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选择触发测头和扫描测头的技巧 |
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作者：海克斯康测量技术(青岛)有限公司 |
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测头是测量机触测被测零件的发讯开关，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低决定了测量机的测量重复性。此外，不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。
测头可分为接触式和非接触式（激光等类型）。目前主要用接触式测头，接触式测头又可分为开关式（触发式或动态发讯式）与扫描式（比例式或静态发讯式）两大类
开关测头的实质是零位发讯开关，以TP6（RENISHAW）为例，它相当于三对触点串联在电路中，当测头产生任一方向的位移时，均使任一触点离开，电路断开即可发讯计数。开关式结构简单，寿命长（106~107）、具有较好的测量重复性（0.35~0.28μm），而且成本低廉，测量迅速，因而得到较为广泛的应用。
扫描式测头实质上相当于X、Y、Z个方向皆为差动电感测微仪，X、Y、Z三个方向的运动是靠三个方向的平行片簧支撑，是无间隙转动，测头的偏移量由线性电感器测出。扫描式测头主要用来对复杂的曲线曲面实现测量。
非接触测头主要分为激光扫描测头和视频测头两种。
激光扫描测头主要用于实现较软材料或一些特征表面进行非接触测量。测头在距离检测工件一定距离（比如50mm），在其聚焦点!5mm范围内进行测量，采点速率在200点/秒以上。通过对大量采集数据的平均处理功能而获得较高的精度。
视频测头进一步提高了测量机的应用，使得许多过去采用非接触测量无法完成的任务得以完成。一些诸如印刷线路板、触发器、垫片或直径小于0.1mm的孔可采用视频测头进行测量。操作者可将检测工件表面放大50倍以上，采用标准的或可变换的镜头实现对细小工件的测量。
以下就如何进行触发和扫描测头提出建议：
什么时侯用触发式测头？
1. 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）;
2. 或你确信你所用的加工设备有能加工出形状足够好的零件，而注意力主要放在尺寸和位置精度时，接触式触发测量是合适的，特别是由于对离散点的测量;
3. 触发式测头比扫描测头快，触发测头体积较小当测量空间狭窄时测头易于接近零件;
4. 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量测量,所关注的仅是零件的尺寸及位置，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。
什么时侯用扫描测头？
1. 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及位置，更重要的是能用众多的点来精确的描述形状、轮廓，这特别适用于对形状、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); 也适用于你不能确信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；
选择触发测头和扫描测头的技巧
2. 高精度测量：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；
由于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;
3. 对于未知曲面的扫描，亦即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：测量机根据巳运动的轨迹来计算下一步运动的轨迹、计算采点密度等。 
选择测头的几点考虑：
1. 在可以应用接触式测头的情况下，慎选非接触式测头；
2. 在只测尺寸、位置要素的情况下尽量选接触式触发测头；
3. 考虑成本又能满足要求的情况下，尽量选接触式触发测头；
4. 对形状及轮廓精度要求较高的情况下选用扫描测头;
5. 扫描测头应当可以对离散点进行测量；
6. 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）；
7. 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;
8. 要考虑软件、附加硬件（如测头控制器、电缆）的配套。
扫描测头的优势及劣势：
优 势：
1、适于形状及轮廓测量；
2、采点率高；
3、高密度采点保证了良好的重复性、再现性（GR&R）；
4、更高级的数据处理能力；
劣 势：
1、比触发测头复杂；
2、对离散点的测量较触发测头为慢；
3、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；
4、测尖的磨损必须注意。
触发测头的优势及劣势：
优 势：
1. 适于空间棱柱形物体及己知表面的测量；
2. 通用性强,
3. 有多种不同类型的触发测头及附件供采用；
4. 采购及运行成本低；
5. 应用简单;
6. 适用于尺寸测量及在线应用；
7. 坚固耐用；
8. 体积小，易于在窄小空间应用
9. 由于测点时测量机处于匀速直线低速运行状态，测量机的动态性能对测量精度影响较小；
劣 势：测量取点率低。(end)
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(7/24/2005) |
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