三坐標(biāo)測量機測量實踐指導(dǎo)

良好的測量實踐指導(dǎo)坐標(biāo)測量機探測摘要：這本指南是一本關(guān)于測頭與探測的通用指導(dǎo)。它包含探測實踐，接觸式測頭的類型、它們的優(yōu)點和缺點，以及他們?nèi)绾喂ぷ鳌Ｋ埠w了各種探針配置的優(yōu)點和缺點；選擇合適的測頭球尺寸以及在坐標(biāo)測量機上使用非接觸傳感器。目錄1.引言 31.1共坐標(biāo)測量機 31.2坐標(biāo)測量機的測頭 42.機械型觸發(fā)式測頭的設(shè)計和原則 43.模擬（測量）測頭 64.探測系統(tǒng)概述 74.1工件的相關(guān)注意事項 74.2探測系統(tǒng)的選擇 84.3探測系統(tǒng)的條件 85.探測頭的選擇 95.1非鉸接探針頭 95.2鉸接式探測系統(tǒng) 95.3改進測頭/探針 116.探針加長桿 127.探針加長桿，接頭和適配器的選擇 128.探針類型的選擇 148.1保持簡單 148.2短而硬 158.3大球尖端 158.4檢查觸頭尖端 158.5保持清潔 168.6探針尖端的類型 169.接觸式探針的操作 199.1接觸力 199.2逼近速度 209.3工件變形 209.4清潔 209.5探針軸接觸 219.6總結(jié) 2110.探測系統(tǒng)的校準(zhǔn) 2111.工件測量 2412.測量不確定度的來源 2412.1探針軸的彈性變形 2412.2測量流程 2512.3總結(jié) 2712.4熱膨脹 2813.連續(xù)掃描 2813.1開環(huán)掃描 2913.2閉環(huán)掃描 2913.3連續(xù)掃面測頭 2913.4掃描探針的選擇 3114.非接觸式探測系統(tǒng) 3115.發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn) 3316.總結(jié) 3417.術(shù)語表 3418.健康和安全 36選擇工具。坐標(biāo)測量機通常是完全處于計算機直接控制下，因此可以消除任何操作者對所記錄數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響。1.2坐標(biāo)測量機的測頭坐標(biāo)測量機通過使用各種設(shè)備檢測物體的表面。這些設(shè)備包括觸發(fā)式測頭，模擬（測量）測頭，連續(xù)掃面和非接觸系統(tǒng)。這本散裝的指南重要集中介紹觸發(fā)式測頭，同時也會適當(dāng)介紹其他探測系統(tǒng)的內(nèi)容。2.機械型觸發(fā)式測頭的設(shè)計和原則大部分的坐標(biāo)測量機使用接觸式觸發(fā)測頭，因此掌握一些觸發(fā)式測頭的基本工作原理對我們是非常有幫助的。接觸式觸發(fā)測頭的設(shè)計者所面臨的一個問題是他們所設(shè)計的測頭的精確度必須高于被測工件生產(chǎn)所需要的精度。所設(shè)計的測頭只有運用運動學(xué)的原理才可以在實際操作中達到這樣的精度，而且在實際操作中測頭所需的精度并不完全取決于工件的制造的精度。接觸式觸發(fā)測頭采用一種動態(tài)定位的方式來保持觸筆可以在一個高度可重復(fù)的方式。一個典型的裝置（如圖1所示）有三個圓柱棒組成，每一個圓柱棒與一對小球相接觸。這一構(gòu)造限制了接觸筆的六個自由度，因此接觸筆在偏置后總可以返回到相同的位置。當(dāng)觸筆在任何一個方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，會使接觸式電路產(chǎn)生一個觸發(fā)信號。這個觸發(fā)信號通知計算機記錄在此接觸時刻的機器位置。這些記錄的點坐標(biāo)存儲以供后續(xù)使用。測頭的設(shè)計允許觸筆在接觸后發(fā)生進一步的偏轉(zhuǎn)，從而給坐標(biāo)測量機留下了減速的時間。隨著觸筆脫離物體表面，彈簧力會使觸筆復(fù)位。該結(jié)構(gòu)可以使探針對表面的探測精度達到亞微米級的檢測。圖1接觸式觸發(fā)測頭的立體剖視圖動態(tài)設(shè)計觸發(fā)式測頭相關(guān)的主要問題是觸發(fā)探針?biāo)璧慕佑|力取決于探針和表面的接觸方向從而導(dǎo)致幾何接觸結(jié)果會有微小的不同。這種不同會導(dǎo)致探針在接觸工件表面的瞬間產(chǎn)生觸發(fā)信號時所產(chǎn)生的彎曲力矩不同。這種在觸發(fā)信號產(chǎn)生前由于觸發(fā)力不同所產(chǎn)生的偏差稱為預(yù)行程偏差。這種取決于偏轉(zhuǎn)范圍的方向稱為預(yù)行程變化。探針的預(yù)行程可以通過與探針規(guī)格相反的校準(zhǔn)參考范圍進行消減。由于預(yù)行程根據(jù)探測的方向不同而變化，對探針在相同的測量方向進行有目的的測量中確定探針的合格性是非常必要的。探針設(shè)計的進步可以幫助減少這種影響。使用三個位于探測頭頂部的高敏感的應(yīng)變片可以檢測到探針和工件之間接觸力。在這樣的設(shè)計中，觸發(fā)信號在非常小的接觸力情況下產(chǎn)生，而且在不同方向接觸中觸發(fā)力相一致，因此減少了誤差。圖2微應(yīng)變傳感器這種應(yīng)變儀探針技術(shù)相對于傳統(tǒng)動態(tài)動態(tài)探針的有點如下：增加探針的支撐長度（由于接觸力低，探針彎曲可以最小化）。長針可以在使用時不降低測量精度。可以消除波束特性。由于低的一致性的觸發(fā)力可以增加重復(fù)性。在不降低精度情況下可以使用三維操作對波狀外形表面進行測量。相比于傳統(tǒng)的動態(tài)探針，這種探針壽命可以十倍。圖3微應(yīng)變儀變換器圖三顯示了測量模塊是如何通過一個運動關(guān)節(jié)安裝在測頭上的。這樣的結(jié)構(gòu)可以使測量模塊具有快速更換的能力，同時還使探針具有超程保護的能力。