影像測量儀的工作原理

影像儀

影像儀又名影像測量儀、影像式精密測繪儀、光學(xué)測量儀。它是在測量投影儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次質(zhì)的飛躍，它將工業(yè)計(jì)量方式從傳統(tǒng)的光學(xué)投影對位提升到了依托于數(shù)位影像時代而產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)屏幕測量。

簡介

影像儀是依托于計(jì)算機(jī)屏幕測量技術(shù)和強(qiáng)大的空間幾何運(yùn)算軟件而存在的。影像測量儀又分全自動影像測量儀(又名CNC影像儀）與手動影像測量儀兩種。影像儀以非接觸式測量為主要測量方式，通過長期的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，自動影像儀在功能上逐步的延伸，配合探針和激光組的使用，出現(xiàn)介于二維和三維幾何尺寸測量的儀器，業(yè)內(nèi)稱為“2.5D影像測量儀”。

工作原理

影像儀是利用表面光或輪廓光照明后，經(jīng)變焦距物鏡通過攝像鏡頭，攝取影像再通過S端子傳送到電腦屏幕上，然后以十字線發(fā)生器，在顯示器上產(chǎn)生的視頻十字線為基準(zhǔn)，對被測物進(jìn)行瞄準(zhǔn)測量，并通過工作臺帶動光學(xué)尺，在X、Y方向上移動由多功能數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過軟件進(jìn)行計(jì)算完成測量。

儀器種類

手搖影像測量儀在測量點(diǎn)A、B兩點(diǎn)之間距離的操作是：先搖X、Y方向手柄走位對準(zhǔn)A點(diǎn)，然后鎖定平臺、改手操作電腦并點(diǎn)擊鼠標(biāo)確定；再打開平臺，手搖到B點(diǎn)，重復(fù)以上動作確定B點(diǎn)。每次點(diǎn)擊鼠標(biāo)是要將該點(diǎn)的光學(xué)尺位移數(shù)值讀入計(jì)算機(jī)，當(dāng)所有點(diǎn)的數(shù)值都被讀入后才能進(jìn)行計(jì)算功能的操作。這種初級設(shè)備就像一個技術(shù)的“積木拼盤”，一切功能與操作都是分離進(jìn)行的；一會搖手柄、一會點(diǎn)鼠標(biāo)；手搖時還需注意均勻且輕而慢、不能回旋；一位熟練操作員進(jìn)行一個簡單的距離測量大概需要數(shù)分鐘。

數(shù)字化影像測量儀

數(shù)字化影像測量儀則不同，它建立在微米級精確數(shù)控的硬件與人性化操作軟件的基礎(chǔ)上，將各種功能徹底集成，從而成為一臺真正義上的現(xiàn)代精密儀器。具備無級變速、柔和運(yùn)動、點(diǎn)哪走哪、電子鎖定、同步讀數(shù)等基本能力，鼠標(biāo)移動找到你所想要測定的A、B兩點(diǎn)后，電腦就已幫你計(jì)算測量出結(jié)果，并顯示圖形供校驗(yàn)，圖影同步，即使是初學(xué)者測量兩點(diǎn)之間距離也只需數(shù)秒鐘。自動光學(xué)影像儀數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工件隨意放置即可測量。手搖式影像測量儀在進(jìn)行基準(zhǔn)測量時，需要旋轉(zhuǎn)載物平臺上的分度盤，將零件的基準(zhǔn)邊調(diào)整到平行于平臺的一個坐標(biāo)軸，這是因?yàn)樗某跫壾浖荒苤С謽O其復(fù)雜空間幾何換算。而數(shù)字化影像測量儀可以利用軟件技術(shù)完成空間坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)和多坐標(biāo)系之間的復(fù)雜換算，被測工件可隨意放置，隨意建立坐標(biāo)原點(diǎn)和基準(zhǔn)方向并得到測量值，同時在屏幕上呈現(xiàn)出標(biāo)記，直觀地看出坐標(biāo)方向和測量點(diǎn)，使最為常見的基準(zhǔn)距離測量變得十分簡便而直觀。

結(jié)構(gòu)組成

影像測量儀是一種由高解析度CCD彩色攝像器、連續(xù)變倍物鏡、彩色顯示器、視頻十字線發(fā)生器、精密光學(xué)尺、多功能數(shù)據(jù)處理器、2D數(shù)據(jù)測量軟件與高精密工作臺結(jié)構(gòu)組成的高精度光學(xué)影像測量儀器。

特點(diǎn)

1、X軸取花崗石橫梁為基礎(chǔ)，確保機(jī)構(gòu)不會變形及橫梁中間不會下垂。

2、X軸直線導(dǎo)軌取上置設(shè)計(jì)，符合導(dǎo)軌最佳受力原理，具有高精度及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。

