過去床少，坐標(biāo)測量機(jī)只限于在嚴(yán)格控制溫度和濕度的計量室內(nèi)使用。如今朋堪，坐標(biāo)測量機(jī)已廣泛用于車間生產(chǎn)現(xiàn)場的產(chǎn)品質(zhì)量檢測橘疚，并可通過實時反饋實現(xiàn)對加工過程的控制。通過配置多種傳感測頭以及用戶界面友好的測量軟件倾秤，坐標(biāo)測量機(jī)可以快速適應(yīng)各種不斷變化的檢測任務(wù)伟秩。

　　測頭的分類及特點

　　目前，坐標(biāo)測量機(jī)常用的傳感測頭主要可分為三種類型：觸發(fā)式測頭衬朗、掃描式測頭和非接觸式測頭猿悔。在同一臺坐標(biāo)測量機(jī)上常常需要配置兩種甚至多種不同類型的測頭，這是因為每種類型的測頭都各有其長處與不足捧贺。

　〗谴小（1）觸發(fā)式測頭

　　觸發(fā)式測頭在三十多年前首先被應(yīng)用于坐標(biāo)測量機(jī)。此類測頭在常規(guī)測量中性能優(yōu)異座泳，因此現(xiàn)在仍被廣泛使用惠昔。觸發(fā)式測頭每次可采集一個測量點的數(shù)據(jù)，安裝在測頭端部的觸針與工件表面接觸挑势，并將接觸點的信息傳輸至坐標(biāo)測量機(jī)镇防。觸發(fā)式測頭的測量精度較高，但測量速度較慢潮饱，多用于精度要求達(dá)到微米級的精密棱柱形工件的檢測来氧。隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，觸發(fā)式測頭以前采用的內(nèi)置機(jī)械式觸發(fā)開關(guān)已逐漸被應(yīng)變式香拉、壓電式傳感器或光學(xué)傳感裝置所取代啦扬，從而大大提高了觸發(fā)機(jī)構(gòu)的精度和可靠性。

　　使用觸發(fā)式測頭最主要的局限性是被測材料的接觸變形凫碌。例如扑毡，墊片類零件和薄型塑料件就不適合采用觸發(fā)式測頭檢測。此外盛险，在醫(yī)用器械制造業(yè)瞄摊，許多特殊形狀的零件需要測量，但不允許對其進(jìn)行物理接觸颅婴，從而也限制了觸發(fā)式測頭的使用闽芳。

　　（2）掃描式測頭

　　掃描式測頭也是一種接觸式測頭倘粮，因此也具有與觸發(fā)式測頭相同的局限性，即不能用于在接觸力作用下易變形材料的測量媚尊。與觸發(fā)式測頭不同的是，掃描式測頭在坐標(biāo)測量機(jī)運動時仍與被測工件表面保持接觸并不斷采集數(shù)據(jù)涕留。它的主要優(yōu)點是可在較短時間內(nèi)采集大量數(shù)據(jù)（可高達(dá)1000點/秒）褂反，而快速采集大量數(shù)據(jù)對于工件的特殊形貌分析非常有用。

　⊙浞怠（3）激光測頭

　　激光測頭是一種非接觸式測頭娇仙，它應(yīng)用于坐標(biāo)測量機(jī)的歷史還不長。常用的激光測頭有兩種類型：點激光測頭和線激光測頭辨迷。點激光測頭是將單點激光束聚焦于工件表面尾贮，然后經(jīng)表面反射后返回傳感器。點激光測頭每次可采集一個點的數(shù)據(jù)袁暗，這與觸發(fā)式測頭非常相似怔巷，但它的運動速度更快，因此數(shù)據(jù)采集的效率更高讯屈。線激光測頭則是將線狀激光束投射到工件表面蛋哭，因此可以同時采集多點數(shù)據(jù)。

　　雖然激光測頭在測量速度上具有優(yōu)勢涮母，但一般來說其測量精度低于接觸式測頭谆趾。此外，激光容易受到測量環(huán)境中各種物理因素的影響叛本。例如沪蓬，某些類型的照明設(shè)施發(fā)出的光線頻率與激光頻率非常接近，從而可能增大測量信號噪聲甚至使測量信號完全中斷来候。激光測頭還會受到被測表面反射率的影響跷叉；被測表面對測量光束的吸收（如暗黑表面）以及散射（如亮黑表面）等都可能影響測量結(jié)果。與激光測頭有關(guān)的另一因素是反射角度問題吠勘。如果測頭未能正確定位性芬，激光束與被測表面處于某一垂直范圍內(nèi)，測量光束將向空中反射剧防，而不能返回接收裝置植锉。