在觸發(fā)式測頭的進一步發(fā)展中，測頭引入了復(fù)合沖擊傳感器，應(yīng)變和運動傳感器的結(jié)合，這種類型的探針可以檢測探針與工件表面的微小沖擊影響，以及探針位移和絕對位移期間所受到的力。3.模擬（測量）測頭許多高精度的坐標(biāo)測量機利用模擬測頭。測頭系統(tǒng)（如圖四）由三個彈簧平行四邊形組成，彈簧平行四邊形在測量軸方向有±3mm的偏轉(zhuǎn)范圍。在每個方向的運動量通過一個感應(yīng)測量系統(tǒng)獲取。每個平行四邊形被夾在中間的位置；感應(yīng)測量系統(tǒng)的初始點會被調(diào)整到這個位置。當(dāng)與工件發(fā)生接觸時，一個感應(yīng)線圈系統(tǒng)會產(chǎn)生測量力。當(dāng)探測系統(tǒng)調(diào)整到接近零坐標(biāo)的位置時，機床坐標(biāo)和探針頭的殘余撓度（掃面數(shù)字化單元）傳輸?shù)接嬎銠C。在高速移動式的測頭的預(yù)偏轉(zhuǎn)量在探測方向。這樣可以確保測頭停在其規(guī)定的偏轉(zhuǎn)范圍內(nèi)以防止過接觸或碰撞。與觸發(fā)式探針最主要的區(qū)別是模擬探針的測量是靜態(tài)的進而可以大幅度的增加測量精度。模擬探針的運行有兩種狀態(tài)：自由浮動模式（同時在三個軸工作），非測量軸被固定的固定模式。圖4模擬探針頭4.探測系統(tǒng)概述模擬式測頭和觸發(fā)式測頭都有一個用作與被測工件接觸的探針。為獲得精確測量所需要的測量點的數(shù)量在很大程度上取決于操作者技能和經(jīng)驗。使用者在這方面所需的指導(dǎo)在英國國家物理實驗所（NPL）規(guī)范實踐指導(dǎo)41頁中坐標(biāo)測量機的測量策略中講解。使用者在測量前所需要考慮的關(guān)鍵因素將在下文進行總結(jié)。4.1工件的相關(guān)注意事項對于選定工件的測量程序需要進行確定。很明顯需要注意的一點是坐標(biāo)測量機的工作包絡(luò)空間應(yīng)該足夠大以容納被測工件，而且還應(yīng)該有足夠的自由空間允許探針在工件表面進行沒有碰撞危險的運動。探針必須能夠到達所有被測特征表面的能力。同時還應(yīng)該考慮到測量目標(biāo)所需要的測量不確定度（通常為最小制圖公差的20%）。如果制圖公差沒有要求，那就沒有必要達到最精確的測量結(jié)果。4.2探測系統(tǒng)的選擇典型的探測系統(tǒng)包含四部分：測頭，測頭擴展部，探針調(diào)整或擴展部，探針。4.2.1可用的測頭類型包括鉸接，非鉸接以及手動或機動。手動鉸接測頭需要使用者的干預(yù)，這樣需要在結(jié)合點處暫停部件程序，進而會增加計算機直接控制的測量時間，并影響測量的精確度。測頭的選擇應(yīng)該考慮目標(biāo)精確度。第五部分將詳細(xì)介紹測頭。4.2.2測頭擴展部測頭擴展部的選擇取決于所需要的測量類型，測量精度，所使用的探針的質(zhì)量和長度和探針連接部位的剛度。測頭擴展部位于測頭和接觸觸發(fā)器之間。測頭擴展部在第六部分詳細(xì)介紹。4.2.3探針擴展選擇探針擴展和適配器可以使測量幫助測頭探測難以到達的地方。所用的部件包括轉(zhuǎn)向節(jié)，五路探針中心，簡單擴展以及可以允許探針連接不同螺紋尺寸的M3/M2和M5/M4適配器。必須注意的是如果所使用的探針比螺紋尺寸小會導(dǎo)致探針的剛度不足降低測量精度。使用比測頭螺紋尺寸大的探針容易引起觸頭的錯誤觸發(fā)。探針擴展部將在第七節(jié)中詳細(xì)介紹。4.2.4探針的選擇對于探針的選擇主要需要考慮兩點，即滿足探針接觸的要求，對于工件上所有點的測量沒有干涉，在接觸點保持可重復(fù)性。探針的選擇在第八部分將做詳細(xì)介紹。4.3探測系統(tǒng)的條件為了保持精度，需要對探針組合進行“校準(zhǔn)”。這涉及到確定探針半徑，以及每個探針之間的距離。這通常是通過將限制每個探針到校準(zhǔn)參考范圍實現(xiàn)的。軟件然后確定探球尖端的直徑以及它們之間的距離。探針/探球的條件將在第十部分詳細(xì)介紹。5.探測頭的選擇測頭的選擇需要考慮很多因素主要有以下：探測系統(tǒng)的響應(yīng)速度必須與坐標(biāo)測量機的控制器兼容。在一個完整的測量過程中盡可能使用同一個探針。探測器本身應(yīng)該能夠兼容所有被應(yīng)用的探針。在手動操作中，觸摸式測頭可能會受到意外的碰撞，因此當(dāng)探針將要接觸到工件時，使用者將要改變探針的速度和力度，但這也可能會導(dǎo)致過行程。為了避免損壞，手動操作測頭的觸發(fā)機制設(shè)計必須比計算機直接控制的探測裝置更加堅固。測頭的選擇也會顯著影響系統(tǒng)的整體性能。為了滿足所有的測量要求，在測頭選擇的時候可能會作出妥協(xié)。例如一個測頭，當(dāng)配合一個擁有比較大的測量力但比較沉重的探針時，探針的響應(yīng)速速會減慢。同樣，在選擇測頭的時候，操作者應(yīng)該意識到更加敏感的探針需要一個更好的操作環(huán)境。最好的結(jié)果是使用者應(yīng)該檢測當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度，同時和在使用的指定的特定的測頭相比較。除了在靈敏度和熱操作環(huán)境之間權(quán)衡考慮測頭的重量外，使用者還應(yīng)該考慮是否使用鉸接或非鉸接頭，是否應(yīng)該是自動還是手動的。讀者還應(yīng)該對ISO10360-5：2000幾何產(chǎn)品規(guī)范——坐標(biāo)測量機（CMM）的驗收批準(zhǔn)執(zhí)行測試條例第五部分有所了解。5.1非鉸接探針頭非鉸接探針頭只允許一個固定測頭方向例如：垂直向下。這種測頭被廣泛應(yīng)用于測量特性加工或被沖壓成扁平的金屬板，或任何只需要一個垂直向下測頭可以測量的零件。它們可以被應(yīng)用與手動控制或直接計算機控制的機器。5.2鉸接式探測系統(tǒng)鉸接式探測系統(tǒng)（如圖5）可以使操作者能夠探測許多不同的方向。