接觸式三維測量和非接觸式測量的對比

非接觸式測量技術(shù)基于光學(xué)原理，具有高效率、無破壞性、工作距離大等特點(diǎn)，可以對物體進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)的測量。此類技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品質(zhì)量檢測和工藝控制中，可大大節(jié)約生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品的研制周期，大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，因而備受人們的青睞。

接觸式測量主要有三坐標(biāo)測量機(jī)和關(guān)節(jié)臂測量機(jī)。

三坐標(biāo)測量機(jī)

坐標(biāo)測量機(jī)是一種大型精密的固定式三坐標(biāo)測量儀器，可以對具有復(fù)雜形狀的工件的空間尺寸進(jìn)行測量。

三坐標(biāo)測量機(jī)簡稱CMM (Coordinate Measuring Machine， CMM) ，自六十年代中期第一臺三坐標(biāo)測量儀問世以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及電子控制系統(tǒng)、檢測技術(shù)的發(fā)展，為測量機(jī)向高精度、高速度方向發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

隨著新技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及工業(yè)智能化需求的不斷提升，三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢被不斷發(fā)掘，自身的一些缺點(diǎn)也越來越明顯。

三坐標(biāo)測量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

相對于手動測量中的多種表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)，三坐標(biāo)測量機(jī)把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時(shí)間從數(shù)小時(shí)減到幾十分鐘甚至幾分鐘。

能考慮到不規(guī)則零件的測量，相對于傳統(tǒng)測量中的死角，三坐標(biāo)測量儀能夠輕松測量。甚至是非接觸式測量中的一些光路遮擋區(qū)域，三坐標(biāo)依然具備較好的應(yīng)對能力。

三坐標(biāo)測量機(jī)的缺點(diǎn)

對環(huán)境的要求非?？量蹋枰銣丨h(huán)境，不然測量結(jié)果就會產(chǎn)生偏差。

對于測量人員有一定的技術(shù)水平要求，要經(jīng)過一定時(shí)間的培訓(xùn)才能進(jìn)行機(jī)器操作測量。

針對微小，易變形的工件，難以進(jìn)行測量。因?yàn)槿鴺?biāo)測量機(jī)使用的是測頭探針進(jìn)行接觸式的測量，如果工件太細(xì)小，探針無法進(jìn)行探測，或者工件為軟薄等材質(zhì)，接觸時(shí)會發(fā)生變形等等情況，都無法使用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測量。

在當(dāng)前工廠智能化的浪潮中，在線檢測需求逐步成為主流需求。這就要求每個(gè)產(chǎn)品的測量時(shí)間進(jìn)一步縮減，以秒為計(jì)算單位，三坐標(biāo)測量機(jī)在應(yīng)對在線檢測需求時(shí)顯得無能為力。

關(guān)節(jié)臂測量機(jī)

美國 FARO 公司生產(chǎn)的鉑金系列關(guān)節(jié)臂測量機(jī)單點(diǎn)精度可達(dá) 0.005mm，空間長度精度可達(dá) 0.02mm，重量最輕可不超過 9.0kg。

關(guān)節(jié)臂測量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活、測量范圍大、便攜等。

缺點(diǎn)：精度比三坐標(biāo)低，可能存在測量死角以及低精度區(qū)域，且測量效率較低。

線激光3D相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)有以下兩點(diǎn)：

(1) 與接觸測量相比, 它解決了接觸測量中的接觸壓力、損傷以及保養(yǎng)頻繁等問題; 解決了接觸側(cè)頭半徑較大帶來的橫向分辨率問題; 提高了檢測速度(如德國SICK的Ranger3在處理 154億像素?cái)?shù)據(jù)時(shí)還能達(dá)到 7kHz級,而接觸式測量速度僅為 1Hz左右)。

(2) 與其它非接觸方法相比: 具有大的偏置距離和大的測量范圍, 對待測表面要求較低,而離焦檢測法和光干涉法等通常只能測量非常光滑的表面，LED結(jié)構(gòu)光法無法在大測量范圍時(shí)保持較高精度和速度。線激光掃描適應(yīng)密集型金屬件或高亮金屬件檢測，如連接器Pin針高度檢測，LED結(jié)構(gòu)光法在Pin針檢測時(shí)會因噪聲過大而無法準(zhǔn)確檢測。此外, 三角測量法還具有如下特點(diǎn): 采用半導(dǎo)體激光器, 測量儀器體積較小; 激光方向性好, 光功率高, 從而使測量儀器分辨率高、穩(wěn)定性, 測量精度高; 與計(jì)算機(jī)結(jié)合, 形成智能測試系統(tǒng); 在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)在線檢測，適用范圍更廣，如手機(jī)中框的平整度視覺檢測等。