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探針使用的基本規則

　　遵循一些簡單的探針使用規則，可以提高大多數探測任務的精度和效率。

（1）探針不宜過長，并應確保其具有足夠的剛度。探針長度越短，越有可能獲得準確測量結果。較長的探針會放大測量誤差，而且容易產生較大的撓曲變形。

（2）盡可能減少接頭的數量。接頭和加長桿有可能引起測桿彎曲和測球偏移。

（3）盡量使用較粗的測桿。測桿越粗，探針的剛性就越好。

（4）盡可能使用較大的測球。這種策略可減少因測桿觸碰工件而引起錯誤觸發的可能性。較大的測球可以增加有效探針長度，并允許使用較大的測桿直徑，從而提高探針剛度。后，較大的紅寶石測球可以減小工件表面光潔度對測量結果的影響。

測頭的校準

　　在開始測量之前，必須對測頭進行校準（包括所有測量程序）。首先，按照機床和測頭制造商的說明，用探針對一個校準用的標準球進行探測（圖5）。校準需要使用CMM隨機提供或包含在機床數控系統所用探測軟件中的專用校準程序。標準球的制造精度非常高，其準確尺寸已被確定并已納入校準程序中。通過校準，可以確定測頭零部件的有效尺寸，并將其尺寸值存儲在CMM或機床控制系統中。如果所用CMM不止一臺，則應使用一個經過校準的標準球，將其尺寸值輸入特定測量機的探測軟件中。

圖5 用標準球對測頭進行校準

　　盡管探針看似簡單，但除了很高的精度要求以外，在生產探針的材料、設計和制造技術中蘊涵著許多科學知識。無論是將測球連接到測桿上的方法，還是探針材料的選擇，看似簡單的探針其實一點也不簡單。

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關節式三坐標測量機按理論來說，可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。不過在實際的應用中，受技術、環境、軟件、硬件等一系列的因素的影響，往往與理論存在一定的差距。隨著科學和技術的不斷發展，關節式三坐標測量機也逐漸朝著更高精、更穩定、更柔性的趨勢發展

1. 更高的測量精度精密級的三坐標測量機的坐標測量精度可達到微米級，但是現代的超精加工、科學研究往往要提到納米級的精度要求，因此要提高三坐標測量機的測量精度。具體方法有提高標定尺寸精度、提高結構精度、減小環境因素帶來的影響、適當的采樣策略。

2. 更高的測量效率生產節奏不斷加快，要求測量機在保證測量精度的同時，還要有較高的效率。為了提高測量機的效率，需從以下幾個方面采取措施：改進測量機的結構設計，減輕運動部件的質量、提高控制系統性能、采用飛測與掃描測量方式、對動態誤差進行補償、提高軟件的運行速度、對可靠性與安全保護提出更高的要求。

3. 發展探測技術，完善測量機配置探測技術在關節式三坐標測量機中占有重要地位。從理論上說只要測頭能探及，精密關節臂直銷，三坐標測量機就能測量。

4. 采用新材料，運用新技術近年來，鋁合金，陶瓷材料以及各種合成材料在關節式三坐標測量機中得到了越來越廣泛的應用。鋁合金適合于制作高速運行的三坐標測量機等等。還有新的技術，高性價比精密關節臂，例如磁懸浮技術也會在測量機及測頭中獲得應用。

5. 發展軟件技術，發展智能測量機關節式三坐標測量機的功能主要由軟件決定。三坐標測量機的操作、使用的方便性，也首先取決于軟件。軟件的發展將使三坐標測量機向智能化的方向邁進。

6. 控制系統更開放三坐標測量機的測頭在整個控制中起著重要的作用，隨著測頭類型與信號形式的不同，在控制上會產生一些特殊性。隨著關節式三坐標測量機成為現代制造系統的一個重要組成部分，能與其他生產機器聯網、通信，精密關節臂維護，完成計算機輔助設計、制造、工藝規劃。從這一要求出發，柔性的開放式三坐標測量機的開發和應用則非常重要，即柔性臂三坐標測量機。

7. 成為制造系統的組成部分主要包括：進一步提高測量機的工作可靠性，沙坪壩精密關節臂，增強其環境適應能力，測量機應有較完善的軟件功能，具有開放式的控制系統，能有較高的運行速度與測量節拍。

8. 發展非正交坐標系測量系統非正交坐標系統從原理上基于三角測量法。三角測量法可以基于長度測量或角度測量，基于長度測量的方法可以達到跟高的精度，特別是對大尺寸測量更是如此。

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