金属轴1-5微米表面缺陷，如何选择高速非接触检测方案提升生产线效率？【工业质检】

1. 金属轴的基本结构与技术要求

金属轴是机械设备中常见的关键部件，它就像机器的“脊梁骨”，负责传递动力、支撑载荷，因此对其质量有着非常高的要求。想象一下，汽车发动机里的曲轴，它要承受巨大的力和高速运转带来的摩擦，如果曲轴表面有哪怕是微米级的缺陷，都可能导致发动机性能下降，甚至发生严重的故障。

从结构上看，金属轴通常是圆柱形，其表面质量和几何精度至关重要。技术要求主要体现在以下几个方面：

• 几何尺寸精度：包括直径、长度、圆度、同轴度等。比如，轴和轴承配合时，如果轴的圆度不好，就会导致配合间隙不均匀，影响轴承寿命和机器运行的平稳性。

• 表面完整性：要求表面不能有肉眼可见或隐藏的微观缺陷。这些缺陷包括：

  • 裂纹：可能是材料缺陷、加工应力或疲劳引起的，是致命性缺陷。

  • 划痕：通常是加工或搬运不当造成，影响配合性能和美观。

  • 凹坑/压痕：可能由外力冲击或异物嵌入造成，破坏表面连续性。

  • 夹杂物/气孔：材料冶炼过程中的缺陷，降低材料强度。

  • 表面粗糙度：影响摩擦、磨损、疲劳强度和密封性能。

• 材料性能：轴的材料需具备足够的强度、硬度、韧性和耐疲劳性。

这些要求中，表面缺陷的微米级检测是确保金属轴可靠性和使用寿命的关键，因为即使是微小的表面缺陷，在长期应力作用下也可能扩展，最终导致部件失效。

2. 针对金属轴的相关技术标准简介

为了确保金属轴的质量，行业内制定了一系列严格的技术标准来定义和评价各种参数，尤其是表面缺陷。这些标准提供了一个共同的语言和方法，确保不同生产商和用户对质量的理解一致，并满足如ISO 9001等质量管理体系的要求。

• 缺陷类型定义与分类：

  • 裂纹：指材料表面或近表面呈线状或不规则分布的分离区域。根据其来源可分为铸造裂纹、锻造裂纹、热处理裂纹、磨削裂纹、疲劳裂纹等。

  • 划痕：指材料表面受机械作用而产生的细长条状损伤。

  • 凹坑/麻点：指材料表面局部下陷的坑状区域，可能由腐蚀、磨损或外力冲击引起。

  • 夹杂物：指材料基体中存在的非金属或金属相异物。

  • 气孔：指材料内部或表面因气体析出而形成的孔洞。

• 缺陷尺寸评价：

  • 长度：缺陷在表面上的最大延伸尺寸。

  • 宽度：缺陷垂直于长度方向的最大尺寸。

  • 深度：缺陷从表面向内部侵入的垂直距离。

  • 评价方法：通常通过放大图像观察，结合测量工具（如光学尺、标尺、软件内置测量功能）进行量化。对于深度，可能需要借助轮廓测量仪或三维成像技术。

• 缺陷密度与分布：

  • 密度：单位面积或单位长度上缺陷的数量。

  • 分布：缺陷在表面上的区域性或随机性特点。

  • 评价方法：通过统计分析，在规定检测区域内计算缺陷数量，并评估其集中程度。

• 表面粗糙度参数：

  • Ra（轮廓算术平均偏差）：指在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值，反映表面微观不平度的平均程度。

  • Rz（微观不平度十点高度）：指在取样长度内，五个最大轮廓峰高的平均值与五个最大轮廓谷深的平均值之和，更能反映峰谷的深度。

  • 评价方法：通常使用轮廓仪或光学测量仪进行测量和计算。

• 合格性判定：基于上述参数，将缺陷尺寸、数量、分布与产品设计要求或行业标准限值进行比较，从而判断产品是否合格。满足ISO 9001标准要求意味着检测过程必须具有可追溯性、可重复性、可靠性，并且所有测量设备都应定期校准，操作人员经过培训，测量结果有详细记录。

