觸發(fā)測頭和掃描測頭選擇技巧(共5頁)

1、 PAGE 6觸發(fā)測頭和掃描(somio)測頭的選擇技巧 測頭是測量機(jī)觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān)，它是坐標(biāo)(zubio)測量機(jī)的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了測量機(jī)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(mqin)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（106107）、具有較好的測量重

2、復(fù)性（0.350.28m），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(yùn)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(jī)的應(yīng)用，使得許多過去采用非接觸

3、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(qiáng)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

4、修成本較低;在機(jī)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(jī)，特別是中等精度測量機(jī)，仍然使用接觸式觸發(fā)測頭。什么時侯用掃描式測頭？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；2. 高精度測量：掃描(somio)測頭對離散點測量是勻速或恒測力采點，

5、其測點精度可以更高；由于掃描測頭可以(ky)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(yush):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(jī)運(yùn)動的控制方式亦不一樣，即在“探索方式”下工作：測量機(jī)根據(jù)巳運(yùn)動的軌跡來計算下一步運(yùn)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

6、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(bǔ)償；4、測尖的磨損必須

7、注意。 觸發(fā)(chf)測頭的優(yōu)勢及劣勢：優(yōu)勢：1. 適于空間棱柱形物體(wt)及己知表面的測量；2. 通用性強(qiáng),3. 有多種不同類型(lixng)的觸發(fā)測頭及附件供采用；4. 采購及運(yùn)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(jī)處于勻速直線低速運(yùn)行狀態(tài)，測量機(jī)的動態(tài)性能對測量精度影響較?。涣觿荩簻y量取點率低如何選用合適的探針關(guān)心點觸之間的精度-如何選用合適的探針 進(jìn)行有效探測的關(guān)鍵因素之一是進(jìn)行測頭探針的選擇，是否能夠觸測到特征并在接觸時保證一定的精度是使用者應(yīng)當(dāng)重點考慮的事情。目前，探針的種類很多，包括了各種

8、形狀和不同的制作材料。本文將重點對探針的主要細(xì)節(jié)進(jìn)行描述，以幫助您為不同的檢測任務(wù)選擇合適的探針。什么是探針？探針是坐標(biāo)測量機(jī)的一部分，主要用來觸測工件表面，使得測頭的機(jī)械裝置移位，產(chǎn)生信號觸發(fā)并采集一個測量數(shù)據(jù)。一般的探針都是由一個桿和紅寶石球組成。通過需要測量的特征，您可以判斷應(yīng)當(dāng)使用探針的類型和尺寸。在測量過程中，要求探針的剛性和測尖的形狀都達(dá)到盡可能最佳的程度。探針幾個主要的術(shù)語A：測針直徑B：總長C：桿直徑D：有效工作長度 (EWL)總長：指的是從探針后固定面到測尖中心的長度有效工作長度 (EWL)：指的是從測尖中心到與一般測量特征發(fā)生障礙的探針點的距離選擇探針的原則為保證一定的測量

9、精度，在對探針的使用上，您需要：探針長度盡可能短：探針彎曲或偏斜越大，精度將越低。因此在測量時，盡可能采用短探針。連接點最少：每次將探針與加長桿連接在一起時，您就額外引入了新的潛在彎曲和變形點。因此在應(yīng)用過程中，盡可能減少連接的數(shù)目。使測球盡可能大主要原因有兩個： 1，使得球/桿的空隙最大，這樣減少了由于“晃動”而誤觸發(fā)的可能 2，測球直徑較大可削弱被測表面未拋光對精度造成的影響RENISHAW探針(tn zhn)系列介紹測球材質(zhì)(ci zh)紅寶石最常見的測球的材料是紅寶石，因為紅寶石是目前已知的最堅硬(jinyng)的材料之一。紅寶石球具有良好的表面光潔度，并具有優(yōu)異的耐壓強(qiáng)度和抗碰撞性。

10、只有極少的情況不適宜采用紅寶石球，如下兩種情況下，推薦采用其他材料制成的測尖：第一種是在高強(qiáng)度下對鋁材料制成的工件進(jìn)行掃描。主要原因在于材料吸引，基于一個稱為“膠著磨損”的現(xiàn)象會在觸測過程中發(fā)生。在這種情況下，一個較好的選擇是氮化硅。第二種情況是對鑄鐵材料工件進(jìn)行高強(qiáng)度掃描，這時會在紅寶石表面產(chǎn)生“磨損”。在這種情況下，推薦使用氧化鋯球。氮化硅氮化硅擁有許多與紅寶石同樣的特性。它是一種非常堅硬并可抗磨損的瓷，并可加工成高精度的球，并進(jìn)行高度表面拋光。氮化硅與鋁材料不吸引，因此不會產(chǎn)生紅寶石球上出現(xiàn)的磨損。但是，氮化硅在掃描鋼表面時呈現(xiàn)較多的磨損，因此其應(yīng)用最好定義為測量鋁。氧化鋯氧化鋯球是一種

