?非接觸三次元測(cè)量?jī)x(又稱非接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī))是一種通過(guò)光學(xué)、激光等非接觸方式獲取物體三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的高精度測(cè)量設(shè)備,廣泛應(yīng)用于精密制造、電子、汽車、航空航天等領(lǐng)域。相比接觸式三次元測(cè)量?jī)x(通過(guò)探針接觸工件),其性能優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面:
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一、測(cè)量效率高,適合批量檢測(cè)
快速掃描與數(shù)據(jù)采集
非接觸測(cè)量依賴光學(xué)鏡頭、激光線或面陣傳感器,可對(duì)工件進(jìn)行高速掃描(如激光掃描速度可達(dá)每秒數(shù)十萬(wàn)點(diǎn)),無(wú)需逐點(diǎn)接觸,大幅縮短單個(gè)工件的測(cè)量時(shí)間。
例如:檢測(cè)手機(jī)外殼的復(fù)雜曲面,非接觸式可在 10 秒內(nèi)完成全尺寸掃描,而接觸式需逐點(diǎn)采集,耗時(shí)可能超過(guò) 1 分鐘。
批量自動(dòng)化測(cè)量
搭配自動(dòng)上下料系統(tǒng)和視覺(jué)定位,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化批量檢測(cè)(如每小時(shí)檢測(cè)數(shù)百個(gè)小型精密零件),適合生產(chǎn)線在線檢測(cè)或大批量抽檢場(chǎng)景,而接觸式因探針磨損、定位耗時(shí),難以實(shí)現(xiàn)高頻次批量測(cè)量。
二、保護(hù)工件,避免損傷風(fēng)險(xiǎn)
無(wú)接觸力,適合脆弱 / 精密工件
接觸式測(cè)量時(shí),探針與工件的接觸力(通常 0.1-1N)可能導(dǎo)致易損工件變形或劃傷(如薄型塑料件、玻璃鏡片、鍍膜零件、軟質(zhì)橡膠件等)。
非接觸式通過(guò)光學(xué)信號(hào)采集數(shù)據(jù),完全無(wú)物理接觸,可安全測(cè)量:
表面光潔的精密零件(如半導(dǎo)體芯片、光學(xué)鏡頭),避免劃傷;
柔性 / 脆性材料(如薄金屬箔、陶瓷、泡沫制品),避免壓潰或斷裂;
易腐蝕 / 污染工件(如醫(yī)藥包裝、食品模具),避免探針接觸導(dǎo)致的二次污染。
三、適應(yīng)復(fù)雜形狀與細(xì)微特征測(cè)量
復(fù)雜曲面與異形結(jié)構(gòu)的完整還原
對(duì)于具有自由曲面、深孔、凹槽、倒扣等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工件(如汽車覆蓋件、渦輪葉片、注塑模具型腔),非接觸式可通過(guò)面掃描一次性獲取全部三維數(shù)據(jù),生成完整的點(diǎn)云模型,而接觸式探針可能因空間限制無(wú)法觸及某些區(qū)域(如深孔底部、狹小縫隙)。
細(xì)微特征的高精度捕捉
高端非接觸測(cè)量?jī)x(如白光干涉儀、共聚焦顯微鏡)的分辨率可達(dá)納米級(jí)(0.1nm),能清晰測(cè)量微小特征:
電子元件的引腳間距(如 0.1mm 以下的 IC 引腳);
表面粗糙度(Ra 值)、微劃痕、鍍層厚度;
微小孔徑(如醫(yī)療導(dǎo)管的內(nèi)徑、噴油嘴小孔)。
四、環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng),減少外部干擾
抗振動(dòng)與溫度波動(dòng)能力
接觸式測(cè)量對(duì)環(huán)境振動(dòng)敏感(探針接觸時(shí)易受振動(dòng)影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏移),而非接觸式光學(xué)系統(tǒng)對(duì)輕微振動(dòng)的耐受性更強(qiáng),在普通車間環(huán)境(非恒溫恒濕)下仍能保持較高精度。
部分型號(hào)配備實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償算法,可自動(dòng)修正環(huán)境溫度變化對(duì)測(cè)量光路的影響,適合車間在線檢測(cè)。
減少工件裝夾限制
接觸式測(cè)量需將工件牢固裝夾(避免探針推動(dòng)工件),而非接觸式對(duì)裝夾要求更低,可測(cè)量大型、重型或難以裝夾的工件(如大型模具、汽車車身),甚至支持在線測(cè)量(工件在生產(chǎn)線上無(wú)需拆卸)。
五、數(shù)據(jù)處理與分析更高效
豐富的三維數(shù)據(jù)輸出
非接觸測(cè)量直接生成高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)(數(shù)百萬(wàn)至數(shù)億個(gè)點(diǎn)),可通過(guò)專業(yè)軟件(如 Geomagic、PolyWorks)進(jìn)行三維建模、偏差分析、逆向工程等,快速與 CAD 模型比對(duì),生成直觀的彩色偏差云圖。
多功能集成
部分非接觸三次元測(cè)量?jī)x集成光學(xué)影像測(cè)量(2D 尺寸)和激光掃描(3D 形狀)功能,可同時(shí)完成工件的平面尺寸(如長(zhǎng)寬、角度)和三維形貌測(cè)量,無(wú)需更換設(shè)備或工件裝夾,提升檢測(cè)流程效率。