結(jié)磨損凡間發(fā)作在測球資料與工件資料具有化學(xué)親和力的狀況下，在用人造紅寶石測球掃描測量鋁件時較為經(jīng)常見，由于人造紅寶石的首要成分是氧化鋁。從相對較軟的鋁件上轉(zhuǎn)移到測球上的資料能夠生成一層“涂層”，然后降低測球的圓度精度。在這種狀況下，氮化硅測球是更好的選擇，由于這種資料具有優(yōu)越的耐磨性，并且對鋁沒有親合力。
(3)測桿的撓曲：測量精度跟著測桿長度的添加而降低，因而長測桿并不合適測量一切的工件特征(現(xiàn)實上，采器具有最大剛度、盡能夠短的測桿才是準確的做法)。固然測桿并不會直接惹起這種特定的誤差，但測桿長度會將誤差擴大。當測頭從分歧的偏向與工件接觸時，因觸發(fā)所需求的測量力分歧，就會惹起預(yù)行程的轉(zhuǎn)變，然后發(fā)生這種誤差。用規(guī)范圓對測頭進行校準可以減小這種預(yù)行程誤差，但并不克不及完全消弭它。
測桿的撓性會擴大預(yù)行程的轉(zhuǎn)變。固然鋼也合適制造一些短測桿，但硬質(zhì)合金是剛性最好的測桿資料。但是，因為硬質(zhì)合金密度大，因而不合適用于長測桿。陶瓷測桿凡間可用于既需求剛性好，又要求分量輕的測量義務(wù)。相同，碳纖維凡間也可用于制造很長的測桿。
(3)熱不變性：溫度動搖能夠會惹起很大的CMM測量誤差。選用恰當?shù)慕娱L桿資料，就能在情況前提發(fā)作轉(zhuǎn)變的狀況下，取得更好的不變性，供應(yīng)一致性更好的測量后果。具有低熱脹系數(shù)的資料是首選的測桿資料(尤其是在運用長測桿時)，由于熱膨脹量取決于長度。碳纖維是最常用的長測桿和接長桿資料，由于這種資料既硬又輕。鈦合金兼具優(yōu)越的強度、不變性和密度，十分合適用于制造測桿的金屬零件(如接頭和運動關(guān)節(jié))。
