影像測量儀:高精度光學影像測量儀器-中文百科頻道

結構組成

影像測量儀是一種由高解析度CCD彩色鏡頭、連續變倍物鏡、彩色顯示器、視頻十字線顯示器、精密光栅尺、多功能數據處理器、數據測量軟件與高精密工作台結構組成的高精度光學影像測量儀器。

儀器特點

采用彩色CCD攝像機；

變焦距物鏡與十字線發生器作為測量瞄準系統；

由二維平面工作台、光栅尺與數據箱組成數字測量及數據處理系統；

儀器具有多種數據處理、顯示、輸入、輸出功能，特别是工件擺正功能非常實用；

與電腦連接後，采用專門測量軟件可對測量圖形進行處理。

應用領域

儀器适用于以二維平面測量為目的的一切應用領域。這些領域有：機械、電子、模具、注塑、五金、橡膠、低壓電器，磁性材料、精密五金、精密沖壓、接插件、連接器、端子、手機、家電、計算機（電腦）、液晶電視(LCD)、印刷電路闆（線路闆、PCB）、汽車、醫療器械、鐘表、螺絲、彈簧、儀器儀表、齒輪、凸輪、螺紋、半徑樣闆、螺紋樣闆、電線電纜、刀具、軸承、篩網、試驗篩、水泥篩、網闆（鋼網、SMT模闆）等。

ISO國際标準

影響影像測量儀精度的因素主要有精度指示、結構原理、測量方法、日常不注意維護等。中國1994年實行了國際《坐标測量的驗收檢測和複檢測量》的實施。具體内容如下：

第1部分：測量線性尺寸的坐标測量機;

第2部分：配置轉台軸線為第四軸的坐标測量機;

第3部分：掃描測量型坐标測量機;

第4部分：多探針探測系統的坐标測量機;

第5部分：計算高斯輔助要素的誤差評定。在測量空間的任意7種不同的方位，測量一組5種尺寸的量塊，每種量塊長度分别測量3次所有測量結果必須在規定的MPEE值範圍内。

最大允許探測誤差(MPEP)：25點測量精密标準球，探測點分布均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大值。

ISO 10360-3 (2000) “配置轉台軸線為第四軸的坐标測量機” ：對于配備了轉台的測量機來說，測量機的測量誤差在這部分進行了定義。主要包含三個指标：徑向四軸誤差(FR)、切向四軸誤差(FT)、軸向四軸誤差(FA)。

ISO 10360-4 (2003) “掃描測量型坐标測量機” ：這個部分适用于具有連續掃描功能的坐标測量機。它描述了在掃描模式下的測量誤差。

大多數測量機制造商定義了"在THP情況下的空間掃描探測誤差"。在THP之外，标準還定義了在THN、TLP和TLN情況下的掃描探測誤差。沿标準球上4條确定的路徑進行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有掃描半徑的最大差值。THP說明了沿已知路徑在密度最大的點上的掃描特性。注：THP的說明必須包括總的測量時間，例如：THP = 1.5um (掃描時間是72 秒)。

ISO 10360-4 進一步說明了以下各項定義：

TLP: 沿已知路徑，以低密度點的方式掃描。

THN: 沿未知路徑，以高密度點的方式掃描。

TLN: 沿未知路徑，以低密度點的方式掃描。

工作原理

影像測量儀是基于機器視覺的自動邊緣提取、自動理匹、自動對焦、測量合成、影像合成等人工智能技術，具有點哪走哪自動測量、CNC走位自動測量、自動學習批量測量的功能，影像地圖目标指引，全視場鷹眼放大等優異的功能。同時，基于機器視覺與微米精确控制下的自動對焦過程，可以滿足清晰影像下輔助測量需要，亦可加入觸點測頭完成坐标測量。支持空間坐标旋轉的優異軟件性能，可在工件随意放置或使用夾具的情況下進行批量測量與SPC結果分類。

全自動影像測量儀

全自動影像測量儀，是在數字化影像測量儀(又名CNC影像儀)基礎上發展起來的人工智能型現代光學非接觸測量儀器。其承續了數字化儀器優異的運動精度與運動操控性能，融合機器視覺軟件的設計靈性，屬于當今最前沿的光學尺寸檢測設備。全自動影像測量儀能夠便捷而快速進行三維坐标掃描測量與SPC結果分類，滿足現代制造業對尺寸檢測日益突出的要求：更高速、更便捷、更精準的測量需要，解決制造業發展中又一個瓶頸技術。

全自動影像測量儀是影像測量技術的高級階段，具有高度智能化與自動化特點。其優異的軟硬件性能讓坐标尺寸測量變得便捷而惬意，擁有基于機器視覺與過程控制的自動學習功能，依托數字化儀器高速而精準的微米級走位，可将測量過程的路徑，對焦、選點、功能切換、人工修正、燈光匹配等操作過程自學并記憶。全自動影像測量儀可以輕松學會操作員的所有實操過程，結合其自動對焦和區域搜尋、目标鎖定、邊緣提取、理匹選點的模糊運算實現人工智能，可自動修正由工件差異和走位差别導緻的偏移實現精确選點，具有高精度重複性。從而使操作人員從疲勞的精确目視對位，頻繁選點、重複走位、功能切換等單調操作和日益繁重的待測任務中解脫出來，成百倍地提高工件批測效率,滿足工業抽檢與大批量檢測需要。

