如何正確選擇三次元探針?
在精度要求下,選擇使用探針量測的機器可得到最精確的答案,可靠的探針甚至會決定工件是否合格,而身為使用者,您究竟是否了解探針呢?
市面上絕大部分三次元量測儀皆會使用探針,其品牌、材質、甚至測針桿的材質不盡相同,量測出來的數據亦相差甚遠,那麼應該如何選擇最適合的探針呢?
第一步先從探針的種類說起。
六大接觸式探針
- 球型探針:常用於大多數的使用環境,例如量測平面、圓與圓柱圓錐、量測曲面等。
- 圓柱型探針:通常用於量測圓孔,接觸面積小但需要穩定的地方,如板金孔位的量測。
- 星型探針:用於量測凹槽或是固定式測頭無法量測到的角度等地方使用。
- 圓盤型探針:用於量測特殊槽位所使用。
- 半球型探針:常用於特殊角度,如汽車引擎內部元素有干涉時,適合用此探針進行量測。
- 針型探針:用於量測表面、曲面等細小面積接觸的地方。
探針材質簡介
測針桿材質對於剛性與重量皆有一定程度的要求,針桿材質太軟,容易在量測時發生形變,對於數據會有一定程度的影響,材質密度太高、重量太重,量測數據會有變化,常見的材質有下列六種- 鎢鋼:適用於環境穩定的環境下所使用,適用大多數量測工作。
- 陶瓷:材質輕盈、堅固耐用、熱膨脹係數穩定,適合用於大多數量測工作。
- 不鏽鋼材:具有高剛性,適合用於大多數量測工作。
- 鋁合金:材質非常輕盈,但熱膨脹係數高所以只能在溫度控制穩定的環境下所使用。
- 鈦合金:與鋁合金相比,材質輕盈、熱膨脹係數穩定,適合用於大多數量測工作。
- 碳纖維:熱膨脹係數最小、重量最輕,適合用於大多數量測環境,但容易遇到撞機時會斷針。
材質 |
熱膨脹係數 |
材質密度 |
鎢鋼 |
5.0 × 10-6 K-1 |
14.8 |
陶瓷 |
7.0 × 10-6 K-1 |
3.9 |
不鏽鋼材 |
16.0 × 10-6 K-1 |
7.85 |
鋁合金 |
23.8 × 10-6 K-1 |
2.56 |
鈦合金 |
5.5 × 10-6 K-1 |
4.5 |
碳纖維 |
~ 0.4 × 10-6 K-1 |
1.52 |
當使用者環境溫度不穩定時,可以注意到各材質熱膨脹係數大小不同,可能會發生長短變化量,對於量測上造成不利結果,故選擇探針時除了針對所需要量測的工件、環境溫度、測頭型態、材質、溫度亦需要留意,才能達到品管端所需要精確數據。
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