什么是 3D 形狀測(cè)量機(jī)？

3D形狀測(cè)量機(jī)是一種可以測(cè)量亞微米級(jí)表面形狀的設(shè)備。

亞微米是指微米以下的水平，微米是1毫米的1/1,000。 3D 形狀測(cè)量機(jī)可以捕獲零件的三個(gè)維度的形狀并執(zhí)行各種測(cè)量。

它還用于測(cè)量電子元件板和半導(dǎo)體的表面粗糙度、高度和厚度。其特點(diǎn)是高速、高分辨率、高精度。

此外，根據(jù)安裝方法和測(cè)量方法，3D形狀測(cè)量機(jī)有多種類(lèi)型。安裝方式有固定式和便攜式，測(cè)量方式有接觸式、非接觸式、激光跟蹤儀、排版機(jī)等。

3D形狀測(cè)量機(jī)的應(yīng)用

3D形狀測(cè)量機(jī)的用途如下。

1. 線粗糙度測(cè)量

3D輪廓測(cè)量機(jī)可以像觸針式表面粗糙度計(jì)一樣測(cè)量Ra和Rz等典型表面粗糙度參數(shù)。

2. 表面粗糙度測(cè)量

通過(guò)使用3D形狀測(cè)量機(jī)測(cè)量整個(gè)表面，可以高精度測(cè)量波紋度和表面之間的差異。具體示例包括墊圈波紋度評(píng)估和塊規(guī)臺(tái)階測(cè)量。

3. 平面測(cè)量

用于兩點(diǎn)之間的距離、直線、圓心之間的距離以及各種其他平面測(cè)量。它用于所有行業(yè)，包括醫(yī)療設(shè)備、考古、成型和鐘表行業(yè)。

3D形狀測(cè)量機(jī)原理

許多 3D 形狀測(cè)量機(jī)使用白光干涉法。白光干涉法是使用白光干涉儀的測(cè)量方法。光干涉是當(dāng)光從物體表面到某一點(diǎn)的距離存在差異時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。光學(xué)干涉儀利用這種現(xiàn)象來(lái)測(cè)量表面不規(guī)則性。

由于光的干涉，樣品表面凹凸不平造成光程差，出現(xiàn)條紋圖案。條紋的數(shù)量代表樣品表面凹凸的高度。實(shí)際上，使用內(nèi)置參考鏡（稱(chēng)為干涉鏡）的物鏡，將白光照射到參考鏡和物鏡上，在上下移動(dòng)物鏡的同時(shí)用相機(jī)觀察干涉信號(hào)。

有的還配備了高感光度CMOS。 CMOS 是一種將通過(guò)鏡頭進(jìn)入的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體。使用CMOS的固態(tài)圖像傳感器可以在拍攝形狀的同時(shí)拍攝外觀照片，從而可以同時(shí)進(jìn)行表面觀察和測(cè)量。分析內(nèi)容被轉(zhuǎn)換成類(lèi)似3D模型的數(shù)據(jù)，并可以在

1. 3D形狀測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)

目前市場(chǎng)上的 3D 形狀測(cè)量機(jī)采用，現(xiàn)在可以執(zhí)行以前不可能的測(cè)量。使用等常用測(cè)量?jī)x器很難從虛擬原點(diǎn)確定特定點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

此外，使用虛擬點(diǎn)和線的測(cè)量以及幾何公差很難用其他測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量，但可以使用 3D 形狀測(cè)量機(jī)來(lái)完成。最近，通過(guò)讀取 3D 原型的形狀并使用創(chuàng)建 3D 物體，可以以與真實(shí)物體相同的方式檢查形狀。

2. 3D形狀測(cè)量機(jī)的問(wèn)題及解決方案

由于3D形狀測(cè)量機(jī)的高精度測(cè)量技術(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)處理速度的提高，測(cè)量工作的效率得到了顯著提高，但另一方面，仍然存在以下問(wèn)題。

• 實(shí)施成本高

• 安裝空間大，維護(hù)負(fù)擔(dān)大。

• 由于3D形狀測(cè)量機(jī)本身尺寸的限制，可測(cè)量物體的尺寸也受到限制。

為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了多關(guān)節(jié)臂式3D形狀測(cè)量機(jī)。現(xiàn)在正在使用便攜式 3D 形狀測(cè)量機(jī)，其技術(shù)最初是為假肢手臂和假肢制造商開(kāi)發(fā)的。

通過(guò)根據(jù)用戶的意愿移動(dòng)手臂，可測(cè)量范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，隨著使用激光測(cè)量的非接觸式的引入，現(xiàn)在可以測(cè)量大型物體。