技術中心2025-11-13
肉眼看上去完好的測球，為何測量結果會存在偏差？
鉆石比紅寶石測球更具性價比？
測球掉落有時候是在保證測量結果的可靠性？
# 探針系統是如何影響到測量重復性的呢？
我們可以得出結論，為了防止額外的測量不確定性，節省費時的檢查、清潔、更換和重新校準工作。特別是測量超硬陶瓷表面或極軟鋁合金工件時，鉆石測針比紅寶石測針具有更長的使用壽命，從長遠來看可以節省時間和人力成本。
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，易對測球產生不利影響；另一方面由于栓沒有定位點會導致例如多余黏膠等問題。
鉆石比紅寶石測球更具性價比？
測球掉落有時候是在保證測量結果的可靠性？
測球測桿又有幾種連接方式？
在幾何坐標測量技術這門學科中，測量重復性對于測量結果非常重要，而影響三坐標測量重復性的因素有很多。其中包括設備精度、環境溫度與濕度、校準以及探針系統等。但在大多數的情況下，是探針系統本身。
# 探針系統是如何影響到測量重復性的呢？
- 一個探針系統通常包含這樣幾個部分：
- 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
一個理想的探針系統需要盡量少的連接點、盡可能大的剛性、盡可能輕的質量、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，當三坐標使用轉臺旋轉測量時，測針固定不動、同一點接觸工件表面進行測量，即使測球的圓度不是最佳的，但是測量結果也并未因此出現偏差。右下圖，當工件固定使用測針移動來測量時，可以發現由于測球的圓度偏差所導致的測量結果誤差。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，當三坐標使用轉臺旋轉測量時，測針固定不動、同一點接觸工件表面進行測量，即使測球的圓度不是最佳的，但是測量結果也并未因此出現偏差。右下圖，當工件固定使用測針移動來測量時，可以發現由于測球的圓度偏差所導致的測量結果誤差。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測量需求。當然，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，測球的材質也是影響測量的關鍵因素之一。一方面，紅寶石測球在使用一段時間后會因掃描較硬的工件產生磨損，圓度變差，精度降低。另一方面，掃描較軟的鋁合金材質又會在紅寶石測球表面產生“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果的準確性，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。
我們可以得出結論，為了防止額外的測量不確定性，節省費時的檢查、清潔、更換和重新校準工作。特別是測量超硬陶瓷表面或極軟鋁合金工件時，鉆石測針比紅寶石測針具有更長的使用壽命，從長遠來看可以節省時間和人力成本。
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，易對測球產生不利影響；另一方面由于栓沒有定位點會導致例如多余黏膠等問題。
如果測針在測量時被撞擊，焊接和杯連接的測球會掉落把撞擊的問題顯現出來，你可以很容易的發現測針的損壞而更換掉不良的測針，從而保證測量結果的可靠性。但是栓連接的測球受撞擊后并不會因此掉落而是可能發生了肉眼看不見的偏移，用這樣的測針繼續測量得到的結果與真實值之間會有較大偏差，極大的影響了測量結果的可靠性，而你很難察覺這個問題。
你需要將栓連接的測針在環規等檢具上進行一些比較測量，發現測量結果可重復性差且與校準值偏差較大才能得出測針已經損壞的事實。基于以上原因，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規等檢具上進行一些比較測量，發現測量結果可重復性差且與校準值偏差較大才能得出測針已經損壞的事實。基于以上原因，蔡司測針采用的是杯連接的方式。
另一個常見的錯誤是測桿探測，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，因為測頭傳感器無法分辨這個采集的信號是來自測桿還是測球，在發生錯誤探測時，不會有任何錯誤報警。這也是測量時必須要仔細觀察的原因，檢查測桿在任何探測或掃描點時是否都沒有接觸到工件。這也可能會發生在你使用非常小的測針與測球時，因為小的測針更容易被折彎，出現測桿探測的風險就會變得更高。