鉸接式測頭可以控制探測點的方向。A軸控制在垂直平面內(nèi)的仰角度數(shù)，B軸控制在水平平面內(nèi)探測點的方向。這些角度的增量通常是15度或7.5度。這種類型的測頭允許工件的背面或側(cè)面以及具有傾斜角度特征的點。鉸接式探測系統(tǒng)通?？梢苑譃閮深悾菏謩雍碗妱拥摹Ｃ恳粋€鉸鏈?zhǔn)教綔y頭都有一個最大允許伸長量。如果需要測量一個深孔內(nèi)部，使用者需要確保所使用的測頭可以伸長到所需的長度。手動鉸鏈探測系統(tǒng)需要用戶干預(yù)移動探針到達所需要的方向。這種類型的探針可以被用在手動機械或計算機直接控制機械上；但是在計算機直接控制的設(shè)備上，程序會在每個程序探測定向點處停止，等待使用者確定測頭方向。圖5英國PH1類型和PH5類型探測頭使用手動鉸鏈探測系統(tǒng)，一旦所需的位置被確定，新的探針位置需要與參考球進行校準(zhǔn)才能確定。需要指出的是，當(dāng)操作者對測頭進行定位時，由操作者產(chǎn)生的熱可能通過觸碰探針引起探針的膨脹導(dǎo)致測量的結(jié)果出現(xiàn)偏差。使用一些類型的手動鉸鏈探測系統(tǒng)時，在探針位置發(fā)生多次改變后重新通過參考球獲得資質(zhì)。在測量的過程中，在測頭使用以前獲得的資質(zhì)點時，在沒有進一步與參考球?qū)Ρ染瓦M行測量時，測頭可能會被操作者重新定位。其它一些手動鉸鏈探測系統(tǒng)，在測頭每一次重新定位時，需要通過直接使用參考球獲得重新獲得資質(zhì)。在使用這種類型的測頭時，需要特別注意的是由于擔(dān)心出現(xiàn)資質(zhì)誤差進而導(dǎo)致測量誤差，參考球在進行獲取資質(zhì)時不能移動。自動或機動探測系統(tǒng)（圖六）可以通過零件測量程序自動地改變測頭角度。因此復(fù)雜的零件測量程序可以在完全無人干預(yù)的情況下改變測頭的角度。這些測頭只能使用在自動化的坐標(biāo)測量機上。在手動鉸鏈探測程序所需的資質(zhì)審查流程也同樣適用于自動或機動探測系統(tǒng)中。如果操作者使用的是計算機直接控制測量機，那么只需要偶爾的按照手動鉸鏈測頭調(diào)節(jié)知道調(diào)整測頭鏈接。然而，如果測量流程需要定期的調(diào)整探測角度，那么使用自動鉸接測頭就是必須的。這樣可以使使操作者借助零件測量程序避免在設(shè)備測量周期中不斷地暫停調(diào)整手動測頭的方向。如果操作者站在零件程序測量周期中站在機器旁邊頻繁地改變測頭方向，那么零件測量程序的優(yōu)點將無法展現(xiàn)。圖6英國PH10M可轉(zhuǎn)位電動頭5.3改進測頭/探針測頭的精度取決于觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計。應(yīng)變式觸發(fā)測頭比簡單的觸發(fā)式測頭設(shè)計具有更高的精確度，特別是當(dāng)使用長探針時，這種對比更加明顯。需要考慮到系統(tǒng)在局部程序內(nèi)應(yīng)該具有自動改變探針尖端的能力。由于這些測頭的探針平時總是被擰松脫離探測器，所以在每次使用前都需要對探針進行重新校準(zhǔn)。一些探針模塊是通過磁力連接到探針上的。這些模塊可以通過手工操作或模塊改變機架被移動或取代。為了保持精度，建議在探針模塊被改變后，在下一步測量進行之前，需要對探針進行重新校準(zhǔn)。如果在最近一次校準(zhǔn)后，房間內(nèi)的溫度發(fā)生改變，更需要對探針進行重新校準(zhǔn)。使用自動更換裝置（如圖7）允許探針尖端在沒有操作人員的干預(yù)下在內(nèi)部程序控制下自動更換。圖7自動更換架6.探針加長桿使用者應(yīng)該確保探針擴展的長度被保持在最低限度。但同時也應(yīng)該確保在整個測量過程探針的長度能夠滿足探針接觸到所需測量的工具表面。測頭和配件的制造商一般會給出探針的最大推薦擴展長度。使用超出這些長度的擴展會嚴(yán)重影響測頭的測量準(zhǔn)確性和重復(fù)性。例如英國產(chǎn)的電動探測頭PH9的最大加長桿長度為200毫米。7.探針加長桿，接頭和適配器的選擇使用接頭，適配器以及探針加長桿可以方便地測量一些難以測量的表面特征。探針適配器（如圖8）可以在探針能夠接觸表面的前提下幫助探針測量一些角度特征。它可以定位在垂直面或水平面上。當(dāng)測頭不能正確定位探針時，可以參考本書附件。圖8探針關(guān)節(jié)探針適配器（圖9）可以允許在觸發(fā)式測頭上使用所有類型的探針。但使用者應(yīng)該意識到一點如：M2螺紋的探針連接到M3螺紋的測頭上時由于會減少探針的剛度進而導(dǎo)致探針的精確度降低。同樣，使用一個大尺寸的探針連接到一個小尺寸的探針上時，可能會引起探針錯誤的觸發(fā)。圖9探針適配器探針加長桿（圖10）可以增加探測范圍通過延長由測頭到探針的距離。使用探針加長桿時，由于會降低探針的剛度同時增加探針對溫度變化的敏感性，進而會導(dǎo)致探測精度的降低。鋼制探針每增加100毫米時，環(huán)境溫度每變化1攝氏度時，探針的長度變化量會因此增加0.001毫米。圖10探針加長桿對于任何類型的適配器，確保在測量過程中所有的連接都緊固是最重要的。8.探針類型的選擇探針尖端直接與工件接觸，它們一般是由合成單結(jié)晶高度球形的工業(yè)紅寶石（Al2O3）安裝在軸端。紅寶石是一種很硬的陶瓷材料以確保觸球的磨損最小。有許多不同類型以及不同尺寸的紅寶石以滿足不同的應(yīng)用；安裝在探針上的軸通常使用的是無磁不銹鋼材，陶瓷碳纖維或碳化鎢。紅寶石球探針適用于大多數(shù)的探測應(yīng)用。為了盡可能的增加測量精度，使用者應(yīng)該遵循以下原則：保持簡單使用短且剛度大的探針盡可能使用所提供的最大球作為尖端檢查確保探針尖端沒有松動保持整潔使用最適合類型的探針8.1保持簡單為了保證測量精度，使用者應(yīng)該保持探針系統(tǒng)盡可能的簡單，單一的直探針通常會比接有彎頭和接頭的探針具有更好的性能。