​三次元测头（又称 “三坐标测头”）是三次元测量仪（CMM）的核心传感部件，负责接触或扫描工件表面并反馈坐标数据，其精度直接决定测量结果的可靠性（精度可达 μm 级）。使用时需严格规避 “机械碰撞、污染、参数错配” 等风险，否则易导致测头损坏（维修成本高）或测量误差。以下从 “使用前准备、测量中操作、使用后维护” 三方面说明核心注意事项：
一、使用前准备：规避 “先天风险”（测头损坏和误差的主要源头）
1. 测头选型与安装：匹配工件特性，确保连接稳固
按工件特性选测头类型（选错会导致测量不准或测头磨损）：
硬金属工件（如钢件、铝合金）：选 “红宝石测针”（硬度高、耐磨，适合接触测量）；
软质 / 易刮伤工件（如塑料、涂层件）：选 “塑料测针（PEEK 材质）” 或 “非接触激光测头”（避免压伤工件）；
深孔 / 窄槽工件：选 “长测针 + 星形测针”（如测针长度＞50mm 时，需配加重块防晃动），但需注意：长测针刚性差，易因碰撞弯曲，需降低移动速度。
安装必须 “同心、紧固”：
测针与测座连接时，用专用扳手（避免用手拧）均匀拧紧（扭矩符合说明书，如 0.5-1N・m），确保无松动（松动会导致测量数据跳变）；
安装后检查 “同心度”：手动移动测头，观察测针是否垂直于工作台（可用千分表校准，偏摆量≤0.002mm），偏摆过大会导致测针磨损不均、数据失真。
2. 测头参数校准：消除 “系统误差”（核心步骤，不可省略）
三次元测头的 “测针直径、长度、触发力” 会因磨损、更换而变化，必须校准后才能使用（否则测量尺寸误差可达 0.01mm 以上）。
必做校准项目：
测针直径校准（接触式测头）：用标准球（精度等级≥E0 级）校准，测量 5 个方向的球径，系统自动计算测针实际直径（替代理论值，消除测针磨损影响）；
测针长度校准：尤其多测针组合（如星形测针），需校准各测针相对于基准测针的位置偏差（确保坐标统一）；
触发力校准（接触式）：根据工件硬度调整（硬工件触发力调大，如 0.5N；软工件调小，如 0.2N），触发力过大会压变形工件，过小易漏触发。
校准频率：
新测针安装后必校准；
每天首次使用前校准（环境温度变化会影响测针尺寸）；
测量高精度工件（公差≤0.005mm）前，需重新校准。
3. 环境检查：避免 “外部干扰” 影响精度
三次元测头对环境敏感，温度、振动、粉尘都会导致测量误差：
温度控制：测量环境温度需稳定在 20±2℃（每小时温差≤1℃），远离空调出风口、阳光直射（温度变化会导致测针热胀冷缩，如钢质测针温度变化 1℃，长度变化约 0.012mm/m）；
振动隔离：测头运行时，避免周围有重型设备（如冲床、叉车）振动（振幅＞5μm 会导致测针接触工件时 “弹跳”，数据波动）；
清洁环境：测头周围无粉尘（尤其激光测头，粉尘会散射激光，导致扫描数据失真），工作台面用无尘布蘸酒精擦拭（去除油污、铁屑）。
二、测量中操作：杜绝 “机械碰撞” 和 “操作失误”（测头损坏的主要原因）
1. 绝对禁止 “盲目移动测头”（碰撞是测头损坏的头号杀手）
移动前 “预定位”：
手动控制测头时，先将测头移动至工件上方 100mm 以上安全距离，再缓慢下降（用 “微调模式”，移动速度≤5mm/s）；
自动测量前，在软件中模拟运行路径（检查测头是否与工件、夹具碰撞），重点关注 “工件边角、凸起部位”（易与测针干涉）。
碰撞应急处理：
若发生轻微碰撞（测针未弯曲但数据异常），立即停止测量，重新校准测针（检查直径、长度是否变化）；
若测针弯曲 / 断裂，立即关闭设备，更换测针（禁止继续使用，否则会损坏测座内部传感器）。
2. 接触测量 “轻触、垂直”（减少测针磨损和数据误差）
测头与工件表面保持垂直：测量平面时，测针轴线需垂直于平面（倾斜接触会导致测针磨损加快，且测量点坐标偏移）；测量曲面时，尽量在法线方向接触（如测球面，测针指向球心）。
避免 “过度施压”：接触式测头靠 “触发信号” 记录坐标，接触后立即停止移动（软件设置 “触发后减速”），禁止用力按压（会导致测针变形、测座内部弹簧损坏）。
远离 “工件毛刺、锐边”：测针接触锐边时易打滑（数据跳动），且毛刺会划伤红宝石测针（产生划痕，影响精度），测量前需清理工件毛刺，或从光滑面开始测量。
3. 非接触测头（激光 / 白光）的特殊注意事项
非接触测头无需接触工件，但受 “光照、工件表面反光” 影响大，需额外注意：
表面反光工件（如镜面不锈钢）：调整激光功率（降低至 50%）或加装偏振滤镜（减少反光干扰），避免因反光导致 “漏测”（数据缺失）；
透明工件（如玻璃）：激光测头易穿透工件（测量到背面），需在工件下方垫黑色遮光板（仅接收表面反射信号）；
扫描速度匹配：表面粗糙度高的工件（如铸件），需降低扫描速度（如 5mm/s），避免数据采集不完整；光滑表面可提高至 20mm/s。
三、使用后维护：延长测头寿命（核心是 “防污染、防变形”）
1. 清洁：去除 “油污、粉尘”（避免磨损和信号干扰）
接触式测头：每次使用后，用无尘布蘸无水酒精擦拭测针（去除工件残留的油污、冷却液），尤其红宝石测针（油污会吸附粉尘，加速磨损）；
激光测头：用专用镜头纸（避免用普通纸巾）擦拭激光发射 / 接收镜头（去除指纹、灰尘），镜头污染会导致激光能量衰减（测量距离变短）。
2. 存放：避免 “受力、受潮”
测头及测针：长期不用时，从测座上拆下，放入专用包装盒（带海绵凹槽，避免碰撞），存放于干燥柜（湿度≤60%），防止测针生锈（金属测针）或受潮（电子元件）；
禁止 “堆叠存放”：测针（尤其长测针）单独存放，避免被其他工具压弯（弯曲后即使校直，精度也无法恢复）。
3. 定期检查：及时发现 “隐性损伤”
测针检查：用放大镜观察红宝石测针是否有裂纹、划痕（有损伤需立即更换，否则测量时易崩裂）；金属测针是否弯曲（用直角尺比对，弯曲＞0.01mm 需更换）；
测座检查：手动旋转测座（多向测座），感受是否顺畅（无卡顿），卡顿可能是内部轴承磨损（需专业维修）；
线缆检查：测头线缆（连接测座与主机）避免挤压、弯折（尤其接头处），线缆破损会导致信号传输不稳定（数据跳变）。
四、人员操作规范：避免 “人为失误”
专人操作：三次元测头精度高、价格昂贵（一套测头 + 测座约 1-5 万元），需经培训的人员操作（禁止非专业人员擅自使用）；
禁止 “超负荷使用”：测头设计有最大测量力（如接触式≤5N），禁止用来 “撬动工件” 或 “清洁工作台”（测头是测量工具，非辅助工具）；
记录 “异常情况”：使用中若发现 “数据波动大、测头异响、触发不灵敏”，立即停机并记录（如 “测针 X 方向数据偏差 0.005mm”），通知维修人员，避免故障扩大。