创视智能科普 | 金属加工件内壁段差测量的必要性

在现如今已有的制造业中，金属加工件的质量会对产品的可靠性和寿命产生一定的影响效果。其中，内壁段差作为关键的几何特征，就是一个对其产生影响的关键因素。对它的精度控制是否得当，会直接影响装配的密封性、流体动力学性能及其结构强度，所以来说至关重要。传统测量方法因效率低、易损伤工件等问题，难以满足高精度大批量生产需求。为此，光谱共焦位移传感器等非接触式测量技术的引入，为内壁段差测量提供了革新性解决方案。

内壁段差失控的行业痛点

内壁段差指的一般是加工件内部阶梯状结构的尺寸偏差，常见于发动机缸体、液压阀腔、精密模具等场景。若未精确控制，将导致密封失败（如油液渗漏）、部件异常磨损或装配干涉。因此其加工件的内壁尺寸测量长期是行业难点，尤其是对含复杂几何要素（如圆弧、二次曲线）的内壁，传统量具的局限性可见一斑。

以双金属发动机缸体为例，强调段差需控制在±0.02mm以内，否则将会引发垂直度误差超限——0.047mm/100mm，直接威胁到产品性能。此外，由于人工成本上升与批量生产需求倒逼企业寻求自动化测量方案，而接触检测设备的效率较为底下，从而产生了产能瓶颈。

传统测量技术的局限性

接触式测量（如三次元、高度规）虽能实现μm级精度，但它存在着三大“硬伤”：

效率瓶颈：还是我刚才所提到的，行业痛点也是其主要局限性之一。因为在检测中，非接触式测量需要逐点来进行接触扫描，这就会导致单件测量的时间耗费严重，使其无法匹配流水线节奏，从而达到生产预期效果。

工件损伤风险：在检测过程中，由于接触式测量在测量内壁段差时，会使探头接触到金属内壁表面，这会极大可能导致探头由于接触而导致的表面刮伤，增加废品率。

几何适应性差：复杂的内壁结构因空间限制，探头难以抵达目标区域。模具镶件段差因分型面匹配偏差，需专用工具（如段差尺），但人工读数误差达±0.05mm，且无法数字化反馈。这些缺陷在高端制造场景中日益凸显，催生非接触式技术的需求。

光谱共焦位移传感器的技术突破

光谱共焦位移传感器与上述所提到的接触式测量方法有本质差别。该设备是利用的宽光谱光束的轴向色散特性，使不同波长光聚焦于不同轴向位置。当被测物表面反射光通过共焦光路时，仅焦点波长被设备捕获，通过波长-位移标定关系实现亚微米级精度测量。

该设备可在避免工件损伤，且适用于镜面、软质材料。且亚微米级光斑可深入窄缝、盲孔，从而解决内壁测量死角问题。

使用光谱共焦位移传感器对金属加工件内壁段差进行测量已经从“可选项”变成了“必选项”，该选项是高端制造业品质升级的关键环节。光谱共焦位移传感器通过非接触、高精度、强适应性的技术特性，突破传统测量瓶颈，为批量生产提供可靠的质量保障。随着智能化校准与系统集成的发展，该技术将进一步推动段差控制向“零偏差”目标迈进。企业需积极引入先进测量体系，将段差精度管控纳入核心工艺链，方能在全球化竞争中筑牢“质量护城河”！