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テストプローブに関する紹介
テストプローブに関する紹介
テストプローブの選定、特性へのアクセス性の確保、そして接触過程における一定の精度の維持は、ユーザーが重視するポイントです。現在、プローブには多種多様な形状や材質が存在します。
試験プローブは座標測定機の一部であり、主にワークピースの表面に接触させ、プローブの機構部を移動させることで信号を発生し、測定データを取得するための装置です。一般的なプローブは、ロッドとルビーボールから構成されています。測定したい対象の特性に応じて、使用すべきプローブの種類やサイズを選定します。測定時には、可能な限りプローブの剛性と測定先端の形状が求められます。プローブの長さはできるだけ短くすることが望ましいです。プローブのたわみやねじれが大きいほど精度は低下しますので、測定時はなるべく短いプローブを使用してください。接続部は極力少なくし、プローブを延長ロッドに接続するたびに、追加のたわみや変形の要因が生じます。そのため、使用上の接続回数は最小限に抑える必要があります。 ボールはできるだけ大きくするべきでしょうか。その理由は主に二つあります。ボールとクラブとの間に遊びが大きくなるため、「ガタつき」による誤作動のリスクが低減されます。また、ボール径が大きいほど、研磨されていない表面が精度に与える影響も小さくなります。 スプリング式試験プローブ（GKS）には通常、二つの主要な構成要素が含まれています。これらの部品は、マイクロエレクトロニクス分野で要求される高精度で製造される必要があります。
1. プローブ針部をテストする
ニードルは主に接続の役割を果たし、さまざまな種類のニードルと組み合わせて使用できます。試験プローブと試験ポイント間の接触抵抗はできるだけ小さくし、試験結果の信頼性を確保する必要があります。ニードルの材質としては、それぞれ硬化処理を施した鋼およびベリリウム銅、あるいは非常に鈍い形状の真鍮製ニードルが用いられます。
2. プローブ針スリーブ部をテストする
スリーブは針とバネを支持します。測定信号はプローブスリーブへ伝達されます。性能の最適化のため、針スリーブには金めっきを施すほか、有機系の保護層を薄く塗布することも可能です。プローブピンスリーブ（KS）は、テスト治具の保守時にテストプローブを交換する際に使用されます。迅速に交換でき、配線作業も不要です。そのため、側面には圧着用の位置が設けられています。なお、ケースを穴に装着するまでエッジポイントは機能しません。すなわち、プローブを装着する前に、針をプローブプレートに挿入しておく必要があります。
長尺プローブと長尺ロッドを組み合わせて測定する際は、バランスの動的接触プローブの使用は推奨されません。というのも、このような用途ではプローブがたわみや変形を起こしやすく、硬度が低下して精度が損なわれるおそれがあるからです。ステンレス鋼、炭化タングステン、セラミックス、および各種特殊な炭素繊維材料を用いた「Renishaw GF」シリーズは、ルビー素材が長く硬いため、摩耗が極めて少なく、しかも密度が非常に低いため、先端部の質量を抑えて機械の動作や振動による誤作動を防ぎます。シンプルなルビープローブは、さまざまな検査用途に適しています。ロッドには多様な材質オプションが用意されており、プローブシステムのシンプルな構造には、極めて球状の工業用ルビーボールとロッドの選択肢が含まれています。より大きなルビーボールを使用することで、被測定部品の表面粗さの影響を低減できます。
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