工件几何信息的在位检测方法探讨

为实现误差的补偿，首先需要对加工过程中的工件误差进行检测。针对复杂型面数据的测量有多种方法，根据数据测量中测头是否与被测物体表面接触，分为接触式和非接触式，如图4.7所示。

图4.7　数据测量方式分类

接触式测量方法是通过传感测头与产品的接触而记录产品表面点的坐标位置的，可以细分为点触发式和连续扫描式。接触式测量仪器有电感量仪、三坐标测量机（CMM），其中以三坐标测量机为主。它对刚性物体的表面数据测量精度高，主要用于机械加工工件的测量及几何尺寸和公差的检测。随着模拟测头的出现，三坐标测量机可以沿着叶身型面进行连续扫描测量。目前三坐标测量机在航空发动机叶片实际检测中的应用越来越广泛。接触式测量方法的优点是：精度高；能快速测量基本几何体，不受测量环境及实体的材质、颜色的影响；可测量光学仪器无法测量的死角如深沟、小凹槽等区域。(www.xing528.com)

非接触式测量方法主要是基于光学、声学、磁学等领域的基本原理，将一定的物理模拟量通过适当的算法转换为产品表面的坐标点。目前主要有光学扫描、CT扫描（X射线、γ射线）、超声波方法。光学扫描测量分为激光点状测量、线状测量、面状测量及白炽灯面状光栅测量。光学扫描按所使用光源的不同分为激光光学扫描和白炽灯光栅光学扫描。激光点状扫描方法一般与三坐标测量机测量方法基本相同，只是测头不同；光学线状或面状扫描基于光学三角原理，即将具有规则几何形状的测量光源投影到被测表面上，形成漫反射光带，并在电子耦合器件（CCD）上成像，根据三角原理测出被测表面某位置的空间坐标。工业CT利用X射线等在被检测物体中的衰减规律及分布情况，由探测器陈列获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，使其以图像形式显示出来。非接触式测量方法的优点是：测量速度快；分辨率高；可以测量物件上大部分的特征；无需测头半径补偿；可测量接触式测量方法无法测量的物体，如软质物件、塑料薄件等。目前主要用于产品数字化和逆向工程中。其缺点是：测量精度较差；测量点质量受外部环境因素影响较大；较难对几何形状，如细长深孔等做完整的测量。接触式测量与非接触式测量相比虽然效率较低，但由于其测量精度和智能化程度高，设备价格低，因此被广泛应用于制造业的CAD/CAM、产品检测和质量控制中。

近年来，接触式在机测量技术与非接触式在机光学测量技术的发展，为工件加工工序间质量的检测、加工误差的补偿等提供了可靠的数据来源。