技術摘要:CP500S核心優勢
· 雙模式融合:支持單點觸發與連續掃描兩種測量模式,兼顧測量效率與數據密度。
· 高速動態表現:配合專用測控系統,可實現高掃描速度,大幅縮短復雜零件(如葉片、齒輪)的檢測周期。
· 高精度穩定性:在連續掃描過程中保持極低的示值誤差,支撐Earth系列三坐標測量機實現MPEE = 0.6 + L/500μm的表現。
在精密計量的世界里,測頭不僅是物理接觸的媒介,更是數據采集的精度源頭。中圖儀器(Chotest)自主研發的CP500S 高速掃描測頭,實現了“觸發+掃描"模式的深度融合,這種技術在面對葉片、葉盤、齒輪等復雜曲面零件檢測時,改變了傳統點對點的測量模式,顯著提升了檢測的完整性與效率。

CP500S測頭創新性地將觸發式測量與連續掃描測量功能融合在同一個硬件本體中。
(1)高靈敏度傳感系統:該測頭內部采用高分辨率光柵系統(分辨率優于0.1μm)和光機一體化設計,能夠配合剛性優化的平行膜片,精準感知測針末端的微小三維偏移量。
(2)雙模式運行邏輯:
①觸發模式:用于測量規則幾何特征(如孔位、基準面),此時它像傳統測頭一樣工作。
②掃描模式:在接觸工件后,測頭保持與表面的持續接觸并滑動。系統直接、高速、同步地測量測針的偏移量,通過復雜的算法解耦,實現貼著工件表面進行連續動態采集。
針對航空發動機葉片、汽輪機葉片等具有非線性自由曲面特征的零件,這種技術的優勢主要體現在以下幾個方面:
(1)數據密度與完整性:
①痛點解決:傳統觸發測頭采集的是離散點,難以完整還原葉片曲率急劇變化(如進排氣邊)的輪廓,容易遺漏關鍵的型面偏差。
②全貌還原:掃描模式可以將測量思維從“點"升級到“線"和“面"。它能捕捉曲面的每一個細微變化,生成高密度的點云數據,從而完整還原葉片的扭曲形態和輪廓度誤差。
(2)深腔與復雜結構的可達性:
長測針支持:CP500S-L型號支持長達230mm的測針。這使得測頭能夠深入到葉輪、葉盤的葉片之間狹窄的流道內部,或者是異形腔體深處進行掃描,解決了傳統測頭“夠不著"或“易碰撞"的難題。
(3)安全性與低損傷:
對于薄壁葉片或軟材質零件,CP500S具備低測力控制和防撞保護功能,能在不損傷葉片表面的前提下,精準捕捉型面微小偏差。


“觸發+掃描二合一"技術最直觀的價值在于檢測效率的飛躍,特別是在批量生產場景下:
(1)采集速度:
CP500S能夠以每秒1000個點的速度穩固采集表面數據。相比于觸發式測頭每次接觸只能獲取1個點,其數據獲取能力呈指數級增長。
(2)檢測周期縮短:
①整體效率:連續掃描模式通常將檢測效率提高了30%以上。
②葉片檢測案例:在航空發動機葉片、葉盤的數字化檢測案例中,相較于傳統的觸發式測量,使用CP500S掃描測頭的檢測時間可縮短約60%。它可以在數分鐘內完成數百個截面的數據采集,極大緩解了精密制造中的檢測瓶頸。
(3)減少換針時間:
由于同一測頭即可完成尺寸測量(觸發)和形貌分析(掃描),減少了在測量過程中頻繁更換不同類型測頭的需求,進一步優化了節拍。
傳統的測量方式往往需要在效率和精度之間做取舍。CP500S 通過底層算法優化,實現了在同一套系統中靈活切換:
1.觸發模式:適用于標準幾何要素(如孔、面)的快速定位與測量。
2.掃描模式:針對復雜曲面(如航空葉片)進行高密度采樣,配合PowerDMIS軟件自動過濾粗大誤差,還原工件真實的幾何形貌。
這種高度的集成化,使得Earth系列固定橋式三坐標在處理制造任務時,展現出了高柔性與可靠性。
中圖儀器的“觸發+掃描二合一"測頭(CP500S)通過高密度連續采點解決了復雜曲面“測不全"的問題,通過1000點/秒的高速采集解決了“測得慢"的問題。在葉片等復雜零件檢測中,它不僅實現了從“尺寸抽檢"到“全型面數字化分析"的跨越,更將檢測效率提升了數倍,是實現精密制造閉環控制的關鍵技術。
CP500S的意義不只是單點突破,它是中圖儀器構建“精密測量全產業鏈"閉環的關鍵一環。在實驗室中,這種閉環邏輯隨處可見:
· 基準標定:利用SJ6000激光干涉儀為Earth三坐標提供納米級的線性精度標定。
· 幾何量檢測:由搭載CP500S測頭的Earth三坐標解決亞微米級的尺寸與形位公差。
· 微納形貌分析:針對更精細的表面紋理,通過白光干涉儀或掃描電鏡進行納米級解析。
· 生產線品控:在大批量復檢場景下,協同VX系列閃測儀實現秒級一鍵測量。
這種全維度的測量賦能,才是國產儀器在2026年實現換道超車的底氣所在。
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