五轴联动测量(PH20,REVO）之头部接触测量
什么是五轴测量？
五轴测量技术基于先进的测座、传感器和控制技术.测量速度和灵活性无与伦比，同时避免了传统技术自身速度和精确性不可兼得的内在缺点。它不仅提高测量效率 最大程度上缩短生产前置时间.
还可以让制造商更全面地评估自己产品的质量。
与基于可重复定位测座或固定测头的系统不同，五轴运动技术可以使测针沿着环统复杂工件的连续路径测量，无需离开测量表面以更换测针组件或者定位测座。同步坐标测量机和测座运动的控制器算法还可生成最佳测尖运动路径最大程度上减少坐标测量机的动态误差。
PH20与REVO测头可以通过测头头部移动进行测量。这个被称为“头部接触测量”。
头部接触测量分为通过测头头部的动作进行的“旋转轴”测量，以及与三坐标测量机的移动同时进行的“全轴”测量。
旋转轴测量时，不移动三坐标测量机，只旋转测头头部进行测量。
全轴移动时三坐标测量机机身的移动与测头头部的旋转同时进行。
PH20介绍：
PH20是Renishaw最新型高速五轴联动触发测座。其无级定位能力可保证最佳的工件测量，最大限度地减少测针的更换次数。测头高速运动可省去旋转测座的时间，这些速度的显著提高使得新系统的测量效率比传统触发系统提高了3倍。实现测头旋转尽可能避免不必要的坐标测量机(CMM)运动，仅使用测座的快速旋转运动，可更快地采集测量点，提高了精度和重复性，从而大大改善坐标测量机的性能。五轴同步运动通过最大限度减少工件周围测座旋转所需的空间。
PH20 = 5轴 触发测座
继 REVO® 五轴扫描技术后，现在已经转移到触发量测的运用
革命性的影响到测量的 时间, 成本, 能力和变化性…
（1）提高效率
（2）无限角度位置的需求
（3）更快速的校正
（4）测量精度的提升
（5）减少机器运动的动态误差
（6）特的 ‘测头碰触’ 设计， 让采点的工作由测座来完成而不需完全依赖三坐标测量机的运动
（7）5-轴控制的运动来减少复杂工件所需转角的时间
（8）同时，量测速度的提升造就了 工作效率的改善-3倍
以任意角度来测量工件更容易
（1）任意角度的功能设计保证 获得最佳效果, 并可减少测针的更换
（2）5-轴同动，可减少测座转角所需的空间，进而让三坐标有限的行程内 允许更大尺寸的工件
（3）PH20 可根据工件坐标系统自动找正, 避免测针碰损 和减少精密夹治具的需求
改善触发量测的精度
（1）重复性 运用“测头碰触”的测量方法来改善
（2）精度 同时运用 “测座转角位置校正” 以及“测头碰触”的双重方法来改善
（3）预触发行程的变化量 本测座内部已自动补正
快速校正
（1）独特的 ‘推论校正’ 技术将测座角度与探头位置的校正一次完成
后续的量测可在任意测座角度完成
（2）如有需要, 可根据工件的特殊角度来校正测头以提高测量精度
（3）大大减少校正的时间,因而 有更多的时间来做更多的测量
PH20 系统
（1）整合 TP20 测头成一体 并配合各式的TP20测力模块做不同运用.
（2）适用 现有的各式的TP20测力模块*
EF 高测力模块除外 *
有效量测长度可达 166mm
（3）磁力式模块可降低碰撞损害
（4）可配合MCR20NI交换架 做模块自动更换
硬件整合
（1）PH20 测座系统仅与 UCC2 控制器相容 （现阶段）.
因为 UCC2 控制器可提供5轴的 运动.
SPAlite/SPA2-2 功率放大器提供三坐标机的动力来源
MCUlite-2 多功能手柄盒除了操作机器运动外，还可用来控制 PH20测座转角
模块交换架
MCR20NI 是标准的 PH20 专用交换架
现有的MCR20 经过改造后可配合使用.
PH20 预触发行程的变化量
（1）TP20 三点接触式测头（接触面由三个磙子，六个球构成）
（2）当测头触发后回弹，该接触点会回到既有位置 因而使测针端固定回复.
（3） 触发角度的不同会使接触面分开的力道有异，因而形成所谓的“三叶式”型状差异.
（4）“三叶式” 型状差异的校正，其资料取自于标准球上的接触点群.
