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探測系統是由測頭及其附件組成的系統,測頭是測量機探測時發送信號的裝置,它可以輸出開關信號,亦可以輸出與探針偏轉角度成正比的比例信號,它是座標測量機的關鍵部件,測頭精度的高低很大程度決定了測量機的測量重複性及精度,不同零件需要選擇不同功能的測頭進行測量。

一、測頭的分類 

1.1. 觸發測頭與掃描測頭: 
觸發測頭(Trigger Probe):又稱為開關測頭,測頭的主要任務是探測零件並發出鎖存信號,即時的鎖存被測表面座標點的三維
座標值。 觸發測頭一般發出的為跳變的方波電信號,利用電信號的前緣跳變作為鎖存信號,由於前緣信號很陡,一般在微秒
級,因此保證了鎖存座標值的即時性。 

掃描測頭(Scanning Probe):又稱為比例測頭或模擬測頭,此類測頭不僅能作觸發測頭使用,更重要的是能輸出與探針的偏轉
成比例的信號(類比電壓或數位信號),由電腦同時讀入探針偏轉及測量機的三維座標信號(作觸發測頭時則鎖存探測表面座標
點的三維座標值),以保證即時的得到被探測點的三維座標,由於取點時沒有測量機的機械往復運動,因此採點率大大提高,
掃描測頭用於離散點測量時,由於探針的三維運動可以確定該點所在表面的法矢方向,因此更適於曲面的測量。 


1.2. 接觸式測頭與非接觸式測頭: 
接觸式測頭(Contact Probe):需與待測表面發生實體接觸的探測系統。 
非接觸式測頭(Non-Contact Probe):不需與待測表面發生實體接觸的探測系統;例如光學探測系統、鐳射掃描探測系統。


二、接觸式探測系統的主要組成部分及其特性 

2.1. 分度測座 
集成測頭的手動旋轉測座 
特徵:基本型,經濟實用的集成式測頭和測座系統,可以手動定位內置測頭的方位,從而在空間內完成工件所有特徵的測量。 
應用:三維箱體類零件的檢測 

集成測頭的手動分度式測座 
特徵:兩個自由度的集成測頭和測座系統,允許以設定的可重複分度在空間內手動定位其內置的測頭,提高了手動和機動測量機
的靈活性。 
應用: 三維箱體類零件的檢測 

自動可分度測座 
特徵:兩個自由度的測座,可在空間內以良好的重複性自動定位測頭,能夠自動更換測量感測器,旋轉後不需重新校準測頭,因此針對工件的表面可以選擇最適合的角度測量。 
應用:多表面箱體類零件的檢測 


2.2.
測頭  
點到點觸發測頭 
特徵: 應用廣泛的觸發式電子測頭,可完成快速和重複性的測量任務。使用壽命長,精確,便於使用,成本相對較低,測量
空間局限性小。
 
應用: 適於三維箱體類工件的測量 

可分度更換掃描測頭 
特徵:高精度快速掃描測頭,通過獲取大量的資料點,完成對箱體類零件和輪廓曲面的可靠測量。可安裝於分度式測座,
並可與其他測頭進行互換。 
應用:用於幾何元素、複雜形狀和輪廓的測量,對諸如尺寸、位置和形狀等幾何特徵進行完整的描述。 

固定式掃描測頭 
特徵:極高精度的掃描測座,可向測量機發送連續的資料資訊。被安裝於測量機Z 軸上,並可配置較長的加長杆以完成較深
特徵元素的測量工作。 
應用:檢測精度高,廣泛用於檢測形狀誤差、複雜幾何形狀和輪廓外形,包括尺寸、位置和形狀。

非接觸光學測頭 
特徵:利用判斷陰影及反光在光電器件上生成的特性類型(輪廓的灰度值),人工對準或自動發出鎖存信號,鎖存垂直於光軸
方向的兩維座標 
應用:完成對小的尺寸特徵的放大測量,尤其是在大的工件上面具備小的測量特徵時。 

非接觸鐳射掃描測頭 
特徵:非接觸鐳射掃描測頭,利用三角測量法,垂直於測頭方向的兩維座標由測量機的坐標系給出,光軸方向尺寸由三角形
原理由測量機探測軸的位置給出,能夠在短時間獲取工件表面的大量資料點雲。 
應用:不僅可以完成數位化測量,實現逆向工程的應用,還可以完成複雜幾何形狀和要素的CAD比對測量與分析。 


2.3.
附件 
更換架 
特徵:對測量機測座上的測頭/加長杆/探針組合進行快速、可重複的更換。 
應用:在同一的測量系統下對不同的工件進行完全自動化的檢測。 

加長杆和探針 
特徵:適於大多數檢測需要的附件。 
應用:確保測頭不受限制的對工件所有特徵元素進行測量,且具測量較深位置特徵的能力。