技术文章|复杂工件的高效测量方案：雷尼绍OMP400应变片式测头
挑战
当使用机械式触发测头测量复杂工件时，为了有效减少测量误差，需要花费大量时间在使用测头的各个方向上进行标定。如何在保证测量精度的前提下，提高测量效率，成了很多制造商迫切需要解决的难题。
解决方案
雷尼绍OMP400超小型应变片式触发测头，搭载新型感应技术-——硅应变片技术，可实现极低的预行程及超高重复性，仅需一次简单的测头标定程序，即可在任意方向进行测量，也因此成为了模具和其它复杂工件唯一可行的测量解决方案。
什么是应变片技术
应变片技术是雷尼绍开发的一种新型感应技术，解决了机械式电阻触发测头传感机构的3D测量局限性。它将专用集成电路 (ASIC) 微电子技术与固态感应技术相融合，实现了优异的3D测量性能。
尽管应变片式触发测头仍然使用相同的机械结构来固定测针，但它不通过接触元件的电阻变化来感应测针是否触发。取而代之的是，一组应变片被置于测头机械传感机构平台内精心设计的碶型台上，并且独立于机械装置。这些应变片测量施加在测针上的测力，当压力在任何方向上超过阈值时便产生触发信号。此类测头因此具有低测力、低预行程和低预行程变化(PTV)的特点。
机械式触发测头VS应变片式触发测头
机械式触发测头
机械式触发测头采用滚子和球的弹簧承载机械安装方式来定位测针架，具有优异的重复性。
电路中有电阻。测针承受的外力增大，电阻也随之增大，直至达到触发值并产生触发信号。
性能：
•1 µm 2σ重复性，源于基本的机械式电阻电气开关
•多种尺寸和无线传输选项
•符合行业标准，坚固耐用、功能强大
应变片式触发测头
应变片式测头保留了机械式电阻测头的机械安装方式，但使用一系列应变片测量测针上的测力，并产生触发信号。
性能：
•优异的0.25 µm 2σ重复性
•亚微米级2D和3D预行程变化
•固态感应功能增强了测头的耐用性，并延长了使用寿命
•主动误触发过滤
•快速进行多轴重新定向
OMP400超小型
应变片式测头
OMP400是雷尼绍最新款采用光学方式传输信号的机床触发式测头。其采用了MP700首次采用的高精度应变片技术的改进版本，并且其尺寸与屡获殊荣的OMP40机械式触发测头一样小巧。小型机床用户因此首次享受到应变片技术带来的精度优势。
优势
标定程序简单，重复性高
OMP400触发式测头的预行程极低，测头电子元件采用最新的改进型算法，因此其PTV比行业领先的MP700触发式测头还要低。其优点在于只需要一次简单的测头标定程序，就可在任意方向使用该产品进行测量。再加上应变片式触发测头的超高重复性，OMP400是模具和其他复杂工件唯一可行的测量解决方案。
使用寿命长，适应恶劣工作环境
应变片技术还有一个优点，即该类测头的使用寿命是传统电阻测头的十倍。此外，测头内的应变片结构进行了改良，产品的可靠性随之提高，确保它可以很好地适应机床内恶劣的工作环境。
支持更长的测针应用，测量性能出色稳定
机械式电阻触发测头的PTV随测针长度而增加，这意味着对测量性能的要求会限制所用测针的长度。OMP400触发式测头具有更低、更一致的测力，测量性能更加出色，支持更长的测针应用。OMP400可支持使用长达200 mm的测针，测量性能仅略微下降。
下图显示了在分辨率为10 nm的雷尼绍测头测试装置上进行的测量测试，其中以30°为增量围绕一圈采集12个点。图中显示了OMP400触发式测头的典型PTV图，所有方向的预行程都很低，而且几乎一致。使用50 mm测针时，XY平面中的PTV值仅为0.34 μm，比类似尺寸的机械式触发测头的PTV值低大约90%。OMP400触发式测头的XYZ 3D方向上的PTV值通常小于1微米。
OMP400超小型应变片式测头参数指南
触发式测头案例分享
雷尼绍OMP40-2测头助力Hammond Engineering提高整体生产效率、缩短生产辅助时间、减少人为误差。OMP40-2超小型3D触发式光学测头主要用于在加工中心上执行工件找正和检测。它可将生产辅助时间缩短高达90%，同时还可降低废品率和夹具成本。
（雷尼绍Renishaw）
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