2. 测头安装与测针组合配置
安装方式决定测针组合的边界条件
主轴测头（安装在主轴锥孔/刀柄上）与工作台测头（固定在工作台或夹具上）在受力方向、可达空间和刚性约束上完全不同。主轴测头随主轴运动，测针通常向下伸出，触发方向以轴向（Z向）和侧向（XY向）为主；工作台测头固定不动，由工件或主轴带动被测特征靠近测针，测针常水平或斜向布置，需重点考虑测针悬伸后的挠曲和碰撞风险。
选择测针组合时，先确定四个参数：测针长度 L（从测头测座基准面到球心）、球径 d、测杆材质（碳纤维/陶瓷/钢/硬质合金）、加长杆数量与长度。这四个参数共同决定可达性（能否触到目标特征）与刚性（触发时测针变形是否在允许范围内）。
测针组合选型规则
根据测量任务，按以下优先级确定组合：
| 参数 | 选择依据 | 推荐值（示例） |
|---|---|---|
| 球径 d | 被测特征最小内圆角半径 R，需 d ≤ 2R；同时考虑表面粗糙度 | R2 内角 → d=4 mm；一般平面 → d=6 mm |
| 测针长度 L | 需触达最深特征 + 安全余量；不超过测头允许最大悬伸 | 深腔 80 mm → L=100 mm（含加长杆） |
| 测杆材质 | 刚性要求高选碳纤维/陶瓷；成本敏感选钢；超短测针可选硬质合金 | L>60 mm 优先碳纤维；L<30 mm 可用钢 |
| 加长杆 | 每增加一节，刚性下降；优先用单节长杆替代多节短杆 | 需 60 mm 加长 → 选 1×60 mm，而非 2×30 mm |
装配配置与验证
以主轴测头测量深腔底面为例：目标特征深度 75 mm，最小内圆角 R3，测头允许最大悬伸 120 mm。选择 d=6 mm 测球、L=100 mm 碳纤维测针、1×40 mm 加长杆，总悬伸 100 mm（含球心），满足 ≤120 mm。
装配后验证两步：
- 可达性验证：手动将测针移至目标特征上方，确认测球能触达特征且测杆与工件壁无干涉。可用机床手轮低速靠近，观察测头 LED 触发状态。
- 刚性验证：在测球端施加约 0.5 N 侧向力（可用测力计或已知弹簧），观察测头触发重复性。若重复性 > 2 μm，说明悬伸过大或加长杆过多，需缩短总长或更换更高刚性材质。
工作台测头水平安装时，测针自重会导致微小下垂，标定时需在测针实际安装姿态下进行，不可用垂直姿态的标定值替代。
加长杆与测针、测头之间的螺纹连接必须拧紧至规定扭矩。未拧紧会导致触发时测针微动，表现为标定重复性差，且可能损伤测座。