测针的选择一保持精度 的良好习惯做法
什么是测针？
测针是测量系统的组成部分，它与被测工件接触，使测头机构产生位移。所产生的信号经处理得出测量结果。被测工件的外型特征将决定要采用的测针类型和大小。在所有情况下，测针的最大刚性和测球的球度至关重要。
用接触式测头进行测量时，机床使用测针采集工件表面上的数据点。
每一次触发所生成的点都用X、Y和Z坐标值定义。然后通过这些点计算出特征、尺寸、形状及位置。
与之不同，扫描测头沿着工件表面采集连续的数据点。功能强大的软件利用这些数据计算工件上特征的尺寸、位置和形状。
我应该选择哪种类型的测针？
Renishaw的所有测针均使用标准的5级高精度测球一请在每根测针上检查Renishaw标志。
测针选择概述：
（1）尽量选择短测针，测针越短越硬精度就越高
（2）选择尽可能大的测球，以避免测杆的干涉以及被测工件表面光洁度的影响
（3）尽可能的减少连接点，因为它会带来潜在的降低精度的弯曲和偏移的可能性
（4）星型测针允许同时使用5根测针，对于测量内腔中的一些特征非常方便例如孔内的环形槽。
除了以上常规的方法外，以下三种情况也需要考虑：
1.测球精度等级
为实现高精度大多数测量机上都提供了5级测球。当购买更换件时绝对不能选择更低等级（10级）的测针，因为这种测针通常会导致机器整体精度损失15%。
靠在测针上省下微不足道的一点钱是错误的节约，它会大大的损害您的质量保证体系的准确度。另外Renishaw可以在特殊订单中提供超高精度的3级测球。更多信息，请查阅Renishaw文档“测等级"，样本编号H-1000-3001.
2.测杆材料特性
3.雷尼绍使用什么命名规则来描述其测针系列产品？
雷尼绍使用以下命名规则，以通过名称和订货号方便地识别测针。下面的例子显示了该规则是如何被定义的，并描述了所使用的缩写。
直测针
M2 STY D2R L20 EWL14 d1.4SS
以上规则描述的是一个配有直径2mm的红宝石测球的M2螺纹直测针。它总长20mm，有效工作长度（EWL）14 mm，1.4 mm直径的不锈钢测杆。
星形测针
M2 STR D2R L20 5BALL L19.5 S32
以上规则描述的是一个配有直径2 mm的红宝石测球的M2螺纹星形测针。在星形测针上有5个测球，总长19.5 mm（组装到测头上时从下端测球中心到星形安装面的底部）。星形测针组的跨距为32 mm.
盘形测针
M2 DSC SD18 SLVS T2.2 L2.6 BR-Y
M2螺纹盘形测针，盘径18 mm，由盘厚2.2 mm、长度2.6 mm的银质钢制成。BR代表测球/滚子，后面跟有“有"（Y）或“无”（N）。
柱形测针
M2 CYL D3 SLVS L13 EWL4
以上规则描述的是一个柱形直径为3mm的M2螺纹柱形测针，由银质钢制成。它总长13mm，有效工作长度4mm。
加长杆
M4 EXT L15 d7 SS
以上规则描述的是一个长度为15mm、直径为7mm的M4螺i加长杆。加长杆由不锈钢制成。
4.测针球头材料
红宝石
对于绝大多数测量场合来说，具有业界标准和最佳特性的测球材料中，红宝石是已知最硬的材料之一。人造红宝石是在2000 ℃下用Verneuil工艺方法烧结成纯度为99%的氧化铝晶体（刚玉）然后将刚玉切割并逐渐加工为高精度球体。红宝石测球的表面极为光滑，具有极高的抗压强度和很高的机械耐磨性能。
极少有红宝石不作为首选测球材料的应用场合，但在两种情况下建议采用其他材料制成的测球。
第一种情况是对铝材进行高强度扫描的应用场合。因为这些材料之间互相吸引，会发生一种称为粘附磨损的现象，使被测件表面的铝积聚在测球上。对于这种应用场合有一种更好的材料，就是氮化硅。
第二种情况是在铸铁上进行高强度扫描的应用场合。两种材料之间的相互作用会产生对红宝石测球表面的粘附磨损。对这种应用场合，建议采用氧化错测球。
氮化硅
