影像測量儀

影像測量儀是建立在CCD數位影像的基礎上，依託於計算機螢幕測量技術和空間幾何運算的強大軟體能力而產生的。計算機在安裝上專用控制與圖形測量軟體後，變成了具有軟體靈魂的測量大腦，是整個設備的主體。它能快速讀取光學尺的位移數值，通過建立在空間幾何基礎上的軟體模組運算，瞬間得出所要的結果；並在螢幕上產生圖形，供操作員進行圖影對照，從而能夠直觀地分辨測量結果可能存在的偏差。

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、精密光柵尺、多功能數據處理器、數據測量軟體與高精密工作檯結構組成的高精度光學影像測量儀器。

基本介紹

• 中文名：影像測量儀
• 外文名：Image measuring instrument
• 儀器特點：採用彩色CCD攝像機
• 套用領域：機械、電子、模具、注塑

結構組成

儀器特點

1. 採用彩色CCD攝像機；
   
2. 變焦距物鏡與十字線發生器作為測量瞄準系統；
   
3. 由二維平面工作檯、光柵尺與數據箱組成數字測量及數據處理系統；
   
4. 儀器具有多種數據處理、顯示、輸入、輸出功能，特別是工件擺正功能非常實用；
   
5. 與電腦連線後，採用專門測量軟體可對測量圖形進行處理。
   

套用領域

儀器適用於以二維平面測量為目的的一切套用領域。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、精密衝壓、接外掛程式、連線器、端子、手機、家電、計算機（電腦）、液晶電視(LCD)、印刷電路板（線路板、PCB）、汽車、醫療器械、鐘錶、螺絲、彈簧、儀器儀表、齒輪、凸輪、螺紋、半徑樣板、螺紋樣板、電線電纜、刀具、軸承、篩網、試驗篩、水泥篩、網板（鋼網、SMT模板）等。

ISO國際標準

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《坐標測量的驗收檢測和復檢測量》的實施。具體內容如下：

第1部分：測量線性尺寸的坐標測量機;

第2部分：配置轉台軸線為第四軸的坐標測量機;

第3部分：掃描測量型坐標測量機;

第4部分：多探針探測系統的坐標測量機;

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，每種量塊長度分別測量3次所有測量結果必須在規定的MPEE值範圍內。

最大允許探測誤差(MPEP)：25點測量精密標準球，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標測量機” ：對於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。主要包含三個指標：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) “掃描測量型坐標測量機” ：這個部分適用於具有連續掃描功能的坐標測量機。它描述了在掃描模式下的測量誤差。

大多數測量機製造商定義了"在THP情況下的空間掃描探測誤差"。在THP之外，標準還定義了在THN、TLP和TLN情況下的掃描探測誤差。 沿標準球上4條確定的路徑進行掃描。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。註：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

