影像测量仪是将被测对象的图像当作检测和传递信息的测量方法,影像测量仪是通过光电技术采集, 依照测量软件进行几何运算得出最终结果的影像测量仪器。本文主要针对影像测量仪评估过程中的关键要素进行分析讲解。
( 1) 评估影像测量仪器的关键因素
影像测量仪器的测量精度,可靠性和影像识别能力等性能是用户选择购买的重要依据,对于复杂边界的自动识别和抓取,并大程度地提高检测效率,是决定一款产品在市场销售量的重要因素。
不同测量行程设备的需要结构形式多样性对应,以满足标示的精度为准。 目前市场上的影像测量仪的结构形式主要有立柱式结构、固定桥式结构与移动桥式结构。立柱式结构和固定桥式结构在小量程的影像测量仪中应用都很广泛。各有优势。移动桥式结构主要用在特大量程的影像测量仪中。立柱式结构的优势在于结构紧凑、占用场地小、装取工件方便; 固定桥式结构的特点是产品稳重、大气。但占用场地较大,装取工件不太方便;移动桥式结构则容易实现大量程测量。测量过程中工件固定不动。
( 2) 光源系统
光源系统在影像测量仪中起着至关重要的作用, 直接决定着一台影像仪性能的好坏、功能的强弱。好的光源系统可帮助影像测头获取清晰、锐利、均匀一致的正确图像。确保测量的精度与重复性。
为实现对不同材质、不同形状、不同种类的工件提供有效的照明, 完成复杂的测量任务。影像测量仪通常都会提供三种照明光源: 表面光源、轮廓光源、同轴光源。表面光源为工件上表面的测量提供照明。好的表面光源,要能提供不同入射角度和不同入射方向的照明。确保不同的工件获得一致的照明效果。轮廓光源为工件外轮廓、通孔等测量提供照明。轮廓光源通常安装在影像测量仪的底座上。在工作时,图像上被工件阻挡部分成像为黑色,无阻挡部分为白色,帮助影像测头获得黑白分明、对比度高、边界清晰的工件图像。在轮廓光源照明下,仪器往往能达到高的测量精度。同轴光源沿着镜头光轴方向投射到工件表面,可为工件的高反射率表面和深孔部位的测量提供照明。
( 3) 多测头集成
影像测头在二维尺寸测量上具备无可比拟的速度优势,但影像测头也有其不擅长的地方,在三维测量中,测量效率高同样也是其优势所在。但是零件侧面和底面,光学镜头无法看到的特征如何检测呢?由此就出现了多测头集成的需求, 综合使用影像测头、接触式测头、激光测头和白光测头等,可针对不同的工件及不同的测量需求,选择最合适的测量方式,以便提供很好的测量精度以及很好好的测量效率。在二维尺寸的大批量检测时,可使用影像测头;在测量复杂工件侧壁,而对效率要求又不高的情况下,可选择接触式测量;在复杂工件的三维测量中,如果对效率要求很高,可使用白光测头或激光测头。
( 4) 测量性能
精度是测量仪器的根本, 精度是用户选择仪器的要指标之一。影像测量仪的测量精度主要取决于影像测头的质量、照明光源系统性能、仪器运动及定位精度, 数据处理测量软、硬件的质量和水平也是极其重要的影响因素。作为自动化测量仪器, 影像测量仪的测量效率是客户最为看重的要素之一。高测量效率可以减少设备投入、提高生产效率、降低人工费用等。
( 5) 测量功能
影像测量仪的基本测量功能通常包括: 点、线、圆、弧等多种基本几何量的测量, 在测量方式上, 提供多种提取及构建方式; 提供多种形状公差和位置公差的测量; 提供多种坐标系建立方式; 提供手动测量与自动批量测量; 批量测量程序可记录测量基元、提取方式、机台操控、光源控制、自动聚焦等过程; 可导入导出CAD 图纸; 测量数据输出到指定格式的报表中。
除了这些基本测量功能外, 仪器通常还会提供SPC、图纸比对、离线编程、定制输出报表等扩展功能。部分厂商还会针对特定用户行业的测量需求, 开发相应的专用软件或硬件, 增加仪器测量功能, 如小模数齿轮测量、试验筛校准等。
( 6) 其他方面
产品易用性、对环境的适应性、操作界面是否人性化等方面, 也是判别仪器性能的因素。是否能方便建立测量任务、制定及输出报表、机台操控等, 影响用户对影像仪器的接受程度。
影像测量仪器长期使用的稳定性, 测量方案的提供,客户服务的响应速度,交货周期、定制化开发能力等等,都是影响客户选择测量仪产品的重要因素。
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