光學軸類測量儀（如基于光學原理的影像測量儀、激光掃描儀或條紋投影系統等）在軸類零件的螺紋測量和幾何公差測量方面，相比傳統接觸式測量方法（如三坐標測量機CMM、螺紋規、千分尺等），具有顯著的優勢，主要體現在以下幾個方面：

一、 螺紋測量的優勢

1. 非接觸測量，無損高效：

• 避免劃傷和變形： 光學測量無需物理接觸被測螺紋表面，消除了探針劃傷精密螺紋牙型（尤其是軟材料或精密表面處理件）或微小變形的風險，保證了零件的完整性。

• 大幅提升效率： 無需反復定位、接觸、采點，光學系統可以在一次掃描或拍照中快速獲取整個螺紋區域的大量點云或圖像數據。對于批量檢測，效率提升尤為顯著。

2. 獲取完整三維形貌信息：

• 大徑、中徑、小徑

• 螺距

• 牙型角（半角）

• 牙高/牙深

• 螺紋錐度（對于錐螺紋）

• 牙型輪廓偏差（與標準牙型比較）

• 螺紋收尾/起始形態

• 超越單一參數： 傳統螺紋規、螺紋千分尺主要測量中徑等單一參數。光學測量能重建螺紋牙型的完整三維輪廓。

• 全面參數測量： 基于完整輪廓，可以高精度計算所有關鍵螺紋參數：

3. 高精度和可重復性：

• 現代光學系統（特別是白光共焦、激光干涉、高精度條紋投影）可以達到微米甚至亞微米級的測量精度，滿足大多數精密螺紋的檢測要求。

• 非接觸測量消除了人為接觸力差異帶來的誤差，測量結果具有優異的重復性和再現性。

4. 適合復雜和微小螺紋：

• 對于小螺距、小直徑的微型螺紋，傳統接觸式探針可能難以精確接觸牙型底部或側面。光學方法（尤其是高倍率顯微光學）可以清晰地成像和測量這些微小特征。

• 對于薄壁件或易變形件，非接觸性是可靠的選擇。

5. 直觀可視化和缺陷檢測：

• 可以直接在軟件中觀察螺紋的三維模型、截面輪廓圖，非常直觀。

• 更容易識別螺紋表面的缺陷，如毛刺、磕碰、磨損、牙型畸變等。

二、 幾何公差測量的優勢

1. 快速獲取海量點云數據：

• 光學掃描可以在極短時間內獲取軸類零件表面的數十萬甚至數百萬個數據點，形成密集的點云。

• 相比CMM的逐點接觸測量，速度有數量級的提升，特別適合全尺寸檢測和復雜輪廓測量。

2. 完整表征形狀和輪廓：

• 圓度/圓柱度： 基于整個圓周或圓柱面上密集的點，最小二乘法擬合或最小區域法計算更精確，更能反映真實形狀誤差。

• 直線度： 沿軸線方向密集采樣，準確評估直線度偏差。

• 同軸度/同心度： 精確測量多個截面的圓心位置，評估其相對于基準軸線的偏差。

• 跳動（徑向/端面）： 在旋轉掃描中，能連續獲取整個圓周相對于基準的偏差。

• 輪廓度： 無論是線輪廓度還是面輪廓度，高密度點云與理論CAD模型進行比對，是最直接有效的方法。

• 高密度點云使得計算各種幾何公差（尤其是形狀和位置公差）更加準確和可靠：

3. 一次裝夾，全面測量：

• 軸類零件通常需要測量多個直徑、長度、臺階、倒角、圓角以及各種幾何公差。

• 光學系統（尤其是帶有轉臺或可編程運動軸的）可以在一次裝夾中，通過掃描或不同角度的影像測量，完成零件上幾乎所有外部特征的尺寸和幾何公差測量，極大提升效率，減少裝夾誤差。

4. 強大的數據處理和報告生成能力：

• 自動對齊點云與CAD模型（基于基準或最佳擬合）。

• 自動計算各種GD&T參數。

• 生成直觀的彩色偏差云圖（色譜圖），清晰顯示超差區域。

• 自動生成包含詳細數據和圖表的檢測報告（PDF, Excel等）。

• 配套軟件通常功能強大，能：

5. 適合柔性生產和復雜工件：

• 程序化測量：測量程序可以保存和快速調用，適應不同型號軸類零件的快速切換檢測。

• 復雜曲面測量：對于帶有非圓截面、復雜曲面（如凸輪軸）或自由曲面的軸類零件，光學掃描是獲取其完整形狀并進行輪廓度評價的有效方法。

總結關鍵優勢對比表

需要注意的局限性

• 表面要求： 光學測量對被測表面反光特性（太亮、太暗、透明、鏡面）敏感，可能需要噴顯影劑處理，增加了步驟。

• 深孔/盲區： 對于軸類零件內部深孔、內螺紋或被遮擋區域，光學方法可能難以測量，仍需接觸式探針或內窺鏡等輔助。

• 環境要求： 高精度光學測量可能需要穩定的溫度、振動控制環境。

• 設備成本： 高精度光學測量系統初始投入成本可能較高。

結論

對于軸類零件的螺紋測量和幾何公差（尤其是形狀公差和輪廓度）測量，光學軸類測量儀憑借其非接觸、高速、高精度、獲取完整三維信息、可視化強、自動化程度高等核心優勢，已經成為現代制造業，特別是在追求高效率、高精度、全尺寸檢測和質量控制嚴格的應用場景（如汽車、航空航天、精密儀器、醫療器械等）中的測量方案。它極大地克服了傳統接觸式測量的局限，顯著提升了檢測效率、數據完整性和可靠性。在選擇時，需根據具體的工件特性（尺寸、材料、表面狀況、精度要求）和測量需求（側重螺紋還是幾何公差，是否需要內徑測量）來匹配合適的光學測量技術（影像測量、激光掃描、條紋投影等）。

瑞士丹青Sylvac系列S25，S60，S145光學軸類掃描儀，多型號，集光、機、電子和計算機為一體的非接觸精密測量系統，專門為回轉體軸類零件的檢測提供全面的測量方案。直徑從26mm到145mm，長度從200到1750mm范圍內的回轉體軸類零件的檢測均可輕松完成！偏擺系統可更全面的測量，本系統配置了高集成度CMOS線性光電傳感器陣列，每個CMOS陣列由數千個光敏像素組成。全新的攝像頭和鏡頭為您提供快速高品質圖像處理，從而實現高品質測量。當工件被平行光照射，其影像投影在CMOS陣列上時，光敏象素能細微的檢測到工件影像的邊緣變化并以電信號形式輸出，再通過細分內插的機理，這種邊緣變化的識別可達到小于一個光敏象素的水平。從而可以完成幾何尺寸和形狀公差的精確分析和測量，也可以根據需求加配測針對工件進行接觸式測量