如何選擇合適的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭是三坐標(biāo)的重要組成部分之一，是測(cè)量機(jī)觸測(cè)被測(cè)零件的發(fā)訊開(kāi)關(guān)，測(cè)頭精度的高低決定了測(cè)量機(jī)的測(cè)量重復(fù)性。此外，不同零件需要選擇不同功能的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。

測(cè)頭可分為接觸式和非接觸式（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。

那么怎么去選擇適合自己使用的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭呢？這里主要取決于被測(cè)物體，不同的被測(cè)物體確定選用什么樣的三坐標(biāo)測(cè)頭。那么，什么場(chǎng)合下使用不同的三坐標(biāo)測(cè)頭呢？我們要先了解這些測(cè)頭的不同之處，明白各自的優(yōu)缺點(diǎn)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(qiáng)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(shí)，接觸式觸發(fā)測(cè)量是合適的，特別是對(duì)于離散點(diǎn)的測(cè)量。

觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)尺寸，間距或位置比掃描測(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。

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)上的大部分三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中，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。

2. 選用掃描測(cè)頭的場(chǎng)合

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)精確的描述形狀，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，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(wèn)題時(shí)的情況。由于掃描測(cè)頭對(duì)離散點(diǎn)測(cè)量是勻速或恒測(cè)力采點(diǎn)，其測(cè)點(diǎn)精度可以更高。

同時(shí)，掃描測(cè)頭可以直接判斷接觸點(diǎn)的法矢，對(duì)于要求嚴(yán)格定位，定向測(cè)量的場(chǎng)合，掃描測(cè)頭對(duì)離散點(diǎn)的測(cè)量也具有優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于未知曲面的掃描，亦即稱為數(shù)字化的場(chǎng)合下，掃描測(cè)頭顯示出了它的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，回為數(shù)字化工作方式時(shí)，需要大量的點(diǎn)，觸發(fā)式測(cè)頭的采點(diǎn)方式顯得太慢，由于是未知曲面，測(cè)量機(jī)運(yùn)動(dòng)的控制方式亦不一樣，即在“探索方式”下工作，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，計(jì)算采點(diǎn)密度等。

3.  使用接觸式測(cè)頭和非接觸式測(cè)頭的場(chǎng)合

（1） 非接觸測(cè)頭的特點(diǎn)。非接觸測(cè)頭沒(méi)有測(cè)量力，適于柔軟物體，非接觸式測(cè)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(cè)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(cè)要大，保持在10微米級(jí)以上。同時(shí)，非接觸測(cè)頭的價(jià)格一般較貴。

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

4. 掃描測(cè)頭的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)

優(yōu)勢(shì)：

（1） 適于形狀及輪廓測(cè)量

（2） 高的采點(diǎn)率

（3） 高密度采點(diǎn)保證了良好的重復(fù)性，再現(xiàn)性

（4） 更高級(jí)的數(shù)據(jù)處理能力

劣勢(shì)：

（1） 比觸發(fā)測(cè)頭復(fù)雜

（2） 對(duì)離散點(diǎn)的測(cè)量較觸發(fā)測(cè)頭慢

（3） 高速掃描時(shí)由于加速度而引起的動(dòng)態(tài)誤差很大，不可忽略，必須加以補(bǔ)償

（4） 針尖的磨損必須注意

5. 觸發(fā)測(cè)頭的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)

優(yōu)勢(shì)：

（1） 適于空間箱體類工件及已知表面的測(cè)量

（2） 通用性強(qiáng)

（3） 有多種不同類型的觸發(fā)測(cè)頭及附件供采用

（4） 采購(gòu)及運(yùn)行成本低

（5） 應(yīng)用簡(jiǎn)單

（6） 適用于尺寸測(cè)量及在線應(yīng)用

（7） 堅(jiān)固耐用

（8） 體積小，易于在窄小空間應(yīng)用

（9） 由于測(cè)點(diǎn)時(shí)測(cè)理機(jī)處于勻速直線低速狀態(tài)，測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)性能對(duì)測(cè)量精度影響較小

 劣勢(shì)：測(cè)量取點(diǎn)率低

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