【动态发布】基于坐标测量机的粗糙度测量
基于坐标测量机的粗糙度测量
贴近生产的粗糙度测量需求日益凸显。以齿轮测量为例，粗糙度参数不仅能描述微米和纳米范围内的表面形貌，更直接关联齿轮箱的运行性能；此外，波纹度也扮演关键角色 —— 二者的核心差异在于所考量的空间频率范围，依据 DIN EN ISO 21920 标准（前身为 DIN EN ISO 4287 与 DIN EN ISO 13565），可通过基于轮廓的高斯滤波器划分该范围。由此引发核心疑问：传统的坐标测量机在多大程度上可兼顾波纹度、粗糙度及对应参数的测量？
近年来，三坐标测量机除传统触觉测量应用外，还针对光学测量任务进行专项升级。在此过程中，其本身坚实的机床基础进一步优化，在精度、测量速度及多传感器技术上均满足更高要求，为新增粗糙度测量功能筑牢了技术根基。
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触觉式轮廓粗糙度测量系统的两类核心方案
滑块式系统
通过滑块对物体表面进行形态学预过滤（如 WENZEL 测量机搭载 Renishaw REVO RFP2 传感器的粗糙度测量方案）。测量针尖由滑靴支撑，测量范围极小，大幅降低了对定位基准系统的要求。机器控制性能和外部振动的影响较弱，滑块可平均抵消轻微位置时间偏差。滑块作为形态学过滤器会去除表面形状信息，使针尖仅跟随粗糙度轮廓，前提是三坐标测量机需实现精准预定位，可合规评定 Ra、Rz 等常见粗糙度参数。但该系统存在明显局限：首先，由于滑靴的机械滤波作用，中长波成分被滤除，导致无法合规评定波纹度（W参数）和形状（P参数）。而W参数对噪声特性至关重要。其次，由于原始轮廓信息不完整，也无法直接评定 Rv、Rp、Rk 等基于 Abbott 曲线的参数（源于旧标准 DIN EN ISO 13565）。
悬臂式系统
为精准获取上述参数，需采用无滑块设计的悬臂式系统。WENZEL Metrology GmbH 推出的 WM | RS-T 传感器便是此类方案的代表，其无需滑块，能最大程度还原表面测量轮廓，仅因针尖与被测物体的不可避免作用及机器控制性能产生微小偏差，测量基准的原始轮廓可源自三坐标测量机或传感器本身。该系统对机器基准要求更高（依赖设备设计），但 WM | RS-T 传感器通过固定控制定位模式，降低了对三坐标测量机控制性能的依赖，大测量范围设备也可适配；原始轮廓测量所需的进给运动由传感器内置进给轴实现，通过针尖匀速运动保障定位精度。
WM | RS-T传感器的核心优势与集成特性
与竞争系统相比，WM | RS-T 传感器刻意省略了传感器侧基准球。此类基准球虽能缩小测量范围、降低机器影响，本质是滑块式与悬臂式的折中方案，且存在可达性不足的关键缺陷。省去基准球后，该传感器可应对复杂几何场景，例如小模块（模块2或更小）齿轮齿面的径向波纹度和粗糙度测量，避免了基准球占用空间导致的测量范围受限问题。
其另一核心优势是具备双旋转轴（R 轴：0°至360°连续旋转；T 轴：-90°至 + 90°连续调节），结合旋转工作台轴（C 轴）及标准 XYZ 轴，形成 6 个定位轴，覆盖全空间自由度，尤其适配 GT 系列设备的齿轮测量任务。软件层面，WM | RS-T 传感器被视为可自动更换的测量头，通过专用接口可替换为 Renishaw SP600 等扫描测头；在校准环节，需在校准球上对不同旋转位置进行系统校准，流程与 Renishaw PH10-M、PHS-2 等成熟测量头一致，传感器支持单点测量功能以满足校准需求。
总结
WM | RS-T 传感器可轻松将三坐标测量机改造为粗糙度测量设备，其与 WM | Quartis R2025-2 用户软件的无缝集成，为未来各类基于粗糙度的测量任务拓展了广阔应用空间。
