【文章內(nèi)容簡介】 的類型 星狀探針對(duì)于測(cè)量孔的直徑，咬邊，凹槽以及同心度等，應(yīng)該使用星狀探針（如圖12）。星狀探針也可用于檢查一些內(nèi)部特征點(diǎn)如孔內(nèi)的棱以及槽等。這種類型的探針由于其多探針的探測(cè)能力可以最大限度的減少探針的移動(dòng)量。圖12 星狀探針 圓盤形探針當(dāng)所要測(cè)量的特征由于太小導(dǎo)致星狀探針無法測(cè)量時(shí)，可以考慮使用盤狀探針（圖13）。一個(gè)最基本的盤狀探針只需要一個(gè)水平方向的環(huán)狀直徑計(jì)，但這只限制了對(duì)X軸和Y軸方向的探測(cè)。這種圓盤的邊緣是一種球形的形狀，由于只有球面的一小區(qū)域可以接觸，這種薄盤需要謹(jǐn)慎的校準(zhǔn)角度以確保盤表面與被測(cè)特征表面可以正確的接觸。圖13盤形探針 其他特殊類型的探針特殊類型的探針可用于一些不適合用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的應(yīng)用。不同直徑的圓筒形探針（圖14）可用于測(cè)量螺紋，定位中心孔和金屬板上的平洞。圖14 柱形探針探測(cè)螺紋和薄片一個(gè)大的空心陶瓷球（圖15）可用于探測(cè)深部特征的X,Y,Z方向。利用大直徑球測(cè)量可以平均一些粗糙度的影響。圖15陶瓷空心球探針尖端類型的探針（圖16）是用來檢測(cè)點(diǎn)，劃線，和螺線深度。使用這種圓尖端類型的探針可以獲得更高的精度以及更多的表面特征，而且這種探針還可以檢測(cè)小孔的位置。圖16指針探針一個(gè)探針中心（圖17）可以允許探測(cè)靈活性達(dá)到最大，使用一個(gè)最多可以裝有五個(gè)探針的測(cè)頭，可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行配置。不同的尺寸的中心塊都是可用的，每一個(gè)探針根據(jù)要求可以有不同的長度，頂圓直徑。使用者應(yīng)該特別小心確保每個(gè)探針的質(zhì)量不能過重以免因重量太大破壞測(cè)頭機(jī)構(gòu)處的平衡。這種類型的探針可以通過避免在測(cè)量循環(huán)中改變探針，進(jìn)而縮短測(cè)量循環(huán)周期。圖17五孔針中心9. 接觸式探針的操作 接觸力機(jī)械運(yùn)動(dòng)觸發(fā)式測(cè)頭的探測(cè)力可以通過旋轉(zhuǎn)測(cè)頭主體處的壓縮彈簧端的螺桿螺絲釘進(jìn)行調(diào)整。這樣的調(diào)整是非常重要的，由于測(cè)量誤差是隨探測(cè)力的減少成線性關(guān)系的。然而，探測(cè)力也不能太小以避免誤觸發(fā)的發(fā)生。如果進(jìn)行了這種性質(zhì)的調(diào)整，那么還需要對(duì)測(cè)頭和觸筆進(jìn)行重新校準(zhǔn)。對(duì)于某些類型的測(cè)頭，改變探針的長度或使用加長桿都將改變引發(fā)測(cè)頭觸發(fā)所需的觸發(fā)力。這是由于杠桿效應(yīng)。探針越短，所需的觸發(fā)力就越大。探測(cè)系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家提供了一種克力計(jì)（圖18）用于調(diào)整、設(shè)置、以及檢驗(yàn)測(cè)頭的觸發(fā)力。正確使用力計(jì)設(shè)置最佳的觸發(fā)力可以使測(cè)頭的性能達(dá)到最佳。這種類型的力計(jì)可以用來設(shè)置從4克到35克之間的觸發(fā)力，設(shè)置間隔在1克間，這足夠用于所有類型探針觸發(fā)力的設(shè)置。探針的制造者通常會(huì)針對(duì)不同類型的探針與探針長度組合指定最佳的觸發(fā)力。圖18克計(jì)儀 逼近速度在測(cè)量中，使用緩慢逼近的速度可以確保較高的精度；對(duì)于所有測(cè)量使用同樣的方法速度可以確保高精度讀數(shù)。這種緩慢逼近的速度通常是在機(jī)器軟件系統(tǒng)的控制下進(jìn)行的，使用者是不能隨意進(jìn)行調(diào)整的。我們強(qiáng)烈推薦在測(cè)量過程中使用的逼近速度應(yīng)該與探針校準(zhǔn)過程中使用的逼近速度一致，這樣測(cè)量過程中的逼近力和方向與探針校準(zhǔn)過程保持一致。 工件變形探針與工件之間接觸點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生力。如果被測(cè)原件不是很堅(jiān)固，那么在測(cè)量過程中很容易引起工件的變形，這時(shí)應(yīng)該考慮使用非接觸式探針。典型的非接觸探測(cè)技術(shù)如：視頻或激光技術(shù)（詳見第14部分）一些坐標(biāo)測(cè)量軟件具有特殊的測(cè)力外推功能。