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三坐標(biāo)測頭系統(tǒng)的概念、分類和選型建議

時(shí)間：2022/12/5閱讀：682
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　　測頭是測量機(jī)觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，它是測量機(jī)的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了機(jī)量測的測量重復(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(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(shí)，均使任一觸點(diǎn)離開，電路斷開即可發(fā)訊計(jì)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(gè)方向皆為差動(dòng)電感測微儀，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，是無間隙轉(zhuǎn)動(dòng)，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。但精度有限一般在0.02mm以上。

　　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。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)對工件的測量。

　　正確選擇和使用測頭是影響三坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度的重要因素。測針安裝在測頭上，是測量系統(tǒng)中直接接觸工件的部分，它與測頭的通訊式連接渠道稱作觸發(fā)信號。如何選用合適的測針類型和規(guī)格取決于被測工件的特征，但是在任何情況下，測針的剛性和測球的球度都是的。
工業(yè)用紅寶石是高硬度的陶瓷材料，紅寶石測球具有很好的球度，測量時(shí)紅寶石測球的球頭磨損可忽略不計(jì)。測針針桿一般用非磁性的不銹鋼針桿或碳鎢纖維針桿，以保證測針的剛性。測針的有效工作長度(EWL)使得測針接觸工件時(shí)可獲得精確的測點(diǎn)位置。球頭尺寸和測針有效工作長度的選取取決于被測工件?？赡艿那闆r下，選擇球頭直徑盡可能大、測桿盡可能短的測針，以保證的球頭/測桿距，獲得的有效工作長度和測針剛性。需要時(shí)可加長測桿以增大探測深度，但值得注意的是，使用測針加長桿會(huì)降低剛性，從而降低測量精度。

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