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如何正確選擇三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)頭
測(cè)頭是測(cè)量機(jī)觸測(cè)被測(cè)零件的發(fā)訊開(kāi)關(guān)，它是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵部件，需要的測(cè)量精度的高低決定了測(cè)量機(jī)測(cè)頭精度的高低，另外，不同的零件要求選擇不同功能的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。測(cè)頭可分為接觸式測(cè)頭和非接觸式測(cè)頭(激光等類型)。
目前主要用接觸式測(cè)頭，接觸式測(cè)頭又可分為開(kāi)關(guān)式(觸發(fā)式或動(dòng)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(kāi)關(guān)測(cè)頭的實(shí)質(zhì)是零位發(fā)訊開(kāi)關(guān)，以TP6(RENISHAW)為例，它相當(dāng)于三對(duì)觸點(diǎn)串聯(lián)在電路中，當(dāng)測(cè)頭產(chǎn)生任一方向的位移時(shí)，均使任一觸點(diǎn)離開(kāi)，電路斷開(kāi)即可發(fā)訊計(jì)數(shù)。開(kāi)關(guān)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)(106-107)、具有較好的測(cè)量重復(fù)性(0.35-0.28um)，而且成本低廉，測(cè)量迅速，因而得到較為廣泛的應(yīng)用。
掃描式測(cè)頭實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于X、Y、Z個(gè)方向皆為差動(dòng)電感測(cè)微儀，X、Y、Z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是靠三個(gè)方向的平行片簧支撐，是無(wú)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)頭的偏移量由線性電感器測(cè)出。掃描式測(cè)頭主要用來(lái)對(duì)復(fù)雜的曲線曲面實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
非接觸測(cè)頭主要分為激光掃描測(cè)頭和視頻測(cè)頭兩種。
激光掃描測(cè)頭主要用于實(shí)現(xiàn)較軟材料或一些特征表面進(jìn)行非接觸測(cè)量。測(cè)頭在距離檢測(cè)工件一定距離(比如50mm)，在其聚焦點(diǎn)15mm范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，采點(diǎn)速率在200點(diǎn)/秒以上。通過(guò)對(duì)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(cè)頭進(jìn)一步提高了測(cè)量機(jī)的應(yīng)用，使得許多過(guò)去采用非接觸測(cè)量無(wú)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(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。操作者可將檢測(cè)工件表面放大50倍以上，采用標(biāo)準(zhǔn)的或可變換的鏡頭實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)小工件的測(cè)量。
以下就如何進(jìn)行觸發(fā)和掃描測(cè)頭提出建議：
什么時(shí)侯用觸發(fā)式測(cè)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(qiáng)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(shí)，接觸式觸發(fā)測(cè)量是合適的，特別是由于對(duì)離散點(diǎn)的測(cè)量；
3:觸發(fā)式測(cè)頭比掃描測(cè)頭快，觸發(fā)測(cè)頭體積較小當(dāng)測(cè)量空間狹窄時(shí)測(cè)頭易于接近零件；
4:一般來(lái)講觸發(fā)式測(cè)頭使用及維修成本較低；
在機(jī)械工業(yè)中有大量的幾何量測(cè)量，所關(guān)注的僅是零件的尺寸及位置，所以目前市場(chǎng)上的大部分測(cè)量機(jī)，特別是中等精度測(cè)量機(jī)，仍然使用接觸式觸發(fā)測(cè)頭。
應(yīng)用于有形狀要求的零件和輪廓的測(cè)量：掃描方式測(cè)量的主要優(yōu)點(diǎn)在于能高速的采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅可以用來(lái)確定零件的尺寸及位置，更重要的是能用眾多的點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)確的描述形狀、輪廓，這特別適用于對(duì)形狀、輪廓有嚴(yán)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。
測(cè)頭選擇基本原則：
如果只測(cè)尺寸和位置要素的情況下，接觸式觸發(fā)測(cè)頭；
對(duì)形狀和輪廓精度要求較高的情況下，選用掃描式測(cè)頭；
易變性零件、精度要求不高零件，可選用非接觸式測(cè)頭；
如果考慮成本因素，可選擇接觸式觸發(fā)測(cè)頭；
考慮掃描測(cè)頭和觸發(fā)測(cè)頭均需要使用，需選用通用測(cè)頭座；
1、觸發(fā)式測(cè)頭的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)合
觸發(fā)式測(cè)頭通用性強(qiáng)，體積小，應(yīng)用簡(jiǎn)單，采購(gòu)及運(yùn)行成本低，適用于空間箱體類工件及已知表面的測(cè)量，
觸發(fā)式測(cè)頭特別適用于離散點(diǎn)的測(cè)量，當(dāng)零件被關(guān)注的是尺寸間距或位置，而并不強(qiáng)調(diào)其形狀誤差，測(cè)量精力主要放在尺寸和位置精度時(shí)，觸發(fā)式測(cè)頭是選擇。
2、掃描式測(cè)頭的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)合
掃描式測(cè)頭(如SP25、SP80)采點(diǎn)率高，高密度的采點(diǎn)仍舊保證良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。掃描測(cè)頭適用于形狀及輪廓有嚴(yán)格要求的零件(如葉片)。
對(duì)于未知曲面的掃描，掃描測(cè)頭顯示出了它的*優(yōu)勢(shì)：因?yàn)閿?shù)字化工作方式，需要大量的點(diǎn)，觸發(fā)式測(cè)頭的采點(diǎn)方式顯得太慢。如果是未知曲面，測(cè)量機(jī)根據(jù)已運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)計(jì)算下一步運(yùn)動(dòng)的軌跡，并可根據(jù)曲率變化來(lái)計(jì)算采點(diǎn)密度等。
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