测量机探测系统的分类及其特点

麦科三维

探测系统是由测头及其附件组成的系统，测头是测量机探测时发送信号的装置，它可以输出开关信号，亦可以输出与探针偏转角度成正比的比例信号，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低很大程度决定了测量机的测量重复性及精度；不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。

1、测头的分类

1.1. 触发测头与扫描测头：

触发测头(Trigger Probe)：又称为开关测头，测头的主要任务是探测零件并发出锁存信号，实时的锁存被测表面坐标点的三维坐标值。

触发测头一般发出的为跳变的方波电信号，利用电信号的前缘跳变作为锁存信号，由于前缘信号很陡，一般在微秒级，因此保证了锁存坐标值的实时性。

扫描测头(Scanning Probe)：又称为比例测头或模拟测头，此类测头不仅能作触发测头使用，更重要的是能输出与探针的偏转成比例的信号(模拟电压或数字信号)，由计算机同时读入探针偏转及测量机的三维坐标信号(作触发测头时则锁存探测表面坐标点的三维坐标值)，以保证实时的得到被探测点的三维坐标，由于取点时没有测量机的机械往复运动，因此采点率大大提高，扫描测头用于离散点测量时，由于探针的三维运动可以确定该点所在表面的法矢方向，因此更适于曲面的测量。

1.2. 接触式测头与非接触式测头：

接触式测头(Contact Probe)：需与待测表面发生实体接触的探测系统。

非接触式测头(Non-Contact Probe)：不需与待测表面发生实体接触的探测系统；例如光学探测系统、激光扫描探测系统。

2、接触式探测系统的主要组成部分及其特性

为测量任务选择合适的探测系统并不总是一件容易的事，需要从确定被测工件的类型、测量效率和测量范围开始。下面是对各种不同的探测系统及其主要应用领域进行汇总，目的在于为您的测量需要选择适合的探测系统和传感器。

2.1. 分度测座

集成测头的手动旋转测座

特征：基本型，经济实用的集成式测头和测座系统，可以手动定位内置测头的方位，从而在空间内完成工件所有特征的测量。

应用：三维箱体类零件的检测

集成测头的手动分度式测座

特征：两个自由度的集成测头和测座系统，允许以设定的可重复分度在空间内手动定位其内置的测头，提高了手动和机动测量机的灵活性。

应用： 三维箱体类零件的检测

自动可分度测座

特征：两个自由度的测座，可在空间内以良好的重复性自动定位测头，能够自动更换测量传感器，旋转后不需重新校准测头，因此针对工件的表面可以选择适合的角度测量。
应用：多表面箱体类零件的检测

2.2. 测头

点到点触发测头

特征： 应用广泛的触发式电子测头，可完成快速和重复性的测量任务。使用寿命长，精确，便于使用，成本相对较低，测量空间局限性小。

应用： 适于三维箱体类工件的测量

可分度更换扫描测头

特征：高精度快速扫描测头，通过获取大量的数据点，完成对箱体类零件和轮廓曲面的可靠测量。可安装于分度式测座，并可与其他测头进行互换。

应用：用于几何元素、复杂形状和轮廓的测量，对诸如尺寸、位置和形状等几何特征进行完整的描述。

固定式扫描测头

特征：极高精度的扫描测座，可向测量机发送连续的数据信息。被安装于测量机Z 轴上，并可配置较长的加长杆以完成较深特征元素的测量工作。

应用：检测精度高，广泛用于检测形状误差、复杂几何形状和轮廓外形，包括尺寸、位置和形状。

非接触光学测头

特征：利用判断阴影及反光在光电器件上生成的特性类型(轮廓的灰度值)，人工对准或自动发出锁存信号，锁存垂直于光轴方向的两维坐标

应用：完成对小的尺寸特征的放大测量，尤其是在大的工件上面具备小的测量特征时。

非接触激光扫描测头

特征：非接触激光扫描测头，利用三角测量法，垂直于测头方向的两维坐标由测量机的坐标系给出，光轴方向尺寸由三角形原理由测量机探测轴的位置给出，能够在短时间获取工件表面的大量数据点云。

应用：不仅可以完成数字化测量，实现逆向工程的应用，还可以完成复杂几何形状和要素的CAD比对测量与分析。

2.3. 附件

更换架

特征：对测量机测座上的测头/加长杆/探针组合进行快速、可重复的更换。

应用：在同一的测量系统下对不同的工件进行完全自动化的检测。

加长杆和探针

特征：适于大多数检测需要的附件。

应用：确保测头不受限制的对工件所有特征元素进行测量，且具测量较深位置特征的能力。