3、X軸花崗石背面獨(dú)特的采用厚鋼片鎖固,增強(qiáng)X軸的韌性，確保橫梁不會折斷。

4、Y軸獨(dú)特的硬體封閉環(huán)設(shè)計(jì)，在立柱底部采用鋼板連接，是橫梁、立柱構(gòu)成一個整體，確保機(jī)構(gòu)不會變形。

5、Y軸中間傳動，X軸的硬體閉環(huán)結(jié)構(gòu)，確保運(yùn)行時不會出現(xiàn)左右偏擺或甩尾的物理現(xiàn)象，精度得到提高。

6、Z軸采用交叉導(dǎo)軌，利用滾珠絲桿傳動，運(yùn)行穩(wěn)定，確保精度。

7、影像測量軟件可自動編程，全自動檢測。

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用在各種不同的精密零部件的測量中。主要用于在卡尺、角度尺很難測量到或根本測量不到的，但在裝配中起著重要的零部件尺寸、角度等的測量中，適用于以二維平面測量為目的的一切應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)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(jī)、家電、計(jì)算機(jī)（電腦）、液晶電視(LCD)、印刷電路板（線路板、PCB）、汽車、醫(yī)療器械、鐘表、儀器儀表、螺絲、彈簧、齒輪、電線電纜、刀具、篩網(wǎng)等。

測量功能

手搖影像測量儀在尋找目標(biāo)點(diǎn)完成測量移位的過程中，由于依靠手動力的操作，移動平臺的主副導(dǎo)軌間會產(chǎn)生一定的偏移，不斷的來回運(yùn)動還會產(chǎn)生回程間隙。在微米級精確測量時，將直接生產(chǎn)影響測量精度。數(shù)字化影像測量儀具有運(yùn)動鎖定能力和在設(shè)計(jì)上采用了無回程間隙技術(shù)，從而徹底消除了這些誤差，提高了運(yùn)動的平穩(wěn)性和測量精度。

測量距離越長誤差也就越大，測量精度隨著長度而降低。手搖式影像測量儀不具備非線性實(shí)時糾正功能，無法消除諸如溫度、震動等環(huán)境因素引起的非線性誤差。數(shù)字化影像測量儀擁有十分優(yōu)秀的誤差修正能力，通過建立在嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型的軟件計(jì)算和實(shí)時控制來修正，從而使非線性誤差降到最小，提高了測量精度，突破了速度與精度的技術(shù)瓶頸。

全自動影像測量儀

全自動影像測量儀可以通過樣品實(shí)測、圖紙計(jì)算、CNC數(shù)據(jù)導(dǎo)入等方式建立CNC坐標(biāo)數(shù)據(jù)，由儀器自動測量目標(biāo)點(diǎn)，完成各種測量操作，從而節(jié)省人力，提高效率。數(shù)十倍于手搖式影像測量儀的工作能力下，操作人員輕松而高效。

使用須知

影像儀在使用過程中，要注意以下事項(xiàng)：

（1）工件吊裝前，要將探針退回原點(diǎn)，為吊裝位置預(yù)留較大的空間；工件吊裝要平穩(wěn)，不可撞擊影像測量儀任何構(gòu)件。

（2）正確安裝零件，安裝前確保符合零件與測量機(jī)的等溫要求。

（3）建立正確的坐標(biāo)系，保證所建的坐標(biāo)系符合圖紙的要求，才能確保所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

（4）當(dāng)編好程序自動運(yùn)行時，要防止探針與工件的干涉，故需注意要增加拐點(diǎn)。

（5）對于一些大型較重的模具、檢具，測量結(jié)束后應(yīng)及時吊下工作臺，以避免影像測量儀工作臺長時間處于承載狀態(tài)。

維護(hù)保養(yǎng)

1、儀器應(yīng)放在清潔干燥的室內(nèi)（室溫20℃±2℃，濕度低于60%），避免光學(xué)零件表面污損、金屬零件生銹、塵埃雜物落入運(yùn)動導(dǎo)軌，影響儀器性能。

2、儀器使用完畢，工作面應(yīng)隨時擦拭干凈，最好再罩上防塵套。

3、儀器的傳動機(jī)構(gòu)及運(yùn)動導(dǎo)軌、應(yīng)定期上潤滑油，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動順暢，保持良好的使用狀態(tài)。

4、工作臺玻璃及油漆表面臟了，可以用中性清潔劑與清水擦拭干凈。絕不能用有機(jī)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(dāng)有燈泡燒壞時，請通知專業(yè)人員為您更換。

6、儀器精密部件，如影像系統(tǒng)、工作臺、光學(xué)尺以及Z軸傳動機(jī)構(gòu)等均需精密調(diào)校，所有調(diào)節(jié)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、軟件已對工作臺與光學(xué)尺的誤差進(jìn)行了精確補(bǔ)償，請勿自行更改。否則，會產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果。

8、儀器所有電氣接插件、一般不要拔下，如已拔掉，則必須按標(biāo)記正確插回并擰緊螺絲。不正確的接插、輕則影響儀器功能，重則可能損壞系統(tǒng)。