摘要:三坐标测量机在工业制造行业变得越来越重要,探测系统是三坐标测量机中所占的比例是重要之重,我们应该怎样选择适合自己的三坐标测头呢?在选择三坐标测头需要对哪方面因素进行考虑呢?这些都会是我们这里所要探讨的重点.

关键字:三坐标测量机、三坐标测头、触发测头、扫描测头、接触式触发测头

1.    选择测头的几点考虑

• 在可以应用接触式测头的情况下,慎选非接触式测头.
• 在只测尺寸、位置要素的情况下尽量选择接触式触发测头.
• 考虑成本又能满足要求的情况下,尽量选接触式触发测头.
• 对形状及轮廓精度要求较高的情况下选用扫描测头.
• 扫描测关应当可以对离散点进行测量.
• 考虑扫描测头与触发测头的互换性(一般用通用测座来达到).
• 易变形零件、精度不高零件、要求超大量数据零件的测量,可以考虑采用非接触式测头.
• 要考虑软件、附加硬件(如测头控制器、电缆)的配置.

    1.1.选用触发测头的场合
    当零件所被 关注的是尺寸(如小的螺纹底孔)、间距或位置,而并不强调其形状误差(如定位销孔).或你确信你所用的加工设备有能力加工出形状足够好的零件,而注意力主要放在尺寸和位置的精度时,接触式触发测量是合适的,特别是对于离散点的测量.
    触发式测头测尺寸、间距或位置比扫描测头快,触发测量头体积较小当测量空间狭窄易于接近零件.
    一般来讲触发式测头使用及维修成本较低.
    在机械工业中有大量的几何测量,所关注的仅是零件的尺寸和位置,所以目前市场上的大部分测量机,特别是中等精度测量机,仍然使用接触式触发测头.

    1.2.选用扫描测头的场合
    应用于有形状要求的零件和轮廓的测量:扫描方式测量的主要优点在于能高速的采集数据,这些数据不仅可以用来确定零件的尺寸和位置,更重要的是能用众多的点来描述形状、轮廓,这特别适和于对形状、轮廓有严格要求的零件,该零件形状直接影响零件的性能(如叶片、椭圆活塞等);也适用于你不能确定你所用的加工设备能加工出形状足够好的零件,而形状误差成为主要问题时的情况.
    高精度测量:由于扫描测头对离散点测量是匀速或恒测力采点,其测点精度可以更高.
    同时,扫描测头可以直接判断接触点的法矢,对于要求严格定位、定向测量的场合,扫描测头对离散点的测量也具有优势.
    对于未知曲面的扫描,就是称为数字化的场合下,扫描测头显示出了它的独特优势;因为数字化工作方式时,需要大量的点,触发式测头的采点方式显得太慢;由于是未知曲面,测量机运动的控制方式亦不一样,即在"探索方式"下工作;测量机根据已运动的轨迹来计算下一步运动的轨迹、计算采点密度等.

    1.3.使用接触式测头和非接触式测头的场合

    非接触测头的特点:
    非接触测头没有测量力,适用于柔软物体;非接触式测头取样率高,在50次/秒钟到16000次/秒之间,适用于表面形状复杂,精度要求不特别高的未知曲面,如汽车、家电的木模、泥模等。但非接触测头由于受物体表面幅射特征(颜色、光度、粗糙度、形状等)的影响较大,目前在大多数情况下,示值误差比接触式测头要大,保持在10微米级以上.同时,非接触测头的价格一般较贵.

    选用非接触式测头的原则是:
    在可以应用接触式测对的情况下,慎选非接触式测头;在只测尺寸、位置要素的情况下尽量选择接触式触发测头;考虑成本又能满足要求的情况下,尽量选择接触式触发测头;易变形零件、精度不高零件、要求超大量数据零件的测量,可以考虑采用非接触式测头;要考虑软件、附加硬件(如测头控制器、电缆)的配套.

    1.4.扫描测头的优势和劣势
    优势:

• 适用于形状及轮廓测量.
• 高的采点率.
• 高密度采点保证了良好的重复性、再现性.
• 更高级的数据处理能力.

• 比触发测头复杂.
• 对离散点的测量较触发测头为慢.
• 高速扫描时由于加速度而引起的动态误差很大,不可忽略,必须加以补偿.
• 测尖的磨损必须注意.

    1.5.触发测头的优势和劣势
    优势:

• 适用空间箱体类工件及已知表面的测量.
• 通用性强.
• 有多种不同类型的触发测头及附件供采用.
• 采购及运行成本低.
• 适用于尺寸测量及在线应用.
• 应用简单.
• 坚固耐用.
• 体积小,易于在窄小空间应用.
• 由于测点时测量处于匀速直线低速状态,测量机的动态性能对测量精度影响较少.

• 测量取点率低