一、引言
在机械制造领域，机械零件深凹槽的检测质量直接影响设备的性能与可靠性。以航空发动机止动螺母为例，其矩形凹槽深度公差通常在微米级，传统检测方法面临诸多挑战。平台推表检测法因基准不重合导致误差较大，工作型三坐标测量仪精度难以满足要求，计量型虽精度达标却因设备要求高、远离生产现场，造成检测成本增加与生产效率降低。因此，探索高效精准的深凹槽检测方法成为行业亟待解决的问题，激光频率梳 3D 轮廓检测技术的出现为机械零件深凹槽检测提供了新的思路。
二、传统机械零件深凹槽检测方法分析
传统检测方法在机械零件深凹槽检测中存在明显局限性。平台推表检测法依赖人工操作，通过百分表在平台上推移测量凹槽深度，这种方法受人为因素影响大，基准面与零件实际基准难以完全重合，测量误差通常在几十微米甚至更高，无法满足高精度深凹槽的检测需求。工作型三坐标测量仪虽能实现三维坐标测量，但精度一般在几微米到十几微米，对于深度公差要求在微米级以下的深凹槽，检测结果的可靠性不足。计量型三坐标测量仪精度可达到微米级以内，但设备价格昂贵，且需要恒温恒湿等严格的环境条件，只能在专门的计量实验室使用，无法在生产现场实时检测，导致零件检测周期延长，影响生产进度。
三、激光频率梳 3D 轮廓检测技术原理
激光频率梳是一种由多个精确且稳定间隔的激光线构成的光源系统，其光谱覆盖范围广，可作为高精度的飞行时间标尺。在机械零件深凹槽检测中，该技术通过发射激光脉冲，测量脉冲从深凹槽表面反射回探测器的时间，根据光速计算出探测器到深凹槽表面各点的距离。同时，结合高精度的扫描技术，对深凹槽表面进行逐点扫描，获取大量的三维坐标信息。通过数据处理系统对这些坐标信息进行分析和重构，最终形成深凹槽的三维轮廓模型。该技术的测量精度可达纳米级，能够准确捕捉深凹槽表面的微小特征和缺陷，为机械零件深凹槽的精确检测提供了技术支撑。
四、激光频率梳 3D 轮廓检测在机械零件深凹槽检测中的应用
（一）航空航天机械零件检测
在航空航天领域，发动机叶片、燃烧室等关键机械零件存在大量深凹槽结构，这些凹槽用于气流引导、冷却介质流通等重要功能。激光频率梳 3D 轮廓检测技术可对这些深凹槽的深度、宽度、侧壁斜率等参数进行精确测量。例如，对发动机叶片榫槽的检测，能准确判断榫槽的尺寸是否符合设计要求，避免因榫槽尺寸偏差导致叶片安装不牢固，在高速旋转过程中出现振动、疲劳断裂等严重问题，保障航空航天设备的飞行安全。
（二）汽车制造机械零件检测
汽车发动机缸体、变速箱壳体等机械零件中存在各种深凹槽，如缸体上的润滑油道凹槽、变速箱壳体中的齿轮安装凹槽等。利用该技术可以快速检测这些深凹槽的表面粗糙度、形状精度等指标。在汽车零部件批量生产中，通过对深凹槽的在线检测，及时发现加工过程中的偏差，调整加工工艺，提高零件的合格率。例如，对缸体润滑油道深凹槽的检测，可确保润滑油的顺畅流动，减少发动机部件的磨损，提高汽车发动机的使用寿命和性能稳定性。
（三）精密仪器机械零件检测
精密仪器如高端机床、测量仪器等的机械零件深凹槽精度要求极高。激光频率梳 3D 轮廓检测技术能够对这些深凹槽进行全方位检测，包括凹槽底部的平面度、侧壁的垂直度等关键参数。在精密仪器制造过程中，通过该技术的检测，可保证机械零件深凹槽的精度，从而确保整个仪器的测量精度和工作稳定性。例如，对坐标测量机导轨安装深凹槽的检测，能保证导轨的安装精度，提高测量机的测量准确性和重复性。
五、激光频率梳 3D 轮廓检测技术的优势
与传统检测方法相比，激光频率梳 3D 轮廓检测技术在机械零件深凹槽检测中具有显著优势。该技术采用非接触式测量方式，避免了传统接触式测量对深凹槽表面造成的划伤、变形等损伤，特别适合高精度、易损伤机械零件的检测。检测速度快，可在短时间内完成对深凹槽表面的全面扫描，获取大量的检测数据，满足批量生产中快速检测的需求。测量精度高，纳米级的精度能够准确检测出深凹槽表面的微小缺陷和尺寸偏差，为机械零件的质量控制提供可靠依据。此外，该技术能够生成完整的深凹槽三维轮廓图像，便于检测人员直观地了解深凹槽的形状和尺寸状况，进行全面的质量分析和评估。
激光频率梳3D光学轮廓测量系统简介：
20世纪80年代，飞秒锁模激光器取得重要进展。2000年左右，美国J.Hall教授团队凭借自参考f-2f技术，成功实现载波包络相位稳定的钛宝石锁模激光器，标志着飞秒光学频率梳正式诞生。2005年，Theodor.W.Hänsch（德国马克斯普朗克量子光学研究所）与John.L.Hall（美国国家标准和技术研究所）因在该领域的卓越贡献，共同荣获诺贝尔物理学奖。
系统基于激光频率梳原理，采用500kHz高频激光脉冲飞行测距技术，打破传统光学遮挡限制，专为深孔、凹槽等复杂大型结构件测量而生。在1m超长工作距离下，仍能保持微米级精度，革新自动化检测技术。
核心技术优势
①同轴落射测距：独特扫描方式攻克光学“遮挡”难题，适用于纵横沟壑的阀体油路板等复杂结构；
（以上为新启航实测样品数据结果）
②高精度大纵深：以±2μm精度实现最大130mm高度/深度扫描成像；
（以上为新启航实测样品数据结果）
③多镜头大视野：支持组合配置，轻松覆盖数十米范围的检测需求。
（以上为新启航实测样品数据结果）