三維測繪掃描

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如何正確選用適用于實驗室三坐標質量控制的球棒?

1、長度的選擇

首先應該做的決定是我們的三坐標測量儀應該選用多長的球棒來開展質量控制，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量控制應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，根據球棒選用原則，長球棒的長度應該選擇480mm，短球棒的長度應為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的標準球是工業標準，但也可以根據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。

對于利用光學掃描的測量（如3D掃描等），可以使用如下材質：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備中應用較多。

4、球的精度等級的選擇

標準球的質量的需求取決于其用途，在商業校準服務中使用的標準球的精度等級通常為抗磨軸承制造商協會（AFBMA）規定的Grade 5，也滿足依據ANSI-B89.4.1-1997開展三坐標測量質量控制的使用要求。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。