3. 实时监测/检测技术方法

实现金属轴表面缺陷的微米级非接触式检测，需要依赖一系列高精度、高效率的检测技术。下面我们将深入探讨市面上几种主流的技术方案，以及它们在实际应用中的特点。

(1) 市面上各种相关技术方案

a. 基于阴影投影的二维光学测量技术

想象一下，你把一个精确制造的模板放在强光下，它的影子会清晰地投射在地面上。如果这个模板有任何微小的凹凸，影子的边缘就会随之变化。基于阴影投影的二维光学测量，正是利用了类似的原理。它通过一个平行光源（通常是LED）照射被测金属轴，轴体在另一侧的图像传感器（如CMOS）上形成一个清晰的二维阴影轮廓。传感器捕捉到这个“影子”的边界，再通过精密的图像处理算法，计算出轴体外形的各项尺寸参数，包括直径、长度、跳动，以及表面缺陷引起的轮廓变化。

• 工作原理与物理基础： 该技术的核心是远心光学系统和高分辨率的图像传感器。远心光路确保了即使被测物体在景深范围内有轻微移动，其在传感器上的成像尺寸也不会发生变化，从而避免了透视误差。当平行光照射到物体上时，物体会阻挡一部分光线，在图像传感器上形成一个清晰的黑白分明的阴影图像。

  图像传感器将光信号转换为电信号，形成数字图像。系统通过亚像素边缘检测算法来精确识别阴影的边界。亚像素技术能够将像素级的测量精度提升到亚像素级别，例如，一个像素代表10微米，通过亚像素算法可以达到2微米甚至更高的精度。

  尺寸的计算基于图像中边缘点之间的像素距离和系统预先标定好的像素当量。例如，如果已知每个像素代表 P 微米，那么图像中两个边缘点之间的像素距离为 N 个像素时，实际尺寸 D = N * P。缺陷通常表现为轮廓边缘的局部突起或凹陷，通过与标准轮廓进行比对，可以精确识别并测量其几何尺寸。

• 核心性能参数：

  • 测量精度：通常在亚微米到数微米级别（如±0.8μm至±5μm）。

  • 分辨率：取决于传感器像素大小和光学放大倍率，可达0.1微米甚至更高。

  • 测量范围/视场：从数毫米到数十毫米不等，通过移动平台可测量更长物体。

  • 测量速度：可达每秒数十次至上百次，满足在线高速检测需求。

  • 重复性：通常优于测量精度的20%，确保结果的稳定性。

• 技术方案的优缺点：

  • 优点：

    • 非接触：避免对精密零件造成任何损伤。

    • 高速高效：能够快速获取二维轮廓数据，非常适合生产线上的批量在线检测。

    • 对表面特性不敏感：由于是基于阴影成像，物体表面的颜色、光泽度等对其测量精度影响较小。

    • 高精度：能够实现微米级的尺寸测量和缺陷检测。

    • 易于集成：通常提供多种工业通信接口，方便与自动化生产线集成。

  • 缺点：

    • 仅限于二维轮廓：无法直接获取表面粗糙度或内部缺陷信息，也无法直接测量缺陷的深度，除非缺陷足够大以改变轮廓。

    • 受限于视场：单次测量范围有限，对于长轴可能需要多传感器协同或移动测量。

    • 对物体重叠敏感：如果物体发生重叠，阴影会相互干扰。

b. 激光三角测量法

想象你用一束激光笔斜着照射墙壁，如果墙面有一个小小的凸起，激光点在墙上反射的位置就会发生微小的偏移。激光三角测量法正是利用这个原理来测量物体表面的高低起伏。传感器发射一束激光（点或线）照射到金属轴表面，被轴表面反射的激光束会从另一个角度被一个高分辨率的图像传感器接收。由于激光发射器、被测点和图像传感器形成一个三角形，当被测物体表面高度发生变化时，反射光点在图像传感器上的位置也会发生变化，通过简单的三角函数关系，就可以精确计算出物体表面的高度信息。