氮化硅具有许多与红宝石类似的特性。这是一种非常坚硬耐磨的陶瓷材料，可加工成精度很高的球体。也可抛光到极为光滑的表面光洁度。氮化硅与铝之间没有吸附性，因此不存在红宝石应用在类似场合所发生的粘附磨损现象。但氮化硅在钢材表面扫描时却具有很显著的磨耗特性，因此其应用最好限制在铝质工件上。
氧化锆
氧化锆是一种特别坚硬的陶瓷材料，其硬度和磨损特性均接近红宝石。但其表面特性使这种材料成为在铸铁工件上进行高强度扫描的理想材料。
5.测针杆材料
钢
大多数使用直径大于2mm的测球而长度不超过30mm的测针都使用无磁性的不锈钢测杆。钢测杆具备最佳的刚性-重量比。这是最为普遍的测杆材料。
碳化钨
当测球直径小于1mm或测针长度超过50 mm时，这种材料可以提供最佳硬度。
陶瓷
当测球直径大于3mm或测针长度超过30 mm时，这种材料提供了等同于不锈钢的硬度但重量却小于碳化钨的一种选择。
碳纤维（Renishaw GF）
这是一种专门开发的碳纤维，不仅重量轻，还可以在很长时仍具备绝佳的刚性（在SP80扫描测头上最长可达800 mm）
术语
总长
雷尼绍对测针总长度的标准定义，是从测针的后安装端面到测球中心的长度。
有效工作长度（EWL）
有效工作长度是在零件法线方向测量时，从测球中心到测杆与被测目标干涉点之间的距离。
6.雷尼绍原产测杆系列有以下几种类型：
直测针
这是最简单的一种测针，采用高球度的工业红宝石测球和备选的各种测杆材料。
红宝石是一种极为坚硬的材料，因此测球的磨损甚微。
它还具有较低密度，使测尖的质量最小，从而避免了因设备运行或振动而引起测头的误触发。
测球安装在一系列材料的测杆上一不锈钢、碳化钨、陶瓷及专用碳纤维材料“雷尼绍GF"-这种简单的红宝石球测针适用于大多数检测应用场合中。
每个测针都有一个有效工作长度（EWL），即测杆与待测工件不干涉的情况下测球所能探入的深度
测球尺寸和测针有效工作长度的选择，取决于待测工件的尺寸。但尽量选用最大的测球以及最短的测杆可确保测球/杆的尺寸差别最大，从而得到最大且刚性好的有效工作长度。选用较大的测球直径，还可减小待测工件表面光洁度的影响。
用很长的测针/加长杆组合进行检查时，建议不要选择标准的机械式触发测头，因为其刚性低，会因测针的弯曲造成精度丧失。采用如应变片式传感技术等其他测头类型则不致于如此，因为其测力很小，可使用长测针/加长杆组合而不会产生明显的精度损失。
测量移动方向应尽量与坐标轴平行，并与工件表面呈直角。提供多种用于摆正测头的附件，如用于测量斜孔。
直测针，与工件表面呈直角
星形测针
这些测针组件为您提供了针对复杂形体和孔的多测尖检测。
四或五个红宝石测球系统牢固地安装在一个不锈钢星形测针中心座上。有三种标准规格一作为一种选择，您也可用五向的星形测针中心座配用任何雷尼绍原产系列测针制作成用户定制的星形测针。
星形测针可用于检测各种不同的形体结构。这些测针的使用因为可进行多测尖检测，大大减少了将测头移动到工件的内部测量位置如孔的侧面和底部的需要，从而缩短了检测周期。采用星形测针时，假如测尖伸出了测头体直径之外，用星形测针还能进行-Z向（向上）的有效检测。星形测针的每个测尖需要以单球测针一样的方式标定（有时称为检定或校准）。星形测针的跨距是指两端测球中心的。
盘形测针
这些测针用于检测星形测针无法触及的孔内退刀槽和凹槽。
它们是高球度测球的截面，有各种直径和厚度可供选择。全方向旋转调整和可添加测针中心座的功能是雷尼绍盘形测针系列的特点，这些特点使其特别灵活并易于使用。
用简易盘形测针的“球形边缘”进行检测，与以大直径测球的外圆或其附近进行检测同样有效。但只有该测球表面的一小部分能够接触，因此为确保与待测目标有良好接触，较薄的盘形测针需要仔细的角度调整。
盘形测针仅需要标定一个直径（通常使用环规），但仅限于x和Y方向的有效检测。
