三坐标测量机的测头
如何校准三坐标测量仪测头
如何校正三坐标测量仪测头
三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，主要由测量机主机、控制系统、测头测座系统、测量软件系统四部分组成。
侧头作为三坐标测量仪的一个重要构成部分，发挥着极其重要的作用。
侧头与测量结果是否精确息息相关。
不过，要想保证侧头的测量效果，需要在使用之前对侧头进行校准，究竟怎样完成三坐标测量仪侧头的校准呢?思瑞测量和您一起来看看下文的介绍。
三坐标测量仪测头怎么校准?思瑞测量建议您可以采用以下方法：
1、确认侧座的安装方向和三坐标测量仪机座标轴的方向是不是一致，如果侧座是拆卸过的，一定要确保其方向。
2、保证侧座具有较强的稳定性，同时，也要保证侧头、测针安全牢靠，对于宝石球，我们应该保证其不会出现破损的现象，保证其清洁。
除此之外，要保证加长杆的长度和侧头或者是吸盘的负载能力相协调。
3、确保标准球和台面之间是稳固的，各连接关节之间也要是稳固的。
4、在使用的时候，要确保侧座、侧头、加长杆、测针的设置正确，侧头位置处于正确的位置，标准球直径输入是正确的，也要保证侧头校正速度与测量时保持一致。
5、如果是单个侧头位置校正，需要注意三次元测量仪的直径和标准之间的偏差，如果是多个侧头，除了要观察以上所介绍的结果之外，还要用校正后的各个三次元侧头位置测量标准球。
三坐标侧头的校准是测量仪获得精确测量结果的关键，因此，我们一定要做好其校准工作。
思瑞测量，专业三坐标测量仪生产商，其生产的三坐标测量仪连续五年销量第一。
三坐标测量
错误的触测方向
正确的触测方向
Probe Dia Angle Error
1.0° 5.0° 10.0° 15.0° 20.0°
0.5
0.0000 0.0010 0.0039 0.0088 0.0160
1.00
2.00
3.00
4.00
Magnitude of error introduced by not probing normal to surface
坐标系类型
三坐标测量中常使用三种类型坐标系：直角坐 标系、极坐标系和球坐标系。
由于直角坐标系可用线性转换矩阵实现坐标变 换，故在三坐标测量机中大都以直角坐标系作为 坐标系转换基础。
直角坐标系：指由三条数轴相交于原点且相互 垂直建立的坐标系，又称笛卡尔直角坐标系。
三坐标测量机坐标系分类
第一种分类：
机器坐标系：三坐标测量机测头所在位置为原点，以X、Y、Z坐标 轴构成的直角坐标系。
零件坐标系：指在被测工件上建立起来的坐标系，是为了修正被测 工件摆放误差而建立的坐标系。
第二种分类：
Z
直角坐标系：X、Y、Z
Y
极坐标系： A(极角)、 R(极径)、 H(深度值即Z值)
X zH
Zy
X
A
x
R
建立直角坐标系
作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这个窗口接受 从元素数据区拖放平面元素. 这种情况下平面元素用来做 计算和探头补偿。 探头补偿需要工作平面的元素有：点元素和边界点元素； 计算需要工作平面的元素有：直线元素, 圆元素, 弧元素, 椭圆元素, 键槽元素和曲线元素；
▪ 对于其他所有元素, 工作平面选择窗口会自动隐藏起来；
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。 扫描测头（Scanning Probe）:
三坐标测量机测头系统的组成和功能
三坐标测量机的测头系统是由测座、测头、探针等组成，是数据采集的传感器系统，三坐标测量机在对工件进行测量时，能够根据测头系统探测工件，返回工件表面的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等。
1.测头座
测头座是探测系统中连接三坐标测量机移动轴与测头的部分，测头信号通过测座同三坐标测量机控制系统的测头接口相连。
测座有多种，主要分为手动可旋转测座、固定测座、万向探测系统三种。
2.测头
测头是测量机触测被测零件的发讯开关，它是坐标测量机的关键部件，主体为探测传感器，一般由独立的控制系统控制，其主要包括测量力的控制、测量过程控制、测点的感知、与坐标测量系统通讯等。
3.探针
安装在测头上，并接触被测量元件，典型结构为测杆+红宝石球。
不同形状和规格，确保测头不受限制的对工件所有特征元素进行测量，整个探针系统包括：接长杆、转接件、探针(组)等。