在測(cè)量的過程中，同時(shí)會(huì)測(cè)量測(cè)量力的大小，最終的結(jié)果是將測(cè)量力外推到零時(shí)的值。這種測(cè)量軟件適用于測(cè)量彈性工件。 清潔保持工作區(qū)域的清潔是非常重要的。接觸點(diǎn)處的切屑、灰塵和污物都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確，并且還可能導(dǎo)致探針尖部的磨損。因此，在測(cè)量之前確保工件和探針尖部的清潔是非常重要的。探針尖部應(yīng)該用干凈的軟毛刷或無絨布清洗。.保持參考球的整潔也是非常重要的。同樣可以使用軟毛刷或無塵布對(duì)參考球進(jìn)行清洗。被測(cè)原件也應(yīng)該用合適的溶劑進(jìn)行清洗以除去油、油脂、污垢和指紋等痕跡。 探針軸接觸在坐標(biāo)測(cè)量軟件的編程中，需要補(bǔ)償探針的直徑，如果探針軸而不是探針尖端接觸到工件表面，那么一個(gè)不準(zhǔn)確的讀數(shù)將會(huì)被記錄。因此在編程測(cè)量程序時(shí)，進(jìn)行預(yù)測(cè)量以確保探針軸不會(huì)與工具發(fā)生碰撞是非常重要的（圖19）。圖19探針接觸而不是探針軸接觸 總結(jié)l 用克力計(jì)檢測(cè)使用一個(gè)合適的觸發(fā)力l 使用最合適的逼近速度l 保持探針尖端和校準(zhǔn)球的干凈l 檢查探針軸以其確保不會(huì)與工件接觸10. 探測(cè)系統(tǒng)的校準(zhǔn)最常見的觸發(fā)式測(cè)頭是基于機(jī)械動(dòng)態(tài)觸發(fā)機(jī)制。接觸式觸發(fā)測(cè)頭所受到的系統(tǒng)誤差取決于測(cè)頭逼近的方向。這些誤差可以被坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的制造者在軟件中進(jìn)行修正。利用NIST實(shí)施軟件修正的方法的詳細(xì)信息具體參閱： ‘NIST模式助推坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度’。一旦探測(cè)系統(tǒng)確定后，由于所有探針必須糾正探針尖部的直徑，因此需要對(duì)它利用參考球或其他已知的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行校準(zhǔn)。也可以使用量規(guī)和平面設(shè)置環(huán)對(duì)測(cè)頭進(jìn)行校準(zhǔn)。然而，當(dāng)考慮到需要對(duì)所有的探測(cè)方向進(jìn)行校準(zhǔn)，參考球就是最佳的選擇。校準(zhǔn)涉及到確定探針頂部的直徑以及他們之間的距離。這將相當(dāng)于創(chuàng)造了一個(gè)假想的零間距的探測(cè)球可以有效地探測(cè)任何點(diǎn)。需要注意的是探針球的有效直徑總是比它實(shí)際的尺寸小，當(dāng)考慮到它需要插入到一個(gè)彎曲的軸端時(shí)。正確使用參考球以及及時(shí)將最新的標(biāo)準(zhǔn)尺寸輸入到程序是非常重要的。保證探針頂端以及標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件的絕對(duì)清潔也是至關(guān)重要的。即使最小的粉塵量也會(huì)導(dǎo)致不正確的校準(zhǔn)。無論是探針還是參考球都應(yīng)該使用軟毛刷清潔。利用放大鏡檢查參考球上的指紋或灰塵跡象。任何雜塵都必須清除。為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確和一致的測(cè)量，使用者應(yīng)該應(yīng)該盡可能保持測(cè)量時(shí)的環(huán)境條件與探測(cè)系統(tǒng)在認(rèn)證期間的條件一致。例如，探針逼近被測(cè)工件的方向應(yīng)該與校準(zhǔn)時(shí)逼近的方向盡可能的一致。對(duì)于每個(gè)探針的校準(zhǔn)，建議采集25—50個(gè)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。圖20探針校準(zhǔn)盡管對(duì)探針進(jìn)行非常認(rèn)真的校準(zhǔn)不會(huì)直接減少探針設(shè)計(jì)固有的誤差，但這樣仍可以有助于提高測(cè)量的精確度。例如，當(dāng)需要測(cè)量兩個(gè)球之間的距離時(shí)，兩個(gè)球體中心之間距離的計(jì)算不受探針尖部直徑誤差的任何影響。但是當(dāng)測(cè)量一些特征尺寸如兩個(gè)面之間的長度或一個(gè)孔直徑時(shí)，探針尖部的半徑誤差會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，這是因?yàn)樗怯迷诔叽缣卣鞯挠?jì)算。