如何選擇合適的三坐標(biāo)測量儀測頭

三坐標(biāo)測量儀測頭是三坐標(biāo)的重要組成部分之一，是測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，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。

那么怎么去選擇適合自己使用的三坐標(biāo)測量儀測頭呢？這里主要取決于被測物體，不同的被測物體確定選用什么樣的三坐標(biāo)測頭。那么，什么場合下使用不同的三坐標(biāo)測頭呢？我們要先了解這些測頭的不同之處，明白各自的優(yōu)缺點才能更好的幫助我們?nèi)ミx擇。

1. 當(dāng)零件所被關(guān)注的是尺寸，間距或位置，而并不強調(diào)其形狀誤差，或確信所用的加工設(shè)備有能力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，特別是對于離散點的測量。

觸發(fā)式測頭測尺寸，間距或位置比掃描測頭快，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。

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三坐標(biāo)測量儀中，特別是中等精度測量機，仍然使用接觸式觸發(fā)測頭。

2. 選用掃描測頭的場合

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(yán)格要求的零件，該零件形狀直接影響零件的性能，也適用于不能確信所用的加工設(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的情況。由于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。

同時，掃描測頭可以直接判斷接觸點的法矢，對于要求嚴(yán)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。

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，回為數(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)已運動的軌跡來計算下一步運動的軌跡，計算采點密度等。

3.  使用接觸式測頭和非接觸式測頭的場合

（1） 非接觸測頭的特點。非接觸測頭沒有測量力，適于柔軟物體，非接觸式測頭取樣率高，在50次/秒到23000次/秒之間，適于表面形狀復(fù)雜，精度要求不特別高的未知曲面，例如汽車、家電的木模，泥模等。但非接觸測頭由于受物體表面特性的影響較大，目前在大多數(shù)情況下，示值誤差比接觸式測要大，保持在10微米級以上。同時，非接觸測頭的價格一般較貴。

（2） 選用非接觸式測頭的原則。在可以應(yīng)用接觸式測頭的情況下，慎選非接觸式測頭，在只測尺寸 ，位置要素的情況下盡量選接觸式觸發(fā)測頭，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，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，要考慮軟件，附加硬件的配套。

4. 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） 高的采點率

（3） 高密度采點保證了良好的重復(fù)性，再現(xiàn)性

（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） 針尖的磨損必須注意

5. 觸發(fā)測頭的優(yōu)勢及劣勢

優(yōu)勢：

（1） 適于空間箱體類工件及已知表面的測量

（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） 由于測點時測理機處于勻速直線低速狀態(tài)，測量機的動態(tài)性能對測量精度影響較小

 劣勢：測量取點率低

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