因此，只要可能，使用者應(yīng)該選擇只有一個而不是復(fù)合探針的索引測頭。8.2短而硬確保探針是短而硬的，大的探針彎曲量會降低測量精度。但如果為了測量一個特殊的任務(wù)，在不得已的情況下必須使用一個長的探針或加長桿，但還是有必要使用一個高精度的測頭。在這種情況下，使用者應(yīng)該首先應(yīng)該在一個已知尺寸的樣品上做一個測驗以驗證是否達到規(guī)定的性能要求。在ISO10360-5：2000幾何產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范（GPS）附件驗收-坐標(biāo)測量機復(fù)檢實驗—第5部分：使用復(fù)合探測系統(tǒng)的坐標(biāo)測量機中會給出詳細(xì)的信息。8.3大球尖端探針尖端的直徑應(yīng)該盡可能的大。使用大球的表面完成測量可以減少由于測量所帶來的影響，而且由于會有更大的球/桿間隙，可以增大探針的靈活性。所能使用的最大探球直徑是由所測量的小孔的最小直徑?jīng)Q定的，每一個探針都有一個有效的工作長度（EWL）。圖11有效工作長度8.4檢查觸頭尖端探針尖端可能會出現(xiàn)工作松動。特別是在探針與工件發(fā)生碰撞的時候。在任何測量之前檢查探針尖端與對應(yīng)軸的連接是否緊固。一個松動的尖端會導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確，以及變動的結(jié)果，糟糕的數(shù)據(jù)條件。同時如果尖端脫落也會導(dǎo)致工件損壞。8.5保持清潔探針尖端應(yīng)該定期清洗。將尖端整夜懸掛在機器上會不可避免的沾染灰塵。即使在一個清潔的環(huán)境中，探針尖端任然可能從一些衣服類的纖維上沾染灰塵。探針還可能從以前測量過的沒有被合理清理的元件上沾染灰塵。在校準(zhǔn)之前用一個細(xì)刷清理尖端，并用指紋檢查是否清理干凈。在校準(zhǔn)探針之前，所有的痕跡和灰塵都應(yīng)該清理干凈。如果是類似車間之類的工作環(huán)境，則還需要進行額外的清洗。8.6探針尖端的類型8.6.1星狀探針對于測量孔的直徑，咬邊，凹槽以及同心度等，應(yīng)該使用星狀探針（如圖12）。星狀探針也可用于檢查一些內(nèi)部特征點如孔內(nèi)的棱以及槽等。這種類型的探針由于其多探針的探測能力可以最大限度的減少探針的移動量。圖12星狀探針8.6.2圓盤形探針當(dāng)所要測量的特征由于太小導(dǎo)致星狀探針無法測量時，可以考慮使用盤狀探針（圖13）。一個最基本的盤狀探針只需要一個水平方向的環(huán)狀直徑計，但這只限制了對X軸和Y軸方向的探測。這種圓盤的邊緣是一種球形的形狀，由于只有球面的一小區(qū)域可以接觸，這種薄盤需要謹(jǐn)慎的校準(zhǔn)角度以確保盤表面與被測特征表面可以正確的接觸。圖13盤形探針8.6.3其他特殊類型的探針特殊類型的探針可用于一些不適合用標(biāo)準(zhǔn)測量的應(yīng)用。不同直徑的圓筒形探針（圖14）可用于測量螺紋，定位中心孔和金屬板上的平洞。圖14柱形探針探測螺紋和薄片一個大的空心陶瓷球（圖15）可用于探測深部特征的X,Y,Z方向。利用大直徑球測量可以平均一些粗糙度的影響。圖15陶瓷空心球探針尖端類型的探針（圖16）是用來檢測點，劃線，和螺線深度。使用這種圓尖端類型的探針可以獲得更高的精度以及更多的表面特征，而且這種探針還可以檢測小孔的位置。圖16指針探針一個探針中心（圖17）可以允許探測靈活性達到最大，使用一個最多可以裝有五個探針的測頭，可以根據(jù)用戶的要求進行配置。不同的尺寸的中心塊都是可用的，每一個探針根據(jù)要求可以有不同的長度，頂圓直徑。使用者應(yīng)該特別小心確保每個探針的質(zhì)量不能過重以免因重量太大破壞測頭機構(gòu)處的平衡。這種類型的探針可以通過避免在測量循環(huán)中改變探針，進而縮短測量循環(huán)周期。圖17五孔針中心9.接觸式探針的操作9.1接觸力機械運動觸發(fā)式測頭的探測力可以通過旋轉(zhuǎn)測頭主體處的壓縮彈簧端的螺桿螺絲釘進行調(diào)整。這樣的調(diào)整是非常重要的，由于測量誤差是隨探測力的減少成線性關(guān)系的。然而，探測力也不能太小以避免誤觸發(fā)的發(fā)生。如果進行了這種性質(zhì)的調(diào)整，那么還需要對測頭和觸筆進行重新校準(zhǔn)。對于某些類型的測頭，改變探針的長度或使用加長桿都將改變引發(fā)測頭觸發(fā)所需的觸發(fā)力。這是由于杠桿效應(yīng)。探針越短，所需的觸發(fā)力就越大。探測系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家提供了一種克力計（圖18）用于調(diào)整、設(shè)置、以及檢驗測頭的觸發(fā)力。正確使用力計設(shè)置最佳的觸發(fā)力可以使測頭的性能達到最佳。這種類型的力計可以用來設(shè)置從4克到35克之間的觸發(fā)力，設(shè)置間隔在1克間，這足夠用于所有類型探針觸發(fā)力的設(shè)置。探針的制造者通常會針對不同類型的探針與探針長度組合指定最佳的觸發(fā)力。圖18克計儀9.2逼近速度在測量中，使用緩慢逼近的速度可以確保較高的精度；對于所有測量使用同樣的方法速度可以確保高精度讀數(shù)。這種緩慢逼近的速度通常是在機器軟件系統(tǒng)的控制下進行的，使用者是不能隨意進行調(diào)整的。我們強烈推薦在測量過程中使用的逼近速度應(yīng)該與探針校準(zhǔn)過程中使用的逼近速度一致，這樣測量過程中的逼近力和方向與探針校準(zhǔn)過程保持一致。9.3工件變形探針與工件之間接觸點處會產(chǎn)生力。如果被測原件不是很堅固，那么在測量過程中很容易引起工件的變形，這時應(yīng)該考慮使用非接觸式探針。典型的非接觸探測技術(shù)如：視頻或激光技術(shù)（詳見第14部分）一些坐標(biāo)測量軟件具有特殊的測力外推功能。