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二次元影像測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)及軟件
作者：牧象儀器 來(lái)源：xindaboliqimin.cn 時(shí)間：2017-07-07 10:17
二次元影像測(cè)量?jī)x由于具備速度快、準(zhǔn)確度高、非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，近年來(lái)在電子、模具、塑膠 、五金等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，目前影像測(cè)量?jī)x行業(yè)缺少統(tǒng)一的性能評(píng)價(jià)方法。不同生產(chǎn)廠商往往根據(jù)各自的企業(yè)準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)。這在一定程度上造成了客戶選型的困難對(duì)行業(yè)的發(fā)展也不利。
一、外觀
二次元影像測(cè)量?jī)x采用柱式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其影像光學(xué)探頭安裝在z軸上，相對(duì)機(jī)座作垂直運(yùn)動(dòng)。放置被測(cè)工件的水平工作臺(tái)提供水平方向二維運(yùn)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)二維測(cè)量功能。
二次元影像測(cè)量?jī)x采用一體化設(shè)計(jì)，立柱和頭部的外罩殼為白色鈑金件，儀器的電控系統(tǒng)、內(nèi)部線纜等部件包裝起來(lái)，沒(méi)有額外的電控箱，通過(guò)USB線和視頻線將儀器與計(jì)算機(jī)相連。機(jī)臺(tái)運(yùn)行時(shí)，測(cè)量速度快，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)震動(dòng)、噪音小。
自動(dòng)影像測(cè)量?jī)x可以利用操作手柄進(jìn)行儀器操縱，或通過(guò)配套的測(cè)量軟件界面，利用計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或鼠標(biāo)的拖曳操縱儀器對(duì)儀器的操縱，包括平臺(tái)移動(dòng)、光源及其強(qiáng)度、鏡頭變倍等控制。在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)，感覺(jué)機(jī)臺(tái)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)速度快、目標(biāo)定位準(zhǔn)確、無(wú)滯后感，在低速、小距離的移動(dòng)中。也表現(xiàn)出很好的可操控性。
二、結(jié)構(gòu)
二次元影像測(cè)量?jī)x采用“柱式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)”結(jié)構(gòu)，機(jī)器由3個(gè)可移動(dòng)部分組成，裝有鏡頭的主軸(Z軸)相對(duì)機(jī)座作上下運(yùn)動(dòng)；雙層工作臺(tái)( 臺(tái)板、y臺(tái)板)層疊地裝在機(jī)座上，提供左右方向和前后方向的水平運(yùn)動(dòng)。在工作臺(tái)上表面安裝被測(cè)工件。機(jī)座、立柱、工作臺(tái)板均采用花崗巖，以保證機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低對(duì)環(huán)境的要求。測(cè)試期間，由于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有空調(diào)，環(huán)境溫度從23℃上升到27℃，測(cè)量結(jié)果仍保持在合格范圍內(nèi)。
樣機(jī)傳動(dòng)部件采用光杠和直線導(dǎo)軌，XYZ軸均采用雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，其中Z軸的雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有利于降低Z軸偏擺對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。XYZ軸采用直流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，線性光柵尺反饋3軸位置信息。電控系統(tǒng)安裝在立柱外罩殼上的獨(dú)立背板中。在需要對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，只要將背板打開(kāi)抽出即可，無(wú)需打開(kāi)整個(gè)外罩殼。
三、照明系統(tǒng)與鏡頭
二次元影像測(cè)量?jī)x配置了3種光源：表面光源(頂光)、輪廓光源(底光)和同軸光源(頂光)。在對(duì)普通工件表面進(jìn)行測(cè)量時(shí)選擇表面光源，在對(duì)工件的邊界輪廓進(jìn)行測(cè)量時(shí)選擇輪廓光源，當(dāng)對(duì)高反射率表面或深孔測(cè)量，表面光源無(wú)法滿足清晰成像的要求時(shí)，可以選擇同軸光源進(jìn)行照明。3種光源的亮度均劃分為128級(jí)進(jìn)行控制，可以通過(guò)操作手柄或測(cè)量軟件來(lái)調(diào)整光源的亮度。同時(shí)，表面光源分為6環(huán)8區(qū)，共48個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的開(kāi)關(guān)和亮度均可獨(dú)立調(diào)節(jié)。