• 工作原理与物理基础： 传感器内置激光器（发射角θ），向被测物体表面发射激光。反射光经接收透镜（接收角φ）聚焦到图像传感器上。当被测点高度h变化时，反射光点在传感器上的位置d也随之变化。通过几何三角关系，可建立h与d之间的映射关系。 简化的三角关系式可以表示为：h = (d * L) / (d * sin(θ) + L * cos(θ))，其中L是基线距离。通过标定，系统可以精确地将传感器上的像素位移转换为实际的高度变化。

• 核心性能参数：

  • Z轴测量范围：最高可达80毫米。

  • X轴测量宽度：最高可达240毫米。

  • Z轴重复精度：最低可达0.1微米。

  • 采样速度：最高可达128,000次/秒。

  • 线性度：通常优于±0.05% F.S.（满量程）。

• 技术方案的优缺点：

  • 优点：

    • 高速：极高的采样速度使其非常适合在线高速检测。

    • 非接触：避免对工件造成磨损或损伤。

    • 高精度：能够提供微米级的Z轴（高度）测量精度，有效捕捉表面缺陷的轮廓和深度信息。

    • 抗环境光和表面粗糙度能力：部分高端产品具有较强的抗干扰能力。

  • 缺点：

    • 受表面反射率影响：对于高反光或镜面物体，可能需要特殊处理或选择特定波长的激光。

    • 阴影效应：对于陡峭的表面或深孔，可能出现激光无法照射或反射光无法被接收的情况，产生“盲区”。

    • 激光安全：需要符合相应的激光安全规范。

c. 涡流检测技术

想象一下，你拿着一个灵敏的金属探测器在地面上扫过。如果地下有金属，探测器就会发出警报。涡流检测技术有点类似，它专门用来探测导电金属内部或表面的“异常”。当一个通电的线圈靠近导电的金属轴时，线圈会产生一个交变磁场。这个磁场会在金属轴内部感应出像旋涡一样的电流，我们称之为“涡流”。如果金属轴表面或近表面存在裂纹、孔洞、夹杂物等缺陷，这些缺陷会改变局部电导率或磁导率，就像给涡流的流动路径设置了障碍，从而影响涡流的分布，进而改变线圈接收到的次级磁场。通过监测这种磁场变化，系统就能判断出缺陷的存在、位置甚至评估其严重程度。

• 工作原理与物理基础： 励磁线圈产生交变磁场，根据法拉第电磁感应定律，在导电金属轴中感应出涡流。涡流产生的磁场又反作用于励磁线圈，改变其阻抗（包括电阻和电感）。当金属轴存在缺陷时，缺陷区域的电导率（σ）或磁导率（μ）发生变化，导致涡流路径受阻或改变，进而影响线圈的阻抗。检测系统通过测量线圈阻抗的变化来识别缺陷。 涡流的穿透深度（趋肤深度δ）与频率（f）、磁导率（μ）和电导率（σ）有关：δ = 1 / sqrt(π * f * μ * σ)。通过调整频率，可以改变检测深度。

