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  • 探测系统的分类及其特点

    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最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最适合的角度测量。
    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。