?三次元測頭也被稱為三維測頭，是一種用于三坐標測量機（CMM）的關鍵部件。它主要用于接觸式測量物體的幾何形狀、尺寸和位置精度等參數。通過測頭與被測物體表面的接觸，將接觸點的空間位置信息轉換為電信號，然后由三坐標測量機的數據處理系統(tǒng)進行計算和分析，從而得到被測物體的精確尺寸和形狀數據。
測量精度要求
精度指標：不同的測量任務對精度的要求差異很大。例如，在航空航天零部件制造中，可能需要微米級甚至亞微米級的精度；而在一些普通機械零件加工的粗測環(huán)節(jié)，精度要求相對較低。在選擇測頭時，要關注其精度指標，如重復性精度、示值誤差等。重復性精度體現了測頭在相同條件下多次測量同一特征時的測量結果的離散程度，一般來說，高精度的測頭重復性精度可以達到 ±0.5μm 以內；示值誤差則反映了測頭測量值與真實值之間的偏差，好的測頭示值誤差應控制在較小范圍內。
精度穩(wěn)定性：除了初始精度，精度的穩(wěn)定性也很重要。測頭在長時間使用或不同環(huán)境條件下，精度可能會發(fā)生變化。一些高質量的測頭通過先進的材料和精密的制造工藝，能夠在較長時間內保持精度穩(wěn)定。例如，采用溫度補償技術的測頭，可以減少環(huán)境溫度變化對精度的影響，使測量結果更加可靠。
被測物體的特征
幾何形狀復雜程度：如果被測物體主要是簡單的幾何形狀，如平面、圓柱等，觸發(fā)式測頭可能就足夠滿足測量需求。但對于復雜的自由曲面，如汽車發(fā)動機葉片、模具型腔等，掃描式測頭能夠更好地獲取連續(xù)的表面數據，以精確描繪曲面的形狀。掃描式測頭可以沿著物體表面進行連續(xù)掃描，獲取大量的點云數據，從而實現對復雜形狀的高精度測量。
材料特性：被測物體的材料特性也會影響測頭的選擇。對于軟質材料，如橡膠、塑料等，測量力過大可能會導致材料表面變形，影響測量結果。此時，需要選擇測量力較小且能夠精確控制測量力的測頭。另外，對于一些表面粗糙的材料，光學式測頭（非接觸式）可能會因為光線反射的不確定性而產生較大誤差，這種情況下，接觸式測頭可能更合適。
測量速度需求
生產效率考慮：在大規(guī)模生產環(huán)境中，測量速度直接影響生產效率。例如，在汽車零部件的生產線檢測環(huán)節(jié)，需要快速完成大量零件的測量。觸發(fā)式測頭由于其離散式測量方式，測量速度相對較快，可以在短時間內獲取多個測量點。而掃描式測頭雖然能夠獲取更詳細的表面信息，但測量速度較慢。如果對測量細節(jié)要求不是極高，為了提高效率，可以優(yōu)先考慮觸發(fā)式測頭。
動態(tài)測量要求：在一些需要對運動物體進行測量或者實時監(jiān)測的場合，如機器人手臂末端執(zhí)行器的位置測量、高速運轉的機械部件的在線檢測等，對測頭的動態(tài)測量速度和響應時間有較高要求。這時需要選擇具有快速響應能力和高動態(tài)測量速度的測頭，以確保能夠準確捕捉到物體的瞬間狀態(tài)。
兼容性與適配性
與三坐標測量機的兼容：測頭需要與所使用的三坐標測量機（CMM）兼容。不同品牌和型號的 CMM 在接口、信號傳輸、運動控制等方面可能存在差異。確保所選測頭能夠與現有的 CMM 主機、控制系統(tǒng)和軟件無縫對接，包括電氣接口的匹配、通信協(xié)議的兼容等。例如，某些 CMM 只能識別特定格式的測頭信號，需要選擇符合這種信號格式的測頭。
測頭附件與更換方便性：考慮測頭附件（如不同長度和形狀的觸針）的兼容性和更換的便捷性。在測量不同形狀和尺寸的物體時，可能需要更換觸針。方便的觸針更換方式可以節(jié)省測量時間，提高工作效率。同時，測頭的安裝和拆卸也應盡量簡單，便于維護和更換。
成本因素
采購成本：不同類型、不同品牌的三次元測頭價格差異較大。觸發(fā)式測頭相對價格較低，掃描式測頭價格較高，光學式測頭（非接觸式）價格因技術復雜程度也有所不同。在滿足測量需求的前提下，需要根據預算考慮測頭的采購成本。對于一些對精度要求不是極高、測量任務相對簡單的小型企業(yè)或實驗室，較低成本的觸發(fā)式測頭可能是一個經濟實惠的選擇。
使用和維護成本：除了采購成本，還要考慮測頭的使用和維護成本。這包括測頭的校準費用、易損件（如觸針）的更換成本、維修成本等。一些高精度的測頭需要定期使用專業(yè)的校準設備進行校準，校準費用較高；而一些質量較好的測頭，其易損件的使用壽命較長，更換頻率較低，能夠降低長期使用成本。
環(huán)境適應性
溫度和濕度范圍：測量環(huán)境的溫度和濕度變化可能會影響測頭的性能。例如，在高溫環(huán)境下，測頭內部的電子元件可能會出現性能變化，導致測量誤差。一些專為工業(yè)環(huán)境設計的測頭能夠在較寬的溫度范圍（如 - 10℃ - 50℃）和濕度范圍（如 20% - 80% RH）內正常工作，而對于高精度的測量環(huán)境，可能需要配備專門的環(huán)境控制設備來確保測頭性能的穩(wěn)定。
抗振和抗干擾能力：在工業(yè)現場或車間環(huán)境中，可能存在振動和電磁干擾等因素。測頭需要具備一定的抗振能力，以防止振動導致測量信號失真。同時，良好的抗電磁干擾能力可以保證測頭在復雜的電磁環(huán)境下（如附近有大型電機、電焊機等設備）正常工作。一些高端測頭通過采用特殊的屏蔽材料和電路設計，增強了抗振和抗干擾能力。