為了使三坐標檢測機以高效率運行，其每個組件必須協同工作才能準確測量物體的物理幾何形狀。隨著這些機器的不斷發展，先進的測量組件和功能為日益復雜的計量需求提供了新的可能性。

三坐標檢測機開發的新和重大進步之一是非接觸式 CMM 的概念。顧名思義，非接觸式 CMM 擁有獨特的能力，可以用激光、圖像或傳感器測量物體，而不是直接接觸。這項技術為制造商提供了一種動態、徹底和有效的方法來測量易碎或復雜物體的幾何形狀。

由于減少了檢查時間和降低了制造成本，這些機器在各個行業中的受歡迎程度不斷提高。它能夠快速收集數據并全面收集對象上的點，使用戶能夠獲得有關復雜表面的詳細而準確的信息。

什么是非接觸式三坐標檢測機？

非接觸式三坐標檢測機是一種坐標測量機，可以在不接觸的情況下確定對象的幾何尺寸。該計量平臺使用傳感器系統，其中包含激光或相機、特定軟件和針對應用量身定制的照明。非接觸式坐標測量機因其靈活性和快速處理速度而越來越受歡迎。

與非接觸式 CMM 不同，傳統的坐標測量機使用機械探針來檢測物體的測量值。雖然機械探頭有效、可靠并提供準確的測量，但非接觸式 CMM 是測量易碎物品或需要從各種獨特角度進行測量的物體的理想選擇。有些物體無法承受機械探頭而不會損壞，這就是為什么非接觸式機器經常被用作有用的替代品的原因。

非接觸式坐標測量機也可用作便攜式設備。便攜式手臂系統傳統上只攜帶一個探測系統——但在過去的幾年里，它們現在攜帶了一臺激光器，用于在需要快速數據收集的車間進行測量。這使它們成為高價值零件的理想選擇，包括渦輪葉片或醫療植入物。

非接觸式 CMM 的基本部件
CMM的部件的大小和功能各不相同。然而，它們都被設計為同時協同工作以準確捕捉物體的形狀。非接觸式 CMM 的每個方面都是設備功能不可或缺的一部分。

結構
任何 CMM 測量單元的結構都是其基礎，對于創新的新型非接觸式機器也是如此。早期，三坐標測量機的底座主要是鋼和花崗巖。隨著技術的進步，建造結構的材料也隨之而來。建筑商現在加入了補充材料，如陶瓷和碳化硅。

視頻測量 CMM 或光學測量 CMM 包含可移動的 X、Y 和 Z 工作臺，其中部件的支撐面是玻璃。這允許光線穿過零件的周邊，并且可以通過安裝在 z 軸上的相機系統輕松測量。由于增加了激光探頭和接觸式探頭，以及基本的攝像系統，這些機器現在被稱為多傳感器測量機器。他們可以根據需要在探測系統之間切換。

探針
非接觸式掃描是一種先進的測量方法，可為制造商的計量企業提供更大的靈活性。回顧坐標測量機的歷史，與 60 年前的兩軸測量機相比，這項技術已經走了很長一段路。近年來，坐標測量機的進步呈指數級增長，包括便攜式和非接觸式機械。

非接觸式探頭可以捕獲數千個點，在不影響使用中物體的結構完整性的情況下提供準確的測量值。這些探頭旨在測量物體的幾何形狀，而無需直接接觸。使用這種先進的探針技術涉及高速激光、激光線和白光掃描的點三角測量。

激光掃描探頭
激光掃描探頭使用激光來檢查物體的尺寸并以數字方式反射它們。與觸發式探頭一樣，激光掃描探頭無需直接接觸物品即可計算細微的點。激光器通常是制造商的熱門選擇，因為它們具有靈活性和適合任何類型 CMM 的能力。

白光掃描
另一方面，白光掃描可以比任何其他計量技術更快地積累數據。較小的組件將受益于這些掃描儀，因為它們的系統可以自動化以實現始終如一的準確測量。這種便攜式測量工具還可以處理需要對產品的一個部分進行連續和重復檢查的大量物體。

控制器
CMM 控制器旨在通過識別和容納機器的數學誤差圖來保持準確性和復雜性。控制器將來自激光或掃描儀的信息傳送到軟件，允許非接觸式 CMM 的運行速度可變。

軟件
用于非接觸式 CMM 的軟件與您在傳統機械上發現的軟件大不相同。用于非接觸式 CMM 的程序（如激光掃描儀軟件）正在推進，因為機器本身帶有一套獨特的數據和測量標準。

非接觸式 CMM 軟件可以創建可以有效設置的測量計劃，以檢查對象的多個部分。

接觸式與非接觸式 CMM
三坐標測量機已經存在了 50 多年。從那時起，這些機器的尺寸和功能不斷進步。隨著質量和創新的不斷加強，越來越多的客戶正在考慮使用非接觸式 CMM 來滿足他們的精確計量需求。

投資正確的技術是制造過程的關鍵組成部分。在選擇設備時，制造商可以在接觸式和非接觸式 CMM 之間做出決定。每臺機器都有其獨特的功能，并有其自身的優點和缺點。

較新的坐標測量機現在提供多傳感器功能，可通過安裝在機床床上的測頭更換架在接觸式測頭、激光測頭或攝像系統之間進行切換。新的幾何軟件包允許在無需操作員干預的情況下完全免提更換各種探頭類型。

