一些机械部件的形状会影响整个产品的性能。特别是一些小型部件需要以微米级的精度制造。例如，涡轮叶片边缘的形状及其表面的光滑度极大地影响通过涡轮的气体流量。与理想形状（即设计形状）的较大偏差不仅会扰乱气流并降低发电和旋转效率，还会导致叶片断裂等问题。工业产品的形状测量对于确保其性能（包括安全性）非常重要。

坐标测量机通常用于评估机械部件的几何形状。触觉坐标测量机广泛用于高精度测量复杂形状。然而，当待评估物体包含曲率半径较小的形状时，传统方法会错误地估计尖端校正方向，导致测量误差达数微米，从而导致测量结果与实际形状不同。为了保证工业产品的安全，需要评估零部件的尺寸精度是否满足要求。经过测试，测量变化导致合格的形状被评估为不合格，通常会带来不必要的成本。

AIST 的研究人员开发了一种技术来提高工业产品形状测量的可靠性。

一些工业产品的制造精度需要达到微米级。对于发电机和发动机中使用的涡轮叶片来说，与设计形状的微小偏差不仅会影响发电和旋转的效率，而且还会在运行过程中造成故障。因此，必须使用坐标测量机（CMM）准确评估工业产品的形状。然而，当使用接触式三坐标测量机测量曲率半径小于几毫米的曲面时，由于使用半径约为1毫米的有限尺寸的探头尖端进行测量数据处理，可能会出现几微米的误差。

在这项研究中，我们开发了一种方法，通过将用于图像处理和表面粗糙度测量中降噪的形态学运算应用于使用触觉三坐标测量机的测量，将测量偏差减少到亚微米量级。我们还将所开发的方法应用于涡轮叶片边缘轮廓的测量，并证明测量变化有所减少。这有望提高工业产品形状测量的可靠性，并保证质量和安全，例如尺寸精度。

这项研究的详细信息已在线发表于精密工程2024 年 9 月 11 日。

期刊：精密工程
论文标题：使用 CMM 进行精确的表面轮廓测量，无需估计尖端校正向量
作者：M渡边、O佐藤、K松崎、M鹿岛、T渡边、YBitou、T高辻
DOI：101016/j precisioneng202409009