影像測量儀是基於機器視覺的自動邊緣提取、自動理匹、自動對焦、測量合成、影像合成等人工智慧技術，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，影像地圖目標指引，全視場鷹眼放大等優異的功能。同時，基於機器視覺與微米精確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標測量。支持空間坐標旋轉的優異軟體性能，可在工件隨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，是在數位化影像測量儀(又名CNC影像儀)基礎上發展起來的人工智慧型現代光學非接觸測量儀器。其承續了數位化儀器優異的運動精度與運動操控性能，融合機器視覺軟體的設計靈性，屬於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標掃描測量與SPC結果分類，滿足現代製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，解決製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，具有高度智慧型化與自動化特點。其優異的軟硬體性能讓坐標尺寸測量變得便捷而愜意，擁有基於機器視覺與過程控制的自動學習功能，依託數位化儀器高速而精準的微米級走位，可將測量過程的路徑，對焦、選點、功能切換、人工修正、燈光匹配等操作過程自學並記憶。全自動影像測量儀可以輕鬆學會操作員的所有實操過程，結合其自動對焦和區域搜尋、目標鎖定、邊緣提取、理匹選點的模糊運算實現人工智慧，可自動修正由工件差異和走位差別導致的偏移實現精確選點，具有高精度重複性。從而使操作人員從疲勞的精確目視對位，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，並可將三種方式的模組疊加進行複合測量。可掃描生成鳥瞰影像地圖，實現點哪走哪的全螢幕目標牽引，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、全螢幕鷹眼放大。可對任意被測尺寸通過標件實測修正造影成像誤差，並對其進行標定，從而提高關鍵數據的批測精度。全自動影像測量儀有著友好的人機界面，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、衝壓件、接外掛程式、模具、軍工、二維抄數、繪圖、工程開發、五金塑膠、PCB板、導電橡膠、粉末冶金、螺絲、鐘錶零件、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號品牌所困擾，其實最擔心就是影像測量儀的質量和售後。國內影像測量儀的生產商大部分都集中在廣東地區，研發的軟體功能大部分相似，客戶可以不用擔心，挑選一款能夠滿足需要測量的產品行程就行了。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，以及精度是否達標(一般精度選擇標準為公差帶全距的1/3~1/8)。將所能捕捉到的圖象通過數據線傳輸到電腦的數據採集卡中，之後由軟體在電腦顯示器上成像，由操作人員用滑鼠在電腦上進行快速的測量。有的生產商為了節約成本可能會採用國產的，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)主機和光柵尺、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

由於返廠維修周期長，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)操作軟體檔案丟失或CCD視頻線接觸不良；

2)光柵尺或數據轉換盒損壞；

3)電源板損壞；

4)加密狗損壞或影像測量儀軟體作業系統崩潰。

以上問題可能是只出現一個，也有可能幾個問題一起出現。

軟體種類

二次元測量儀軟體在國內市場中種類比較多，從功能上劃分主要有以下兩種：
二次元測量儀測量軟體與基本影像儀測量軟體類似，其功能特點主要以十字線感應取點，功能比較簡單，對一般簡單的產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體中使用廣泛。
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，而且對於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產生的誤差。

3、工件可以隨意放置。

4、儀器操作容易掌握。

5、測量方便，只需要用滑鼠操作。

6、Z軸方向加探針感測器後可以做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、坐標平移和坐標擺正，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、記錄用戶程式、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,軟體可以自由實現探針/影像相互轉換，用於接觸式測量不規則的產品,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體做進一步處理！

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：通過雷射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

維護保養

1、儀器應放在清潔乾燥的室內（室溫20℃±5℃，濕度低於60%），避免光學零件表面污損、金屬零件生鏽、塵埃雜物落入運動導軌，影響儀器性能。

2、儀器使用完畢，工作面應隨時擦乾淨，最好再罩上防塵套。

3、儀器的傳動機構及運動導軌應定期上潤滑油，使機構運動順暢，保持良好的使用狀態。

4、工作檯玻璃及油漆表面髒了，可以用中性清潔劑與清水擦乾淨。絕不能用有機溶劑擦拭油漆表面，否則，會使油漆表面失去光澤。

5、儀器LED光源使用壽命很長，但當有燈泡燒壞時，請通知廠商，由專業人員為您更換。

6、儀器精密部件，如影像系統、工作檯、光學尺以及Z軸傳動機構等均需精密調校，所有調節螺絲與緊固螺絲均已固定，客戶請勿自行拆卸，如有問題請通知廠商解決。

7、軟體已對工作檯與光學尺的誤差進行了精確補償，請勿自行更改。否則，會產生錯誤的測量結果。

8、儀器所有電氣接外掛程式、一般不要拔下，如已拔掉，則必須按標記正確插回並擰緊螺絲。不正確的接插、輕則影響儀器功能，重則可能損壞系統。

測量方式

1、物件被測面的垂直測量

2、壓線相切測量

3、高精度大倍率測量

4、輪廓影像柔和光測量

5、圓及圓弧均勻取點測量