傳統接觸式 CMM
傳統的三坐標測量機引導測頭與被測物體直接接觸。接觸式探針是一種高度復雜的設備，當接觸零件時由觸針的偏轉觸發。測頭精度高，是現代坐標測量機的支柱。

掃描探頭現在變得更加復雜，因為它們在探頭主體內實現了光學傳感。這會在測針與零件接觸時測量彎矩，并允許機器引導探測系統，同時保持與零件的完全接觸。在這里，每秒可以以極高的精度測量數百個數據點。

傳統 CMM 提供高精度測量，許多制造商將從中受益。隨著掃描探針系統的出現，他們現在可以在非接觸式的基礎上測量組件。

非接觸式坐標測量機
非接觸式測量方法在北美各行業越來越受歡迎。由于其快速測量軟件和適應復雜表面的能力，汽車制造商、航空航天工程師和醫療技術人員都被非接觸式 CMM 所吸引。

由于非接觸式傳感器以零物理接觸方式測量表面，因此它允許測量機為大批量應用測量精密或可延展的物體。非接觸式坐標測量機每秒收集數千個數據點，使制造商能夠更好地了解組件對規格的遵守情況。

非接觸式傳感器的類型
傳感器是非接觸式 CMM 的重要組成部分，因為它們允許對特定且通常敏感的物體進行準確的監測、檢測和反應。非接觸式傳感器無需與物品進行物理接觸即可工作，非常適合易碎或可延展的產品。這些傳感器通常依賴于白光或攝像系統，而不是物理接觸。隨著從汽車到航空航天等行業對非接觸式坐標測量機的需求增加，有三種常用的傳感器用于操作非接觸式機械。

激光掃描
安裝在 CMM 上的激光系統旨在以精度測量復雜和敏感的物體。這允許 CMM 操作員在接觸式測頭系統和激光器之間切換，從而使 CMM 成為多傳感器系統。當必須測量和量化大表面時，這尤其有用。

新的激光掃描儀正在不斷發展，以滿足制造商獨特且不斷增長的需求。由于大多數組件都是在 CAD 上設計的，因此越來越需要掃描具有激進過渡的大區域并在點云數據中呈現視覺答案。3-D 激光掃描儀利用掃描被測部件的激光條紋獲取數據。它們在被測量的所有表面上都表現得非常好，無論表面本身如何，無論是亞光表面還是光亮表面。

白光掃描儀
在測量需要高精度的組件時，白光掃描儀正變得越來越流行。它們通常安裝在三腳架上，被測部件位于轉臺上。對于高細節掃描，白光是處理較小組件的方法。此外，這種類型的掃描儀通常不安裝在坐標測量機的 z 軸上。盡管如此，當今市場上仍有此類實施的示例。

光學傳感器
光學傳感器為光學測量設立了新標準，尤其是在接觸式 CMM 方面。它們為客戶提供了額外的好處，包括針對具有挑戰性的表面的精度和測量靈活性。

這些傳感器通常用于測量工業應用。有幾種型號使用白光激光器來測量無光澤、涂層和反射表面。這些多功能傳感器也非常適合測量帶有塑料、玻璃和其他透明材料的物體。

視覺傳感器
視頻傳感器正變得越來越流行，因為它們能夠快速測量傳統坐標測量機無法實現的零件。這是由于接觸式探頭無法合理測量的極小特征尺寸或小平面部件。

許多視頻坐標測量機利用 CCD 攝像頭與 LED 光源相結合，為傳統接觸式探針技術無法訪問的組件提供對比度。事實上，對于小零件測量（X 和 Y 方向小于 300 毫米），它們是目前使用的快和準確的方法。

何時使用非接觸式三坐標檢測機
醫療設備
隨著醫療行業需求的發展，技術也必須隨之發展。對精確和詳細測量設備的需求正在迅速增長，非接觸式 CMM在醫療行業越來越受歡迎。醫療設備變得越來越小，形狀越來越復雜，這意味著傳統的 CMM 及其接觸式探頭可能會損害這些敏感設備的結構完整性。

非接觸式視頻和多傳感器系統為具有復雜表面的敏感物體（包括植入物和假肢）提供測量。非接觸式 CMM 的復雜性為醫療專業人員提供了執行復雜醫療設備功能所需的先進測量工具。

航天
飛機制造商正在轉向非接觸式坐標測量機，因為它們提供更高的生產率和更低的運營成本。借助這些高效準確的傳感器，制造商可以滿足對飛機和航空航天技術不斷增長的需求。雖然傳統 CMM 在行業中仍然占有一席之地，特別是對于非棱柱形形狀，但非接觸式技術有利于飛機的復雜區域，包括翼展、后緣和渦輪葉片。

敏感表面
許多行業都受益于使用非接觸式坐標測量機及其自動化傳感器來測量敏感和復雜的表面。非接觸式平臺使用先進的激光器、傳感器、相機和軟件來計算從醫療設備到航空航天結構的獨特表面的尺寸。

反射面和鏡面狀表面需要光學測量工具來避免與物體本身發生任何接觸。非接觸式 CMM 能夠使用多個傳感器測量精細表面并從多個角度獲取圖像。

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