在測量的過程中，同時會測量測量力的大小，最終的結(jié)果是將測量力外推到零時的值。這種測量軟件適用于測量彈性工件。9.4清潔保持工作區(qū)域的清潔是非常重要的。接觸點處的切屑、灰塵和污物都會導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確，并且還可能導(dǎo)致探針尖部的磨損。因此，在測量之前確保工件和探針尖部的清潔是非常重要的。探針尖部應(yīng)該用干凈的軟毛刷或無絨布清洗。.保持參考球的整潔也是非常重要的。同樣可以使用軟毛刷或無塵布對參考球進行清洗。被測原件也應(yīng)該用合適的溶劑進行清洗以除去油、油脂、污垢和指紋等痕跡。9.5探針軸接觸在坐標(biāo)測量軟件的編程中，需要補償探針的直徑，如果探針軸而不是探針尖端接觸到工件表面，那么一個不準(zhǔn)確的讀數(shù)將會被記錄。因此在編程測量程序時，進行預(yù)測量以確保探針軸不會與工具發(fā)生碰撞是非常重要的（圖19）。圖19探針接觸而不是探針軸接觸9.6總結(jié)用克力計檢測使用一個合適的觸發(fā)力使用最合適的逼近速度保持探針尖端和校準(zhǔn)球的干凈檢查探針軸以其確保不會與工件接觸10.探測系統(tǒng)的校準(zhǔn)最常見的觸發(fā)式測頭是基于機械動態(tài)觸發(fā)機制。接觸式觸發(fā)測頭所受到的系統(tǒng)誤差取決于測頭逼近的方向。這些誤差可以被坐標(biāo)測量機的制造者在軟件中進行修正。利用NIST實施軟件修正的方法的詳細(xì)信息具體參閱：‘NIST模式助推坐標(biāo)測量機精度’。一旦探測系統(tǒng)確定后，由于所有探針必須糾正探針尖部的直徑，因此需要對它利用參考球或其他已知的標(biāo)準(zhǔn)件進行校準(zhǔn)。也可以使用量規(guī)和平面設(shè)置環(huán)對測頭進行校準(zhǔn)。然而，當(dāng)考慮到需要對所有的探測方向進行校準(zhǔn)，參考球就是最佳的選擇。校準(zhǔn)涉及到確定探針頂部的直徑以及他們之間的距離。這將相當(dāng)于創(chuàng)造了一個假想的零間距的探測球可以有效地探測任何點。需要注意的是探針球的有效直徑總是比它實際的尺寸小，當(dāng)考慮到它需要插入到一個彎曲的軸端時。正確使用參考球以及及時將最新的標(biāo)準(zhǔn)尺寸輸入到程序是非常重要的。保證探針頂端以及標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件的絕對清潔也是至關(guān)重要的。即使最小的粉塵量也會導(dǎo)致不正確的校準(zhǔn)。無論是探針還是參考球都應(yīng)該使用軟毛刷清潔。利用放大鏡檢查參考球上的指紋或灰塵跡象。任何雜塵都必須清除。為了實現(xiàn)準(zhǔn)確和一致的測量，使用者應(yīng)該應(yīng)該盡可能保持測量時的環(huán)境條件與探測系統(tǒng)在認(rèn)證期間的條件一致。例如，探針逼近被測工件的方向應(yīng)該與校準(zhǔn)時逼近的方向盡可能的一致。對于每個探針的校準(zhǔn)，建議采集25—50個點進行校準(zhǔn)。圖20探針校準(zhǔn)盡管對探針進行非常認(rèn)真的校準(zhǔn)不會直接減少探針設(shè)計固有的誤差，但這樣仍可以有助于提高測量的精確度。例如，當(dāng)需要測量兩個球之間的距離時，兩個球體中心之間距離的計算不受探針尖部直徑誤差的任何影響。但是當(dāng)測量一些特征尺寸如兩個面之間的長度或一個孔直徑時，探針尖部的半徑誤差會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，這是因為它是用在尺寸特征的計算。通過增加探針尖部校準(zhǔn)時點的數(shù)量，會導(dǎo)致探針尖部的測量更加準(zhǔn)確。為了保持提高校準(zhǔn)的優(yōu)點，被測工件的特征點的數(shù)量也應(yīng)該增加。如前所述，每一個探針的校準(zhǔn)需要使用25-50個點進行校準(zhǔn)。我們建議對于直徑較小的探針直徑應(yīng)該使用較小的參考球，例如對于校準(zhǔn)直徑為1毫米的尖部應(yīng)該使用直徑為8毫米的參考球。使用者應(yīng)該明白如果有多個參考球可用，那么軟件中所涉及的直徑值應(yīng)該是正在使用的參考球。通常使用者常犯的一個錯誤是將正在使用的參考球的直徑的值輸錯。如果出現(xiàn)這種情況，那么校準(zhǔn)的結(jié)果將會不準(zhǔn)確。還應(yīng)當(dāng)指出，如果一臺機器已經(jīng)按照ISO10360：2驗證完畢，那么在測量過程中所進行的驗證所使用的參考球應(yīng)該與驗證測試中所使用的參考球為同一個球。最好是無論什么時候都盡可能使用買設(shè)備時所提供的參考球。書面所記錄的關(guān)于探針的校驗常數(shù)應(yīng)該保存以備以后參考。如果經(jīng)常使用同一個探針，那么應(yīng)該定期檢測這個探針的規(guī)格參數(shù)是否發(fā)生變化。至少應(yīng)該記錄探針的有效直徑。一些坐標(biāo)測量軟件提供了探測點與真實球的偏差指標(biāo)。使用者應(yīng)該檢查這些偏差是否在正常的預(yù)期范圍內(nèi)。需要注意的是如果探針校準(zhǔn)出行偏差，那么以后所有的測量結(jié)果都將不正確直到下一次正確的校準(zhǔn)為止。同時需要考慮以下問題：探針是否輸出正常的結(jié)果，如果沒有，這個值為什么發(fā)生了改變？如果校驗結(jié)果發(fā)生了明顯的改變，那么使用者應(yīng)該采取行動調(diào)查原因。確保探針和參考球是干凈的，輸入電腦的參考球的直徑值應(yīng)該與正在使用的參考球相一致，測量步驟也應(yīng)該與以前所使用的一致。測量已知制品的尺寸如量塊或平面設(shè)置環(huán)是對探測系統(tǒng)的又一種校驗。