選擇觸發(fā)測頭和掃描測頭的技巧

發(fā)布日期:2012-08-10    蘭生客服中心    瀏覽:4323

測頭是測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān),它是坐標(biāo)測量機的關(guān)鍵部件,測頭精度的高低決定了測量機的測量重復(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)于三對觸點串聯(lián)在電路中,當(dāng)測頭產(chǎn)生任一方向的位移時,均使任一觸點離開,電路斷開即可發(fā)訊計數(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。 

   掃描式測頭實質(zhì)上相當(dāng)于X、Y、Z個方向皆為差動電感測微儀,X、Y、Z三個方向的運動是靠三個方向的平行片簧支撐,是無間隙轉(zhuǎn)動,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!5mm范圍內(nèi)進(jìn)行測量,采點速率在200點/秒以上。通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得較高的精度。  

   視頻測頭進(jìn)一步提高了測量機的應(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、墊片或直徑小于0.1mm的孔可采用視頻測頭進(jìn)行測量。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現(xiàn)對細(xì)小工件的測量。 
以下就如何進(jìn)行觸發(fā)和掃描測頭提出建議: 

什么時侯用觸發(fā)式測頭? 

1. 零件所被關(guān)注的是尺寸(如小的螺紋底孔)、間距或位置,而并不強調(diào)其形狀誤差(如定位銷孔); 

2. 或你確信你所用的加工設(shè)備有能加工出形狀足夠好的零件,而注意力主要放在尺寸和位置精度時,接觸式觸發(fā)測量是合適的,特別是由于對離散點的測量; 

3. 觸發(fā)式測頭比掃描測頭快,觸發(fā)測頭體積較小當(dāng)測量空間狹窄時測頭易于接近零件; 

4. 一般來講觸發(fā)式測頭使用及維修成本較低; 
   在機械工業(yè)中有大量的幾何量測量,所關(guān)注的僅是零件的尺寸及位置,所以目前市場上的大部分測量機,特別是中等精度測量機,仍然使用接觸式觸發(fā)測頭。 

什么時侯用掃描測頭? 

1. 應(yīng)用于有形狀要求的零件和輪廓的測量:掃描方式測量的主要優(yōu)點在于能高速的采集數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)不僅可以用來確定零件的尺寸及位置,更重要的是能用眾多的點來精確的描述形狀、輪廓,這特別適用于對形狀、輪廓有嚴(yán)格要求的零件,該零件形狀直接影響零件的性能(如葉片、橢圓活塞等); 也適用于你不能確信你所用的加工設(shè)備能加工出形狀足夠好的零件,而形狀誤差成為主要問題時; 

選擇觸發(fā)測頭和掃描測頭的技巧 
2. 高精度測量:掃描測頭對離散點測量是勻速或恒測力采點,其測點精度可以更高; 
由于掃描測頭可以直接判斷接觸點的法矢,對于要求嚴(yán)格定位、定向測量的場合,掃描測頭對離散點的測量也具有優(yōu)勢; 

3. 對于未知曲面的掃描,亦即稱為數(shù)字化的場合下,掃描測頭顯示出了它的獨特優(yōu)勢:因為數(shù)字化工作方式時,需要大量的點,觸發(fā)式測頭的采點方式顯得太慢;由于是未知曲面,測量機運動的控制方式亦不一樣,即在“探索方式”下工作:測量機根據(jù)巳運動的軌跡來計算下一步運動的軌跡、計算采點密度等。 

選擇測頭的幾點考慮: 

1. 在可以應(yīng)用接觸式測頭的情況下,慎選非接觸式測頭; 
2. 在只測尺寸、位置要素的情況下盡量選接觸式觸發(fā)測頭; 
3. 考慮成本又能滿足要求的情況下,盡量選接觸式觸發(fā)測頭; 
4. 對形狀及輪廓精度要求較高的情況下選用掃描測頭; 
5. 掃描測頭應(yīng)當(dāng)可以對離散點進(jìn)行測量; 
6. 考慮掃描測頭與觸發(fā)測頭的互換性(一般用通用測座來達(dá)到); 
7. 易變形零件、精度不高零件、要求超大量數(shù)據(jù)零件的測量,可以考慮采用非接觸式測頭; 
8. 要考慮軟件、附加硬件(如測頭控制器、電纜)的配套。 

掃描測頭的優(yōu)勢及劣勢: 

優(yōu) 勢: 

1、適于形狀及輪廓測量; 
2、采點率高; 
3、高密度采點保證了良好的重復(fù)性、再現(xiàn)性(GR&R); 
4、更高級的數(shù)據(jù)處理能力; 

劣 勢: 

1、比觸發(fā)測頭復(fù)雜; 
2、對離散點的測量較觸發(fā)測頭為慢; 
3、高速掃描時由于加速度而引起的動態(tài)誤差很大,不可忽略,必須加以補償; 
4、測尖的磨損必須注意。 

觸發(fā)測頭的優(yōu)勢及劣勢: 

優(yōu) 勢: 

1. 適于空間棱柱形物體及己知表面的測量; 
2. 通用性強, 
3. 有多種不同類型的觸發(fā)測頭及附件供采用; 
4. 采購及運行成本低; 
5. 應(yīng)用簡單; 
6. 適用于尺寸測量及在線應(yīng)用; 
7. 堅固耐用; 
8. 體積小,易于在窄小空間應(yīng)用 
9. 由于測點時測量機處于勻速直線低速運行狀態(tài),測量機的動態(tài)性能對測量精度影響較; 

劣 勢:測量取點率低。

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