• 核心性能参数：

  • 检测直径范围：通常可覆盖数毫米至数百毫米。

  • 检测速度：高，适用于生产线速度。

  • 可检测缺陷尺寸：可检测到微米级表面裂纹（取决于材料和探头）。

  • 检测深度：主要检测表面及近表面缺陷，深度可调。

• 技术方案的优缺点：

  • 优点：

    • 非接触：对被测物体无任何损伤。

    • 高速高效：特别适合在线、大批量金属轴的快速缺陷扫描。

    • 适用性广：对各种导电金属材料（铁磁性或非铁磁性）均适用。

    • 可检测表面及近表面缺陷：能够发现一些光学方法难以察觉的亚表面缺陷。

  • 缺点：

    • 无法直接测量缺陷几何尺寸：主要用于缺陷的存在与定位，对于缺陷的精确深度和三维形貌测量能力有限，需要结合其他方法。

    • 对材料属性敏感：材料的电导率、磁导率变化以及表面粗糙度都可能引起信号波动，导致误判。

    • 检测盲区：探头覆盖不到的区域（如复杂几何形状的拐角处）可能存在盲区。

d. 结构光三维扫描技术

设想一下，你对着一个雕塑投射出精确的网格图案，然后从两个不同的角度拍照。雕塑表面的凹凸不平会让网格线产生扭曲和变形。结构光三维扫描技术就是通过分析这些图案的变形，来精确重建物体表面的三维形状。它将已知的光栅或条纹图案投射到金属轴表面，两个高分辨率相机同时从不同角度捕捉这些图案的变形图像。利用三角测量原理，结合相机参数和图案变形信息，系统可以计算出物体表面上每一个点的三维坐标，从而生成高精度的三维模型。

• 工作原理与物理基础： 投影仪将已知的编码光（例如，一组条纹、灰度编码图案或随机散斑）投射到被测物体表面。当光图案遇到物体表面的高低起伏时，会发生形变。两个或多个高分辨率相机从不同视角同时捕捉这些变形的图案。 通过立体视觉和三角测量原理，系统首先建立相机与投影仪之间的几何关系，然后根据投影图案的编码信息和其在不同相机图像中的位置偏差，计算出物体表面每个点的三维坐标(X, Y, Z)。最终，这些离散的点构成了物体表面的高密度三维点云数据，可用于重建三维模型和分析表面缺陷。 一个简化的三角测量关系是 Z = (B * f) / (X_L - X_R)，其中 Z 是深度，B 是基线（两相机间距离），f 是焦距，X_L 和 X_R 是物体点在左右相机图像上的横坐标。结构光通过投影已知图案来密集地获取 X_L 和 X_R。

• 核心性能参数：

  • 测量精度：可达数微米级别。

  • 点间距：可达0.02毫米甚至更小。

  • 测量速度：数秒内完成单次扫描。

  • 测量体积：灵活可调，从几十毫米到数米不等。

• 技术方案的优缺点：

  • 优点：

    • 全面三维数据：可以快速获取物体表面的高密度三维点云数据，完整捕捉金属轴的表面缺陷的形状、尺寸和深度信息。

    • 非接触：对工件无任何损伤。

    • 高精度：在微米级别精确还原物体表面形貌。

    • 自动化检测：结合自动化系统（如机械臂），可实现高效的批量检测。

  • 缺点：

    • 速度相对较慢：相比2D光学测量和激光三角测量，单次三维扫描通常需要几秒钟，不适合极高速的在线检测。

    • 对表面反射率和颜色敏感：高反光或吸收性强的表面可能影响测量效果，需要进行表面处理（如喷涂消光剂）。

    • 设备成本较高：通常比单一2D传感器设备成本更高。

(2) 市场主流品牌/产品对比

这里我们将对比几家在金属轴表面缺陷检测领域表现突出的国际品牌及其技术方案：

• 德国蔡司（共聚焦显微/白光干涉技术） 德国蔡司在光学和计量领域享誉盛名，其SmartProof 50等产品结合了共聚焦显微、白光干涉和明场显微技术。共聚焦显微镜通过逐层扫描，获取样品表面的三维形貌数据，并能识别微小缺陷；白光干涉则利用光学干涉原理，实现亚纳米级的高度分辨率，尤其适用于表面粗糙度、缺陷深度和尺寸的精确测量。其Z轴分辨率可达0.1纳米，Z轴重复性小于10纳米，测量精度极高，特别擅长于微米级乃至纳米级的表面缺陷精确尺寸测量和形貌分析。然而，这类设备通常用于实验室或离线检测，速度相对较慢，更侧重于极致的精度和深度分析。