探针系统可以根据相关的测量要求，通过对这些构件的组合与配置，形成各种结构形式，以完成不同的测量任务。
4.附件
1)加长杆
加长杆探针的辅助测量，具有测量较深位置特征的能力。
2)更换架
由于被测工件的复杂性，在实际测量工作中不可能由一个探针(系统)完成所有的测量任务，更换架可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，在同一测量系统下对不同的工件进行完全自动化的检测。
3)标准球
由坐标测量系统供应商提供的一个(组)已知直径的高精度球(球度误差很小)，用来标定和校准探测系统。
这个装置在平时使用过程中必须注意保护，因为它是测量机精度的依据之一，也是使用很频繁的一个装置。
三坐标旋转式测头和固定式测头的选择方法及原则
三坐标测量机是一种多功能精密测量计算测试设备，凭借其出色的性能、专业的测量软件成为高精密制造行业的重要检测工具。
测头是三坐标的关键部位之一，是进行检测工作的关键部件之一，仪器主体和测量配件上相互协作，需要正确选用测头，以很好地完成测量任务。
固定式测头和旋转测头选择
和旋转式测头相比，固定式测头最显著的优势是其测针携带能力。
固定式测头由于其结构设计上的先天优势，一般允许携带的最大测针重量和长度要明显大于旋转式测头。
所以在有深孔测量、大零件测量需求的场合，选择固定式测头更为普遍。
但是我们在进行较为复杂的测量任务时，由于测头无法变换角度，就需要根据不同的测针方向来配置吸盘。
因此，对于配置固定式测头的三坐标测量机，双层甚至三层换针架都非常普遍，而测量过程中的换针动作也相当频繁。
旋转式测头的应运而生就是为了克服固定式测头的这个弱点，测头座的俯仰和偏转功能能够在不换针的情况下大大提高测量的灵活性，但是，旋转式测头灵活性提高的同时却牺牲了部分测针携带能力。
有观点认为，固定式测头的精度要高于旋转式测头，这样的说法有些以偏概全。
确实，对于计量级几何测量（亚微米级）来说，高精度固定式测头确实占据了绝对优势；但对于常规应用，并且没有诸如深孔之类的测量要求，那固定式测头相比旋转式测头并无任何精度上的优势。
所以在三坐标选择测头时需了解应用需求，选择适合的测头，更好地完成测量工作。
三坐标测头直径选择原则
三坐标测头直径选择原则三坐标测头直径是指三坐标测量机上使用的测量探针的直径大小。
选择合适的测头直径对于保证测量精度和提高测量效率非常重要。
在进行三坐标测量时，需要根据被测零件的尺寸、表面特征和测量要求等因素来选择合适的测头直径。
首先，选择测头直径时要考虑被测零件的尺寸。
被测零件越大，所需承受的力和扭矩就越大，因此测头直径也要适当增大以保证测量的稳定性和可靠性。
同时，对于小型零件的测量，选择较小直径的测头可以更好地探测到零件的细微特征，从而提高测量精度。
其次，被测零件的表面特征也是选择测头直径的重要考虑因素。
如果被测零件表面有突出的特征，如小半径、凹凸面等，就需要选择较小直径的测头，以确保测量探针能够准确测量到这些特征的位置和尺寸。
相反，如果被测零件表面较为平坦，则可以选择较大直径的测头来提高测量效率。
此外，测头直径的选择还受到测量要求的影响。
如果对测量精度要求较高，需要选择较小直径的测头来获得更精确的测量结果。
而对于一些粗略测量或批量测量的情况，可以选择较大直径的测头来提高测量效率。
最后，测头直径的选择还需考虑仪器的测量范围和测量精度。
一般来说，测头直径应该小于测量机的最小分辨率，以保证测量的准确性。
同时，仪器的测量范围也会对测头直径的选择产生一定的限制，需要根据仪器性能来确定合适的测头直径。
综上所述，选择合适的测头直径需要综合考虑被测零件尺寸、表面特征、测量要求以及仪器性能等因素。
在实际应用中，可以通过根据经验和试验来确定最合适的测头直径，以确保测量的准确性和可靠性，同时提高测量效率。
三坐标测头和机床测头有什么区别？
三坐标测头和机床测头有什么区别？
三坐标测头和机床测头最大区别是前者为脱机测量，后者是在机测量。
三坐标测量时，需要将工件从机床上取下来放置在工作台面上进行测量。
三坐标测量机在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头，其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理。
机床测头测量时，工件不用取下，完成一个工序后，测头自动测量，尺寸合格则进行下一道工序。
COMP系列机床测头系统