如果量塊的實際尺寸與你所測量的結(jié)果出現(xiàn)的偏差超過了不確定度，那么需要對探針進行重新校準(zhǔn)以及從新檢查?？偨Y(jié)探針校驗過程中的關(guān)鍵步驟：保持探針以及參考球的干凈檢查輸入軟件的參考球的直徑值是否正確測量工件所使用的探測步驟應(yīng)該與校準(zhǔn)探針時的步驟一致，如果可以，使用自動校準(zhǔn)例程。檢查所有的測量值——將他們打印出來與歷史數(shù)據(jù)對比檢查在測量工件之前先測量一個量具進行校驗11.工件測量一個加工后的工件是一些列標(biāo)準(zhǔn)形狀的結(jié)合體如平面、圓、直線、圓柱體、圓錐體和球體等。這些幾何特征可以被一定數(shù)量的點定義。這些點的數(shù)量以及位置的選取是非常重要的。在本手冊后邊將會介紹測量點的數(shù)量以及位置選取的指導(dǎo)。12.測量不確定度的來源12.1探針軸的彈性變形探針軸實際上是一個一段內(nèi)置于探針上另一端受到探針頂部力作用的懸臂梁。這個測量觸發(fā)力會導(dǎo)致探針軸的應(yīng)變，進而導(dǎo)致軸的彎曲。因此軸的選取需要特別注意。12.1.1粗探針探針軸的彎曲量與軸的直徑的四次方成反比。因此將探針軸的直徑增大為原來的兩倍，可以將相關(guān)測量誤差減少為原來的十六分之一。因此建議盡量使用最大的探球直徑這樣可以允許使用更大的探針軸以進入探球的內(nèi)部。12.1.2短探針動態(tài)觸發(fā)式接觸測頭的誤差與探針長度的平方成正比。（探針彎曲量是隨長度的增加而增加，但所學(xué)的觸發(fā)力是探針的長度成線性增加，因此產(chǎn)生二次效應(yīng)）這種假設(shè)是在探針軸具有相同的橫截面積情況下。使用者應(yīng)該選擇的探針長度只要僅夠測量工件即可。在能夠探測所有你所需要測量的形狀特征的前提下盡量選擇最短的探針。如果有可能把探針長度減少一半，那么探測誤差也會減少四分之一。12.1.3探針材料的剛度一個有剛性材料制成的探針將可以有效抵抗彎曲；剛度值增加一部，探針的彎曲也會減少一半。但是由于剛性材料具有更高的密度，會導(dǎo)致探針的質(zhì)量增加。但這會在坐標(biāo)測量機測頭運動的加速階段會由于探針的慣性運動導(dǎo)致探針的誤觸發(fā)。因此探針制造商采取折中的方法選用一些特殊剛度的材料（表1），這是材料的彈性模量與密度的比值表。表1典型材料的剛度性能典型材料的剛度性能不銹鋼石墨硬質(zhì)合金陶瓷剛度200100600380單位剛度25544095由上表可知，硬質(zhì)合金的剛度雖然很高但它的單位剛度很低，因為它的密度很高。陶瓷卻又很高的單位剛度因為它不僅輕而且剛度大。最好的材料（沒有在表中出現(xiàn)）是碳化纖維，因為它比陶瓷更輕且剛度更高。但碳化纖維的缺點是它所制成的軸徑必須大于3毫米。鋼是最差的材料，它不僅密度大而且對與長探針來說剛度不夠。12.1.4實驗上述對測量的影響因素很難被關(guān)系式量化。但它們可以通過如下的實驗測定：安裝一個已知的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件如量塊或平面設(shè)置環(huán)。使用平時常用的探針和測頭結(jié)構(gòu)進行測量。檢查測量尺寸大小的變化量，對于環(huán)規(guī)，檢查中心位置的變化量。用每一個探針測量的尺寸與已知尺寸對比可以給使用者每個探針相關(guān)的測量誤差指標(biāo)。12.2測量流程任何類型的探測系統(tǒng)的性能特點都會受到使用者所采取的測量流程的影響。例如，儀器的動態(tài)誤差取決于探測方向、探測速度、距離以及加速度值等特性。以下所列的參數(shù)是根據(jù)它們能對使用觸發(fā)式測頭的坐標(biāo)測量機的影響的參數(shù)。探針軸的長度探針軸的橫截面積逼近表面的距離逼近表面的速度逼近表面的方向探針軸的安裝工件的方向工件的位置測量時的探測力測頭中返程彈簧的壓力探針軸的機械性能探針尖部的形狀（球面）接觸條件（特別是污垢）FMMChan(1997)的文章“多軸觸發(fā)式測頭的性能特點”中對這些參數(shù)進行了詳細(xì)的研究和報告。這些影響參數(shù)也適用于模擬測頭。下文是一些研究總結(jié)。12.2.1探針長度和軸頸的影響對不同長度和直徑的探針的測試結(jié)果表明無論什么時候測量都應(yīng)盡量避免使用長探針。使用長探針會發(fā)現(xiàn)其在與工件表面接觸時的彎曲量比短探針更大。當(dāng)使用長探針在水平位置中使用時會有一個額外的彎曲位移（重力垂度）會引起探針和探測機構(gòu)的進一步彎曲。當(dāng)使用者必須利用長探針測量深孔時，用戶也必須意識到這樣會產(chǎn)生潛在的誤差。小截面的探針軸面（取決于探求的大?。┩鶗艿焦ぜ砻嫒毕莸挠绊憽Ｈ绻褂玫奶结樇獠康闹睆叫∮诠ぜ庸r所使用的刀具的提要，那么會產(chǎn)生比較大的測量讀數(shù)結(jié)果。同樣，如果當(dāng)使用的小直徑觸球的的直徑只是比探針徑稍大一點，那么將存在探針軸比尖部小球率先接觸到工件表面的風(fēng)險。12.2.2逼近方向的影響測量圓形特征有三種可選的逼近方法：徑向、圓形和鋸齒形。圖21測頭運動模式的選擇所有的逼近類型在測試的時候都進行了順時針和逆時針方向的測試。使用鋸齒形圖案所獲得的結(jié)果表明無論是在順時針和逆時針方向，都會有相當(dāng)大的變異性，而且這種模式所產(chǎn)生的變異性均比徑向和圓形的大。實驗結(jié)果還表明當(dāng)測量圓形圖案時，徑向和圓形逼近方式在性能上沒有區(qū)別。但是，當(dāng)進行大量的測試時，就會發(fā)現(xiàn)徑向逼近和圓形逼近還是有很明顯的差別。同時該結(jié)果還證實了徑向逼近是最佳的測量路徑。12.2.3逼近距離的影響為了確定逼近距離的影響，進行一系列不同距離的測試。逼近距離是指在接觸到工件表面之前瞬時速度由快到慢的變化之間的跨度。