三坐標(biāo)測量機(jī)測頭分類

三坐標(biāo)測量機(jī)是指在一個六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三次元測量儀或三次元。           

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三坐標(biāo)的配件一般包含探針、控制器、加密鎖、測頭、測量軟件、校正球、計(jì)算機(jī)等。今天北瑞科信就跟大家分享關(guān)于三坐標(biāo)測頭的分類有哪些。

三坐標(biāo)測量機(jī)是用測頭來拾取信號的，因而測頭的性能直接影響測量精度和測量效率，沒有先進(jìn)的測頭就無法充分發(fā)揮測量機(jī)的功能。在三坐標(biāo)測量機(jī)上使用的測頭，按結(jié)構(gòu)原理可分為機(jī)械式、光學(xué)式和電氣式等；而按測量方法又可分為接觸式和非接觸式兩類。

1、電氣接觸式測頭

電氣接觸式測頭目前已為絕大部分坐標(biāo)測量機(jī)所采用，按其工作原理可分為動態(tài)測頭和靜態(tài)測頭。

（1）靜態(tài)測頭

靜態(tài)測頭除具備觸發(fā)式測頭的觸發(fā)采樣功能外，還相當(dāng)于一臺超小型三坐標(biāo)測量機(jī)。測頭中有三維幾何量傳感器，在測頭與工件表面接觸時，在X、Y、Z三個方向均有相應(yīng)的位移量輸出，從而驅(qū)動伺服系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)整，使測頭停在規(guī)定的位移量上，在測頭接近靜止的狀態(tài)下采集三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，故稱為靜態(tài)測頭。靜態(tài)測頭沿工件表面移動時，可始終保持接觸狀態(tài)，進(jìn)行掃描測量，因而也稱為掃描測頭。其主要特點(diǎn)是精度高，可以作連續(xù)掃描，但制造技術(shù)難度大，采樣速度慢，價格昂貴，適合于高精度測量機(jī)使用。目前由LEITZ、ZEISS和KERRY等廠家生產(chǎn)的靜態(tài)測頭均采用電感式位移傳感器，此時也將靜態(tài)測頭稱為三向電感測頭。  

（2）動態(tài)測頭

常用動態(tài)測頭的測桿安裝在芯體上，而芯體則通過三個沿圓周1200分布的鋼球安放在三對觸點(diǎn)上，當(dāng)測桿沒有受到測量力時，芯體上的鋼球與三對觸點(diǎn)均保持接觸，當(dāng)測桿的球狀端部與工件接觸時，不論受到X、Y、Z哪個方向的接觸力，至少會引起一個鋼球與觸點(diǎn)脫離接觸，從而引起電路的斷開，產(chǎn)生階躍信號，直接或通過計(jì)算機(jī)控制采樣電路，將沿三個軸方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)送至存儲器，供數(shù)據(jù)處理用。

可見，測頭是在觸測工件表面的運(yùn)動過程中，瞬間進(jìn)行測量采樣的，故稱為動態(tài)測頭，也稱為觸發(fā)式測頭。動態(tài)測頭結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可用于高速測量，但精度稍低，而且動態(tài)測頭不能以接觸狀態(tài)停留在工件表面，因而只能對工件表面作離散的逐點(diǎn)測量，不能作連續(xù)的掃描測量。

2、機(jī)械接觸式測頭

機(jī)械接觸式測頭為剛性測頭，根據(jù)其觸測部位的形狀，可以分為圓錐形測頭、圓柱形測頭、球形測頭、半圓形測頭、點(diǎn)測頭、V型塊測頭等。這類測頭的形狀簡單，制造容易，但是測量力的大小取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此測量精度差、效率低。目前除少數(shù)手動測量機(jī)還采用此種測頭外，絕大多數(shù)測量機(jī)已不再使用這類測頭。

3、光學(xué)測頭

在多數(shù)情況下，光學(xué)測頭與被測物體沒有機(jī)械接觸，這種非接觸式測量具有一些突出優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：1）由于不存在測量力，因而適合于測量各種軟的和薄的工件；2）由于是非接觸測量，可以對工件表面進(jìn)行快速掃描測量；3）多數(shù)光學(xué)測頭具有比較大的量程，這是一般接觸式測頭難以達(dá)到的；4）可以探測工件上一般機(jī)械測頭難以探測到的部位。近年來，光學(xué)測頭發(fā)展較快，目前在坐標(biāo)測量機(jī)上應(yīng)用的光學(xué)測頭的種類也較多，如三角法測頭、激光聚集測頭、光纖測頭、體視式三維測頭、接觸式光柵測頭等。

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