此Pre-Travel的变化量会在校正的过程中由本测座自动修正
PTV 误差修正是在测头校正的过程中自动完成，其采点群数为11点或更多
下例结果是使用标准测力模块SF及 50mm测针…
测量精度
ISO 10360-5 (2001) 标准
标准测力模块SF及 dia.4 x 10mm测针在 0.48+ L/1000 精度的三坐标测试所得
（1）在标准球上5个不同方向各取25个点
（2）尺寸:
125 点 平均值
（3）位置:
5个不同方向的球中心位置平均值
规格：
（1）测座旋转角度
A 轴 : -115° to 115°
B 轴 : ∞
（2）测座角度分辨率 ：0.4um/Radian （0.08弧秒）
（3）快速转角 3圈/ 1秒（1281mm/sec,配10mm测针）
（4）测头碰触最大速度 ：50mm/sec
（5）测座内部轴承 ：机械式 – 无需气源
（6）重量：810克
（7）工作环境 ：15 °C ~ 35 °C
RationalDMIS从3.0.7版本（2010年）开始支持PH20测座，UCCServer软件需要使用4.4.11及以上版本；
RationalDMIS PH20测量工件视频
五轴联动测量PH20对比三轴测量
使用方法如下：
A.添加PH20到测头构建窗口PH20的构建和标定都必须在Uccserver中进行。
待Ucserver中工作完成后，将构建的测头名称添加在RationalDMIS软件中即可使用。在RationalDMIS中添加PH20的操作如下：
RationalDMIS软件测头数据区会自动读入1++测头
第一步：选择正确的1++测头，使用鼠标右键菜单"Copy Label"，将测头标签名进行拷贝；
第二步：切换到测头构建面板，在测头标签名种使用鼠标右键点击，选择“粘贴”，将测头Label拷贝进来。
第三步：在软件提供的测头数据库中进行测头装配，如下图，在配件前的复选框打钩表示选择。
第四步：测头装配完毕，选择 添加/激活 完成测头装配。
B.PH20运动控制状态如何选择
PH20添加成功后，软件状态栏右下角中会显示测头触发运动控制选项：
运动设置3轴移动：PH20的运动将和PH10一样。采用机器移动去测触工件。
运动设置2轴联动：机器移动到接近距离后停止，然后测头移动去测量工件。
C.新探头
构建新探头角度时，窗口可以选择“移动机器”和、移动探头"两种方式移动。
D.绝对移动，相对移动，和矢量移动支持5轴联动
当前测头是PH20时，移动窗口将激活A和B角功能。A和B角单位为度。绝对移动窗口使用绝对A/B角，相对移动使用相对A/B角。当A角或B角输入为空，将采用3轴联动。
使用5轴联动走定位时，打开自学习将产生以下程序。
DMESW/COMAND，IPDME:GOTO（X（0.000），Y（0.000），Z（0.000），s Tool.Alignment（-0.383022，0.663414，0.642788，0.321394，-0.556670，0.766044）
矢量移动，可以使用CAD模型辅助控制移动。
E.PH20的触发附加功能
当采用1轴（2轴）测量，即点即测支持每个测点都会产生一个测头goto点位置，使测头能够走正确的路径去测量。由于没有自动测头转角度校验，用户需要事先选好测头角度。
F.PH20测头数据窗口拖放测头拷贝功能
无论是PH20作为拖放源还是拖放目标都是被禁止操作的。
G.PH20的5轴GOTO自学习可选角度和1JK的格式
注意：测头角度格式容易编辑但是对坐标系不敏感，IJK格式对坐标系敏感但是不容易编辑
H.PH205轴将不支持碰撞检测
对于PH20五轴运动的测头，因为Renishaw公司没有公布其运动轨迹，因此目前无法支持碰撞检测功能。
RevoTM 和 Renscan5
REVO™ 是世上第一超高速
高精度5轴扫描测头产品
Renscan5™ 是我们所有 5 轴扫描测头的专利技術
REVO™ 快速取點 6000/秒
REVO™ 超高速扫描 500mm/秒
校准
（1）一个单独的标准球校准程序
（2）每一个测头座、测头或者探针的组合都必须被校准
（3）一旦完成校准即可在任何位置使用
（4）每次校准不超过5分钟
碳化钨球球形0.1um Dia.tolerance+/ - 1微米
快速接触
测量机将测头接近至工件表面
测头座的运动使测头接触或者离开工件
测量时测量机完全固定不动
测头座运动
“钻孔”
测量机如同钻孔一样
测头座使测头在工件表面运动
测头座多轴联动在孔表面旋转
测量机以定速沿孔的轴心移动
测头座
测量机保持速度
旋转/摆动
“曲面扫描”
测量机移动测头座至测量表面上方
测头座绕自身的轴摆动使测头快速划过工件表面
采集整个曲面参数
MoveScan 使整个曲面的数据被不间断地连续采集
I++DME 指令
“垫圈”
测量机移动测头座至测量表面上方
测头移动到被测表面
测头座绕自身的轴摆动使测头划过工件表面
测量机保持匀速平行于工件表面移动
“机翼扫描”
测量机移动测头座至测量表面上方
测头座移动到被测表面
测头座绕自身的轴联动使测头迅速划过工件表面
测量机平稳地直线运动或者沿机翼的曲线运动
REVO优越性：
（1）超高速的高精度测量
- 适应更高的生产节拍
（2）五轴扫描功能的 Renscan5™
- 最少的测量机机身运动和移动轨迹
（3）从100mm 到 500mm
- 使测量方法更为简捷
（4）连续的旋转能力简化程序
最高速度为500mm/sec. 是一般3D 扫描的10倍。数据采集6000点/sec. 提高效率30倍 ( compare to SP600 )
（5）无限制测量
- 可延伸至极复杂的测量特征表面