坐標(biāo)測量機受到震動量的激發(fā)（加速度與波動力）因此在速度變化之后會需求一個設(shè)置周期。這個安置周期通常是由坐標(biāo)測量機的制造者指定的。較大的逼近距離可以得到較小的位置變化，這是因為這樣可以允許測頭達到一個穩(wěn)定狀態(tài)。這樣可以在測頭觸發(fā)之前使機械振動衰減。例如使用24毫米的逼近距離比使用6毫米的逼近距離的誤差會減少一半。在實踐中必須在測量精度和測量速度之間做出妥協(xié)。因此再次建議使用者進行試驗以確定適合最適合的逼近距離以及測量設(shè)置。12.2.4測量速度的影響通過對一個原件使用進行不同的測量速度以確定最佳的測量速度（也稱為逼近速度）。在此，我們會發(fā)現(xiàn)必須在慢的速測量速度（這會導(dǎo)致不合理的長的時間來完成使用者所需要的測量）和快速測量（會導(dǎo)致接觸表面有較大的沖擊力）之間做出妥協(xié)。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，速度緩慢的測量雖然誤差大但誤差穩(wěn)定，這是由低速時觸發(fā)測頭所需的大量時間導(dǎo)致的。使用快速測量時，測頭在更短的時間內(nèi)觸發(fā)以及探針的偏轉(zhuǎn)顯著顯著降低。然而，隨著快速測量，探針接觸時的力也會更大，這些都會對被測原件產(chǎn)生較大的影響同時還會引起震動以及慣性影響。實驗結(jié)果表明，以111毫米每秒的快速測量以及以83毫米每秒的中等進給速度對于某些儀器在測試中會有最小的測量誤差。因此建議使用者在自己的測量設(shè)置中進測試以確定最佳的測量速度。12.2.5探針安裝以及工件位置的影響為了確定不同工件位置對測量結(jié)果的影，安裝了探針的頸環(huán)規(guī)在五個不同的位置進行測量。在每種情況下，環(huán)規(guī)和探針組件都平行于機床的坐標(biāo)軸之一。所獲得的測量結(jié)果表明當(dāng)工件位于XY平面的機床臺面中心時的測量結(jié)果的變化量最小，因此應(yīng)該在適當(dāng)?shù)奈恢眠M行測量。無論在什么時候探針軸應(yīng)該盡可能沿著垂直軸方向。12.3總結(jié)上文所述清楚地表明使用者可以通過采取不同的測量策略引入或減小測量系統(tǒng)的誤差。作為經(jīng)驗法則，當(dāng)選擇一個探針時應(yīng)該遵循以下幾點原則：為保持探針的高剛度應(yīng)該盡可能減少探針組件的數(shù)量盡可能使用短探針盡可能使用大直徑的探針球避免對探針不必要的處理——當(dāng)連接長探針時應(yīng)該使用手套上面所列的幾點同樣適用于模擬和觸發(fā)式探測器。12.4熱膨脹探針潛在的熱膨脹也是誤差的來源。這種結(jié)果可能來源于連接測頭和探針時的操作或改變手動鉸鏈測頭方向時的操作。下面給出一個溫度影響指標(biāo)，一個8毫米的測頭（熱膨脹系數(shù)?C-1）在經(jīng)歷3?C的溫度變化后，直徑的變化為：市場上所售的一些高精度的坐標(biāo)測量機的這種變化是非常明顯的。另一個重要的變化是探針軸長度的變化。對于一個100毫米的鋼制軸（熱膨脹系數(shù)為?C-1）當(dāng)溫度變化3?C時，長度的變化量為：此外，如果一個T形測頭的兩個探針頂部的距離是100毫米，那么使用每個探針測量相同的特征位置時將會有明顯的位移變化。因此在探針校準(zhǔn)之前保持測量環(huán)境的熱平衡是非常有必要的。這個過程可能持續(xù)幾分鐘到一個小時之間，具體取決于探針的尺寸以及所欲要的精度范圍。如果環(huán)境溫度是波動的，那就有必要再一定的時間間隔頻繁的進行校準(zhǔn)。13.連續(xù)掃描傳統(tǒng)坐標(biāo)測量配備觸發(fā)式測頭使用離散點式的測量方法記錄工件表面的流線點數(shù)據(jù)。在離散點式測量中，坐標(biāo)測量機將測頭從工件表面升起，向前移動然后降低測頭直到與工件表面在此接觸為止，每一個點數(shù)據(jù)的采集過程都要經(jīng)歷這樣的流程。這種單個點式流程的測量速度相對較慢，而且不適合復(fù)雜工件以及大量數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用的高效測量。當(dāng)切換模式時，使用多用途測頭可以利用測頭的連續(xù)掃描與觸發(fā)式操作快速設(shè)置流程。連續(xù)掃描模擬測頭設(shè)計可以源源不斷的向計算機系統(tǒng)返回數(shù)據(jù)，這樣可以消除點對點測量測頭測量時所需的運動輔助時間。坐標(biāo)測量機可以使用兩種類型的連續(xù)掃描方法，開環(huán)和閉環(huán)，具體取決于工件的幾何形狀是定義過的還是未定義的形狀。13.1開環(huán)掃描這種方法適用于已知或已經(jīng)定義的幾何形狀的快速測量，這類幾何形狀有一些曲線和曲面，允許測頭與表面保持連續(xù)接觸。機器的運動是受儲存在坐標(biāo)測量機程序中的標(biāo)稱幾何數(shù)據(jù)控制的。實際表面與理論表面之間的誤差幅度會被詳細(xì)記錄下來。通過獲取大量的數(shù)據(jù)以確保直徑、位置的重復(fù)性以及對表面有一個更好的定義。13.2閉環(huán)掃描這一技術(shù)適用于未數(shù)字化定義錯綜復(fù)雜的形狀。模擬掃描測頭檢測零件表面方向的變化，并調(diào)整它的位置以與工件保持接觸。部分適用于該方法的例子如：渦輪葉片、齒輪、凸輪、和轉(zhuǎn)子等。13.3連續(xù)掃面測頭當(dāng)使用掃描模式時，模擬測頭在掃描周期中與工件表面保持穩(wěn)定接觸。機械的控制系統(tǒng)通過檢測偏差并調(diào)整他們以保持固定的接觸力。真正的三維系統(tǒng)是各向同性的-三個測量軸所施加的測量力是同時相同的。這種類型的測頭適合檢查曲面零件如齒輪、凸輪、轉(zhuǎn)子和滾刀等。在進行三維運動測量時，需要精確探測表面的點以定義工件的真是幾何形狀。