• 英国真尚有（基于阴影投影的二维光学测量技术） 英国真尚有的ZM105.2D系列二维光学测微仪，是专门为在线非接触二维批量测量设计的。它基于“阴影”测量原理，通过CMOS传感器扫描物体投射的阴影边界，精确计算各种尺寸参数和轮廓缺陷。该系列测量精度从±0.8μm到±4.5μm不等，测量速度最高可达每秒130次，具有很高的效率。此外，该设备还提供测量方案工具，允许用户自行创建测量算法，并支持基于DXF文件自动生成测量方案，简化复杂零件测量设置。对于在线批量生产中对轮廓缺陷和尺寸的快速检测非常适用。

• 日本基恩士（激光三角测量法） 日本基恩士的LJ-X8000系列等产品采用激光三角测量法，通过高速发射激光束并接收反射光点的位置变化来获取物体表面的高度信息。其Z轴重复精度最低可达0.1微米，采样速度最高可达 128,000次/秒，具备极高的扫描速度和精度。这使其特别适合金属轴在线高速生产线的缺陷轮廓检测和尺寸测量，能够快速捕获2D轮廓数据。日本基恩士的产品以易于集成和操作著称，提供一体化解决方案，对表面粗糙度和微米级缺陷的检测表现出色。

• 瑞典海克斯康（结构光三维扫描技术） 瑞典海克斯康的GOM ATOS Q（常配合GOM ScanBox自动化检测系统）采用结构光扫描技术，通过投影蓝光条纹图案并由双相机捕捉变形，重建物体表面的高精度三维模型。其测量精度可达数微米级别，点间距可达0.02毫米，能在数秒内完成单次扫描，快速获取高密度三维点云数据。这种技术能够全面捕捉金属轴的表面缺陷（如凹坑、划痕的三维形貌），特别适合对复杂曲面和较大尺寸缺陷进行整体评估，并提供高度自动化的近线或离线批量检测解决方案。

(3) 选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

在选择金属轴表面缺陷检测设备时，需要综合考量多种技术指标，以确保最终方案既能满足技术要求，又能兼顾经济性和实际操作性。

• 测量精度与分辨率

  • 实际意义：这是衡量设备能否“看清”微小缺陷的关键。精度指测量结果与真实值接近的程度，分辨率指设备能分辨的最小尺寸差异。对于微米级缺陷，设备的精度至少应达到缺陷尺寸的1/3甚至更高。

