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蔡司三坐标接触式测头和扫描测头如何选择

   蔡司三坐标测量机接触式测头与扫描测头如何选择

  其实要考察接触式测头与扫描测头两者之间的区别,需要从测量任务的特点来着手进行。众所周知,三坐标测量机能够进行从尺寸到形位公差的全方位测量,属于通用型检测设备。但是其中,单一的尺寸测量,如长度、直径、角度等,基本都可以通过简单的量具来测量,三坐标并无不可代替的显著优势;而行为公差的测量则牵涉到诸多方面,如测量基准、拟合方式、测量原则等,必须依靠三坐标测量机作为一个系统性的整体来进行,这也是三坐标测量机具有不可替代性的主要原因。

  ▲ 触发测头

  我们以测量一个圆为例,分别评价其直径、位置度、圆度。众所周知,确定一个圆所需的*少测点数目是3个,这样就能拟合出一个理论圆,且该圆的圆度是0。在实际测量中,极少发生仅用3个点就确定被测圆的情况。即使是对于公差较大的非关键尺寸,都会至少采集4个点用以确定被测圆,以免受到干扰因素影响导致产生较大误差。诚然,对于单点误差分布比较均匀的圆(没有突变的奇异点)来说,测量4个点、8个点或是12个点对*终的直径和位置度影响很微小(在公差带不太小的情况下),尤其是对采用*小二乘法拟合得到的圆;但是,采点数目对于圆度的影响确是不可忽略的。根据系统的分析和计算,要准确评价被测圆的圆度所需要的测点数目N不小于64。

  这个测点数目给了我们很清楚的指示,如果被测零件的测量要求中有关于圆度的测量需求,那需要使用扫描测头。试想一下,如果1个圆的64个测点采用单点触发式测头来测量的话,其测量效率显然是难以让人接受的。从测量效率和合理性出发,事实上不仅是圆度,其它类型的形状公差测量都应采用连续扫描测头,否则难以准确地评价被测元素的形状公差。

  ▲ 扫描测头

  根据以上分析,那是否可以理解为扫描测头是触发测头的升级版,在预算允许的前提下都尽量选择扫描测头呢?回答也是否定的。扫描测头在进行单点触发采点时,其工作方式与触发式测头有很大的区别。触发式测头的采点是在测头触发开始时发生的;而扫描测头则是采用模拟信号转换的方式,其单个采点是在测头触发结束、测针离开物体表面时发生的。这两种不同的采点方式造成的*显而易见的区别就是触发测头采点速度显著高于扫描测头。触发测头的采点给人的感觉是“一碰即退”,而扫描测头采点则是测针碰到工件后,会短暂粘滞在工件表面,然后缓慢回退至离开工件表面。因此,当没有扫描测量需求时,用触发式测头在测量效率上反而要高于扫描测头。

  另外值得一提的是,一些特定功能必须依靠扫描测头才能实现,例如“自定心”。“自定心”的应用场合一般是用于寻找小孔的中心点、槽的底部等等,这就要求测头具备搜索功能,直至测头的模拟信号达到一个符合条件的稳定状态后才进行采点,这个功能是“一碰即退”的触发测头无法实现的。

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