選擇觸發(fā)測頭和掃描測頭的技巧

測頭是測量機(jī)觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，它是坐標(biāo)測量機(jī)的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了測量機(jī)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(jìn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)現(xiàn)較軟材料或一些特征表面進(jìn)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(diǎn)!5mm范圍內(nèi)進(jìn)行測量，采點(diǎn)速率在200點(diǎn)/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(jìn)一步提高了測量機(jī)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(jìn)行測量。操作者可將檢測工件表面放大50倍以上，采用標(biāo)準(zhǔn)的或可變換的鏡頭實(shí)現(xiàn)對細(xì)小工件的測量。 
以下就如何進(jìn)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(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，接觸式觸發(fā)測量是合適的，特別是由于對離散點(diǎn)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(jī)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(jī)，特別是中等精度測量機(jī)，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(diǎn)在于能高速的采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅可以用來確定零件的尺寸及位置，更重要的是能用眾多的點(diǎn)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(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； 

選擇觸發(fā)測頭和掃描測頭的技巧 
2. 高精度測量：掃描測頭對離散點(diǎn)測量是勻速或恒測力采點(diǎn)，其測點(diǎn)精度可以更高； 
由于掃描測頭可以直接判斷接觸點(diǎn)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(diǎn)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(dú)特優(yōu)勢:因為數(shù)字化工作方式時，需要大量的點(diǎn)，觸發(fā)式測頭的采點(diǎn)方式顯得太慢;由于是未知曲面，測量機(jī)運(yùn)動的控制方式亦不一樣，即在“探索方式”下工作：測量機(jī)根據(jù)巳運(yùn)動的軌跡來計算下一步運(yùn)動的軌跡、計算采點(diǎn)密度等。 

選擇測頭的幾點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)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(dá)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(diǎn)率高； 
3、高密度采點(diǎn)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(diǎn)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(bǔ)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(qiáng), 
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(yùn)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(diǎn)時測量機(jī)處于勻速直線低速運(yùn)行狀態(tài)，測量機(jī)的動態(tài)性能對測量精度影響較��； 

劣　勢：測量取點(diǎn)率低。