在抱负状况下，选用光学或其它非触摸式检测技能来丈量杂乱的微加工零件或许是最佳方法，但这往往却并不简单完成。光学丈量体系的长处是丈量速度快、不会引起零件变形，但其也有必定局限性，如工件的可见边际往往无法反映这以后被遮挡部分的状况。此外，光学丈量体系一般不能确认比如平行度、笔直度、圆柱度、平面度等三维形状方位精度。
可是，将几种传感技能的优势结合在一起而构建一个单一丈量体系，就能够在一次设备中对杂乱零件的一切要害参数进行丈量。这些多传感器丈量体系一般包含有非触摸式传感器——视频、白光和，或激光测头——用于工件外表和鸿沟的丈量，触发式和扫描测头则能够丈量非触摸勘探设备不能到达的方位，如深的阶梯孔。
勘探微标准
传统的丈量技能(如坐标丈量机的触发式测头)正在不断改进以习惯改变的需求。现在的传感器具有不同的触发测力、不同长度的测杆以及不同标准和资料的探针等。可是，当标准变得更小时，就存在一个物理极限，测头的标准再小就难以确保牢靠的触发。例如，细的探针在触发前或许会曲折变形，导致对工件外表方位的过错指示：或许长的探针或许会产生“震颤” (触碰孔或槽的边际)而发讯采样，而实际上测尖并未触摸到被测方位的孔壁。因为制作技能的前进和选用放电加工(EDM)，人们现已能够制作出许多微型结构(如微型孔、口)，但这些微结构很难丈量。在某些状况下，触发式测头的测尖巨细或探针长度或许会使触发丈量变得彻底不或许。在丈量小的沟槽、小孔或孔口斜度时，选用触发式丈量技能或许并不适宜，因为惯例测头有必要偏斜必定方位后才干发讯采样。
在机加工中，测头的运用方法一般可分红两种，第一种测头是作为附件加装在原有的机床上，也称为主轴设备测头：第二种测头则是彻底设置在机床内，称为集成式测头。后者能够折叠回收，因而不会阻碍东西体系作业，也不需求替换组织。机床集成式测头作业牢靠，运用方便，还削减了如处理电缆线、抗电磁搅扰和供给电源等许多费事。
一台传统机床设备集成测头后，就成为了一台能感知和反映其环境状况的机床。在加工零件标准越来越小、品种越来越多的今日，具有这种功用的机床是很有价值的。
图1 集成在机床中的测头在不运用时能够折叠回收
先进的勘探技能是与机床的操控器和软件集成在一起的。例如，Datron Dynamics公司作为一个高速CNC铣床和雕琢机制作商，已成功开宣布第三代集成式勘探体系。它首要进行检测以确保工件正确认位，然后扫描和辨认工件，以挑选恰当的加工程序。该公司总裁Walter Schnecker博士说，“即便操作者误装了其它工件，机床仍能生产出合格的产品，因为测头经过扫描确认了该工件应该选用的正确加工程序。那些常常改变加工工件的中小车间认识到，因为机床具有主动检测工件装夹精度的功用，因而能够削减改变工件所花费的时刻，缩短加工周期。”
设备在Datron机床上的Z校对测头能够辨认工件上的不规则外表描摹，这些不规则描摹或许是偶尔要素形成的，也或许是特意规划的，测头能帮忙机床进行动态补偿。测头沿毛坯外表进行丈量，并将数据输入机床操控器，操控器则针对不平的毛坯外表或工件方位主动进行调整，然后削减了工件毛坯的设备调试时刻，降低了废品率。
Z校对测头永久性地设备在挨近主轴处，仅在需求时才由气动驱动伸出。因为选用了集成规划，因而无需替换，没有或许阻碍加工的电缆线，丈量设备也不会因主轴忽然发动而损坏。
当进行三维检测时，Z校对测头能够在XYZ坐标系中确认工件的方位和资料外表的不规则描摹，找出孔和凸台的中心方位，在加工前预先丈量毛坯，补偿加工余量的改变，将数据输入ISO 9000信息链进行质量操控，并答应多种零件的反求工程制作。
装有雷尼绍TP20测头的Datron加工机床能用于丈量杂乱零件和其特征参数。如在圆形外表上雕琢标识”一般需求经过三维编程以完成外表深度改变的加工和确保持平的雕琢深度。而用TP20测头扫描工件外表后”关于外表的不规则改变，加工数据库能主动进行处理而无需三维编程。TP20是一种六向运动触发式测头体系，运用它能缩短加工周期。
细微触摸式丈量