　　由于激光測頭不與被測工件表面發(fā)生物理接觸，因此是測量軟性材料的理想選擇爹舱。此外奕截，激光測頭特別適合薄壁金屬工件的孔、槽及類似幾何形貌的測量皿遏。激光測頭的另一主要優(yōu)點是可快速采集海量數(shù)據(jù)噪境。例如，一個線激光測頭每發(fā)出一次光束可采集約760點數(shù)據(jù)，測頭的發(fā)光周期可達(dá)30Hz/秒半泪，即它的數(shù)據(jù)采集速度可超過每秒2萬點陶握，比掃描式測頭快20倍以上。這種特點使激光測頭非常適合應(yīng)用于逆向工程效勺，通過快速采集由幾十萬甚至幾百萬個點組成的數(shù)據(jù)點云禁歧，并將這些數(shù)據(jù)輸入CAD系統(tǒng)，即可以CAD模型的方式重構(gòu)被測表面嘉容。

　　測量速度與測量精度

　　大多數(shù)工程技術(shù)的應(yīng)用往往都需要進(jìn)行綜合權(quán)衡架独。在選用坐標(biāo)測量機(jī)測頭時，權(quán)衡考慮的主要因素是測量速度與測量精度饿呢。觸發(fā)測頭和掃描測頭的測量精度類似脖旱，均為幾微米；激光測頭的測量精度在一定程度上取決于被測對象介蛉，由測頭引起的誤差通常為20～40微米萌庆。

　　研究表明，在相同檢測條件下用激光測頭和觸發(fā)測頭測量同一工件時甘耿，激光測頭所用檢測時間可比觸發(fā)測頭縮短3倍踊兜，但測量精度則低于觸發(fā)測頭。在批量檢測時佳恬，激光測頭的速度優(yōu)勢更為明顯捏境，但同時必須以降低精度為代價。

　　測頭的組合應(yīng)用可有效提高檢測效率毁葱。利用坐標(biāo)測量機(jī)配備的測頭自動更換系統(tǒng)垫言，可根據(jù)檢測需要快速更換最合適的測頭。例如倾剿，在檢測尺寸公差要求嚴(yán)格筷频、被檢項目較多的精密棱柱形工件時，為了縮短檢測時間前痘，可首先使用觸發(fā)測頭對臨界尺寸進(jìn)行點到點測量涯馆，然后自動更換掃描測頭，測量孔的尺寸崎爽、表面形貌及其它被檢項目俺埋。

　　由于激光測頭的測量精度相對較低，因此不適合用于公差范圍在幾百微米內(nèi)的薄壁金屬件或其它工件的檢測摹撰。

　　用戶界面友好的測頭軟件

　　并非任何測頭都可以在任何坐標(biāo)測量機(jī)上使用俄脂，測頭的設(shè)計必須與坐標(biāo)測量機(jī)相匹配。測頭操作界面的設(shè)計質(zhì)量也將對整個測量過程產(chǎn)生影響行翘。

　　為了提高測頭的兼容性相吭，避免操作者不得不掌握多種編程語言秧朝，設(shè)計精良的測頭控制軟件應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化的DMIS命令。用戶界面友好的測頭軟件應(yīng)利用后臺操作方式簡化操作步驟郊拄。例如噩振，使用LK公司的CAMIO軟件，操作者只需選擇要使用的測頭和要檢測的部位摊桅，其它步驟（如移動至特定測量位置昭礁、觸測或掃描順序等）均由軟件自動控制。

　　設(shè)計精良的測頭控制軟件的另一個特點是對坐標(biāo)測量機(jī)藻丢、測頭座乃至觸針末端的熱膨脹變形具有補(bǔ)償能力。操作者只需將測頭摄乒、觸針以及接長桿的信息輸入程序悠反，控制軟件即可參照內(nèi)置數(shù)據(jù)庫，自動計算出整個測量系統(tǒng)的熱變形補(bǔ)償量馍佑。當(dāng)更換測頭后斋否，軟件將自動重新計算補(bǔ)償量。

　　發(fā)展趨勢

　　在未來一段時期拭荤，觸發(fā)式測頭仍將擁有最高的性價比茵臭，在合理的成本范圍內(nèi)，其綜合性能將不斷得到改善舅世。但是旦委，隨著掃描測量技術(shù)的不斷發(fā)展，掃描測頭與觸發(fā)測頭的價格差將逐步縮小雏亚，掃描測頭將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位并最終取代觸發(fā)測頭缨硝。激光測頭的測量精度將不斷提高，并保持其在特定測量領(lǐng)域的應(yīng)用罢低。

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