全自動影像測量儀具有人工測量、CNC掃描測量、自動學習測量三種方式，并可将三種方式的模塊疊加進行複合測量。可掃描生成鳥瞰影像地圖，實現點哪走哪的全屏目标牽引，測量結果生成圖形與影像地圖圖影同步，可點擊圖形自動回位、全屏鷹眼放大。可對任意被測尺寸通過标件實測修正造影成像誤差，并對其進行标定，從而提高關鍵數據的批測精度。全自動影像測量儀有着友好的人機界面，支持多重選擇和學習修正。

全自動影像測量儀優秀性能使其在各種精密電子、晶圓科技、刀具、塑膠、彈簧、沖壓件、接插件、模具、軍工、二維抄數、繪圖、工程開發、五金塑膠、PCB闆、導電橡膠、粉末冶金、螺絲、鐘表零件、手機、醫藥工業、光纖器件、汽車工程、航天航空、高等院校、科研院所等領域具有廣泛運用空間。

選購方法

有許多客戶都在為如何挑選影像測量儀的型号品牌所困擾，其實最擔心就是影像測量儀的質量和售後。國内影像測量儀的生産商大部分都集中在廣東地區，研發的軟件功能大部分相似，客戶可以不用擔心，挑選一款能夠滿足需要測量的産品行程就行了。根據需要來選擇要不要自動或者手動，手動的就比較便宜，全自動的大概要比手動貴一倍左右。挑選影像測量儀最重要看顯像是不是清晰，以及精度是否達标(一般精度選擇标準為公差帶全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的圖象通過數據線傳輸到電腦的數據采集卡中，之後由軟件在電腦顯示器上成像，由操作人員用鼠标在電腦上進行快速的測量。有的生産商為了節約成本可能會采用國産的，造價比較低，效果就稍微差點。

常見故障及原因

故障

1)藍屏；

2)主機和光栅尺、數據轉換盒接觸不良造成無數據顯示；

3)透射、表面光源不亮；

4)二次元打不開；

5)全自動影像測量儀開機找不到原點或無法運動。

原因

由于返廠維修周期長，價格昂貴，最重要的是耽誤了客戶的正常的工作。造成問題出現的原因很多，但無外乎以下原因：

1)操作軟件文件丢失或CCD視頻線接觸不良；

2)光栅尺或數據轉換盒損壞；

3)電源闆損壞；

4)加密狗損壞或影像測量儀軟件操作系統崩潰。

以上問題可能是隻出現一個，也有可能幾個問題一起出現。

軟件種類

二次元測量儀軟件在國内市場中種類比較多，從功能上劃分主要有以下兩種：

二次元測量儀測量軟件與基本影像儀測量軟件類似，其功能特點主要以十字線感應取點，功能比較簡單，對一般簡單的産品二維尺寸測量都可以滿足，無需進行像素校正即可直接進行檢測，但對使用人員的操作上要求比較高，認為判斷誤差影響比較大，在早期二次元測量軟件中使用廣泛。

2.5D影像測量儀在影像測量領域我們經常可以聽到二次元、2.5次元、三次元等各種不同的概念，所謂的二次元即為二維尺寸檢測儀器，2.5次元在影像測量領域中是在二維與三維之間的一種測量解決方案，定義是在二次元影像測量儀的基礎上多加光學影像和接觸探針測量功能，在測量二維平面長寬角度等尺寸外如果需要進行光學輔助測高的話提供了一個比較好的解決方案。

儀器優點

1、裝配2個可調的光源系統，不僅觀測到工件輪廓，而且對于不透明的工件的表面形狀也可以測量。

2、使用冷光源系統，可以避免容易變形的工件在測量是因為熱而變形所産生的誤差。

3、工件可以随意放置。

4、儀器操作容易掌握。

5、測量方便，隻需要用鼠标操作。

6、Z軸方向加探針傳感器後可以做2.5D的測量。

測量功能

1、多點測量點、線、圓、孤、橢圓、矩形，提高測量精度；2、組合測量、中心點構造、交點構造，線構造、圓構造、角度構造；3、坐标平移和坐标擺正，提高測量效率；4、聚集指令，同一種工件批量測量更加方便快捷，提高測量效率；5、測量數據直接輸入到AutoCAD中，成為完整的工程圖；6、測量數據可輸入到Excel或Word中，進行統計分析，可割出簡單的Xbar-S管制圖，求出Ca等各種參數；7、多種語言界面切換；8、記錄用戶程序、編輯指令、教導執行；9、大地圖導航功能、刀模具專用立體旋轉燈、3D掃描系統、快速自動對焦、自動變倍鏡頭；10、可選購接觸式探針測量,軟件可以自由實現探針/影像相互轉換，用于接觸式測量不規則的産品,如橢圓、弧度、平面度等尺寸；也可以直接用探針打點然後導入到逆向工程軟件做進一步處理！11、影像測量儀還可以檢測圓形物體的圓度、直線度、以及弧度；12、平面度檢測：通過激光測頭來檢測工件平面度；13、針對齒輪的專業測量功能14、針對全國各大計量院所用試驗篩的專項測量功能15、圖紙與實測數據的比對功能