探针工作原理

探针工作原理
探针定义
探针是坐标测量机的一部分，主要用来触测工件表面，使得测头的机械装置移位，产生信号触发并采集一个测量数据。

一般的探针都是由一个杆和红宝石球组成。

通过需要测量的特征，您可以判断应当使用探针的类型和尺寸。

在测量过程中，要求探针的刚性和测尖的形状都达到尽可能最佳的程度。

选择探针的原则：
为保证一定的测量精度，在对探针的使用上，您需要：
- 探针长度尽可能短：探针弯曲或偏斜越大，精度将越低。

因此在测量
时，尽可能采用短探针。

- 连接点最少：每次将探针与加长杆连接在一起时，您就额外引入了新的潜在弯曲和变形点。

因此在应用过程中，尽可能减少连接的数目。

- 使测球尽可能大
主要原因有两个：
使得球/杆的空隙最大，这样减少了由于“晃动”而误触发的可能
测球直径较大可削弱被测表面未抛光对精度造成的影响
RENISHAW探针系列介绍
测尖的材料-----
红宝石：
最常见的测球的材料是红宝石，因为红宝石是目前已知的最坚硬的材料之一。

红宝石球具有良好的表面光洁度，并具有优异的耐压强度和抗碰撞性。

只有极少的情况不适宜采用红宝石球，如下两种情况下，推荐采用其他材料制成的测尖：
第一种是在高强度下对铝材料制成的工件进行扫描。

主要原因在于材料吸引，基于一个称为“胶着磨损”的现象会在触测过程中发生。

在这种情况下，一个较好的选择是氮化硅。

第二种情况是对铸铁材料工件进行高强度扫描，这时会在红宝石表面产生“磨损”。

在这种情况下，推荐使用氧化锆球。

氮化硅：
氮化硅拥有许多与红宝石同样的特性。

它是一种非常坚硬并可抗磨损的瓷，并可加工成高精度的球，并进行高度表面抛光。

氮化硅与铝材料不吸引，因此不会产生红宝石球上出现的磨损。

但是，氮化硅在扫描钢表面时呈现较多的磨损，因此其应用最好定义为测量铝。

氧化锆：
氧化锆球是一种特别坚韧的陶瓷材料，其硬度和耐磨性接近红宝石，基于其表面属性，使其是扫描钢工件表面的理想选择。

杆材料：
钢
探针的杆一般是由无磁性的不锈钢制成，大多具有2mm或更多的测球直径，杆长度可达到30mm。

在这种情况下，不锈钢杆具有良好的刚性质量比。

碳化钨
碳化钨杆是在测量采用1mm测球的细杆情况下，或者是超长达到50 mm 杆情况下具有最好的刚性。

在这种情况下，重量会成为影响因素，因为弯曲会造成刚性损失。

陶瓷
在测球直径大于3 mm的情况下，或者是长度大于30 mm，陶瓷杆相对钢具有更好的硬度。

较碳化钨，重量更轻，同时由于在碰撞过程中易碎，而为测头提供更好的保护。

碳纤维 (RENISHAW GF)
有许多等级的碳纤维材料，RENISAHW GF具备良好的硬度指标，在纵向和扭矩方面，同时具有特别轻的重量。

RENISHAW GF对于长度在50mm以上的探针来说，具有最佳的刚性质量比。

探针的形状
可以使用星型测头在Z方向进行有效的检查，这是由于探针可以探测到探针体的直径范围外侧。

星型探针上的每个探针都要求校准，这和单探针校准方式一样。

圆盘探针
这些探针用于测量钻孔的切口和凹槽，通常用星型测头是探测不到的。

可以将它们想象成球度非常好的球“截面”，有多种直径选择和厚度选项。

所有的旋转调整和增加中心探针的能力都是RENISHAW圆盘探针的触测范围，使其具有柔性和易于使用。

用简单圆盘的“球型边缘”来探测和使用相当的大探针球是同样有效的。

然而，使用球型探争时，球表面的小区域接触工件，而薄的圆盘却要求精细的角度校正，以便保证正确地触测待测工件。

简单圆盘仅仅要求一个直径的验证数据（通常在环行量规中），但只限制在X 和 Y 两个方向中。

考虑探测深的钻孔底部会带来的额外的柔性变形，圆盘也允许有带螺纹的中心以便可以固定中心测杆（接近圆盘也是有限的）。

特殊应用的探针
多种专用探针可以用来测量多类元素诸如：螺纹体，薄截面材料，工具箱以及其他专业应用。

圆柱探针
用于探测薄壁材料的孔。

此外，各种带螺纹的元素可以被探测，螺纹中心被定位。

球端圆柱探针允许多角度采集数据和在X，Y，Z三个方向探测，这样可以进行表面检测。

尖探针和陶瓷中空球状探针
设计尖状探针是为了检测螺纹体，特殊的点和划线。

圆端尖探针允许更精确的测量和特征元素的探测。

可以用于更小的孔的检测。

陶瓷材料的中空球状探针对于探测X，Y和Z三个方向比较深的元素和钻孔都是理想的。

仅需要一个探测杆。

在这个范围有两型号是直径18 mm和30 mm。

这些探针通常被设计与TP2/TP20/TP200和TP6来配合使用。

大直径球的探测可减小粗糙表面的影响。