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三坐標(biāo)測(cè)頭系統(tǒng)的概念、分類(lèi)和選型建議
測(cè)頭是測(cè)量機(jī)觸測(cè)被測(cè)零件的發(fā)訊開(kāi)關(guān)，它是測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵部件，測(cè)頭精度的高低決定了機(jī)量測(cè)的測(cè)量重復(fù)性。此外，不同零件需要選擇不同功能的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。
測(cè)頭可分為接觸式和非接觸式（激光等類(lèi)型）。目前主要用接觸式測(cè)頭，接觸式測(cè)頭又可分為開(kāi)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(lèi)
開(kāi)關(guān)測(cè)頭的實(shí)質(zhì)是零位發(fā)訊開(kāi)關(guān)，以TP6（RENISHAW）為例，它相當(dāng)于三對(duì)觸點(diǎn)串聯(lián)在電路中，當(dāng)測(cè)頭產(chǎn)生任一方向的位移時(shí)，均使任一觸點(diǎn)離開(kāi)，電路斷開(kāi)即可發(fā)訊計(jì)數(shù)。開(kāi)關(guān)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)（106~107）、具有較好的測(cè)量重復(fù)性（0.35~0.28μm），而且成本低廉，測(cè)量迅速，因而得到較為廣泛的應(yīng)用。 掃描式測(cè)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(cè)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(wú)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)頭的偏移量由線性電感器測(cè)出。掃描式測(cè)頭主要用來(lái)對(duì)復(fù)雜的曲線曲面實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
非接觸測(cè)頭主要分為激光掃描測(cè)頭和視頻測(cè)頭兩種。
激光掃描測(cè)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(cè)量。測(cè)頭在距離檢測(cè)工件一定距離（比如50mm），在其聚焦點(diǎn)!5mm范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)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(cè)頭進(jìn)一步提高了測(cè)量機(jī)的應(yīng)用，使得許多過(guò)去采用非接觸測(cè)量無(wú)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(cè)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(duì)工件的測(cè)量。
正確選擇和使用測(cè)頭是影響三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度的重要因素。測(cè)針安裝在測(cè)頭上，是測(cè)量系統(tǒng)中直接接觸工件的部分，它與測(cè)頭的通訊式連接渠道稱(chēng)作觸發(fā)信號(hào)。如何選用合適的測(cè)針類(lèi)型和規(guī)格取決于被測(cè)工件的特征，但是在任何情況下，測(cè)針的剛性和測(cè)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(cè)球具有很好的球度，測(cè)量時(shí)紅寶石測(cè)球的球頭磨損可忽略不計(jì)。測(cè)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(cè)針的剛性。測(cè)針的有效工作長(zhǎng)度(EWL)使得測(cè)針接觸工件時(shí)可獲得精確的測(cè)點(diǎn)位置。球頭尺寸和測(cè)針有效工作長(zhǎng)度的選取取決于被測(cè)工件。可能的情況下，選擇球頭直徑盡可能大、測(cè)桿盡可能短的測(cè)針，以保證的球頭/測(cè)桿距，獲得的有效工作長(zhǎng)度和測(cè)針剛性。需要時(shí)可加長(zhǎng)測(cè)桿以增大探測(cè)深度，但值得注意的是，使用測(cè)針加長(zhǎng)桿會(huì)降低剛性，從而降低測(cè)量精度。
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