11、特別堅韌的陶瓷材料，其硬度和耐磨性接近紅寶石，基于其表面屬性，使其是掃描鋼工件表面的理想選擇。測桿材質(zhì)鋼探針的桿一般是由無磁性的不銹鋼制成，大多具有2mm或更多的測球直徑，桿長度可達(dá)到30mm。在這種情況下，不銹鋼桿具有良好的剛性質(zhì)量比。碳化鎢碳化鎢桿是在測量采用1mm測球的細(xì)桿情況下，或者是超長達(dá)到50 mm桿情況下具有最好的剛性。在這種情況下，重量會成為影響因素，因為彎曲會造成剛性損失。陶瓷在測球直徑大于3 mm的情況下，或者是長度大于30 mm，陶瓷桿相對鋼具有更好的硬度。較碳化鎢，重量更輕，同時由于在碰撞過程中易碎，而為測頭提供更好的保護(hù)。碳纖維 (RENISHAW GF)有許多等級的

12、碳纖維材料，RENISAHW GF具備良好的硬度指標(biāo)，在縱向和扭矩方面，同時具有特別輕的重量。RENISHAW GF對于長度在50mm以上的探針來說，具有最佳的剛性質(zhì)量比。探針的形狀直探針結(jié)構(gòu)最簡單的探針系統(tǒng)包括球度非常好的工業(yè)紅寶石球，桿材料可以選擇。紅寶石是非常硬的材料，做成的探針的磨損量最小。它的密度也非常低，這樣針尖質(zhì)量最小，從而可以避免由于機(jī)器運(yùn)動或振動而造成的探針誤觸發(fā)。使用的桿可以有多種材料可供選擇 不銹鋼，碳化鎢，陶瓷和各種特殊的碳纖維材料“Renishaw GF”。 這些結(jié)構(gòu)簡單的紅寶石探針更適合于多種檢測應(yīng)用場合。探針的有效的工作長度（EWL）是桿在觸測被測元素之前紅寶石球

13、的變動范圍。如何來選擇球的尺寸和探針的EWL是由待檢測的元素的尺寸決定的。盡可能選擇大的紅寶石探針球和盡可能短的桿，可以保證最大的球/桿距離，這樣可提供更有效的EWL。使用更大一些的紅寶石球可以降低待測組件表面粗糙度的影響。當(dāng)使用長的探針和加長桿組合來測量時，不推薦使用標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)觸測測頭，由于這種情況下使用時探針容易彎曲變形，剛性會降低，精度也會損失。這和使用其他類型的測頭如允許有彈性變形的測頭，它們的觸測力非常低，允許使用長的探針和加長桿組合，而不會帶來明顯的精度損失。星型探針這些探針組合在一起允許你使用多探針測頭來測量復(fù)雜的元素和孔。四個或五個紅寶石探針安裝在剛性的不銹鋼中心上?？商峁?biāo)準(zhǔn)

14、尺寸探針，也可以選擇不同的探針，你可以使用五方向探針和任一個RENISHAW提供的探針來組合星型測頭。星型探針可用于檢測多種不同的元素。使用多探針測頭可以有效降低檢測時間。減少在測量諸如邊緣或凹槽等內(nèi)部特征時移動測頭到極限點的需要?？梢允褂眯切蜏y頭在Z方向進(jìn)行有效的檢查，這是由于探針可以探測到探針體的直徑范圍外側(cè)。星型探針上的每個探針都要求校準(zhǔn)，這和單探針校準(zhǔn)方式一樣。圓盤探針這些探針用于測量鉆孔的切口和凹槽，通常用星型測頭是探測不到的?？梢詫⑺鼈兿胂蟪汕蚨确浅：玫那颉敖孛妗?，有多種直徑選擇和厚度選項。所有的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和增加中心探針的能力都是RENISHAW圓盤探針的觸測范圍，使其具有柔性和易于

15、使用。用簡單圓盤的“球型邊緣”來探測和使用相當(dāng)?shù)拇筇结樓蚴峭瑯佑行У?。然而，使用球型探爭時，球表面的小區(qū)域接觸工件，而薄的圓盤卻要求精細(xì)的角度校正，以便保證正確地觸測待測工件。簡單圓盤僅僅要求一個直徑的驗證數(shù)據(jù)（通常在環(huán)行量規(guī)中），但只限制在X 和 Y 兩個方向中?？紤]探測深的鉆孔底部會帶來的額外的柔性變形，圓盤也允許有帶螺紋的中心以便可以固定中心測桿（接近圓盤也是有限的）。特殊應(yīng)用的探針 多種專用探針可以用來測量多類元素諸如：螺紋體，薄截面材料，工具箱以及其他專業(yè)應(yīng)用。圓柱探針用于探測薄壁材料的孔。此外，各種帶螺紋的元素可以被探測，螺紋中心被定位。球端圓柱探針允許多角度采集數(shù)據(jù)和在X，Y，Z三個方向探測，這樣可以進(jìn)行表面檢測。尖探針和陶瓷中空球狀探針設(shè)計尖狀探針是為了檢測螺紋體，特殊的點和劃線。圓端尖探針允許更精確的測量和特征元素的探測?？梢杂糜诟〉目椎臋z測。陶瓷材料的中空球狀探針對于探測X，Y和Z三個方向比較深的元素和鉆孔都是理想的。僅需要一個探測桿。在這個范圍有兩型號是直徑18 mm和30 mm。這些探針通常被設(shè)計與