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選擇觸發(fā)測頭和掃描測頭的技巧

測頭是測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，它是坐標測量機的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了測量機的測量重復(fù)性。此外，不同零件需要選擇不同功能的測頭進行測量。

測頭可分為接觸式和非接觸式（激光等類型）。目前主要用接觸式測頭，接觸式測頭又可分為開關(guān)式（觸發(fā)式或動態(tài)發(fā)訊式）與掃描式（比例式或靜測頭是測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，它是坐標測量機的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了測量機的測量重復(fù)性。此外，不同零件需要選擇不同功能的測頭進行測量。

測頭可分為接觸式和非接觸式（激光等類型）。目前主要用接觸式測頭，接觸式測頭又可分為開關(guān)式（觸發(fā)式或動態(tài)發(fā)訊式）與掃描式（比例式或靜態(tài)發(fā)訊式）兩大類

開關(guān)測頭的實質(zhì)是零位發(fā)訊開關(guān)，以TP6（RENISHAW）為例，它相當(dāng)于三對觸點串聯(lián)在電路中，當(dāng)測頭產(chǎn)生任一方向的位移時，均使任一觸點離開，電路斷開即可發(fā)訊計數(shù)。開關(guān)式結(jié)構(gòu)簡單，壽命長（106~107）、具有較好的測量重復(fù)性（0.35~0.28μm），而且成本低廉，測量迅速，因而得到較為廣泛的應(yīng)用。

掃描式測頭實質(zhì)上相當(dāng)于X、Y、Z個方向皆為差動電感測微儀，X、Y、Z三個方向的運動是靠三個方向的平行片簧支撐，是無間隙轉(zhuǎn)動，測頭的偏移量由線性電感器測出。掃描式測頭主要用來對復(fù)雜的曲線曲面實現(xiàn)測量。

非接觸測頭主要分為激光掃描測頭和視頻測頭兩種。

激光掃描測頭主要用于實現(xiàn)較軟材料或一些特征表面進行非接觸測量。測頭在距離檢測工件一定距離（比如50mm），在其聚焦點！5mm范圍內(nèi)進行測量，采點速率在200點/秒以上。通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得較高的精度。

視頻測頭進一步提高了測量機的應(yīng)用，使得許多過去采用非接觸測量無法完成的任務(wù)得以完成。一些諸如印刷線路板、觸發(fā)器、墊片或直徑小于0.1mm的孔可采用視頻測頭進行測量。操作者可將檢測工件表面放大50倍以上，采用標準的或可變換的鏡頭實現(xiàn)對細小工件的測量。

以下就如何進行觸發(fā)和掃描測頭提出建議：

什么時侯用觸發(fā)式測頭？

1. 零件所被關(guān)注的是尺寸（如小的螺紋底孔）、間距或位置，而并不強調(diào)其形狀誤差（如定位銷孔）；

2. 或你確信你所用的加工設(shè)備有能加工出形狀足夠好的零件，而注意力主要放在尺寸和位置精度時，接觸式觸發(fā)測量是合適的，特別是由于對離散點的測量；

3. 觸發(fā)式測頭比掃描測頭快，觸發(fā)測頭體積較小當(dāng)測量空間狹窄時測頭易于接近零件；

4. 一般來講觸發(fā)式測頭使用及維修成本較低；

在機械工業(yè)中有大量的幾何量測量，所關(guān)注的僅是零件的尺寸及位置，所以目前市場上的大部分測量機，特別是中等精度測量機，仍然使用接觸式觸發(fā)測頭。

什么時侯用掃描測頭？

1. 應(yīng)用于有形狀要求的零件和輪廓的測量：掃描方式測量的主要優(yōu)點在于能高速的采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅可以用來確定零件的尺寸及位置，更重要的是能用眾多的點來精確的描述形狀、輪廓，這特別適用于對形狀、輪廓有嚴格要求的零件，該零件形狀直接影響零件的性能（如葉片、橢圓活塞等）；也適用于你不能確信你所用的加工設(shè)備能加工出形狀足夠好的零件，而形狀誤差成為主要問題時；

2. 高精度測量：掃描測頭對離散點測量是勻速或恒測力采點，其測點精度可以更高；

由于掃描測頭可以直接判斷接觸點的法矢，對于要求嚴格定位、定向測量的場合，掃描測頭對離散點的測量也具有優(yōu)勢；

3. 對于未知曲面的掃描，亦即稱為數(shù)字化的場合下，掃描測頭顯示出了它的獨特優(yōu)勢：因為數(shù)字化工作方式時，需要大量的點，觸發(fā)式測頭的采點方式顯得太慢；由于是未知曲面，測量機運動的控制方式亦不一樣，即在“探索方式”下工作：測量機根據(jù)巳運動的軌跡來計算下一步運動的軌跡、計算采點密度等。

選擇測頭的幾點考慮：

1. 在可以應(yīng)用接觸式測頭的情況下，慎選非接觸式測頭；

2. 在只測尺寸、位置要素的情況下盡量選接觸式觸發(fā)測頭；

3. 考慮成本又能滿足要求的情況下，盡量選接觸式觸發(fā)測頭；

4. 對形狀及輪廓精度要求較高的情況下選用掃描測頭；

5. 掃描測頭應(yīng)當(dāng)可以對離散點進行測量；

6. 考慮掃描測頭與觸發(fā)測頭的互換性（一般用通用測座來達到）；

7. 易變形零件、精度不高零件、要求超大量數(shù)據(jù)零件的測量，可以考慮采用非接觸式測頭；

8. 要考慮軟件、附加硬件（如測頭控制器、電纜）的配套。

掃描測頭的優(yōu)勢及劣勢：

優(yōu)勢：

1、適于形狀及輪廓測量；

2、采點率高；

3、高密度采點保證了良好的重復(fù)性、再現(xiàn)性（GR&R）；

4、更高級的數(shù)據(jù)處理能力；

劣勢：

1、比觸發(fā)測頭復(fù)雜；

2、對離散點的測量較觸發(fā)測頭為慢；

3、高速掃描時由于加速度而引起的動態(tài)誤差很大，不可忽略，必須加以補償；

4、測尖的磨損必須注意。

觸發(fā)測頭的優(yōu)勢及劣勢：

優(yōu)勢：

1. 適于空間棱柱形物體及己知表面的測量；

2. 通用性強，

3. 有多種不同類型的觸發(fā)測頭及附件供采用；

4. 采購及運行成本低；

5. 應(yīng)用簡單；

6. 適用于尺寸測量及在線應(yīng)用；

7. 堅固耐用；

8. 體積小，易于在窄小空間應(yīng)用

9. 由于測點時測量機處于勻速直線低速運行狀態(tài)，測量機的動態(tài)性能對測量精度影響較??；

劣勢：測量取點率低。

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