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如何正確選用適用于實驗室三坐標質(zhì)量控制的球棒?

發(fā)布日期 : 2019-10-24

1、長度的選擇

首先應(yīng)該做的決定是我們的三坐標測量儀應(yīng)該選用多長的球棒來開展質(zhì)量控制,球棒的長度是兩個球的球心距。一般來說,推薦三坐標測量儀的質(zhì)量控制應(yīng)該選用兩根不同長度的球棒,長短各一根,長的球棒用來評價三坐標測量儀整體的幾何誤差,短的球棒用來評價實際測量過程中的幾何誤差,長的球棒的長度應(yīng)選擇三坐標測量儀最短測量軸長度的80%,短的球棒的長度是長球棒長度的50%。

舉例:若三坐標測量儀的測量范圍為:X軸1000m,Y軸800m,Z軸600m,根據(jù)球棒選用原則,長球棒的長度應(yīng)該選擇480mm,短球棒的長度應(yīng)為240mm,但參考球棒的常用標準尺寸,可以選擇長度分別為500mm和250mm的球棒。

在具體應(yīng)用時,建議將兩根球棒安裝在同一個支架上,如下圖所示,這樣做的好處是不僅提高了三坐標質(zhì)量控制測量的效率,而且消除了溫度變化的影響。



2、球的直徑

選好了球棒的長度后,接下來應(yīng)該選擇球棒球的直徑、材料和精度等級,直徑為25.4mm的標準球是工業(yè)標準,但也可以根據(jù)實際需求選擇直徑為19.05mm或50.8mm的標準球。


3、球的材料

另外需要選擇的是球體的材料,一般對于接觸式測量的三坐標選擇高鉻高碳的馬氏體不銹鋼材質(zhì)即可,這也是球棒中球體的標準材料,這種材料的硬度可以達到58HRC,而且與球棒的鋼制棒桿有相同的熱膨脹系數(shù)。

對于利用光學掃描的測量(如3D掃描等),可以使用如下材質(zhì):磨砂面處理不銹鋼、鈦合金或陶瓷球,磨砂面處理的陶瓷器在光學測量設(shè)備中應(yīng)用較多。


4、球的精度等級的選擇

標準球的質(zhì)量的需求取決于其用途,在商業(yè)校準服務(wù)中使用的標準球的精度等級通常為抗磨軸承制造商協(xié)會(AFBMA)規(guī)定的Grade 5,也滿足依據(jù)ANSI-B89.4.1-1997開展三坐標測量質(zhì)量控制的使用要求。對于高精度校準需求,則需要選用精度更高的標準球了,即Grade2.5,而對于光學測量來說,由于要使用磨砂面處理的球體,所以選擇Grade25的精度足夠滿足使用要求了。


5、球棒球桿的選擇

球棒棒桿的材料也是要考慮的因素,對于校準及常用商業(yè)用途的球棒來說,一般選擇退火低碳鋼作為球棒的棒桿材料,對于很長的球棒或者使用環(huán)境溫度變化較大的球棒,則需要選擇不脹鋼(Invar®)作為球桿材料了。

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