蔡司公司的F25丈量机选用一个与光学丈量体系组合在一起的触摸式丈量体系，该体系有3个传感器——2个用于丈量，1个用于辅佐操作。一个根据压电薄膜的全扫描触摸式传感器既能用于点触摸丈量，也能用于全扫描丈量。该公司担任精细丈量机的新产品司理Gerrit deGlee指出，测头探针的直径能够小至Ø0.12mm，触测力仅为一般坐标丈量机触测力的1/100。“这十分重要，因为工件夹紧力能够更小。微型工件在夹持时简单变形，因而有必要十分小心肠夹持工件，以便能顺利完成丈量，一起又不引起工件变形。”
F25丈量机的光学丈量体系设备在触摸式传感器周围，它既能够独自运用，也可与触摸式传感器组合运用。该体系有一个环形光源，光强和照明方向可编程操控，以削减不需求的暗影。
安裝有 Renishaw TP 20 的Datron机器
能够在圓形零件上确保相同的切深
F25丈量机不是一种车间用仪器，它的精度很高，但不具有对车间环境下温度影响的操控功用。该仪器的丈量不确认度小于250nm，在如此高的精度下，温度对丈量的影响将会很大。仪器选用了具有杰出热稳定性的玻璃陶瓷基准尺。这种玻璃陶瓷资料开始是为天文望远镜开发的，能够避免基准尺热膨胀系数对丈量不确认度的影响，并且基准尺自身也不再需求温度传感器。
非触摸式测头
美国OGP公司推出的Smartscope多传感器丈量体系选用了一种触测时探针无需曲折的微触测技能。这种称为“茸毛测头”的技能选用一个处于稳定微运动状况的微型测头。该测头的探针十分细，探针端部的测尖直径仅为Ø0.125mm。当测尖挨近被测工件时，工件外表引起测尖微运动的改变，该改变被记录下来作为丈量信号。这种测头触测时不会产生曲折变形，触测力小于1mg。OGP公司称，“茸毛测头”合适丈量小的沟槽、孔或孔口斜度，也能用于丈量柔软或易变形的工件。它可用于XYZ轴的丈量。
为避免受损，测头在不运用时缩回一个保护罩内，在需求进行主动丈量时才伸出。
OGP公司的另一种外表非触摸丈量传感器是称为“彩虹测头”的白光传感器，它在侧向和高度方向都具有极高的分辨力，Z轴上的分辨力可到达亚微米级。该项技能选用了在一组镜片中的扩展轴向色散原理，白光的每一个波长聚集在光轴的不同点上。因为选用了色谱剖析，“彩虹测头”对被测外表的反射度和粗糙度的改变不灵敏。当用于多传感器丈量体系时，该测头能沿着简直任何形状的工件外表概括，对高频外表的微细描摹进行非触摸扫描丈量。经过邻区扫描能够创立工件外表的区域拓扑图。
多传感器体系的集成
关于具有杂乱几许形状和自在概括的工件，其孔或特征点的公役裕度很小，工件上许多特征点的彼此方位联系十分重要，需求选用多传感器丈量体系进行检测。多传感器丈量机能够选用专用传感器对工件的特别描摹进行丈量，将其作为工件全体特征的一部分。
在多传感器丈量体系中，传感器的软件集成是一项重要的开发内容。好的集成软件包能够对在用的一切传感器进行标定，使这些传感器在丈量途径中的任何一点都能运用：而差的集成软件包则需求对每一个传感器在每一次运用前都进行标定。此外，好的集成软件包能够对恣意一个传感器的丈量数据进行处理和剖析，这样就能够方便地处理在一次丈量进程中所取得的视频边际点数据、激光点云数据和触摸式扫描测头的丈量数据。
OGP公司总裁FredMason指出，“与专用微丈量体系比较，带微测头的大量程多传感器丈量体系的杰出优势是能将整个工件的微观描摹丈量数据与微观描摹标准及方位数据包含在同一个数据文件中”。一个既具有传统视频丈量体系的大量程，又具有微测头的高分辨力的丈量体系能够对一个工件上的要害微观特征或某一个要害参数进行丈量。
微传感器能够应用于简直任何巨细的多传感器丈量体系中。关于视频丈量体系，首要考虑应确保仪器在整个丈量范围内具有必要的、高分辨力的定位才干，以取得工件特定部位的高倍扩大图画。只要在丈量体系具有很高精度的状况下，微测头才干到达最高的丈量精度。只要将视频图画丈量与微测头丈量组合在同一丈量进程中，才干取得完好的工件特征，一起将人为要素的影响降至最低。 (end)