影像測(cè)量?jī)x可配備多種鏡頭，包括手動(dòng)變倍鏡頭、自動(dòng)變倍鏡頭、國(guó)產(chǎn)麥特手動(dòng)變倍鏡頭以及定倍鏡頭。
四、軟件界面及其功能
測(cè)量軟件操作界面友好、操作方便、測(cè)量效率高。zoon測(cè)量軟件針對(duì)國(guó)內(nèi)用戶的使用習(xí)慣進(jìn)行了精細(xì)的優(yōu)化，軟件提供強(qiáng)大的幾何參數(shù)計(jì)算功能，用戶界面友好，報(bào)表輸出豐富，還具備SPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。
在幾何測(cè)量工具上，對(duì)點(diǎn)、線、圓弧的測(cè)量提供了繪圖、點(diǎn)提取、整體提取、多段提取等多種模式滿足不同的測(cè)量要求。軟件提供了多坐標(biāo)系功能，用戶可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行坐標(biāo)系設(shè)置、調(diào)整、增減。同時(shí)提供多種建立坐標(biāo)系的方式，及多種調(diào)整坐標(biāo)系的手段。
軟件提供了豐富靈活的儀器操控功能，可以對(duì)平臺(tái)移動(dòng)、光源、鏡頭等進(jìn)行自如的控制，成為完全的CNC測(cè)量系統(tǒng)。儀器的三軸運(yùn)動(dòng)、鏡頭變倍和光源等均可通過(guò)測(cè)量軟件進(jìn)行控制。
軟件手動(dòng)測(cè)量模式和學(xué)習(xí)測(cè)量模式?jīng)]有差別。所有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或操作手柄對(duì)儀器進(jìn)行的操作均被軟件以學(xué)習(xí)模式記錄。在需要時(shí)，將記錄的操作步驟保存成任務(wù)文件，用于自動(dòng)測(cè)量。對(duì)保存的任務(wù)文件可以馬上進(jìn)行調(diào)用，執(zhí)行重復(fù)測(cè)量，或根據(jù)需要對(duì)這些記錄進(jìn)行修改和調(diào)整后，重復(fù)進(jìn)行測(cè)量。
自動(dòng)測(cè)量模式就是調(diào)用經(jīng)過(guò)修改和優(yōu)化的測(cè)量任務(wù)程序，確定新工件的工件坐標(biāo)系后，開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行該程序完成測(cè)量。該模式適用于批量工件的自動(dòng)測(cè)量，可以大大降低對(duì)操作者的要求，顯著提高工作效率，減少測(cè)量過(guò)程中的人為因素干擾，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性。
軟件支持在任務(wù)運(yùn)行中進(jìn)行自動(dòng)聚焦，解決了同批次工件中由于高度差異帶來(lái)的聚焦不清晰，導(dǎo)致測(cè)量準(zhǔn)確度變差甚至無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。
軟件支持自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量相結(jié)合的混合運(yùn)行模式，當(dāng)同批次工件中個(gè)別工件待測(cè)尺寸有較大差異，而無(wú)法進(jìn)行完全自動(dòng)測(cè)量的情況下，可以將相關(guān)基元設(shè)定為手動(dòng)測(cè)量基元，而其他基元保持自動(dòng)測(cè)量屬性。在自動(dòng)測(cè)量過(guò)程中，遇到手動(dòng)測(cè)量屬性的基元時(shí)，系統(tǒng)暫停，等待操作者手動(dòng)測(cè)量，完成后再繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。這種模式進(jìn)一步提高了軟件的實(shí)用性。
測(cè)量數(shù)據(jù)輸出方面，軟件可以在界面上獲得圖形和數(shù)據(jù)等形式的直觀結(jié)果輸出，并可輸出Word、Excel、TXT文本等各種形式報(bào)表。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，定制Word、Excel等報(bào)表的模板，以生成更加符合客戶特定需求的個(gè)性化報(bào)表。
軟件集成了過(guò)程參數(shù)統(tǒng)計(jì)(SPC)功能?？梢灾苯哟蜷_(kāi)測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。SPC提供了6種管制圖：平均值與極值管制圖(X Bar—R)、平均值與標(biāo)準(zhǔn)差管制圖(X Ba—S)、中位值與極值管制圖(X Med—R)、個(gè)別值與移動(dòng)極值管制圖(X—RM)、直方圖、管制制程圖。
除此之外，測(cè)量軟件還提供了多種輔助工具，比如：
——圖紙比對(duì)功能：將工件的測(cè)量圖與工件原圖紙進(jìn)行比對(duì)。
——拼全圖：軟件自動(dòng)對(duì)工件指定范圍的各個(gè)區(qū)域逐步進(jìn)行掃描，再由軟件進(jìn)行自動(dòng)拼圖，得出工件指定范圍的整體圖像。
——多語(yǔ)言支持：軟件支持簡(jiǎn)體中文、繁體中文、英文界面，語(yǔ)言切換可以隨時(shí)進(jìn)行，無(wú)需重新啟動(dòng)軟件。
——操作過(guò)程中的聲音提示：增加了儀器的易用性和用戶操作的方便性。
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