蔡司的各類測頭對測量的區別

 　　三維光學測頭有不同的分類，比如點光源、線光源、面光源，不同的測頭其應用場合有顯著區別。我們將光學測頭的應用大致分成兩類：表面數字化和三維測量。有人不禁會有疑問：表面數字化和三維測量不是一回事嗎?其實，區分兩種應用的關鍵在于是否生成數字表面模型 (Digital Surface Model)，也就是我們常說的點云或是三角網格。

　　當然在很多實際應用當中，生成的數字表面模型后續也會用于表面或特征元素測量，但這種測量模式是基于數字化后的零件模型，與傳統的直接測量特征元素還是有根本區別。

　　對于表面數字化，其目的是要獲取零件表面輪廓，這就需要大量獲取輪廓的空間點坐標。而對于接觸式測頭來說，一個一個點逐次獲取的方式是無法勝任百萬數量級點數的要求的，哪怕是連續掃描測頭，也只是通過測頭不離開零件表面的方式來提高取點速度，本質上還是單點采集。

　　這類應用當中，線光源和面光源測頭就很好彌補了接觸式測頭的不足，線掃描測頭通過一條由若干點的激光在工件表面移動，即可掃描出一片區域;而面拍照測頭則是通過一組編碼的光線柵格，一次性獲取一個特定大小區域內的點云。 在得到了數字化表面模型后，用戶可以把數據用于各種目的，比如和CAD模型做對比，獲取零件整體/局部輪廓的偏差，三維尺寸測量或者逆向工程等等。

　　但是這種測量方式用于尺寸與行為公差測量時，通常無法符合測量工藝流程的要求(如建立測量基準、選擇元素擬合方法、選取評價參考等等)。但是，有的零件或出于零件特殊性，如軟性材質、不允許接觸的表面、微小特征等，或出于測量效率的要求，確實需要非接觸式測量。對于此類應用，點光源測頭也很好彌補了接觸式測頭的不足。

　　其實，光學測頭相比接觸式測頭還有另一方面的優勢。接觸式測頭采點時，測頭記錄的是測球中心的空間坐標，然后根據測球半徑來進行補償，得出實際點的坐標。但當測量特定位置的三維曲線時，如果不按照測點的法線方向去采點，會存在半徑補償余弦誤差;而如果按照測點的法線方向去采點，又會產生實際測點位置出現偏差的情況。這種情形在測量透平葉片時尤為常見。

　　非接觸式光學測頭直接利用光點的反射信號來獲取被測點的坐標，不存在半徑補償的環節，因此能夠完全杜絕余弦誤差產生的源頭。再者，在測量易變性零件時，雖然測力不大，但零件還是會在力的作用下造成一定變形(例如下圖中的薄葉片，測量頂部截面時，葉盆時葉片受到測力影響朝葉背方向彎曲，反之亦然)。

　　雖然彎曲變形量不大，但是考慮到葉片本身極薄，其相對變形量還是非?？捎^的，會對得出的輪廓度與位置度都造成非常大的影響。