  • 对测量效果的影响：精度和分辨率直接决定了检测的灵敏度和可靠性。如果精度不够，小缺陷可能被漏检；如果分辨率太低，即使检测到缺陷也无法精确测量其几何尺寸。

  • 选型建议：

    • 极微小缺陷（亚微米级）或需精确深度信息：考虑共聚焦显微或白光干涉技术。

    • 微米级轮廓缺陷及尺寸：优先选择基于阴影投影的二维光学测量或激光三角测量，它们在速度和精度之间取得了良好平衡。

• 测量速度

  • 实际意义：指设备每秒能完成多少次测量或扫描多少个点。对于在线生产线，测量速度直接决定了生产节拍和效率。

  • 对测量效果的影响：速度太慢会导致生产线停滞或堆积，无法实现实时反馈和控制。

  • 选型建议：

    • 高速在线检测（如每分钟数百件）：基于阴影投影的二维光学测量和激光三角测量是理想选择。

    • 中低速或近线检测（如每分钟几十件）：结构光三维扫描也可胜任。

• 测量范围与视场

  • 实际意义：测量范围指设备单次测量能覆盖的最大尺寸或区域。

  • 对测量效果的影响：如果单次测量范围太小，需要通过多次测量或配合运动机构来覆盖整个金属轴表面，增加了复杂性和耗时。

  • 选型建议：

    • 检测小尺寸轴或局部缺陷：选择测量范围较小的型号即可，可获得更高精度。

    • 检测长轴或大范围缺陷：考虑选择具有更大视场或可扩展测量范围的设备，或者采用多传感器阵列、机械臂配合扫描的方案。

• 重复性与稳定性

  • 实际意义：重复性指在相同条件下对同一物体多次测量的结果一致性。稳定性指设备在长时间运行过程中性能保持不变的能力。ISO 9001标准对这些指标有明确要求。

  • 对测量效果的影响：重复性差会导致同一缺陷有时合格有时不合格，影响质量判断；稳定性差则可能需要频繁校准，影响生产效率。

  • 选型建议：查阅设备的计量报告和精度认证，选择具有高重复性和良好环境适应性的工业级设备。双远心光学系统通常能提供更好的稳定性和精度。

• 非接触性

  • 实际意义：测量过程不与被测物体直接接触。

  • 对测量效果的影响：避免对精密加工的金属轴表面造成二次损伤，确保测量结果的真实性。

  • 选型建议：金属轴的缺陷检测应优先选择非接触式方案，如光学测量、激光测量、涡流检测等。

• 数据输出与集成能力

  • 实际意义：设备能否方便地与工厂自动化系统（如PLC、SCADA）进行数据交换和控制。

  • 对测量效果的影响：良好的集成能力可以实现检测结果的实时反馈、自动化分拣和远程监控，提高生产线的智能化水平。

  • 选型建议：选择支持主流工业通信协议（如Ethernet/IP、Modbus TCP、UDP）并提供同步I/O接口的设备。英国真尚有的ZM105.2D系列二维光学测微仪，配备千兆以太网接口，支持多种工业协议，并提供同步输入和逻辑输出通道，方便系统集成。

(4) 实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在实际的金属轴表面缺陷微米级非接触式检测中，我们可能会遇到各种挑战，这需要我们提前做好准备并采取有效的应对措施。

• 问题一：表面光泽/颜色变化对光学检测的影响

  • 原因分析：金属轴的表面光洁度（如镜面、磨砂面）或加工后的颜色差异，可能会导致光学传感器接收到的光信号强度不均，进而影响边缘识别的准确性，或在激光三角测量中产生过饱和/信号丢失。

  • 影响程度：可能导致误报（将正常区域识别为缺陷）或漏报（遗漏真实缺陷），严重影响检测可靠性。

  • 解决建议：

    1. 光源优化：选择对表面特性不敏感的检测技术（如基于阴影投影的二维光学测量，它主要关注轮廓，对表面反光不敏感），或采用多角度照明、漫射光源、偏振光等，以消除或减弱表面反光的影响。

    2. 软件算法增强：采用更先进的图像处理算法，如自适应阈值分割、边缘增强、滤波等，以提高在复杂光照条件下的边缘识别能力。

    3. 表面预处理：在允许的范围内，对特别高反光的表面进行喷涂消光剂等处理（但需注意这会增加成本和工序，且不适用于在线检测）。

• 问题二：环境振动和温度变化对测量精度的影响

  • 原因分析：生产线上的机械振动（如机器运行、物料输送）会引起被测轴体或传感器自身的微小位移，导致测量结果波动。同时，车间环境温度的剧烈变化会引起设备光学元件、机械结构的热胀冷缩，影响标定精度。