在盘形测针上加一个半球形滚子即可进行Z方向测量，但该半球形滚子的中心位置须大于测头直径。半球形滚子可用球面或块规标定。将盘形测针绕其中心转动并锁定，可定位半球形滚子使之与实际应用位置适应。
盘形测针的中心还带有螺纹可用于固定测针中心座，增加检测深孔底部的灵活性（其中部分盘形测针难以触及）。
专用测针
一系列专用测针可用于螺纹牙形、薄截面材料、对刀和其他专用的测量场合。
柱形测针
这种测针用于检测薄板材料的孔。还可测量各种螺纹特征、并可定位攻丝孔的中心。球端面柱形测针可进行全面标定及X、Y和Z向测量，因此可进行表面测量。
针型测针和陶瓷空心球形测针
针型测针专用于螺纹牙型、特定点及刻划线（按较低精度）的检测。采用针型测针，可进行更精确的标定及上述特性的精细检测并可用于检验极小的孔的位置。
陶瓷空心球形测针是检测X、Y和Z向深位特性和孔的理想选择，只需要标定一个球。该系列有两种，直径为18mm和33mm，分别专用于TP2/TP20/TP200和TP6测头。用这种大直径测球检测可均化表面粗糙度造成的影响。
测针中心座
它们极大地扩展了单个测头检测的灵活性。配备多达5个相同螺纹的测针，该附件使您能根据自己的具体要求配置测针。
测针关节
测针关节可对两个轴进行全面调节，从而使测针达到测量的角度要求。这种调节在测头不能由测座准确定向或测座的活动受限时特别有用。
测针加长杆
测针加长杆通过延长测针到测头的距离，增加了检测深度。但使用测针加长杆会因刚性降低而降低触测精度。电子测头不会出现这种情况，因为其测力极低使之对这种误差的敏感性较低。
7.工件的几何形状决定了测针组件的选择
测针必须很容易到达工件的所有测量点。您在选择测针组件时一定要非常谨慎，使其对每一个被测特征都能达到所需的测量标准和测量能力。
如果您想在配有固定传感器的坐标测量机上对工件进行全面测量，通常需要很多测针，这些测针安装在不同方向，并需要不同形状的测针组件、加长杆及关节。所有这些组件的组合称为测针配置，安装在转接块上。
Renishaw生产一系列不同材料的测针组件，因此您可以自行搭配测针配置，使其符合测量应用。
8.挠曲刚性
测针杆必须设计具有极大的刚性。在测量过程中，测力不得造成测针过度弯曲，因为这会直接影响机器的测量不确定度，尤其是在所有空间方向同步测量的动态测量（扫描）。
底线：测针应尽可能坚固！
材料饶曲刚性比较
在材料技术中，弹性模量是一种材料特性，用于描述固体变形时张力与膨胀之间的关系。弹性模量值越大，材料的抗变形能力越强。因此弹性模量高的材料刚性强，而弹性模量低的材料易变形。
9.测球精度（等级）
测球等级用于描述测球的精密度。精密度从48级（最低精密度）到3级（最高）Renishaw使用3级和5级测球。
圆度偏差（测球的形状缺陷）对测量有直接影响。
10.标定测针
在开始测量前，针对所有测量步骤对测针进行精确标定至关重要。如果要获得精确的测量结果，必须确定测头组件的有效尺寸。这些值保存在坐标测量机的数据处理器中。
工作原理利用一个专用测头标定程序确定各个球形测针的位置及其直径（参阅机床制造商用户手册）用要使用的所有测针依次接触参考点。
使用的参考点通常为具有已知直径的极为精确的人造球。被标定测球的精确尺寸被输入到测量软件中。
如果测针被用于测量独立的点，则使用参考球顶点上的若干个点标定测针（见图）。在扫描系统中需要采集更多的点。
结果
测量时测头标定程序确定了测尖的有效直径、测头和测针两者之间及机器坐标系的相对位置。
第一个被标定的测针球头的球心坐标被作为参考坐标存储在坐标测量机的数据处理器中。
所有其它测尖位置也通过生成与第一个位置的差值被存储为测球球心坐标。
测针配置的各个测尖一旦被标定，其中心点就会被坐标测量机软件补偿，这样所有测针的测量都会像用同一根测针完成的一样。
这说明不论您用哪一根测针测量一个点，始终会得到相同的结果。
进行测量时，坐标测量机对测针位置和测尖尺寸进行补偿。这样测尖形状就成为影响测量的唯一因素。
