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  • 如何選擇合適的探測系統

    為測量任務選擇合適的探測系統并不總是一件容易的事。為獲得有效的投資回報,最好的方式是從確定工件所需的應用、靈活性和測量范圍開始。

    選擇測頭的幾點考慮:

    1. 在可以應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. 掃描測頭應當可以對離散點進行測量;考慮掃描測頭與觸發測頭的互換性(一般用通用測座來達到);
    6. 易變形零件、精度不高零件、要求超大量數據零件的測量,可以考慮采用非接觸式測頭;
    7. 要考慮軟件、附加硬件(如測頭控制器、電纜)的配套。

    1. 選用觸發測頭的場合

    當零件所被關注的是尺寸(如小的螺紋底孔)、間距或位置,而并不強調其形狀誤差(如定位銷孔),或你確信你所用的加工設備有能力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,接觸式觸發測量是合適的,特別是對于離散點的測量。
    觸發式測頭測尺寸、間距或位置比掃描測頭快,觸發測頭體積較小,當測量空間狹窄時測頭易于接近零件。
    一般來講觸發式測頭使用及維修成本較低;在機械工業中有大量的幾何量測量,所關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測頭。

    2. 選用掃描測頭的場合

    應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點在于能高速的采集數據,這些數據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的情況。

    高精度測量:由于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。

    同時,掃描測頭可以直接判斷接觸點的法矢,對于要求嚴格定位、定向測量的場合,掃描測頭對離散點的測量也具有優勢。
    對于未知曲面的掃描,亦即稱為數字化的場合下,掃描測頭顯示出了它的獨特優勢:因為數字化工作方式時,需要大量的點,觸發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;測量機根據巳運動的軌跡來計算下一步運動的軌跡、計算采點密度等。

    3. 使用接觸式測頭和非接觸式測頭的場合

    非接觸測頭的特點:非接觸測頭沒有測量力,適于柔軟物體;非接觸式測頭取樣率高,在50 次/秒到23000 次/秒之間,適于表面形狀復雜,精度要求不特別高的未知曲面,例如汽車、家電的木模、泥模等。但非接觸測頭由于受物體表面特性(顏色、光度、粗糙度、形狀等)的影響較大,目前在大多數情況下,示值誤差比接觸式測頭要大,保持在10 微米級以上。同時,非接觸測頭的價格一般較貴。

    選用非接觸式測頭的原則是:

    在可以應用接觸式測頭的情況下,慎選非接觸式測頭;在只測尺寸、位置要素的情況下盡量選接觸式觸發測頭;考慮成本又能滿足要求的情況下,盡量選接觸式觸發測頭;易變形零件、精度不高零件、要求超大量數據零件的測量,可以考慮采用非接觸式測頭;要考慮軟件、附加硬件(如測頭控制器、電纜)的配套。

    4. 掃描測頭的優勢及劣勢

    優勢:
    1、適于形狀及輪廓測量;
    2、高的采點率;
    3、高密度采點保證了良好的重復性、再現性;
    4、更高級的數據處理能力。

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

    5. 觸發測頭的優勢及劣勢

    優勢:
    1、適于空間箱體類工件及巳知表面的測量;
    2、通用性強;
    3、有多種不同類型的觸發測頭及附件供采用;
    4、采購及運行成本低;
    5、應用簡單;
    6、適用于尺寸測量及在線應用;
    7、堅固耐用;
    8、體積小,易于在窄小空間應用
    9、由于測點時測量機處于勻速直線低速狀態,測量機的動態性能對測量精度影響較小。

    劣勢:測量取點率低。