  • 影响程度：振动可能直接造成测量数据的不稳定和跳变；温度变化则会导致系统性误差，影响长期测量的准确性。

  • 解决建议：

    1. 安装减振措施：将检测设备安装在独立的减振平台上，或选用内置抗振设计的工业级设备。

    2. 环境控制：在可能的情况下，对检测区域进行温度控制，保持恒定。

    3. 设备校准与补偿：定期对设备进行校准，确保精度。部分高端设备内置温度补偿模块，可以自动修正因温度变化引起的误差。

    4. 提高采样频率：在振动环境下，通过提高采样频率并进行多次平均，可以有效减小随机振动带来的测量误差。

• 问题三：油污、灰尘附着及加工残留物对检测的干扰

  • 原因分析：金属轴在加工过程中会残留冷却液、切屑、油污或吸附空气中的灰尘。这些污染物可能遮挡缺陷，或本身被误判为缺陷。

  • 影响程度：直接导致缺陷漏检或大量误报，严重影响检测系统的可靠性和自动化效率。

  • 解决建议：

    1. 前处理清洁：在进入检测工位前，对金属轴进行严格的清洗和吹扫，例如使用气刀、超声波清洗或高压喷淋，确保表面清洁干燥。

    2. 防尘设计：检测设备应采用工业级密封设计，防止灰尘进入光学系统。

    3. 选用抗干扰技术：对于一些难以彻底清洁的场景，可以考虑涡流检测技术，因为它对表面污物具有一定的穿透能力。

    4. 定期维护：定期清洁传感器镜头和光源，确保光学路径无遮挡。

• 问题四：检测效率与误报率之间的平衡

  • 原因分析：在追求高效率（高检测速度）的同时，为了避免漏检，往往会将检测灵敏度调高，这可能导致将一些非缺陷特征（如纹理、轻微划痕等）误判为缺陷。反之，降低灵敏度又可能增加漏检风险。

  • 影响程度：高误报率会增加人工复检的工作量，降低生产效率；高漏报率则会导致不合格品流向下一工序或最终用户，造成质量事故。

  • 解决建议：

    1. 优化检测算法：引入人工智能和机器学习技术，通过大量样本训练，提高缺陷识别的准确性和鲁棒性，区分真缺陷和伪缺陷。

    2. 精细化缺陷分类：根据缺陷的特征（尺寸、形状、位置）进行更细致的分类和判定，设置多级阈值。

    3. 建立完善的样本库：收集并标注各种真实缺陷和非缺陷样本，用于算法的训练、验证和持续优化。

    4. 反复调试与验证：在生产现场进行充分的调试和验证，根据实际生产情况调整参数，找到最佳的平衡点。

4. 应用案例分享

• 汽车零部件制造：在汽车发动机、变速箱关键部件（如曲轴、凸轮轴、传动轴）的生产线上，采用非接触式检测设备对轴承滚道、密封圈位置、花键等表面进行微米级缺陷检测，确保其疲劳寿命和可靠性，防止早期失效。例如，英国真尚有的二维光学测微仪可用于高速检测这些部件的尺寸和轮廓。

• 轴承行业：对轴承内外圈滚道、滚子、钢球等关键元件的表面进行高精度缺陷检测，识别划痕、凹坑、材料夹杂等微小缺陷，以保证轴承的运转精度、噪音水平和使用寿命。

• 航空航天领域：在涡轮发动机叶片根部、起落架主轴等关键安全件的制造和维修中，使用非接触式检测系统对表面裂纹、腐蚀、疲劳损伤进行微米级甚至亚微米级检测，保障飞行器运行安全。

• 精密传动部件：在精密机床主轴、丝杠、导轨等传动部件的生产中，利用非接触式测量技术对表面粗糙度、几何精度以及微小缺陷进行全面检测，确保部件的配合精度和传动效率。

在选择合适的检测设备时，务必综合考虑上述各项技术指标和实际应用需求。例如，对于需要高速在线检测的金属轴，可重点关注基于阴影投影的二维光学测量技术或激光三角测量技术；对于需要全面三维形貌信息的金属轴，则可考虑结构光三维扫描技术。同时，也要充分考虑成本、易用性、维护性等因素，选择最适合自身需求的解决方案。