測頭通常是低質(zhì)量、高結(jié)構(gòu)剛度以及沒有摩擦阻尼這樣以改善動態(tài)性能特點。圖22連續(xù)掃描探針用于齒輪和葉片的測量圖23轉(zhuǎn)子的掃描圖24測頭掃描轉(zhuǎn)子二維探測系統(tǒng)由于不能同時使用所有的探測軸導(dǎo)致測量并不精確。測頭尺寸的補償只能發(fā)生在平面上而不能在空間上，因而它們它們不能獲取零件表面的尺寸和進行真三維測量。這種測頭有兩種操作模式，軸向掃描（圖25）和徑向掃描（圖26）。在軸向掃描中，只有軸向測頭的自由移動，另外兩個周固定。這種模式適合于分析。圖25二維掃描測頭軸向運動的操作在徑向掃描模式中（圖26），軸向測頭被鎖定，其它兩個軸自由移動。徑向掃描適用于輪廓的應(yīng)用。二維測頭只有在掃描平面時能夠補償探針尖部尺寸；每一個測量點都會受到余弦誤差的影響。這種方法不適合于復(fù)雜零件的檢驗。圖26二維掃描測頭徑向運動的操作13.4掃描探針的選擇探針的選擇取決于掃描程序以及所使用掃描測頭的類型。建議所使用的探針直徑與零件最后的切削加工中所使用的刀具具有相同的直徑。探針應(yīng)該盡可能的短以阻止過度的彎曲，但同時也應(yīng)該有一定的長度以阻止柄部被污染。無論什么時候應(yīng)該盡可能選擇探針尖部為球形結(jié)構(gòu)，然而，如果工件表面有缺陷使球部陷入，那么應(yīng)該選擇兩個平行探針。14.非接觸式探測系統(tǒng)傳感器的發(fā)展趨勢是非接觸式光學(xué)傳感器。這些傳感器結(jié)合了光學(xué)元件，視頻和激光技術(shù)。它們可以以極高的精度每秒收集超過20000個數(shù)據(jù)點。結(jié)合強大的數(shù)學(xué)引擎，大量的矢量數(shù)據(jù)可以被快速分析。本節(jié)簡要介紹這些傳感器，但目的不是指導(dǎo)怎么使用它們。激光測頭也是一種非接觸式測頭這種類型的測頭可以精確聚焦激光或紅外光束射向工件上的一點，當(dāng)光束射向工件表面時，它會形成光斑圖像。反射光然后聚焦在光電矩陣上。從傳感器到工件表面的任何變化會導(dǎo)致光電矩陣上光斑位置的變化。激光測頭的掃描速度比接觸式觸發(fā)測頭的速度更高，但是觸發(fā)式測頭可以提供更高的分辨率。激光測頭出來的信號可以仿真模擬一個標(biāo)準(zhǔn)的接觸式觸發(fā)測頭。這保證了激光測頭可以使用現(xiàn)有的坐標(biāo)測量機的軟件而不需要單獨的編程技術(shù)。由于激光測頭可以避免工件表面的變形，因此它非常適合于柔軟細(xì)膩材料的檢驗。這種系統(tǒng)典型的應(yīng)用包括座椅、儀表盤、汽車塑料、粘土模型、以及快速原型模型。激光測頭可以產(chǎn)生精確的測量系統(tǒng)，但同時應(yīng)該注意到由于工件表面材料的反射特性可能產(chǎn)生某些類型的系統(tǒng)誤差。圖27光學(xué)觸發(fā)探測系統(tǒng)一些非接觸式傳感器包含一個發(fā)射平面光的光源結(jié)構(gòu)。當(dāng)這束平面光照射到零件上時，沿光線會形成工件的輪廓。這個輪廓會被圖像傳感器檢測到，并轉(zhuǎn)換為可測量的數(shù)字圖像，這組數(shù)字圖像可以通過三角計算沿XYZ坐標(biāo)軸沿線的數(shù)百點的坐標(biāo)。非接觸式傳感器比模擬傳感器具有更高的掃描速度，但它們的局限性是沒法測量工件的所有特征。由于這種測頭在掃描過程中需要頻繁的重新取向，從而降低整個系統(tǒng)的效率?；诠鈱W(xué)系統(tǒng)的尺寸和攝像頭的像素分辨率有限，一般的光學(xué)系統(tǒng)不能用于高精度的應(yīng)用。非接觸式掃描方法可以結(jié)合模擬掃描擴展坐標(biāo)測量機的應(yīng)用，比如小型復(fù)雜零件的檢測應(yīng)用。目前大多數(shù)的坐標(biāo)測量機的制造商都提供多傳感器系統(tǒng)包括接觸式、非接觸式測量設(shè)備。在坐標(biāo)測量機的程序中可以識別正在使用的是接觸式觸發(fā)測頭還是光學(xué)系統(tǒng)。自動切換測頭設(shè)備或多個功能探測頭便于系統(tǒng)間的切換。多傳感器系統(tǒng)的主要優(yōu)點是它給用戶提供的靈活性。對于一些同時需要觸覺和光學(xué)測量的零件可以同時在一臺儀器上進行測量，而不需要從坐標(biāo)測量機轉(zhuǎn)移到單獨的光學(xué)系統(tǒng)，因此有助于檢測的經(jīng)濟性。圖28復(fù)合探測頭圖29光學(xué)探測頭15.發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)測量機主要包含于國際標(biāo)準(zhǔn)ISO10360。這個標(biāo)準(zhǔn)主要有五部分：ISO10360-1:2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）-接受和復(fù)檢試驗坐標(biāo)測量機（CMM）-第1部分：詞匯ISO10360-2:1994坐標(biāo)計量學(xué)第2部分：坐標(biāo)測量機的性能評定ISO10360-3:2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）-接受和復(fù)檢試驗坐標(biāo)測量機（CMM）-第3部分：使用旋轉(zhuǎn)平臺作為第四軸的坐標(biāo)測量機ISO10360-4:2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）-接受和復(fù)檢試驗坐標(biāo)測量機（CMM）-第4部分：坐標(biāo)測量機的掃描測量模式ISO10360-5:2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）-接受和復(fù)檢試驗坐標(biāo)測量機（CMM）-第5部分：使用多探針探測系統(tǒng)的坐標(biāo)測量機ISO10360