通過增加探針尖部校準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)的數(shù)量，會(huì)導(dǎo)致探針尖部的測(cè)量更加準(zhǔn)確。為了保持提高校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，被測(cè)工件的特征點(diǎn)的數(shù)量也應(yīng)該增加。如前所述，每一個(gè)探針的校準(zhǔn)需要使用2550個(gè)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。我們建議對(duì)于直徑較小的探針直徑應(yīng)該使用較小的參考球，例如對(duì)于校準(zhǔn)直徑為1毫米的尖部應(yīng)該使用直徑為8毫米的參考球。使用者應(yīng)該明白如果有多個(gè)參考球可用，那么軟件中所涉及的直徑值應(yīng)該是正在使用的參考球。通常使用者常犯的一個(gè)錯(cuò)誤是將正在使用的參考球的直徑的值輸錯(cuò)。如果出現(xiàn)這種情況，那么校準(zhǔn)的結(jié)果將會(huì)不準(zhǔn)確。還應(yīng)當(dāng)指出，如果一臺(tái)機(jī)器已經(jīng)按照ISO 10360：2驗(yàn)證完畢，那么在測(cè)量過程中所進(jìn)行的驗(yàn)證所使用的參考球應(yīng)該與驗(yàn)證測(cè)試中所使用的參考球?yàn)橥粋€(gè)球。最好是無論什么時(shí)候都盡可能使用買設(shè)備時(shí)所提供的參考球。書面所記錄的關(guān)于探針的校驗(yàn)常數(shù)應(yīng)該保存以備以后參考。如果經(jīng)常使用同一個(gè)探針，那么應(yīng)該定期檢測(cè)這個(gè)探針的規(guī)格參數(shù)是否發(fā)生變化。至少應(yīng)該記錄探針的有效直徑。一些坐標(biāo)測(cè)量軟件提供了探測(cè)點(diǎn)與真實(shí)球的偏差指標(biāo)。使用者應(yīng)該檢查這些偏差是否在正常的預(yù)期范圍內(nèi)。需要注意的是如果探針校準(zhǔn)出行偏差，那么以后所有的測(cè)量結(jié)果都將不正確直到下一次正確的校準(zhǔn)為止。同時(shí)需要考慮以下問題：探針是否輸出正常的結(jié)果，如果沒有，這個(gè)值為什么發(fā)生了改變？如果校驗(yàn)結(jié)果發(fā)生了明顯的改變，那么使用者應(yīng)該采取行動(dòng)調(diào)查原因。確保探針和參考球是干凈的，輸入電腦的參考球的直徑值應(yīng)該與正在使用的參考球相一致，測(cè)量步驟也應(yīng)該與以前所使用的一致。測(cè)量已知制品的尺寸如量塊或平面設(shè)置環(huán)是對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的又一種校驗(yàn)。如果量塊的實(shí)際尺寸與你所測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)的偏差超過了不確定度，那么需要對(duì)探針進(jìn)行重新校準(zhǔn)以及從新檢查?？偨Y(jié)探針校驗(yàn)過程中的關(guān)鍵步驟：l 保持探針以及參考球的干凈l 檢查輸入軟件的參考球的直徑值是否正確l 測(cè)量工件所使用的探測(cè)步驟應(yīng)該與校準(zhǔn)探針時(shí)的步驟一致，如果可以，使用自動(dòng)校準(zhǔn)例程。l 檢查所有的測(cè)量值——將他們打印出來l 與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比檢查l 在測(cè)量工件之前先測(cè)量一個(gè)量具進(jìn)行校驗(yàn)11. 工件測(cè)量一個(gè)加工后的工件是一些列標(biāo)準(zhǔn)形狀的結(jié)合體如平面、圓、直線、圓柱體、圓錐體和球體等。這些幾何特征可以被一定數(shù)量的點(diǎn)定義。這些點(diǎn)的數(shù)量以及位置的選取是非常重要的。在本手冊(cè)后邊將會(huì)介紹測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量以及位置選取的指導(dǎo)。12. 測(cè)量不確定度的來源 探針軸的彈性變形探針軸實(shí)際上是一個(gè)一段內(nèi)置于探針上另一端受到探針頂部力作用的懸臂梁。這個(gè)測(cè)量觸發(fā)力會(huì)導(dǎo)致探針軸的應(yīng)變，進(jìn)而導(dǎo)致軸的彎曲。因此軸的選取需要特別注意。 粗探針探針軸的彎曲量與軸的直徑的四次方成反比。因此將探針軸的直徑增大為原來的兩倍，可以將相關(guān)測(cè)量誤差減少為原來的十六分之一。因此建議盡量使用最大的探球直徑這樣可以允許使用更大的探針軸以進(jìn)入探球的內(nèi)部。 短探針