COMP系列机床测头采用最稳定的3点触发结构设计，在测头的内部有一个触发机构，当测针受外力作用产生径向或轴向移动时，触发机构触发，测头内部的电路向接收器发出触发信号，接收器将信号传送给数控机床，获得机床各轴位置坐标，再根据不同测量点的数据，计算出需要测量结果。
在数控机床上用测头进行测量时，测头实际上是这种“测量装置”（测头+机床）的一部分，它在测量过程中承担着通过与工件精确接触来确定测量点的坐标、发
出指示信号、保证测量结果精确和测量操作方便、迅速、安全、可靠的作用。
三鼎三坐标——教你调整三坐标测量机的测头
三鼎三坐标——教你调整三坐标测量机的测头
三坐标测量机是精密测量仪器，测量结果的准确性受很多因素的影响，如：温度、测头等，青岛测量设备公司告诉大家如何保证测头的准确。
三坐标测量机的测头在校验时会受很多因素的影响，如：校验球不牢固、测针不清洁、测针长度输入错误、标准球直径输入错误等，从而会影响测量的精准度，那么如何让三坐标测头保持在正常状态？
1、保持测头、测座、测针和标准球的稳定性，要牢固可靠。
2、保持标准球与测针的清洁。
3、确保输入的测针长度和标准球直径是正确的。
4、如果要使用不同的测头位置，要在校正完所有测头位置后，测量标准球的球心点坐标来检查校验的精准度。
5、如果测头和测针发生过变动，或是对测量精度要求比较高的情况，要对测头进行重新校验。
6、要根据形状误差和校正出的宝石球直径和重复性判断校正的准确性。
7、如果被测零件有明显的毛刺或其他问题时，测量的重复性就会变差，无法给出准确的测量结果，因此要将被测零件的形状误差考虑进去。
8、一般来说，不正确的测量基准的选择会影响测量结果的精确性，因此要选择正确的测量基准。
青岛三鼎测量设备有限公司是一家三坐标测量机制造企业，以客户的需求为导向，面向制造业提供的各种产品，包括汽车、模具、机床、军工、加工制造以及日用消费品。
测头-三坐标测头-使用三坐标测量前的测头校正
测头-三坐标测头-使⽤三坐标测量前的测头校正使⽤三坐标测量前的测头校正三坐标测量机在进⾏测量⼯作前要进⾏测头校正，这是进⾏测量前必须要做的⼀个⾮常重要的⼯作步骤，因为测头校正中的误差将加⼊到以后的零件测量中。
⽽在触发式测头校正后的测针宝⽯球直径要⽐其名义值⼩，这使许多操作员感到奇怪，但是要解释原因，可不是⼀两句话能说清楚的。
让我们从校正测头的原理说起。
1、为什么要校正测头：校正测头主要有两个原因：为了得到测针的红宝⽯球的补偿直径和不同测针位置与第⼀个测针位置之间的关系。
三坐标测量机在进⾏测量时，是⽤测针的宝⽯球接触被测零件的测量部位，此时测头(传感器)发出触测信号，该信号进⼊计数系统后，将此刻的光栅计数器锁存并送往计算机，⼯作中的测量软件就收到⼀个由X、Y、Z坐标表⽰的点。
这个坐标点我们可以理解为是测针宝⽯球中⼼的坐标，它与我们真正需要的测针宝⽯球与⼯件接触点相差⼀个宝⽯球半径。
为了准确计算出我们所要的接触点坐标，必须通过测头校正得到测针宝⽯球的半/直径。
在实际测量⼯作中，零件是不能随意搬动和翻转的，为了便于测量，需要根据实际情况选择测头位置和长度、形状不同的测针(星形、柱形、针形)。
为了使这些不同的测头位置、不同的测针所测量的元素能够直接进⾏计算，要把它们之间的关系测量出来，在计算时进⾏换算。
所以需要进⾏测头校正。
2、测头校正的原理：测头校正主要使⽤标准球进⾏。
标准球的直径在10mm⾄50mm之间，其直径和形状误差经过校准(⼚家配置的标准球均有校准证书)。
测头校正前需要对测头进⾏定义，根据测量软件要求，选择(输⼊)测座、测头、加长杆、测针、标准球直径(是标准球校准后的实际直径值)等(有的软件要输⼊测针到测座中⼼距离)，同时要分别定义能够区别其不同⾓度、位置或长度的测头编号。
⽤⼿动、操纵杆、⾃动⽅式在标准球的最⼤范围内触测5点以上(⼀般推荐在7～11点)，点的分布要均匀。
计算机软件在收到这些点后(宝⽯球中⼼坐标X、Y、Z值)，进⾏球的拟合计算，得出拟合球的球⼼坐标、直径和形状误差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三坐标测量机的测头
触发式测头是对工件表面进行离散点数据的采集，扫描系统能够连续采集大量表面点的
数据，从而给出关于工件表面形状清晰描述。
扫描是在需要描述工件形状或者是测量复杂形状工件时的理想选择。
常用测头如下：
PH10M可分度机动测座
产品综述：
PH10M是功能强大的分度机动测座，能够携带长加长杆和各种测头。
