三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)探測(cè)系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)

    三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的探測(cè)系統(tǒng)是由測(cè)座、測(cè)頭、探針組成的系統(tǒng)，測(cè)頭是測(cè)量機(jī)探測(cè)時(shí)發(fā)送信號(hào)的裝置，它可以輸出開關(guān)信號(hào)，亦可以輸出與探針偏轉(zhuǎn)角度成正比的比例信號(hào)，它是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵部件，測(cè)頭精度的高低很大程度決定了測(cè)量機(jī)的測(cè)量重復(fù)性及精度；不同零件需要選擇不同功能的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。
　　1、測(cè)頭的分類
　　◆ 觸發(fā)測(cè)頭： 觸發(fā)測(cè)頭(Trigger Probe)：又稱為開關(guān)測(cè)頭，測(cè)頭的主要任務(wù)是探測(cè)零件并發(fā)出鎖存信號(hào)，實(shí)時(shí)的鎖存被測(cè)表面坐標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。觸發(fā)測(cè)頭一般發(fā)出的為跳變的方波電信號(hào)，利用電信號(hào)的前緣跳變作為鎖存信號(hào)，由于前緣信號(hào)很陡，一般在微秒級(jí)，因此保證了鎖存坐標(biāo)值的實(shí)時(shí)性。
　　◆ 掃描測(cè)頭(Scanning Probe)：又稱為比例測(cè)頭或模擬測(cè)頭，此類測(cè)頭不僅能作觸發(fā)測(cè)頭使用，更重要的是能輸出與探針的偏轉(zhuǎn)成比例的信號(hào)(模擬電壓或數(shù)字信號(hào))，由計(jì)算機(jī)同時(shí)讀入探針偏轉(zhuǎn)及測(cè)量機(jī)的三維坐標(biāo)信號(hào)(作觸發(fā)測(cè)頭時(shí)則鎖存探測(cè)表面坐標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值)，以保證實(shí)時(shí)的得到被探測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由于取點(diǎn)時(shí)沒有測(cè)量機(jī)的機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此采點(diǎn)率大大提高，掃描測(cè)頭用于離散點(diǎn)測(cè)量時(shí)，由于探針的三維運(yùn)動(dòng)可以確定該點(diǎn)所在表面的法矢方向，因此更適于曲面的測(cè)量。
　　◆ 接觸式測(cè)頭與非接觸式測(cè)頭：
　　接觸式測(cè)頭(Contact Probe)：需與待測(cè)表面發(fā)生實(shí)體接觸的探測(cè)系統(tǒng)。
　　非接觸式測(cè)頭(Non-Contact Probe)：不需與待測(cè)表面發(fā)生實(shí)體接觸的探測(cè)系統(tǒng)，例如光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)、激光掃描探測(cè)系統(tǒng)等。
　　2、分度測(cè)座
　　◆ 集成測(cè)頭的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)測(cè)座
　　特征：基本型，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的集成式測(cè)頭和測(cè)座系統(tǒng)，可以手動(dòng)定位內(nèi)置測(cè)頭的方位，從而在空間內(nèi)完成工件所有特征的測(cè)量。
　　◆ 集成測(cè)頭的手動(dòng)分度式測(cè)座
　　兩個(gè)自由度的集成測(cè)頭和測(cè)座系統(tǒng)，允許以設(shè)定的可重復(fù)分度在空間內(nèi)手動(dòng)定位其內(nèi)置的測(cè)頭，提高了手動(dòng)和機(jī)動(dòng)測(cè)量機(jī)的靈活性。
　　◆ 自動(dòng)可分度測(cè)座
　　特征：兩個(gè)自由度的測(cè)座，可在空間內(nèi)以良好的重復(fù)性自動(dòng)定位測(cè)頭，能夠自動(dòng)更換測(cè)量傳感器，旋轉(zhuǎn)后不需重新校準(zhǔn)測(cè)頭，因此針對(duì)工件的表面可以選擇最適合的角度測(cè)量。
　　3、測(cè)頭
　　◆ 點(diǎn)到點(diǎn)觸發(fā)測(cè)頭
　　特征： 應(yīng)用廣泛的觸發(fā)式電子測(cè)頭，可完成快速和重復(fù)性的測(cè)量任務(wù)。使用壽命長(zhǎng)，精確高，便于使用，成本相對(duì)較低，測(cè)量空間局限性小。 適于三維箱體類工件的測(cè)量。
　　◆ 可分度更換掃描測(cè)頭
　　特征：高精度快速掃描測(cè)頭，通過(guò)獲取大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，完成對(duì)箱體類零件和輪廓曲面的可靠測(cè)量?？砂惭b于分度式測(cè)座，并可與其他測(cè)頭進(jìn)行互換。用于幾何元素、復(fù)雜形狀和輪廓的測(cè)量，對(duì)諸如尺寸、位置和形狀等幾何特征進(jìn)行完整的描述。
　　◆ 固定式掃描測(cè)頭
　　特征：極高精度的掃描測(cè)座，可向測(cè)量機(jī)發(fā)送連續(xù)的數(shù)據(jù)信息。被安裝于測(cè)量機(jī)Z 軸上，并可配置較長(zhǎng)的加長(zhǎng)桿以完成較深特征元素的測(cè)量工作。檢測(cè)精度高，廣泛用于檢測(cè)形狀誤差、復(fù)雜幾何形狀和輪廓外形，包括尺寸、位置和形狀。
　　◆ 非接觸光學(xué)測(cè)頭
　　特征：利用判斷陰影及反光在光電器件上生成的特性類型(輪廓的灰度值)，人工對(duì)準(zhǔn)或自動(dòng)發(fā)出鎖存信號(hào)，鎖存垂直于光軸方向的兩維坐標(biāo)。完成對(duì)小的尺寸特征的放大測(cè)量，尤其是在大的工件上面具備小的測(cè)量特征時(shí)。
　　◆ 非接觸激光掃描測(cè)頭
　　特征：非接觸激光掃描測(cè)頭，利用三角測(cè)量法，垂直于測(cè)頭方向的兩維坐標(biāo)由測(cè)量機(jī)的坐標(biāo)系給出，光軸方向尺寸由三角形原理由測(cè)量機(jī)探測(cè)軸的位置給出，能夠在短時(shí)間獲取工件表面的大量數(shù)據(jù)點(diǎn)云。
　　應(yīng)用：不僅可以完成數(shù)字化測(cè)量，實(shí)現(xiàn)逆向工程的應(yīng)用，還可以完成復(fù)雜幾何形狀和要素的CAD比對(duì)測(cè)量與分析。
　　4、探針
　　安裝在測(cè)頭上，并接觸被測(cè)量元件，典型結(jié)構(gòu)為測(cè)桿＋紅寶石球。不同形狀和規(guī)格，確保測(cè)頭不受限制的對(duì)工件所有特征元素進(jìn)行測(cè)量。
　　5 、附件
　　◆ 加長(zhǎng)桿：探針的輔助測(cè)量，具有測(cè)量較深位置特征的能力。
　　◆ 更換架：可對(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)座上的測(cè)頭/加長(zhǎng)桿/探針組合進(jìn)行快速、可重復(fù)的更換，在同一的測(cè)量系統(tǒng)下對(duì)不同的工件進(jìn)行完全自動(dòng)化的檢測(cè)。