具备高度可重复性的动态连接，允许快速的测头或加长杆更换而不需要重新校正。
PH10M特点：
- 自动关节固定，可重复测头定位
- 与所有M8螺纹的测头兼容
- 能够携带长达300mm的加长杆
- A 轴105度，B 轴360度，7.5度进位，共720个可重复定位
- 杆固定
PH10MQ/PH10MQH可分度机动测座
产品综述：
PH10MQ/PH10MQH，具有紧凑的机构，能够固定在测量机Z轴内部，从而提高了Z向的行程，使得测量空间更大。
PH10MQ/PH10MQH可分度测座，功能强大。
能够携带长加长杆和各种高性能测头，SP600M 或者是TP7M。
基于其高重复性和可自动连接，使得在运行过程中自动进行测头和探针的更换，而不需要重新校准(使用ACR1)。
产品特点：
- 自动关节固定，可重复测头定位
- 与所有M8螺纹的测头兼容
- 能够携带长达300mm的加长杆
- A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位
- 杆固定
PH10T可分度机动测座
PH10T，属于通用的分度式测座。
能够实现720个位置的重复定位，从而可完成对于任何工件特征的检测。
所有M8螺纹的测头，都能够直接安装在PH10T自身的M8螺纹孔上。
PH10T 是PH10系列测座的扩展，采用PHC 10-2控制器，并与其他许多RENSHAW产品兼容。
PH10T特点：
- 与所有M8螺纹的测头兼容
- 能够携带长达300mm的加长杆
- A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位
- 杆固定
MH20I可分度手动测座
MH20I，属于通用的分度式手动测座
MH20I特点：
- A 轴90度，B 轴360度，15度进位，共168个可重复定位- 杆固定
RTP20 可分度机动测座
由MH20I 测头改进而成。
非接触测头主要分为激光扫描测头和视频测头两种。
激光扫描测头主要用于实现较软材料或一些特征表面进行非接触测量。
测头在距离检测工件一定距离(比如50mm)，在其聚焦点一定范围内进行测量，采点速率在200点/秒以上。
通过对大量采集数据的平均处理功能而获得较高的精度。
视频测头进一步提高了测量机的应用，使得许多过去采用非接触测量无法完成的任务得以完成。
一些诸如印刷线路板、触发器、垫片或直径小于0.1mm的孔可采用视频测头进行测量。
操作者可将检测工件表面放大50倍以上，采用标准的或可变换的镜头实现对细小工件的测量。
选择触发测头和扫描测头的技巧
1. 高精度测量：扫描测头对离散点测量是匀速或恒测力采点，其测点精度可以更高；
由于扫描测头可以直接判断接触点的法矢，对于要求严格定位、定向测量的场合，扫描测头对离散点的测量也具有优势；
2. 对于未知曲面的扫描，亦即称为数字化的场合下，扫描测头显示出了它的独特优势:因为数字化工作方式时，需要大量的点，触发式测头的采点方式显得太慢;由于是未知曲面，测量机运动的控制方式亦不一样，即在“探索方式”下工作：测量机根据已运动的轨迹来计算下一步运动的轨迹、计算采点密度等。
选择测头的几点考虑：
1. 在可以应用接触式测头的情况下，慎选非接触式测头；
2. 在只测尺寸、位置要素的情况下尽量选接触式触发测头；
3. 考虑成本又能满足要求的情况下，尽量选接触式触发测头；
4. 对形状及轮廓精度要求较高的情况下选用扫描测头；
5. 扫描测头应当可以对离散点进行测量；
6. 考虑扫描测头与触发测头的互换性（一般用通用测座来达到）；
7. 易变形零件、精度不高零件、要求超大量数据零件的测量，可以考虑采用非接触式测头；
8. 要考虑软件、附加硬件（如测头控制器、电缆）的配套。
扫描测头的优势及劣势：
优势：
1、适于形状及轮廓测量；
2、采点率高；
3、高密度采点保证了良好的重复性、再现性；
4、更高级的数据处理能力；
劣势：
1、比触发测头复杂；
2、对离散点的测量较触发测头为慢；
3、高速扫描时由于加速度而引起的动态误差很大，不可忽略，必须加以补偿；
4、测尖的磨损必须注意。
触发测头的优势及劣势：
优势：
1. 适于空间棱柱形物体及己知表面的测量；
2. 通用性强,
3. 有多种不同类型的触发测头及附件供采用；
4. 采购及运行成本低；
5. 应用简单；
6. 适用于尺寸测量及在线应用；
7. 坚固耐用；
8. 体积小，易于在窄小空间应用；
9. 由于测点时测量机处于匀速直线低速运行状态，测量机的动态性能对测量精度影响较小；劣势：测量取点率低。